JPH08117240A

JPH08117240A - 治療装置

Info

Publication number: JPH08117240A
Application number: JP6282513A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Takojima; 武広蛸島; Yoshinobu Kakihara; 良亘柿原; Isao Nakamura; 功中村; Hiromi Ikada; 宏臣筏
Original assignee: Alps Electric Co Ltd; Kawasumi Laboratories Inc
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd; SB Kawasumi Laboratories Inc
Priority date: 1994-10-20
Filing date: 1994-10-20
Publication date: 1996-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】血管内の閉塞物を破砕する治療装置におい
て、振動エネルギーを効果的に使用して閉塞物を破砕で
きるようにする。【構成】カテーテルの先端部１１から破砕振動体３０
が突出している。破砕振動体３０は複数の圧電素子３３
ａ，３３ｂが積層された積層体３３と、その先部の共振
体３６とから構成され、圧電素子の厚み方向の振動歪み
により、破砕振動体３０全体が突出方向へ振動できる。
この破砕振動体３０により閉塞物に振動が与えられて閉
塞物が破砕または粉砕される。圧電素子の振動が血管閉
塞物に効率良く与えられ、低消費電力で且つ発熱量が少
なくなる。また破砕振動体３０を生体親和性の材料層３
５で覆うことにより人体への悪影響を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、血管内に挿入されるカ
テーテルの先端部に、血管内の閉塞物を破砕する破砕体
が設けられた治療装置に係り、特に圧電素子の積層体を
有する破砕振動体が設けられた治療装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アテローム性動脈硬化症の原因となる血
小板や血餅などの血管閉塞物を除去する治療方法とし
て、血管内に挿入されるカテーテルの先端からレーザ光
を照射して血管閉塞物を除去する方法や、カテーテル先
端にドリルなどの機械的な破砕手段を設けて血管閉塞物
を除去する方法が考えられている。ただし、レーザ光に
より血管閉塞物を蒸発除去する方法では、レーザ光を血
管閉塞物に正確に照射するのが困難であり、正常細胞に
レーザ光が当たって損傷するおそれがある。またドリル
などの機械的な破砕手段を備えたものも同様に、血管内
壁に傷を与えるおそれがある。

【０００３】また特開平１−２８８２４９号公報には、
血管内に挿入されるカテーテル内に探針を挿入し、この
探針にカテーテルの基端すなわち体外から超音波振動を
与え、探針の先端の振動により血管閉塞物を破砕する装
置が開示されている。この装置は、カテーテル内の全長
にわたって挿入された探針に対し基端側から超音波振動
が与えられて探針全体が振動するものであるため、多大
な振動エネルギーが必要となるのみならず、探針および
カテーテルの発熱量が多くなる問題が生じる。さらに探
針全体の振動によりカテーテルを損傷するおそれもあ
る。また超音波振動を利用して血管閉塞物を除去する治
療を行うものとして特開平２−１２４１２８号公報に開
示された血管内内視鏡カテーテルがある。図７はこの種
のカテーテルの構造の概略を示したものである。

