(57)【要約】  生体の内部構造の画像を、広い範囲で高精度に取得できる撮像デバイスを提供する。  外シース（２０）の近位部が固定されると共に振動子ユニット（４０）を駆動する駆動シャフト（５０）および内シース（３０）が貫通する第１のハウジング（６０）と、内シース（３０）の近位部が固定されると共に駆動シャフト（５０）を回転可能に保持する第２のハウジング（７０）とを有する撮像デバイス（１０）であり、第１のハウジング（６０）は、外シース（２０）の内腔と連通する第１のポート（６２）を有し、第２のハウジング（７０）は、第１のハウジング（６０）に近接・離間可能であると共に、内シース（３０）および外シース（２０）の間の第１の隙間（Ｇ１）と、内シース（３０）および駆動シャフト（５０）の間の第２の隙間（Ｇ２）と、を有し、第１の隙間（Ｇ１）と、第２の隙間（Ｇ２）とが、内シース（３０）の遠位側で連通する。
2019188658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺な外シースと、
前記外シース内に配置される振動子または撮像素子と、
遠位部に前記振動子または撮像素子が固定されて、前記外シース内で駆動力を前記振動子または撮像素子に伝達する駆動シャフトと、
前記外シースの内部を当該外シースの軸心に沿って移動可能であると共に前記駆動シャフトが貫通する内シースと、
前記外シースの近位部が固定されると共に前記駆動シャフトおよび内シースが貫通する第１のハウジングと、
前記第１のハウジングの近位側に配置されて、前記内シースの近位部が固定されると共に前記駆動シャフトを回転可能に保持する第２のハウジングと、を有し、
前記内シースおよび外シースの間の第１の隙間と、前記内シースおよび駆動シャフトの間の第２の隙間と、を有し、
前記第１の隙間と、前記第２の隙間とが、前記内シースの遠位側で連通し、
前記第１のハウジングは、前記第１の隙間と連通する第１のポートを有し、
前記第２のハウジングは、前記第１のハウジングに近接および離間が可能であると共に、前記第２の隙間と連通する第２のポートを有する撮像デバイス。
【請求項２】
前記第１のハウジングは、前記内シースの外周面に対して当該内シースの軸心に沿って摺動可能に接触し、前記第１のハウジングと内シースの間を封止する第１の封止部を有し、
前記第２のハウジングは、前記駆動シャフトの外周面に、当該駆動シャフトの周方向へ摺動可能に接触し、前記第２のハウジングと駆動シャフトの間を封止する第２の封止部を有する請求項１に記載の撮像デバイス。
【請求項３】
前記内シースの遠位端は、前記駆動シャフトの遠位端に近接する請求項１または２に記載の撮像デバイス。
【請求項４】
前記振動子または撮像素子の最大外径は、前記内シースの直径よりも長い請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像デバイス。
【請求項５】
前記内シースの軸心と直交する断面において、前記第２の隙間の断面積は、前記第１の隙間の断面積よりも大きい請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像デバイス。
【請求項６】
前記内シースの軸心と直交する断面において、前記第１の隙間の径方向の長さは、前記第２の隙間の径方向の長さよりも長い請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像デバイス。
【請求項７】
前記外シースの遠位部は、内腔が閉鎖されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像デバイス。
【請求項８】
前記内シースの近位部は、遠位部よりも大きな曲げ剛性を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像デバイス。
【請求項９】
前記第１のハウジングは、位置を固定する支持部に固定され、
前記第２のハウジングは、前記支持部に対して軸方向へ往復移動が可能な移動部に固定され、
前記移動部が前記支持部に対して往復移動することによって、前記第２のハウジングは前記第１のハウジングに対して往復移動する請求項１〜８のいずれかに１項に記載の撮像デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像デバイスに関し、特に、血管および脈管などの管腔内に挿入して画像を取得する撮像デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
血管や脈管などの生体管腔内の患部を診察する場合に、生体管腔に挿入されて、超音波や光を利用して画像を取得する撮像デバイスが使用される。例えば超音波を利用する撮像デバイスは、超音波を送受信するための振動子と、この振動子を回転させる駆動シャフトと、振動子および駆動シャフトを回転可能に収容するシースとを有している。振動子は、シース内で駆動シャフトにより回転駆動されて超音波を送受信し、生体内の三次元画像を取得する。特に、冠動脈等の血管の観察用に、振動子を外側シース内で軸心に沿って移動できる撮像デバイスが用いられている。【０００３】
