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JP7770651B2 - ガイドワイヤ - Google Patents

ガイドワイヤ

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JP7770651B2 JP2022155072A JP2022155072A JP7770651B2 JP 7770651 B2 JP7770651 B2 JP 7770651B2 JP 2022155072 A JP2022155072 A JP 2022155072A JP 2022155072 A JP2022155072 A JP 2022155072A JP 7770651 B2 JP7770651 B2 JP 7770651B2
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Description

本発明は、ガイドワイヤに関し、特に、先端部に螺旋状のコイル部を備えるガイドワイヤに関する。
患者の血管にガイドワイヤを挿入し、管状のカテーテルにガイドワイヤを挿通させながらカテーテルを血管に挿入する施術が行われている。カテーテルが血管に挿入された後に、ガイドワイヤはカテーテルから引き抜かれ、カテーテルによって薬剤の投入や、ワイヤ状の医療器具を用いた施術が行われる。
一般に、ガイドワイヤには、施術を容易にするための構造上の工夫が施される。例えば、以下の特許文献1~3に記載されたガイドワイヤでは、先端部に螺旋構造のコイル部が設けられている。コイル部によって、ガイドワイヤの先端部を血管に沿って進行させることが容易になる。特許文献1に記載のガイドワイヤでは、コイル部の先端に音源が取り付けられている。音源から発生した超音波を超音波診断装置で検出することで、ガイドワイヤの先端部の位置が求められる。血管内のガイドワイヤは、一般的にX線撮像装置によって観測されるが、血管内に造影剤を投入できない等の場合には、特許文献1に記載されているように、超音波によって観測されることがある。特許文献3に記載のガイドワイヤでは、コイル部近傍にセンサが取り付けられている。血管内にガイドワイヤを挿入することで、血管内にセンサが配置される。
特開2020-185363号公報 特開2012-279号公報 特開2015-96231号公報
特許文献1に記載されているように、コイル部の先端に音源が取り付けられると、ガイドワイヤの機械的強度が音源を備えていない通常のガイドワイヤと比較して低下してしまうことがある。音源は、超音波を発生させることを目的とするデバイスであり、必ずしもガイドワイヤの先端の機械的強度を通常のガイドワイヤ同等とするための構造を有さないためである。また、コイル部の内側に音源を配置すると、音源が発生する超音波の伝搬がコイル部の素線に妨げられてガイドワイヤの周囲に十分に放射されず、音源が発生する超音波によってガイドワイヤの位置を求めることが困難となることが考えられる。
本発明の目的は、音源を備えるガイドワイヤの機械的強度を高めると共に、ガイドワイヤの周囲に良好に超音波を放射させることである。
本発明に係るガイドワイヤは、コアシャフトと、前記コアシャフトの先端部に結合し、前記コアシャフトの周囲を螺旋状に周回するコイル部と、前記コイル部の内側に設けられ、超音波を発生する音源と、を備え、前記コイル部は、自らを形成する素線の間隔が他の部分に比べて大きい開放部を有し、前記音源は、前記開放部の内側に設けられていることを特徴とする。
望ましくは、前記コイル部は、前記ガイドワイヤの長手方向に対して屈曲した屈曲形状を有し、前記開放部は、前記コイル部の屈曲部から後方に向かう範囲に形成されている。
望ましくは、前記コアシャフトの延伸方向に沿って延びた配線を備え、前記配線の先端は、前記コイル部の内側に位置し、前記配線は、前記音源にエネルギーを供給する。
望ましくは、前記コイル部は、前記ガイドワイヤの長手方向に対して屈曲した屈曲形状を有し、配線の先端は、前記コイル部の屈曲部よりも後方にある。
望ましくは、前記配線は、光ファイバであり、前記ガイドワイヤは、さらに、前記コイル部の内側に設けられた光吸収体を備え、前記光吸収体によって前記音源が形成されている。
