JPH0910216A - 超音波カテーテル - Google Patents

超音波カテーテル

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JPH0910216A
JPH0910216A JP16561995A JP16561995A JPH0910216A JP H0910216 A JPH0910216 A JP H0910216A JP 16561995 A JP16561995 A JP 16561995A JP 16561995 A JP16561995 A JP 16561995A JP H0910216 A JPH0910216 A JP H0910216A
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JP
Japan
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housing
catheter
ultrasonic
transducer
ultrasonic catheter
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JP16561995A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Yagami
弘之 矢上
Hiroshi Katsumata
洋 勝又
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Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】血管及び脈管等の体腔内に挿入される細径な超
音波カテーテル10において、カテーテルの手元側から
機械的駆動力を伝達する駆動シャフト6を内蔵し、該カ
テーテル先端部に振動子3を備えた円筒形のハウジング
27を有し、該ハウジングを該駆動シャフトにより回転
走査する機構を有し、該ハウジングを非導電性セラミッ
ク材料で構成する。 【効果】ハウジング27の絶縁抵抗が高いために振動子
3の電極面を直接接触させても、振動子の電極間や駆動
シャフト6と振動子間が短絡することが無く、振動子の
外径寸法を従来に比べて大きくできるため、超音波カテ
ーテルの音響特性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、血管及び脈管等の体腔
内に挿入して用いられる超音波カテーテルに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から心臓の冠状動脈や他の細血管、
或いは胆管等の脈管に挿入して、管腔断面像の表示や血
流測定等を行う超音波カテーテルが知られている。この
超音波カテーテルは例えば、図1或いは図2に示すよう
に体腔内に挿入される中空のカテーテルシャフト2の先
端部に超音波振動子3と、振動子3を直接或いは超音波
反射板4を回転させる駆動力を伝達する駆動伝達シャフ
ト6と、振動子3と外部電気回路5を接続する信号線7
を内蔵し、駆動シャフトを外部駆動源8により機械的に
駆動させることに依って超音波を走査する超音波カテー
テルが知られている。
【0003】従来の超音波カテーテルでは、ハウジング
は外装シャフトとの摺動性を良くするために、外形を円
筒形にしたものが多い。(特開平5−212036号、
特開平5−92003号)また、駆動シャフト6はステ
ンレス鋼(SUS304,SUS316等)等の金属性
コイルが用いられ、ハウジングと駆動シャフトとの接続
をロウ付けや溶接に依っているため、ハウジングには駆
動シャフトと同様にステンレス鋼(SUS304,SU
S316等)等の金属材料が使用されてきた。しかし、
振動子の電極間での短絡を防ぐにはハウジングに固定さ
れる振動子の少なくとも一方の電極はハウジングに接触
しないようにしなければならないことになる。そのた
め、振動子を絶縁材料からなる枠体に収納しこれをハウ
ジングに固定する等の方法が取られてきた。これらの方
法によれば、振動子はその絶縁体の厚さによって外径が
小さく制限されてしまう。ところで、振動子のサイズ
は、超音波の到達深度、方位方向の超音波の広がりが極
めて重要であるため、超音波カテーテルの細径化特に外
径1mm以下にする場合では、超音波の方位方向の広がり
を小さくし且つ到達深度を深くするためには、振動子の
サイズはできるだけ大きい方が望ましい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、特に細径
な超音波カテーテルにおいて、超音波の到達深度を深
