JP4236088B2 - Catheter self-propelled system, catheter, and method of operation - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はカテーテルにかかり,特にカテーテル,カテーテル自走システム,施術方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来,外科手術などによる生体への侵襲を抑えるために,被施術体の血管内にカテーテルを送入することにより,例えば血栓溶解などの治療等を行う血管カテーテル法が知られている。
【0003】
上記血管カテーテル法において用いられるカテーテルは,先端部が弾性部材で,先端部以外は,ある程度の剛性を持つ部材で形成されている。使用に際して,カテーテルを先端部から血管内に送入する。
【0004】
また上記カテーテルの送入する操作は,X線透視下で行われ,X線透視画像からカテーテル及び血管の走行を見ながら,カテーテルの操作をし,目的とする血管部分にカテーテルを送入誘導等している。なお,本願発明に関連する先行技術文献情報には,次のものがある。
【0005】
【特許文献1】
特開平8−173545号公報
【特許文献2】
特開2000−000310号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,X線透視下でのカテーテルの操作は,施術者,被施術者ともに相応量の被爆は避けらず,X線によるモニタリングも2次元画像であるため送入されたカテーテルの位置を把握することが困難であった。
【0007】
また,カテーテルの操作はカテーテルの先端部の弾性,または先端部以外の手元から加えられるカテーテルに対するトルク,ねじり力など利用した経験を要する操作であるため,例えば,先端部の走行方向を調整するための力が先端部に伝わらず,先端部が血管内腔面である血管壁に突き当たる,または血管の分岐部分では目的とする血管内に送入できないなどの問題点があった。
【0008】
つまり,目的とする血管にカテーテルを進めるためには,技術的な熟練が必要であり,また,手元から操作できるためにカテーテルには比較的剛性の高い素材が用いられるが,それ故にカテーテルの操作を誤ることにより,例えば血管壁等の組織の損傷を招くという問題点があった。
【0009】
本発明は,上記問題点に鑑みてなされたものであり,本発明の目的は,MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置を利用することによりカテーテルの自走が可能な,新規かつ改良されたカテーテル,カテーテル自走システム,および施術方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため,本発明の第1の観点によればカテーテル自走システムが提供される。このカテーテル自走システムは,管腔内に磁場を発生させる磁気共鳴イメージング装置と;刺入するための先端部を少なくとも有し,先端部は磁場に基づき自走するための自走力を発生する自走力発生部を備えるカテーテルと;自走力発生部に供給する電流を制御するコントロール部を備える処理装置とを少なくとも有することを特徴としている。
【0011】
本発明によれば,磁気共鳴イメージング装置に備わる管腔内に磁場を発生させて,上記磁場に基づき,先端部に備わる自走力発生部が自走力を発生させ,カテーテルは自走することが可能となる。上記自走力は,処理装置に備わるコントロール部から自走力発生部に電流の供給量を調節することで,制御される。かかる構成により,血管内の経路の形状に因らず,血管壁などに突き当たらないように送入することが可能となり,生体組織の損傷を防げる。なお本発明にかかる管腔は,例えば磁気共鳴イメージング装置に備わるガントリーなどが例示される。
【0012】
自走力発生部は,カテーテルが推進するための推進力を発生する推進力発生部もしくはカテーテルの走行方向を転換するための転換力を発生する転換力発生部のうちいずれか一方もしくは双方とから構成される。かかる構成により,目的とする個所までの経路に応じて,必要な推進力または転換力を発生することにより,カテーテルの推進速度または推進方向を制御することができる。なお,本発明にかかる推進力発生部および転換力発生部は,1または2以上備えることが可能である。
【0013】