【０００４】図７に示すものは、血管Ｂの内部に挿入さ
れるカテーテル１の先端部から粉砕吸引体２が突出して
設けられている。粉砕吸引体２内には、超音波発振素子
３と、超音波を粉砕吸引体２の先端に伝える発振管路４
が埋設されている。さらに粉砕吸引体２には、２重管に
よる吸引路５が埋設され、粉砕吸引体２の先端面に吸引
孔が開口している。さらに粉砕吸引体２の内部には、吸
引路５から血液と粉砕物を吸引するポンプや、吸引され
た血液と粉砕物を分離するためのフィルタなどが設けら
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図７に示す従来例は、
粉砕吸引体２の内部に埋設された微小な超音波発振素子
３の振動により、血管閉塞物Ａを粉砕しようとするもの
であるが、微小な超音波発振素子３により、ポンプや吸
引路５などが埋設された粉砕吸引体２全体を有効に振動
させ、血管閉塞物Ａを効果的に粉砕するのは困難であ
る。すなわち、粉砕吸引体２の全体を振動させる構造で
あるため、超音波発振素子３から血管閉塞物Ａへの振動
の伝達効率が悪く、振動エネルギーの損失が大きくなっ
て消費電力が多くなる。また、粉砕吸引体２全体に粉砕
のために必要な振動を与えようとした場合、超音波発振
素子３での振動エネルギーが過大になって、粉砕吸引体
２の発熱量が多くなる。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、超音波振動を利用して血管内の閉塞物を除去する
に際し、超音波振動のエネルギーを血管閉塞物の破砕エ
ネルギーとして効率良く変換できるようにし、小電力で
効果的な破砕治療ができるとともに、発熱量を低減でき
るようにした治療装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による治療装置
は、血管内に挿入されるカテーテルの先端部に、厚み方
向へ振動する圧電素子が積層された破砕振動体が突出し
て設けられ、破砕振動体全体が突出方向へ共振振動する
ことにより血管内の閉塞物が破砕されることを特徴とす
るものである。

【０００８】本発明は、突出方向へ積層された圧電素子
そのものが破砕振動体としてカテーテルの先端部から突
出しているものである。破砕振動体は、圧電素子の積層
体のみで構成してもよいし、圧電素子の積層体とその先
端部に固定されたヘッド部とから構成してもよい。また
は、破砕振動体として、突出方向へ積層された圧電素子
の先端部にヘッド部として共振体を設けたものとするこ
とも可能である。

【０００９】さらに、破砕振動体の少なくとも先端面
に、生体親和性の材料層を設けることが好ましく、さら
にカテーテルの先端部から突出する破砕振動体の外周全
体を生体親和性の材料層で覆うことが好ましい。

【００１０】また、個々の圧電素子に所定の駆動周波数
の交流電界を与える発振駆動回路と、破砕振動体の振動
周波数を検出する検出部と、圧電素子に与えられる交流
電界の駆動周波数と検出部で検出された振動周波数とを
比較して、この比較結果に基づいて発振駆動回路の発振
を停止させる比較部とが設けられた構成とすることがで
きる。

【００１１】

【作用】上記手段では、血管内に挿入されるカテーテル
の先端部から、全体が突出方向へ振動する破砕振動体が
突出して設けられている。破砕振動体は、圧電素子が積
層され、または圧電素子の積層体の先端にヘッド部が固
定され、または圧電素子の積層体の先端に共振体が固定
されたものとなる。カテーテルの先端部が、血管内の閉
塞物に接近すると、例えばバルーンによりカテーテルの
先端部が血管内で固定される。破砕振動体に所定の駆動
周波数の交流電界が与えられると、個々の圧電素子が厚
み方向へ振動し、圧電素子が積層されて構成された破砕
振動体がその突出方向へ共振して振動する。破砕振動体
の先端部が血管閉塞物に当たると、振動により血管閉塞
物が破砕されまたは粉砕されて除去される。

【００１２】破砕振動体はその突出方向へ共振して振動
するものであるため、血管閉塞物以外の部分の血管内壁
に過大な振動が直接に与えられることがなく、血管の内
壁の損傷などを防止できる。

【００１３】破砕振動体は、それ自体が圧電素子の積層
体を主体として構成され、破砕振動体の全体が自らの力
により振動するものであるため、血管閉塞物へ与える振
動の発生効率および伝達効率がよく、血管閉塞物に振動
を効果的に与えてその破砕または粉砕を確実に行える。
また振動の発生効率および伝達効率がよいために消費電
力が少なく、また破砕振動体の発熱も抑制できる。

【００１４】また、破砕振動体の少なくとも先端面に生
体親和性の材料層を形成することにより、人体に対する
悪影響を防止できる。

【００１５】さらに、発振駆動回路から破砕振動体へ、
所定の駆動周波数の交流電界を与え、且つ破砕振動体の
振動周波数を電圧により検出し、この振動周波数と駆動
周波数とを比較する比較部を設ければ、血管閉塞物の破
砕が完了しまたは血管閉塞物から破砕振動体が離れたと
きに、直ちに破砕振動体の振動を停止させることができ
る。