く、及び方位方向の広がりを小さくするために、従来に
比して振動子のサイズを大きくできる構成を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような目的は体腔内
に挿入して用いられるカテーテルに手元側から先端側ま
で機械的駆動力を伝達する駆動シャフトを内蔵し、該カ
テーテルの先端側に超音波振動子及びまたは超音波反射
板を備えたハウジングを該駆動シャフトに接続し、該駆
動シャフトを外部駆動源により回転或いはまたは並進さ
せる超音波カテーテルであって、該ハウジングを非導電
性材料で構成したことを特徴とする超音波カテーテルに
よって達成される。
【0006】また、該ハウジングをアルミナ、ジルコニ
ア等のセラミック材料で構成することが好ましい。
【0007】また、該ハウジングを円筒形とし、該円筒
形のハウジングの一部分を径方向に樋状に加工し、該振
動子を該ハウジングの樋状部分に接触するようにして構
成することが好ましい。
【0008】
【実施例】図3、図4に本発明の超音波カテーテル10
を示す。図3は本発明の超音波カテーテルの一部軸方向
断面及びシステム構成図である。図4は本発明の超音波
カテーテルの手元操作部及び外部ユニットの一部軸方向
断面図である。
【0009】次に本発明の超音波カテーテルの構造を説
明する。カテーテルの外装シャフト2の先端側に超音波
を送受するためのトランスジューサ11を備えたハウジ
ング27が内蔵されている。ハウジング27は、円筒形
の中空パイプの一部18が樋状であり、この樋状部分1
8にトランスジューサ11が固定されている。更にハウ
ジング27はコイル状の駆動シャフト6の先端に固定さ
れ、ハウジング27の先端側は弾性部材19が接続され
ている。外装シャフトの先端側には造影性を有する金属
片14が固定されている。駆動シャフト6は対より線の
信号線7を内蔵し、信号線7のカテーテル先端側は、ト
ランスジューサ11に形成された振動子に接続され、手
元側は手元操作部20の端子21、22に接続されてい
る。手元操作部20は外部ユニット13の係止部25と
脱着可能に接続されている。手元操作部20内の端子2
1、22は、スリップリング等の回転摺動端子26を介
して送受信回路5と電気的接続を行うと共に、モーター
16からの駆動力を駆動シャフト6に伝達するように、
外部駆動源8の端子23、24と脱着可能に接続され
る。外部ユニット13には、送受信回路5とモーター1
6を含む駆動源5を備えている。外部ユニット13は、
更に信号処理回路と画像表示装置を有するコンソール1
に電気的に接続されている。
【0010】次に本発明の超音波カテーテル10のトラ
ンスジューサ11の構造について述べる。図5(a)、
図5(b)は本発明の超音波カテーテル10のハウジン
グ27に備えられるトランスジューサ11の断面構造を
示している。振動子3は、矩形状のPZT等の圧電体3
1の両面に電極32を蒸着、印刷等により形成されてい
る。ここで圧電体31の形状は円形であってもよい。振
動子3の背面側に超音波吸収、減衰させるエポキシ、ウ
レタン、アクリル系等の樹脂或いは樹脂に金属や無機粉
末を混合した背面材33を設ける。ここで背面材33
は、図5(a)に示すように背面側に厚みの差Dがλ/
4(λは送信周波数における背面材中の波長)となる凹
凸34を設けることに依って背面材33の背面からの反
射波を干渉により打ち消すようにした背面材、または図
5(b)に示すように、低音響インピーダンス層36
(Z=8×106Kg/m2s 以下)と高インピーダンス層3
7(Z=20×106kg/m2s 以上)を交互積層させるこ
とに依って背面材33の背面からの反射波の影響を減じ
た背面材であってもよい。
【0011】振動子3の音響放射面には、いわゆる音響
整合層35を厚さがλ/4(λは送信周波数における整
合層中の波長)となるように形成されている。本例では
1層の場合のみを示したが、2層以上であってもよい。
【0012】図6、図7、図8は本発明の超音波カテー
テルの更に詳細な構成を示す図であり、図6は先端構成
図の一部軸方向断面図を示し、図7は先端部分上面図、
図8は、図6のA−A断面図を示している。ハウジング
27は、外径が駆動シャフト6とほぼ等しいパイプ形状
であり、トランスジューサ11の固定部18が内側に樋
状に除かれている。材質は非導電性材料であり、アルミ
ナ、ジルコニア等のセラミック材料が好ましい。ハウジ
ング27の作製には、充分に微量化した原料を押し出し
成形によりパイプ状に成形し、これを加熱焼結してパイ
プ状にする。このパイプをダイシングソー、ワイヤーソ
ー等の研磨加工法で径方向に溝を入れ、トランスジュー