先端部は,先端部内に1または2以上の舵部材をさらに備えるように構成することができる。かかる構成により,カテーテル内に流入する血液などの流れの向きを調節することにより,先端部の方向を転換させることが可能となる。
【0014】
先端部は,先端部の内側面もしくは外側面のうちいずれか一方または双方に1または2以上の方向安定部材をさらに備えるように構成することができる。かかる構成により,先端部の方向,姿勢などの安定性を高められる。
【0015】
方向安定部材は,溝形状の凹部材であるように構成することができる。かかる構成により,先端部の方向,姿勢などの安定性を高められる。
【0016】
推進力発生部および転換力発生部は,コイルであるように構成することができる。なお,本発明の推進力発生部は,例えば推進コイルなどが例示され,転換力発生部は,例えば転換コイルなどが例示される。
【0017】
推進力発生部は,カテーテルの長軸方向に推進力を発生するように構成してもよい。
【0018】
転換力発生部は,先端部の側面に転換力を発生するように構成してもよい。
【0019】
磁場は,静磁場もしくは傾斜磁場のうちいずれか一方または双方であるように構成することができる。
【0020】
磁気共鳴イメージング装置は,先端部を有するカテーテルの位置を立体的に表示させるための少なくとも三次元断層画像を生成するように構成することができる。かかる構成により,磁気共鳴イメージング装置により得られた三次元断層画像に基づき,血管内のカテーテルの先端部の位置を立体的に把握し,先端部を目的地まで送入誘導するために最適な方向および経路を,的確に選択することが可能となる。なお,本発明にかかる先端部には,磁気共鳴イメージング装置の撮像によりカテーテルを目視可能な,例えば,常磁性体部材,送受信コイルなどが備えられている。
【0021】
上記課題を解決するため,本発明の第2の観点によれば,刺入するための先端部を少なくとも有するカテーテルが提供される。このカテーテルの先端部は,磁気共鳴イメージング装置により管腔内に発生する磁場に基づきカテーテルが自走するための自走力を発生する自走力発生部を先端部内に備えることを特徴としている。
【0022】
本発明によれば,磁気共鳴イメージング装置に備わる管腔内に磁場を発生させて,先端部に備わる自走力発生部に電流が供給されると,上記磁場に基づき,自走力が発生し,カテーテルは自走することが可能となる。かかる構成により,血管内の経路の形状に因らず,血管壁などに突き当たらないように送入することが可能となり,生体組織の損傷を防げる。なお本発明にかかる管腔は,例えば磁気共鳴イメージング装置に備わるガントリーなどが例示される。
【0023】
自走力発生部は,カテーテルが推進するための推進力を発生する推進力発生部もしくはカテーテルの走行方向を転換するための転換力を発生する転換力発生部のうちいずれか一方もしくは双方とから構成される。かかる構成により,目的とする個所までの経路に応じて,必要な推進力または転換力を発生することにより,カテーテルの推進速度または推進方向を制御することができる。なお,本発明にかかる推進力発生部および転換力発生部は,1または2以上備えることが可能である。
【0024】
先端部は,先端部内に1または2以上の舵部材をさらに備えるように構成することができる。かかる構成により,カテーテル内に流入する血液などの流れの向きを調節することにより,先端部の方向を転換させることが可能となる。
【0025】
先端部は,先端部の内側面もしくは外側面のうちいずれか一方または双方に1または2以上の方向安定部材をさらに備えるように構成することができる。かかる構成により,先端部の方向,姿勢などの安定性を高められる。
【0026】
方向安定部材は,溝形状の凹部材であるように構成することができる。かかる構成により,先端部の方向,姿勢などの安定性を高められる。
【0027】
推進力発生部および転換力発生部は,コイルであるように構成することができる。なお,本発明の推進力発生部は,例えば推進コイルなどが例示され,転換力発生部は,例えば転換コイルなどが例示される。
【0028】
推進力発生部は,カテーテルの長軸方向に推進力を発生するように構成してもよい。
【0029】
転換力発生部は,先端部の側面に転換力を発生するように構成してもよい。
【0030】
磁場は,静磁場もしくは傾斜磁場のうちいずれか一方または双方であるように構成することができる。
【0034】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
