(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージングコアの駆動シャフトを収容した内管、及び、当該内管を収容する外管とを有する画像診断用のカテーテルであって、
前記駆動シャフトを前記内管と共に前記外管から引き出すため、画像診断装置が有するモータドライブユニットのベース部に固定するための、前記外管に設けられたコネクタと、
前記外管に対する前記内管の引き出し方向に前記内管と共に移動可能であり、かつ、前記引き出し方向に対して直交する方向に移動可能であって、当該直交する方向への移動により前記イメージングコアの駆動シャフトを押し出すスライダ部材と、
両端が前記コネクタと前記スライダ部材に支持され、直交する方向に曲げられ、かつ、非伸縮性の材質で構成される板部材と、
を有することを特徴とするカテーテル。
【請求項２】
前記板部材は金属製の板バネであることを特徴とする請求項１に記載のカテーテル。
【請求項３】
前記イメージングコアは、超音波の送受信部、又は、光の送受信部を収容することを特徴とする請求項１又は２に記載のカテーテル。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカテーテルと、
前記カテーテルのイメージングコアを回転させると共に、前記外管から前記内管を引き出すためのモータドライブユニットと、
前記モータドライブユニットを介して、前記カテーテルより得た信号に基づき、前記カテーテルによる血管断面像を生成する手段と
を有することを特徴とする画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像診断用のカテーテル及びそれを用いた画像診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波を利用した画像診断装置では、被験者の血管内に挿入するカテーテル（又はプローブ）が用いられる。このカテーテルは、イメージングコアを回転自在に収容する内管とその内管を収容する外管を有する。イメージングコアは、超音波の送受信を行う送受信部を先端に有し、この送受信部の回転と軸方向への移動を行わせるための駆動シャフトを有する。そして、駆動シャフトには、送受信部に超音波を出射させるため、並びに、血管組織から反射した超音波の検出結果を示す電気信号を診断装置に伝達させるための信号線が収納されている。
【０００３】
また、光干渉を利用した画像診断装置においてもカテーテルが用いられる。このカテーテル内には、やはりイメージングコアを収容した内管、内管を収容する外管を有する。イメージングコアは、光の送受信を行う送受信部を先端に有し、及び、この送受信部の回転と軸方向への移動を行わせるための駆動シャフトを有する。そして、この駆動シャフトには、送受信部から光を出射させるため、並びに、血管組織から反射した光を診断装置に伝達させるための光ファイバが収納されている。
【０００４】
超音波断層画像と光干渉断層画像とを比較すると、超音波断層画像は光干渉断層画像よりも血管組織の深い部位までの像が得られる点で優れているが、血管の内壁又は比較的浅い部位の画質は光干渉断層画像が優れている。かかる点に着目し、最近では超音波の送受信部、及び、光の送受信部の両方を搭載したカテーテルを利用した診断装置も登場している（特許文献１）。
【０００５】
上記カテーテルを用いて患者の血管内断層画像を得るためのスキャニング操作を行う場合には、カテーテルの後端を、画像診断装置が有するモータードライブユニット（以下、ＭＤＵ）に装着する。このＭＤＵは、カテーテルと診断装置との間の中継装置として機能するものであり、カテーテル内のイメージン部コア（駆動シャフト）を回転させるため、及び、イメージングコアを引っ張る（プルバック）ための駆動モータが収納されている。それ故、ＭＤＵはプルバック部とも呼ばれる。なお、駆動モータを逆回転させた場合にはフォワード動作が可能であるが、ここではプルバック動作についてのみについて記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開２０１４／０４９６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これまでの画像診断装置の診断対象の血管は冠動脈である。それ故、一度のスキャンで、イメージングコアの移動する距離は、血管軸の軸方向に対して１５ｃｍ程度である。つまり、ＭＤＵは、カテーテル内のイメージングコアを１５ｃｍ程度プルバックできる構造となっていればよい。