望ましくは、前記配線は、導線であり、前記音源は、振動素子であり、前記振動素子が前記導線の先端に接続されている。
また、本発明は、コアシャフトと、前記コアシャフトの先端部に結合し、前記コアシャフトの周囲を螺旋状に周回するコイル部と、前記コアシャフトの延伸方向に沿って延び、先端部が前記コイル部の内側に位置する光ファイバと、前記コイル部の表面を覆う光吸収体と、を備え、前記コイル部は、自らを形成する素線の間隔が他の部分に比べて大きい開放部を有し、前記光ファイバの先端は、前記開放部の内側に位置し、前記光吸収体は、前記光ファイバから発せられた光のエネルギーに基づいて、超音波を発生することを特徴とする。
望ましくは、前記コイル部は、前記ガイドワイヤの長手方向に対して屈曲した屈曲形状を有し、前記光ファイバの先端は、前記コイル部の屈曲部よりも後方にある。
望ましくは、前記コイル部は、前記ガイドワイヤの長手方向に対して屈曲した屈曲形状を有し、前記開放部は、前記コイル部の屈曲部から後方に向かう範囲に形成されている。
望ましくは、前記開放部における前記素線間の隙間は、0.13mm、以上0.33mm以下である。
望ましくは、前記コイル部の内側に充填された樹脂を備える。
本発明によれば、音源を備えるガイドワイヤの機械的強度を高めると共に、ガイドワイヤの周囲に良好に超音波を放射させることができる。
ガイドワイヤを模式的に示す図である。 ガイドワイヤの軸方向断面を模式的に示す図である。 ガイドワイヤから側方に出力される超音波音圧を計測した実験結果を示す図である。 第1変形例に係るガイドワイヤの軸方向断面を模式的に示す図である。 第2変形例に係るガイドワイヤの軸方向断面を模式的に示す図である。
各図を参照して本発明の実施形態について説明する。複数の図面に示された同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
図1には、本発明の実施形態に係るガイドワイヤ100が模式的に示されている。ガイドワイヤ100は、コアシャフト10、コイル部12、配線14および音源16を備えている。コアシャフト10は公知な材質の真直線で形成されている。コイル部12は、公知な金属製の素線18を螺旋状に巻回して形成されている。コアシャフト10および素線18の材質は特に限定するものではないが、コイル部12の一部をX線不透過性の金属材料によって形成しておくことで、従来のガイドワイヤと同様にX線撮像装置によるガイドワイヤの位置確認が可能になる。コイル部12の先端はコアシャフト10の先端部に結合し、コイル部12の素線18は、コアシャフト10の周囲を後方に向かって螺旋状に周回している。コアシャフト10の先端部とコイル部12の先端部は、先端結合部20によって結合している。先端結合部20は、剛性の結合材料、例えば、半田、ステンレス、鉄、アルミニウム、銅等の金属であってよい。
コイル部12の後端は、後端結合部22によってコアシャフト10に固定されている。後端結合部22は、例えば、プラスチック樹脂、半田等の固定材料で構成されている。なお、後端結合部22は設けられなくてもよい。すなわち、コイル部12の後端は、前後方向あるいは径方向に自由に振れる自由端となっていてもよい。
コイル部12の先端寄りの位置には屈曲部24が形成されている。屈曲部24は、ガイドワイヤ100の長手方向に対して所定の角度で略「く」の字形に屈曲した形状をなしている。屈曲部24は、例えば、血管分岐部で分岐している2つの血管のうち、ガイドワイヤ100を進める一方を術者が選択し易くするために設けられている。コイル部12には、自らを形成する素線18の間隔が他の部分に比べて大きい開放部26が形成されている。開放部26では、素線18が形成する螺旋構造のピッチが他の部分に比べて大きい。図1に示されている例では、屈曲部24から後方に向かう範囲に開放部26が形成されている。開放部26は、屈曲部24を含んでよく、また屈曲部24よりも前方に配置されてもよい。
開放部26では素線18の間隔が他の部分に比べて大きいため、開放部26の前方に隣接する部分を屈曲させることは容易である。つまり開放部26が形成された構造によって、屈曲部24を形成するための加工(所謂、シェイピング加工)が容易となる。