ところで、心臓の内部構造を三次元で把握することは、治療戦略を構築する意味で重要である。しかし、心腔は、冠動脈等と比較して広い。このため、冠動脈等に使用される撮像デバイスを心腔内に挿入すると、振動子が小さいために、超音波の深達距離が足りない可能性がある。このため、心腔のような広い空間内で画像を取得する際には、振動子の面積を大きくすることが望ましい。振動子の面積を大きくすることで、超音波の深達距離を長くすることができる。【０００４】
しかしながら、撮像デバイスは、心腔のような広い空間に挿入されると、自由に動きやすい。特に、振動子を大きくした場合には、シース内で振動子を駆動させると、撮像デバイスの遠位部の位置が不安定となる。したがって、撮像デバイスにより、心臓のような大きな内部構造の三次元画像を、精度よく安定して取得することは困難である。【０００５】
また、超音波を利用する撮像デバイスは、通常、振動子が位置するシース内から空気を除去する必要がある。シース内が生理食塩液で満たされることで、振動子によって生成または検出される超音波が、効率的に伝播可能である。例えば、特許文献１には、振動子が配置されるシースの近位側に位置するハウジングに、主ポートと副ポートが設けられるデバイスが記載されている。主ポートから供給された流体は、シースを通って振動子まで到達する。この後、流体は、シースを通ってハウジングへ戻り、副ポートから排出される。これにより、特許文献１に記載のデバイスは、シースの遠位部から流体を生体内へ放出することなく、空気を除去できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６０７３２９５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のデバイスは、振動子が、シース内を軸心に沿って移動できない。このため、生体の内部構造の画像を、三次元的に広い範囲で高精度に取得することは困難である。【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、生体の内部構造の画像を、広い範囲で高精度に取得できる撮像デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する撮像デバイスは、長尺な外シースと、前記外シース内に配置される振動子または撮像素子と、遠位部に前記振動子または撮像素子が固定されて、前記外シース内で駆動力を前記振動子または撮像素子に伝達する駆動シャフトと、前記外シースの内部を当該外シースの軸心に沿って移動可能であると共に前記駆動シャフトが貫通する内シースと、前記外シースの近位部が固定されると共に前記駆動シャフトおよび内シースが貫通する第１のハウジングと、前記第１のハウジングの近位側に配置されて、前記内シースの近位部が固定されると共に前記駆動シャフトを回転可能に保持する第２のハウジングと、を有し、前記内シースおよび外シースの間の第１の隙間と、前記内シースおよび駆動シャフトの間の第２の隙間と、を有し、前記第１の隙間と、前記第２の隙間とが、前記内シースの遠位側で連通し、記第１のハウジングは、前記第１の隙間と連通する第１のポートを有し、前記第２のハウジングは、前記第１のハウジングに近接および離間が可能であると共に、前記第２の隙間と連通する第２のポートを有する。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように構成した撮像デバイスは、振動子または撮像素子と内シースが一定の距離を保ったまま外シースの内部で軸心に沿って移動可能である。このため、振動子または撮像素子が安定して移動できるので広い範囲の画像を取得できると共に、高精度な画像を取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る撮像デバイスを示す平面図である。
【図２】実施形態に係る撮像デバイスを備える撮像システムを示す概略図である。
【図３】撮像デバイスの振動子ユニットをプルバックする前の断面図であり、（Ａ）は遠位部、（Ｂ）は近位部を示す。
【図４】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】撮像デバイスの振動子ユニットをプルバックしている状態の断面図であり、（Ａ）は遠位部、（Ｂ）は近位部を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上、誇張されて実際の比率とは異なる場合がある。
【００１３】
本実施形態に係る撮像デバイス１０は、主として心腔または血管内に挿入されて心臓や血管の三次元画像を取得するデバイスである。なお、本明細書では、生体管腔に挿入する側を「遠位側」、操作する手元側を「近位側」と称することとする。
【００１４】
撮像デバイス１０は、図１、３に示すように、外シース２０と、内シース３０と、振動子ユニット４０（画像取得部）と、駆動シャフト５０とを備えている。撮像デバイス１０は、さらに、第１のハウジング６０と、第２のハウジング７０とを備えている。
【００１５】
外シース２０は、生体管腔内に挿入される管体である。外シース２０は、外シース本体２１と、遠位チューブ２２と、連結チューブ２３とを備えている。
【００１６】