以下,本発明の好適な実施の形態について,添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお,以下の説明及び添付図面において,略同一の機能及び構成を有する構成要素については,同一符号を付することにより,重複説明を省略する。
【0035】
まず図1を参照しながら,第1の実施の形態にかかるカテーテル自走システムについて説明する。図1は,第1の実施の形態にかかるカテーテル自走システムの概略的な構成を示すブロック図である。
【0036】
図1に示すように,第1の実施の形態にかかるカテーテル自走システムは,MRI(Magnetic Resonance Imaging:磁気共鳴イメージング)装置101と,カテーテル200と,カテーテル200およびMRI装置101を制御する処理装置104とから少なくとも構成される。
【0037】
上記MRI装置101は,ガントリー102を備え,ガントリー102内に例えば1.5T(テスラ:tesla)程度の強力な磁場(磁束密度)を与えて撮像を行う。磁場の発生したガントリー102内に被施術体103を図1に示す左方向もしくは右方向にスライドして移動させることにより,被施術体103の生体組織を構成する原子核からの情報を取得し少なくとも3次元の断層画像を生成する。なお,上記テスラ(T)は,SI単位系で示すと,ニュートン/アンペア−メータ(newton/ampere−meter)となる。なお,第1の実施の形態にかかるMRI装置101は,3次元断層画像を生成する場合を例に挙げて説明したが,かかる例に限定されず,例えば,2次元断層画像を生成する場合,2次元断層画像および3次元断層画像を生成する場合などであっても実施することが可能である。
【0038】
したがって,上記MRI装置101により生成される3次元の断層画像等により,例えば,血管内に送入されたカテーテル200の位置を立体的にモニタリングし把握することが可能である。
【0039】
カテーテル200は,例えば,被施術体103の血管内腔などに刺入する先端部200aを備え,カテーテル200の手元側である終端部に管路を介してボトル204が連接されている。上記先端部200aは,弾性部材からなり,その他のカテーテル200は,所定の剛性を有する部材からなる。なお,先端部200aについては後程詳述する。
【0040】
ボトル204は,例えば冷却された生理食塩水,薬品,または薬液などを充填することが可能であり,上記生理食塩水などを,カテーテル200の内腔である管路を介して,先端部200aから,例えば患部などに注入することが可能である。なお,上記ボトル204には,制御弁(図示せず。)などを備え,上記生理食塩水などの注入量を,処理装置104により,制御することができる。
【0041】
処理装置104は,少なくともCPU(中央演算処理部),通信部,記憶部とから構成されており,一般的にはコンピュータである。通信部は,例えば,ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line),ISDN(Integrated Services Digital Network)などにより通信するためのモデム,TA(ターミナルアダプタ),DSU(Digital Service Unit)などを例示することができる。
【0042】
記憶部は,例えば,RAM(Random Access Memory),ROM(Read Only Memory),またはHDD(Hard Disk Drive)などを例示することができる。
【0043】
さらに処理装置104は,表示部106およびコントローラ部105を備え,上記表示部106は,CRTディスプレイ,液晶ディスプレイなどが例示され,例えば,MRI装置101により撮像された被施術体103の血管内腔の断層画像などを表示する。なお,第1の実施の形態にかかる表示部106は,デスクトップ型の場合を例に挙げて説明したが,かかる例に限定されず,例えば,ゴーグル型ディスプレイなどの場合であっても実施可能である。
【0044】
コントローラ部105は,1又は2以上の“ボタン”と,“ジョイスティック”とから構成される。上記“ボタン”および“ジョイスティック”を用いて,カテーテル200の自走を制御することができる。さらに,コントローラ105は,例えば,ボトル204に備わる制御弁(図示せず。)を調節することにより,ボトル204から薬液の注入を制御する。なお,第1の実施の形態にかかるコントローラ部105は,1のジョイスティックと複数の“ボタン”から構成されている場合を例に説明したが,かかる例に限定されず,例えば複数の“ジョイスティック”,“トラックボール”,“十字キー”,または“十字レバー”などを備える場合であっても実施可能である。なお,カテーテル200の自走は先端部200aにより可能となるが,詳細は後述する。
