(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏向可能な医療装置であって、
近位及び遠位端並びに第一のルーメンを有する可撓性の細長い本体と、
縦軸に偏心し、前記細長い本体に沿って少なくとも部分的に延在する形状記憶合金ワイヤであって、前記細長い本体に対して少なくとも二つの特徴点で固定され、前記形状記憶合金ワイヤを加熱するようにエネルギ供給部からエネルギを受けるように構成される、形状記憶合金ワイヤと、
前記細長い本体の前記近位端における固定部と、
前記第一のルーメンに位置され、少なくとも前記固定部から前記細長い本体の前記遠位端まで延在するロッドであって、前記固定部と前記遠位端との間で前記細長い本体に対して固定されるロッドと
を有し、
前記ロッドは、前記細長い本体の前記遠位端と前記固定部との間で圧縮され、
前記形状記憶合金ワイヤは、前記エネルギ供給部からエネルギを受けるとき短くなるように構成され、
前記ロッドの前記圧縮は、前記細長い部分の前記近位端の固定部を通じて調節可能であるように更に適合される、
医療装置。
【請求項２】
前記細長い本体は、第二のルーメンを有し、
前記形状記憶合金ワイヤは、前記第二のルーメンに位置され、前記細長い本体に対して両端で固定される、請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
前記医療装置は、エネルギ供給部に接続可能であり、前記形状記憶合金ワイヤを加熱するために前記エネルギ供給部によって供給される電気エネルギを熱に変換するように構成される、抵抗を有する、請求項１に記載の医療装置。
【請求項４】
前記形状記憶合金ワイヤは、前記エネルギ供給部に接続可能であり、前記エネルギ供給部によって供給される電気エネルギを熱に変換するように構成される、請求項１に記載の医療装置。
【請求項５】
前記医療装置は、前記形状記憶合金ワイヤに沿って少なくとも部分的に延在する前記細長い本体における第三のルーメンを有し、
前記第三のルーメンは、流体フローを前記第三のルーメンに供給するためのポンプに接続可能である、請求項１に記載の医療装置。
【請求項６】
前記医療装置は、前記形状記憶合金ワイヤに沿って少なくとも部分的に延在する前記細長い本体における第四のルーメンを有し、
前記第三及び第四のルーメンは、それらの遠位端で互いに接続される、
請求項５に記載の医療装置。
【請求項７】
偏向可能な医療装置であって、
近位及び遠位端並びに第一のルーメンを有する可撓性の細長い本体と、
縦軸に偏心し、前記細長い本体に沿って少なくとも部分的に延在する形状記憶合金ワイヤであって、前記細長い本体に対して少なくとも二つの特徴点で固定され、前記形状記憶合金ワイヤを加熱するようにエネルギ供給部からエネルギを受けるように構成される、形状記憶合金ワイヤと、
前記細長い本体の前記近位端における固定部と、
前記第一のルーメンに位置され、少なくとも前記固定部から前記細長い本体の前記遠位端まで延在するロッドであって、前記固定部と前記遠位端との間で前記細長い本体に対して固定されるロッドと
を有し、
前記細長い本体に沿って少なくとも部分的に延在し、前記細長い本体に対して両端で固定される、一つ又は複数の形状記憶合金ワイヤを更に有し、
前記ロッドは、前記細長い本体の前記遠位端と前記固定部との間で圧縮され、
前記形状記憶合金ワイヤは、前記エネルギ供給部からエネルギを受けるとき短くなるように構成される、
医療装置。
【請求項８】
前記細長い本体は、様々な堅さを備えるセグメントを有し、
前記形状記憶合金ワイヤは、異なる堅さを備える二つの隣接するセグメントに沿って少なくとも部分的に延在する、
請求項７に記載の医療装置。
【請求項９】
請求項１に記載の医療装置と、前記形状記憶合金ワイヤにエネルギを供給するための前記エネルギ供給部と、前記エネルギ供給を制御する制御ユニットとを有する、システム。
【請求項１０】
前記形状記憶合金ワイヤに沿って少なくとも部分的に延在する、前記細長い本体における第三のルーメンを有し、
前記システムは、前記第三のルーメンに流体フローを供給するためのポンプを更に有する、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