遠位チューブ２２には、ガイドワイヤルーメン２２１が形成される筒体である。ガイドワイヤルーメン２２１は、予め生体管腔に挿入されたガイドワイヤ１００が通される。撮像デバイス１０は、遠位部にのみガイドワイヤルーメン２２１が設けられる“ラピッドエクスチェンジ型”である。ガイドワイヤルーメン２２１の近位側の開口部は、振動子ユニット４０よりも遠位側に位置している。このため、振動子ユニット４０による撮像範囲内にガイドワイヤルーメン２２１が存在しない。したがって、撮像がガイドワイヤルーメン２２１によって阻害されない。撮像デバイス１０は、“ラピッドエクスチェンジ型”であるため、外シース本体２１の内部を密封した状態とすることができる。
【００１７】
外シース本体２１は、振動子ユニット４０（振動子）、内シース３０および駆動シャフト５０を収容している。外シース本体２１内の振動子ユニット４０、内シース３０および駆動シャフト５０は、外シース本体２１の軸心に沿って移動可能である。さらに、外シース本体２１内の振動子ユニット４０および駆動シャフト５０は、外シース本体２１の内部で回転可能である。外シース本体２１は、近位端のみが開口し、遠位端が開口せずに閉鎖された筒体である。なお、外シース本体２１の遠位端は、他の部材によって閉鎖されてもよい。外シース本体２１の近位部は、第１のハウジング６０に固定されている。
【００１８】
連結チューブ２３は、遠位チューブ２２を外シース本体２１に対して連結する筒体である。連結チューブ２３の遠位部は、遠位チューブ２２を囲んでいる。連結チューブ２３の近位部は、外シース本体２１の遠位部を囲んでいる。遠位チューブ２２の軸心と外シース本体２１の軸心は、一致しないが、一致してもよい。
【００１９】
内シース３０は、外シース２０に遠位側の一部が挿入される筒体である。内シース３０は、内シース本体３１と、内シース補強体３２とを備えている。内シース３０の遠位部は、図３、５に示すように、外シース本体２１の内部に、外シース本体２１の軸心に沿って移動可能に収容されている。内シース３０の近位部は、外シース本体２１および第１のハウジング６０から近位側に導出されて、第２のハウジング７０に固定されている。
【００２０】
内シース本体３１は、駆動シャフト５０を回転可能に収容している。内シース本体３１の遠位部は、振動子ユニット４０の近位側に、振動子ユニット４０に近接して位置している。内シース補強体３２は、内シース本体３１の近位部の外周面を補強する円管である。内シース補強体３２の軸方向の長さは、内シース本体３１の軸方向の長さよりも短い。内シース補強体３２は、第１のハウジング６０よりも近位側へ露出する可能性の高い所定の範囲に設けられる。内シース補強体３２は、内シース３０の曲げ剛性を増加させる。したがって、内シース３０の近位部は、遠位部よりも大きな曲げ剛性を有する。このため、図５に示すように、内シース３０は、第１のハウジング６０よりも近位側に露出した状態であっても撓み難い。したがって、内シース３０は、外シース２０に対して、外シース２０の軸心に沿って安定して往復移動が可能である。このため、内シース３０を第１のハウジング６０へ良好に押し込むことができる。また、内シース補強体３２は、第１の封止部６４と滑らかに接触する。なお、内シース補強体は、円管でなくてもよい。内シース補強体は、例えば、内シース本体３１に埋設される線材であってもよい。線材は、編組されることが好ましいが、編組されなくてもよい。
【００２１】
心腔のような広い空間で画像を取得できるように、超音波深達距離の長い大きな振動子ユニット４０を適用すると、それに応じて、外シース本体２１の内径が大きくなる。それに合わせて、駆動シャフト５０の外径を大きくすることは、駆動シャフト５０の近位部の負担、必要な回転駆動力および発熱量が増加することなどから、望ましくない。しかしながら、駆動シャフト５０の外径が、振動子ユニット４０よりも小さ過ぎると、外シース本体２１の内周面と駆動シャフト５０の外周面の間に、広い空間が生じる。この広い空間は、駆動シャフト５０の回転方向および軸方向への移動を不安定にする要因となる。内シース３０は、この広い空間に配置されて、駆動シャフト５０の回転方向および軸方向への移動を安定させる。なお、内シース３０は、駆動シャフト５０と共に回転しない。このため、駆動シャフト５０に必要な回転駆動力および発熱量は増加しない。
【００２２】
振動子ユニット４０は、管腔組織に向けて超音波を送受信する。振動子ユニット４０は、図３、５に示すように、超音波を送受信する超音波振動子４１と、超音波振動子４１が配置されると共に駆動シャフト５０に固定される保持部４２とを備えている。駆動シャフト５０の軸心と直交する断面における振動子ユニット４０の最大外径は、遠位側駆動シャフト５１の最大外径よりも大きい。振動子ユニット４０の最大外径は、内シース３０の最大外径と同程度であるが、これに限定されない。
【００２３】
外シース本体２１、遠位チューブ２２、連結チューブ２３および内シース本体３１の構成材料は、可撓性を有し、ある程度の強度を有すれば特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（エチレン・四フッ化エチレン共重合体）等のフッ素系ポリマー、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリイミド等が好適に使用できる。
【００２４】
