JP2009515606A - 固定して検知するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、固定して、既存のカテーテルを検知するための装置及び方法を提供する。実施の形態において、カテーテルシステムは、カテーテル及びカテーテルの基端に取り付けられた磁石を備える。カテーテルシステムは、更に、カテーテルの基端を収容して固定するように設けられた固定ソケットと、カテーテルが上記固定ソケットに固定された場合、磁石によってカテーテルの存在を検知するように設けられたホール効果センサとを備える。

Description

本発明は、概ねカテーテルに関し、特に、固定してカテーテルの存在を検知するためのシステム及び方法に関する。

カテーテルは、患者の体内へのアクセスを達成するために使用され、例えば血管を通ってカテーテルを挿入することによって、体内の診察及び治療が行われる。多くのカテーテル画像化システムは、カテーテルの中の回転画像変換器を用いて、患者の体内の画像を取得する。典型的には、画像変換器は、カテーテルのルーメンを通って伸びるドライブケーブルの末端に取り付けられる。ドライブケーブル及び画像変換器を回転させるために、ドライブケーブルの基端は、モニタ・ドライブ・ユニットの中のモニタに着脱自在である。

操作中に、カテーテルが損傷すること、又は、モニタ・ドライブ・ユニットに指を挿入する人が怪我をすることを避けるために、モニタに取り付けられる前に、カテーテルがモニタ・ドライブ・ユニットに適切に固定されていることを確認できることが好ましい。

従って、固定してカテーテルの存在を検知するためのシステム及び方法が必要である。

本発明は、固定してカテーテルの存在を検知するためのシステム及び方法提供する。

実施の形態において、カテーテルシステムは、カテーテル及びカテーテルの基端に取り付けられた磁石を備える。カテーテルシステムは、更に、カテーテルの基端を受容し固定するように設計された固定ソケットと、磁石の存在を検知するように設けられたホール効果センサと、カテーテルが固定ソケットに固定される場合には更にカテーテルとを備える。

他の実施の形態において、固定ソケットは、モータ・ドライブ・ユニットに取り付けられ、モータ・ドライブ・ユニットにカテーテルを固定し、カテーテルがモータ・ドライブ・ユニットに接続された場合に検知する。本実施の形態において、ホール効果センサは、保護回路と組み合わされて、カテーテルの存在が検知されない場合に、モータ・ドライブ・ユニット内のモータを機能させないようにする。他の実施の形態において、磁石は、カテーテルの基端から半径方向に伸びるインデックスピンに取り付けられる。固定ソケットは、インデックスピンを受容するように設けられた放射状の溝と、放射状の溝の側壁から伸びるプランジャとを備え、上記プランジャは、プランジャと放射状の溝の保護壁との間でインデックスピンを固定するように設けられる。カテーテルは、固定ソケットの放射状の溝にインデックスピンを挿入して、インデックスピンがプランジャと保護壁との間の所定場所に固定されるまでカテーテルを回転させることによって、固定ソケットに固定される。

他の実施の形態において、複数の磁石が、カテーテルの異なる場所に位置付けられ、別のカテーテルの認識が可能になる。本発明に関する他のシステム、方法、特徴及び利点は、後述する特徴及び詳細な説明の検査に関する当業者に明らかであろう。本明細書に含まれる全てのそのような追加的なシステム、方法、特徴及び利点が、本発明の範囲に含まれ、添付の特許請求の範囲によって保護される。

図１は、本発明の実施の形態に係るカテーテル１０及びねじり固定ソケット１５を示す。固定ソケット１５は、モータ・ドライブ・ユニット（図示せず）に設けられ、モータ・ドライブ・ユニットにカテーテル１０の基端を固定するために使用される。モータ・ドライブ・ユニットは、カテーテル内部にドライブケーブルを導くために当該技術分野において良く知られており、従って、ドライブ・モータ・ユニットの詳細な説明は、本発明を理解するために必須ではない。

カテーテル１０の基端は、固定ソケット１５の中に固定するハブ２０と、コーン状の張力緩和部２２と、バルブ２５とを有する。張力緩和部２２は、使用者がカテーテルを一方に引くことによって生じる張力を緩和する。バルブ２５は、カテーテル１０の中に、流体（例えば生理食塩水）を注入するためのものである。カテーテル１０の基端は、更に、ハブ２０から外方に伸びるインデックスピン２７を備える。インデックスピン２７及びハブ２０は、ポリカーボネート等のプラスチックを用いて作られる。インデックスピン２７は、接着剤によってハブ２０に取り付けられる別個の部品である。インデックスピン２７をハブ２０に十分に固定するために、インデックスピン２７は、エポキシ樹脂によって被覆され、ハブ２０の収容部に挿入される。代わりに、インデックスピン２７は、ハブ２０の中に成形されてもよい。

