WO2022079771A1 - 医療用デバイス - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to medical devices.
- Patent Document 1 discloses a configuration in which a plurality of magnet pieces are arranged on a medical tube to detect the position of the medical tube.
- Patent Document 2 a source coil as a magnetic field generating element is arranged in an insertion portion of a medical device to be inserted into the body, and the insertion portion is inserted by detecting the magnetic field generated by the source coil.
- a configuration for detecting a luminal organ is disclosed.
- Patent Document 3 detects a magnetic mechanism (magnetic region) which is a magnetic mechanism provided in a medical device and includes a material such as a ferromagnetic material or a paramagnetic material magnetized by a magnetic field applied from the outside. Then, the configuration for detecting the position of the medical device is disclosed. Further, Patent Document 4 discloses a configuration in which a magnet is embedded in a tip portion of a medical device such as a guide wire.
- the configuration in which the magnet is arranged in the medical device as in Patent Document 1 and Patent Document 4, or the configuration in which the coil as an electromagnet is arranged in the medical device as in Patent Document 2 is flexible in the medical device. It may be difficult to adopt because the properties such as sex are affected, or the structure of the medical device becomes complicated or large. Further, in a configuration in which a magnetic region magnetized by a magnetic field applied from the outside is provided as in Patent Document 3, a device for applying a magnetic field from the outside is required when detecting the position of a medical device, and the position is detected. It may be difficult to adopt it because the configuration of the entire system becomes complicated or large. Therefore, there has been a demand for a technique for detecting the position of a medical device by suppressing the influence on the performance of the medical device and suppressing the complexity and size of the device.
- a medical device which is formed in a long shape and whose tip side is inserted into a body for use.
- This medical device comprises a magnetized member in which a magnetized portion containing magnetized martensitic stainless steel is formed in a part on the tip side.
- the magnetized portion including the magnetized martensitic stainless steel is provided with a magnetized member formed in a part on the tip side, the position of the medical device can be used for detection.
- the magnetized portion that can be formed can be provided by magnetizing a magnetizing member containing martensitic stainless steel. Therefore, unlike the case where a magnetized member such as a permanent magnet is further incorporated into a medical device, the position of the tip of the medical device is detected while suppressing the complexity and size of the configuration of the medical device. Will be possible.
- the magnetized portion includes the magnetized martensitic stainless steel, it is not necessary to further apply an external magnetic field when detecting the position of the medical device. Therefore, it is possible to suppress the complexity and size of the entire system including the medical device and the position detecting device of the medical device.
- the magnetizing member may be a core shaft, and the magnetizing portion may be provided at the tip end portion of the core shaft.
- the medical device of the above embodiment further includes a high coercive force layer formed so as to cover at least a part of the surface of the magnetizing member and containing a material having a higher intrinsic coercive force than martensite-based stainless steel.
- the magnetized portion may be magnetized with the high coercive force layer together with the magnetized member.
- a plurality of the magnetized portions may be provided so as to be separated from each other in the axial direction of the medical device.
- At least two of the plurality of magnetized portions may have magnetic force lines extending in different directions from each other.
- the tip of the medical device is provided with a bent portion in which the medical device is bent in a specific direction, and one of the plurality of magnetized portions.
- the first magnetized portion which is one
- the second magnetized portion which is another one of the plurality of magnetized portions
- the positions and the directions in which the magnetic force lines extend are detected separately between the first magnetized portion on the tip side of the bent portion and the second magnetized portion on the proximal end side of the bent portion. It is possible to improve the accuracy of grasping the three-dimensional movement of the tip of the medical device.
- the tip side of the bent portion is mainly deformed. Therefore, by using the position of the second magnetized portion on the proximal end side of the bent portion and the extending direction of the magnetic force line as a reference, the first magnetized portion is provided even when a load is applied to the tip of the medical device. It is possible to improve the detection accuracy of the three-dimensional movement of the magnetized part.
- the first magnetized portion and the second magnetized portion may have magnetic force lines extending in different directions from each other.
- a pair of permanent magnets having magnetic force lines extending in the same direction as the magnetized portion may be provided on both sides of the magnetized portion. With such a configuration, it is possible to suppress a decrease in the magnetic force of the magnetized portion.
- the present disclosure can be realized in various forms other than the above, for example, a method for manufacturing a medical device, a system provided with the medical device and for detecting the position of the medical device inserted into the body, and the like. It can be realized in the form.
- FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the tip end portion of the guide wire according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the tip end portion of the guide wire according to the second embodiment.
- FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the tip end portion of the guide wire according to the third embodiment.
- FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the tip end portion of the guide wire of the modified example of the third embodiment.
- FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the tip end portion of the guide wire according to the fourth embodiment.
- Explanatory drawing which shows the state which measured the change of the magnetic flux density in the axial direction in the magnetizing part where the magnetizing direction is parallel to the axial direction.
- FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the tip end portion of the guide wire according to the fifth embodiment.
- FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the tip end portion of
- FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of the guide wire 10 of the first embodiment.
- the guide wire 10 is a medical device that is formed in a long shape and is used by being inserted into the body from the tip thereof, and is used, for example, when inserting a catheter into a blood vessel or a gastrointestinal tract.
- the guide wire 10 includes a core shaft 20, an outer coil 30, a tip joining portion 40, and a base end joining portion 42.
- an axis passing through the center of the guide wire 10 is represented by an axis O (dashed-dotted line).
- the axis passing through the center of the core shaft 20 and the axis passing through the center of the outer coil 30 both coincide with the axis line O.
- the axis passing through the center of at least one of the core shaft 20 and the outer coil 30 may be different from the axis O.
- the direction in which the axis O extends is also simply referred to as the "axis direction". Note that FIG. 1 schematically shows the arrangement of each part, and does not accurately represent the ratio of the dimensions of each part.
- the X-axis corresponds to the axial direction of the guide wire 10
- the Y-axis corresponds to the height direction of the guide wire 10
- the Z-axis corresponds to the width direction of the guide wire 10.
- the left side (-X-axis direction) of FIG. 1 is referred to as the "tip side” of the guide wire 10 and each component
- the right side (+ X-axis direction) of FIG. 1 is referred to as the "base end side" of the guide wire 10 and each component.
- FIG. 1 shows a state of a portion including the tip end portion of the guide wire 10.
- the core shaft 20 is a long member extending along the axis O, and is arranged from the tip end portion to the base end portion of the guide wire 10.
- the core shaft 20 of the present embodiment has a circular cross section perpendicular to the axis O as a whole, but may have a different shape such as an elliptical cross section at least in a part thereof.
- the tip of the core shaft 20 has a tapered shape with a large diameter at the base end side and a small diameter at the tip end side.
- FIG. 1 shows a portion where the diameter is reduced toward the tip of the core shaft 20.
- the degree of diameter reduction toward the tip of the core shaft 20 does not have to be constant.
- a portion where the diameter of the cross section is constant may be provided, and the core shaft 20 may be reduced in diameter toward the tip portion as a whole.
- the core shaft 20 of the present embodiment is made of stainless steel and has a martensite phase as well as an austenite phase as a phase having a different crystal structure. Further, as shown in FIG. 1, the core shaft 20 is provided with a magnetized portion 22 at a part on the tip end side thereof.
- the magnetized portion 22 contains magnetized martensitic stainless steel and is formed by magnetizing a part of the core shaft 20.
- the core shaft 20 is also referred to as a "magnetizing member”. The magnetizing and magnetizing portion 22 of the core shaft 20 will be described in detail later.
- the outer coil 30 is a substantially cylindrical member formed by spirally winding a wire 31 and arranged so that the core shaft 20 penetrates the inside. By providing the outer coil 30, flexibility and torque transmission at the tip of the guide wire 10 are enhanced.
- the outer coil 30 is a single-strand coil formed by winding one strand 31, but is a multi-strand coil formed by winding a plurality of strands 31 in multiple rows. It may be a single-strand stranded coil formed by winding a single stranded wire formed by twisting a plurality of strands 31, and may be a single-strand stranded coil formed by twisting a plurality of strands 31. It may be a multi-strand stranded coil formed by winding each stranded wire in multiple strands using a plurality of formed stranded wires.
- the outer coil 30 may be formed by arbitrarily combining a single-strand coil, a multi-strand coil, a single-strand stranded coil, and a multi-strand stranded coil.
- the wire diameter of the strand 31 and the coil average diameter of the outer coil 30 (the average diameter of the outer diameter and the average diameter of the inner diameter of the outer coil 30) can be arbitrarily determined.
- the strand 31 can be formed of, for example, a stainless alloy such as SUS304 or SUS316, a superelastic alloy such as nickel-titanium alloy, a piano wire, a nickel-chromium alloy, or a radiation permeable alloy such as a cobalt alloy. Further, it may be formed of a radiation-impermeable alloy such as gold, platinum, tungsten, tantalum, iridium, palladium, and an alloy containing these elements (for example, platinum-nickel alloy).
- the strand 31 may be formed of a known material other than the above.
- the tip of the outer coil 30 is fixed to the tip of the core shaft 20 by the tip joining portion 40.
- the base end of the outer coil 30 is fixed to the core shaft 20 by the base end joint portion 42.
- the tip-end junction 40 and the proximal junction 42 can be formed of, for example, a metal wax such as an Ag—Sn alloy, an Au—Sn alloy, a Sn—Pb alloy, or a Pb—Ag alloy.
- the tip end joint 40 and the base end joint 42 may be formed of the same material or may be formed of different materials.
- the guide wire 10 may be further provided with a fixing portion other than the tip joint portion 40 and the proximal end joint portion 42 in order to fix the core shaft 20 and the outer coil 30.
- FIG. 2 is a flowchart showing a manufacturing method of the core shaft 20.
- a member to be machined for processing the core shaft 20 is prepared (process T100).
- the austenitic stainless steel for example, SUS304, SUS316, etc.
- SUS304, SUS316, etc. which is a rod-shaped (solid) or tubular (hollow) member having a constant cross-sectional diameter and is a paramagnetic material, is used as the member to be processed.
- a member consisting of is prepared.
- the member to be machined is subjected to plastic working so that the member to be machined has a shape whose diameter is reduced toward the tip portion to obtain a member to be magnetized (step T110).
- plastic working include centerless grinding, drawing, and swaging.
- Austenitic crystals undergo plastic induction transformation to become martensite crystals. That is, a process-induced martensitic transformation occurs, and at least a part of the austenite phase becomes a martensite phase which is a ferromagnet. Therefore, the magnetized member obtained by plastic working has a martensite phase in the vicinity of its tip.
- the crystal structure of the stainless steel constituting the core shaft 20 and the magnetized member can be specified by X-ray diffraction measurement.
- the magnetized portion 22 is formed by magnetizing at least a part of the portion near the tip of the magnetized member that has been subjected to plastic working by applying an external magnetic field (step T120), and the core shaft is formed.
- the magnetizing device that generates the above-mentioned external magnetic field may be any as long as it can generate a magnetic field capable of forming the magnetizing portion 22, and includes, for example, a permanent magnet, an air-core coil that generates a magnetic field by passing an electric current, or the like. It should be decided.
- FIG. 3A is an explanatory diagram showing a state of a magnetizing process of magnetizing the tip end portion of the magnetized member 21 using a magnetizing device provided with an air-core coil 60.
- FIG. 3B is an explanatory diagram showing the state of the magnetized portion 22 formed by the magnetizing step shown in FIG. 3A.
- a portion of the magnetized member 21 where the magnetized portion 22 should be formed is arranged in the air core coil 60 and magnetized.
- FIG. 3A as an example, a state in which the direction of the magnetic field in the air core coil 60 is the ⁇ X axis direction parallel to the axis O is shown by a broken line arrow.
- FIG. 4A is an explanatory diagram showing a state of the magnetizing process of magnetizing the tip portion of the magnetized member 21 using a magnetizing device provided with a permanent magnet 62.
- FIG. 4B is an explanatory diagram showing the state of the magnetized portion 22 formed by the magnetizing step shown in FIG. 4A.
- a permanent magnet 62 is arranged and magnetized so as to face each other with a portion of the magnetized member 21 where the magnetized portion 22 should be formed.
- FIG. 4A as an example, a state in which the direction of the magnetic field generated by the magnetizing device is the ⁇ Y axis direction perpendicular to the axis O is shown by a broken line arrow.
- the magnetizing portion 22 is formed in the magnetizing direction according to the direction of the applied magnetic field.
- the magnetizing direction may be different from that in FIG. 3A or FIG. 4B.
- the magnetizing direction of the magnetizing portion 22 can be arbitrarily adjusted.
- the magnetizing portion 22 becomes stronger as the external magnetic field applied by the magnetizing device becomes stronger. The stronger the magnetism of the magnetized portion 22, the more desirable it is, and it is most desirable that the magnetized state of the magnetized portion 22 is saturated magnetism.
- stainless steel which is prone to martensitic transformation due to processing
- austenitic stainless steels for example, SUS304 is more likely to undergo martensitic transformation due to processing than SUS316, and SUS302 is more likely to undergo martensitic transformation.
- stainless steel other than austenitic stainless steel may be used as the stainless steel in which martensitic transformation is likely to occur due to processing.
- stainless steels other than austenite-based stainless steels in which martensite transformation is likely to occur include SUS444 and SUS434, which are ferritic stainless steels, and SUS630, which is a precipitation hardening stainless steel.
- the tip of the core shaft 20 is inserted into the outer coil 30, and the tip of the core shaft 20 and the tip of the outer coil 30 are brazed to form a tip joint 40. To form. Further, the base end of the outer coil 30 and the core shaft 20 are brazed to form the base end joint portion 42. As a result, the guide wire 10 is obtained.
- the position of the tip of the guide wire 10 in the body can be detected by inserting the guide wire 10 having the magnetizing portion 22 at the tip into the body and detecting the strength and direction of the magnetic field in the body. can.
- the position of the magnetizing portion 22 is closer to the tip of the guide wire 10.
- a known magnetic sensor capable of detecting the strength and direction of the magnetic field generated by the magnetized portion 22 can be used.
- the magnetic sensor include a GSR sensor (GHz-Spin-Rotation Sensor), a magnetoresistive effect element (MR), a magnetic impedance element (MI), and a superconducting quantum interference element (SUQUID).
- GSR sensor GHz-Spin-Rotation Sensor
- MR magnetoresistive effect element
- MI magnetic impedance element
- SQUID superconducting quantum interference element
- a magnetic sensor array in which a plurality of such magnetic sensors are arranged vertically and horizontally in a matrix may be used.
- the magnetic sensor array may be arranged, for example, on a table on which the human body, which is the target of treatment using the guide wire 10, lies.
- the magnetic sensor array may be configured to be mounted on the human body to be treated with the guide wire 10.
- the magnetic sensor array When attached to a human body, the magnetic sensor array may be configured in a band shape and wrapped around the human body, or may be configured in a clothing shape or a hat shape. In these cases, the magnetic sensor can be arranged along the shape of the human body.
- a plate-shaped magnetic sensor array may be three-dimensionally arranged on at least one surface of the front surface and the back surface of the human body and at least one surface of both side surfaces of the human body. ..
