JPH09504442A - 同軸ケーブルの血管アクセスシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 患者の体内の血管のような身体構造体の位置を正確に探知する血管内アクセスシステムは、針組立体に相対的に調節可能な長さを有し、ドップラー超音波技術を利用することのできる可撓性のプローブ（１６）を備えている。該可撓性のプローブは、該プローブの基端に圧電要素（６２）を備える同軸ケーブルとして設計される。該圧電要素は、超音波信号を放出し且つ患者の体内の各種の身体構造体から反射された超音波信号を受け取るために使用される。この反射される超音波信号の強さにより、予め選択した身体構造体の位置が探知される。可撓性のプローブは、各種の適用例のための各種の針の内部で使用が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 同軸ケーブルの血管アクセスシステム 発明の背景 本発明は、全体として、患者の体内の血管のような構造体の位置を探知する血 管内アクセスシステムに関する。より具体的には、本発明は、各種の針に適用可 能であるように、比較的調節可能な長さを提供する、ドップラー技術を使用して 患者の体内の身体構造体の位置を探知する可撓性の同軸ケーブル・プローブに関 する。 血管移植を含む各種の目的のため動脈及び静脈カテーテルを挿入することは、 医者にとって難しいことである。肥満、又は異常な人体構造を呈する患者を取り 扱うときに、動脈及び静脈の位置を探知し且つそれらの動脈、又は静脈に貫入す ることは、特に難しいことである。患者の体内の血管の位置を探知するときの精 度を向上させ、これにより、患者が耐えなければならない不快さの程度を軽減す る各種の装置がある。かかる試みの一つに、ドップラー超音波技術を利用するも のがある。 針を血管内に正確に案内するためにドップラー超音波を利用することの有効性 は、認識されている。ある適用例の場合、針を通じて超音波を伝達し、注射器及 び針から分離して患者の身体に取り付けた別個のトランスデューサにより超音波 エコーを受け取る。かかる適用例は、特に、針が血管に係合するとき、又は、血 管に貫入する直前に、誤信号を発生させる可能性がある。かかる適用例の改良例 は、針の尖った端部内で超音波を伝達し且つ受け取るため一端に超音波トランス デューサが設けられたトランスデューサ・インサートを中空の針の内部に配置し たものがある。しかしながら、トランスデューサが固定されたこの後者の構造は 、典型的には、特定寸法（長さ）の針への適用のみが可能である。 トランスデューサ・プローブがその長さの一部に剛性の本体部分を有するとき 、この剛性の本体部分は、典型的には針内に、及び針ハウジングの一部の内部に 配置される。この型式のプローブのための典型的な針ハウジングは、側部アーム を有しており、トランスデューサは、この側部アームを通じて、電源に結合され 且つ／又はトランスデューサを通じて得られた情報を解釈する装置に電気的に結 合されている。かかる側部アームは、典型的には、針の軸線に関して鋭角な角度 で曲がるよう方向決めされている。プローブ本体は剛性であるから、曲がり部分 の周囲に沿って後退させて側部アームを通して戻すようなことは出来ない。この ため、トランスデューサを電源に適正に電気的に結合するため、同軸ケーブルが 剛性のプローブ本体に接続されている。この同軸ケーブルは、針ハウジングの長 手方向軸線と側部アームとの間における曲がり部分にて曲がることを可能とする ために使用される。しかしながら、剛性のプローブ本体へのケーブル取り付けに は、接続部を形成するためのはんだ付けおよびチューブ収縮（ｓｈｒｉｎｋ ｔ ｕｂｉｎｇ）が行われるため、接続部は必然的に直径が大きくなる。この大径の 接続部は、プローブが針内まで下方に進むのを妨害する一方、針内部におけるプ ローブ本体の剛性のため、プローブが側部アーム内に後退することはできない。 