(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
先端に可撓部分を有するカテーテルシャフトと、このカテーテルシャフトの先端に固定された先端電極と、前記カテーテルシャフトの可撓部分を撓ませるために、当該カテーテルシャフトの内部に挿通され、その先端が前記先端電極または前記カテーテルシャフトの先端部に接続固定され、その後端を引張操作できる操作用ワイヤとを有し、
前記カテーテルシャフトの少なくとも可撓部分は、相対的に高硬度の樹脂からなる複数のルーメンチューブが、相対的に低硬度の樹脂中に配置されてなるマルチルーメン構造体であり、
前記可撓部分に形成された複数のルーメンのうちの少なくとも1つに前記操作用ワイヤが挿通され、
前記カテーテルシャフトの中心軸および前記操作用ワイヤが挿通されたルーメンの中心軸を含む第1仮想平面に対して直交する平面であって、前記カテーテルシャフトの中心軸を含む第2仮想平面上に各々の中心軸を有し、前記カテーテルシャフトの中心軸を挟んで対向配置された2つのルーメンが、少なくとも前記可撓部分において一体に成形された2芯並行のルーメンチューブにより形成されていることを特徴とする先端偏向操作可能カテーテル。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
然るに、特許文献1に示す機構では、カテーテルのルーメンが、板バネなどの偏向操作機構で占拠されてその断面積が狭められ、ルーメンの内部に、電極のリード線などを挿通するスペースを十分に確保することができないという問題がある。
他方、従来の先端偏向操作可能カテーテルにおいて、カテーテルの先端部分の内部に板バネを配置しないこととすれば、偏向操作時にカテーテルの先端部分の形状を同一平面上で変化させる(形状変化の平面性を確保する)ことができない。
【0006】
本発明は以上のような事情に基いてなされたものである。
本発明の目的は、板バネを有しない機構でありながら、操作用ワイヤの引張操作により、カテーテルの先端部分の形状を同一平面上で変化させることができる先端偏向操作可能カテーテルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
(1)本発明の先端偏向操作可能カテーテルは、先端に可撓部分(以下「先端可撓部分」という。)を有するカテーテルシャフトと、このカテーテルシャフトの先端に固定された先端電極と、前記カテーテルシャフトの先端可撓部分を撓ませるために、当該カテーテルシャフトの内部に挿通され、その先端が前記先端電極または前記カテーテルシャフトの先端部に接続固定され、その後端を引張操作できる操作用ワイヤとを有し、
前記カテーテルシャフトの少なくとも先端可撓部分は、相対的に高硬度の樹脂からなる複数のルーメンチューブが、相対的に低硬度の樹脂中に配置されてなるマルチルーメン構造体であり、
前記先端可撓部分に形成された複数のルーメンのうちの少なくとも1つに前記操作用ワイヤが挿通され、
前記カテーテルシャフトの中心軸および前記操作用ワイヤが挿通されたルーメンの中心軸を含む第1仮想平面に対して直交する平面であって、前記カテーテルシャフトの中心軸を含む第2仮想平面上に各々の中心軸を有し、前記カテーテルシャフトの中心軸を挟んで対向配置された2つのルーメンが、
少なくとも前記先端可撓部分において一体に成形された2芯並行のルーメンチューブ(以下、「2芯並行チューブ」という。)により形成されていることを特徴とする。
【0008】
このような構成を有する先端偏向操作可能カテーテルによれば、第2仮想平面上に各々の中心軸を有し、カテーテルシャフトの中心軸を挟んで対向配置された2つのルーメンが2芯並行チューブによって形成されていることにより、第2仮想平面上に板バネが存在しているのと近似した状態となり、カテーテルシャフトの先端可撓部分が、第2仮想平面と垂直方向に曲がりやすくなる。この結果、カテーテルシャフトの先端可撓部分の内部に板バネを配置しなくても、第2仮想平面と直交する第1仮想平面に沿って当該先端可撓部分を曲げること(同一平面上でその形状を変化させること)ができる。