- the magnetized portion 22 is formed by magnetizing the core shaft 20 originally provided in the guide wire 10. Therefore, unlike the case where a magnetized member such as a permanent magnet is further incorporated into the guide wire, the position of the tip portion of the guide wire 10 can be detected while suppressing the complexity and size of the structure of the guide wire 10. It will be possible.
- the magnetized portion 22 is formed by magnetizing the core shaft 20, unlike the case where a member made of, for example, a permanent magnet is further incorporated in the guide wire to form the magnetized portion. It is possible to suppress a decrease in the strength of the guide wire 10 due to the formation of the magnetized portion 22. Further, unlike the case where a member made of a permanent magnet or the like is further incorporated in the guide wire to form the magnetized portion, the risk of the formed magnetized portion being separated from the guide wire 10 can be suppressed.
- the magnetized portion 22 including the magnetized martensitic stainless steel is provided, it is not necessary to further apply an external magnetic field when detecting the position of the guide wire 10. Therefore, it is possible to suppress the complexity and size of the entire system including the guide wire 10 and the position detecting device of the guide wire 10.
- the magnetizing step of magnetizing the magnetized member 21 to form the magnetized portion 22 is performed prior to the assembling step of the guide wire 10, but a different configuration may be used.
- the outer coil 30 is formed after the assembly step, specifically, after the outer coil 30 is brazed to the magnetized member 21 having no magnetized portion 22 to form the tip joint portion 40 and the proximal end joint portion 42.
- An external magnetic field may be applied to the joined core shaft 20.
- the outer coil 30 is a member made of a material different from that of the ferromagnet, the outer coil 30 is not magnetized and only the core shaft 20 is magnetized.
- the outer coil 30 contains a ferromagnet, the outer coil 30 can also be magnetized, but such a configuration will be described later as a fifth embodiment.
- FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the schematic configuration of the tip end portion of the guide wire 110 of the second embodiment in the same manner as in FIG. In the second embodiment, the same reference number is assigned to the portion common to the guide wire 10 of the first embodiment.
- the guide wire 110 differs from the guide wire 10 in that it includes a core shaft 120 in which a plurality of (two in FIG. 5) magnetized portions 122a and 122b are formed in place of the magnetized portions 22.
- the magnetizing portion 122a and the magnetizing portion 122b are provided so as to be separated from each other in the axial direction of the guide wire 110. Further, in the second embodiment, the magnetizing portions 122a and the magnetizing portions 122b have different magnetizing directions.
- the magnetized portion 122a and the magnetized portion 122b are formed by applying external magnetic fields in different directions to specific locations of the magnetized member 21, specifically, locations where the magnetized portion 122a and the magnetized portion 122b should be formed. Can be done.
- the application of the external magnetic field may be performed, for example, in the same manner as the method described with reference to FIGS. 3A and 4A.
- the magnetized portion 122a can be formed by the method shown in FIG. 3A
- the magnetized portion 122b can be formed by the method shown in FIG. 4A.
- the magnetizing step for forming the magnetizing portion 122a and the magnetizing portion 122b may be performed prior to the assembly step of the guide wire 110 or may be performed after the assembly step. good.
- the magnetized portions 122a and 122b are formed by magnetizing the core shaft 120 originally provided in the guide wire 110, so that the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, since the core shaft 120 is provided with a plurality of magnetizing portions 122a and 122b separated from each other in the axial direction, the tip portion of the guide wire 110 can be detected by distinguishing the positions of the magnetizing portions 122a and 122b. It becomes possible to more accurately grasp the three-dimensional movement of the guide wire 110 (for example, the position of the tip of the guide wire 110, the direction and angle of the tip of the guide wire 110, and the like). The distance between the magnetized portion 122a and the magnetized portion 122b may be appropriately set so that the magnetized portion 122a and the magnetized portion 122b can be distinguished according to the sensitivity of the magnetic sensor.
- the directions in which the magnetic force lines of the magnetized portion 122a and the magnetized portion 122b extend are different. Therefore, by separately detecting the extending direction of the magnetic force lines of the magnetizing portion 122a and the magnetizing portion 122b, the accuracy of grasping the three-dimensional movement of the tip portion of the guide wire 110 can be further improved.
- the magnetized portion 122a and the magnetized portion 122b have different directions in which the magnetic force lines extend, but the directions in which the magnetic force lines extend may be the same.
- the magnetizing directions of the magnetizing portion 122a and the magnetizing portion 122b may be different from those in FIG. Further, when the magnetizing direction of the magnetizing portion 122a and the magnetizing direction of the magnetizing portion 122b are different from each other, the magnetizing direction of the magnetizing portion 122a and the magnetizing direction of the magnetizing portion 122b are not orthogonal to each other. You may. However, in order to accurately distinguish between the magnetized portion 122a and the magnetized portion 122b, it is desirable that the angle between the extending direction of the magnetic force line of the magnetizing portion 122a and the extending direction of the magnetic force line of the magnetizing portion 122b is 20 ° or more. , 45 ° or more is more desirable.
- the magnetizing portion 122a and the magnetizing portion 122b may be magnetically coupled and the boundary may be ambiguous. There is sex.
- the magnetizing directions of the magnetizing portions 122a and the magnetizing portions 122b are parallel to the axial direction and opposite to each other, the magnetic forces are canceled by canceling each other's magnetic forces between the magnetizing portions 122a and 122b. There is a possibility that the attenuation of the magnetized portion and the deterioration of the performance related to the detection of the magnetized portion due to this may be accelerated.
- the magnetizing directions of the magnetizing portion 122a and the magnetizing portion 122b are perpendicular to the axial direction and are in the same direction, magnetic force repulsion occurs between the magnetizing portion 122a and the magnetizing portion 122b, and the guide wire 110 The operability of the guide wire 110 may be deteriorated due to the twisting of the guide wire 110.
- the magnetizing directions of the magnetizing portion 122a and the magnetizing portion 122b are perpendicular to the axial direction and opposite to each other, the magnetizing portion 122a and the magnetizing portion 122b form a magnetic circuit to form a magnetic force. The amount of magnetic force lines reaching the sensor may be attenuated and the accuracy of position identification by the magnetic force sensor may be reduced.
- the direction in which the magnetic force line of the magnetizing portion 122a extends and the direction in which the magnetic force line of the magnetizing portion 122b extends are determined. It is desirable that the angle formed by the magnet is closer to 90 °.
- the magnetizing direction of the magnetizing portion 122a provided on the tip side is parallel to the axial direction regardless of whether or not the magnetizing directions of the magnetizing portion 122a and the magnetizing portion 122b are the same. Alternatively, it is desirable that it is closer to parallel. Since the core shaft 120 has a shape that shrinks toward the tip, the magnetized portion 122a formed on the tip side where the diameter of the core shaft 120 is relatively small is magnetized by bringing the magnetizing direction closer to the axial direction. It becomes easy to secure the distance between the north pole and the south pole in the portion 122a. Therefore, it becomes easy to form the magnetized portion 122a that generates a stronger magnetic field.
- two magnetizing portions 122a and 122b are provided, but three or more magnetizing portions may be provided. Also in this case, in order to improve the accuracy of grasping the three-dimensional movement of the tip of the guide wire 110, at least two of the three or more magnetized portions have magnetic force lines extending in different directions from each other. It is desirable to be there.
- FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing the schematic configuration of the tip end portion of the guide wire 210 of the third embodiment in the same manner as in FIG.
- the same reference number is assigned to the portion common to the guide wire 10 of the first embodiment.
- the guide wire 210 is different from the guide wire 10 in that the core shaft 220 in which the plated portions 224a and 224b are formed is provided instead of the core shaft 20.
- the magnetized portions 222a and 222b are formed in the region where the core shaft 220 and the plated portions 224a and 224b overlap.
- the plated portions 224a and 224b are plating layers that cover at least a part of the surface of the core shaft 220, are provided apart from each other in the axial direction, and are formed of a magnetic material, that is, a metal of a ferromagnetic material. ing.
- the magnet material constituting the plated portions 224a and 224b is preferably a magnet material of a platinum magnet, for example, in consideration of stability when the guide wire 210 is inserted into the body.
- the magnet material of a platinum magnet is an alloy containing platinum as a main component and containing iron (Fe), niobium (Nb), cobalt (Co) and the like.
- the plated portions 224a and 224b from a metal of a ferromagnetic material other than the platinum alloy described above.
- the plated portions 224a and 224b contain a material having a higher coercive force (inherent coercive force) HCJ than martensitic stainless steel.
- the plated portions 224a and 224b may have a higher coercive force HCJ than the core shaft 220, and preferably have a higher coercive force HCJ than the martensitic stainless steel.
- the plated portions 224a and 224b are also referred to as "high coercive force layers".
- the magnetized portions 222a and 222b are formed by magnetizing at least a part of each of the plated portions 224a and 224b together with the core shaft 220, respectively.
- FIG. 7 is a flowchart showing a manufacturing method of the core shaft 220.
- a member to be machined is prepared for the core shaft 20 (process T200), and the prepared member to be machined is subjected to plastic working to obtain a magnetized member 21.
- Step T210 The process T200 and the process T210 are the same processes as the process T100 and the process T110 of FIG.
- step T220 the tip of the magnetized member 21 that has been subjected to plastic working is masked.
- the magnetized member 21 is masked so as to cover a wider range than the range in which the magnetized member 21 is immersed in the plating bath in the plating process described later.
- step T230 a part of the masking formed in the step T220 is removed.
- step T230 the masking provided in the region where the plated portions 224a and 224b of the magnetized member 21 should be formed is removed.
- a plating process is performed (process T240).
- the platinum alloy film described above is formed by electrolytic plating, but plating treatment by electroless plating may be used.
- the plating bath may be appropriately selected so that the platinum alloy film described above can be formed.
- the plated portions 224a and 224b are formed in the region where a part of the masking is removed in the step T230.
- the magnetized member 21 is washed (step T250) to remove the plating solution adhering to the magnetized member 21 and remove the masking on the magnetized member 21. ..
- Step T260 is a step of applying an external magnetic field in the same manner as in step T120 of FIG. In the region where an external magnetic field is applied, the core shaft 220 containing martensitic stainless steel and the plated portions 224a and 224b are magnetized to form magnetized portions 222a and 222b.
- the application of the external magnetic field can be, for example, the same as the method described with reference to FIGS. 3A and 4A. In FIG.
- the direction in which the magnetic force lines extend in each of the magnetized portions 222a and 222b are indicated by white arrows.
- the direction in which the magnetic force lines of the magnetized portion 222a extend is the ⁇ X direction (axis direction), and the extending direction of the magnetic force lines in the magnetized portion 222b is the ⁇ Y direction.
- the magnetizing directions of the magnetizing portion 222a and the magnetizing portion 222b may be different from those in FIG. At this time, the magnetizing directions of the magnetizing portion 222a and the magnetizing portion 222b may be the same or different.
- the magnetizing step (step T260) for forming the magnetized portions 222a and 222b may be performed before the assembling step of the guide wire 210, and is performed after the assembling step. You may.
- the plated portion 224a is longer than the axial length of the air core coil 60.
- the plated portions 224a and 224b may be longer than the air core coil 60 by about 1 mm in the axial direction, that is, in the + X direction and the ⁇ X direction, respectively. As a result, it is possible to suppress the spread of the magnetic flux in the magnetized portion formed in the magnetizing step.
- the length of the plated portions 224a and 224b in the axial direction is shorter than the length of the air core coil 60 in the axial direction.
- the portion not covered by the plated portions 224a and 224b is also magnetized to form the magnetized portion.
- the magnetized portions 222a and 222b are formed by magnetizing the core shaft 220 originally provided in the guide wire 210, so that the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, since the core shaft 220 is provided with a plurality of magnetizing portions 222a and 222b separated from each other in the axial direction, the same effect as that of the second embodiment can be obtained. Further, plating portions 224a and 224b made of a magnetic material are provided on the surface of the core shaft 220, and an external magnetic field is applied to the portions where the plating portions 224a and 224b are formed to form the magnetized portions 222a and 222b.
- the magnetic field strength of the magnetized portions 222a and 222b can be increased as compared with the case where the 224a and 224b are not provided. As a result, the difference between the magnetic field strength of the magnetized portions 222a and 222b and the magnetic field strength around the magnetized portions 222a and 222b can be increased, so that the accuracy of detecting the position of the tip portion of the guide wire 210 can be improved. can.
- the plated portions 224a and 224b which are high coercive force layers, are formed as a metal plating layer, it becomes easy to suppress the thickness of the plated portions 224a and 224b, and the high coercive force layer is formed. It is possible to suppress the increase in size of the core shaft 220 due to the above. Further, since the plating portions 224a and 224b prevent the core shaft 220 from becoming thick, it is possible to prevent the rigidity of the core shaft 220 from increasing to an undesired degree. In particular, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, at least a part of the plating portion 224a is covered with the tip joining portion 40 and included in the tip joining portion 40.
- the effect of suppressing the increase in size of the core shaft 220 due to the provision of the plating portion 224a can be further enhanced.
- the plating portion 224a may not be included in the tip joint portion 40.
- the base end portion of the plating portion 224b may be included in the base end joint portion 42 to suppress the increase in size of the core shaft 220 due to the formation of the plating portion 224b.
- the high coercive force layer may be formed by a method other than plating, and a magnetic material other than metal may be formed. May be formed by.
- the high coercive force layer may be formed of magnetic ceramics such as ferrite. It should be noted that a configuration in which the high coercive force layer is formed by metal plating as in the present embodiment is desirable because it is relatively easy to control the dimensions and physical properties.
- FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of a tip portion of a guide wire 310 as a modified example of the third embodiment in the same manner as in FIG.
- the guide wire 310 differs from the guide wire 210 in that it further includes an intermediate joint 44.
- the intermediate joint portion 44 is provided at a position between the tip end joint portion 40 and the base end joint portion 42 in the axial direction, and is composed of the same metal wax as the tip end joint portion 40 and the proximal end joint portion 42, and is formed of an outer coil.
- the middle portion of 30 is fixed to the core shaft 220.
- the intermediate joint portion 44 is provided between the plating portion 224a and the plating portion 224b in the axial direction.
- the plating portion 224a and the magnetizing portion 222a are provided on the proximal end side of FIG. 6, but the plating portion 224a and the magnetizing portion 222a may be on the distal end side of the intermediate joint portion 44.
- the plating portion 224a and the magnetizing portion 222a may be formed so as to overlap with the tip joining portion 40.
- the flux applied to the joint portion prior to brazing for forming the intermediate joint portion 44 is applied to the portion where the plated portions 224a and 224b in which the diameter of the core shaft 220 is partially increased is provided. , It becomes easy to fix in the region between the plating portion 224a and the plating portion 224b. Further, when the metal wax is arranged in the region between the plating portion 224a and the plating portion 224b in order to form the intermediate joint portion 44, the plating portions 224a and 224b in which the diameter of the core shaft 220 is partially increased are provided. It is possible to prevent the molten metal wax from flowing beyond the portion to be plated.
- two plating portions 224a and 224b are provided as the high coercive force layer, but the number of the high coercive force layers may be one or three or more. You may.
- the high coercive force layer By magnetizing the high coercive force layer together with the core shaft 220, the same effect of increasing the magnetic field strength of the magnetized portion can be obtained as compared with the case where the high coercive force layer is not provided.