【００１６】すなわち、破砕振動体が血管閉塞物を破砕
または粉砕しているときにはその負荷により破砕振動体
の振動周波数が低下するが、破砕が完了すると振動周波
数が高くなる。よって破砕振動体を構成する圧電素子の
振動周波数を監視し、この振動周波数と駆動周波数とを
比較部により比較すると、両周波数が一致しまたは近似
した時点で血管閉塞物の破砕が完了しまたは破砕振動体
が血管閉塞物から外れたことを知ることができる。この
時点で、破砕振動体への交流電界の印加を停止し、破砕
振動体を停止させると、血管閉塞物が破砕された後の破
砕振動体の振動により血管内壁などの正常細胞に傷を付
けることを有効に防止できる。

【００１７】破砕振動体を構成する圧電素子の振動周波
数を検出するための具体例としては、圧電素子に交流電
界を間欠的に与えて破砕振動体を間欠駆動し、この交流
電界の休止期間に、共振している破砕振動体の圧電素子
から電圧を検出すればよい。あるいは、圧電素子に交流
電界を連続的に与えて破砕振動体を駆動し、圧電素子に
検出用の電極を設けて、駆動中の破砕振動体の圧電素子
の分極による電位差を常に検出するものであってもよ
い。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の治療装置を示す斜視図、図２は治
療装置が血管の内部に挿入された状態を示す断面図、図
３と図４は、破砕振動体を構造別に示す断面図、図５と
図６は破砕振動体に接続されている圧電駆動部の回路構
成を実施例別に示すブロック図である。符号１０は、内
視鏡と治療装置を兼ねたカテーテルであり、このカテー
テル１０は臨床治療において血管Ｂの内部に挿入され
る。カテーテル１０の先端部１１の基部にはバルーン１
２が設けられている。先端部１１が血管Ｂ内の治療部に
接近すると、体外からカテーテル１０内を経てバルーン
１２内に気体または液体が供給されてバルーン１２が膨
張し、図２に示すようにカテーテル１０の先端部１１が
血管Ｂのほぼ中央部に保持される。

【００１９】カテーテル１０の先端部１１の端面１１ａ
からは、本発明の特徴となる破砕振動体３０が突出して
いる。破砕振動体３０は、体外からの手動操作または電
動操作により、端面１１ａから前方（（イ）方向）へ例
えば３０ｍｍ程度の長さまで突出できるように構成され
ている。また、破砕振動体３０への配線経路１３は、カ
テーテル１０内を伝わって体外へ導かれ、この配線経路
１３に圧電駆動部４０が接続されている。カテーテル１
０の先端部１１の端面１１ａには、イメージング部１７
が設けられている。イメージング部１７は血管Ｂの内部
を観察または探査するものであり、その構造としては、
超音波の送受信により血管Ｂの内部構造をイメージ検出
（イメージ探査）するものと、血管Ｂの内部構造を直接
視認するものとがある。

【００２０】直接視認する場合には、イメージング部１
７が光ファイバにより構成され、体外には、光ファイバ
により送られてくる血管Ｂ内の映像を撮影するテレビカ
メラ１８と、映像を表示するテレビジョンなどの映像表
示装置１９が設けられる。イメージング部１７により、
血管Ｂ内の状態が視認されるものである場合には、カテ
ーテル１０の先端部１１の端面１１ａにライトガイド１
４が設けられる。ライトガイド１４には光ファイバなど
の導光路１５が接続されている。体外には、導光路１５
に光を与える光源１６が設けられ、光源１６から発せら
れる光がライトガイド１４から血管Ｂ内に照射され、血
管Ｂ内が照明される。