【０００８】
最近では、冠動脈に限らず、より長い血管像を一度のスキャンで得るようにしたい、という要望が高まってきている。例えば、下肢血管の場合、一度のスキャンで、血管軸に沿った３０ｃｍ程度の範囲の画像を得ることが望まれる。単純には、イメージングコアをこれまでの２倍の３０ｃｍ分に渡ってプルバックするため、ＭＤＵの長手方向のサイズを２倍にすればよい。
【０００９】
しかしながら、手術室にはいくつもの医療機器が存在するので、ＭＤＵの設置面積を悪保するのが難しい場合が往々にしてある。それ故、ＭＤＵのサイズが大きくなるのは避けたい。また、ＭＤＵの品種を増やすことで保管場所の増設が必要となるなど医療機関への負担が増え、また、カテーテルとＭＤＵとの間違った組合せによるカテーテルやＭＤＵの破損が発生する可能性もある。
【００１０】
本発明はかかる問題に鑑みなされたものであり、画像診断装置が有するモータドライブユニット（ＭＤＵ）におけるプルバックに係る構成を実質的に変更せずに、プルバックの移動範囲を拡張しえるカテーテルを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、例えば本発明のカテーテルは以下の構成を有する。すなわち、
イメージングコアの駆動シャフトを収容した内管、及び、当該内管を収容する外管とを有する画像診断用のカテーテルであって、
前記駆動シャフトを前記内管と共に前記外管から引き出すため、画像診断装置が有するモータドライブユニットのベース部に固定するための、前記外管に設けられたコネクタと、
前記外管に対する前記内管の引き出し方向に前記内管と共に移動可能であり、かつ、前記引き出し方向に対して直交する方向に移動可能であって、当該直交する方向への移動により前記イメージングコアの駆動シャフトを押し出すスライダ部材と、
両端が前記コネクタと前記スライダ部材に支持され、直交する方向に曲げられ、かつ、非伸縮性の材質で構成される板部材とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＭＤＵにおけるプルバックに係る構成を実質的に変更せずに、これまでのプルバック範囲を拡張することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態にかかる画像診断装置の外観構成を示す図である。
【図２】実施形態におけるカテーテルにおける、ＭＤＵとの接続する側の端部構造を示す図である。
【図３】実施形態におけるカテーテルの端部における、一部の分解斜視図である。
【図４】ＭＤＵにおけるプルバック動作時のカテーテルの推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１５】
図１は、実施形態における超音波を用いた画像診断装置１００の外観構成を示している。
【００１６】
図１に示すように、画像診断装置１００は、カテーテル１０１と、モータドライブユニット（以下、ＭＤＵ）１０２と、操作制御装置１０３とを備える。ＭＤＵ１０２と操作制御装置１０３とは、各種信号線を収容したケーブル１０４により接続されている。
【００１７】
操作制御装置１０３において、１１１は本体制御部である。この本体制御部１１１は、カテーテル１０１内に収容されたイメージングコアで得られた信号（血管組織に向けて出射した超音波の反射波を示す電気信号）から、回転中心位置から径方向に向かうラインデータを生成する。そして、ラインデータの補間処理を経て超音波に基づく血管断面画像を生成する。
【００１８】