医療装置を偏向させる方法であって、前記方法は、
近位及び遠位端並びに第一のルーメンを有する、偏向可能な医療装置の可撓性の細長い本体の近位端における固定部と遠位端との間に前記細長い本体に対して固定されるロッドであって、前記第一のルーメンに位置され、少なくとも前記固定部から前記細長い本体の前記遠位端まで延在するロッドに前記細長い本体の前記遠位端と前記固定部との間で圧縮を供給するステップであって、前記医療装置は、
前記細長い本体の縦軸に対して偏心し、前記細長い本体に沿って少なくとも部分的に延在する形状記憶合金ワイヤであって、前記細長い本体に対して少なくとも二つの特徴点で固定される、形状記憶合金ワイヤを有し、前記細長い本体に沿って少なくとも部分的に延在し、前記細長い本体に対して両端で固定される、一つ又は複数の形状記憶合金ワイヤを更に有する、ステップと、
前記一つ又は複数の形状記憶合金ワイヤを加熱するようにエネルギ供給部によって前記一つ又は複数の形状記憶合金ワイヤにエネルギを供給するステップであって、前記形状記憶合金ワイヤは、前記エネルギ供給部からエネルギを受けるとき短くなるように構成され、前記ロッドの前記圧縮は、前記細長い部分の前記近位端の固定部を通じて調節可能であるように更に適合される、ステップと
を有する、方法。
【請求項１２】
医療装置を偏向させる方法であって、
請求項１１に記載の方法と、
前記医療装置の前記細長い本体における第三のルーメンに流体フローを供給するステップと
を有する、方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法を有する、医療装置を偏向させる方法であって、
前記複数の形状記憶合金ワイヤにエネルギを供給するステップは、前記形状記憶合金ワイヤが前記エネルギ供給部から異なる量のエネルギを受けるように構成される、方法。
【請求項１４】
医療装置を偏向させるためのコンピュータ実行可能プログラムを記憶しているコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータプログラムが前記偏向可能な医療装置を制御する制御ユニットのコンピュータ上で実行されるとき、請求項1に記載の偏向可能な医療装置に、請求項１１乃至１３の何れか一項に記載の医療装置の偏向のためのステップを実行させるプログラムコード手段を有する、コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療装置の一部の制御可能な偏向を有する医療装置、医療装置を含むシステム、及び医療装置を偏向させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最小侵襲性プロシージャは、解剖学的構造を通じて特定の部位にアクセスすることを含む。そのようなプロシージャの例は、脈管形成術、ステント留置、血栓溶解であり、介入デバイスが脈管系を通って指定部位にナビゲートされる。分岐経路を通じてナビゲートすることは、適切に設計されるステアリング可能な医療装置がなければ困難である。
ステアリング可能な遠位部を有する医療装置が、米国特許第5090956号に開示されており、遠位部の操作性は、所定の温度に加熱されるときに所定の形状をとるように第一の方向に移動する温度作動記憶要素と、前記記憶要素を前記所定の温度よりも低い温度に冷却するときに、前記形状記憶要素を前記第一の方向から離れた第二の方向に屈曲可能に付勢するスプリングとの組合せによって実現されるので、前記記憶要素が所定の形状以外の形状をとるように移動される。
このような医療装置の多方向ステアリングは、複数の温度作動記憶要素を統合することによって実現されることができ、それらの各々は、所定の温度に加熱されるときに所定の形状をとることができる。このような構成を有するデバイスの偏向は、所定の形状をとるように第一の方向に動く第一の温度作動記憶要素によって生成される力、スプリングの復元力、非作動記憶要素及びスプリングの復元力の機械的平衡によりもたらされる。このような構成は、及び残りの非作動記憶要素の復元力を克服するために第一の温度作動記憶要素によって生成されるのに必要な力は非常に大きくなり、その結果、温度作動記憶要素のかなり大きな断面積がもたらされるという事実のために、増大する操作性要求を伴う複合体になる。