- the magnetizing portions provided corresponding to at least two high coercive magnetic force layers have magnetic force lines extending in different directions as described in the second embodiment.
- an external magnetic field is applied to each high coercive force layer to form a magnetized portion for each high coercive force layer, but different configurations may be used.
- a high coercive force layer is formed in a wider range, and an external magnetic field is individually applied at a plurality of locations separated in the axial direction in a region overlapping the continuously provided high coercive force layer.
- a plurality of magnetized portions may be provided. Also in this case, it is desirable that at least two of the plurality of magnetized portions have magnetic force lines extending in different directions.
- FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing the schematic configuration of the tip end portion of the guide wire 410 of the fourth embodiment in the same manner as in FIG.
- the same reference number is assigned to the portion common to the guide wire 110 of the second embodiment shown in FIG.
- the guide wire 410 differs from the guide wire 110 in that the guide wire 410 has a bent portion ⁇ bent in a specific direction at the tip portion.
- the position of the bent portion ⁇ is indicated by a black arrow ⁇ .
- the bent portion ⁇ is a portion where the axial direction extending in a certain direction from the proximal end side begins to bend.
- the distal end side of the bent portion ⁇ is referred to as a “pre-shaped portion ⁇ ”, and the proximal end side of the bent portion ⁇ is referred to as a “straight portion ⁇ ”.
- the pre-shaped portion ⁇ at the tip of the guide wire, the operability of the tip of the guide wire is improved, and for example, when the guide wire is inserted into a blood vessel and used, the blood vessel selectivity is improved.
- FIG. 9 shows XYZ axes that are orthogonal to each other as in FIG. 1, but in FIG. 9, the X axis corresponds to the axial direction of the pre-shaped portion ⁇ of the guide wire 410 and is the Y axis. Corresponds to the height direction of the pre-shape portion ⁇ , and the Z-axis corresponds to the width direction of the pre-shape portion ⁇ .
- the pre-shaped portion ⁇ is provided with the magnetized portion 122a, and the straight portion ⁇ is provided with the magnetized portion 122b.
- the magnetized portion 122a is also referred to as a “first magnetized portion”, and the magnetized portion 122b is also referred to as a “second magnetized portion”.
- the magnetized portion 122a is formed at a portion including the tip of the core shaft 120.
- the magnetized portion 122a may not include the tip of the core shaft 120, but as will be described later, it is desirable that the position of the magnetized portion 122a is closer to the tip of the guide wire 410.
- the magnetized portion 122b is formed at a position where the distal end portion of the magnetized portion 122b overlaps with the bent portion ⁇ .
- the distal end of the magnetized portion 122b may be separated from the bent portion ⁇ , but as will be described later, the position of the magnetized portion 122b is preferably closer to the bent portion ⁇ in the straight portion ⁇ .
- the distance from the bent portion ⁇ to the second magnetized portion 122b is determined by detecting the direction of the straight portion ⁇ by detecting the second magnetized portion 122b with a magnetic sensor to specify the position of the bent portion ⁇ .
- the distance may be set so that the accuracy is sufficient.
- it is preferable that the distance between the distal end portion of the magnetized portion 122b and the bent portion ⁇ is shorter than the axial length of the pre-shaped portion ⁇ .
- the distance between the distal end portion of the magnetized portion 122b and the bent portion ⁇ is shorter than the axial length of the magnetized portion 122b in the straight portion ⁇ .
- the distance between the distal end portion of the magnetized portion 122b and the bent portion ⁇ is shorter than at least one of the axial length of the pre-shaped portion ⁇ and the axial length of the magnetized portion 122b. Is preferable.
- the axial direction of the guide wire 410 is changed in the bent portion ⁇ , but even in such an embodiment, the magnetized portion 122a and the magnetized portion 122b are “separated from each other in the axial direction”. It is assumed that it is.
- the distance from the bent portion ⁇ to the second magnetization portion 122b of the guide wire 410 can be known from the pattern of change in the magnetic flux density by measuring the magnetic flux density in the axial direction along the surface of the guide wire 410 using, for example, a magnetic sensor. .. Specifically, first, the magnetized portion of the target guide wire is specified. The magnetized portion can be specified as a location where the magnetic fine particles gather, for example, by arranging the target guide wire on the sheet in which the magnetic fine particles are enclosed. Then, the magnetic flux density may be measured in the axial direction along the surface of the guide wire using a magnetic sensor in a wider region including the specified magnetized portion.
- FIG. 10 is an explanatory diagram showing, as an example, a state in which a change in magnetic flux density is measured in the axial direction in a magnetized portion whose magnetizing direction is parallel to the axial direction.
- the horizontal axis represents the distance from the origin to the proximal end side predetermined on the distal end side of the magnetized portion of the measurement target in the straight portion ⁇ of the guide wire, and the vertical axis represents. Represents the magnetic flux density.
- the magnetic flux density If the direction of is not reversed, it can be determined that the magnetizing direction is parallel to the axial direction.
- moving the magnetic sensor in the axial direction along the surface of the guide wire from the origin to the proximal end side gradually increases the magnetic flux density as shown in FIG. It reaches a positive peak, then decreases, the positive and negative reverses, reaches a negative peak, and then increases again.
- the position a1 of the positive peak is the end portion on the distal end side in the magnetized portion
- the position a2 of the negative peak is the end portion on the proximal end side in the magnetized portion.
- the distance L between the position a1 and the position a2 is the length of the magnetized portion in the axial direction.
- FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state in which a change in magnetic flux density is measured in the same manner as in FIG. 10 in a magnetized portion where the magnetizing direction is perpendicular to the axial direction.
- the position b1 where the magnetic flux density becomes 0 between the first positive peak and the first negative peak is the distal end portion of the magnetized portion, and the second negative peak and the second positive peak are present.
- the position b2 where the magnetic flux density becomes 0 between the peak and the peak is the end portion on the proximal end side of the magnetized portion.
- the distance L between the position b1 and the position b2 is the length of the magnetized portion in the axial direction.
- the position of the end portion on the distal end side in the axial direction and the position of the end portion on the proximal end side in the magnetization portion are specified.
- the axial length of the magnetized portion can be specified as the distance between the end portion on the distal end side and the end portion on the proximal end side.
- the positional relationship between the bent portion ⁇ and the second magnetized portion 122b is the region from the bent portion ⁇ to the position on the proximal end side by the axial length of the pre-shaped portion ⁇ , or from the bent portion ⁇ .
- the region up to the position on the proximal end side by the length of the second magnetization portion 122b in the axial direction overlaps with the second magnetization portion 122b.
- the second magnetizing portion 122b may be separated from the bent portion ⁇ toward the proximal end portion side due to the above positional relationship.
- the direction of the external magnetic field applied to the magnetized member 21 to form the magnetized portions 122a and 122b is indicated by a white arrow.
- the magnetizing portion 122a and the magnetizing portion 122b have different magnetizing directions, but may have the same orientation.
- the angle is preferably 20 ° or more, more preferably 45 ° or more, and more preferably closer to 90 °.
- the angle formed by the extending direction of the magnetic force line of the magnetizing portion 122a and the extending direction of the magnetic force line of the magnetizing portion 122b refers to the angle after the guide wire 410 is bent in the bent portion ⁇ .
- the manufactured guide wire is bent at a specific point in a specific direction and bent.
- the portion ⁇ may be formed to form the guide wire 410.
- the magnetizing direction may be set so that the angle formed by the extending direction of the magnetic force line of the magnetizing portion 122a and the extending direction of the magnetic force line of the magnetizing portion 122b is a desired angle.
- the range in which the magnetized portions 122a and 122b are formed includes the above-mentioned air-core coil 60 (see FIG. 3A) and the permanent magnet 62 (see FIG. 4A) used for magnetization in the magnetized member 21, and the magnetized member 21. It is a range that overlaps in the direction perpendicular to the axial direction of.
- the magnetized portions 122a and 122b may be formed by performing a magnetizing step after forming the bent portion ⁇ . Further, the guide wire 410 may be shipped in a state where the bent portion ⁇ is not formed, and the bent portion ⁇ may be formed by bending the guide wire by an operator such as a doctor before use. In this case, in order to specify the position where the bent portion ⁇ is formed, the surface of the guide wire may be marked so that the position of the magnetized portion 122b can be visually recognized from the outside. Also, along with the guide wire, information on the recommended bending angle may be provided.
- the magnetized portions 222a and 222b are formed by magnetizing the core shaft 120 originally provided in the guide wire 410, so that the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, since the core shaft 120 is provided with a plurality of magnetizing portions 222a and 222b separated from each other in the axial direction, the same effect as that of the second embodiment can be obtained. Further, since the bent portion ⁇ is provided, the magnetized portion 122a is provided in the pre-shaped portion ⁇ , and the magnetized portion 122b is provided in the straight portion 122b, the accuracy of grasping the three-dimensional movement of the tip portion of the guide wire 410 is improved. It can be further enhanced. This effect will be further described.
- the tip side of the bent portion ⁇ is mainly deformed.
- the location where the magnetized portion 122b is formed in the straight portion ⁇ (specifically, the distance from the bent portion ⁇ to the magnetized portion 122b) and the direction of magnetism in the magnetized portion 122b can be known in advance. Therefore, by detecting the strength and direction of the magnetic field of the magnetized portion 122b with the magnetic sensor, it is possible to know the axial direction of the straight portion ⁇ and the position of the bent portion ⁇ .
- the magnetization is performed by using the strength and direction of the magnetic field of the magnetization portion 122a detected by the magnetic sensor with reference to the position of the bent portion ⁇ and the axial direction of the straight portion ⁇ obtained as described above. It is possible to accurately detect the three-dimensional movement of the tip portion of the pre-shaped portion ⁇ provided with the portion 122a.
- the position of the bent portion ⁇ is specified by detecting the magnetized portion 122b by the magnetic sensor.
- the accuracy can be improved.
- the accuracy of detecting the state of the tip of the guide wire 410 can be further improved.
- the distance between the magnetizing portions 122a and 122b can be further shortened.
- the directions in which the magnetic force lines of the magnetized portions 122a and 122b extend are parallel to the axial direction and are in the same direction, a certain distance between the magnetized portions 122a and 122b is secured in order to facilitate the distinction between the two by the magnetic sensor. There is a need.
- the distance between the magnetizing portions 122a and 122b is to prevent the magnetic forces of the magnetizing portions 122a and 122b from canceling each other out. It is necessary to secure a certain amount.
- the magnetized portions 122a and 122b have the magnetized portions 122a and 122b in order to suppress the repulsion of the magnetic force between the magnetized portions 122a and the magnetized portions 122b. It is necessary to secure a certain distance.
- the magnetized portions 122a and 122b When the directions in which the magnetic force lines of the magnetized portions 122a and 122b extend are different from the axial directions and are opposite to each other, in order to prevent the magnetized portions 122a and the magnetized portions 122b from forming a magnetic circuit, the magnetized portions 122a and 122b It is necessary to secure a certain distance. If the directions in which the magnetic force lines of the magnetizing portions 122a and 122b extend are different as in the fourth embodiment, the above inconvenience can be suppressed and the distance between the magnetizing portions 122a and 122b can be shortened. Therefore, the pre-shape portion ⁇ can be made shorter.
- the length of the pre-shaped portion ⁇ may be limited depending on the object to which the guide wire is used (for example, where in the body the guide wire is inserted and used, such as a blood vessel of the heart or a blood vessel of the lower limbs). Since the length of the pre-shaped portion ⁇ can be shortened, when the guide wire 410 is used, it is possible to suppress the limitation of the application and the target and to exhibit higher performance.
- a high coercive force layer may be provided in a region overlapping the portions forming the magnetized portions 122a and 122b on the surface of the core shaft 120.
- two magnetizing portions 122a and 122b are provided, but three or more magnetizing portions may be provided.
- another magnetized portion is provided on the proximal end side of the magnetized portion 122a in the pre-shaped portion ⁇ .
- FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing the schematic configuration of the tip end portion of the guide wire 510 of the fifth embodiment in the same manner as in FIG.
- the guide wire 510 further includes an inner coil 50, and in addition to the magnetizing portion 22 formed on the core shaft 20, a magnetizing portion 522a formed on the outer coil 30 and a magnetizing portion formed on the inner coil 50. It differs from the guide wire 10 in that it is provided with 522b.
- the outer coil 30 and the inner coil 50 correspond to the "magnetizing member".
- the inner coil 50 is shown as an external shape rather than a cross section.
- the inner coil 50 is a substantially cylindrical member arranged inside the outer coil 30 so that the core shaft 20 penetrates the inside.
- the inner coil 50 is a single-row coil formed by winding one wire 51, but is a multi-row coil formed by winding a plurality of wires 51 in multiple rows. It may be a single-strand stranded coil formed by winding a single stranded wire formed by twisting a plurality of strands 51, or a single strand stranded wire 51 formed by twisting a plurality of strands 51 together. It may be a multi-strand stranded coil formed by winding each stranded wire in multiple strands using a plurality of formed stranded wires.
- the inner coil 50 may be formed by arbitrarily combining a single-strand coil, a multi-strand coil, a single-strand stranded coil, and a multi-strand stranded coil.
- the wire 51 constituting the inner coil 50 is formed thinner than the wire 31 constituting the outer coil 30, and the axial length of the inner coil 50 is shorter than the axial length of the outer coil 30. It is formed.
- the strand 51 constituting the inner coil 50 of the present embodiment is made of stainless steel and has a martensite phase as well as an austenite phase as a phase having a different crystal structure.
- the inner coil 50 is formed by forming a wire 51 made of stainless steel in which work-induced martensitic transformation occurs into a coil shape and causing martensitic transformation in at least a part of the metal structure constituting the wire 51. ing.
- the magnetized portion 522b is formed by applying an external magnetic field to such an inner coil 50.
- Examples of the stainless steel in which the work-induced martensitic transformation that constitutes the strand 51 occurs are SUS304, SUS316, and SUS302, which are austenite-based stainless steels, SUS444 and SUS434, which are ferrite-based stainless steels, or precipitation hardening stainless steel.
- SUS304, SUS316, and SUS302 which are austenite-based stainless steels
- SUS444 and SUS434 which are ferrite-based stainless steels, or precipitation hardening stainless steel.
- a certain SUS630 can be used.
- the strand 31 constituting the outer coil 30 is also formed of stainless steel in which work-induced martensitic transformation occurs, like the strand 51, and is at least one of the metal structures constituting the strand 31. Martensitic transformation has occurred in the part.
- the tip of the core shaft 20 is inserted into the inner coil 50, and the inner coil 50 and the core shaft 20 are housed in the outer coil 30. Then, the tip of the core shaft 20 and the tips of the outer coil 30 and the inner coil 50 are brazed to form the tip joint portion 40. Further, the base end of the outer coil 30 and the core shaft 20 are brazed to form a base end joint portion 42, and the assembly of the guide wire 510 is completed. After that, an external magnetic field is applied to the assembled guide wire 510 to form the magnetized portion 22 on the core shaft 20, the magnetized portion 522a on the outer coil 30, and the magnetized portion 522b on the inner coil 50. Then, the guide wire 510 is completed.