【００２１】超音波送受信方式では、テレビカメラ１８
の代わりに超音波送受信部２０が設けられ、イメージン
グ部１７は超音波の発振および受信アンテナとなる。こ
の場合、イメージング部１７から血管Ｂ内の前方へ超音
波が送られ、そのエコーがイメージング部１７により検
知され、超音波送受信部２０によりこれが検出される。
上記エコーの検出時間などにより先端部１１の前方に血
管閉塞物Ａが存在しているか否か探査される。あるいは
超音波のエコーに基づいて血管Ｂ内のイメージ像が生成
され、これが映像表示装置などに表示されるものであっ
てもよい。なお、イメージング部１７が超音波の送受信
を行うものである場合、血管Ｂ内の照明手段は不要であ
り、前記ライトガイド１４を設ける必要はない。

【００２２】カテーテル１０の先端部１１の端面１１ａ
には、還流液送液部２１と、吸引部２２とが設けられて
いる。還流液送液部２１には、体外にて還流液供給部２
３が接続されている。破砕振動体３０によって、血管Ｂ
内の閉塞物Ａを破砕するときには、還流液送液部２１か
ら血管Ｂ内に還流液が吐出される。破砕された閉塞物Ａ
の粉砕物はこの還流液とともに吸引部２２内に吸引され
る。カテーテル１０の先端部１１内には、吸引部２２か
ら吸引された還流液から破砕物を除去するフィルタが設
けられ、さらに吸引部２２から吸引された還流液を還流
液送液部２１へ送る循環路が形成されている。またこの
循環路にて還流液を還流させる小型のポンプが内蔵され
ている。

【００２３】次に前記破砕振動体３０の構造を説明す
る。図３に示すように、カテーテル１０内には破砕振動
体３０の支持体３１が設けられ、その基端は体外にてカ
テーテル１０の外部に出ている。前述のようにこの支持
体３１の基端を手動または電動で操作することにより、
先端部１１から破砕振動体３０が３０ｍｍ程度まで延び
出ることができる。支持体３１の先部にはクッション材
３２が接続されさらにその先部に圧電素子の積層体（超
音波振動子）３３が接続されている。前記クッション材
３２はシリコンゴムなどの軟弾性体であり、積層体３３
の振動が支持体３１に伝播されるのを防止するものであ
る。

【００２４】積層体３３は、それぞれ複数の円板状の圧
電素子３３ａと３３ｂが交互に重ねられたものであり、
その重なり方向は、破砕振動体３０の突出方向（（イ）
方向）である。個々の圧電素子３３ａと３３ｂは、同じ
厚さ寸法のＰＺＴ系セラミック材料などにより形成され
ている。圧電素子３３ａと３３ｂは同じものであるが、
その誘電分極方向が３３ａと３３ｂとで逆向きとなって
いる。図５に示すように交互に積層された圧電素子３３
ａと３３ｂの間には、電極３３ｃと３３ｄが互い違いに
介装されている。各電極３３ｃと３３ｄに交流電界を与
えると、圧電素子３３ａと３３ｂはそれぞれ与えられる
電界の方向が相違する。ただし圧電素子３３ａと３３ｂ
は誘電分極方向が互いに逆向きであるため、交流電界に
よりそれぞれの圧電素子３３ａ，３３ａ，…と３３ｂ，
３３ｂ…が同時に厚み方向（（イ）方向）へ膨張と収縮
を繰返し、その結果、積層体３３が（イ）方向へ共振す
る。

【００２５】図３の実施例では、上記積層体３３の先端
にヘッド部３４が設けられる。このヘッド部３４は最先
部の圧電素子に対し前記電極を挟んで接着固定されてい
るものである。このヘッド部３４はステンレススチール
やチタンなどの金属により形成されている。閉塞物Ａが
破砕されるときには、このヘッド部３４が閉塞物Ａに振
動を与えるため、ヘッド部３４の先端面３４ａは球面な
どの曲面形状とすることが好ましい。なお、ヘッド部３
４を設けず、最先部の圧電素子により閉塞物Ａに振動を
与えるものであってもよい。破砕振動体３０の少なくと
も先端部、すなわち前記ヘッド部３４の先端面３４ａに
は、生体親和性の材料層（または材料膜）３５を形成し
ておくことが好ましい。この材料層３５は例えばカーボ
ン（Ｃ）やダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）など
である。閉塞物Ａに当たる前記先端面３４ａに、生体親
和性の材料層３５を設けておくことにより、人体への悪
影響を防止できる。なお、図３と図４の実施例では、先
端面のみならず破砕振動体３０の周囲全体に、前記生体
親和性の材料層３５が形成されている。このように構成
することが最も好ましい。