内シース補強体３２の構成材料は、特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン等が好適に使用できる。
【００２５】
駆動シャフト５０は、外部駆動装置８０（図２を参照）から作用する回転の動力を振動子ユニット４０に伝達する。駆動シャフト５０は、内シース３０を貫通する柔軟な遠位側駆動シャフト５１と、遠位側駆動シャフト５１の近位部に固定される接続パイプ５２とを備えている。遠位側駆動シャフト５１の遠位端は、保持部４２に固定されている。遠位側駆動シャフト５１は、例えば、右左右と巻き方向を交互にしている３層コイルなどの多層コイル状の管体で構成される。接続パイプ５２は、例えば金属製の円管である。接続パイプ５２の近位部は、第２のハウジング７０の内部で回転するロータ７７に固定されている。接続パイプ５２の内部には、信号線５３が通されている。接続パイプ５２の内部の信号線５３は、接着剤等の密閉剤５５により固着されている。したがって、接続パイプ５２の内部を、流体が流通不能である。
【００２６】
駆動シャフト５０が回転の動力を伝達することによって、振動子ユニット４０が回転し、血管や心腔から、組織の内部構造を３６０度観察できる。また、駆動シャフト５０は、外シース本体２１の内部を、外シース本体２１の軸心に沿って移動可能である。
【００２７】
信号線５３は、駆動シャフト５０の内部を貫通して配置されている。信号線５３は、ロータ７７から伝わる信号を、振動子ユニット４０に伝達する。また、信号線５３は、振動子ユニット４０で検出された信号を、ロータ７７を介して外部駆動装置８０に伝達する。
【００２８】
外シース２０の内周面と内シース３０の外周面の間には、図４に示すように、第１の隙間Ｇ１が形成される。内シース３０の内周面と駆動シャフト５０の外周面の間には、第２の隙間Ｇ２が形成される。内シース３０、外シース２０および駆動シャフト５０の軸心と直交する断面において、第１の隙間Ｇ１の断面積は、第２の隙間Ｇ２の断面積よりも大きいことが好ましいが、これに限定されない。また、第１の隙間Ｇ１の径方向の長さｒ１は、第２の隙間Ｇ２の径方向の長さｒ２よりも大きいことが好ましいが、これに限定されない。
【００２９】
第１のハウジング６０は、図３、５に示すように、外シース２０の近位部が液密に固着されている。第１のハウジング６０は、外シース２０の内腔と連通する第１の中空部６１と、第１のポート６２と、第１のハウジング近位部６３と、第１の封止部６４とを備えている。
【００３０】
第１の中空部６１は、第１のポート６２と外シース２０の内腔を連通される。第１の中空部６１には、外シース２０から近位側へ導出されている内シース３０および駆動シャフト５０が貫通している。第１のハウジング近位部６３は、第１の中空部６１と連通する貫通孔を有し、第１の中空部６１の近位側に位置している。この第１のハウジング近位部６３の貫通孔に、第１の封止部６４が配置されている。第１の封止部６４には、内シース３０および駆動シャフト５０が貫通している。第１の封止部６４は、内シース３０の外周面に対して、内シース３０の軸心に沿って摺動可能に接触する。第１の封止部６４は、第１のハウジング近位部６３と内シース３０の間を、摺動可能に封止する。第１の封止部６４は、内シース３０の外周面と摺動可能であれば、特に限定されないが、例えばＯリングやクロスカット弁体である。クロスカット弁体とは、柔軟な材料の一方面の切り込みと他方面の切り込みを交差させて、２つの切り込みを中央部で連通させた弁体である。第１のポート６２は、生理食塩液等の流体を注入または排出するチューブ等を連結可能な開口部である。
【００３１】
第２のハウジング７０は、第１のハウジング６０の近位側に配置される。第２のハウジング７０は、第１のハウジング６０から近位側へ導出される内シース３０の近位部が、液密に固着されている。第２のハウジング７０は、第１のハウジング６０に対して、内シース３０の軸心に沿って近接および離間可能である。
【００３２】
第２のハウジング７０は、内シース３０の内腔と連通する第２の中空部７１と、第２のポート７２と、第２のハウジング近位部７３と、第２の封止部７４とを備えている。第２のハウジング７０は、さらに、ジョイント７５と、コネクタ７６と、ロータ７７とを備えている。
【００３３】
第２の中空部７１は、第２のポート７２と内シース３０の内腔を連通させる。第２の中空部７１には、内シース３０から近位側へ導出されている駆動シャフト５０が貫通している。第２のハウジング近位部７３は、第２の中空部７１と連通する貫通孔を有し、第２の中空部７１の近位側に位置している。この第２のハウジング近位部７３の貫通孔に、第２の封止部７４が配置されている。第２の封止部７４には、駆動シャフト５０の接続パイプ５２が貫通している。第２の封止部７４は、接続パイプ５２の外周面に対して、接続パイプ５２の回転方向へ摺動可能に接触する。第２の封止部７４は、第２のハウジング近位部７３と駆動シャフト５０の間を、摺動可能に封止する。第２の封止部７４は、駆動シャフト５０の外周面と摺動可能であれば、特に限定されないが、例えばＯリングである。第２のポート７２は、生理食塩液等の流体を注入または排出するチューブ等を連結可能な開口部である。
【００３４】