図２は、インデックスピン２７の拡大図を示す。カテーテル１０は、更にインデックスピン２７の先端に設けられた磁石指標３０を備える。磁石３０は、ネオジム磁石である。磁石３０は、例えばＵＶ硬化型接着剤を用いて、インデックスピン２７に接着される。磁石３０は、接着剤に包まれてもよい。磁石３０は、後述するように固定ソケット１５の中の固定位置においてカテーテル１０を検知するために、ホール効果センサと連携して作用する。

図３は、固定ソケット１５の予測される図を示しており、それは、好ましくは、プラスチック又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のような非導電性の材料を用いて作られる。固定ソケット１５は、カテーテルハブ２０を収容するための内部キャビティ３３を有する。図３において、内部キャビティ３３は、ハブ２０の円筒形状に適応するような円筒状である。固定ソケット１５は、内部キャビティ３３の中に切り取られ又はエッチングされた内部の軸方向の溝３５をも有する。内部の軸方向の溝３５は、カテーテル１０のハブ２０のインデックスピン２７が通過できるような寸法で設けられる。固定ソケット１５は、一端で軸方向の溝３５に接続される半径方向スロット３７をも有する。図４は、半径方向スロット３７を拡大して示す。半径方向スロット３７は、内部の環状半径方向スロット３７は、内部に円形状の保持壁４０を有する。カテーテル１０のハブ２０が固定ソケット１５に挿入されて、インデックスピンが半径方向スロット３７に到達し、そしてインデックスピン２７が保持壁４０に到達するように回転する場合に、インデックスピン２７を保持するために、保持壁４０は使用される。半径方向スロット３７は、更に、プランジャホール４７を含んでおり、プランジャホール４７は、インデックスピン２７及びそれによってカテーテル１０を所定位置に保持するプランジャ４９を有する。固定ソケット１５は、更に、外部の軸方向スロット４２を含み、そのスロット４２は、後述するように、ホール効果センサを所定位置に受容して固定するように形成される。外部の軸方向スロット４２の反対側の固定用入り口４５の上端は、ソケット１５の基端に形成される。

図５は、固定ソケット１５の拡大図を示す。図５において、バネで付勢されたボールプランジャ４９は、プランジャホール４７に挿入される。プランジャ４９は、球形の端部５０を有する。外部の軸方向スロット４２を介して半径方向スロット３７に挿入されたホール効果センサ５５も示されている。半径方向スロット３７は図示の便宜のために露見して示されるが、スロット３７は囲まれている。好ましくは、ホール効果センサ５５は、接着剤によって半径方向スロット３７に固定される。接着剤は、好ましくは、ホール効果センサ５５を包んで、センサ５５を電気的に絶縁して且つ／又はシールする。ホール効果センサ５５は、インデックスピン２７の磁石３０の存在を検知するために使用される。ホール効果センサ５５から伸びる導線５７も示される。導線５７は、図５において直線状で示されるが、導線５７は好ましくは湾曲して、半径方向スロット３７の中に配置される。好ましくは、導線５７は、接着剤を用いた絶縁性の材料に包まれ、固定ソケット１５の中で流体が漏れることを防ぐために、導線５７を電気的に絶縁し且つ／又はシールする。ホール効果センサ５５は、後述するように、カテーテル１０が固定ソケット１５に固定されていない場合、モータ・ドライブ・ユニットのモータ６２を切断する患者保護回路６０に接続される。軸方向スロット４２は、導線５７から保護回路６０にまで軸方向スロット４２を通って設けられているワイヤ６３のために使用される。代わりに、ワイヤ６３は、ソケット１５を通って軸方向に設けられるホール（図示せず）を通って挿入されてもよい。ホール効果センサ５５は、カテーテル１０が固定ソケット１５に固定された場合、インデックスピン２７の磁石３０の上方に位置付けられる。本実施の形態において、３本の導線５７の２本が例えば５ボルトの電圧を印加するためと、ホール効果センサ５５を接地するためとに使用され、第３の導線は、ホール効果センサ５５の磁石検知信号を伝達するために使用される。

カテーテル１０を固定ソケット１５に固定するために、インデックスピン２７は、図６に示すように、軸方向の溝３５に配置される。カテーテルハブ２０は、次に、固定ソケット１５の内部キャビティ３３に挿入される。カテーテルハブ２０が内部キャビティ３３に挿入されるとき、インデックスピン２７は、内部キャビティ３３に沿って設けられている軸方向の溝３５を通過する。インデックスピン２７が半径方向スロット３７に到達する場合、インデックスピン２７は、図７に示すように、半径方向スロット３７の側壁７０に接触する。更に、カテーテルハブ２０が軸方向に移動することは、側壁７０によって防がれる。