【００２６】図４の実施例では、支持体３１にクッショ
ン材３２を介して積層体（超音波振動子）３３が接続さ
れているが、この積層体３３は図３に示すものよりも短
く、積層される圧電素子３３ａと３３ｂの数が少なくな
っている。積層体３３の先端には共振体３６が設けられ
ている。この共振体３６は、最先部の圧電素子に対し前
記電極を挟んで接着固定されている。共振体３６は、ス
テンレススチールやチタンなどの金属により形成された
ものである。積層体３３に交流電界が与えられて積層体
３３が（イ）方向へ共振したときに、共振体３６は、積
層体３３と共に共振し破砕振動体３０全体が（イ）方向
へ共振できるように、ヤング率や寸法が選択されて形成
される。

【００２７】図３と図４に示すそれぞれの実施例を比較
すると、図３では圧電素子３３ａと３３ｂの積層数が多
いために、発生振幅が大きくまた発生する振動による力
も大きくなる。図４に示すものは、圧電素子３３ａと３
３ｂの積層数が少ないために図３に示す破砕振動体に比
べて振動の力が弱いが、共振体３６を設けることによ
り、省電力で効果的な共振振動を発生させることができ
る。図４の実施例でも、共振体３６の先端面３６ａは球
面などの曲面に形成されている。また、共振体３６の先
端面３６ａ、すなわち破砕振動体３０の先端面と、さら
に好ましくは破砕振動体の周囲全体が生体親和性の材料
層３５により被覆されている。

【００２８】図５は、圧電素子の積層体３３を振動させ
る圧電駆動部４０の回路構成の第１実施例を示してい
る。圧電駆動部４０には、所定の駆動周波数Ｆａの交流
電界（交流電圧）を発生する発振駆動回路４１が設けら
れている。この発振駆動回路４１は発振素子を主体とし
て構成されたものである。パルス発生部４２は、発振駆
動回路４１を間欠発振（パルス発振）させるものであ
る。パルス発生部４２は、基準発振部４３により発振さ
れる基準クロック信号に基づいて、一定周期の間欠パル
スＰを発生させるものであり、この間欠パルスＰが発振
駆動回路４１に与えられているときにのみ、発振駆動回
路４１から前記駆動周波数Ｆａの交流電界が発せられ
る。

【００２９】発振駆動回路４１から発せられる駆動周波
数Ｆａの交流電界は、増幅部４４により増幅され、配線
経路１３を経て電極３３ｃと３３ｄに与えられる。これ
により、各圧電素子３３ａ，３３ａ…と３３ｂ，３３
ｂ，…は厚さ方向へ伸縮して振動し、図３または図４に
示す破砕振動体３０が、突出方向（（イ）方向）へ共振
して振動する。電極３３ｃと３３ｄには、間欠パルスＰ
の周期に応じて間欠的に駆動周波数Ｆａの交流電界が与
えられるが、この交流電界の付与の休止期間中も圧電素
子の積層体３３は共振して振動し続けようとする。この
ときの各圧電素子３３ａ，３３ｂの振動歪みに応じて電
極３３ｃと３３ｄの間には電圧が発生し、この電圧は積
層体３３の振動周波数Ｆｂに比例したものとなる。