したがって、かかるプローブは、本質的に、針及び／又は針ハウジングに関して 一定の長さを有するものである。 しかしながら、ドップラー超音波技術を利用したトランスデューサ・プローブ にして、針及び針ハウジング内で長さの調節が可能であるトランスデューサ・プ ローブが備えられることが、やはり望ましい。プローブが針に対して一定の長さ を有する場合、かかるプローブと共に使用することの出来る針の数は、通常、一 つに限られる。これは、ドップラー超音波技術を適正に機能させ且つ利用するた めには、プローブが針の末端付近に位置することが必須とされるからである。し たがって、調節可能な長さを有するプローブは、各種の寸法（長さ）の針に適用 可能であるという有利な点が得られる。更に、かかるプローブは、その性質上、 各種の適用例に用いられる各種の針に使用可能であるから、経済効率の点でも有 利である。 発明の概要 本発明は、ドップラー超音波技術を利用することにより、患者の体内の血管の ような身体構造体の位置を探知するための、針組立体内で使用される、長さが調 節可能なプローブを備えている。本発明によれば、全体として同軸状のプローブ は、絶縁性管（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｔｕｂｅ）により囲繞された中央導体を 備えるよう、設計される。遮蔽手段が絶縁性管の一部を囲繞しており、絶縁性管 の所定長さ部分が遮蔽手段を越えて伸長している。露出した絶縁性管は、各種の 長さの針を受け入れ得るように任意の長さにて形成することが出来る。ジャケッ トが遮蔽手段の一部を覆っており、遮蔽手段の所定長さ部分がこのジャケットを 超えて伸長している。ジャケットを越えて伸長する遮蔽手段の所定長さ部分は、 定着手段により絶縁性管に定着されている。圧電要素が、絶縁性管の基端（ｐｒ ｏｘｉｍａｌ ｅｎｄ）に接続されている。最後に、圧電要素を越える電気的短 絡を防止する手段、及び、圧電要素を遮蔽手段に電気的に結合する手段が設けら れる。 本発明に従って製造されたプローブは、患者の体内の血管の位置を探るのにド ップラー超音波技術を適用しようとする場合において、従来技術のものと比べて 、幾つかの有利な点を有する。本発明のプローブは、その全長に沿って調節可能 性および可撓性を有する。従って、本発明のプローブは、針組立体に対してその 長さが調節可能であるから、各種の針を用いて各種の適用例に使用することが可 能である。 側部アームを有する針ハウジングに針を適正に接続したとき、本発明のプロー ブは、側部アームの通路及びハウジングを通して挿入され、また、針を通して進 められ、その針の基端付近の位置に配置されることが可能である。本発明のプロ ーブの可撓性のため、プローブは、針ハウジング内の任意の通路の間における角 張った曲がり部分の周囲を曲がることが可能である。典型的には、針ハウジング に設けられた側部アームは、針の軸線に関して３０°の角度をとる。本発明のプ ローブは、３０°の曲がり部分を通り抜けるのに何等、支障はなく、このため、 ハウジング及び針内を軸方向に適正な位置まで動くことが出来る。 本発明による針ハウジングは、可撓性プローブが挿入される箇所である側部ア ームの開口部に係止手段を備えることが好ましい。好適な実施例において、該係 止手段は、プローブが挿入される箇所であるハウジングの開口部付近にて、雄ね じ端部に係合する雌ねじ部材を備えている。また、係上手段には、雌ねじ部材が ハウジングに相対的に調節されたとき、これに応答してプローブに対して半径方 向の圧力を付与する加圧手段も設けられている。この加圧手段は、ハウジングに 対してプローブを所定の軸方向固定位置に一時的に保持する。かかる係止手段は 、一般に、トウフィ・ボースト（Toughy-Borst）係止機構として公知である。 