しかしながら、これは、デバイスの小型化に対して作用するので、第二の温度作動記憶要素が、第二の温度作動記憶要素の所定の形状をとるように第二の方向にデバイスを偏向させる必要がある場合、第一の要素の断面積はその順番で大きな復元力をもたらし、装置の曲げ半径を制限する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、改善される小型化の可能性を伴う医療装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、この目的は、医療装置であって、
近位端及び遠位端並びに第一のルーメンを有する可撓性の細長い本体と、
前記縦軸に偏心して前記細長い本体に沿って少なくとも部分的に延在する形状記憶合金ワイヤであって、前記細長い本体に対して少なくとも二つの特徴点で固定され、形状記憶合金ワイヤを加熱するようにエネルギ供給部からエネルギを受けるように構成される、形状記憶合金ワイヤと、
細長い本体の近位端の固定部と、
第一のルーメンに配置され、少なくとも固定部から細長い本体の遠位端まで延在し、固定部と遠位端との間で細長い本体に対して固定されるロッドと
を有し、
【０００５】
ロッドは、細長い本体の遠位端と固定部との間で圧縮され、
形状記憶合金ワイヤは、エネルギ供給部からエネルギを受けるとき短くなるように構成される、
医療装置によって実現される。
形状記憶合金のワイヤを使用する利点は、医療装置の動作が、医療装置の縦軸に対して偏心して配置され、エネルギ供給部からエネルギを受けるとき短くなるように構成される形状記憶合金ワイヤによって生成されるレバーに依存するため、医療装置の小型化の可能性にある。偏向が形状記憶要素の曲げ力によって生成されないため、スプリングの復元力の必要はなく、又は所定の温度よりも低い温度への記憶要素の冷却の際、形状記憶要素を第一の方向から離れる第二の方向に付勢する補助構造の必要はない。
【０００６】
形状記憶合金ワイヤは、形状記憶合金ワイヤへのエネルギの供給が中断された後、最初の長さを回復するために軸方向の張力を必要とし、相変態に加えて形状記憶効果に部分的に関与する独自の変形機構に寄与されるプロセスはデットウィニングと称される。第1ルーメンに配置され、細長い本体の近位端の固定部から細長い本体の遠位端まで延在し、ロッドが固定部と細長い本体の遠位端との間で圧縮されるように配置されるロッドは、形状記憶合金ワイヤをデットウィニングすることに関与する。圧縮される状態で配置されるロッドは、細長い本体に引張応力を生成し、形状記憶合金ワイヤへのエネルギ供給の中断時に形状記憶合金ワイヤをその最初の長さに戻す。本発明の重要な利点は、横方向の復元曲げ力を作り出すより、軸方向のデットウィニング力を生成するためにあまり厳格でない空間的要件があることにある。本発明による医療装置の偏向性能の改善は、横方向に曲がる形状記憶合金要素を備える医療装置に対する曲げのより小さな半径及びステアリング性能のより良好な再現性にある。
一実施形態では、医療装置は、ロッドの圧縮が細長い本体の近位端の固定部を通じて調節可能であるように更に適合される。
医療装置の他の実施形態では、医療装置の細長い本体は、第二のルーメンを備え、形状記憶合金ワイヤが配置されることができる。形状記憶合金ワイヤは、細長い本体に対してその両端部のみに固定され、細長い本体に対する長さの残りに沿った形状記憶合金ワイヤの自由な移動を可能にする。細長い本体と形状記憶合金ワイヤとの間の摩擦は、医療装置の動作中に大幅に低減されることができ、医療装置によってアドレス指定可能な更に大きな範囲の曲げ半径が生成される。
多くの原理が形状記憶合金ワイヤを加熱するために使用されてもよい。本発明による実施形態では、医療装置は、エネルギ供給部に接続可能であり、形状記憶合金ワイヤを加熱するためにエネルギ供給部によって供給される電気エネルギを熱に変換するように構成される抵抗を備える。抵抗は、形状記憶ワイヤの周囲に配置される金属ワイヤであってもよく、又は形状記憶合金ワイヤと同軸の金属構造であってもよい。代わりに、形状記憶合金ワイヤは、抵抗としてコンフォーマルな金属コーティングを備えていてもよい。後者は、このようなコーティングの厚さがマイクロメートルの範囲で十分であるため、エネルギ源に必要な横方向のディメンションが最小化されることができるという利点を有する。