ジョイント７５は、第２のハウジング近位部７３の近位側に固定されている。ジョイント７５は、近位側にジョイント開口部７５１を有し、コネクタ７６およびロータ７７を内部に配置する。コネクタ７６は、ジョイント開口部７５１から入り込む、外部駆動装置８０（図２を参照）が有する駆動側コネクタ８１１と連結可能である。コネクタ７６は、駆動側コネクタ８１１と機械的および電気的に連結される。コネクタ７６には、接続パイプ５２の内部を通る信号線５３が接続されている。したがって、コネクタ７６は、信号線５３を介して、振動子ユニット４０に接続されている。
【００３５】
ロータ７７は、接続パイプ５２が固着されている。ロータ７７は、ジョイント７５の内部で、コネクタ７６と一体的に回転する。ロータ７７が回転すると、ロータ７７に固定されている駆動シャフト５０が回転する。また、ロータ７７はジョイント７５と第２のハウジング近位部７３に挟まれ、軸方向の動きが制限されている。ロータ７７は、第２のハウジング７０の内部で回転可能であり、かつ第２のハウジング７０と共に軸心に沿って移動可能である。振動子ユニット４０は、コネクタ７６および信号線５３を介して受け取る信号により、超音波を出力する。また、振動子ユニット４０は、反射波を受けて信号に変換し、その信号を、信号線５３およびコネクタ７６を介して外部駆動装置８０に送信する。外部駆動装置８０は、受信した信号に適当な処理を施して、画像として表示する。
【００３６】
第１のハウジング６０および第２のハウジング７０の構成材料は、ある程度の強度を有すれば特に限定されないが、例えば、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリサルホン、ポリアリレート、メタクリレート−ブチレン−スチレン共重合体等が好適に使用できる。
【００３７】
上述した撮像デバイス１０は、図２に示すように、外部駆動装置８０に接続されて駆動される。外部駆動装置８０は、基台８５上に、モータ等の駆動源を内蔵して駆動シャフト５０を回転駆動する駆動部８１と、駆動部８１を軸方向へ移動させる移動部８２と、撮像デバイス１０の一部を位置固定的に支持する支持部８３とを備えている。外部駆動装置８０は、駆動部８１および移動部８２を制御する制御部８９に接続されている。振動子ユニット４０によって得られた画像は、制御部８９に接続された表示部８８に表示される。
【００３８】
移動部８２は、駆動部８１を把持して固定することが可能である。移動部８２は、例えば、モータ等の駆動源により駆動する送り機構である。移動部８２は、固定した駆動部８１を、基台８５上の溝レール８６に沿って前後進させる。
【００３９】
駆動部８１は、撮像デバイス１０のコネクタ７６に接続可能な駆動用コネクタ８１１と、撮像デバイス１０のジョイント７５に接続可能なジョイント接続部８１２とを備えている。コネクタ７６が駆動用コネクタ８１１に接続されることで、駆動部８１は、振動子ユニット４０との間で信号の送受信が可能となる。また、ジョイント７５がジョイント接続部８１２に接続されることで、駆動シャフト５０を回転させることが可能となる。
【００４０】
撮像デバイス１０における超音波走査（スキャン）は、駆動部８１の回転運動を駆動シャフト５０に伝達し、駆動シャフト５０の遠位端に固定された振動子ユニット４０を回転させることにより行われる。これにより、超音波振動子４１で送受信される超音波を略径方向に走査できる。さらに、移動部５２により、駆動シャフト５０を近位側へ牽引できる。これにより、超音波振動子４１を回転させつつ近位側へ移動させることができる。このため、血管または心腔の包囲組織の３６０°の断面画像を、外シース２０の軸心に沿って任意の位置まで走査的に得ることができる。
【００４１】
撮像デバイス１０は、ポンプ装置９０に接続される。ポンプ装置９０は、流体を循環させることができる。ポンプ装置９０は、流体を供給する供給管９１と、流体を回収する回収管９２とを備えている。供給管９１は、第２のポート７２に接続される。回収管９２は、第１のポート６２に接続される。ポンプ装置９０のポンプ機構は、特に限定されないが、例えば、蠕動ポンプ、遠心ポンプ、ダイアフラムポンプ等である。なお、ポンプ装置９０は、非循環式であってもよい。この場合、第１のポート６２は、廃棄容器に繋がるチューブに接続される。
【００４２】
次に、本実施形態に係る撮像デバイス１０を用いて生体管腔から生体組織を観察する方法を説明する。
【００４３】
まず、撮像デバイス１０を生体管腔内に挿入する前に、ポンプ装置９０の供給管９１を第２のポート７２に接続し、回収管９２を第１のポート６２に接続する。
【００４４】
次に、図１、３に示すように、第２のハウジング７０を第１のハウジング６０に最も近づけた状態とする。このとき、振動子ユニット４０は、外シース本体２１の遠位端付近に位置する。内シース３０の遠位端は、振動子ユニット４０の近位側に、振動子ユニット４０に近接して位置する。内シース３０の遠位端は、駆動シャフト５０の遠位端に近接している。それによって、内シース３０が駆動シャフト５０をほぼ全長にわたって覆っているため、駆動時の駆動シャフト５０が安定して回転し、高精度に信号の受信や画像の取得が可能である。また、外シース２０の遠位端と内シース３０の遠位端との距離は、振動子ユニット４０が配置できる程度の距離である。この距離において、生理食塩液等の流体を注入すると、外シース２０の遠位部の空気が除去しやすい。