- the application of the external magnetic field can be performed, for example, in the same manner as the method described with reference to FIG. 3A or FIG. 4A, and the direction of the applied magnetic field can be arbitrarily set.
- the magnetizing portions 22, 522a, and 522b can be formed at the same positions in the axial direction of the core shaft 20, the outer coil 30, and the inner coil 50.
- the magnetized portion 22 is formed by magnetizing the core shaft 20 originally provided in the guide wire 510, so that the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, since the magnetizing portion 522a of the outer coil 30 and the magnetizing portion 522b of the inner coil 50 are provided in addition to the magnetizing portion 22, the magnetic field strength of the tip portion of the guide wire 510 is increased, and the tip of the guide wire 510 is provided. The accuracy of detecting the position of the part can be improved.
- magnetized portions 22, 522a, and 522b are formed on the core shaft 20, the outer coil 30, and the inner coil 50, respectively.
- a part of the core shaft 20, the outer coil 30, and the inner coil 50 is formed of a material different from the ferromagnet, and only for other members including martensitic stainless steel which is a ferromagnet.
- a magnetized portion may be provided.
- the core shaft 20 may be formed of a material different from that of the ferromagnet, and the magnetized portion may be provided only in the outer coil 30 and the inner coil 50.
- the magnetized portion 22 may be provided on the core shaft 20, or the magnetized portion may be provided on only one of the outer coil 30 and the inner coil 50 without providing the magnetized portion 22 on the core shaft 20. If a magnetized portion containing magnetized martensitic stainless steel is formed at the tip of the guide wire, the position of the tip of the guide wire can be detected while suppressing the increase in size and rigidity of the guide wire. be able to.
- the magnetizing portions 22 and 522a may be formed on the core shaft 20 and the outer coil 30 without providing the inner coil 50 as in the first embodiment.
- the guide wire 510 may be assembled by applying an external magnetic field only to the magnetized member 21 to be the core shaft 20 and using the core shaft 20 in which the magnetized portion 22 is formed.
- the outer coil 30 and the inner coil 50 can be magnetized by the magnetic force of the magnetizing portion 22 formed on the core shaft 20.
- a high coercive force layer may be provided in a region overlapping the portion of the core shaft 20 where the magnetized portion 22 is formed, as in the third embodiment.
- the magnetizing portions 22, 522a, and 522b are provided at one position in the axial direction, but the magnetizing portions are provided on the core shaft 20, the outer coil 30, and the inner coil 50 at a plurality of locations in the axial direction. May be good. Magnetized portions provided at the same position in the axial direction can be simultaneously formed as magnetized portions having the same magnetizing direction. When the magnetizing portions are provided at a plurality of locations in the axial direction, it is desirable that the magnetizing directions are different at at least two locations and the directions of the magnetic force lines extending from the formed magnetizing portions are different from each other.
- the bending portion ⁇ may be provided on the guide wire as in the fourth embodiment. ..
- one of the plurality of locations may be provided on the distal end side of the bent portion ⁇ , and the other one may be provided on the proximal end side of the bent portion ⁇ .
- FIG. 13 is a partial cross-sectional view showing the schematic configuration of the tip end portion of the guide wire 610 of the sixth embodiment in the same manner as in FIG. In the sixth embodiment, the same reference number is assigned to the portion common to the guide wire 10 of the first embodiment.
- the guide wire 610 differs from the guide wire 10 in that it further includes magnets 70 and 72.
- the magnets 70 and 72 are permanent magnets, are arranged on both sides of the magnetized portion 22 so as to sandwich the magnetized portion 22 along the axial direction, and are fixed to the core shaft 20.
- the direction in which the magnetic force lines of the magnets 70 and 72 extend is the same as that of the magnetizing portion 22.
- FIG. 13 as an example, the direction of the external magnetic field applied to the magnetized member 21 to be the core shaft 20 for forming the magnetized portion 22 is indicated by a white arrow, and the directions of the magnetic poles of the magnets 70 and 72 are shown. There is.
- the permanent magnets constituting the magnets 70 and 72 various known permanent magnets such as neodymium magnets, samarium-cobalt magnets, ferrite magnets, and alnico magnets can be adopted.
- Various modes can be adopted for the configuration in which the magnets 70 and 72 are arranged.
- the magnets 70 and 72 may be formed in a ring shape, and the core shaft 20 may be fitted into the ring hole.
- the magnets 70 and 72 may be arranged so as to be in contact with the surface of the core shaft 20 and adhered to the surface of the core shaft 20.
- the magnets 70 and 72 having the same extending direction of the magnetic force lines as the magnetizing portion 22 are arranged across the magnetizing portion 22, it is possible to suppress a decrease in the magnetic force of the magnetizing portion 22. ..
- the magnets 70 and 72 need only be able to suppress the demagnetization of the magnetizing portion 22, and do not need to contribute to the detection of the position of the tip portion of the guide wire 610, so that the magnets 70 and 72 can be further miniaturized.
- the guide wire 610 is increased in size and rigidity due to the provision of the magnet 70. It can be suppressed.
- the magnet 70 may be arranged outside the tip joint portion 40 as long as the size and rigidity of the guide wire 610 are within an allowable range. It is not necessary that the magnets 70 and 72 are in contact with the magnetized portion 22, but in order to enhance the effect of suppressing the demagnetization of the magnetized portion 22, it is desirable that the magnets 70 and 72 and the magnetized portion 22 are close to each other. ..
- the high coercive force layer may be provided in the region overlapping the portion forming the magnetized portion 22 on the surface of the core shaft 20.
- the outer coil 30 containing martensitic stainless steel may be used to form the magnetized portion 522a on the outer coil 30 as well.
- the inner coil 50 containing martensitic stainless steel may be further provided, and the inner coil 50 may also be provided with the magnetized portion 522b.
- one magnetizing portion 22 is provided in the core shaft 20, but a plurality of magnetizing portions that are separated from each other in the axial direction may be provided.
- the guide wire is provided with a bent portion ⁇ , and one of the plurality of magnetized portions is provided on the tip side of the bent portion ⁇ , and the other one is magnetized.
- the portion may be provided on the proximal end side of the bent portion ⁇ .
- the magnetizing directions are different at at least two locations and the directions of the magnetic force lines extending from the formed magnetizing portions are different from each other.
- the magnets 70 and 72 fixed to the core shaft may be arranged so as to sandwich the magnetized portions in which the extending directions of the magnetic force lines are parallel to the axial direction.
- the workpiece is formed of stainless steel in which processing-induced martensitic transformation occurs, and an external magnetic field is applied to the magnetized member in which martensitic transformation occurs as a result of machining to magnetize the member.
- the portions may have different configurations.