サ11を固定するための樋状部分を形成する。この樋状
部分18にトランスジューサ11をエポキシ系、セラミ
ック系、シアノアクリレート系等の接着剤により固定す
る。
【0013】ハウジング27の先端部にはステンレス鋼
(SUS304,SUS316等)等の弾性を有する金
属、NiTi系金属等の超弾性金属やポリアセタール等
の樹脂製の棒状の弾性部材19が接着等により接続され
ている。カテーテル先端部弾性部材41は先端が細径に
加工されており、Pt,Ir、Au等の造影性の有する
金属或いはこれらの合金材料から成るリング状部材19
が取り付けられている。図示ではカテーテル先端部17
は先端が開口しているが、閉口していもよく、また外装
シャフト12とは別部材であってもよい。リング状部材
19の替わりに造影性を有するコイル状弾性部材とする
ことで、先端部材41を兼ねることもできる。更に、外
径が0.014mm〜0.025mm程度のガイドワイヤを
挿入することが出来るルーメンを先端部41に設けても
よい。
【0014】振動子3の両面の電極32は、信号線7が
接続されている。図6では信号線7は対より線である
が、同軸線であっても良い。
【0015】駆動シャフト6はステンレス鋼(SUS3
04,SUS316等)の平板を2層2条巻きしてお
り、破断強度は0.4Kgf以上である。駆動シャフト6は
その他に、丸線或いは平板状の金属、樹脂を1層或いは
多層にコイル捲きまたはブレード巻きしたもの、破断強
度0.4Kgf以上のワイヤーに信号線を横巻きにしたもの
であってもよい。
【0016】外装シャフト2は、いわゆるカテーテル素
材であるポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリアセ
タール系、ポリイミド系、フッ素系等の樹脂チューブや
ステンレス系(SUS304,SUS316等)等の金
属チューブ、NiTi系合金等の超弾性金属チューブ、
又、樹脂とステンレス鋼(SUS304,SUS316
等)等のワイヤーをコイル巻き或いはブレード巻きの複
合チューブであり、肉厚は30〜300μmであり、引
っ張り破断強度は少なくとも0.4kgf以上が望ましい。
また、図3、図6に示すようにカテーテル先端側の超音
波の送受部分12は超音波透過性に優れたポリオレフィ
ン系、ポリウレタン系、フッ素系の樹脂が好適であり、
肉厚は10〜100μm程度が好適である。更に、外装
シャフト2の外内面には、親水化樹脂やフッ素樹脂、シ
リコン樹脂等を数10μm以下で被覆してもよい。これ
らの処理により外装シャフト2の外内面の摺動抵抗を下
げることが出来る。又ヘパリンを含有させた樹脂を被覆
することで抗血栓性を付加することもできる。
【0017】本発明の超音波カテーテル10に於ける超
音波走査は、外部ユニット13内のモーター16の回転
運動をカテーテル手元側の手元操作部20内の端子2
1、22を介して駆動シャフト6に伝達し、駆動シャフ
ト6の先端に固定されたハウジング27を回転させるこ
とによって、ハウジング27に設けられたトランスジュ
サ11で送受される超音波をカテーテル2の略径方向に
走査することに依って行われる。ここで得られる超音波
画像は、血管或いは脈管の横断面像である。又、超音波
カテーテル10の全体もしくは、駆動シャフト6を長軸
方向に移動させることに依って、該血管及び脈管の縦断
面像も得られる。
【0018】次に本発明の超音波カテーテルを血管内で
操作する手順について説明する。ここでは図示しないが
超音波カテーテルは通常の血管カテーテル手技と同様
に、まず体外から血管をイントロデューサ等を用いて確
保し、これに造影用或いは検査、治療カテーテル用のガ
イディングカテーテルをガイドワイヤーにより血管を選
択し挿入する、検査或いは治療すべき目的部位に到達し
たのち、本発明の超音波カテーテルをガイディングカテ
ーテル内に挿入し、血管の断面像を得る。この際にガイ
ドワイヤーはガイディングカテーテルに留置或いは抜去
しても良い。また、別の手技では、バルーンカテーテル
等の治療用カテーテルのガイドワイヤールーメン内に本
発明の超音波カテーテルを挿入して用いることも可能で
ある。この場合、超音波カテーテルの外径は、0.25m
m〜0.97mmであり、0.35mm〜0.46mmが好適であ
る。
【0019】図9は本発明の超音波カテーテルの外装シ
ャフトにおける他の変形例を示している。本例では、手
元側の外装シャフト15は2層構造、超音波送受波部を
含む先端側12は1層構造である。手元側15の内層4
8はNiTi系合金等の超弾性金属チューブや、ステン
レス鋼(SUS304,SUS316等)線をコイル或