【００３０】図５に示す圧電駆動部４０では、電圧検出
部４５により、前記振動周波数Ｆｂが電圧の変化として
検出される。また発振駆動回路４１から発せられる交流
電界（交流電圧）は、遅延回路４７により前記間欠パル
スＰの半周周期分だけ遅延させられて周波数比較部４６
に与えられる。また前記電圧検出部４５により検出され
た電圧は遅延されることなく周波数比較部４６に与えら
れる。周波数比較部４６では、間欠パルスＰの半周期分
だけ遅延した交流電界の駆動周波数Ｆａと、前記電圧検
出部４５により検出された電圧による振動周波数Ｆｂと
が比較される。周波数比較部４６では、前記駆動周波数
Ｆａと振動周波数Ｆｂとが一致し、または近似したとき
に、パルス発生部４２に停止信号が与えられ、このと
き、パルス発生部４２から発振駆動回路４１への間欠パ
ルスＰの送信が停止される。これにより、発振駆動回路
４１の発振動作が停止し、破砕振動体３０の振動が停止
する。

【００３１】図６は圧電駆動部４０の第２実施例を示し
ている。この第２実施例では、発振駆動回路４１が間欠
動作せず、駆動周波数Ｆａの交流電界が連続的に発せら
れるものとなっている。一方、圧電素子の積層体３３で
は、駆動用の前記電極３３ｃ，３３ｄの他に検出用電極
５１，５１，…が設けられている。各検出用電極５１
は、駆動用の電極３３ｃと同じ境界位置に介装されてい
る。ただし、圧電素子３３ａと３３ｂの対向部の表面
（図６の紙面直交方向の圧電素子の面）において、電極
３３ｃと検出用電極５１とが重ならない位置に設けられ
ている。また、圧電素子３３ａと３３ｂの対向部の表面
において、駆動用の電極３３ｃの面積よりも検出用電極
５１の面積が小さく形成され、検出用電極５１の存在に
より、圧電素子３３ａ，３３ｂに与えられる駆動用の交
流電界が極端に小さくならないものとなっている。

【００３２】一方、電極３３ｃと検出用電極５１に対す
る対向電極となる電極３３ｄは、圧電素子３３ａと３３
ｂの対向部の表面のほぼ全域を占める面積を有してい
る。この実施例では、発振駆動回路４１から連続的に発
せられる駆動電界が、駆動用の電極３３ｃと３３ｄとに
より各圧電素子３３ａおよび３３ｂに与えられ、圧電素
子３３ａと３３ｂが連続的に共振振動する。圧電素子３
３ａと３３ｂが振動し続けている際、検出用電極５１と
対向している電極３３ｄとの間には、各圧電素子３３
ａ，３３ｂの歪みによる電位差が発生する。この電位差
は配線経路５２を経て電圧検出部４５により検出され
る。電圧検出部４５により検出される交流電圧の周波数
は、積層体３３の振動周波数Ｆｂに対応したものとな
る。

【００３３】配線経路１３により与えられる交流電界の
駆動周波数Ｆａと、電圧検出部４５により検出された交
流電圧の周波数（圧電素子の振動周波数）Ｆｂは、周波
数比較部４６により常に比較される。前述のように、破
砕振動体３０が血管閉塞物Ａに当たっていると、圧電素
子の積層体３３の負荷が大きくなって積層体３３の振動
周波数Ｆｂが低下し、血管閉塞物Ａの破砕が完了し、ま
たは破砕振動体３０が血管閉塞物Ａから外れると振動周
波数Ｆｂが高くなる。図６の実施例では、周波数比較部
４６により、周波数ＦａとＦｂが一致しまたは近似した
ときに、スイッチング回路５３に信号が与えられ、発振
駆動回路４１から配線経路１３への交流電界の供給が断
たれる。または周波数比較部４６からの信号により発振
駆動回路４１の発振が停止させられる。これにより、血
管閉塞物Ａの破砕が完了したときなどに、破砕振動体３
０の駆動が直ちに停止させられる。