１１１−１はプリンタ及びＤＶＤレコーダであり、本体制御部１１１における処理結果を印刷したり、データとして記憶したりする。なお、処理結果の保存先としては、サーバやＵＳＢメモリ等でも構わず、その種類は問わない。１１２は操作パネルであり、ユーザは該操作パネル１１２を介して、各種設定値及び指示の入力を行う。１１３は表示装置としてのモニタ（たとえばＬＣＤ）であり、本体制御部１１１において生成された各種断面画像を表示する。１１４は、ポインティングデバイス（座標入力装置）としてのマウスである。
【００１９】
カテーテル１０１は、直接血管内に挿入されるものである。そして、カテーテル１０１は、その長手方向に移動自在であって、且つ、回転自在なイメージングコアを収容した内管、並びに、内管を収容する外管で構成される。イメージングコアの先端には、画像診断装置１００から伝送されてきた信号に基づき超音波を発生すると共に、血管組織から反射した超音波を受信し電気信号に変換する送受信部を収容したハウジングが設けられている。そして、このハウジングに、ＭＤＵ１０２からのイメージングコアの回転と移動力を伝達するための駆動シャフトが接続されている。つまり、イメージングコアは、このハウジングと駆動シャフトで構成される。画像診断装置１００では、このイメージングコアを用いることで血管内部の状態を測定する。
【００２０】
ＭＤＵ１０２は、カテーテル１０１の後端の接続部と係合する部分を持ち、カテーテル１０１と接続した状態では、カテーテル１０１における送受信部と操作制御装置１０３との中継装置として機能する。すなわち、ＭＤＵ１０２は、操作制御装置１０３からの超音波の駆動信号を送受信部へ伝達すると共に、送受信部で検出した生体組織からの反射波を示す電気信号を操作制御装置１０３に伝達する機能を有する。
【００２１】
また、ＭＤＵ１０２には、各種スイッチ、ボタンが設けられ、操作者（医師等）がこれを操作することで、カテーテル１０１内のイメージングコアの回転駆動、並びに、プルバック（イメージングコアの移動）が行われることになる。そのため、ＭＤＵ１０２は、その内部に、イメージングコアを回転させるためのモータ、プルバックを行うモータを内蔵することになる。
【００２２】
実際の患者の血管のプルバックスキャン処理は公知であるが、ここで簡単に説明する。
【００２３】
操作者はＸ線像を見ながら、カテーテル１０１の先端部が診断対象の位置まで移動したことを確認する。そして、操作者はＭＤＵ１０２を操作してプルバックを指示する。この結果、カテーテル１０１の先端に位置した超音波の送受信部は回転しながら、血管内をその軸に沿って移動することになる。送受信部は、例えば１回転の間、５１２回の超音波の出射と受信を行い、受信した信号をＭＤＵ１０２を介して操作制御装置１０３に向けて送信する。操作制御装置１０３は、この信号を受信し、所定の演算処理を行うことで、送受信部の回転中心から放射線方向に延びる５１２本のラインデータを得る。このラインデータは回転の中心位置では密で、回転中心から離れるに従い互いに粗となる。それ故、人間が視覚する２次元的な画像とするため、操作制御装置１０３は、各ライン間を補間処理し、ライン間の画素を生成する処理も行う。この結果、血管の軸方向に直交する方向の血管断層画像が生成できる。ＭＤＵ１０２によるプルバック動作により、イメージングコアの送受信部は血管軸に沿って移動する。よって、送受信部の１回転する毎の血管軸上の位置での血管断層画像をつなぎ合わせることで、血管の３次元画像を生成することもできる。医師は、このようなスキャンによって得られた画像から、患者の血管の診断を行うことになる。
【００２４】
以上が実施形態におけるプルバックスキャン時における動作概要である。次に、実施形態におけるカテーテル１０１について説明する。
【００２５】
カテーテル１０１は既に説明したように、患者の血管内画像を得る際には、その後端部がＭＤＵ１０２に接続された状態になっている。本実施形態では、ＭＤＵ１０２がカテーテル１０１の内管及びイメージングコアの駆動シャフトを距離Ｌだけプルバックしたとき、イメージングコアが３倍の３Ｌだけ移動する仕組みを持つことを特徴とする。以下、そのための構成と原理を説明する。
【００２６】
図２は、実施形態におけるカテーテル１０１における後端部（ＭＤＵ１０２と接続側）の構造図である。