カテーテル１０は次に時計回りに捻られ又は回転させられる。カテーテル１０が時計回りに回転すると、インデックスピン２７は、図８に示すように、ボールプランジャ４９の球状端部５０に接触する。カテーテル１０が更に回転すると、図９に示すように、インデックスピン２７は、プランジャ４９の球状端部５０を押し下げ、そのため、インデックスピン２７がプランジャ４９を通って移動できる。プランジャ４９の力によって、使用者は、固定したことを示す触感が分かる。インデックスピン２７がプランジャ４９を通過した後、プランジャ４９はインデックスピン２７の後方で突き出し、図１０に示すように、インデックスピン２７は半径方向スロット３７の保持壁４０に係合する。保持壁４０の図は、図１０ではセンサ５５によって隠れるが、保持壁は図４に示される。この位置において、インデックスピン２７は、プランジャ４９と保持壁４０との間に固定され、それによって固定位置に位置する。更に、インデックスピン２７の磁石３０は、ホール効果センサ５５と並べて配置される。固定位置において、ホール効果センサ５５は、磁石３０、及びそれによって、固定位置にあるカテーテル１０の存在を検知する。ホール効果センサ５５は、カテーテル１０が固定ソケット１５に固定されていることを示す保護回路６０に信号を送る。それに応じて、保護回路６０によって、モータ・ドライブ・ユニットのモータ６２は作動可能になる。

ホール効果センサ５５がインデックスピン２７の磁石３０の存在を検知しない場合、保護回路６０によって、モータ・ドライブ・ユニットのモータ６２は作動不能になり、それによって、カテーテルがモータ・ドライブ・ユニットに接触していないときにモータ６２のスイッチが入ることを防ぐ。これによって、モータが稼働している間に、固定ソケット１５に指を挿入する人が偶発的に怪我することを防止できる。

固定ソケット１５にカテーテル１０を固定するために、カテーテル１０は、好ましくは、固定ソケット１５の中で時計回りに１５度、回転する。図１０において、垂線８０は、インデックスピン２７の最初の方向を示し、ライン８５は、固定位置におけるインデックスピン２７の方向を示す。ライン８０及び８５の間の角度は、１５度である。カテーテル１０は１５度時計回りに回転することが好ましい実施の形態であるが、カテーテル１０は反時計回りに回転し、且つ／又は、異なる角度（例えば４５度）回転してもよい。図１１は、固定ソケット１５によって、例示するモータ・ドライブ・ユニット２３に固定されたカテーテル１０を示す。図１１に示すように、カテーテル１０は、例えば血管を通って、患者の体内に挿入されるように形成された細長いカテーテル本体１３を含む。カテーテル１０は、ドライブケーブル（図示せず）の末端に取り付けられた超音波受発信器（図示せず）を含んでもよく、これらの両方ともがカテーテル本体１３の中で回転可能である。ドライブケーブルは、カテーテル本体１３の中でドライブケーブル及び超音波受発信器を回転させるために、モータ・ドライブ・ユニットの中でドライブモータ（図示せず）に機械的に係合して、それによって患者の体内の画像を取得する。モータ・ドライブ・ユニット２３を通過した受発信器からの信号は、モータ・ドライブ・ユニット２３を介してプロセッシング・ユニット（図示せず）に伝わる。

他の実施の形態において、インデックスピンは、インデックスピンの異なる位置に２つ以上の磁石を含み、それによって、異なるカテーテルの認識が可能になる。実施の形態において、カテーテルが固定された場合、固定ソケットは、インデックスピンの異なる位置で磁石を検知するように設けられた複数のホール効果センサを異なる位置に含む。異なるカテーテルは、ホール効果センサに接続されたカテーテル認識回路を作動可能にするインデックスピンの異なる位置に磁石を有して、それによって、いずれのホール効果センサが磁石を検知したかに基づいて、異なるカテーテルを検知する。従って、複数の磁石が、異なるカテーテルの指標を決めるために使用され、それによって、複雑な回路の代わりに、単なる磁石を使用することでカテーテル認識システムを形成することができる。

好ましい実施の形態について、モータ・ドライブ・ユニット及び回転画像受発信器の説明の中で記載したが、本発明は、そのように限定されるものではなく、固定して従来のカテーテルの存在を検知する他の出願においても使用できる。例えば、画像受発信器の代わりに、手術用具等の装置がドライブケーブルの末端に取り付けられてもよい。更に、カテーテルの基端は、モータ・ドライブ・ユニットに加えて、システムに接続されたカテーテルの存在を検知することが有用である他の種類のシステムに固定されてもよい。

