(57)【要約】【課題】体内の低侵襲検査・治療に用いることができる、細径化が容易な能動細管を提供【解決手段】Ｔｉ−Ｎｉ製超弾性合金（ＳＥＡ）チューブ１２０に、薄膜シリコーンゴムチューブ１１０を外側にかぶせた構造のカテーテル１００である。ＳＥＡチューブ１２０には、屈曲したい部分１２２に対して、細い接続部を残して複数の溝（切り欠き）を切り取り加工している。シリコーンゴムチューブ１１０は、先端部分１１２を余らせて被せている。内部の生理食塩水に対して陰圧を印加すると、先端部分１１２が弁として機能し、加工した部分１２２のシリコーンゴムチューブ１１０が内側にへこみ、この部分でカテーテル１００が屈曲する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈曲する部分に、複数の切り欠き部と該切り欠き部を接続する接続部を有する、弾性のある第１のチューブと、膜状の第２のチューブとの２重構造を有し、細管内部の流体の圧力を変化させることで、第２のチューブを変形して、屈曲することを特徴とする能動細管。
【請求項２】
請求項１記載の能動細管において、
前記第２のチューブは、前記第１のチューブの外側にあるとともに、前記第２のチューブの先端は開口し、前記流体は液体であり、
前記液体に陰圧を印加すると、前記第２のチューブによる弁が閉じることを特徴とする能動細管。
【請求項３】
請求項２記載の能動細管において、
前記第２のチューブの先端部が、前記第１のチューブの先端部より前まであり、
前記第２のチューブの先端部が弁として働くことを特徴とする能動細管。
【請求項４】
請求項２記載の能動細管において、
前記第１のチューブの切り欠きの１つのピッチが大きく、
前記液体に陰圧を印加すると、該ピッチが大きい切り欠き部分の前記第２のチューブが弁として働くことを特徴とする能動細管。
【請求項５】
請求項１記載の能動細管において、
前記第２のチューブは、前記第１のチューブと密着して一体化しているとともに、前記第１及び／又は第２のチューブの先端は閉じており、
前記流体に陰圧又は陽圧を印加して、屈曲することを特徴とする能動細管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血管等の生体空腔内に挿入し、診断や低侵襲治療を行う能動カテーテルあるいはガイドワイヤーとして用いることができる能動細管に関する。
【０００２】
【技術的背景】
近年、生体を大きく切開することなく体内の患部を診断、治療する低侵襲治療が広く行われている。低侵襲治療には、口腔、大腸、尿道など既に開いている孔から器具を挿入する内視鏡手術や、生体組織に最小限の孔を開けて器具を挿入する鍵穴手術などがある。
マイクロマシニング技術の発達に伴い血管や生体の管状組織に挿入する医療用カテーテルやガイドワイヤーにも屈曲動作を外部から自在にコントロールするさまざまなマイクロ能動機構が試みられるようになった。
例えば、カテーテルを用いた治療として肝細胞癌がある。図１（ＩＶＲ  Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ  Ｒｅｄｉｏｌｏｇｙ（金原出版株式会社）ｐ６９参照）に示すような動脈４０から栄養を供給されている肝腫瘍２０の場合、体外からカテーテル（図示せず）を手操作し、癌細胞に対して栄養を供給する血管（この場合、動脈４０）を選択的に塞栓することが行われている。この場合のように、多数の血管を効率的に塞栓する必要があるときには、屈曲機構を有するカテーテルが望まれていたが、末梢血管径は細く、従来の能動カテーテルでは適用できなかった。
また、脳血管へのカテーテルおよびガイドワイヤーを挿入する際に、血管が９０°以上の急な角度で分岐していると、挿入が困難または不可能となり充分な治療が施せない。この際にも屈曲機構を有するカテーテルが望まれていたが、末梢の血管径は細く従来の能動カテーテルでは適用できなかった。
上述の脳動脈瘤の治療では、例えば図２（Ｅｌｅｃｔｒｏｔｈｒｏｍｂｏｓｉｓ  ｏｆ  ｓａｃｃｕｌａｒ  ａｎｅｕｒｙｓｍｓ  ｖｉａ  ｅｎｄｏｖａｓｃｕｌａｒ  ａｐｐｒｏａｃｈ，  Ｐａｒｔ  １：  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ｂａｓｉｓ，  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，  ａｎｄ  ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  ｒｅｓｕｌｔｓ，  Ｇｕｉｄｏ  Ｇｕｇｌｉｅｌｍｉ，  Ｆｅｒｎａｎｄｏ  Ｖｉｎｕｅｌａ，  Ｉｖａｎ  Ｓｅｐｅｔｋａ，  ａｎｄ  Ｖｅｌｉｏ  Ｍａｃｅｌｌａｒｉ，  Ｊ．  Ｎｅｕｒｏｓｕｒｇ．  Ｖｏｌ．  ７５  １９９１  ｐ２  参照）  のように、手動カテーテル６０によって、動脈瘤７０に金属細線６５を充填する治療が施されていた。動脈瘤入口部にカテーテル６０を挿入し、金属細線６５を充填するために能動的な屈曲機構を有するカテーテルが望まれていたが、脳血管径は細く従来の能動カテーテルは適用できなかった。