配線14は、コアシャフト10に並んで配置され、コアシャフト10の延伸方向に沿って後方から前方に向かって延びている。配線14は後端結合部22を貫通し、配線14の先端はコイル部12の内側に位置している。配線14の先端は屈曲部24よりも後方における開放部26の内側に配置されている。配線14の先端には音源16が設けられている。音源16は、コイル部12の内側の領域における、開放部26の内側の位置に設けられている。
音源16は、配線14によって供給されたエネルギーによって超音波を発生する。音源16が発生する超音波の周波数範囲は、医療用の超音波診断装置等によって検出可能な範囲であってよい。音源16が発生する超音波の周波数範囲は、例えば、1MHz以上、30MHz以下であってよいが、この範囲に限られない。
本実施形態における音源16は、光を吸収することで温度が上昇して膨張する光吸収体16aであり、配線14は光ファイバ14aである。光ファイバ14aは、パルスレーザを音源16としての光吸収体16aに供給する。光吸収体16aは、パルスレーザ光のエネルギーを吸収し、そのエネルギーによる断熱膨張により超音波を発生する。
音源16は、圧電材料を用いた振動素子16bであってもよい。この場合、配線14には一対の導線14bが用いられる。一対の導線14bの先端に振動素子16bが接続され、一対の導線14bは、音源16としての振動素子16bにパルス状の時間波形を有する電圧を印加する。振動素子16bは、印加電圧に応じて超音波を発生する。
図2には、ガイドワイヤ100を長手方向と平行な平面で切断した場合に現れる断面(軸方向断面)が模式的に示されている。コイル部12の内側は、プラスチック等の樹脂30で充填されている。樹脂30の充填によって、コアシャフト10、配線14および音源16が、コイル部12の内部に固定されている。図2には、コイル部12の内側が樹脂30で充填された例が示されているが、樹脂30は、コイル部12を外側からモールドした状態で、さらに、コイル部12の内側に充填されてもよい。樹脂30が開放部26に充填されることで素線18間の隙間dが一定に維持される。
コイル部12の外径は、例えば、0.3mm以上、1.0mm以下であってよいが、この範囲に限られない。開放部26における素線18間の隙間dは、例えば、0.13mm以上、0.33mm以下であってよいがこの範囲に限られない。コイル部12の直径や、開放部26における素線18間の隙間dは、ガイドワイヤ100の操作のし易さや、ガイドワイヤ100から放射される超音波の特性等に応じて決定されてよい。なお、隙間dを0.33mm以下とすることで、手技中に開放部26に与えられる機械的負荷が抑制され、キンク、変形等が回避される。
図3には、ガイドワイヤ100から側方に出力される超音波音圧を計測した実験結果が示されている。横軸は、素線18間の隙間dを示し、縦軸は正規化された超音波音圧(正規化超音波音圧)を示す。正規化超音波音圧は、コイル部12の内部に配置されていない単体の音源16から放射された超音波音圧に対する、ガイドワイヤ100から放射された超音波音圧の百分率を示す。図3に示される実験結果では、開放部26における素線18間の隙間dが0.13mm以上である場合に、正規化超音波音圧が50%以上となっている。ここで、正規化超音波音圧が100%を超える条件があるが、これはコイル部12の内部に音源16を配置することで、配線14の軸方向に放射される超音波がコイル構造に反射し、側方に放射されるためである。
ガイドワイヤ100を用いた施術の例について説明する。患者には皮膚表面から血管に向けて管状のイントロデューサが刺入され、イントロデューサを通して血管内にガイドワイヤ100が挿入される。血管内にガイドワイヤ100が挿入された状態で、管状のカテーテルにガイドワイヤ100を挿通させながらカテーテルが血管に挿入される。血管内のガイドワイヤ100は、X線撮像装置によって観測されてよい。しかし、血管内に造影剤を投入できない等の場合には、特許文献1に示されているように、超音波診断装置のディスプレイ上で術者が音源16の位置を確認してもよい。