【００４５】
次に、ポンプ装置９０を駆動して、第２のハウジング７０の第２のポート７２から、第２の中空部７１に、例えば生理食塩液を注入する。これにより、生理食塩液は、図３において一点鎖線で示すように、駆動シャフト５０と内シース３０の間の第２の隙間Ｇ２に流入する。なお、第２のハウジング７０には、駆動シャフト５０が回転可能に貫通している。しかしながら、第２のハウジング７０と駆動シャフト５０の間は、第２の封止部７４で封止されている。このため、生理食塩液は、第２のハウジング７０と駆動シャフト５０の間から外部に漏れない。したがって、生理食塩液は、内シース３０内へ効果的に導入される。内シース３０と駆動シャフト５０の間の第２の隙間Ｇ２に注入された生理食塩液は、第２の隙間Ｇ２を遠位側へ移動し、内シース３０よりも遠位側に到達する。これにより、外シース２０と振動子ユニット４０の間が生理食塩液で満たされる。外シース本体２１の遠位部は、開口が形成されずに閉鎖されている。このため、外シース本体２１の遠位部から生理食塩液が排出されない。
【００４６】
次に、生理食塩液は、内シース３０の遠位側から、外シース２０と内シース３０の間の第１の隙間Ｇ１に流入し、近位側へ移動する。この後、生理食塩液は、第１のハウジング６０の第１の中空部６１に流入する。なお、第１のハウジング６０には、内シース３０が軸心に沿って移動可能に貫通している。しかしながら、第１のハウジング６０と内シース３０の間は、第１の封止部６４で封止されている。このため、生理食塩液は、第１のハウジング６０と内シース３０の間から外部に漏れない。したがって、生理食塩液は、第１のポート６２から効果的に排出される。これにより、撮像デバイス１０の内部の空気が除去され、振動子ユニット４０の周囲が生理食塩液で満たされる。
【００４７】
次に、ポンプ装置９０により生理食塩液の循環を継続し、または停止させて、撮像デバイス１０を生体管腔内に挿入する。この後、図２に示すように、撮像デバイス１０を外部駆動装置８０に連結する。すなわち、撮像デバイス１０のジョイント７５（図３を参照）を、駆動部８１のジョイント接続部８１２に接続する。これにより、振動子ユニット４０と外部駆動装置８０との間で信号の送受信が可能となる。さらに、駆動シャフト５０が、駆動部８１および移動部８２によって回転および移動可能となる。そして、第１のハウジング６０を、支持部８３に嵌合させる。
【００４８】
次に、例えば、経皮的に大腿動脈や大腿静脈等へガイドワイヤ１００を挿入する。そして、血管内に挿入されたガイドワイヤ１００を撮像デバイス１０のガイドワイヤルーメン２２１に通し、ガイドワイヤ１００に沿って、撮像デバイス１０を押し進める。そして、ガイドワイヤ１００を先行させつつ、撮像デバイス１０を、例えば心腔内まで到達させる。
【００４９】
次に、図５に示すように、外部駆動装置８０により、振動子ユニット４０から画像データを取得しつつ、駆動シャフト５０を回転させながらプルバック操作する。プルバック操作は、撮像デバイス１０の近位部に接続される移動部８２を制御部８９により操作することによって行われる。取得されたデータは、制御部８９でデジタル処理をされた後、イメージデータとして表示部８８に表示される（図２を参照）。表示部８８は、イメージデータを略リアルタイムで表示可能である。
【００５０】
そして、撮像デバイス１０を生体内に挿入した後、必要に応じて、または継続的に、ポンプ装置９０を駆動して、第２のハウジング７０の第２のポート７２へ生理食塩液を注入する。これにより、供給された生理食塩液は、第２の隙間Ｇ２および第１の隙間Ｇ１を通って、第１のポート６２から排出される。このため、例えば、振動子ユニット４０に付着した空気等の異物を、生体内に排出せずに第１のポート６２から除去できる。これにより、振動子ユニット４０は、外シース本体２１内に満たされた生理食塩液を介して、超音波を効率的に送受信できる。
【００５１】
以上のように、本実施形態に係る撮像デバイス１０は、長尺な外シース２０と、外シース２０内に配置される振動子ユニット４０（振動子）が固定されて、外シース２０内で駆動力を振動子ユニット４０に伝達する駆動シャフト５０と、外シース２０の内部を当該外シース２０の軸心に沿って移動可能であると共に駆動シャフト５０が貫通する内シース３０と、外シース２０の近位部が固定されると共に駆動シャフト５０および内シース３０が貫通する第１のハウジング６０と、第１のハウジング６０の近位側に配置されて、内シース３０の近位部が固定されると共に駆動シャフト５０を回転可能に保持する第２のハウジング７０と、を有し、内シース３０および外シース２０の間の第１の隙間Ｇ１と、内シース３０および駆動シャフト５０の間の第２の隙間Ｇ２と、を有し、第１の隙間Ｇ１と、第２の隙間Ｇ２とが、内シース３０の遠位側で連通し、第１のハウジング６０は、第１の隙間Ｇ１と連通する第１のポート６２を有し、第２のハウジング７０は、第１のハウジング６０に近接および離間が可能であると共に、第２の隙間Ｇ２と連通する第２のポート７２を有する。
【００５２】