【0009】
また、カテーテルシャフトの中心軸を挟んで対向配置された2つのルーメンを形成する2芯並行チューブは捩れにくいので、この先端偏向操作可能カテーテルの製造時において、当該2芯並行チューブおよび他のルーメンチューブを樹脂中に配置して先端可撓部分を構成する際に、操作用ワイヤが挿通されているルーメンチューブを含むすべてのルーメンチューブを、カテーテルシャフトの中心軸と平行に延在させることができる。
このようにして得られる先端偏向操作可能カテーテルにおいて、カテーテルシャフトの中心軸と平行に延在するルーメンに挿通された操作用ワイヤを引張操作することにより、カテーテルシャフトの先端可撓部分をオペレータの意図する方向に確実に撓ませることができる。
【0010】
(2)本発明の先端偏向操作可能カテーテルにおいて、前記先端可撓部分に形成された複数のルーメンのうち、前記カテーテルシャフトの中心軸を挟んで対向配置された2つのルーメンの各々に前記操作用ワイヤが挿通され、
前記カテーテルシャフトの中心軸および前記操作用ワイヤが挿通された2つのルーメンの各々の中心軸を含む第1仮想平面に対して直交する平面であって、前記カテーテルシャフトの中心軸を含む第2仮想平面上に各々の中心軸を有し、前記カテーテルシャフトの中心軸を挟んで対向配置された2つのルーメンが2芯並行チューブにより形成されていることが好ましい。
【0011】
このような構成を有する先端偏向操作可能カテーテルによれば、カテーテルシャフトの先端可撓部分の内部に板バネを配置しなくても、第2仮想平面と直交する第1仮想平面に沿って当該先端可撓部分を両方向に曲げること(同一平面上でその形状を変化させること)ができる。
また、操作用ワイヤを引張操作することにより、カテーテルシャフトの先端可撓部分をオペレータの意図する方向(両方向)に確実に撓ませることができる。
【0012】
(3)本発明の先端偏向操作可能カテーテルにおいて、前記複数のルーメンチューブを構成する相対的に高硬度の樹脂がフッ素樹脂であり、前記先端可撓部分を構成する相対的に低硬度の樹脂が熱可塑性ポリアミド系エラストマーであることが好ましい。
【発明の効果】
【0013】
本発明の先端偏向操作可能カテーテルによれば、カテーテルシャフトの先端可撓部分の内部に板バネを配置していないにも関わらず、操作用ワイヤの引張操作により、第1仮想平面に沿って先端可撓部分を曲げることができ、カテーテルシャフトの先端可撓部分の形状を同一平面上で変化させること(形状変化の平面性を確保すること)ができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の一実施形態に係る先端偏向操作可能カテーテルとしての電極カテーテル100は、例えば、心臓における不整脈の診断または治療に用いられるものである。
【0016】
図1〜
図3に示す本実施形態の電極カテーテル100は、先端可撓部分10Aを有するカテーテルシャフト10と、このカテーテルシャフト10の先端に固定された先端電極20と、カテーテルシャフト10の先端可撓部分10Aに装着されたリング状電極22と、カテーテルシャフト10の先端可撓部分10Aを第1方向(
図1および
図3において、矢印Aで示す方向)に撓ませるために、当該カテーテルシャフト10の内部に挿通され、その先端が先端電極20に接続固定され、その後端を引張操作できる第1操作用ワイヤ31と、カテーテルシャフト10の先端可撓部分10Aを第2方向(
図1および
図3において、矢印Bで示す方向)に撓ませるために、当該カテーテルシャフト10の内部に挿通され、その先端が先端電極20に接続固定され、その後端を引張操作できる第2操作用ワイヤ32と、カテーテルシャフト10の後端に装着された制御ハンドル70とを有し;
カテーテルシャフト10の先端可撓部分10Aは、相対的に高硬度の樹脂からなる3つのルーメンチューブ(11,12,13)が、相対的に低硬度の樹脂中に配置されて4つのルーメン(11L,12L,131L,132L)が形成されてなるマルチルーメン構造体であり;