【0045】
次に,図2を参照しながら,第1の実施の形態にかかるガントリー102に発生する磁場について説明する。図2は,第1の実施の形態にかかるガントリー102に発生する磁場の概略的な構成を示す説明図である。
【0046】
図2(a)に示すように,第1の実施の形態にかかるガントリー102は,水平方向に静磁場として主磁場をもつ中空形状の筒型コイルである。したがって,図2(a)に示す破線は磁力線であるが,ガントリー102の中心部の内腔では,上記磁力線と,主磁場である磁場B0は,平行となる。なお,かかる例に限定されず,例えば,低磁場などにより,磁場B0が垂直方向である場合であってもよい。
【0047】
また,磁力線がガントリー102に出入りするガントリー102の両端部の縁辺では,磁場B0は均一ではなく,磁場の方向についてもガントリー102の長軸方向に対して水平ではない。
【0048】
さらに,第1の実施の形態にかかるMRI装置101は,ガントリー102に発生する磁場B0に限定されず,x−軸コイル,y−軸コイル,z−軸コイルと3種類の傾斜磁場コイル(図示せず。)を備え,傾斜磁場を発生することが可能である。なお,磁場B0は,上記静磁場もしくは傾斜磁場のうちいずれか一方または双方を示す。
【0049】
上記傾斜磁場は,磁場の方向が空間内の2点において異なる場合,存在する。主として撮像を目的に用いられて,上記傾斜磁場コイルに電流が供給されると発生し,上記磁場B0を歪める付加的な小さな磁場を作り出す。
【0050】
次に,図2(b)に示すように,磁場B0と電流iと力Fとすると,磁場B0の方向と電流iの方向と力Fの方向とが各々直交する場合,上記3つの間に成り立つ関係は,以下に記載するような関係となる。
【0051】
F=ilB0・・・(式1)
上記式1に示すように,力Fは,電流i,金属線など導体の長さl,磁場B0に比例する。なお,上記力Fが,カテーテル200の自走するための例えば推進力等となるが,詳細は後述する。
【0052】
次に,図3を参照しながら,第1の実施の形態にかかる先端部200aについて説明する。図3は,第1の実施の形態にかかる先端部200aの概略的な構成を示す正面図である。
【0053】
図3に示すように,第1の実施の形態にかかる先端部200aは,生理食塩水などを射出または外部から被施術体103の血液が流入する,くびれ形状の出入口を有し,さらにカテーテル200の推進力を発生するための推進コイル201と,先端部200aの方向を転換する転換コイル202を備える。
【0054】
上記推進コイル201は,カテーテル200の円周方向に沿って円形もしくは円筒形にコイルが形成されており,さらに図1に示す処理装置104からの電流が供給されるように,カテーテル200の長軸方向に沿って2本の電線を有する。なお推進コイル201の形状は,かかる例に限定されない。
【0055】
上記電線は,処理装置104に接続され,コントローラ105により電流の供給が制御される。なお,第1の実施の形態にかかる推進コイル201は,カテーテル200の内壁面上に設置されているが,かかる例に限定されず,例えば,内壁に埋設される場合などでもよい。
【0056】
また推進コイル201のコイル巻数は,上記推進コイル201により発生する推進力がコントローラ105により制御可能で上記推進力によりカテーテル200が充分推進する程度である。
【0057】
上記転換コイル202は,図3に示すように,転換コイル202の中心軸がカテーテル200の長軸に対して垂直方向となるように円形もしくは円筒形にコイルが形成されており,さらに推進コイル201と同様に,処理装置104からの電流が供給されるように,カテーテル200の長軸方向に沿って2本の電線を有する。なお転換コイル202の形状は,かかる例に限定されない。
【0058】
また上記推進コイル201と同様に,転換コイル202の電線は,処理装置104に接続され,コントローラ105により電流の供給が制御される。なお,第1の実施の形態にかかる転換コイル202は,カテーテル200の内壁面上に設置されているが,かかる例に限定されず,例えば,内壁に埋設される場合などでもよい。
【0059】
また転換コイル202のコイル巻数は,上記転換コイル202により発生する方向転換するための転換力がコントローラ105により制御可能で上記転換力により先端部200aの方向転換が充分可能な程度である。
