JPH084629B2 - カテーテル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、生体の血管、消化管、気管等の管状器官に
挿入して用いられるカテーテルに関する。

［従来の技術］ 一般に、選択的血管造影や血管拡張術を行なうに際
し、各種形状寸法の造影用カテーテルあるいはガイディ
ングカテーテルが用いられる。これらの手技にあって
は、各種形状寸法のカテーテルの中から最適なものを選
ばなければならず、また既製のものに最適なものがない
場合も少なくない。また、複雑に蛇行、分岐している血
管内を目的部位まで挿入するためには、ひねり等の複雑
な操作を必要とし、非常な熟練を要する。

そこで従来、管状器官内での操作性が良好なカテーテ
ルとして、特開昭61−131758号公報、特開昭61−255669
号公報に記載のものが提案されている。これらのカテー
テルは、カテーテルチューブに形状記憶合金を組込み、
形状記憶合金を加熱して形状を変化させ、これにより該
カテーテルの曲がりを発現させるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来のカテーテルは、形状記憶合
金の曲率変化や複雑な形状変化を利用しており、形状記
憶合金に対して非常に大きな力を必要としている。とこ
ろが、形状記憶合金は曲げ等の複雑な形状変化をする力
が大きくなく、該カテーテルを希望する形状に曲がるた
めには形状記憶合金を大きなものにしなければならな
い。

本発明は、単純な構成により、カテーテルに所望の曲
がりを発現し、管状器官内におけるカテーテルの操作性
を良好とすることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、管状器官に挿入して用いられるカテーテル
であって、全長にわたって貫通する少なくとも１つの流
路を有し、かつその管壁内、内壁面あるいは外壁面に少
なくとも２つの二方向性形状記憶合金線状体を有し、該
線状体の温度を変化させることによりカテーテル先端部
形状が可逆的に変化するよう構成し、前記少なくとも２
つの二方向性形状記憶合金線状体の一方はカテーテル先
端近傍に配置され、該二方向性形状記憶合金線状体の他
方は該カテーテル先端部より基部側に配置されているよ
うにしたものである。

［作用］ 本発明のカテーテルを構成する各形状記憶合金線状体
（Ａ、Ｂ…）は、例えば、高温側での記憶形状が短い長
さとなり、各形状記憶合金線状体（Ａ、Ｂ…）の低温側
（生体温度よりは高い）での記憶形状が長い長さとなる
ような、長軸方向に形状を可逆的に変化する二方向性形
状記憶合金にて形成される。

したがって、形状記憶合金線状体（Ａ）が１つ、カテ
ーテルの少なくとも先端近傍部分にカテーテル中心軸と
平行に配置されている場合においては、例えば該形状記
憶合金線状体（Ａ）への通電にともない内部抵抗による
発熱にて高温側に加熱されると、該形状記憶合金線状体
（Ａ）が高温側での記憶形状に復元すなわち長軸方向に
縮んで短い長さとなる。これにより、カテーテルの先端
形状は、加熱前の初期に設定した状態、例えば真直状態
に対して、形状記憶合金線状体（Ａ）の側に凹状をなす
一定の曲がりを発現することとなる。

この後、カテーテルの先端を加熱前の初期に設定した
状態、例えば真直状態に復元するためには、例えば前述
の形状記憶合金線状体（Ａ）への通電停止にともなう自
然放冷等にて該形状記憶合金線状体（Ａ）を低温側に降
温せしめると、該形状記憶合金線状体（Ａ）が低温側で
の記憶形状に復元すなわち長軸方向に伸びて長い長さと
なる。これにより、カテーテルの先端形状は、加熱前の
初期に設定した状態、例えば真直状態を発現することと
なる。