【００３４】次に、上記治療装置の動作について説明す
る。図１に示すカテーテル１０の先端部１１は、患者の
血管Ｂの内部に挿入される。Ｘ線撮影などにより予め予
想されている患部まで先端部１１が送られると、カテー
テル１０の送り込みが止められ、バルーン１２内に気体
または液体が供給されて、図２に示すようにカテーテル
１０の先端部１１が血管Ｂのほぼ中心部に保持される。
イメージング部１７により血管Ｂ内の内部構造を視認ま
たは探査しながら、破砕振動体３０を先端部１１から前
進させ、血管閉塞物Ａに当たる位置まで突出させる。そ
して、発振駆動回路４１から配線経路１３を介して駆動
周波数Ｆａの交流電界が間欠的に電極３３ｃと３３ｄに
与えられる。その結果、破砕振動体３０全体が超音波振
動体として機能し、破砕振動体３０全体が自ら振動し、
血管閉塞物Ａが振動により破砕または粉砕される。この
破砕操作の間、還流液送液部２１から還流液を吐出し続
ける。破砕振動体３０により破砕または粉砕された閉塞
物は、還流液と共に吸引部２２から吸引され、先端部１
１内部のフィルタなどにより分離される。

【００３５】破砕振動体３０が閉塞物Ａに当たって破砕
が行なわれているときには、その負荷により破砕振動体
３０の振動数が低下する。この振動周波数Ｆｂは電圧検
出部４５により電圧の変化として検出される。周波数比
較部４６では駆動周波数Ｆａと振動周波数Ｆｂとが比較
される。破砕が完了し、破砕振動体３０の負荷が軽くな
ると、振動周波数Ｆｂが高くなり、駆動周波数Ｆａに一
致しまたは近似する。このときに、図５の圧電駆動部４
０では、パルス発生部４２に停止信号が与えられて、発
振駆動回路４１の発振が停止し、破砕振動体３０の振動
が停止する。また図６の圧電駆動部４０を用いる場合に
は、スイッチング回路５３により駆動用の交流電界の供
給が断たれ、破砕振動体３０の振動が停止する。このよ
うに、血管閉塞物Ａの破砕が完了し、または破砕振動体
３０が血管閉塞物Ａから離れて負荷が低下すると、自動
的に破砕振動体３０の振動が停止することになり、血管
内の正常な部分が破砕振動体３０により傷つけられるこ
とがない。

【００３６】なお、発振駆動回路４１の発振が停止して
いるときに、発振駆動回路４１の発振を始動する操作を
行ったときには、周波数比較部４６の比較動作と無関係
に発振駆動回路４１が発振を開始する。その後に、前記
周波数ＦａとＦｂが一旦相違するようになり、その後に
両周波数ＦａとＦｂが一致しまたは近似したときに前記
の停止信号がパルス発生部４２に与えられ、またはスイ
ッチング回路５３に与えられる。したがって、破砕動作
開始時、または一度破砕振動体３０が停止した後では、
周波数比較部４６の比較結果と無関係に、スイッチ操作
などにより破砕振動体３０の振動を直ちに開始させある
いは再開させることができる。

【００３７】また、始動操作により発振駆動回路４１が
発振を開始し、周波数比較部４６から停止信号が発せら
れて、発振駆動回路４１からの交流電界が断たれたとき
に、タイマによりカウントされた所定時間経過後に、自
動的に発振駆動回路４１の発振を開始させることが可能
である。この発振再開後は、一定時間のうちに振動の周
波数Ｆｂが低下しなかったら直ちに発振を停止させる。
また一定時間のうちに振動の周波数Ｆｂが低下したら、
血管閉塞物Ａの破砕または粉砕が完了して、振動の周波
数Ｆｂが上昇するまで発振駆動回路４１の間欠発振を継
続させる構造としてもよい。

【００３８】次に図４に示す構造の破砕振動体３０の具
体例を示す。圧電素子３３ａ，３３ｂを、ＰＺＴ系セラ
ミックにより形成し、その直径を０．５ｍｍから１．５
ｍｍの範囲とし、積層体３３の長さを５〜１５ｍｍとす
ると、前記駆動周波数Ｆａを１ｋＨｚから１００ｋＨｚ
の範囲で選択できる。また破砕振動体３０の振動による
力は、駆動周波数Ｆａを３０から４０ｋＨｚとしたとき
に０．２Ｎ（ニュートン）程度を得ることができる。