本発明の上記及びその他の特徴は、以下の説明、請求の範囲及び以下に簡単に 説明する図面から当業者に明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 図１は、針ハウジング内における可撓性プローブの部分断面図、 図２は、可撓性プローブを形成する同軸ケーブルの部分断面図、 図３は、プローブの調節可能な特徴を示す図である。 好適な実施例の詳細な説明 図１には、ハウジング１２と、針１４と、可撓性プローブ１６とを備える針組 立体１０が示してある。可撓性プローブ１６は、以下に、より詳細に説明するよ うに、全体として図３に矢印１８で示した、ハウジング１２及び針１４に対して 調節可能な長さを有している。 ハウジング１２は、各種の針に接続し得るようにした第一の端部２０を備えて いる。第二の端部２２が、第一の端部２０と軸方向に関して対向し且つ第一の端 部２０と同軸状に設けられていることが好ましい。第二の端部２２は、例えば、 注射器に接続し得るようにされている。ハウジング１２は、第一の端部２０と第 二の端部２２との間に画成された第一の通路２４を備えている。第三の端部２６ が、可撓性のプローブ１６を受け入れ得るように配置されている。第三の端部２ ６と、曲がり部分３０を画成する第一の通路２４に沿った中間位置との間に第二 の通路２８が画成される。図示するように、使用するとき、可撓性プローブ１６ は、第二の通路２８、第一の通路２４及び針１４の一部を通して軸方向に可動で あり、このため、可撓性のプローブ１６は、曲がり部分３０の周囲に沿って曲が る。第一の通路２４及び第二の通路２８は、典型的には、約３０°の相対的角度 で方向決めされている。 第三の端部２６は、係止手段３１を備えることが好ましい。該係止手段３１は 、ハウジング１２の第三の端部２６に形成することの出来る雄ねじ３２を備えて いる。雌ねじ付きの可調節部材３４が、雄ねじ３２上で支承される。加圧手段３ ６が、可調節部材３４の表面３８に接触するように設けられる。該加圧手段３６ は、符号４０で示したハウジング１２の部分に受け入れられ、このため、部材３ ４を雄ねじ３２に沿って相対的に調節することで、表面３８は加圧手段３６に当 接し且つ該加圧手段３６に対し軸方向への圧力を付与することができる。かかる 軸方向への圧力により加圧手段３６が圧縮され、それによって該加圧手段３６は 、可撓性プローブ１６に対して半径方向の圧縮力を付与する。このようにして、 可撓性プローブ１６は、ハウジング１２に対して軸方向に関して固定状態となる よう、一時的に保持される。また、加圧手段３６は、第三の端部２６からの漏洩 を防止するためのシールとしても機能する。 可撓性プローブ１６は、ハウジング１２及び針１４を通して適当な位置まで軸 方向に摺動することが出来、それによって、可撓性プローブ１６の基端４２は、 針１４内で適正な位置に配置される。係止手段３１を適当に調節することによっ て、可撓性プローブ１６がこの所定の位置を保つようにすることが出来る。 ハウジング１２は、操作が容易であり、また、適当なときに、薬剤又は血液が 第一の通路２４を通るのを医者が観察し得るようにするため、透明で軽量なプラ スチック材料で形成することが好ましい。 図２には、可撓性プローブ１６の好適な実施例の部分断面図が示してある。中 実な中央導体５０は、絶縁性管５２により囲繞されている。好適な実施例におい ては、該導体は、作動中における雑音の抑制を促進するテフロン製の絶縁性管に より囲繞されている。導体５０は、銅、銀、又は銀めっき銅で形成することが出 来る。結合性を増す手段５４は、絶縁性管５２の上に同軸状に押出し成形される 。好適な実施例においては、この手段５４は、導電性接着剤により接着可能な薄 いナイロン層である。遮蔽手段５６が、絶縁性管５２の一部を覆うように設けら れている。遮蔽手段５６は、ドレーン線（ｄｒａｉｎ ｗｉｒｅ）上の編組（ｂ ｒａｉｄ）又はフォイルラップ（ｆｏｉｌ ｗｒａｐ）であることが好ましい。 シリコン、テフロン又はその他の型式のジャケット５８が、プローブ・ケーブル 組立体の一部として設けられる。ジャケット５８及び遮蔽手段５６は、遮蔽手段 ５６が６．