しかして、本発明にあっては、カテーテルの先端近傍
に形状記憶合金線状体（Ａ）を配置し、カテーテルの先
端部より基部側に他の形状記憶合金線状体（Ｂ）を配置
することにより、形状記憶合金線状体（Ａ）の通電加熱
によりカテーテルの先端近傍に曲がりを発現し、形状記
憶合金線状体（Ｂ）の通電加熱によりカテーテルの基部
よりに曲がりを発現し、結果としてカテーテルに複雑な
曲がりを発現できる。

また、上記各形状記憶合金線状体（Ａ、Ｂ…）の記憶
形状への復元量を、例えば通電量等によりコントロール
すれば、カテーテルの先端の曲率を自由に調整できる。

すなわち、本発明によれば、単純な構成により、カテ
ーテルに所望の曲率および曲げ方向の曲がりを発現し、
管状器官内におけるカテーテルの操作性を良好とするこ
とができる。これにより、従来の各種形状寸法のカテー
テルの働きを１本のカテーテルにてまかなうことがで
き、また従来の熟練を必要としたカテーテルの手元操作
を容易に行なうことができる。

また、本発明のカテーテルにおいて、先端近傍部分を
比較的柔軟な素材にて構成し、先端近傍以外の部分を上
記先端近傍部分の素材よりも高剛性の素材にて構成する
ものにあっては、形状記憶合金線状体の変形力が小さい
場合にもカテーテルの先端に適度な曲がり状態を発現で
き、形状記憶合金線状体を細く小さなものとすることが
できる。

また、本発明のカテーテルにおいて、形状記憶合金線
状体が先端近傍部分と先端近傍以外の部分の両部分（カ
テーテルの例えば略全長部分）にわたって設けられる場
合には、カテーテルに設けられる形状記憶合金線状体の
長さが長く、したがって該形状記憶合金線状体の伸縮量
（変形量）が大きくなり、カテーテルの先端に大きな曲
率を発現でき、形状記憶合金線状体を細く小さなものと
することができる。この時、カテーテルの先端近傍部分
が先端近傍以外の部分に比して前述のように柔軟な素材
にて構成されている場合には、形状記憶合金線状体の上
述の如くの大きな伸縮量をカテーテルの先端の柔軟部分
に集中させることができ、カテーテルの先端により自由
で大きな曲がり状態を発現でき、形状記憶合金線状体を
より細くより小さなものとすることができる。

なお、本発明において二方向性形状記憶合金とは、２
つの変態温度を有し、高温側と低温側においてそれぞれ
予め形状を記憶しておき、温度変化によりこの形状を可
逆的に発現できるものである。

また、本発明のカテーテルに用いられる形状記憶合金
としては、例えばTi−Ni系合金（組成:Ni50〜53原子
％、好ましくはNi50〜51原子％、変態温度:Af50〜80
℃、Ｍ′f40〜60℃）が好適である。

［実施例］ 第１図は本発明の第１参考例に係るカテーテルを示す
模式図、第２図は第１図の要部拡大断面図、第３図は第
２図のIII−III線に沿う断面図、第４図は電気回路図、
第５図（Ａ）〜（Ｃ）はカテーテルの先端変形状態を示
す模式図である。

カテーテル10は、比較的剛性の高い中空シャフト部11
と、比較的柔軟な中空先端部12とを備えている。シャフ
ト部11の基端部には中空ハブ13が接合され、シャフト部
11と先端部12の間には比較的硬質の中空固定部14が介装
され、先端部12の最先端部には比較的軟質のリング状ソ
フトチップ15が接合されている。シャフト部11は例えば
塩化ビニル樹脂（例えば先端部12より可塑剤含量の少な
い軟質塩化ビニル樹脂）からなり、先端部12は例えば軟
質塩化ビニル樹脂からなり、ハブ13は例えばポリカーボ
ネートからなり、固定部14は例えば塩化ビニル樹脂から
なり、ソフトチップ15は例えば塩化ビニル樹脂からな
る。