【0060】
図3に示すように,上記電線を介し推進コイル201に電流iまたは電流i´が供給されると,上記説明の通り電流iまたは電流i´と磁場B0との関係から推進コイル201に推進力として力Fが発生する。
【0061】
なお,ガントリー102長軸方向の推進力はガントリー102の中心部近傍では磁場B0が均一になるため発生する可能性が低いが,例えば撮像用のz−軸方向の傾斜磁場コイルから,例えば20〜60mT/m程度の任意の傾斜磁場を発生させることにより,ガントリー102の中心部近傍でも,ガントリー102長軸方向の推進力を発生させることができる。
【0062】
したがって,例えば先端部200aの長軸方向の上記くびれ形状の出入口方向,つまり図3に示す矢印の右方向に,カテーテル200が自走する。
【0063】
コントローラ105により,上記電流iまたは電流i´のうちどちらを供給するのか制御することにより,図3に示す矢印の右方向または左方向に発生する推進力の方向を制御することができる。さらに,電流iまたは電流i´の強さを制御することにより,カテーテル200の自走するスピードを調節することができる。
【0064】
上記カテーテル200は,先端部200aに推進コイル201を備えることで,磁場B0と電流iまたは電流i´とから発生する推進力を利用して自走することができる。したがって,例えば伸縮自在な先端部200aを膨張および収縮を繰り返す伸縮運動させる場合などよりも簡易にカテーテル200の自走を実施させることが可能となる。
【0065】
次に,図4に示すように,上記電線を介し転換コイル202に電流iまたは電流i´が供給されると,上記説明したように,電流iまたは電流i´と磁場B0との関係から転換コイル202に転換力として力Fが発生することにより,図4に示す矢印の方向Aまたは方向Bに先端部202aの方向が転換する。なお,図4に示す転換コイル202の位置は限定されず配設可能であるため,図4に示す矢印の方向Aおよび方向B以外の他の方向に対して上記先端部200aを自在に転換することが可能である。
【0066】
従来,転換力の発生しない先端部200aを方向転換する場合,先端部200aは弾性部材であり,例えばカテーテル200を手元からトルクを加えるなど熟練を要する特殊な操作などが必要であった。
【0067】
またコントローラ105により,電流iまたは電流i´の強さを制御することにより,転換力の大きさを制御し,カテーテル200の先端部200aの向く方向の角度を調節することができる。
【0068】
したがって,例えば血管の分岐点などで血管が著しく屈曲している部位であっても,上記屈曲している方向に先端部200aを向けることが可能となり,血管壁などの生体組織を傷つけることなく患部などの目的地に到達することができる。
【0069】
次に,図5を参照しながら,第1の実施の形態にかかる先端部200aについて説明する。図5は,第1の実施の形態にかかる先端部200aの概略的な構成を示す正面図である。
【0070】
図5に示すように,第1の実施の形態にかかる先端部200aは,図3に示す第1の実施の形態にかかる先端部200aとほぼ同様の構成であり,図5に示す先端部200aは転換コイル202をさらに1つ多く備える点で相違する。以下,相違点について詳細に説明する。
【0071】
図5に示す第1の実施の形態にかかる先端部200aは,図3に示す先端部200aと同様のくびれ形状の出入口を有し,さらにカテーテル200の推進力を発生するための推進コイル201と,先端部200aの方向を転換する転換コイル202−1および転換コイル202−2を備える。
【0072】
上記推進コイル201は,カテーテル200の円周方向に沿って円形もしくは円筒形にコイルが形成されており,さらに図1に示す処理装置104からの電流が供給されるように,カテーテル200の長軸方向に沿って2本の電線を有する。なお推進コイル201の形状は,かかる例に限定されない。
【0073】
また推進コイル201のコイル巻数は,上記推進コイル201により発生する推進力がコントローラ105により制御可能であり,上記推進力によりカテーテル200が充分推進する程度である。
【0074】
図5に示すように,上記転換コイル202−1および転換コイル202−2の両転換コイル202は,該コイルの中心軸がカテーテル200の長軸に対して垂直方向となるように円形もしくは円筒形にコイルが形成されており,さらに推進コイル201と同様に,処理装置104からの電流が供給されるように,カテーテル200の長軸方向に沿って2本の電線を有する。なお転換コイル202の形状は,かかる例に限定されない。