本発明による他の実施形態では、形状記憶合金ワイヤは、エネルギ供給部に接続可能であり、エネルギ源によって供給される電気エネルギを熱に変換するように構成することができる。形状記憶合金ワイヤをエネルギ供給部に直接接続する利点は、形状記憶合金ワイヤの加熱は、自身の抵抗加熱によって得られることができるため、形状記憶合金ワイヤの周囲に配置するために更なる内部エネルギ源は必要とされないことにある。
本発明によるさらなる他の実施形態では、医療装置は、形状記憶合金ワイヤに沿って少なくとも部分的に延在する、細長い本体内の更なるルーメンを有する。流体のフローを提供するためのポンプに接続可能に構成されるルーメンは、それらの遠位端で互いに接続されてもよい。流体フローは、形状記憶合金ワイヤへのエネルギの供給が中断されるとき中立位置への医療装置の回復を加速することによって医療装置の応答を大幅に改善することができる。代わりに、ポンプはエネルギ供給部として使用されることができ、形状記憶合金ワイヤよりも高い温度でルーメン内に流体フローを提供し、それによって形状記憶合金ワイヤを加熱するように流体から形状記憶合金ワイヤへの熱伝達を容易にする。
医療装置は、細長い本体に沿って少なくとも部分的に延在し、最初の長さを有し、細長い本体に対して両端に固定される複数の形状記憶合金ワイヤを有することができる。形状記憶合金ワイヤがエネルギ供給部から異なる量のエネルギを受けるように構成される場合、医療装置の多方向の偏向が達成され得る。形状記憶合金ワイヤによって受け取られるエネルギの量の組み合わせに依存して、医療装置の偏向の半径は、医療装置の縦軸に対して何れかの方向に実質的に達成され得る。
更に他の実施形態では、医療装置の細長い本体は、様々な剛性を有するセグメントを有し、形状記憶合金ワイヤは、異なる剛性を備える二つの隣接するセグメントに少なくとも部分的に沿って延在する。このような構成の利点は、複雑な三次元形状の医療装置を偏向させる可能性があることである。
【０００７】
本発明のさらなる態様では、偏向可能な医療装置と、エネルギ供給装置と、制御ユニットとを備えるシステムが提示される。制御ユニットは、医療装置内の形状記憶合金ワイヤへのエネルギ供給によって供給されるエネルギの量を制御するように構成される。制御ユニットとエネルギ供給部とは、一つのユニットに統合されていてもよい。このシステムは、医療装置内で特に指定されるルーメンを通じて流体を循環させるためのポンプを更に備えることができる。ポンプは、必要な温度及びボリュメトリックフローレートで医療装置に流体のフローを供給するように制御ユニットによって制御されてもよい。
【０００８】
本発明の他の態様では、医療装置を偏向させる方法であって、
【０００９】
偏向可能な医療装置の細長い本体の近位端の固定部と遠位端との間に固定されるロッドへの圧縮を提供するステップであって、前記医療装置は、前記細長い本体の縦軸に対して偏心して配置され、細長い本体に少なくとも部分的に沿って延在し、細長い本体に対して両端で固定される一つ又は複数の形状記憶合金ワイヤを更に有する、ステップと、
【００１０】
エネルギ供給部によって一つ又は複数の形状記憶合金ワイヤにエネルギを供給するステップと
を有する方法が提示される。本発明による方法は、医療装置の縦軸に対して偏心して位置される形状記憶合金ワイヤの軸ストロークのために、医療装置の横方向の屈曲を可能にする。この方法は、医療装置の細長い本体内の第三のルーメンに流体フローを提供し、それによって形状記憶合金ワイヤに供給されるエネルギの中断に対する医療装置の応答時間を改善するステップを更に有し、医療装置のその中立位置への回復を加速する。
【００１１】
本発明のさらなる態様及び利点は、以下の詳細な説明からより明らかであり、添付の図面を参照することによって最もよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による医療装置の一実施形態を概略的かつ例示的に示す。