いはブレード巻きしたチューブであり、外層49は先端
側と同一材のポリオレフィン系、フッ素系等の樹脂であ
る。外層49の形成は、熱収縮による方法、溶剤によっ
て膨潤させ内層に被覆後乾燥収縮させる方法、ディッピ
ング法、溶融押出し成形法等によって行われる。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、血管及び
脈血管等の体腔内に挿入される細径な超音波カテーテル
において、カテーテル手元側から機械的駆動力を伝達す
る駆動シャフトを内蔵し、該カテーテル先端側に振動子
或いは反射板等を備えた円筒形のハウジング部を有し、
該ハウジングを非導電性セラミックス材料で構成するこ
とによって、該ハウジングが絶縁抵抗が高いために振動
子の電極面を直接接触させても、振動子の外形寸法を従
来に比べて大きくできるため、特に直径1mm以下の細径
な超音波カテーテルの超音波到達深度を深く、方位方向
の超音波の広がりを小さくできるという効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の超音波カテーテルの構造を示す軸方向断
面及びシステム図である。
【図2】従来の他の超音波カテーテルの先端部を示す一
部軸方向断面図である。
【図3】本発明の超音波カテーテルの一部軸方向断面及
びシステムの構成を示す図である。
【図4】本発明の超音波カテーテルの手元操作部及び外
部ユニットの一部軸方向断面図である。
【図5】本発明の超音波カテーテルのトランスジューサ
の構造を示す断面図である。
【図6】本発明の超音波カテーテルの先端構成図の一部
軸方向断面図である。
【図7】本発明の超音波カテーテルの先端部分上面図で
ある。
【図8】本発明の超音波カテーテルの図6のA-A断面図
である。
【図9】本発明の超音波カテーテルの変形例を示す図で
ある。
【符号の簡単な説明】
1:コンソール 2、12、15、48、49:外装シ
ャフト(カテーテル) 3:振動子 4:反射板 5:送受信回路
6:駆動シャフト 7:信号線 8:駆動源 9:超音波伝達液 10:超音波カテーテル 11:トランスジュ
ーサ 13:外部ユニット 14:造影用金属片 16:
モーター 17:カテーテル先端部、18、27:ハウジング 20:手元操作部 21、22、23、24:端子 2
5:係止部 26:回転摺動端子 31:振動子 32:電極 33、34、36、37:背面材 35:整合層 19:ハウジング先端部弾性部材 41:カテーテ
ル先端部弾性部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】体腔内に挿入して用いられるカテーテルに
    手元側から先端側まで機械的駆動力を伝達する駆動シャ
    フトを内蔵し、該カテーテルの先端側に超音波振動子及
    びまたは超音波反射板を備えたハウジングを該駆動シャ
    フトに接続し、該駆動シャフトを外部駆動源により回転
    或いは並進させる超音波カテーテルであって、該ハウジ
    ングを非導電性材料で構成したことを特徴とする超音波
    カテーテル。
  2. 【請求項2】該ハウジングをアルミナ、ジルコニア等の
    セラミック材料で構成したことを特徴とする請求項1記
    載の超音波カテーテル。
  3. 【請求項3】該ハウジングを円筒形とし、該円筒形のハ
    ウジングの一部分を径方向に樋状に加工し、該振動子を
    該ハウジングの樋状部分に接触するようにして構成した
    ことを特徴とする請求項1記載の超音波カテーテル。
JP16561995A 1995-06-30 1995-06-30 超音波カテーテル Pending JPH0910216A (ja)

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JP16561995A JPH0910216A (ja) 1995-06-30 1995-06-30 超音波カテーテル
US08/672,119 US5738100A (en) 1995-06-30 1996-06-27 Ultrasonic imaging catheter
EP96401444A EP0754430B1 (en) 1995-06-30 1996-06-28 Ultrasonic imaging catheter
DE69633157T DE69633157T2 (de) 1995-06-30 1996-06-28 Katheter zur Ultraschallabbildung

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