ルーメンチューブ11の内部に形成されたルーメン11Lには第1操作用ワイヤ31が挿通されているとともに、ルーメンチューブ12の内部に形成されたルーメン12Lには第2操作用ワイヤ32が挿通され;
カテーテルシャフト10の中心軸(M
10)、第1操作用ワイヤ31が挿通されたルーメン11Lの中心軸(M
11)、および第2操作用ワイヤ32が挿通されたルーメン12Lの中心軸(M
12)を含む第1仮想平面(P1)に対して直交する平面であって、カテーテルシャフト10の中心軸(M
10)を含む第2仮想平面(P2)上において、各々の中心軸(M
131 ),(M
132 )を有し、カテーテルシャフト10の中心軸(M
10)を挟んで対向配置された2つのルーメン(131L,132L)が、一体に成形された2芯並行チューブ13によって形成されている。
【0017】
図1に示すように、電極カテーテル100は、カテーテルシャフト10と、その先端に固定された先端電極20と、カテーテルシャフト10の先端可撓部分に装着されたリング状電極22と、カテーテルシャフト10の後端に装着された制御ハンドル70とを備えている。
【0018】
カテーテルシャフト10の先端領域は先端可撓部分10Aとなっている。ここに、「先端可撓部分」とは、操作用ワイヤ(第1操作用ワイヤ31または第2操作用ワイヤ32)を引張操作することによって撓む(曲がる)ことのできるカテーテルシャフトの先端部分をいう。
【0019】
カテーテルシャフト10の外径は、通常0.6〜3mmとされ、好ましくは1.3〜2.4mmとされる。
カテーテルシャフト10の長さは、通常400〜1500mmとされ、好ましくは700〜1200mmとされる。
先端可撓部分10Aの長さは、例えば30〜300mmとされ、好ましくは50〜250mmとされる。
【0020】
カテーテルシャフト10の後端には制御ハンドル70が装着されている。制御ハンドル70内には、複数の端子を備えたコネクタ(図示省略)が設けられ、このコネクタの端子には、先端電極20およびリング状電極22の各々に接続された導線(図示省略)が接続される。
また、制御ハンドル70には、カテーテルシャフト10の先端可撓部分10Aを曲げる操作を行うための摘み75が装着してある。
【0021】
カテーテルシャフト10の先端可撓部分10Aはマルチルーメン構造体からなる。
図3に示すように、先端可撓部分10Aは、樹脂からなるインナー(コア)部14と、インナー部14を被覆する樹脂からなるアウター(シェル)部15とからなり、インナー部14には、ルーメン11L、ルーメン12L、ルーメン131Lおよびルーメン132Lが形成されている。
【0022】
インナー部14を構成する樹脂のD硬度(デュロメータ(Dタイプ)により測定される硬度)としては、例えば25〜40とされる。
また、インナー部14を構成する樹脂の曲げ弾性率(JIS K 7171に準拠して測定される曲げ弾性率)としては、例えば10〜80MPaとされる。
インナー部14を構成する樹脂としては、熱可塑性ポリアミド系エラストマーを挙げることができ、特に、ポリエーテルブロックアミド共重合体であることが好ましい。
【0023】
ワイヤルーメンであるルーメン11Lおよびルーメン12Lは、カテーテルシャフト10の中心軸(M
10)を挟んで対向配置されている。
ルーメン11Lおよびルーメン12Lの径は0.1〜1.0mmであることが好ましく、更に好ましくは0.2〜0.6mmとされる。
ルーメン11Lには第1操作用ワイヤ31が挿通され、ルーメン12Lには第2操作用ワイヤ32が挿通されている。
【0024】
ルーメン131Lおよびルーメン132Lは、カテーテルシャフト10の中心軸(M
10)を挟んで対向配置されている。
ルーメン131Lおよびルーメン132Lの径は0.2〜1.0mmであることが好ましく、更に好ましくは0.4〜0.8mmとされる。