３５ｍｍ（１／４インチ）だけ露出するように絶縁性管５２から剥ぎ 取られることが好ましい。定着手段６０が、遮蔽手段５６を絶縁性管５２に定着 させるように設けられる。該定着手段６０は、導電性リング、又は中空の円筒状 圧着部分とすることが出来る。遮蔽装置５６を越えて伸長する、絶縁性管５２の 露出した部分の長さは、プローブを使用することを目的とする針の最大の長さに 対応して、必要とされる任意の所定の長さとすることが出来る。 可撓性プローブ１６の基端は、接続手段６４により絶縁性管５２に固定された 圧電要素６２を備えている。接続手段６４は、導電性接着剤であることが好まし い。圧電要素６２及び接続手段６４は、圧電要素６２を越えて電気的短絡が生じ ることを防止するための手段として機能するポリイミド製スリーブ６６内に封止 されている。また、ポリイミド製スリーブ６６は、可撓性スリーブ１６の基端４ ２の物理的な一体性を保つという有利な点がある。導電層６８が、ジャケット５ ８により覆われていない可撓性プローブの全ての部分を囲繞するように設けられ ている。導電層６８は、圧電要素６２を遮蔽手段５６に電気的に結合する手段と して機能する。好適な実施例において、導電性層６８は、導電性接着剤から成っ ている。 図１に示すように、例えば、動脈内注射のため、針１４を患者の体内に挿入し たとき、可撓性プローブ１６は、医者が、その注入分を受けるべき動脈の位置を 探知するのに役立つ。圧電要素６２は、超音波信号を発生させ、この超音波信号 は、針１４の端部から外方に放出される。これらの超音波信号は、血管のような 身体構造体から反射され、その反射信号は、圧電要素６２により検出される。ド ップラー効果として公知の現象を利用して、血管のような身体構造体の位置を正 確に探知することが可能であることは公知である。この反射された超音波信号の 強さは、針１４の基端が予め選択した動脈に接近するに伴って増大する。針１４ が患者の体内で円弧状に僅かに動き得るように、針組立体１０を操作することに より、圧電要素６２が受け取った反射超音波信号から識別可能な情報に基づいて 、ユーザ又は医者は、針１４が予め選択した動脈、又は血管に直接、接近しつつ あるか否かを判断することが可能となる。 本発明のプローブは、符号７０で示すような従来の電源に結合して、圧電要素 ６２から超音波信号を放出させたり、また、反射した超音波信号から得られた情 報を解釈する従来の電子機器に結合することが出来る。上述の方法で作用し且つ 機能することが公知の装置の一例は、その内容を引用して本明細書の一部に含め る米国特許第4,887,606号に開示されている。 本発明のプローブは、各種の針内で使用でき、また、各種の適用例への採用が 可能であるという明確な利点がある。この可撓性及び調節可能性は、プローブを 製造し且つ実際に使用するときの経済性をも実現する。例えば、同軸状導体及び プローブ１６の管組立体を形成する部分は、リールに巻き取り、また、所望のプ ローブの長さに対応してリールから繰り出すことが出来る。更に、本発明のプロ ーブは、各種のカテーテルと共に効果的に使用することが出来る。例えば、カテ ーテル組立体は、ハウジング１２の第二の端部２２に適宜に接続することが出来 る。プローブ１６を使用することにより、適正な動脈の位置を探知し、また、適 正な長さの針を動脈内に挿入した後、プローブ１６を軸方向に動かして、針１４ 及び第一の通路２４から引き出し、その後に、カテーテルを針を通して動脈内に 挿入することが可能である。 上述の説明は、本発明の性質を限定するものではなくて、その一例である。当 業者が本発明を実施し得るようにすべく、好適な実施例について説明した。本発 明の目的及び精神から逸脱せずに、その変形例及び応用例が可能である。本発明 の精神は、請求の範囲によってのみ限定されるものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．