しかして、カテーテル10は、先端部12に２個の二方向
性形状記憶合金線状体1A、16Bを設けている。両形状記
憶合金線状体16A、16Bは、先端部12の管壁内において、
相互にカテーテル10の中心軸を挟んで相対する位置に設
けられ、かつそれらの長軸方向をカテーテル10の軸方向
と平行に設定されている。各形状記憶合金線状体16A、1
6Bは、先端部12に形成される小孔17に挿通され、先端で
Ｕ字状に折り返され、基端で固定部14に支持されかつリ
ード線18と接続されている。固定部14は、形状記憶合金
線状体16A、16Bの変形力がシャフト部11、リード線18に
及ぶのを阻止する。

両形状記憶合金線状体16A、16Bは、生体温度より実質
的に高い２点の温度（例えば60℃と45℃）においてそれ
ぞれ異なる形状を記憶している。すなわち、各形状記憶
合金線状体16A、16Bは、例えば60℃以上の高温側での記
憶形状を短い長さとし、例えば45℃の低温側での記憶形
状を長い長さとするように、長軸方向に形状を可逆的に
変化する。

また、この参考例では、各形状記憶合金線状体16A、1
6Bの低温側における長い長さを先端部12の長さＬと略同
等とし、高温側における短い長さを先端部12の長さより
ΔＬだけ短くなるように設定している（第５図（Ａ）〜
（Ｃ）参照）。また、この参考例では、先端部12の低温
側にて設定した初期形状を真直状としている。

また、上記形状記憶合金線状体16A、16Bの温度状態の
制御は、スイッチ19A、19Bのオンにより、外部電源20か
らリード線18を経て該形状記憶合金線状体16A、16Bに通
電せしめられる時、該形状記憶合金線状体16A、16Bの内
部抵抗による発熱にてなされる。第５図（Ａ）におい
て、21は形状記憶合金線状体16A、16Bの加熱量をコント
ロールする制御箱である。

次に、上記参考例の作用について説明する。

上記カテーテル10の使用時には、シャフト部11の基端
部に加える押込み等の手元操作により、先端部12を血管
等の内部の目的部位にまで押し進めた後、ハブ13の注入
口13Aから薬剤等を注入可能とする。

この時、上記カテーテル10にあっては、前述の如く、
各形状記憶合金線状体16A、16Bの例えば45℃の低温側で
記憶している長さＬを先端部12の長さと略同等とし、先
端部12の初期形状を真直形状としている（第５図（Ａ）
参照）。

ここで、形状記憶合金線状体の１つ16Aが例えば該形
状記憶合金線状体16Aへの通電にともなう内部抵抗によ
る発熱にて例えば60℃以上の高温側に加熱されると、該
形状記憶合金線状体16Aが高温側で記憶している長さに
復元すなわちΔＬだけ縮む。これにより、先端部12の形
状は上述の初期真直形状に対して、形状記憶合金線状体
16Aの側に凹状をなす一定の曲がりを発現する（第５図
（Ｂ）参照）。

この後、先端部12を初期真直状態に復元するために
は、例えば形状記憶合金線状体16Aへの通電停止にとも
なう自然放冷等にて該形状記憶合金線状体16Aを前述の
低温側にまで降温せしめると、形状記憶合金線状体16A
が低温側での前述の記憶形状に復元すなわちΔＬだけ伸
びて先端部12の長さと略同等の長さＬとなる。これによ
り、先端部12の形状は、加熱前の初期真直状態を発現す
ることとなる（第５図（Ｃ）参照）。

しかして、カテーテル10の先端部12は、２個の形状記
憶合金線状体16A、16Bを間隔をあけて備えているから、
任意の１本の形状記憶合金線状体16Aまたは16Bを選択的
に形状変化させることにより２つの方向への曲がりを発
現できる。