- the entire member for forming the magnetized portion such as the core shaft, the outer coil, and the inner coil, is made of stainless steel which is a ferromagnetic material, for example, martensitic stainless steel (for example, SUS410) or ferritic stainless steel (for example). For example, it may be produced using SUS430).
- the guide wire is a medical device provided with a magnetized portion for position detection, but a different configuration may be used.
- the medical device can be, for example, a catheter, a stylet, or the like.
- a magnetized portion containing magnetized martensitic stainless steel is formed at the tip.
- the present disclosure is not limited to the above-mentioned embodiments and the like, and can be realized by various configurations within a range not deviating from the purpose.
- the technical features in the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the column of the outline of the invention are for solving a part or all of the above-mentioned problems, or one of the above-mentioned effects. It is possible to replace or combine as appropriate to achieve the part or all. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be appropriately deleted.
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Abstract
長尺状に形成され、先端側が体内に挿入されて用いられる医療用デバイスは、着磁されたマルテンサイト系ステンレス鋼を含む磁化部が先端側の一部に形成された磁化部材を備える。
Description
本開示は、医療用デバイスに関する。
循環器系や消化器系等の生体管腔内への低侵襲な治療または検査のために、ガイドワイヤやカテーテル等の医療用デバイスが使用されている。このような医療用デバイスにおいては、体内に挿入した医療用デバイスの位置を検出できることが望まれる。例えば、特許文献1には、医療用チューブに複数個の磁石片を配置して、医療用チューブの位置を検出する構成が開示されている。また、特許文献2には、体内に挿入される医療用デバイスの挿入部に、磁界発生素子としてのソースコイルを配置して、ソースコイルが発生した磁界を検出することにより、挿入部を挿入した管腔臓器を検出する構成が開示されている。また、特許文献3には、医療用デバイスに設けた磁気機構であって、外部から加えられた磁場により磁化される強磁性体や常磁性体等の材料を含む磁気機構(磁気領域)を検出して、医療用デバイスの位置を検出する構成が開示されている。さらに、特許文献4には、ガイドワイヤ等の医療器具の先端部に磁石を埋設する構成が開示されている。
しかしながら、特許文献1や特許文献4のように、医療用デバイスに磁石を配置する構成、あるいは、特許文献2のように医療用デバイスに電磁石としてのコイルを配置する構成は、医療用デバイスの柔軟性等の性質が影響を受ける、あるいは、医療用デバイスの構造の複雑化や大型化が引き起こされる、等の理由により、採用し難い場合がある。また、特許文献3のように、外部から加えられた磁場により磁化される磁気領域を設ける構成では、医療用デバイスの位置の検出時に、外部から磁場を加えるための装置が必要になり、位置検出システム全体の構成の複雑化や大型化が引き起こされる等の理由により、採用し難い場合がある。そのため、医療用デバイスの性能に対する影響を抑えると共に、装置の複雑化や大型化を抑えて、医療用デバイスの位置を検出する技術が望まれていた。
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
(1)本開示の一形態によれば、長尺状に形成され、先端側が体内に挿入されて用いられる医療用デバイスが提供される。この医療用デバイスは、着磁されたマルテンサイト系ステンレス鋼を含む磁化部が先端側の一部に形成された磁化部材を備える。
(1)本開示の一形態によれば、長尺状に形成され、先端側が体内に挿入されて用いられる医療用デバイスが提供される。この医療用デバイスは、着磁されたマルテンサイト系ステンレス鋼を含む磁化部が先端側の一部に形成された磁化部材を備える。
この形態の医療用デバイスによれば、着磁されたマルテンサイト系ステンレス鋼を含む磁化部が先端側の一部に形成された磁化部材を備えるため、医療用デバイスの位置を検出に用いることができる磁化部を、マルテンサイト系ステンレス鋼を含む磁化部材の着磁により設けることができる。そのため、例えば永久磁石等の磁化された部材をさらに医療用デバイスに組み込む場合とは異なり、医療用デバイスの構成の複雑化や大型化を抑えつつ、医療用デバイスの先端部の位置を検出することが可能になる。また、例えば永久磁石等の磁化された部材をさらに医療用デバイス内に組み込む場合とは異なり、磁化部の形成に伴う医療用デバイスの強度低下を抑えることができ、磁化部が医療用デバイスから剥離するリスクを抑えることができる。さらに、着磁されたマルテンサイト系ステンレス鋼を含む磁化部を備えるため、医療用デバイスの位置検出の際にさらに外部磁場を印加する必要がない。そのため、医療用デバイスおよび医療用デバイスの位置検出装置を含むシステム全体の構成の複雑化や大型化を抑えることができる。
(2)上記形態の医療用デバイスにおいて、前記磁化部材はコアシャフトであり、前記磁化部は、前記コアシャフトの先端部に設けられていることとしてもよい。このような構成とすれば、医療用デバイスが備えるコアシャフトの着磁により磁化部を形成して、コアシャフトの先端部の位置検出を行うことができる。
(3)上記形態の医療用デバイスにおいて、さらに、前記磁化部材の表面の少なくとも一部を覆うように形成されて、マルテンサイト系ステンレス鋼よりも固有保磁力が高い材料を含む高保磁力層を備え、前記磁化部は、前記磁化部材と共に前記高保磁力層が着磁されていることとしてもよい。このような構成とすれば、磁化部材と共に高保磁力層が着磁された磁化部を備えるため、高保磁力層を設けない場合に比べて、磁化部の磁場強度を高めることができる。その結果、磁化部を用いて医療用デバイスの位置を検出する精度を高めることができる。
(4)上記形態の医療用デバイスにおいて、前記磁化部は、前記医療用デバイスの軸線方向に互いに離間して複数設けられていることとしてもよい。このような構成とすれば、複数の磁化部の位置を区別して検出することにより、医療用デバイスの先端部の3次元的な動きを、より精度良く把握することが可能になる。
(5)上記形態の医療用デバイスにおいて、前記複数の磁化部のうちの少なくとも2つの磁化部は、互いに異なる向きに磁力線が延びていることとしてもよい。このような構成とすれば、複数の磁化部の磁力線の延びる向きを区別して検出することにより、医療用デバイスの先端部の3次元的な動きを把握する精度を、さらに高めることができる。
(6)上記形態の医療用デバイスにおいて、前記医療用デバイスの先端部には、前記医療用デバイスが特定の方向に折り曲げられた折り曲げ部が設けられており、複数の前記磁化部のうちの一つである第1磁化部は、前記折り曲げ部よりも先端側に設けられており、複数の前記磁化部のうちの他の一つである第2磁化部は、前記折り曲げ部よりも基端側に設けられていることとしてもよい。このような構成とすれば、折り曲げ部よりも先端側の第1磁化部と、折り曲げ部よりも基端側の第2磁化部との、位置および磁力線の延びる向きを区別して検出することにより、医療用デバイスの先端部の3次元的な動きを把握する精度を、高めることができる。例えば、医療用デバイスの先端に負荷がかかって医療用デバイスにおいて曲げ等の変形が生じるときには、折り曲げ部よりも先端側が主として変形する。そのため、折り曲げ部よりも基端側の第2磁化部の位置および磁力線の延びる向きを基準とすることで、医療用デバイスの先端に負荷がかかる場合であっても、第1磁化部が設けられた箇所の3次元的な動きの検出精度を高めることができる。
(7)上記形態の医療用デバイスにおいて、前記第1磁化部と前記第2磁化部とは、互いに異なる向きに磁力線が延びていることとしてもよい。このような構成とすれば、第1磁化部と第2磁化部の磁力線の延びる向きを区別して検出することにより、医療用デバイスの先端部の3次元的な動きを把握する精度を、さらに高めることができる。
(8)上記形態の医療用デバイスにおいて、前記磁化部の両側に、前記磁化部と同じ向きに磁力線が延びる一対の永久磁石を備えることとしてもよい。このような構成とすれば、磁化部の磁力の低下を抑えることができる。
本開示は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、医療用デバイスの製造方法や、医療用デバイスを備えると共に体内に挿入された医療用デバイスの位置を検出するためのシステムなどの形態で実現することが可能である。
A.第1実施形態:
(A-1)ガイドワイヤの全体構成:
図1は、第1実施形態のガイドワイヤ10の概略構成を示す部分断面図である。ガイドワイヤ10は、長尺状に形成され、先端から体内に挿入して用いる医療用デバイスであり、例えば、血管や消化管にカテーテルを挿入する際に用いられる。ガイドワイヤ10は、コアシャフト20と、外側コイル30と、先端接合部40と、基端接合部42と、を備える。図1では、ガイドワイヤ10の中心を通る軸を、軸線O(一点鎖線)で表す。本実施形態では、コアシャフト20の中心を通る軸と、外側コイル30の中心を通る軸とは、いずれも軸線Oと一致する。しかし、コアシャフト20および外側コイル30のうちの少なくとも一方の中心を通る軸が、軸線Oとは相違することとしてもよい。軸線Oが延びる方向は、単に「軸線方向」とも呼ぶ。なお、図1は、各部の配置を模式的に表しており、各部の寸法の比率を正確に表すものではない。
(A-1)ガイドワイヤの全体構成:
図1は、第1実施形態のガイドワイヤ10の概略構成を示す部分断面図である。ガイドワイヤ10は、長尺状に形成され、先端から体内に挿入して用いる医療用デバイスであり、例えば、血管や消化管にカテーテルを挿入する際に用いられる。ガイドワイヤ10は、コアシャフト20と、外側コイル30と、先端接合部40と、基端接合部42と、を備える。図1では、ガイドワイヤ10の中心を通る軸を、軸線O(一点鎖線)で表す。本実施形態では、コアシャフト20の中心を通る軸と、外側コイル30の中心を通る軸とは、いずれも軸線Oと一致する。しかし、コアシャフト20および外側コイル30のうちの少なくとも一方の中心を通る軸が、軸線Oとは相違することとしてもよい。軸線Oが延びる方向は、単に「軸線方向」とも呼ぶ。なお、図1は、各部の配置を模式的に表しており、各部の寸法の比率を正確に表すものではない。
図1、および、後述する図3A~図7、図8、図12、図13には、相互に直交するXYZ軸が図示されている。X軸は、ガイドワイヤ10の軸線方向に対応し、Y軸は、ガイドワイヤ10の高さ方向に対応し、Z軸は、ガイドワイヤ10の幅方向に対応する。図1の左側(-X軸方向)をガイドワイヤ10および各構成部材の「先端側」と呼び、図1の右側(+X軸方向)をガイドワイヤ10および各構成部材の「基端側」と呼ぶ。また、ガイドワイヤ10および各構成部材の軸線方向(X軸方向)における両端のうち、先端側に位置する一端を「先端」と呼び、基端側に位置する他端を「基端」と呼ぶ。そして、先端を含む端部を「先端部」と呼び、基端を含む端部を「基端部」と呼ぶ。ガイドワイヤ10は、先端側から体内に挿入され、基端部において医師等の術者によって操作される。図1では、ガイドワイヤ10の先端部を含む部分の様子を示している。
コアシャフト20は、軸線Oに沿って延びる長尺状の部材であり、ガイドワイヤ10の先端部から基端部にわたって配置されている。本実施形態のコアシャフト20は、全体として、軸線Oに垂直な横断面が円形となっているが、少なくとも一部において断面が楕円形となるなど、異なる形状としてもよい。コアシャフト20の先端部は、基端側が太径で先端側が細径とされた先細り形状となっている。図1では、コアシャフト20の先端に向かって縮径する部位の様子を示している。コアシャフト20の先端部において、コアシャフト20の先端に向かって縮径する程度は一定である必要はない。例えば、先端部に向かって縮径する部位に加えて、断面の径が一定である部位が設けられていてもよく、全体として先端に向かってコアシャフト20が縮径していればよい。
本実施形態のコアシャフト20は、ステンレス鋼により形成されており、結晶構造が異なる相として、オーステナイト相と共にマルテンサイト相を備えている。また、図1に示すように、コアシャフト20は、その先端側の一部において、磁化部22が設けられている。磁化部22は、着磁されたマルテンサイト系ステンレス鋼を含み、コアシャフト20の一部を着磁することにより形成される。コアシャフト20は、「磁化部材」とも呼ぶ。コアシャフト20の着磁と磁化部22については、後に詳しく説明する。
外側コイル30は、内部をコアシャフト20が貫通するように配置され、素線31を螺旋状に巻回して形成される略円筒形状の部材である。外側コイル30を設けることにより、ガイドワイヤ10の先端部における可撓性およびトルク伝達性を高めている。
本実施形態では、外側コイル30は、1本の素線31を巻回して形成された単条コイルであるが、複数本の素線31を多条に巻回して形成された多条コイルであってもよく、複数本の素線31を撚り合わせて形成した1本の撚線を巻回して形成された単条撚線コイルであってもよく、複数本の素線31を撚り合わせて形成した撚線を複数本用いて、各撚線を多条に巻回して形成された多条撚線コイルであってもよい。また、単条コイル、多条コイル、単条撚線コイル、および、多条撚線コイルを任意に組み合わせて外側コイル30を構成してもよい。素線31の線径と、外側コイル30におけるコイル平均径(外側コイル30の外径の平均径および内径の平均径)とは、任意に決定できる。
素線31は、例えば、SUS304、SUS316等のステンレス合金、ニッケル-チタン合金等の超弾性合金、ピアノ線、ニッケル-クロム系合金、コバルト合金等の放射線透過性合金で形成することができる。また、金、白金、タングステン、タンタル、イリジウム、パラジウム、これらの元素を含む合金(例えば、白金-ニッケル合金)等の放射線不透過性合金で形成することとしてもよい。なお、素線31は、上記以外の公知の材料によって形成されてもよい。
外側コイル30の先端は、先端接合部40によりコアシャフト20の先端に固着されている。一方、外側コイル30の基端は、基端接合部42によりコアシャフト20に固着されている。先端接合部40および基端接合部42は、例えば、Ag-Sn合金、Au-Sn合金、Sn-Pb合金、Pb-Ag合金等の金属ロウによって形成することができる。先端接合部40と基端接合部42とは、同じ材料によって形成されてもよいし、異なる材料によって形成されてもよい。なお、ガイドワイヤ10は、コアシャフト20と外側コイル30とを固定するために、先端接合部40および基端接合部42以外の固定部をさらに設けてもよい。
(A-2)コアシャフトの着磁と磁化部について:
以下では、コアシャフト20におけるステンレス鋼の相変化と、コアシャフト20の着時による磁化部22の形成について説明する。
以下では、コアシャフト20におけるステンレス鋼の相変化と、コアシャフト20の着時による磁化部22の形成について説明する。
図2は、コアシャフト20の製造方法を表すフローチャートである。コアシャフト20を製造する際には、まず、コアシャフト20に加工するための被加工部材を用意する(工程T100)。本実施形態では、被加工部材として、断面の径が一定である棒状(中実)あるいは管状(中空)の部材であって、常磁性体であるオーステナイト系ステンレス鋼(例えば、SUS304、SUS316等)から成る部材を用意している。
次に、被加工部材が先端部に向かって縮径する形状となるように、被加工部材に対して塑性加工を施して、被磁化部材を得る(工程T110)。塑性加工としては、例えば、センタレス研削、絞り加工、スウェージング等を挙げることができる。オーステナイト系ステンレス鋼から成る被加工部材に対して上記塑性加工を施すことにより、加工強度が比較的強い部位、具体的には、コアシャフト20の先端近傍の縮径の程度が比較的大きい部位では、オーステナイト結晶が塑性誘起変態してマルテンサイト結晶になる。すなわち、加工誘起マルテンサイト変態が起こり、オーステナイト相の少なくとも一部が、強磁性体であるマルテンサイト相になる。そのため、塑性加工により得られる被磁化部材は、その先端付近において、マルテンサイト相を備えることになる。なお、コアシャフト20や被磁化部材を構成するステンレス鋼の結晶構造は、X線回折測定により特定することができる。
その後、被磁化部材の先端近傍であって、塑性加工を施した部位の少なくとも一部に対して外部磁場を印加して着磁することにより、磁化部22を形成し(工程T120)、コアシャフト20を完成する。上記した外部磁場を発生させる着磁装置は、磁化部22を形成可能な磁場を発生可能であればよく、例えば、永久磁石、あるいは、電流を流すことで磁場を発生する空芯コイル等を備えることとすればよい。