【００３９】なお、前記イメージング部１７から超音波
を発振しそのエコーの検出で血管閉塞物Ａを探査する場
合、必要となる周波数が１〜３０ＭＨｚ程度である。一
方、血管閉塞物Ａの破砕のために圧電素子の積層体３３
に与えられる交流電界は２〜１００ｋＨｚ程度である。
そこで、破砕振動体３０の圧電素子の積層体３３に１〜
３０ＭＨｚの駆動周波数を与えることが可能な構造にす
れば、破砕振動体３０から血管Ｂ内に１〜３ＭＨｚの超
音波を送信し且つそのエコーを検出し、イメージングを
行うことが可能である。またイメージング完了後に、閉
塞物Ａの破砕を行うときには、破砕振動体３０に与える
駆動周波数Ｆａを２〜１００ｋＨｚに切換えればよい。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明では、カテーテルの
先端部から突出した破砕振動体が、全体として超音波振
動体として機能して振動し、この振動により血管閉塞物
を破砕できるようにしているため、圧電素子により発せ
られる振動エネルギーを、血管閉塞物の破砕エネルギー
として効率的に変換できる。したがって電力消費を低減
でき、また発熱量も少なくなる。また破砕振動体は突出
方向へのみ共振振動しそれ以外の方向へ振動しないた
め、血管内壁などに余分な力を与えることがなく、正常
細胞を破損するおそれがない。

【００４１】また、破砕振動体として、圧電素子の積層
体に共振体が接続されたものとすると、振動の発生効率
がよくなり、さらに低消費電力で、血管閉塞物を充分に
破砕する振動エネルギーを得ることができる。

【００４２】また破砕振動体に生体親和性の材料層を設
けることにより、人体への悪影響を防止できる。

【００４３】さらに、破砕振動体が閉塞物の破砕を完了
したときの振動周波数を検出し、これと駆動周波数とを
比較して破砕振動体の振動を停止させれるようにすれ
ば、閉塞物の破砕完了後の振動により血管内壁などを損
傷することを自動的に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の治療装置を示す斜視図、

【図２】図１の治療装置が血管に挿入された状態を示す
断面図、

【図３】破砕振動体の断面図、

【図４】他の実施例の破砕振動体の構造を示す断面図、

【図５】圧電素子の積層体と圧電駆動部の第１実施例を
示す回路ブロック図、

【図６】圧電駆動部の第２実施例を示す回路ブロック
図、

【図７】従来の治療装置が血管に挿入されている状態を
示す断面図、

【符号の説明】

１０カテーテル１１先端部１４ライトガイド１７イメージング部２１還流液送液部２２吸引部３０破砕振動体３１支持体３２クッション材３３積層体３３ａ，３３ｂ圧電素子３３ｃ，３３ｄ電極４０圧電駆動部４１発振駆動回路４５電圧検出部４６周波数比較部５１検出用電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村功東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者筏宏臣神奈川県相模原市横山台１丁目26番７号川澄化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】血管内に挿入されるカテーテルの先端部
に、厚み方向へ振動する圧電素子が積層された破砕振動
体が突出して設けられ、破砕振動体全体が突出方向へ共
振振動することにより血管内の閉塞物が破砕されること
を特徴とする治療装置。
【請求項２】破砕振動体は、突出方向へ積層された圧
電素子とその先端に固定された共振体とから構成される
請求項１記載の治療装置。
【請求項３】破砕振動体の少なくとも先端面には、生
体親和性の材料層が設けられている請求項１または２記
載の治療装置。
【請求項４】個々の圧電素子に所定の駆動周波数の交
流電界を与える発振駆動回路と、破砕振動体の振動周波
数を検出する検出部と、圧電素子に与えられる交流電界
の駆動周波数と検出部で検出された振動周波数とを比較
して、この比較結果に基づいて発振駆動回路の発振を停
止させる比較部とが設けられている請求項１ないし３の
いずれかに記載の治療装置。