以上の明細書では、本発明について、特定の実施の形態を参照して説明した。しかしながら、本発明の精神と範囲の境界から逸脱することなく、種々の改良及び変形がなされ得ることは明らかである。例えば、一実施の形態の各特徴は、他の実施の形態において示された他の特徴と組み合わされ、又は転用され得る。当業者に知られた特徴及び方法は、上述のように同様に、組み合わせられてもよい。更に、特徴は、上述のように追加され又は削除されてもよい。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲及び均等な範囲に照らして、それ以外に限定されるべきではない。

実施の形態のカテーテル及び固定ソケットの基端の斜視図。 実施の形態に係るインデックスピンの拡大図。 実施の形態に係る固定ソケットの予測される図。 実施の形態に係る固定ソケットの保持壁の拡大図。 実施の形態に係る、ホール効果センサ及びプランジャを有する固定ソケットの拡大図。 実施の形態に係る、カテーテルと、固定ソケットの軸方向の溝に並べて配置されたインデックスピンを有する固定ソケットとの予測される図。 実施の形態に係る、固定ソケットに挿入されたカテーテルの予測される図。 実施の形態に係る、固定ソケットにおいて時計回りに回転して、インデックスピンが固定ソケットのプランジャに接触したカテーテルの拡大図。 実施の形態に係る、固定ソケットにおいて更に時計回りに回転して、インデックスピンがプランジャを押し下げたカテーテルの拡大図。 実施の形態に係る、固定ソケットにおいて時計回りに更に固定位置にまで回転したカテーテルの拡大図。 実施の形態に係る、固定ソケットによって典型的なモータ・ドライブ・ユニットに固定したカテーテルを示す。

Claims (11)

1. 基端を有するカテーテルと、
   上記カテーテルの基端に取り付けられた固定ソケットと、
   上記カテーテルの基端を受容して固定するように設けられた固定ソケットと、
   上記カテーテルの基端が上記固定ソケットに固定された場合に上記磁石の存在を検知するように設けられたホール効果センサとを備えることを特徴とするカテーテルシステム。
2. 上記ホール効果センサに接続された保護回路と、
   上記保護回路に接続されたモータとを更に備え、
   上記保護回路は、上記ホール効果センサが上記磁石の存在を検知しない場合に、上記モータを作動不能にするように設けられることを特徴とする請求項１に記載のカテーテルシステム。
3. 上記カテーテルの基端から半径方向に伸びるインデックスピンを更に備え、
   上記磁石は上記インデックスピンに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のカテーテルシステム。
4. 上記固定ソケットは、上記インデックスピンを受容するように設けられた半径方向の溝と、
   上記半径方向の溝の側壁から伸びるプランジャとを更に備え、
   上記プランジャは、上記プランジャと上記半径方向の溝の保持壁との間に上記インデックスピンを固定するように設けられることを特徴とする請求項３に記載のカテーテルシステム。
5. 上記ホール効果センサは、上記インデックスピンが上記プランジャと上記保持壁との間に固定されている場合に、上記磁石を検知するように設けられることを特徴とする請求項４に記載のカテーテルシステム。
6. 上記ホール効果センサに接続された保護回路と、
   上記保護回路に接続されたモータとを更に備え、
   上記保護回路は、上記ホール効果センサが上記磁石の存在を検知しない場合に、上記モータを作動不能にするように設けられることを特徴とする請求項５に記載のカテーテルシステム。
7. 上記プランジャは付勢されたバネであることを特徴とする請求項４に記載のカテーテルシステム。
8. 上記プランジャは球状の先端を有することを特徴とする請求項４に記載のカテーテルシステム。
9. 上記固定ソケットは、上記カテーテルの基端を受容するように設けられた内部キャビティと、
   上記半径方向の溝に接続された上記内部キャビティの中の軸方向の溝とを更に備え、
   上記軸方向の溝は、上記インデックスピンを上記半径方向の溝に受容できるように設けられることを特徴とする請求項４に記載のカテーテルシステム。
10. 上記プランジャは、上記インデックスピンが上記半径方向の溝の中で１５度から４５度の間で回転するとき、上記インデックスピンを固定するように設けられることを特徴とする請求項９に記載のカテーテルシステム。
11. 上記カテーテルの基端上の異なる位置の複数の磁石と、
    複数のホール効果センサとを更に備え、
    上記ホール効果センサは、上記カテーテルの基端が上記固定ソケットに固定されるとき、上記異なる磁石を検知するように設けられることを特徴とする請求項１に記載のカテーテルシステム。

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