【００２７】
カテーテル１０１は、イメージングコアの駆動シャフト２０３を収納した内管２０２、及び、内管２０２を収納する外管２０１を有する。この外管２０１の終端にはユニットコネクタ２１０が設けられ、更にそのユニットコネクタ２１０にはＭＤＵ１０２に固定するための凹部２１０ａが設けられている。また、ユニットコネクタ２１０には、後述する板バネ押し子２１５が一体となって設けられている。この板バネ押し子２１５には、金属製の板バネ２４０の一方端が固定されている。
【００２８】
また、駆動シャフト２０３の終端には、ＭＤＵ１０２における結合部と接続するためのジョイント２１１が設けられている。このジョイント２１１をＭＤＵ１０２の結合部に接続したとき、イメージングコアにおける超音波の送受信部と操作制御装置１０３とが電気的に接続状態となる。また、ＭＤＵ１０２は、駆動シャフト２０３を回転させることになる。
【００２９】
図示の符号２５０はスライダ部材である。また、スライダ部材２５０には、イメージングコアの駆動シャフト２０３をガイドするための、Ｕ字形の案内孔又は溝が設けられている。また、スライダ部材２５０には、板バネ２４０の一方端を係止する係止部２５１が設けられる。
【００３０】
符号２３０、２３１は、ＭＤＵ１０２に装着された際に、ＭＤＵ１０２の不図示のプルバック移動スライダと共に移動するコネクタハブである。そして、コネクタハブ２３０、２３１は、スライダ部材２５０を図面の上下方向にスライド自在に挟持している。また、コネクタハブ２３０，２３１それぞれには、駆動シャフト２０３を案内するために、図示の如く４分円に相当するガイド孔が設けられている。当然このガイド孔は、駆動シャフト２０３に対して摩擦が少なくなる材質である。更にコネクタハブ２３０は、内管２０２と一体となっている。
【００３１】
符号２３２は板バネガイド部材である。図示の如く、その長手方向に沿って板バネ２４０をガイドするガイド溝２３３が設けられている。この板バネガイド部材２３２と、コネクタハブ２３０、２３１は一体となっている。
【００３２】
図３は、実施形態のカテーテル１０１を、板バネガイド部材２３２側から見た斜視図である。なお、図示では、理解を容易にするため、外管２０１を一部を透過して内管２０２、並びに、駆動シャフト２０３を示している。
【００３３】
以上、実施形態におけるカテーテル１０１の後端部の構造を説明した。次に、カテーテル１０１がＭＤＵ１０２に装着された状態でのプルバック時の動きを図４を用いて説明する。
【００３４】
図４の（ａ）は、カテーテル１０１をＭＤＵ１０２に装着した状態を示している。図示において、符号４００はＭＤＵ１０２のベース部材であり、手術室内のテーブル、床などと接する部分であり、その位置が固定となる部分でもある。符号４０１、４０２は、ＭＤＵ１０２のベース部材４００に設けられた、カテーテル１０１のユニットコネクタ２１０の凹部２１０ａを固定支持する支持部材である。符号４０３はベース部材４００に対して図示の矢印４１０が示す方向に移動可能なスライダ部である。なお、ベース部材４００に対するスライダ部４０３の移動は、ＭＤＵ１０２内に設けられた不図示のモータを駆動することで行われる。符号４０４は、カテーテル１０１のジョイント２１１を接続状態を保持すると共に、カテーテル内の駆動シャフト２０３を回転させるため、並びに、イメージングコアと操作制御部１０３とを電気的に接続状態に維持するためのコネクタ部である。このコネクタ部４０４は、スライダ部４０３上に指示されている。このコネクタ部４０４は、スライダ部４０３上に搭載されている。よって、スライダ部４０４が図示矢印４１０に沿って移動した場合、結果的に外管２０１に対して、内管２０２及び駆動シャフト２０３が引き出されることになる。なお、ＭＤＵ１０２の構造は、本願の主眼ではないので、これ以上は詳述しない。
【００３５】
今、図４の（ａ）の状態で、操作者がＭＤＵ１０２を操作してプルバック操作を行い、スライダ部４０３がベース部材４００に対して図示の矢印４１０にΔＬだけ移動したとする。図４の（ｂ）は、スライダ部４０３のΔＬ移動後の状態を示している。