【図２】偏向される遠位部を有する医療装置を概略的かつ例示的に示す。
【図３】偏向される遠位部を有する医療装置の一実施形態を概略的かつ例示的に示しており、医療装置は、異種の細長い本体を有する。
【図４】細長い本体内に埋め込まれた形状記憶合金ワイヤを備える医療装置の実施形態を概略的かつ例示的に示す。
【図５】形状記憶合金ワイヤの周囲に配置される抵抗を有する医療装置の一実施形態を概略的かつ例示的に示す。
【図６】流体のフローに適合した細長い本体内のルーメンを備える医療装置の実施形態を概略的かつ例示的に示す。
【図７】流体フローのためのルーメン及び遠位部の流体供給穴を有する医療装置の一実施形態を概略的かつ例示的に示す。
【図８】金属の遠位端を有する医療装置の実施形態を概略的かつ例示的に示す。
【図９ａ】医療装置の代替実施形態の横断面図を示す。
【図９ｂ】医療装置の代替実施形態の他の横断面図を示す。
【図９ｃ】複数の形状記憶合金ワイヤを有する医療装置の代替実施形態の横断面図を示す。
【図９ｄ】複数の形状記憶合金ワイヤを有する医療装置の代替実施形態の他の横断面図を示す。
【図１０】本発明による医療装置の偏向のためのシステムを概略的かつ例示的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
分岐経路を通じた医療装置のナビゲーションは、機器構成に関する厳しい要件を設定する。医療装置の低減される直径及び柔軟性に加えて、遠位部のステアリングは、解剖学的構造内の指定される位置に達する性能にとって最も重要である。図1は、本発明による医療装置1の実施形態を示す。医療装置1は、近位端12及び遠位端13を有する可撓性の細長い本体11から構成され、医療装置の縦方向の断面B-Bに見える第一のルーメン14を有し、ロッド18が位置決めされる。ロッドは、圧縮性又は非圧縮性の材料から構成されてもよい。細長い本体11の近位端12は固定部16を有し、ロッド18は固定部16から細長い本体11の遠位端13まで延在する。細長い本体の近位端12はハンドグリップであってもよい。固定部16の機能指定は、ロッド18が細長い本体11に対して固定部16と遠位端13との間に圧縮状態をもたらすことができるように、ロッドを直接的又は間接的に固定及び/又は支持する。固定部16の位置は、スロット17を通じて固定部16をスライドさせることによりハンドグリップに対して可変とすることができる。固定部16は代わりにスピンドル機構であってもよい。固定部に使用される機構に依存して、ロッド18は固定部16を超えて、又は医療装置1を超えて更に近位に延在することができる。ロッド18は、固定部16と細長い本体の遠位端13との間で圧縮されるように配置され、それによって細長い本体１１に引張応力が生成される。固定部16は、ロッド18を支持する負荷スプリングを更に備えていてもよい。第一のルーメン14は、図1に示されるように医療装置内に同軸に位置決めされてもよく、又は図2と同様に、縦軸に対して偏心される。
横断面A-A及び縦方向断面B-Bに見える形状記憶合金ワイヤ15は、細長い本体11に沿って少なくとも部分的に延在し、細長い本体11の縦軸30に対して偏心して位置決めされる第2ルーメン19内に配置される。形状記憶合金ワイヤの両端は、細長い本体11に対して固定される。形状記憶合金ワイヤ15は、形状記憶合金ワイヤ１５の近位端及び遠位端に接続される配線20を通じてエネルギ供給部からエネルギを受けるように構成される。形状記憶合金ワイヤに電気エネルギを供給することにより、抵抗加熱によりその温度が上昇する。
最初の長さを有する形状記憶合金ワイヤ15は、その抵抗加熱の際に短くなるように配置され、細長い本体11に対して形状記憶合金ワイヤ15の両端が固定される位置で、細長い本体11に引張り力を発生する。これにより、医療装置1の縦軸30に対する第二のルーメン19の偏心位置に起因して、形状記憶合金ワイヤ15の位置に関連する細長い本体11の部分の偏向が生じる。縦軸30は、形状記憶合金ワイヤにエネルギが供給されていないとき、中立位置における医療装置1の長さに沿って横断面の中心を結ぶ線として規定される。偏向の半径Rは、医療装置1の製造に使用される材料及び設計形態に依存する。形状記憶合金ワイヤの通常の候補は、50乃至200マイクロメートルの典型的な直径を有するNi-Ti、Cu-Al-Ni、Cu-Zn、Ni-Ti-Pdの合金である。細長い本体の製造に広範囲のポリマーが使用されることができ、最も知られているグループは熱可塑性エラストマー（例えば、PEBAX）である。