【０００３】
さて、従来の能動カテーテルとして、例えば特許文献１に示すものがある。この例では、内側チューブの周りに複数の形状記憶合金アクチュエータを配し、形状記憶合金アクチュエータに通電加熱することによって屈曲する能動カテーテルを提案している。
この特許文献１のような形状記憶合金に通電して屈曲させるアクチュエータでは、大動脈のような比較的太い血管内の低侵襲治療には有効と考えられるが、アクチュエータの組み込み、通電のための配線、絶縁と防水のためのパッケージングなど構造が複雑で細径化が難しい。
また、特許文献２では、医療チューブ用バルーンの周方向に部分的に架橋処理を施し、伸縮量に分布を持たせることによって屈曲する医療チューブ用バルーンが提案されている。
特許文献２に示すような医療チューブ用バルーンでは、液体を注入し圧力で屈曲を制御するので、特別なアクチュエータや通電のためのリード線は必要なく、バルーンを膨らませるための流路が必要なものの、ある程度の細線化が可能である。しかしながら、屈曲の際にバルーンが外側に膨張するため、狭い血管内では限界があり、小さな曲率半径で屈曲させることが難しい。
【特許文献１】
特開平１１−４８１７１号公報
【特許文献２】
特開平１１−４０５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、体内の低侵襲検査・治療に用いることができる、細径化が容易な能動細管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】
上記目的を達成するために、本発明は、屈曲する部分に、複数の切り欠き部と該切り欠き部を接続する接続部を有する、弾性のある第１のチューブと、膜状の第２のチューブとの２重構造を有し、細管内部の流体の圧力を変化させることで、第２のチューブを変形して、屈曲することを特徴とする能動細管である。
前記第２のチューブは、前記第１のチューブの外側にあるとともに、前記第２のチューブの先端は開口し、前記流体は液体であり、前記液体に陰圧を印加すると、前記第２のチューブによる弁が閉じるようにしてもよい。
この弁としては、前記第２のチューブの先端部が、前記第１のチューブの先端部より前まであり、前記第２のチューブの先端部が弁として働くことや、前記第１のチューブの切り欠きの１つのピッチが大きく、前記液体に陰圧を印加すると、該ピッチが大きい切り欠き部分の前記第２のチューブが弁として働くことにより、実現できる。
前記第２のチューブは、前記第１のチューブと密着して一体化しているとともに、前記第１及び／又は第２のチューブの先端は閉じており、前記流体に陰圧又は陽圧を印加して、屈曲することもできる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
本発明の実施形態における構造の１例を図３に示す。図３は、Ｔｉ−Ｎｉ製超弾性合金（ＳＥＡ）チューブ１２０に、薄膜シリコーンゴムチューブ１１０を外側にかぶせた構造のカテーテル１００を示している。ＳＥＡチューブ１２０には、屈曲したい部分１２２に対して、細い接続部を残して複数の溝（切り欠き）を切り取り加工している。また、シリコーンゴムチューブ１１０は、先端部分１１２を余らせて被せている。シリコーンゴムチューブ１１０には、生体に害のない生理食塩水で満たしている。
溝（切り欠き）の加工方法の例としては、外径０．８８ｍｍ、内径０．７５ｍｍのＳＥＡの中にピアノ線を入れて、ステージに固定し、軸方向と回転方向の送りを行いながらフェムト秒レーザーによって切り取ることで、加工を行うことができる。また、エッチングによる加工でも製作することができる。
【０００６】
図３に示す構造のチューブ１００を、加工部分１２２で屈曲させる操作は、次の手順で行われる（図４参照）。
▲１▼  カテーテル１００内に生理食塩水を満たし、それを強く吸引することで、ＳＥＡチューブ１２０を覆っていないシリコーンゴムチューブの先端部分１１２が弁となり閉じる（図４（ａ）参照）。
▲２▼  吸引をさらに行うと内圧の低下により、加工部分１２２のシリコーンゴムチューブ１１０が複数ある溝の内側に入り込み、カテーテル１００は下側へ屈曲する（図４（ｂ），（ｃ）参照）。
製作した能動カテーテルでは、図示の屈曲機構の後方にポリマーチューブを取り付けて吸引すると、図４（ｃ）のように屈曲する。
▲３▼  吸引を解除することで元の状態に戻る。
以上のように、屈曲の動作を行うことができる。生理食塩水を用いるのは、開口部から生体内に入っても害が無いからである。なお、上述の圧力を能動細管に印加するための生理食塩水は、生体に害のない液体であれば、何を用いてもよい。
このように、図３に示した構造の能動細管では、シリコーンゴムチューブは、開口したままＴｉ−Ｎｉ製超弾性合金（ＳＥＡ）チューブにかぶせており、開口部を通して治療や検査を行うことができる。
中空構造を持たせて、カテーテルとしての機能を確保したので、必要に応じて造影剤を注入したり、患部到達後に治療用マイクロツールを通す、マイクロカテーテルとして使用することができる。
【０００７】