本実施形態に係るガイドワイヤ100は、コイル部12が先端結合部20によってコアシャフト10に結合している。先端結合部20は金属等の剛性の結合材料によって形成されている。これによって、コイル部12がコアシャフト10に確実に固定されると共に、コイル部12先端の機械的強度が従来の音源を備えていない通常のガイドワイヤと同等になり、従来の音源を備えたガイドワイヤに比べて向上する。また、コイル部12は、屈曲形状を有しており、屈曲部24より後端側の領域に対して先端側の領域が異なる方向に延伸している。これによって、血管分岐部で分岐している2つの血管のうち、ガイドワイヤ100を進める一方の血管を術者が選択し易くなる。
さらに、コイル部12には開放部26が設けられ、音源16が開放部26の内側に配置されている。これによって、音源16から発せられた超音波のうち、コイル部12の素線18によって伝搬が妨げられるものの割合が低減され、ガイドワイヤ100から放射される超音波音圧が増加する。また、開放部26では、コイル部12の周囲に亘って、他の部分よりも素線18間の隙間が広くなっている。これによって、コイル部12から見た広い角度範囲に亘って超音波が放射される。そのため、音源16から発せられた超音波が、超音波診断装置によって確実に検出され、術者がガイドワイヤ100の位置を把握することが容易となる。
また、配線14の先端は、コイル部12の屈曲部24よりも後方にある。これによって、コイル部12内に音源16を配置した後の、屈曲部24を形成する工程が容易になる。さらに、使用時に生じる屈曲部24の撓みによって、配線14の先端や音源16に与えられる機械的負荷が抑制される。
図4には、本発明の第1変形例に係るガイドワイヤ102の軸方向断面図が示されている。ガイドワイヤ102は、図2に示されたガイドワイヤ100の配線14を光ファイバ14aとし、コイル部12の内側に光吸収体32を充填したものである。ガイドワイヤ102では、デバイスの形態を有する音源16が用いられていない。光ファイバ14aはパルスレーザを伝送し、パルスレーザが光ファイバ14aの先端から放出される。光吸収体32の領域のうち光ファイバ14aの先端近傍にある領域が音源として動作する。すなわち、光ファイバ14aの先端近傍にある光吸収体32が、パルスレーザに応じて断熱膨張し、超音波を発生する。
ガイドワイヤ102では、コイル部12の内側に充填された光吸収体32の領域のうち光ファイバ14a先端近傍の領域が音源として用いられる。ガイドワイヤ102によれば、図1および図2のガイドワイヤ100によって得られる効果と同様の効果が得られる。
図5には、本発明の第2変形例に係るガイドワイヤ104の軸方向断面が示されている。ガイドワイヤ104は、図1および図2に示されたガイドワイヤ100の配線14を光ファイバ14aとし、デバイスの形態を有する音源16を取り除き、さらに、コイル部12の表面を光吸収体40で覆ったものである。光吸収体40は、コイル部12を形成する素線18間の隙間からコイル部12の内側に侵入させてもよい。
光ファイバ14aはパルスレーザを伝送し、パルスレーザが光ファイバ14aの先端から放出される。光ファイバ14aの先端からは、コイル部12の内部から外側に向けてパルスレーザが発せられる。光吸収体40には、コイル部12の素線18間の隙間においてパルスレーザが照射され、光吸収体40から超音波が発せられる。
本変形例に係るガイドワイヤ104では、コイル部12に開放部26が設けられ、光ファイバ14aの先端が開放部26の内側に位置する。このような構造によれば、光ファイバ14aから発せられたパルスレーザのうち、コイル部12の素線18によって進行が妨げられるものの割合が、開放部26が設けられていない場合に比べて低減される。これによって、ガイドワイヤ104の放射する超音波音圧が、開放部26が設けられていない場合に比べて増加し、ガイドワイヤ100と同様な効果が得られる。
以上、本発明の実施形態に係るガイドワイヤ100、102および104が示された。本発明に係るガイドワイヤは、以下のような構成を有してよい。
(構成1)
コアシャフトと、前記コアシャフトの先端部に結合し、前記コアシャフトの周囲を螺旋状に周回するコイル部と、前記コイル部の内側に設けられた音源と、を備え、前記コイル部は、自らを形成する素線の間隔が他の部分に比べて大きい開放部を有する。この構成によれば、コイル部の内側に音源が配置され、その音源から発生した超音波が開放部を通じてガイドワイヤの周囲に放射されるので、従来の音源を備えたガイドワイヤに比べて機械的強度を向上させると共に、ガイドワイヤの周囲に良好に超音波を放射させることが可能になる。