上記のように構成した撮像デバイス１０は、第１の隙間Ｇ１および第２の隙間Ｇ２を用いて、相対的に移動する第１のポート６２と第２のポート７２の間で流体を流通させることができる。流体は、第２の隙間Ｇ２を通って内シース３０の遠位側に到達した後、第１の隙間Ｇ１を通って排出される。このため、撮像デバイス１０は、振動子ユニット４０を外シース２０の内部で軸心に沿って移動可能としつつ、任意のタイミングで、内シース３０の遠位側に位置する振動子ユニット４０まで効果的に流体を供給できる。したがって、撮像デバイス１０は、外シース２０内を移動する振動子ユニット４０によって広い範囲の画像を安定して取得できると共に、流体を振動子ユニット４０まで効果的に供給して、高精度な三次元画像を取得できる。また、内シース３０は、外シース２０と駆動シャフト５０の間に配置されて、駆動シャフト５０を、適切なクリアランス内で駆動させる。したがって、内シース３０は、駆動シャフト５０の回転方向および軸方向への移動を安定させる。このため、例えば、超音波深達距離の長い大きな振動子ユニット４０を適用し、それに伴って外シース２０の内径が大きくなっても、内シース３０が、外シース２０および駆動シャフト５０の間に生じる広い空間を適切に減少させることができる。
【００５３】
また、第１のハウジング６０は、内シース３０の外周面に対して当該内シース３０の軸心に沿って摺動可能に接触し、第１のハウジング６０と内シース３０の間を封止する第１の封止部６４を有し、第２のハウジング７０は、駆動シャフト５０の外周面に、当該駆動シャフト５０の周方向へ摺動可能に接触し、第２のハウジング７０と駆動シャフト５０の間を封止する第２の封止部７４を有する。これにより、第１のハウジング６０および第２のハウジング７０から流体が漏出することを抑制できる。このため、撮像デバイス１０の内部に、効果的に流体を供給できる。
【００５４】
また、内シース３０の遠位端は、駆動シャフト５０の遠位端に近接する。これにより、内シース３０は、駆動シャフト５０の遠位端近傍までを囲む。このため、外シース２０と振動子ユニット４０の間の隙間まで、流体を良好に供給できる。また、駆動シャフト５０が内シース３０に支持されて、内シース３０の内部で安定して回転できる。したがって、撮像デバイス１０は、高精度な三次元画像を取得できる。
【００５５】
また、内シース３０の直径は、振動子ユニット４０（振動子）の最大外径よりも短い。このため、振動子ユニット４０により流体を押して、第１の隙間Ｇ１への流体の流れを生じさせることができる。このため、外シース２０内に滞留している空気を除くことが容易となる。
【００５６】
また、内シース３０の軸心と直交する断面において、第２の隙間Ｇ２の断面積は、第１の隙間Ｇ１の断面積よりも大きい。これにより、第１のポート６２に近い第１の隙間Ｇ１の断面積が、第２のポート７２に近い第２の隙間Ｇ２の断面積よりも大きい。このため、流体が、第２のポート７２に供給されて第１のポート６２から排出されることで、流路抵抗の大きい第２の隙間Ｇ２を通った後に、流路抵抗の小さい第１の隙間Ｇ１を通る。このため、下流側の流路抵抗が低くなり、流体を流通させるために流体に必要な圧力を小さくできる。したがって、流体の流通性が向上する。
【００５７】
また、内シース３０の軸心と直交する断面において、第１の隙間１２１の径方向の長さｒ１は、第２の隙間Ｇ２の径方向の長さｒ２よりも長い。これにより、第２の隙間Ｇ２よりも径方向の外側に位置する第１の隙間１２１の断面積を、第２の隙間Ｇ２の断面積よりも容易に大きくすることができる。また、内シース３０と駆動シャフト５０の間の第２の隙間Ｇ２が小さくなることで、駆動シャフト５０が内シース３０の内部で安定して回転できる。したがって、撮像デバイス１０は、高精度な三次元画像を取得できる。
【００５８】
また、外シース２０の遠位部は、内腔が閉鎖されている。これにより、第１のポート６２または第２のポート７２から供給された流体が、空気等の異物と共に生体内に放出されることを抑制できる。
【００５９】
また、内シース３０の近位部は、遠位部よりも大きな曲げ剛性を有する。これにより、内シース３０の近位部は、第１のハウジング６０よりも近位側に露出しても撓み難い。このため、内シース３０は、外シース２０に対して、外シース２０の軸心に沿って安定して往復移動が可能である。
【００６０】
また、第１のハウジング６０は、位置を固定する支持部８３に固定され、第２のハウジング７０は、支持部８３に対して軸方向へ往復移動が可能な移動部８２に固定され、移動部８２が支持部８３に対して往復移動することによって、第２のハウジング７０は第１のハウジング６０に対して往復移動する。このため、第１のハウジング６０および第２のハウジング７０は、支持部８３および移動部８２に固定されることで、往復移動が可能である。
【００６１】
振動子ユニット４０が移動しないと、外シース２０の遠位端と超音波振動子４１の遠位端の間で滞留している空気を除去しにくい。しかしながら、振動子ユニット４０が、図５の位置から図３の位置へ移動すると、外シース２０の遠位端と超音波振動子４１の遠位端の間の遠位空間部Ｓ（図５を参照）を満たしている生理食塩液が、近位側へ移動する。このとき、振動子ユニット４０等の体積分の生理食塩液が、第１の隙間Ｇ１へ移動し始める。このため、第１の隙間Ｇ１への流体の流れが生じ、遠位空間部Ｓに滞留している空気が除かれやすくなる。振動子ユニット４０の最大外径が内シース３０の外径よりも大きいため、振動子ユニット４０により流体を押し出しやすい。なお、生理食塩液は、第２ポート７２から適宜追加される。また、振動子ユニット４０が図３の位置から図５の位置へ移動すると、振動子ユニット４０が、遠位空間部Ｓに滞留して第１の隙間Ｇ１へ移動しない空気を、振動子ユニット４０の近位側へ引き込むことができる。これによって、振動子ユニット４０上から空気を除去でき、空気が超音波の送受信を遮ることを抑制できる。さらに、第２ハウジング７０が往復移動することによって、振動子ユニット４０が往復移動する。このため、上記の動きを繰り返して、振動子ユニット４０上から空気を効果的に除去できる。