＜カテーテルの他の構造例＞
図３と同じような中空構造を持たせて、カテーテルとしての機能を確保したマイクロカテーテルの構造例を、図５に示す。
図５は、図３と同様に、Ｔｉ−Ｎｉ製超弾性合金（ＳＥＡ）チューブ２２０に、薄膜シリコーンゴムチューブ２１０を外側にかぶせた構造のカテーテル２００を示している。このカテーテルは、加工部２２２の溝（切り欠き）の１つのピッチを広くすることにより、この部分の薄膜シリコーンゴムチューブを弁としている。この構造のカテーテルは、先端部に弁が付いた図３に示す構造のものと同様に、吸引によって屈曲するタイプである。
図５のカテーテルにおいて、カテーテル内部を満たした生理食塩水に対する最初の強い吸引により、この広い溝部分のシリコーンゴム壁が内側にたわみ、ＳＥＡチューブと接触することで弁として機能し、先端を閉じる。さらに生理食塩水を吸引することで、図３の構造と同様に、加工部である複数の溝の部分が曲がるようになる。
この構造でも、開口部を有しているので、カテーテルとしての機能を確保している。
なお、図３や図５では、カテーテルの骨材として、Ｔｉ−Ｎｉ製超弾性合金（ＳＥＡ）チューブを用いているが、塑性変成せず、折れにくく、しかも弾性があるものであればよい。また、骨材にかぶせるものとしては、薄膜シリコーンゴムチューブに限られるものではなく、伸縮性があるか、薄くて溝の内部に圧力により畳まれるもので、破れにくいものであればよい。
また、このような二重構造は、カテーテルの少なくとも折れ曲がる部分から先端部にかけて必要である。
【０００８】
＜能動ガイドワイヤー＞
図６に能動ガイドワイヤー３００として機能する能動細管の構造を示す。
図６において、０．２〜０．５ｍｍ程度のＴｉ−Ｎｉ製超弾性合金（ＳＥＡ）チューブ３２０の先端部をポリマー製の変形しないキャップ３３０で閉じ、薄膜シリコーンゴムチューブ３１０をＳＥＡチューブ３２０と密着させて一体化して、シリコーンゴムチューブ３１０の内部に生理食塩水を満たした構造である。曲がる部分は、図３，図５と同様に、接続部がある複数の溝（切り欠き）が設けられている。
この構造のガイドワイヤー３００の場合は、内部の生理食塩水に対して陽圧または陰圧を印加し、複数の溝（切り欠き）の部分のシリコーンゴムチューブが膨らむ又は内側に凹むことで屈曲させる。生理食塩水に対する圧力を解放すると元の形に戻る。
【０００９】
内部を満たした生理食塩水に陽圧を印加した場合（図６（ａ）参照）と、陰圧を印加した場合（図６（ｂ）参照）で、複数の溝（切り欠き）をもうけた加工部分の曲がる方向を変えることができる。
なお、  図６では、先端部にポリマー製のキャップを用いているが、金属製（例えば、ＳＥＡ製）のキャップでもよい。キャップはガイドワイヤーの先端部を密閉するのであれば、薄膜シリコーンゴムチューブに取り付けてもよい。
また、図６では、ガイドワイヤーの骨材として、Ｔｉ−Ｎｉ製超弾性合金（ＳＥＡ）チューブを用いているが、塑性変形しにくく、折れにくく、しかも弾性があるものであればよい。変形してガイドワイヤーを屈曲している薄膜シリコーンゴムチューブは、これに限定されず、伸縮性があり、破れにくいものであればよい。圧力を能動細管に印加するための流体は、生体に害のないものであれば、液体でも気体でもよく、何を用いてもよい。
【００１０】
＜溝（切り欠き）の接続部の形状＞
能動細管を屈曲させる部分のＴｉ−Ｎｉ製超弾性合金（ＳＥＡ）チューブにおける切り欠きの接続している接続部は、長さや形状により、曲がり易さを変化させることができる。図８（ａ）〜図８（ｄ）は、切り欠きのピッチをあまり変えずに色々な曲がり易さを得るための、接続部の形状の例を示す。
【００１１】
【発明の効果】
上述した本発明の能動細管は、単純な構造で屈曲機構が実現でき、細径化が容易で、低コストで生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】肝腫瘍の治療を説明するための図である。
【図２】動脈瘤の治療を説明するための図である。
【図３】実施形態のカテーテルの屈曲機構を説明するための図である。
【図４】実施形態のカテーテルの屈曲機構の動作を説明するための図である。
【図５】実施形態のカテーテルの他の構成を説明するための図である。
【図６】実施形態のガイドワイヤーの構成を説明するための図である。
【図７】切り欠きを接続している接続部の形状を示す図である。
【符号の説明】
１００、２００  カテーテル
１１０，２１０  シリコーンゴムチューブ
１１２          シリコーンゴムチューブの先端部
１２０，２２０  超弾性合金チューブ
１２２，２２２  加工部分（屈曲部分）
２２４          ピッチの広い部分
３００          ガイドワイヤー
３１０          シリコーンゴムチューブ
３２０          超弾性合金チューブ
３３０          キャップ
【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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