(構成2)
構成1に記載のガイドワイヤであって、前記音源は、前記開放部の内側に設けられている。この構成によれば、音源から発せられた超音波の伝搬が、コイル部の素線によって妨げられ難くなるから、ガイドワイヤの周囲にさらに良好に超音波を放射させることが可能になる。
(構成3)
構成1または2に記載のガイドワイヤであって、前記コイル部は、前記ガイドワイヤの長手方向に対して屈曲した屈曲形状を有し、前記開放部は、前記コイル部の屈曲部から後方に向かう範囲に形成されている。この構成によれば、コイル部に開放部を設けることで、その開放部より先端側を所定の形状に屈曲させる加工が行い易くなる。
(構成4)
構成1または2に記載のガイドワイヤであって、前記コアシャフトの延伸方向に沿って延びた配線を備え、前記配線の先端は、前記コイル部の内側に位置し、前記配線は、前記音源にエネルギーを供給する。
(構成5)
構成4に記載のガイドワイヤであって、前記コイル部は、前記ガイドワイヤの長手方向に対して屈曲した屈曲形状を有し、前記配線の先端は、前記コイル部の屈曲部よりも後方にある。配線の先端が屈曲部より後方に位置するから、手技中の屈曲部の撓みによって配線に与えられる機械的負荷が抑制される。
(構成6)
構成4または5に記載のガイドワイヤであって、前記配線は、光ファイバであり、前記ガイドワイヤは、さらに、前記コイル部の内側に設けられた光吸収体を備え、前記光吸収体によって前記音源が形成されている。この構成によれば、光ファイバの先端から放出されたパルスレーザを吸収して光吸収体が音源として機能するから、振動素子などのデバイスをコイル部に内蔵させる必要がなく、ガイドワイヤ先端の小径化を図ることが可能になる。
(構成7)
構成4または5に記載のガイドワイヤであって、前記配線は、導線であり、前記音源は、振動素子であり、前記振動素子が前記導線の先端に接続されている。
(構成8)
コアシャフトと、前記コアシャフトの先端部に結合し、前記コアシャフトの周囲を螺旋状に周回するコイル部と、前記コアシャフトの延伸方向に沿って延び、先端部が前記コイル部の内側に位置する光ファイバと、前記コイル部の表面を覆う光吸収体と、を備え、前記コイル部は、自らを形成する素線の間隔が他の部分に比べて大きい開放部を有し、前記光ファイバの先端は、前記開放部の内側に位置する。この構成によれば、光ファイバの先端から放出されたパルスレーザが開放部を通じて光吸収体に吸収されて超音波が発生し、ガイドワイヤの周囲に放射される。そのため、従来の音源を備えたガイドワイヤに比べて機械的強度を向上させると共に、ガイドワイヤの周囲に良好に超音波を放射させることが可能になる。また、光ファイバの先端が開放部の内側に位置するから、放出されたパルスレーザがコイル部の素線の妨害を受け難くなり、より良好に超音波を放射させることが可能になる。
(構成9)
構成8に記載のガイドワイヤであって、前記コイル部は、前記ガイドワイヤの長手方向に対して屈曲した屈曲形状を有し、前記光ファイバの先端は、前記コイル部の屈曲部よりも後方にある。光ファイバの先端が屈曲部より後方に位置するから、手技中の屈曲部の撓みにより光ファイバに与えられる機械的負荷が抑制される。
(構成10)
構成8に記載のガイドワイヤであって、前記コイル部は、前記ガイドワイヤの長手方向に対して屈曲した屈曲形状を有し、前記開放部は、前記コイル部の屈曲部から後方に向かう範囲に形成されている。この構成によれば、コイル部に開放部を設けたことで、その開放部より先端側を所定の形状に屈曲させる加工が行い易くなる。
(構成11)
構成1~10のいずれか1つに記載のガイドワイヤであって、前記開放部における前記素線間の隙間は、0.13mm以上、0.33mm以下である。この構成によれば、隙間を0.13mm以上にすることで開放部を通じてガイドワイヤの周囲に放射される超音波音圧を比較的高く維持することができ、良好に超音波を放射させることが可能になる。また、隙間を0.33mm以下とすることで、開放部に術中に与えられる機械的負荷が抑制される。
(構成12)