ルーメン131Lおよびルーメン132Lには、先端電極20やリング状電極22の導線(図示省略)が挿通される。
【0025】
図3において、P1は、カテーテルシャフト10の中心軸(M
10)と、ルーメン11Lの中心軸(M
11)と、ルーメン12Lの中心軸(M
12)とを含む第1仮想平面である。
また、P2は、第1仮想平面P1に直交する平面であって、カテーテルシャフト10の中心軸(M
10)を含む第2仮想平面である。
第2仮想平面P2上には、ルーメン131Lの中心軸(M
131 )と、ルーメン132Lの中心軸(M
132 )とが位置している。
【0026】
本実施形態の電極カテーテル100において、カテーテルシャフト10の先端可撓部分10Aにおけるルーメン(11L、12L、131L、132L)は、ルーメンチューブ(11,12,13)の内部に形成されている。
【0027】
ルーメンチューブ(11,12,13)を構成する樹脂は、インナー部14を構成する樹脂よりも高い硬度を有し、ルーメンチューブ(11,12,13)の構成樹脂のD硬度としては、例えば50〜65とされる。
また、ルーメンチューブ(11,12,13)を構成する樹脂の曲げ弾性率としては、例えば500〜700MPaとされる。
【0028】
ルーメンチューブ(11,12,13)を構成する樹脂材料としては、上記の硬度条件を具備するものであって、チューブ状に成形可能なものであれば特に限定されるものではないが、チューブ内(ルーメン)の潤滑性(操作用ワイヤなどの挿通される部材の移動容易性)に優れている観点からフッ素樹脂からなるものが好ましい。
具体的には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)などを例示することができる。
ルーメンチューブ(11,12,13)の肉厚としては、通常10〜50μmとされ、好ましくは20〜30μmとされる。
【0029】
図3に示したように、カテーテルシャフト10の中心軸(M
10)を挟んで対向配置されているルーメン131Lおよびルーメン132Lは、2芯並行チューブ13の内部(ルーメン)に形成されている。
2芯並行チューブ13は、ルーメン131Lを囲繞する部分13Aと、ルーメン132Lを囲繞する部分13Bと、これら囲繞部分を連結する括れ部分13Cとからなる樹脂成形体である。
この
図3に示したように、2芯並行チューブ13の断面は、数字の「8」(またはメガネ)のような形状を有している。
【0030】
一方、カテーテルシャフト10の中心軸(M
10)を挟んで対向配置されているルーメン11Lおよびルーメン12Lは、それぞれ、ルーメンチューブ11およびルーメンチューブ12の内部(ルーメン)に形成されている。
ルーメンチューブ11およびルーメンチューブ12は、2芯並行チューブ13の括れ部分13Cと外接するように配置されている。
【0031】
ルーメン131Lおよびルーメン132Lを、1つの樹脂成形体である2芯並行チューブ13の内部に形成すること(カテーテルシャフト10の中心軸(M
10)を挟んで対向配置された2つのルーメンを硬度の高い樹脂で連結すること)により、カテーテルシャフト10の先端可撓部分10Aを第2仮想平面P2に沿って曲げようとするときの抵抗力が、この先端可撓部分10Aを第2仮想平面P2の垂直方向に沿って曲げようとするときの抵抗力より大きくなって、第2仮想平面P2上に板バネが存在しているのと近似した状態となる。
【0032】
この結果、カテーテルシャフト10の先端可撓部分10Aの内部に板バネが配置されていなくても、第2仮想平面P2と直交する第1仮想平面P1に沿って(第1方向および第2方向に)先端可撓部分10Aを曲げること、すなわち、第1仮想平面P1上でその形状を変化させることができる。
【0033】