【００１４】
比較的細い形状記憶合金ワイヤが加熱時に軸方向のストロークにおいて十分に大きな力を生成するため、形状記憶合金のワイヤを使用する利点は医療装置の小型化の可能性である。医療装置の動作は、医療装置の縦軸30に対して偏心して位置決めされる形状記憶合金ワイヤによって形成されるレバーに依存し、したがって、形状記憶合金ワイヤの冷却の際に形状記憶要素を第一の方向から離れた第二の方向に付勢するスプリングの復元曲げ力又は補助構造の復元曲げ力は必要とされない。しかしながら、形状記憶合金ワイヤ15は、形状記憶合金ワイヤ15へのエネルギの供給が中断された後、最初の長さを回復するために軸方向の張力を必要とする。デットウィニング、相変態に加えて形状記憶効果に部分的に関与する特定の変形メカニズムは、固定部16と遠位端13との間のロッド18の圧縮に起因して、細長い本体11内に生成される軸方向の張力によって促進される。軸方向のデットウィニング形状記憶合金ワイヤは、あまり過酷ではなく、細長い本体における十分な軸方向の張力のみを必要とし、横方向に曲がる形状記憶要素のデットウィニングを必要とする医療装置よりも小さな直径を有する医療装置の製造を可能にする。
図3に示される医療装置の実施形態では、医療装置の細長い本体は、異種であり、具体的には、異なる特性を備える二つの材料から構成される。細長い本体11の近位部は、医療装置の近位部のより高い剛性を付与するためにブレイディングで更に補強されることができるより堅いポリマーから構成される。分岐解剖学的構造内でナビゲートされるときに容易に偏向可能になるために、医療装置の遠位部は大部分、異なる要求を有するので、細長い本体の遠位部21は、より柔軟なポリマーから作られることができる。第二のルーメン19は、細長い本体の両方のセグメントの両方、より堅い近位部11、及び可撓性の遠位部21において少なくとも部分的に延在する。第二のルーメン19に配置され、異種の細長い本体に対する両端において固定される形状記憶合金ワイヤ15はかなり長くなり得る。したがって規定される最大許容歪みを備える、特定の材料の形状記憶合金ワイヤは、温度差にさらされるときに、より長いセグメントに対してより大きな軸方向ストロークを生成することができる。形状記憶合金ワイヤの短縮によって生じる軸方向のストロークによる医療装置の偏向は、より堅い部分には影響を及ぼさないが、その効果は、ほぼ完全に可撓性の先端部に伝達され、その結果、医療装置１の遠位部の偏向のより小さな半径rがもたらされる。医療装置の他の実施形態では、細長い本体のより堅い領域及び可撓性の領域は、医療装置の長さに沿って繰り返し交互にもたらされ、その結果、操作中の医療装置の複雑な3次元の偏向がもたらされる。
細長い本体の第二のルーメン19は、医療装置を偏向させるために直接的に必要ではないので、図4に示されるように、形状記憶合金ワイヤ15は細長い本体に直接一体化されることができる。医療装置を偏向させるための要求は、形状記憶合金ワイヤ15の軸方向のストロークが、細長い本体11の縦軸に対して生成されることにある。したがって、形状記憶合金ワイヤは、細長い本体11に対して少なくとも二つの特徴的な点で固定されなければならない。オーバーモールドのような技術により、細長い本体における形状記憶合金ワイヤの組み込みが可能になる。複数の接触点又は領域が、オーバラップする長さに沿って形状記憶合金ワイヤ15と細長い本体11との間に存在するとき、二つの間の摩擦は、医療装置の偏向によって生じる相対運動中に顕著になり得る。これは、医療装置によってアドレス指定可能な曲げ半径の範囲を潜在的に制限する可能性がある。低摩擦を促進する材料で形状記憶合金ワイヤの部分を覆うような処理ステップは実際の解決策である。