【００３６】
ユニットコネクタ２１０は、ＭＤＵ１０２のベース部材４００に支持されており、板バネ押し子２１５はユニットコネクタ２１０と一体になっている。故に、スライダ部４０３が移動したとしても、板バネ押し子２１５の位置は変わらない。そして、スライダ部４０３がΔＬだけ矢印方向４１０に移動した場合、外管２０１に対し、内管２０２及びイメージングコア２３０が少なくともΔＬだけ引き出されることが理解できよう。
【００３７】
一方、コネクタハブ２３０、２３１、板バネガイド２３２は、スライダ部４０３と共にΔＬだけ矢印４１０の方向に移動する。スライダ部材２５０は、コネクタハブ２３０、２３１に挟持されているので、コネクタハブ２３０、２３１と同様に、矢印４１０に向かってΔＬだけ移動する。
【００３８】
ただし、スライダ部材２５０は、板バネ２４０の一方端を係止部２５１で支持している。板バネ２４０の長さは固定であり、他方端が板バネ押し子２１５に固定されているわけであるから、スライダ部材２５０は図示の矢印４１１が示す下方向に移動することになる。この移動量はΔＬに等しいのは明らかである。また、スライダ部材２５０は図示の矢印４１１に向かうように移動するわけであるから、結局のところ、スライダ部材２５０の下方向への移動は、駆動シャフト２０３を内管２０２から引き出すように作用する。スライダ部材２５０は、その両側面で駆動シャフト２０３をガイドしているから、スライダ部材２５０の図示の矢印４１１方向へのΔＬの移動のみに着目したとき、駆動シャフト２０３の引き出し量（長さ）は２×ΔＬとなる。
【００３９】
したがって、ＭＤＵ１０２のスライダ部４０３の矢印４１０方向へのΔＬの移動を加味すると、外管２０１に対して、駆動シャフト２０３が引き出される総長さは３×ΔＬとなる。
【００４０】
上記をまとめると、プルバック操作時のＭＤＵ１０２のスライダ部４０３の移動速度をＶとしたとき、カテーテル１０１内のイメージングコアは３Ｖの速度で移動することを意味する。かかる点を別な言い方をすれば、ＭＤＵ１０２の最大プルバック長がＬｃｍであった場合、実施形態のカテーテル１０１に収納されたイメージングコアはその３倍の３×Ｌの移動範囲を持つことになる。従って、実施形態におけるカテーテル１０１は、今後期待される下肢血管のスキャンへの対応も可能となる。
【００４１】
なお、操作制御装置１０３については、実施形態のカテーテル１０１を利用した場合には、イメージングコアが３倍の速度（または移動距離が３倍）になっていることを示すパラメータを設定することになろう。
【００４２】
以上説明したように本実施形態のカテーテル１０１によれば、これまでのＭＤＵ１０２を利用しつつも、メージングコアの移動範囲がこれまでの３倍となるので、一度のプルバック操作で、これまでの３倍長さに渡る血管断層像を得ることが可能となる。従って、システムにおける血管断層像を再構成するためのパラメータを若干修正する必要があるものの、下肢血管の診断にも適用させることが可能になる。
なお、スライド部材２５０とコネクタユニット２１０（板バネ押し子２３２）とを接続する部材は、図２に示すように直交する方向に曲げられた状態が維持でき、かつ、非伸縮性の材質であればよい。金属製の板バネはかかる点で好適と言えるが、同等の機能を実現するものであれば他の部材を代替させても構わない。
【００４３】
また、実施形態では、超音波を用いた画像診断装置に適用するカテーテルを例に説明したが、光干渉を用いた画像診断装置または超音波と光干渉の両方を用いた画像診断装置用のカテーテルとしても構わない。
【符号の説明】
【００４４】
１０１…カテーテル、１０２…ＭＤＵ、１０３…操作制御装置、２０１…外管、２０２内管、２０３…駆動シャフト、２１０…ユニットコネクタ、２１１…ジョイント、２１５…板バネ押し子、２３０、２３１…コネクタハブ、２３２…板バネガイド、２４０…板バネ、２５０…スライダ部材
【図１】
0006612665.tif 000002
【図２】
0006612665.tif 000003
【図３】
0006612665.tif 000004
【図４】
0006612665.tif 000005