また、ルーメン131Lおよびルーメン132Lを形成する2芯並行チューブ13は捩れにくく、更に、ルーメン11Lを形成するルーメンチューブ11およびルーメン12Lを形成するルーメンチューブ12は、2芯並行チューブ13の括れ部分13Cと外接して位置決めされるために、電極カテーテル100の製造時において、これらのルーメンチューブ(11,12,13)をインナー部14の構成樹脂中に配置して先端可撓部分を構成する際に、すべてのルーメンチューブ(11,12,13)を、カテーテルシャフト10の中心軸(M
10)と平行に延在させることができる。
【0034】
この結果、カテーテルシャフト10の中心軸(M
10)と平行に延在するルーメン11Lおよびルーメン12Lの各々に挿通される第1操作用ワイヤ31または第2操作用ワイヤ32を引張操作することにより、カテーテルシャフト10の先端可撓部分10Aをオペレータの意図する方向(第1方向または第2方向)に確実に撓ませることができる。
【0035】
ルーメン131Lおよびルーメン132Lを、互いに独立したルーメンチューブで形成しようとすると、ルーメン131Lを形成するルーメンチューブ、ルーメン132Lを形成するルーメンチューブおよびルーメンチューブ(11,12)をインナー部14の構成樹脂中に配置して先端可撓部分を構成する際に、これらのルーメンチューブが、捩じれた状態で配置されやすく、そのような状態で配置された場合には、カテーテルシャフト10の先端可撓部分10Aをオペレータの意図する方向に撓ませることができなくなる。
【0036】
先端可撓部分10Aのアウター部15は、インナー部14を被覆する樹脂材料からなる。
図2に示すように、このアウター部15は、先端可撓部分10Aを構成するとともに、先端可撓部分10Aよりも後端側において、カテーテルシャフト10(チューブ部材)を構成している。
【0037】
ここに、先端可撓部分10Aのアウター部15の構成樹脂のD硬度としては、例えば40〜55とされる。
また、先端可撓部分10Aのアウター部15を構成する樹脂の曲げ弾性率としては、例えば77〜170MPaとされる。
アウター部15を構成する樹脂材料としては、熱可塑性ポリアミド系エラストマーを挙げることができ、ポリエーテルブロックアミド共重合体であることが好ましい。
【0038】
なお、アウター部15(先端可撓部分10Aの構成部分および先端可撓部分10Aよりも後端側の部分)は、軸方向に沿って同じ物性のチューブで構成されていてもよいが、後端側に向かって段階的に剛性(硬度)が高くなっていることが好ましい。
アウター部15の肉厚としては、カテーテルシャフト10の外径の3〜15%程度であることが好ましい。
【0039】
カテーテルシャフト10の先端可撓部分10Aよりも後端側の部分は、中空のチューブ部材(アウター部15に相当するチューブ部材によるシングルルーメン構造体)で構成されている。
図2に示すように、先端可撓部分10Aよりも後端側の部分の内部にはコイルチューブ54が装着されている。
このコイルチューブ54は、断面平角または円形の線材をコイル状に巻回してチューブを構成してあり、第1操作用ワイヤ31または第2操作用ワイヤ32に作用する引張力の反力を受けるようになっている。
これにより、第1操作用ワイヤ31または第2操作用ワイヤ32に引張力を作用させたときに、当該コイルチューブ54が装着されているカテーテルシャフト10の部分(先端可撓部分10Aより後端側の部分)が撓むことを抑制することができる。
【0040】
カテーテルシャフト10の先端(遠位端)には先端電極20が固定されている。また、カテーテルシャフト10の先端可撓部分10Aにはリング状電極22が装着されている。先端電極20およびリング状電極22の固定方法としては特に限定されるものではなく、例えば接着などの方法を挙げることができる。
【0041】
先端電極20およびリング状電極22は、例えばアルミニウム、銅、ステンレス、金、白金など、電気伝導性の良好な金属で構成される。なお、X線に対する造影性を良好に持たせるためには、白金などで構成されることが好ましい。
先端電極20およびリング状電極22の外径としては特に限定されないが、カテーテルシャフト10の外径と同程度であることが好ましい。
【0042】