形状記憶合金ワイヤは、多くの代替方法でエネルギ供給部からエネルギを受けるように構成することができる。図5に示される医療装置1の実施形態では、細長い本体11は、エネルギ供給部に接続可能であり、形状記憶合金ワイヤを加熱するためにエネルギ供給部から受け取った電気エネルギを熱に変換するように構成される抵抗を有する。抵抗は、形状記憶合金ワイヤ15の周囲に金属ワイヤの巻線22を有することができ、又は形状記憶合金ワイヤの周囲に配置される金属ワイヤであってもよい。代わりに、抵抗は、形状記憶合金ワイヤと同軸の金属構造であってもよい。これは、様々な技術的プロシージャ（例えば、蒸発、電気めっき等）を通じて形状記憶合金ワイヤのコンフォーマルな金属被覆によって実現され得る。
【００１５】
形状記憶合金ワイヤを囲むコイルは、形状記憶合金ワイヤ15の誘導加熱のために使用されてもよい。このような実施形態は、図5に示されたものと同様であってもよく、誘導コイル22は、高周波の交番電流で動作され得る。
【００１６】
エネルギ供給部は、形状記憶合金ワイヤ15の周囲のポンプ循環流体であってもよく、流体は形状記憶合金ワイヤよりも高い温度を有する。このような構成を有する医療機器では、図6に示されるように、形状記憶合金ワイヤ15は熱伝達を通じて流体からエネルギを受け取る。細長い本体11の第三のルーメン23及び第四のルーメン24は、細長い本体の遠位部において互いに接続され、形状記憶合金ワイヤ15と軸方向に少なくとも部分的にオーバラップするように延在する。第三のルーメン23は、流体の流入を可能にするように適合され、第四のルーメン24は、流体の流出を可能にするように適合される。形状記憶合金ワイヤ15の配線20は余分であり、形状記憶合金15よりも高温の流体が、形状記憶合金ワイヤ15を加熱するために循環されるとき、不要になる。
【００１７】
図6に示される医療装置は、形状記憶合金ワイヤ15がエネルギ供給部から配線20を通じて電気エネルギを受け取り、第三及び第四のルーメン23,24を通じて流れる形状記憶合金ワイヤ15よりも低い温度の流体が形状記憶合金ワイヤを冷却するように構成されることができる。冷却流体のフローは、形状記憶合金ワイヤへのエネルギ供給の中断に対する医療装置の応答時間を大幅に短縮することができ、それによって医療装置の中立位置への回復を促進する。
【００１８】
図7に示す医療装置の代替の実施形態では、細長い本体は、流体の流入のみに適合した第三のルーメン23を有する。第三のルーメン23は、細長い本体の遠位部13のスルーホール25と連通している。第三のルーメン23を通って流れる流体は、スルーホール25を介して遠位端13の周囲に分配される。この構成を備える形状記憶合金ワイヤ15の冷却は、流体による灌注が必要な医療機器（例えば心臓アブレーション）に対して有利である。
【００１９】
図8は、周囲にエネルギを提供するための金属チップ26で終端する遠位部を備える医療装置を示す。心臓アブレーションでは、周囲が心臓組織であり、エネルギは、白金 - イリジウム合金チップによって送達される高周波電流になり得る。ロッド18は、遠位端13で金属チップ26によって支持されることができ、又は金属チップ26に固定されることができる。更に他の代替案では、ロッド18は、外部高周波電流源への金属チップの電気的な接続部として使用されることができる。
【００２０】
前述の実施形態の組み合わせは、特定用途に最適な解決策を提供することができる。医療装置の様々な構成要素の位置は変化し得る。図9aに示される医療装置の横断面において、流体フローに適合される第三及び第四のルーメン23,24は、形状記憶合金ワイヤ15と等しい距離にあり、それにより形状記憶合金ワイヤへのエネルギ供給の中断の際の中立位置への医療装置の回復は更に加速する。図9bは、より大きな断面を備える第一のルーメン14を有する実施形態を示し、ロッド18の他に、第三及び第四のルーメン23、24とともに形状記憶合金ワイヤの配線20も配置される。主な利点は、そのような医療装置のより容易な製造にある。
細長い本体に沿って少なくとも部分的に延在する複数の形状記憶合金ワイヤは、医療装置の多方向への操作性を向上させ、及び/又は医療装置の様々なセグメントを差別的に偏向させるために、医療装置において使用され得る。図9cには、3つの形状記憶合金ワイヤ15を備える医療装置の一実施形態の横断面が示されており、エネルギ供給部からの異なる量のエネルギと、個々の形状記憶合金ワイヤの適切に調和される動作により、縦軸30に対して何れかの方向の医療装置の遠位部の偏向が可能になる。他の実施形態では、図9dに示されるように、複数の形状記憶合金ワイヤ15を備える医療装置は、各形状記憶合金ワイヤ15に対して個別の冷却ルーメン23を有することができる。