【0075】
上記転換コイル202−2は,図5に示すように,転換コイル202−1よりもコイル巻数が多い。したがって,各転換コイル202に電流iを供給した場合,磁場B0は転換コイル202に因らずほぼ等しいため,転換コイル202−2に発生する力のほうが大きい。
【0076】
なお,第1の実施の形態にかかる転換コイル202−1と転換コイル202−2とは両隣に併設されているが,かかる例に限定されず,先端部200aの側面上であれば任意な位置に配置する場合であっても実施可能であり,転換コイル202−1と転換コイル202−2とのコイル巻数が相違するが,かかる例に限定されない。
【0077】
また転換コイル202−1および転換コイル202−2の電線は,処理装置104に接続され,コントローラ105により電流の供給が制御される。なお,第1の実施の形態にかかる転換コイル202−1および転換コイル202−2は,カテーテル200の内壁面上に設置されているが,かかる例に限定されず,例えば,内壁に埋設される場合などでもよい。
【0078】
図5に示すように,上記電線を介し推進コイル201に電流iまたは電流i´が供給されると,上記説明の通り電流iまたは電流i´と磁場B0との関係から推進コイル201に,図5に示す矢印の右方向または左方向に推進力が発生する。したがって,カテーテル200が自走する。
【0079】
なお,図5に示す転換コイル202−1および転換コイル202−2の位置は限定されずに,配設可能であるため,図5に示す矢印方向Aおよび方向B以外の他の方向に対して,上記先端部200aを多方面に転換することが可能である。
【0080】
次に,図6に示す第1の実施の形態にかかる先端部200aは,図4に示す第1の実施の形態にかかる先端部200aとほぼ同様の構成であり,図6に示す先端部200aは転換コイル202をさらに1つ多く備える点で相違する。以下,相違点について詳細に説明する。
【0081】
図6に示すように,転換コイル202−1及び転換コイル202−2に電線を介し電流iまたは電流i´が供給されると,上記説明したように,電流iまたは電流i´と磁場B0との関係から転換コイル202−1及び転換コイル202−2に転換力として力Fが発生することにより,矢印の方向Aまたは方向Bに先端部202aの方向が転換する。
【0082】
転換コイル202−1及び転換コイル202−2に電流iまたは電流i´が,図4に示す電流iまたは電流i´と同じである場合,図4に示す転換力よりも大きく,したがって先端部200aの向く方向も大きく転換される。
【0083】
また,コントローラ105により転換コイル202−1もしくは転換コイル202−2のうちいずれか一方だけに電流i(又は電流i´)を供給するよう制御可能であり,例えば,血管の分岐点などにおける血管の屈曲度合いに応じて,発生させる転換力の大きさを制御し,先端部200aの向ける方向を調節することが可能である。
【0084】
次に,図7を参照しながら,第1の実施の形態にかかる先端部200aについて説明する。図7は,第1の実施の形態にかかる先端部200aの概略的な構成を示す正面図である。
【0085】
図7に示すように,第1の実施の形態にかかる先端部200aは,図3に示す第1の実施の形態にかかる先端部200aとほぼ同様の構成であり,図7に示す先端部200aは転換コイル202をさらに3個だけ多く備える点で相違する。以下,上記相違点について詳細に説明する。
【0086】
図7に示す第1の実施の形態にかかる先端部200aは,図3に示す先端部200aと同様のくびれ形状の出入口を有し,さらにカテーテル200の推進力を発生するための推進コイル201と,先端部200aの方向を転換する転換コイル202−1,転換コイル202−2,転換コイル202−3,および転換コイル202−4を備える。
【0087】
上記推進コイル201は,カテーテル200の円周方向に沿って円形もしくは円筒形にコイルが形成されており,さらに図1に示す処理装置104からの電流が供給されるように,カテーテル200の長軸方向に沿って2本の電線を有する。なお推進コイル201の形状は,かかる例に限定されない。
【0088】
また推進コイル201のコイル巻数は,上記推進コイル201により発生する推進力がコントローラ105により制御可能であり,上記推進力によりカテーテル200が充分推進する程度である。
【0089】