図3Aは、空芯コイル60を備える着磁装置を用いて、被磁化部材21の先端部を着磁する着磁工程の様子を表す説明図である。また、図3Bは、図3Aに示す着磁工程により形成される磁化部22の様子を表す説明図である。図3Aでは、被磁化部材21における磁化部22を形成すべき箇所を、空芯コイル60内に配置して着磁している。図3Aでは、一例として、空芯コイル60内の磁界の向きが軸線Oに平行な-X軸方向となっている様子を、破線の矢印で示している。
図4Aは、永久磁石62を備える着磁装置を用いて、被磁化部材21の先端部を着磁する着磁工程の様子を表す説明図である。また、図4Bは、図4Aに示す着磁工程により形成される磁化部22の様子を表す説明図である。図4Aでは、被磁化部材21における磁化部22を形成すべき箇所を間に介して対向するように、永久磁石62を配置して着磁している。図4Aでは、一例として、着磁装置が発生する磁界の向きが軸線Oに垂直な-Y軸方向となっている様子を、破線の矢印で示している。
図3Bおよび図4Bに示すように、印加された磁界の向きに応じた着磁方向にて、磁化部22が形成される。なお、着磁方向は、図3Aあるいは図4Bとは異なっていてもよい。磁化装置が発生する磁界の向きを変更することにより、磁化部22の着磁方向を任意に調節することができる。磁化部22は、着磁装置により印加された外部磁場が強いほど強い磁気を帯びる。磁化部22が帯びる磁気が強いほど望ましく、磁化部22の着磁状態が飽和着磁であることが最も望ましい。
コアシャフト20となる被加工部材を構成するステンレス鋼として、加工によるマルテンサイト変態が生じやすいステンレス鋼を用いれば、より強い磁気を帯びた磁化部22を形成することが容易になる。オーステナイト系ステンレス鋼の中でも、例えばSUS304は、SUS316に比べて加工によるマルテンサイト変態が生じ易く、SUS302は、さらにマルテンサイト変態が生じ易い。また、加工によるマルテンサイト変態が生じやすいステンレス鋼として、オーステナイト系ステンレス鋼以外のステンレス鋼を用いてもよい。マルテンサイト変態が生じやすいオーステナイト系ステンレス鋼以外のステンレス鋼としては、例えば、フェライト系ステンレス鋼であるSUS444やSUS434、あるいは、析出硬化系ステンレス鋼であるSUS630を挙げることができる。
上記のようにコアシャフト20を作製した後は、コアシャフト20の先端部を外側コイル30内に挿入して、コアシャフト20の先端と外側コイル30の先端とをロウ付けして先端接合部40を形成する。また、外側コイル30の基端とコアシャフト20とをロウ付けして基端接合部42を形成する。これにより、ガイドワイヤ10が得られる。
上記のように先端部に磁化部22を備えるガイドワイヤ10を体内に挿入して、体内の磁界の強さや向きを検出することにより、ガイドワイヤ10の先端部の体内における位置を検出することができる。ガイドワイヤ10が体内のどの位置まで侵入しているのかを検出するために、磁化部22の位置は、ガイドワイヤ10の先端に近いほど望ましい。
磁化部22の位置の検出のためには、磁化部22が発生する磁場の強さや向き等を検出可能となる公知の磁気センサを用いることができる。磁気センサとしては、例えば、GSRセンサ(GHz-Spin-Rotation Sensor)、磁気抵抗効果素子(MR)、磁気インピーダンス素子(MI)、超伝導量子干渉素子(SUQUID)を例示することができる。磁化部22の位置の検出のためには、例えば、このような磁気センサを縦横に複数並べてマトリックス状に配置した磁気センサアレイを用いることとすればよい。磁気センサアレイは、例えば、ガイドワイヤ10を用いた処置の対象である人体が横たわる台に配置することとすればよい。あるいは、磁気センサアレイは、ガイドワイヤ10を用いた処置の対象である人体に装着されるように構成してもよい。人体に装着する場合には、磁気センサアレイは、帯状に構成されて人体に巻き付けられてもよいし、衣服状や帽子状に構成されていてもよい。これらの場合には、人体の形状に沿って磁気センサを配置することができる。また、人体の前面と背面のうちの少なくとも一方の面と、人体の両側面のうちの少なくとも一方の面と、の各々に、板状の磁気センサアレイを3次元的に配置することとしてもよい。
以上のように構成された本実施形態のガイドワイヤ10によれば、ガイドワイヤ10が本来備えているコアシャフト20を着磁することにより磁化部22が形成されている。そのため、例えば永久磁石等の磁化された部材をさらにガイドワイヤに組み込む場合とは異なり、ガイドワイヤ10の構成の複雑化や大型化を抑えつつ、ガイドワイヤ10の先端部の位置を検出することが可能になる。
さらに、本実施形態によれば、コアシャフト20を着磁することにより磁化部22を形成するため、例えば永久磁石等から成る部材をガイドワイヤ内にさらに組み込んで磁化部を形成する場合とは異なり、磁化部22の形成に伴うガイドワイヤ10の強度低下を抑えることができる。また、永久磁石等から成る部材をガイドワイヤ内にさらに組み込んで磁化部を形成する場合とは異なり、形成した磁化部がガイドワイヤ10から剥離するリスクを抑えることができる。
さらに、本実施形態によれば、着磁されたマルテンサイト系ステンレス鋼を含む磁化部22を備えるため、ガイドワイヤ10の位置検出の際にさらに外部磁場を印加する必要がない。そのため、ガイドワイヤ10およびガイドワイヤ10の位置検出装置を含むシステム全体の構成の複雑化や大型化を抑えることができる。
本実施形態では、被磁化部材21を着磁して磁化部22を形成する着磁工程を、ガイドワイヤ10の組み立て工程に先立って行ったが、異なる構成としてもよい。例えば、組み立て工程の後、具体的には、磁化部22を有しない被磁化部材21に外側コイル30をロウ付けして先端接合部40および基端接合部42を形成した後に、外側コイル30が接合されたコアシャフト20に外部磁場を印加してもよい。このとき、外側コイル30が、強磁性体とは異なる材料から成る部材であれば、外側コイル30は着磁されず、コアシャフト20のみが着磁される。なお、外側コイル30が強磁性体を含む場合には、外側コイル30も磁化され得るが、このような構成は、第5実施形態として後に説明する。
B.第2実施形態:
図5は、第2実施形態のガイドワイヤ110の先端部の概略構成を、図1と同様にして示す部分断面図である。第2実施形態において、第1実施形態のガイドワイヤ10と共通する部分には同じ参照番号を付す。ガイドワイヤ110は、磁化部22に代えて、複数(図5では2つ)の磁化部122a、122bが形成されたコアシャフト120を備える点において、ガイドワイヤ10と異なる。
図5は、第2実施形態のガイドワイヤ110の先端部の概略構成を、図1と同様にして示す部分断面図である。第2実施形態において、第1実施形態のガイドワイヤ10と共通する部分には同じ参照番号を付す。ガイドワイヤ110は、磁化部22に代えて、複数(図5では2つ)の磁化部122a、122bが形成されたコアシャフト120を備える点において、ガイドワイヤ10と異なる。
ガイドワイヤ110において、磁化部122aと磁化部122bとは、ガイドワイヤ110の軸線方向に互いに離間して設けられている。さらに、第2実施形態では、磁化部122aと磁化部122bとは、着磁の向きが異なっている。
磁化部122aおよび磁化部122bは、被磁化部材21の特定箇所、具体的には磁化部122aおよび磁化部122bを形成すべき箇所において、互いに異なる向きの外部磁場を印加することにより、形成することができる。外部磁場の印加は、例えば、図3Aおよび図4Aで説明した方法と同様にして行えばよい。具体的には、例えば、磁化部122aは図3Aに示した方法で形成し、磁化部122bは図4Aに示した方法で形成することができる。これにより、印加された外部磁場の向きと同じ向きに延びる磁力線を発生する磁化部が形成されて、磁力線の延びる向きが互いに異なる磁化部122aおよび磁化部122bが形成される。図5では、磁化部122a、122bの各々において磁力線の延びる向き、すなわち、被磁化部材21に印加する外部磁場の向きを、白抜き矢印で示している。図5では、一例として、磁化部122aの磁力線の延びる向きが-X方向(軸線方向)であり、磁化部122bの磁力線の延びる向きが-Y方向である様子を示している。なお、第1実施形態で説明したように、磁化部122aおよび磁化部122bを形成するための着磁工程は、ガイドワイヤ110の組み立て工程に先立って行ってもよく、組み立て工程の後に行ってもよい。
このような構成とすれば、ガイドワイヤ110が本来備えているコアシャフト120を着磁することにより磁化部122a、122bを形成するため、第1実施形態と同様の効果が得られる。さらに、コアシャフト120において、軸線方向に互いに離間して複数の磁化部122a、122bを設けているため、これらの磁化部122a、122bの位置を区別して検出することにより、ガイドワイヤ110の先端部の3次元的な動き(例えば、ガイドワイヤ110の先端の位置や、ガイドワイヤ110の先端部の向きおよび角度など)を、より精度良く把握することが可能になる。磁化部122aと磁化部122bとの間の距離は、磁気センサの感度に応じて、磁化部122aと磁化部122bとを区別可能となるように適宜設定すればよい。
さらに、第2実施形態によれば、磁化部122aおよび磁化部122bの磁力線の延びる向きが異なる。そのため、磁化部122aおよび磁化部122bの磁力線の延びる向きを区別して検出することにより、ガイドワイヤ110の先端部の3次元的な動きを把握する精度を、さらに高めることができる。なお、本実施形態では、磁化部122aと磁化部122bとは、磁力線の延びる向きが異なることとしたが、磁力線が延びる向きは、同じであってもよい。この場合であっても、軸線方向に互いに離間する複数の磁化部を設けることで、単一の磁化部を設ける場合に比べて、ガイドワイヤ110の先端部の3次元的な動きを把握する精度を高めることができる。
磁化部122aおよび磁化部122bの着磁の方向は、図5とは異なっていてもよい。また、磁化部122aの着磁の方向と磁化部122bの着磁の方向とを異ならせるときに、磁化部122aの着磁の方向と磁化部122bの着磁の方向とは、直交していなくてもよい。ただし、磁化部122aと磁化部122bとを精度よく区別するために、磁化部122aの磁力線の延びる向きと、磁化部122bの磁力線の延びる向きとのなす角度は、20°以上であることが望ましく、45°以上であることがより望ましい。
例えば、磁化部122aおよび磁化部122bの着磁の方向が、軸線方向に平行であって同じ向きの場合には、磁化部122aおよび磁化部122bが磁気的に結合して境界が曖昧になる可能性がある。これに対して、磁化部122aおよび磁化部122bの着磁の方向が、軸線方向に平行であって逆向きの場合には、磁化部122a,122b間でお互いの磁力を打ち消し合うことにより、磁力の減衰、および、これに起因して磁化部の検出に係る性能低下が早まる可能性がある。また、磁化部122aおよび磁化部122bの着磁の方向が、軸線方向に垂直であって同じ向きの場合には、磁化部122aと磁化部122bとの間で磁力の反発が起こり、ガイドワイヤ110に捩りが加わってガイドワイヤ110の操作性が低下する可能性がある。これに対して、磁化部122aおよび磁化部122bの着磁の方向が、軸線方向に垂直であって逆向きの場合には、磁化部122aと磁化部122bとが磁気回路を形成して、磁力センサに到達する磁力線の量が減衰し、磁力センサによる位置の特定精度が低下する可能性がある。上記のような不都合を抑えて、ガイドワイヤ110の先端部の3次元的な動きを検出する精度を高めるためには、磁化部122aの磁力線の延びる向きと、磁化部122bの磁力線の延びる向きとのなす角度は、90°に近いほど望ましい。
第2実施形態において、磁化部122aおよび磁化部122bの着磁の向きが同じであるか否かにかかわらず、先端側に設ける磁化部122aの着磁の方向は、軸線方向に平行である、あるいは、平行により近いことが望ましい。コアシャフト120は、先端に向かって縮径する形状であるため、コアシャフト120の径が比較的細い先端側に形成される磁化部122aは、着磁の方向を軸線方向に近づけることにより、磁化部122aにおけるN極とS極の間の距離を確保し易くなる。そのため、より強い磁場を発生する磁化部122aを形成することが容易になる。
第2実施形態では、2つの磁化部122a、122bを設けたが、3つ以上の磁化部を設けてもよい。この場合にも、ガイドワイヤ110の先端部の3次元的な動きを把握する精度を高めるために、3つ以上の磁化部のうちの少なくとも2つの磁化部は、互いに異なる方向に磁力線が延びていることが望ましい。
C.第3実施形態:
図6は、第3実施形態のガイドワイヤ210の先端部の概略構成を、図1と同様にして示す部分断面図である。第3実施形態において、第1実施形態のガイドワイヤ10と共通する部分には同じ参照番号を付す。ガイドワイヤ210は、コアシャフト20に代えて、めっき部224a、224bが形成されたコアシャフト220を備える点において、ガイドワイヤ10と異なる。ガイドワイヤ210では、コアシャフト220とめっき部224a、224bとが重なる領域に、磁化部222a、222bが形成されている。
図6は、第3実施形態のガイドワイヤ210の先端部の概略構成を、図1と同様にして示す部分断面図である。第3実施形態において、第1実施形態のガイドワイヤ10と共通する部分には同じ参照番号を付す。ガイドワイヤ210は、コアシャフト20に代えて、めっき部224a、224bが形成されたコアシャフト220を備える点において、ガイドワイヤ10と異なる。ガイドワイヤ210では、コアシャフト220とめっき部224a、224bとが重なる領域に、磁化部222a、222bが形成されている。
めっき部224a、224bは、コアシャフト220の表面の少なくとも一部である特定箇所を覆うめっき層であり、軸線方向に互いに離間して設けられ、磁石材料、すなわち、強磁性体の金属によって形成されている。めっき部224a、224bを構成する磁石材料は、ガイドワイヤ210を体内に挿入したときの安定性等を考慮して、例えば、白金磁石の磁石材料とすることが望ましい。白金磁石の磁石材料とは、具体的には、白金を主成分として、鉄(Fe)、ニオブ(Nb)、コバルト(Co)等を含む合金である。ただし、上記した白金合金以外の強磁性体の金属により、めっき部224a、224bを形成することも可能である。めっき部224a、224bは、マルテンサイト系ステンレス鋼よりも保磁力(固有保磁力)HCJが高い材料を含む。めっき部224a、224bは、コアシャフト220よりも保磁力HCJが高ければよく、マルテンサイト系ステンレス鋼よりも保磁力HCJが高いことが望ましい。めっき部224a、224bは、「高保磁力層」とも呼ぶ。磁化部222a、222bは、それぞれ、コアシャフト220と共に、めっき部224a、224bの各々の少なくとも一部が着磁されることにより形成されている。
図7は、コアシャフト220の製造方法を表すフローチャートである。コアシャフト220を製造する際には、まず、コアシャフト20に加工するための被加工部材を用意し(工程T200)、用意した被加工部材に対して塑性加工を施して被磁化部材21を得る(工程T210)。工程T200および工程T210は、図2の工程T100および工程T110と同様の工程である。
次に、塑性加工を施した被磁化部材21の先端部をマスキングする(工程T220)。工程T220では、後述するめっき処理において被磁化部材21がめっき浴に浸漬される範囲よりも広い範囲を覆うように、被磁化部材21に対してマスキングが行われる。その後、工程T220で形成したマスキングの一部を除去する(工程T230)。工程T230では、被磁化部材21におけるめっき部224a、224bを形成すべき領域に設けられたマスキングを除去する。
その後、めっき処理を行う(工程T240)。本実施形態では、電解めっきにより、既述した白金合金の皮膜を形成しているが、無電解めっきによるめっき処理としてもよい。既述した白金合金の皮膜を形成可能となるように、めっき浴を適宜選択すればよい。工程T240において被磁化部材21をめっき浴に浸漬してめっき処理を行うことにより、工程T230でマスキングの一部を除去した領域に、めっき部224a、224bが形成される。めっき部224a、224bを形成した後には、被磁化部材21を洗浄して(工程T250)、被磁化部材21に付着しているめっき液を除去すると共に、被磁化部材21上のマスキングを除去する。
その後、被磁化部材21におけるめっき部224a、224bが形成された部位に外部磁場を印加して、めっき部224a、224bと重なる領域に磁化部222a、222bを形成し(工程T260)、コアシャフト220を完成する。工程T260は、図2の工程T120と同様にして外部磁場を印加する工程である。外部磁場が印加された領域では、マルテンサイト系ステンレス鋼を含むコアシャフト220と、めっき部224a、224bとが着磁して、磁化部222a、222bが形成される。外部磁場の印加は、例えば、図3Aおよび図4Aで説明した方法と同様にすることができる。図6では、磁化部222a、222bの各々において磁力線の延びる向き、すなわち、磁化部222a、222bを形成するために被磁化部材21に印加する外部磁場の向きを、白抜き矢印で示している。図6では、一例として、磁化部222aの磁力線の延びる向きが-X方向(軸線方向)であり、磁化部222bの磁力線の延びる向きが-Y方向である様子を示している。ただし、磁化部222aおよび磁化部222bの着磁の方向は、図6とは異なっていてもよい。このとき、磁化部222aおよび磁化部222bの着磁の方向は、同じであっても良く、異なっていてもよい。なお、第1実施形態で説明したように、磁化部222a、222bを形成するための着磁工程(工程T260)は、ガイドワイヤ210の組み立て工程に先立って行ってもよく、組み立て工程の後に行ってもよい。