医療装置の偏向は、複雑な解剖学的構造内でのナビゲーションのために再現可能であり、制御される必要がある。医療装置の再現可能な偏向動作を確実にするシステム１０は図１０に示される。制御ユニット3は、医療装置1における形状記憶合金ワイヤにエネルギ供給部2によって供給されるエネルギの量を調整する。制御ユニット3及びエネルギ供給部2は一つのユニットに統合されてもよい。システム10は、医療装置1内で特に指定されるルーメンを通って流体を循環させるためのポンプ4を更に有することができる。ポンプ4は、必要な温度及びボリュメトリックレートで医療装置に流体のフローを供給することに関して制御ユニット3によって制御されてもよい。ポンプは二つの状態で機能することができる。第一の状態は、形状記憶合金ワイヤを冷却するためのものであり、それにより電気エネルギ源2から受けるエネルギの量の変更に対する形状記憶合金ワイヤの応答時間は短縮される。代わりに、ポンプ4は形状記憶合金ワイヤの温度よりも高い温度で流体フローをルーメンに供給し、それによって、ルーメン内の流体から医療装置のルーメンに隣接して配置される形状記憶合金ワイヤに熱を伝達することによってエネルギ供給部として機能してもよい。制御ユニット3は、固定部16と医療装置1の遠位端13との間のロッド18の圧縮を更に制御することができる。固定部16は、電気的に制御可能なスピンドル機構であってもよい。
細長い本体に沿って少なくとも部分的に延在する一つ又は複数の形状記憶合金ワイヤを有する医療装置の偏向を制御するステップは、段階的に実現されることができる。第一のステップにおいて、制御ユニット3は、偏向可能な医療装置1の固定部16と遠位端13との間に固定されるロッド18に有限の圧縮を提供する。第二のステップにおいて、制御ユニット3は、必要な性能に従って医療装置1を偏向させるために一つ又は複数の形状記憶合金ワイヤ15のために必要なエネルギ量を調整し、エネルギ供給部2は、一つ又は複数の形状記憶合金ワイヤ15にそれぞれのエネルギ量を供給する。ステップ3では、制御ユニット3は、医療装置1の必要な偏向性能に従って、流体の温度及びボリュメトリック流体フローレートに対してポンプ4のパラメータを調整する。ステップは連続的に又は同時に実行されることができる。
制御ユニットは、コンピュータを有し、コンピュータ可読媒体はコンピュータ実行可能なプログラム及びユーザインタフェースを記憶している。コンピュータプログラムは、コンピュータプログラムが偏向可能な医療装置を制御する制御ユニットのコンピュータ上で実行されるときに、偏向可能な医療装置に医療装置の偏向のためのステップを実行させるプログラムコード手段を有する。
医療装置は、本発明の例示的な説明において使用されるが、それは発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
開示される実施形態に対する他の変更は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の研究から、請求される発明を実施する当業者によって理解され、実現され得る。
【００２１】
単一のユニット又は装置がクレームに列挙される複数の項目の機能を満たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属クレームに列挙されているという単なる事実はこれら手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。
【００２２】
クレームにおいて、"有する"という語は他の要素若しくはステップを除外せず、不定冠詞"ａ"若しくは"ａｎ"は複数を除外しない。
クレームにおけるいかなる参照符号も範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図１０】
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