図7に示すように,上記転換コイル202−1,転換コイル202−2,転換コイル202−3,および転換コイル202−4の各転換コイル202は,該各転換コイル202の中心軸がカテーテル200の長軸に対して垂直方向となるように略円形もしくは略円筒形にコイルが形成されている。なお転換コイル202の形状は,かかる例に限定されない。
【0090】
また,転換コイル202−1と転換コイル202−3とは対向するように配置されており,転換コイル202−2と転換コイル202−4とは対向するように配置されている。
【0091】
さらに,上記各転換コイル202は,推進コイル201と同様に,処理装置104からの電流が供給されるように,カテーテル200の長軸方向に沿って2本の電線を有する。
【0092】
上記転換コイル202−2および転換コイル202−4は,図7に示すように,転換コイル202−1および転換コイル202−3よりもコイル巻数が多い。したがって,各転換コイル202に電流iを供給した場合,磁場B0は転換コイル202に因らずほぼ等しいため,転換コイル202−2および転換コイル202−4に発生する力の方が大きい。
【0093】
なお,第1の実施の形態にかかる転換コイル202−1と転換コイル202−2とは両隣に併設されているが,かかる例に限定されず,先端部200aの側面上であれば任意な位置に配置する場合であっても実施可能であり,転換コイル202−1と転換コイル202−2とのコイル巻数が相違するが,かかる例に限定されない。第1の実施の形態にかかる転換コイル202−3と転換コイル202−4との場合も上記記載と同様である。
【0094】
また転換コイル202−1,転換コイル202−2,転換コイル202−3,および転換コイル202−4の電線は,処理装置104に接続され,コントローラ105により電流の供給が制御される。なお,第1の実施の形態にかかる転換コイル202−1転換コイル202−2,転換コイル202−3,および転換コイル202−4は,カテーテル200の内壁面上に設置されているが,かかる例に限定されず,例えば,内壁に埋設される場合などでもよい。
【0095】
図7に示すように,上記電線を介し推進コイル201に電流iまたは電流i´が供給されると,上記説明の通り電流iまたは電流i´と磁場B0との関係から推進コイル201に,図7に示す矢印の右方向または左方向に推進力が発生する。したがって,カテーテル200が自走する。
【0096】
次に,図8に示す第1の実施の形態にかかる先端部200aは,図4に示す第1の実施の形態にかかる先端部200aとほぼ同様の構成であり,図8に示す先端部200aは転換コイル202をさらに3個多く備える点で相違する。以下,相違点について詳細に説明する。
【0097】
図8に示すように,転換コイル202−1,転換コイル202−2,転換コイル202−3,及び転換コイル202−4に電線を介し電流iまたは電流i´が供給されると,上記説明したように,電流iまたは電流i´と磁場B0との関係から転換コイル202−1,転換コイル202−2,転換コイル202−3,及び転換コイル202−4に転換力として力Fが発生することにより,方向Aまたは方向Bに先端部202aの方向が転換する。
【0098】
転換コイル202−1,転換コイル202−2,転換コイル202−3,及び転換コイル202−4に供給される電流iまたは電流i´が,図4に示す電流iまたは電流i´と同じである場合,図4に示す転換力よりも非常に大きく,したがって先端部200aの向く方向も,図4に示す先端部200aの方向よりも非常に大きく転換される。なお,上記電流iまたは電流i´の大きさをコントローラ105により制御することにより,転換力は適当な大きさに調節可能である。
【0099】
また,コントローラ105により,転換コイル202−1,転換コイル202−2,転換コイル202−3,もしくは転換コイル202−4のうちいずれか一方もしくは任意の組み合わせに対して,電流iまたは電流i´を個別に制御することが可能である。
【0100】
したがって,例えば,血管の分岐点などにおける血管の屈曲度合いに応じて,発生させる転換力の大きさを制御し,先端部200aの向く方向を調節することが可能である。
【0101】
次に,図9を参照しながら,第1の実施の形態にかかるカテーテル200を用いた施術方法について説明する。図9は,第1の実施の形態にかかるカテーテルを用いた施術方法により施術された被施術体の概略的な構成を示す説明図である。
【0102】