構成1~11のいずれか1つに記載のガイドワイヤであって、前記コイル部の内側に充填された樹脂を備える。充填された樹脂によってコイル部の内側に設けられた音源または光ファイバの先端の位置を固定することができ、それらの位置ずれによってガイドワイヤの周囲への超音波の放射が低下することを防止することができる。
10 コアシャフト、12 コイル部、14 配線、14a 光ファイバ、14b 導線、16 音源、16a,32,40 光吸収体、16b 振動素子、18 素線、20 先端結合部、22 後端結合部、24 屈曲部、26 開放部、30 樹脂、100,102,104 ガイドワイヤ。

Claims (11)

  1. コアシャフトと、
    前記コアシャフトの先端部に結合し、前記コアシャフトの周囲を螺旋状に周回するコイル部と、
    前記コイル部の内側に設けられ、超音波を発生する音源と、を備え、
    前記コイル部は、
    自らを形成する素線の間隔が他の部分に比べて大きい開放部を有し、
    前記音源は、
    前記開放部の内側に設けられていることを特徴とするガイドワイヤ。
  2. 請求項1に記載のガイドワイヤであって、
    前記コイル部は、
    前記ガイドワイヤの長手方向に対して屈曲した屈曲形状を有し、
    前記開放部は、
    前記コイル部の屈曲部から後方に向かう範囲に形成されていることを特徴とするガイドワイヤ。
  3. 請求項1に記載のガイドワイヤであって、
    前記コアシャフトの延伸方向に沿って延びた配線を備え、
    前記配線の先端は、前記コイル部の内側に位置し、
    前記配線は、前記音源にエネルギーを供給することを特徴とするガイドワイヤ。
  4. 請求項に記載のガイドワイヤであって、
    前記コイル部は、
    前記ガイドワイヤの長手方向に対して屈曲した屈曲形状を有し、
    前記配線の先端は、
    前記コイル部の屈曲部よりも後方にあることを特徴とするガイドワイヤ。
  5. 請求項に記載のガイドワイヤであって、
    前記配線は、光ファイバであり、
    前記ガイドワイヤは、さらに、
    前記コイル部の内側に設けられた光吸収体を備え、
    前記光吸収体によって前記音源が形成されていることを特徴とするガイドワイヤ。
  6. 請求項に記載のガイドワイヤであって、
    前記配線は、導線であり、
    前記音源は、振動素子であり、
    前記振動素子が前記導線の先端に接続されていることを特徴とするガイドワイヤ。
  7. コアシャフトと、
    前記コアシャフトの先端部に結合し、前記コアシャフトの周囲を螺旋状に周回するコイル部と、
    前記コアシャフトの延伸方向に沿って延び、先端部が前記コイル部の内側に位置する光ファイバと、
    前記コイル部の表面を覆う光吸収体と、を備え、
    前記コイル部は、
    自らを形成する素線の間隔が他の部分に比べて大きい開放部を有し、
    前記光ファイバの先端は、
    前記開放部の内側に位置し、
    前記光吸収体は、
    前記光ファイバから発せられた光のエネルギーに基づいて、超音波を発生することを特徴とするガイドワイヤ。
  8. 請求項に記載のガイドワイヤであって、
    前記コイル部は、
    前記ガイドワイヤの長手方向に対して屈曲した屈曲形状を有し、
    前記光ファイバの先端は、
    前記コイル部の屈曲部よりも後方にあることを特徴とするガイドワイヤ。
  9. 請求項に記載のガイドワイヤであって、
    前記コイル部は、
    前記ガイドワイヤの長手方向に対して屈曲した屈曲形状を有し、
    前記開放部は、
    前記コイル部の屈曲部から後方に向かう範囲に形成されていることを特徴とするガイドワイヤ。
  10. 請求項1、およびのうちいずれか1項に記載のガイドワイヤであって、
    前記開放部における前記素線間の隙間は、0.13mm以上、0.33mm以下であることを特徴とするガイドワイヤ。
  11. 請求項1、およびのうちいずれか1項に記載のガイドワイヤであって、
    前記コイル部の内側に充填された樹脂を備えることを特徴とするガイドワイヤ。
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