【００６２】
また、振動子ユニット４０（または撮像素子）の最大外径は、内シース３０の直径よりも長いため、第１の隙間Ｇ１から流れる生理食塩液が振動子ユニット４０の遠位端に当たって、第１の隙間Ｇ１から流れと反対方向へ生理食塩液が流れやすくなる。このため、生理食塩液の第１の隙間Ｇ１から第２の隙間Ｇ２への流れを生み出しやすくし、第２の隙間Ｇ２に滞留している空気を効果的に除去できる。
【００６３】
第２のポート７２が内シース３０の長さ分の距離を近位側へ移動すると、振動子ユニット４０と内シース３０を、外シース２０から引き抜くことができる。つまり、振動子ユニット４０と内シース３０を入れ替えることができる。これにより、状況に応じて、周波数の異なる振動子ユニット４０と内シース３０を、外シース２０に挿入することができる。例えば、撮像デバイス１０を生体内に留置しながら、外シース２０を残して、振動子ユニット４０と内シース３０を引き抜くことができる。また、生体外で、振動子ユニット４０と内シース３０は変えずに、外シース２０を変えることもできる。つまり、使用用途や目的部位に応じて、適切な外シース２０を選択できる。例えば、右心房内において使用する場合は、複雑に曲がった経路を通る必要がないため、ガイドワイヤルーメンを有さない外シース（上記実施形態の遠位チューブ２２および連結チューブ２３が設けられない外シース）を用いる。左心房内において使用する場合は、複雑に曲がった経路を通る必要があるため、ガイドワイヤルーメンを有する外シース２０を用いる。
【００６４】
なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により種々変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、本発明を超音波カテーテルに適用する場合について説明したが、光干渉断層診断装置（ＯＣＴ：ＯｐｔｉｃａｌＣｏｈｅｒｅｎｃｅＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）や光学周波数領域画像化診断装置（ＯＦＤＩ：ＯｐｔｉｃａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｏｍａｉｎＩｍａｇｉｎｇ）などの光を利用したデバイスや、内視鏡等に適用することも可能である。
【００６５】
光干渉断層診断装置や光学周波数領域画像化診断装置は、撮像素子として、血管の内腔面に向けて光を出射し、その反射光を検出するイメージングコアユニットが設けられている。
【００６６】
内視鏡は、撮像素子として、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサが設けられている。撮像素子は、被写体からの光線をレンズ等と受光素子を有しており、外部の光を受光素子で受取って、光の強度に合わせて電気信号に変換する。
【００６７】
また、上述した実施形態では、第２のポート７２から流体を供給しているが、第１のポート６２から流体を供給し、第２のポート７２から流体を排出してもよい。この場合、第１の隙間Ｇ１の断面積は、第２の隙間Ｇ２の断面積よりも小さいことが好ましいが、これに限定されない。また、第１の隙間Ｇ１の径方向の長さｒ１は、第２の隙間Ｇ２の径方向の長さｒ２よりも小さいことが好ましいが、これに限定されない。
【００６８】
なお、本出願は、２０１８年３月２９日に出願された日本特許出願番号２０１８−０６４０１２号に基づいており、それらの開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。
【符号の説明】
【００６９】
１０    撮像デバイス
２０    外シース
３０    内シース
４０    振動子ユニット（振動子）
４１    超音波振動子
５０    駆動シャフト
６０    第１のハウジング
６２    第１のポート
６４    第１の封止部
７０    第２のハウジング
７２    第２のポート
７４    第２の封止部
８２    移動部
８３    支持部
Ｇ１    第１の隙間
Ｇ２    第２の隙間
Ｓ    遠位空間部
【図１】
2019188658.tif 000003
【図２】
2019188658.tif 000004
【図３】
2019188658.tif 000005
【図４】
2019188658.tif 000006
【図５】
2019188658.tif 000007
【国際調査報告】
2019188658.tif 000008
2019188658.tif 000009
2019188658.tif 000010
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