また、上記各形状記憶合金線状体16A、16Bの記憶形状
への復元量を、例えば通電量等によりコントロールすれ
ば、先端部12の曲率を自由に調整できる。

また、上記カテーテル10は、先端部12を比較的柔軟な
素材にて構成し、シャフト部11を上記先端部12の素材よ
りも高剛性の素材にて構成したから、形状記憶合金線状
体16A、16Bの変形力が小さい場合にもカテーテル10の先
端に適度な曲がり状態を発現でき、形状記憶合金線状体
16A、16Bを細く小さなものとすることができる。

なお、本発明の実施においては、カテーテル先端近傍
に設けられる場合二方向性形状記憶合金線状体が、該カ
テーテル先端近傍において３個以上配置され、かつそれ
らの配置点を結ぶ多角形内に該カテーテルの中心軸を配
置するものであってもよい。この時、任意の１本または
２本以上の形状記憶合金線状体に通電してその発熱量を
変えることにより、各形状記憶合金線状体の曲げ変化量
を制御すれば、カテーテル先端部の曲げの曲率、方向を
任意に調整できる。

さらに第６図は本発明の実施例である。

この場合二方向性形状記憶合金線状体16C、16Dは図に
示すよう（第６図（Ａ）参照）に配置されている。二方
向性形状記憶合金線状体16Cはカテーテル先端近傍のＥ
部に配置され、別の二方向性形記憶合金線状体16DはＥ
部より基部よりのＦ部に配置されている。二方向性形状
記憶合金線状体16Cにのみ通電し加熱した場合カテーテ
ル先端近傍のＥ部のみ二方向性形状記憶合金線状体16C
を内側にする方向に曲がり（第６図（Ｂ）参照）を発現
する。さらに二方向性形状記憶合金線状体16C、16Dの双
方に通電し加熱することによりＦ部においては二方向性
形状記憶合金線状体16Dを内側にする方向に曲がり、結
果として複雑な曲がりを発現することができる。

第７図は本発明の第２参考例に係るカテーテルを示す
模式図、第８図はカテーテルの使用状態を示す模式図、
第９図はカテーテルの横断面を示す断面図である。

このカテーテル30が、前記カテーテル10と異なる点
は、３つの二方向性形状記憶合金線状体16A、16B、16
Cを設けるとともに、各形状記憶合金線状体16A〜16C
を先端部12とシャフト部11の全長とにわたって設け、各
合金線状体16A〜16Cを、先端部12、固定部14、シャフト
部11のそれぞれに形成した小孔17に挿通し、先端（一
端）でＵ字状に折り返す如くにて先端部12に係止し、基
端（他端）でシャフト部11の基端部（もしくはハブ13の
端部）に係止しかつリード線18と接続している。

上記カテーテル30によれば、形状記憶合金線状体16A
〜16Cが先端部12とシャフト部11の全長にわたって設け
られるから、カテーテル30に設けられる形状記憶合金線
状体16A〜16Cの長さが長く、したがって該形状記憶合金
線状体16A〜16Cの伸縮量（変形長）が大きくなり、カテ
ーテル30の先端に大きな曲率を発現でき、形状記憶合金
線状体16A〜16Cを細く小さなものとすることができる。
この時、カテーテル30の先端部12がシャフト部11に比し
て前述のように柔軟な素材にて構成されているから、形
状記憶合金線状体16A〜16Cの上述の如くの大きな伸縮量
をカテーテル30の先端の柔軟部分に集中させることがで
き、カテーテル30の先端により自由で大きな曲がり状態
を発現でき、形状記憶合金線状体16A〜16Cをより細くよ
り小さなものとすることができる。

また、本発明の実施において、カテーテルの先端部に
与えられる初期形状は、必ずしも真直形状ではなく、Ｊ
字形状等の一定の曲げを予め付与された状態であっても
よい。この時、カテーテルの先端部は、初期曲げ状態か
ら加熱または冷却されて所望の曲がりを付与され、曲率
または曲げ方向を変化され、もしくは真直形状に変形制
御せしめられるものであってもよい。