なお、工程T260の着磁工程において、図3Aと同様にして、被磁化部材21におけるめっき部が形成された部位を空芯コイル60内に配置して着磁する場合には、めっき部224a、224bの軸線方向の長さは、空芯コイル60の軸線方向の長さよりも長くすることが望ましい。例えば、めっき部224a、224bは、空芯コイル60に比べて、軸線方向、すなわち、+X方向と-X方向のそれぞれに1mm程度長くすればよい。これにより、着磁工程で形成された磁化部における磁束の広がりを抑えることができる。ただし、めっき部224a、224bの軸線方向の長さを、空芯コイル60の軸線方向の長さよりも短くすることも可能である。この場合には、被磁化部材21において、めっき部224a、224bに覆われていない部位も着磁されて磁化部を構成する。
このような構成とすれば、ガイドワイヤ210が本来備えているコアシャフト220を着磁することにより磁化部222a、222bを形成するため、第1実施形態と同様の効果が得られる。また、コアシャフト220において、軸線方向に互いに離間して複数の磁化部222a、222bを設けているため、第2実施形態と同様の効果が得られる。さらに、コアシャフト220の表面に、磁石材料から成るめっき部224a、224bを設け、めっき部224a、224bが形成された部位に外部磁場を印加して磁化部222a、222bを形成するため、めっき部224a、224bを設けない場合に比べて、磁化部222a、222bの磁場強度を高めることができる。その結果、磁化部222a、222bの磁場強度と、磁化部222a、222bの周辺の磁場強度との差を大きくすることができるため、ガイドワイヤ210の先端部の位置を検出する精度を高めることができる。
さらに、本実施形態では、高保磁力層であるめっき部224a、224bを、金属のめっき層として形成しているため、めっき部224a、224bの厚みを抑えることが容易になり、高保磁力層の形成に起因するコアシャフト220の大型化を抑えることができる。また、めっき部224a、224bによりコアシャフト220が太くなることが抑えられるため、コアシャフト220の剛性が望ましくない程度に高まることを抑えることができる。特に本実施形態では、図6に示すように、めっき部224aの少なくとも一部を先端接合部40で覆って、先端接合部40内に含めている。そのため、めっき部224aを設けることに起因するコアシャフト220の大型化を抑える効果を、さらに高めることができる。ただし、めっき部224aに起因するコアシャフト220の大型化の程度が許容範囲であれば、めっき部224aを、先端接合部40に含めないこととしてもよい。あるいは、めっき部224bの基端部を基端接合部42に含めて、めっき部224bの形成に起因するコアシャフト220の大型化を抑えてもよい。
また、めっき部224a、224bの形成に起因するコアシャフト220の大型化や剛性の高まりが許容範囲であれば、高保磁力層を、めっき以外の方法により形成してもよく、金属以外の磁性体により形成してもよい。例えば、フェライト等の磁性セラミックスにより高保磁力層を形成してもよい。なお、本実施形態のように、高保磁力層を金属めっきにより形成する構成は、寸法や物性の制御が比較的容易であり望ましい。
図8は、第3実施形態の変形例としてのガイドワイヤ310の先端部の概略構成を、図1と同様にして示す部分断面図である。図8において、図6に示す第3実施形態のガイドワイヤ210と共通する部分には同じ参照番号を付す。ガイドワイヤ310は、中間接合部44をさらに備える点において、ガイドワイヤ210と異なる。中間接合部44は、軸線方向において先端接合部40と基端接合部42との間の位置に設けられ、先端接合部40および基端接合部42と同様の金属ロウによって構成されて、外側コイル30の中間部をコアシャフト220に固着させる。中間接合部44は、軸線方向において、めっき部224aとめっき部224bとの間に設けられている。なお、図8では、めっき部224aおよび磁化部222aを、図6よりも基端側に設けているが、めっき部224aおよび磁化部222aは、中間接合部44よりも先端側であればよい。例えば、図6と同様に、めっき部224aおよび磁化部222aを、先端接合部40と重なるように形成することとしてもよい。
このような構成とすれば、コアシャフト220の径が部分的に太くなるめっき部224a、224bが設けられる部位によって、中間接合部44を形成するためのロウ付けに先だって接合部に塗布するフラックスを、めっき部224aとめっき部224bとの間の領域に留め易くなる。また、中間接合部44を形成するためにめっき部224aとめっき部224bとの間の領域に金属ロウを配置したときに、コアシャフト220の径が部分的に太くなるめっき部224a、224bが設けられる部位を超えて、溶融した金属ロウが流れることを抑えることができる。
第3実施形態および第3実施形態の変形例では、高保磁力層として2つのめっき部224a、224bを設けたが、高保磁力層の数は、1つであってもよく、3つ以上であってもよい。コアシャフト220と共に高保磁力層を着磁することにより、高保磁力層を設けない場合に比べて磁化部の磁場強度を高める同様の効果が得られる。複数の高保磁力層を設ける場合には、少なくとも2つの高保磁力層に対応して設ける磁化部は、第2実施形態で説明したように、互いに異なる方向に磁力線が延びていることが望ましい。
なお、第3実施形態では、高保磁力層ごとに外部磁場の印加を行い、高保磁力層ごとに磁化部を形成したが、異なる構成としてもよい。例えば、コアシャフト220の先端部において、より広い範囲で高保磁力層を形成し、連続して設けられた高保磁力層と重なる領域において、軸線方向に離間する複数箇所において、個別に外部磁場を印加して、複数の磁化部を設けることとしてもよい。この場合にも、複数の磁化部のうちの少なくとも2つは、異なる方向に磁力線が延びていることが望ましい。
D.第4実施形態:
図9は、第4実施形態のガイドワイヤ410の先端部の概略構成を、図1と同様にして示す部分断面図である。図9において、図5に示す第2実施形態のガイドワイヤ110と共通する部分には同じ参照番号を付す。ガイドワイヤ410は、ガイドワイヤ410が特定の方向に折り曲げられた折り曲げ部γを先端部に有する点において、ガイドワイヤ110と異なる。図9では、折り曲げ部γの位置を、黒い矢印γによって示している。折り曲げ部γは、基端側から一定方向に延びる軸線方向が曲がり始める箇所をいう。ガイドワイヤ410において、折り曲げ部γよりも先端側は、「プリシェイプ部α」と呼び、折り曲げ部γよりも基端側は、「ストレート部β」と呼ぶ。ガイドワイヤの先端部にプリシェイプ部αを設けることにより、ガイドワイヤの先端部の操作性が向上し、例えばガイドワイヤを血管に挿入して用いる場合には、血管選択性が向上する。なお、図9には、図1と同様に相互に直交するXYZ軸が図示されているが、図9では、X軸は、ガイドワイヤ410のプリシェイプ部αの軸線方向に対応し、Y軸は、プリシェイプ部αの高さ方向に対応し、Z軸は、プリシェイプ部αの幅方向に対応する。
図9は、第4実施形態のガイドワイヤ410の先端部の概略構成を、図1と同様にして示す部分断面図である。図9において、図5に示す第2実施形態のガイドワイヤ110と共通する部分には同じ参照番号を付す。ガイドワイヤ410は、ガイドワイヤ410が特定の方向に折り曲げられた折り曲げ部γを先端部に有する点において、ガイドワイヤ110と異なる。図9では、折り曲げ部γの位置を、黒い矢印γによって示している。折り曲げ部γは、基端側から一定方向に延びる軸線方向が曲がり始める箇所をいう。ガイドワイヤ410において、折り曲げ部γよりも先端側は、「プリシェイプ部α」と呼び、折り曲げ部γよりも基端側は、「ストレート部β」と呼ぶ。ガイドワイヤの先端部にプリシェイプ部αを設けることにより、ガイドワイヤの先端部の操作性が向上し、例えばガイドワイヤを血管に挿入して用いる場合には、血管選択性が向上する。なお、図9には、図1と同様に相互に直交するXYZ軸が図示されているが、図9では、X軸は、ガイドワイヤ410のプリシェイプ部αの軸線方向に対応し、Y軸は、プリシェイプ部αの高さ方向に対応し、Z軸は、プリシェイプ部αの幅方向に対応する。
ガイドワイヤ410では、プリシェイプ部αに磁化部122aが設けられており、ストレート部βに磁化部122bが設けられている。磁化部122aは、「第1磁化部」とも呼び、磁化部122bは、「第2磁化部」とも呼ぶ。本実施形態では、磁化部122aは、コアシャフト120の先端を含む部位に形成されている。磁化部122aは、コアシャフト120の先端を含まないこととしてもよいが、後述するように、磁化部122aの位置はガイドワイヤ410の先端に近いほど望ましい。本実施形態では、磁化部122bは、磁化部122bの先端側の端部が折り曲げ部γと重なる位置に形成されている。磁化部122bの先端側の端部は、折り曲げ部γから離間していてもよいが、後述するように、磁化部122bの位置は、ストレート部βにおいて折り曲げ部γに近いほど望ましい。
具体的には、折り曲げ部γから第2磁化部122bまでの距離は、第2磁化部122bを磁気センサで検出することにより、ストレート部βの向きを判定して折り曲げ部γの位置を特定する精度が充分となる距離に設定すればよい。例えば、磁化部122bの先端側の端部と折り曲げ部γとの距離が、プリシェイプ部αの軸線方向の長さよりも短いことが好ましい。また、磁化部122bの先端側の端部と折り曲げ部γとの距離が、磁化部122bの、ストレート部βにおける軸線方向の長さよりも短いことが好ましい。すなわち、磁化部122bの先端側の端部と折り曲げ部γとの距離は、プリシェイプ部αの軸線方向の長さと、磁化部122bの軸線方向の長さとのうちの、少なくとも一方よりも短いことが好ましい。なお、第4実施形態では、ガイドワイヤ410の軸線方向は、折り曲げ部γにおいて変更されているが、このような態様であっても、磁化部122aと磁化部122bとは「軸線方向に互いに離間して」いるものとする。
ガイドワイヤ410における折り曲げ部γから第2磁化部122bまでの距離の測定方法を、以下に説明する。折り曲げ部γから第2磁化部122bまでの距離は、例えば、磁気センサを用いてガイドワイヤ410の表面に沿って軸線方向に磁束密度を測定して、磁束密度の変化のパターンから知ることができる。具体的には、まず、対象となるガイドワイヤにおける磁化されている箇所を特定する。磁化されている箇所は、例えば、磁性微粒子が封入されたシート上に、対象となるガイドワイヤを配置することで、磁性微粒子が集まる箇所として特定することができる。そして、特定した磁化されている箇所を含む、より広い領域について、磁気センサを用いてガイドワイヤの表面に沿って軸線方向に磁束密度を測定すればよい。
図10は、一例として、着磁の方向が軸線方向に平行な磁化部において、磁束密度の変化を軸線方向に測定した様子を示す説明図である。図10、および、後述する図11において、横軸は、ガイドワイヤのストレート部βにおいて測定対象の磁化部よりも先端側で予め定めた原点から基端側への距離を表し、縦軸は、磁束密度を表す。既述したようにして磁化されている箇所を特定した後に、磁気センサと磁化されている箇所とが接するようにして、磁気センサ上で軸線を中心としてガイドワイヤを回転させたときに、磁束密度の方向が反転しない場合には、着磁の方向が軸線方向に平行と判断することができる。着磁の方向が軸線方向に平行な場合には、原点から基端側へとガイドワイヤの表面に沿って軸線方向に磁気センサを移動させると、図10に示すように磁束密度は次第に増加して正のピークに達し、その後減少して正負が反転して負のピークに達し、その後再び増加する。正のピークの位置a1が、磁化部における先端側の端部であり、負のピークの位置a2が、磁化部における基端側の端部である。そして、位置a1と位置a2との間の距離Lが、磁化部の軸線方向の長さである。なお、磁化部における着磁の向きが逆である場合には、磁束密度の正負が逆になる。
図11は、他の例として、着磁の方向が軸線方向に垂直な磁化部において、磁束密度の変化を図10と同様にして測定した様子を示す説明図である。既述したようにして磁化されている箇所を特定した後に、磁気センサと磁化されている箇所とが接するようにして、磁気センサ上で軸線を中心としてガイドワイヤを回転させたときに、磁束密度の方向が反転する場合には、着磁の方向が軸線方向に垂直と判断することができる。着磁の方向が軸線方向に垂直な場合には、原点から基端側へとガイドワイヤの表面に沿って軸線方向に磁気センサを移動させると、図11に示すように磁束密度は次第に増加して第1の正のピークに達し、その後、急激に減少して正負が反転し、第1の負のピークに達する。その後磁束密度は0近くまで増加した後に減少して第2の負のピークに達し、その後、急激に増加して正負が反転し、第2の正のピークに達した後に、次第に減少する。第1の正のピークと第1の負のピークとの間で磁束密度が0になる位置b1が、磁化部における先端側の端部であり、第2の負のピークと第2の正のピークとの間で磁束密度が0になる位置b2が、磁化部における基端側の端部である。そして、位置b1と位置b2との間の距離Lが、磁化部の軸線方向の長さである。
このように、着磁の方向に応じて、磁束密度が軸線方向に変化するパターンから、磁化部における軸線方向の先端側の端部の位置と基端側の端部の位置とを特定し、先端側の端部と基端側の端部との間の距離として、磁化部の軸線方向の長さを特定することができる。上記した折り曲げ部γと第2磁化部122bとの位置関係は、換言すると、折り曲げ部γからプリシェイプ部αの軸線方向の長さだけ基端側の位置までの領域、あるいは、折り曲げ部γから第2磁化部122bの軸線方向の長さだけ基端側の位置までの領域が、第2磁化部122bと重なるということができる。ただし、上記位置関係よりも、第2磁化部122bが折り曲げ部γから基端部側に離間していてもよい。
図9では、磁化部122a、122bを形成するために被磁化部材21に印加する外部磁場の向きを、白抜き矢印で示している。第4実施形態では、磁化部122aと磁化部122bとは、着磁の向きが異なっているが、同じ向きとしてもよい。ただし、第2実施形態で説明したように、磁化部122aの磁力線の延びる向きと、磁化部122bの磁力線の延びる向きとが平行であることによる不都合を抑えるためには、上記2つの向きがなす角度は、20°以上であることが望ましく、45°以上であることがより望ましく、90°に近いほど望ましい。ここで、磁化部122aの磁力線の延びる向きと、磁化部122bの磁力線の延びる向きとのなす角度とは、折り曲げ部γにおいてガイドワイヤ410が折り曲げられた後の角度を指す。
ガイドワイヤ410を製造するには、例えば、第2実施形態と同様にして、磁化部122a、122bを有するガイドワイヤを作製した後に、作製したガイドワイヤを特定の箇所で特定の方向に折り曲げて折り曲げ部γを形成し、ガイドワイヤ410とすればよい。ここで、被磁化部材21における予め定めた箇所、具体的には磁化部122aおよび磁化部122bを形成すべき箇所を磁化する際には、後に形成する折り曲げ部γの折り曲げ角度を考慮して、磁化部122aの磁力線の延びる向きと、磁化部122bの磁力線の延びる向きとのなす角度が、所望の角度となるように、着磁の向きを設定すればよい。磁化部122a、122bが形成される範囲は、被磁化部材21において、着磁に用いる既述した空芯コイル60(図3A参照)や永久磁石62(図4A参照)等と、被磁化部材21の軸線方向に垂直な方向に重なる範囲である。
あるいは、ガイドワイヤ410を製造するには、折り曲げ部γを形成した後に、着磁の工程を行って磁化部122a、122bを形成してもよい。また、ガイドワイヤ410は、折り曲げ部γが形成されない状態で出荷して、使用前に医師等の術者がガイドワイヤを折り曲げることによって、折り曲げ部γを形成することとしてもよい。この場合には、折り曲げ部γを形成する位置を特定するために、磁化部122bの位置を外部から視認可能となる印を、ガイドワイヤの表面に付せばよい。また、ガイドワイヤと共に、推奨する折り曲げ角度に関する情報を提供することとすればよい。
このような構成とすれば、ガイドワイヤ410が本来備えているコアシャフト120を着磁することにより磁化部222a、222bを形成するため、第1実施形態と同様の効果が得られる。また、コアシャフト120において、軸線方向に互いに離間して複数の磁化部222a、222bを設けているため、第2実施形態と同様の効果が得られる。さらに、折り曲げ部γを設けてプリシェイプ部αに磁化部122aを設け、ストレート部122bに磁化部122bを設けているため、ガイドワイヤ410の先端部の3次元的な動きを把握する精度を、さらに高めることができる。この効果について、さらに説明する。
例えば、体内に挿入してガイドワイヤ410を使用している際に、ガイドワイヤ410の先端に負荷がかかって曲げ等の変形が生じるときには、折り曲げ部γよりも先端側が主として変形する。また、ストレート部γにおいて磁化部122bが形成された場所(具体的には、折り曲げ部γから磁化部122bまでの距離)、および、磁化部122bにおける着磁の向きは、予め知ることができる。そのため、磁気センサによって磁化部122bの磁場の強さや向きを検出することにより、ストレート部βの軸線方向や折り曲げ部γの位置を知ることができる。第4実施形態では、上記のようにして得られた折り曲げ部γの位置およびストレート部βの軸線方向を基準として、磁気センサが検出した磁化部122aの磁場の強さや向きを用いることにより、磁化部122aが設けられたプリシェイプ部αの先端部の3次元的な動きを精度よく検出することができる。
また、このとき、既述したように、磁化部122bを、ストレート部βにおいて折り曲げ部γにより近い位置に設けることで、磁気センサによって磁化部122bを検出することにより折り曲げ部γの位置を特定する精度を高めることができる。その結果、ガイドワイヤ410の先端部の状態を検出する精度を、さらに高めることができる。