患者の体内の血管のような身体構造体の位置を正確に探知する血管アクセ スシステムにして、 針に接続し得るようにした第一の開口部と、注射器に接続し得るようにされ、 該第一の開口部に対して軸方向に関して対向する位置にある第二の開口部と、を 有するハウジングであって、前記第一及び第二の開口部にそれぞれ端部を持つ第 一の通路と、第三の開口部と、該第三の開口部から開始して前記第一の通路内の 中間位置にて終端となる第二の通路とを有し、該第二の通路が前記中間位置にて 前記第一の通路と交差するようになされたハウジングと、 該ハウジング内に部分的に配置された可撓性のプローブであって、前記第三の 開口部、前記第二の通路、前記中間位置、前記第一の通路の一部及び前記第一の 開口部をそれぞれ通って伸長し、一部が前記第一の開口部および前記第三の開口 部のそれぞれにて前記ハウジングを越えて突出しており、前記第一の通路および 前記第二の通路内を軸方向に移動可能となされ、それによって前記ハウジングに 対して調節可能な長さを有するようになされており、前記ハウジングの前記第一 の開口部に適正に取り付けられた針内を軸方向に移動可能となされている、可撓 性のプローブと、を備えており、 該可撓性のプローブが、超音波信号を放出し且つ身体構造体から反射された超 音波信号を受け取る手段を有しており、これにより、ユーザが反射された信号を 解釈することにより、患者の体内の予め選択された身体構造体の位置を探知し得 るようにしたことを特徴とする血管内アクセスシステム。 ２．請求の範囲第１項に記載のシステムにして、前記ハウジングの第三の開口 部が、前記プローブを前記ハウジングに対して予め選択した位置に一時的に係止 し、これにより、前記プローブを前記ハウジング内で軸方向に関して固定された 状態に保ち、前記第一の開口部を越えて伸長する前記プローブの部分が、前記ハ ウジングに対して一時的に一定とされた所定の長さを有するようにしたことを特 徴とするシステム。 ３．請求の範囲第２項に記載のシステムにして、前記係止手段が、第一の部材 である雄ねじ付き部材と、該第一の部材に調節可能に接続された第二の部材であ る雌ねじ付き部材と、前記プローブを受け入れ得るようにした加圧手段とを備え 、前記第一の部材及び第二の部材を互いに相対的に調節することにより、前記加 圧手段が前記プローブを半径方向に押圧し、これにより、前記プローブが前記ハ ウジングに対して軸方向に関して一時的に動き得ないようにしたことを特徴とす るシステム。 ４．請求の範囲第１項に記載のシステムにして、前記プローブが、該プローブ の長さに沿って略均一な可撓性を有する同軸ケーブルを備えることを特徴とする システム。 ５．請求の範囲第４項に記載のシステムにして、前記プローブが、 絶縁性管により囲繞された導体と、 前記絶縁性管の一部を囲繞する遮蔽手段にして、前記絶縁性管の基端及び所定 の長さ部分が該遮蔽手段を越えて伸長するようになされている、遮蔽手段と、 前記遮蔽手段の一部を覆うジャケットであって、前記遮蔽手段の所定の長さ部 分が前記ジャケットを越えて伸長するようになされており、前記絶縁性管の基端 から離れた末端方向の位置にあるジャケットと、 前記遮蔽手段の前記所定の長さ部分を前記絶縁性管に定着するための定着手段 と、 前記絶縁性管の基端に隣接する位置に配置された圧電要素と、 該圧電要素を前記絶縁性管に接続する接続手段と、 前記圧電要素を越える電気的短絡を防止する短絡防止手段と、 前記圧電要素を前記遮蔽手段に電気的に結合する電気的結合手段とを備えるこ とを特徴とするシステム。 ６．