また、本発明のカテーテルを構成する形状記憶合金線
状体は、形状記憶樹脂線状体により代替えすることもで
きる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明は、管状器官に挿入して用いら
れるカテーテルであって、全長にわたって貫通する少な
くとも１つの流路を有し、かつその管壁内、内壁面ある
いは外壁面に少なくとも２つの軸方向に延びる二方向性
形状記憶合金線状体を有し、該線状体の温度を変化させ
ることによりカテーテル先端部形状が可逆的に変化する
よう構成し、前記少なくとも２つの二方向性形状記憶合
金線状体の一方はカテーテル先端近傍に配置され、該二
方向性形状記憶合金線状体の他方は該カテーテル先端部
より基端側に配置したものである。したがって、単純な
構成により、カテーテルに所望の曲がりを発現し、管状
器官内におけるカテーテルの操作性を良好とすることが
でき、さらに複雑な曲がりを発現できる。

また、本発明のカテーテルにおいて、先端近傍部分を
比較的柔軟な素材にて構成し、先端近傍以外の部分を上
記先端近傍部分の素材よりも高剛性の素材にて構成する
ものにあっては、形状記憶合金線状体の変形力が小さい
場合にもカテーテルの先端に適度な曲がり状態を発現で
き、形状記憶合金線状体を細く小さなものとすることが
できる。

また、本発明のカテーテルにおいて、形状記憶合金線
状体が先端近傍部分と先端近傍以外の部分の両部分（カ
テーテルの略全長部分）にわたって設けられる場合に
は、カテーテルに設けられる形状記憶合金線状体の長さ
が長く、したがって該形状記憶合金線状体の伸縮量（変
形量）が大きくなり、カテーテルの先端に大きな曲率を
発現でき、形状記憶合金線状体を細く小さなものとする
ことができる。この時、カテーテルの先端近傍部分が先
端近傍以外の部分に比して前述のように柔軟な素材にて
構成されている場合には、形状記憶合金線状体の上述の
如くの大きな伸縮量をカテーテルの先端の柔軟部分に集
中させることができ、カテーテルの先端により自由で大
きな曲がり状態を発現でき、形状記憶合金線状体をより
細くより小さなものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１参考例に係るカテーテルを示す模
式図、第２図は第１図の要部拡大断面図、第３図は第２
図のIII−III線に沿う断面図、第４図は電気回路図、第
５図（Ａ）〜（Ｃ）はカテーテルの先端変形状態を示す
模式図、第６図（Ａ）は本発明の実施例に係るカテーテ
ルを示す模式図、第６図（Ｂ）、（Ｃ）はカテーテル形
状の変形状態を示す模式図、第７図は本発明の第２参考
例に係るカテーテルを示す模式図、第８図はカテーテル
の使用状態を示す模式図、第９図はカテーテルの横断面
を示す断面図である。 10……カテーテル、 11……シャフト部、 12……先端部、 16A、16B……形状記憶合金線状体、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管状器官に挿入して用いられるカテーテル
   であって、全長にわたって貫通する少なくとも１つの流
   路を有し、かつその管壁内、内壁面あるいは外壁面に少
   なくとも２つの二方向性形状記憶合金線状体を有し、該
   線状体の温度を変化させることによりカテーテル先端部
   形状が可逆的に変化するよう構成し、前記少なくとも２
   つの二方向性形状記憶合金線状体の一方はカテーテル先
   端近傍に配置され、該二方向性形状記憶合金線状体の他
   方は該カテーテル先端部より基部側に配置されているこ
   とを特徴とするカテーテル。
2. 【請求項２】該カテーテルの先端近傍部分が比較的柔軟
   な素材からなるとともに、先端近傍以外の部分が上記先
   端近傍部分の素材よりも高剛性の素材からなる請求項１
   に記載のカテーテル。
3. 【請求項３】前記二方向性形状記憶合金線状体は体温よ
   りも実質的に高い温度において２つの形状を記憶してい
   る請求項１又は２に記載のカテーテル。