さらに、磁化部122aの磁力線の延びる向きと、磁化部122bの磁力線の延びる向きとを異ならせることで、磁化部122a、122b間の距離を、より短くすることが可能になる。磁化部122a、122bの磁力線の延びる向きが、軸線方向に平行であって同じ向きの場合には、磁気センサによる両者の区別を容易にするために、磁化部122a、122bの距離をある程度確保する必要がある。磁化部122a、122bの磁力線の延びる向きが、軸線方向に平行であって逆向きの場合には、磁化部122a、122bの磁力が互いに打ち消し合うことを抑えるために、磁化部122a、122bの距離をある程度確保する必要がある。磁化部122a、122bの磁力線の延びる向きが、軸線方向とは異なり互いに同じ向きの場合には、磁化部122aと磁化部122bとの間の磁力の反発を抑えるために、磁化部122a、122bの距離をある程度確保する必要がある。磁化部122a、122bの磁力線の延びる向きが、軸線方向とは異なり互いに逆向きの場合には、磁化部122aと磁化部122bとが磁気回路を形成することを抑えるために、磁化部122a、122bの距離をある程度確保する必要がある。第4実施形態のように、磁化部122a、122bの磁力線の延びる向きを異ならせるならば、上記不都合を抑えて、磁化部122a、122b間の距離を短くできる。そのため、プリシェイプ部αを、より短くすることができる。ガイドワイヤを用いる対象(例えば、心臓の血管や、下肢の血管など、体内のいずれの箇所に挿入して用いるのか)によっては、プリシェイプ部αの長さが制限を受ける場合がある。プリシェイプ部αの長さを短くできることにより、ガイドワイヤ410を用いる際に、用途や対象が制限されることを抑えて、より高い性能を発揮させることが可能になる。
第4実施形態のガイドワイヤ410において、第3実施形態と同様に、コアシャフト120の表面における磁化部122a、122bを形成する部位と重なる領域に、高保磁力層を設けてもよい。
第4実施形態では、2つの磁化部122a、122bを設けたが、3つ以上の磁化部を設けてもよい。この場合には、プリシェイプ部αの先端に設ける磁化部122aと、ストレート部βに設ける磁化部122bとに加えて、プリシェイプ部αにおける磁化部122aの基端側にさらに他の磁化部を設けることで、変形し易いプリシェイプ部αの状態を検出する精度を高めることが可能になる。
E.第5実施形態:
図12は、第5実施形態のガイドワイヤ510の先端部の概略構成を、図1と同様にして示す部分断面図である。第5実施形態において、第1実施形態のガイドワイヤ10と共通する部分には同じ参照番号を付す。ガイドワイヤ510は、内側コイル50をさらに備えると共に、コアシャフト20に形成された磁化部22に加えて、さらに、外側コイル30に形成された磁化部522aと、内側コイル50に形成された磁化部522bとを備える点において、ガイドワイヤ10と異なる。第5実施形態では、コアシャフト20に加えて、外側コイル30および内側コイル50が、「磁化部材」に相当する。図12では、内側コイル50は、断面ではなく外観形状として示されている。
図12は、第5実施形態のガイドワイヤ510の先端部の概略構成を、図1と同様にして示す部分断面図である。第5実施形態において、第1実施形態のガイドワイヤ10と共通する部分には同じ参照番号を付す。ガイドワイヤ510は、内側コイル50をさらに備えると共に、コアシャフト20に形成された磁化部22に加えて、さらに、外側コイル30に形成された磁化部522aと、内側コイル50に形成された磁化部522bとを備える点において、ガイドワイヤ10と異なる。第5実施形態では、コアシャフト20に加えて、外側コイル30および内側コイル50が、「磁化部材」に相当する。図12では、内側コイル50は、断面ではなく外観形状として示されている。
内側コイル50は、内部をコアシャフト20が貫通するように外側コイル30の内側に配置される略円筒形状の部材である。本実施形態では、内側コイル50は、1本の素線51を巻回して形成された単条コイルであるが、複数本の素線51を多条に巻回して形成された多条コイルであってもよく、複数本の素線51を撚り合わせて形成した1本の撚線を巻回して形成された単条撚線コイルであってもよく、複数本の素線51を撚り合わせて形成した撚線を複数本用いて、各撚線を多条に巻回して形成された多条撚線コイルであってもよい。また、単条コイル、多条コイル、単条撚線コイル、および、多条撚線コイルを任意に組み合わせて内側コイル50を構成してもよい。内側コイル50を構成する素線51は、外側コイル30を構成する素線31よりも細く形成されており、内側コイル50の軸線方向の長さは、外側コイル30の軸線方向の長さよりも短く形成されている。
本実施形態の内側コイル50を構成する素線51は、ステンレス鋼により形成されており、結晶構造が異なる相として、オーステナイト相と共にマルテンサイト相を備えている。内側コイル50は、加工誘起マルテンサイト変態が起こるステンレス鋼から成る素線51をコイル状に成形して、素線51を構成する金属組織の少なくとも一部においてマルテンサイト変態を生じさせることにより形成している。磁化部522bは、このような内側コイル50に外部磁場を印加することにより、形成される。
素線51を構成する加工誘起マルテンサイト変態が起こるステンレス鋼としては、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼であるSUS304、SUS316、SUS302、フェライト系ステンレス鋼であるSUS444やSUS434、あるいは、析出硬化系ステンレス鋼であるSUS630を用いることができる。
第5実施形態では、外側コイル30を構成する素線31も、素線51と同様に、加工誘起マルテンサイト変態が起こるステンレス鋼により形成されており、素線31を構成する金属組織の少なくとも一部においてマルテンサイト変態が生じている。
ガイドワイヤ510を組み立てる際には、コアシャフト20の先端部を内側コイル50内に挿入すると共に、内側コイル50およびコアシャフト20を外側コイル30内に収納する。そして、コアシャフト20の先端と、外側コイル30および内側コイル50の先端とをロウ付けして、先端接合部40を形成する。また、外側コイル30の基端とコアシャフト20とをロウ付けして基端接合部42を形成して、ガイドワイヤ510の組み立てを完了する。その後、組み立てたガイドワイヤ510に対して外部磁場を印加して、コアシャフト20に磁化部22を形成し、外側コイル30に磁化部522aを形成し、内側コイル50に磁化部522bを形成することで、ガイドワイヤ510が完成する。外部磁場の印加は、例えば、図3Aあるいは図4Aで説明した方法と同様にして行うことができ、印加する磁界の向きは、任意に設定することができる。これにより、コアシャフト20と外側コイル30と内側コイル50とにおいて、軸線方向の同じ位置に、磁化部22、522a、522bを形成することができる。
このような構成とすれば、ガイドワイヤ510が本来備えているコアシャフト20を着磁することにより磁化部22を形成するため、第1実施形態と同様の効果が得られる。さらに、磁化部22に加えて、外側コイル30の磁化部522aと、内側コイル50の磁化部522bとを設けているため、ガイドワイヤ510の先端部の磁場強度が増大し、ガイドワイヤ510の先端部の位置を検出する精度を高めることができる。
図12では、コアシャフト20、外側コイル30、内側コイル50にそれぞれ、磁化部22、522a、522bを形成している。これに対して、コアシャフト20、外側コイル30、内側コイル50のうちの一部を、強磁性体とは異なる材料により形成し、強磁性体であるマルテンサイト系ステンレスを含む他の部材にのみ、磁化部を設けることとしてもよい。例えば、コアシャフト20は強磁性体とは異なる材料により形成し、外側コイル30および内側コイル50のみに磁化部を設けることとしてもよい。あるいは、コアシャフト20に磁化部22を設けて、あるいは、コアシャフト20に磁化部22を設けることなく、外側コイル30と内側コイル50のうちの一方のみに磁化部を設けることとしてもよい。ガイドワイヤの先端部に、着磁されたマルテンサイト系ステンレス鋼を含む磁化部が形成されていれば、ガイドワイヤの大型化や剛性の高まりを抑えて、ガイドワイヤの先端部の位置を検出することができる。
また、第1実施形態と同様に内側コイル50を設けることなく、コアシャフト20と外側コイル30に、磁化部22、522aを形成することとしてもよい。あるいは、コアシャフト20となる被磁化部材21のみに対して外部磁場の印加を行い、磁化部22が形成されたコアシャフト20を用いてガイドワイヤ510を組み立てることとしてもよい。この場合には、コアシャフト20に形成された磁化部22の磁力により、外側コイル30や内側コイル50を着磁することが可能になる。
また、コアシャフト20に磁化部22を設ける場合には、第3実施形態と同様に、コアシャフト20における磁化部22を形成する部位と重なる領域に、高保磁力層を設けてもよい。
第5実施形態では、軸線方向の1か所において、磁化部22、522a、522bを設けたが、軸線方向の複数箇所において、コアシャフト20、外側コイル30、内側コイル50に磁化部を設けてもよい。軸線方向の同じ位置に設けられる磁化部は、着磁の向きが同じ磁化部として、同時に形成することができる。軸線方向の複数箇所において磁化部を設ける場合には、少なくとも2か所において、着磁の方向が異なり、形成される磁化部から延びる磁力線の方向が互いに異なることが望ましい。
また、軸線方向の複数箇所において、コアシャフト20や外側コイル30等の複数の部材に磁化部を設ける場合には、第4実施形態と同様に、ガイドワイヤに折り曲げ部γを設けることとしてもよい。この場合には、上記複数箇所のうち、1箇所は、折り曲げ部γよりも先端側に設け、他の1箇所は、折り曲げ部γよりも基端側に設けることとすればよい。
F.第6実施形態:
図13は、第6実施形態のガイドワイヤ610の先端部の概略構成を、図1と同様にして示す部分断面図である。第6実施形態において、第1実施形態のガイドワイヤ10と共通する部分には同じ参照番号を付す。ガイドワイヤ610は、磁石70、72をさらに備える点において、ガイドワイヤ10と異なる。
図13は、第6実施形態のガイドワイヤ610の先端部の概略構成を、図1と同様にして示す部分断面図である。第6実施形態において、第1実施形態のガイドワイヤ10と共通する部分には同じ参照番号を付す。ガイドワイヤ610は、磁石70、72をさらに備える点において、ガイドワイヤ10と異なる。
磁石70、72は、永久磁石であり、軸線方向に沿って磁化部22を挟むように磁化部22の両側に配置されて、コアシャフト20に固着されている。磁石70、72の磁力線の延びる向きは、磁化部22と同じになっている。図13では、一例として、磁化部22を形成するためにコアシャフト20となる被磁化部材21に印加する外部磁場の向きを白抜き矢印で示すと共に、磁石70、72の磁極の向きを示している。磁石70、72を構成する永久磁石としては、例えば、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石、アルニコ磁石等、公知の種々の永久磁石を採用することができる。磁石70、72を配置する構成は、種々の態様を採用可能である。例えば、磁石70、72をリング状に形成して、リング穴にコアシャフト20を嵌め込むこととすればよい。あるいは、磁石70、72をコアシャフト20の表面に接するように配置して、コアシャフト20の表面に接着することとしてもよい。
このような構成とすれば、磁化部22を挟んで、磁化部22と磁力線の延びる向きが同じである磁石70、72を配置しているため、磁化部22の磁力の低下を抑えることができる。本実施形態では、磁石70、72は、磁化部22の減磁を抑制できればよく、ガイドワイヤ610の先端部の位置の検出に資する必要はないため、より小型化することができる。特に本実施形態では、図13に示すように、磁石70を先端接合部40内に埋め込むように配置しているため、磁石70を設けることに起因するガイドワイヤ610の大型化や剛性の高まりを抑えることができる。なお、ガイドワイヤ610の大型化や剛性の高まりが許容範囲であれば、磁石70は先端接合部40の外部に配置してもよい。磁石70、72と磁化部22とが接している必要はないが、磁化部22の減磁を抑制する効果を高めるためには、磁石70、72と磁化部22との距離が近い方が望ましい。
また、第3実施形態と同様に、コアシャフト20の表面における磁化部22を形成する部位と重なる領域に、高保磁力層を設けてもよい。あるいは、第5実施形態と同様に、マルテンサイト系ステンレス鋼を含む外側コイル30を用いて、外側コイル30にも磁化部522aを形成することとしてもよい。また、第5実施形態と同様に、マルテンサイト系ステンレス鋼を含む内側コイル50をさらに設けて、内側コイル50にも磁化部522bを設けることとしてもよい。
第6実施形態では、コアシャフト20において1つの磁化部22を設けたが、軸線方向に互いに離間する複数の磁化部を設けてもよい。このとき、第4実施形態と同様に、ガイドワイヤに折り曲げ部γを設けて、上記複数の磁化部のうちの1つの磁化部は、折り曲げ部γよりも先端側に設け、他の1つの磁化部は、折り曲げ部γよりも基端側に設けることとしてもよい。コアシャフト20において、軸線方向の複数箇所に磁化部を設ける場合には、少なくとも2か所において、着磁の方向が異なり、形成される磁化部から延びる磁力線の方向が互いに異なることが望ましい。軸線方向の複数箇所において磁化部を設ける場合には、磁力線の延びる方向が軸線方向に平行である磁化部を挟むように、コアシャフトに固着された磁石70、72を配置すればよい。
G.他の実施形態:
(G1)上記した各実施形態では、被加工部材を、加工誘起マルテンサイト変態が起こるステンレス鋼により形成し、加工の結果マルテンサイト変態が生じた被磁化部材に対して外部磁場を印加して磁化部を形成したが、異なる構成としてもよい。例えば、コアシャフト、外側コイル、内側コイルなど、磁化部を形成するための部材全体を、強磁性体であるステンレス鋼、例えば、マルテンサイト系ステンレス鋼(例えば、SUS410)や、フェライト系ステンレス鋼(例えば、SUS430)を用いて作製してもよい。
(G1)上記した各実施形態では、被加工部材を、加工誘起マルテンサイト変態が起こるステンレス鋼により形成し、加工の結果マルテンサイト変態が生じた被磁化部材に対して外部磁場を印加して磁化部を形成したが、異なる構成としてもよい。例えば、コアシャフト、外側コイル、内側コイルなど、磁化部を形成するための部材全体を、強磁性体であるステンレス鋼、例えば、マルテンサイト系ステンレス鋼(例えば、SUS410)や、フェライト系ステンレス鋼(例えば、SUS430)を用いて作製してもよい。
(G2)上記した各実施形態では、位置検出のための磁化部を設けた医療用デバイスをガイドワイヤとしたが、異なる構成としてもよい。医療用デバイスは、ガイドワイヤの他、例えば、カテーテルやスタイレット等とすることができる。長尺状に形成され、先端から体内に挿入して用いる医療用デバイスにおいて、先端部に、着磁されたマルテンサイト系ステンレス鋼を含む磁化部が形成されていればよい。
本開示は、上述の実施形態等に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
10,110,210,310,410,510,610…ガイドワイヤ
20,120,220…コアシャフト
21…被磁化部材
22,122a,122b,222a,222b,522a,522b…磁化部
30…外側コイル
31…素線
40…先端接合部
42…基端接合部
44…中間接合部
50…内側コイル
51…素線
60…空芯コイル
62…永久磁石
70,72…磁石
224a,224b…めっき部
20,120,220…コアシャフト
21…被磁化部材
22,122a,122b,222a,222b,522a,522b…磁化部
30…外側コイル
31…素線
40…先端接合部
42…基端接合部
44…中間接合部
50…内側コイル
51…素線
60…空芯コイル
62…永久磁石
70,72…磁石
224a,224b…めっき部
Claims (8)
- 長尺状に形成され、先端側が体内に挿入されて用いられる医療用デバイスであって、
着磁されたマルテンサイト系ステンレス鋼を含む磁化部が先端側の一部に形成された磁化部材を備える
医療用デバイス。 - 請求項1に記載の医療用デバイスであって、
前記磁化部材はコアシャフトであり、
前記磁化部は、前記コアシャフトの先端部に設けられている
医療用デバイス。 - 請求項1または2に記載の医療用デバイスであって、さらに、
前記磁化部材の表面の少なくとも一部を覆うように形成されて、マルテンサイト系ステンレス鋼よりも固有保磁力が高い材料を含む高保磁力層を備え、
前記磁化部は、前記磁化部材と共に前記高保磁力層が着磁されている
医療用デバイス。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の医療用デバイスであって、
前記磁化部は、前記医療用デバイスの軸線方向に互いに離間して複数設けられている
医療用デバイス。 - 請求項4に記載の医療用デバイスであって、
複数の前記磁化部のうちの少なくとも2つの磁化部は、互いに異なる向きに磁力線が延びている
医療用デバイス。 - 請求項4に記載の医療用デバイスであって、
前記医療用デバイスの先端部には、前記医療用デバイスが特定の方向に折り曲げられた折り曲げ部が設けられており、
複数の前記磁化部のうちの一つである第1磁化部は、前記折り曲げ部よりも先端側に設けられており、
複数の前記磁化部のうちの他の一つである第2磁化部は、前記折り曲げ部よりも基端側に設けられている
医療用デバイス。 - 請求項6に記載の医療用デバイスであって、
前記第1磁化部と前記第2磁化部とは、互いに異なる向きに磁力線が延びている
医療用デバイス。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の医療用デバイスであって、
前記磁化部の両側に、前記磁化部と同じ向きに磁力線が延びる一対の永久磁石を備える
医療用デバイス。
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- 2020-10-12 JP JP2022557242A patent/JP7509908B2/ja active Active
-
2023
- 2023-03-31 US US18/129,461 patent/US20230233804A1/en active Pending
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