患者の体内の血管のような身体構造体の位置を超音波信号を使用して検出 すべく、針組立体内で使用されるプローブにして、 長手方向長さと、該長さよりも遥かに小さい直径とを有する導体と、 該導体を囲繞する絶縁体と、 前記絶縁体の一部を囲繞する遮蔽手段にして、前記絶縁体の基端及び所定の長 さ部分が前記遮蔽手段を越えて伸長するようになされている、遮蔽手段と、 前記遮蔽手段の一部を覆うジャケットであって、前記遮蔽手段の所定の長さ部 分が前記ジャケットを越えて伸長するようになされており、前記絶縁体の基端か ら離れた末端方向にあるジャケットと、 前記遮蔽手段の前記所定の長さ部分を前記絶縁体に定着するための定着手段と 、前記絶縁体の基端に隣接する位置に配置された圧電要素と、 該圧電要素を前記絶縁体に接続するための接続手段と、 該圧電要素を越える電気的短絡を防止するための短絡防止手段と、 前記圧電要素を前記遮蔽手段に電気的に結合するための電気的結合手段と、を 備えることを特徴とするプローブ。 ７．請求の範囲第６項に記載のプローブにして、前記絶縁体と前記遮蔽手段と の間の結合性を増す手段を更に備えることを特徴とするプローブ。 ８．請求の範囲第７項に記載のプローブにして、前記結合性を増す手段が、前 記絶縁体の上に同軸状に押出し成形された薄いナイロン層を備えることを特徴と するプローブ。 ９．請求の範囲第６項に記載のプローブにして、前記導体が銅から成る可撓性 の中実な単一ストランドを備えることを特徴とするプローブ。 １０．請求の範囲第６項に記載のプローブにして、前記導体が銀から成る可撓性 の中実な単一ストランドを備えることを特徴とするプローブ。 １１．請求の範囲第６項に記載のプローブにして、前記導体が銀めっきされた銅 から成る可撓性の中実な単一ストランドを備えることを特徴とするプローブ。 １２．請求の範囲第６項に記載のプローブにして、前記絶縁体がテフロン製管を 備えることを特徴とするプローブ。 １３．請求の範囲第６項に記載のプローブにして、前記遮蔽手段がドレーン線（ ｄｒａｉｎ ｗｉｒｅ）の上方に亙って付与されたフォイル編組（ｆｏｉｌ ｂ ｒａｉｄ）を備えることを特徴とするプローブ。 １４．請求の範囲第６項に記載のプローブにして、前記遮蔽手段がドレーン線の 上方に亙って付与されたフォイル・ラップ（ｆｏｉｌ ｗｒａｐ）を備えること を特徴とするプローブ。 １５．請求の範囲第６項に記載のプローブにして、前記ジャケットがシリコン製 シースを備えることを特徴とするプローブ。 １６．請求の範囲第６項に記載のプローブにして、前記ジャケットがテフロン製 シースを備えることを特徴とするプローブ。 １７．請求の範囲第６項に記載のプローブにして、前記定着手段が非導電性で略 円筒状の圧着部を備えることを特徴とするプローブ。 １８．請求の範囲第６項に記載のプローブにして、前記接続手段が導電性接着剤 を備えることを特徴とするプローブ。 １９．請求の範囲第６項に記載のプローブにして、前記圧電要素を越える電気的 短絡を防止するための前記短絡防止手段が、前記圧電要素及び前記接続手段を効 果的に封止するポリイミド製スリーブを備えることを特徴とするプローブ。 ２０．請求の範囲第６項に記載のプローブにして、前記圧電要素を前記遮蔽手段 に電気的に結合する前記電気的結合手段が、前記ジャケットを越えて伸長する前 記プローブの全ての部分を効果的に囲繞する導電性材料による被覆を備え、該被 覆が前記プローブの前記基端を効果的に封止することを特徴とするプローブ。 ２１．請求の範囲第６項に記載のプローブにして、前記圧電要素を前記遮蔽手段 に電気的に結合する前記電気的結合手段が、前記ジャケットを越えて伸長する前 記プローブの全ての部分を効果的に囲繞する導電性接着剤を備え、 該導電性接着剤が前記プローブの前記基端を効果的に封止することを特徴とす るプローブ。 ２２．血管内アクセスシステムにして、 種々の長さの複数の中空の針に接続し得るようにしたハウジングであって、選 択された針に連通する第一の通路と、曲がり部分を介して該第一の通路に接続さ れた第二の通路とを有する前記ハウジングと、 前記第二の通路および前記曲がり部分を通して調節可能に動いて前記選択した 針内に入るようになされた可撓性の超音波プローブ組立体にして、前記選択され た針内で調節可能な長さを有するようになされた可撓性の超音波プローブ組立体 と、 前記選択された針内の所定の位置にて前記可撓性の超音波プローブ組立体を一 時的に固着するための固着手段を備えることを特徴とするシステム。