本実施形態の電極カテーテル100は、カテーテルシャフト10の先端可撓部分10Aを第1方向(矢印Aで示す方向)に撓ませるための第1操作用ワイヤ31と、カテーテルシャフト10の先端可撓部分10Aを第2方向(矢印Bで示す方向)に撓ませるための第2操作用ワイヤ32を備えている。
【0043】
電極カテーテル100を構成する第1操作用ワイヤ31は、カテーテルシャフト10の内部(先端可撓部分10Aではルーメン11L)において管軸方向に移動可能に挿通されている。第1操作用ワイヤ31の先端は、先端電極20の内部空間に充填されたはんだ60によって先端電極20に接続固定されている。他方、第1操作用ワイヤ31の後端は、制御ハンドル70の摘み75に接続されることによって引張操作可能になっている。
【0044】
一方、電極カテーテル100を構成する第2操作用ワイヤ32は、カテーテルシャフト10の内部(先端可撓部分10Aではルーメン12L)において管軸方向に移動可能に挿通されている。第2操作用ワイヤ32の先端は、第1操作用ワイヤ31と同様に、はんだ60によって先端電極20に接続固定されている。他方、第2操作用ワイヤ32の後端は、制御ハンドル70の摘み75に接続されることによって引張操作可能になっている。
【0045】
第1操作用ワイヤ31および第2操作用ワイヤ32の構成材料としては、例えばステンレスやNi−Ti系超弾性合金などの金属を挙げることができる。
第1操作用ワイヤ31および第2操作用ワイヤ32の外径としては特に限定されるものではないが、0.10〜0.30mmであることが好ましく、更に好ましくは0.21〜0.28mm、好適な一例を示せば0.26mmである。
【0046】
また、第1操作用ワイヤ31および第2操作用ワイヤ32の各々を先端電極20に接続固定するためのはんだ60の材質としては特に限定されるものではなく、例えば、Sn−Pbが一般的に用いられるが、Sn−Pb−AgやSn−Pb−Cuが用いられてよく、更にPbフリーのSn−Ag−Cu、Sn−Cu、Sn−Ag、Sn−Ag−Cu−Biなどを用いることができる。
【0047】
電極カテーテル100を構成する制御ハンドル70の摘み75を
図1に示すA1方向に回転させると、第1操作用ワイヤ31が引っ張られてルーメン11Lの後端側に移動し、先端可撓部分10Aが、第1仮想平面P1に沿って、第1方向(矢印Aで示す方向)に撓んで、その形状を連続的に変化させることができる。
一方、制御ハンドル70の摘み75を
図1に示すB1方向に回転させると、第2操作用ワイヤ32が引っ張られてルーメン12Lの後端側に移動し、先端可撓部分10Aが、第1仮想平面P1に沿って、第2方向(矢印Bで示す方向)に撓んで、その形状を連続的に変化させることができる。
そして、制御ハンドル70を軸回りに回転させれば、体腔内に挿入された状態で、カテーテル100に対する第1方向および第2方向の向きを自由に設定することができる。
【0048】
本実施形態の電極カテーテル100によれば、第2仮想平面P2と直交する第1仮想平面P1に沿って先端可撓部分10Aを曲げることができ、先端可撓部分10Aの形状変化の平面性を板バネを配置することなく確保することができる。そして、板バネを配置する必要がないために、カテーテルシャフト10の断面を有効に利用すること(カテーテルシャフト10の内部に広い空間を確保すること)ができ、これにより、リード線などの収容能力を拡大することができる。
また、操作用ワイヤ31または操作ワイヤ32を引張操作することにより、カテーテルシャフト10の先端可撓部分10Aをオペレータの意図する方向(第1方向または第2方向)に確実に撓ませることができる。
【0049】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
例えば、カテーテルシャフトの先端可撓部分に形成されるルーメンの数は4つでなく、例えば8つ、またはそれ以上であってもよい。
また、操作用ワイヤの数は1本(シングルディレクションタイプ)であってもよい。
また、操作用ワイヤの数は3本以上であってもよい。