第1の実施の形態にかかるカテーテル200を用いた施術方法は,図1に示すMRI装置101に備わるガントリー102内に磁場B0が発生可能な状態になると,上記ガントリー102内に,被施術体103が搬送される。
【0103】
次に,図9に示すように,被施術体103の血管内腔にカテーテル200の先端部200aから刺入し,患部(ターゲット)107に向けてカテーテル200を送入していく。
【0104】
なお,以下患部107までカテーテル200を送入誘導するが,送入する際は,MRI装置101により撮像された,例えば,図9に示す被施術体103の全体画像,またはカテーテル200の先端部200a付近の血管内腔の3次元断層画像などが,処理装置104に備わる表示部106に表示される。なお,第1の実施の形態にかかる先端部200a内には,MRI装置101により上記3次元断層画像として先端部200aを撮像することが可能な,例えば,常磁性体部材(図示せず。),またはRFコイルなどの送受信コイル(図示せず。)を備えている。
【0105】
したがって,X線による2次元画像よりも立体的にカテーテル200の位置をモニタリングすることができ,血管などの組織を損傷しないように,的確に先端部200aの方向転換や,誘導すべき経路などを選択することが可能となる。また,例えばX線透過下で,傾斜磁場コイルから傾斜磁場を発生することでカテーテル200を自走させる場合でも,上記2次元画像には,X線透過により傾斜磁場コイルの陰影を完全に消去することが難しく,陰影が邪魔になっていた。MRI装置101では被爆の恐れがなく,陰影が出現することもない。
【0106】
上記先端部200aの該当個所が被施術体103の血管内腔に送入された場合,コントローラ部105により,先端部200aに備わる推進コイル201に電流を供給開始する。例えば,コントローラ部105に備わる“ボタン”の押下などにより電流が推進コイル201に送出される。
【0107】
したがって,カテーテル200の送入のための特殊な操作を要せず,余計な操作をせずに,カテーテル200は,被施術体103の血管内を自走することができる。結果的に,血管内腔面などに余分な摩擦の発生を防ぎ,血管などの生体組織の損傷を防げる。
【0108】
なお,推進コイル201または転換コイル202の発熱により血管内側面に凝血など損傷が発生する場合は,ボトル204から冷却された生理食塩水を注入させることが可能である。ボトル204から注入させるタイミングはコントローラ105により制御可能である。
【0109】
被施術体103の血管内腔にカテーテル200の自走による送入途中,先端部200aが,例えば,血管の分岐点に到達,または細い血管に誘導するなどの場合,表示部106に表示される画像に基づきカテーテル200の現時点の位置などをモニタリングしながら,血管の屈曲形状または血管の形状に応じて,目的とする血管の方向に適合するように,先端部200aの方向をコントローラ105により転換させる。
【0110】
上記先端部200aの方向転換時,必要に応じて,コントローラ105により先端部200aの推進コイル201に対する電流供給を制御し,カテーテル200の走行をコントロールする。場合によっては,推進コイル201に対する電流を停止することも可能である。
【0111】
したがって,血管に先端部200aが直接突き当たるなどによる生体組織の損傷を防ぐことが可能となり,安全に血管内にカテーテル200を誘導し,患部107まで到達することが可能となる。
【0112】
患部107に先端部200aが到達した場合,コントローラ105により,薬剤などをボトル204からカテーテル200を介して,先端部200aから患部107に注入することができる。
【0113】
なお,第1の実施の形態にかかる先端部200aに備わる推進コイル201は1つである場合を例に挙げて説明したが,かかる例に限定されず,複数の推進コイル201が備わる場合であっても実施可能である。
【0114】
なお,第1の実施の形態にかかる先端部200aに備わる転換コイル202は1個,2個,または4個である場合を例に挙げて説明したが,かかる例に限定されず,任意の数の転換コイル202が備わる場合であっても実施可能である。したがって,先端部200aを多方向に転換することが可能である。
【0115】
(第2の実施の形態)
次に,第2の実施の形態にかかるカテーテル自走システムについて説明する。上記説明の通り,図1に示す第1の実施の形態にかかるカテーテル自走システムは,カテーテル200の先端部200aに推進コイル201および転換コイル202とを備え,MRI装置101により与えられる磁場B0により発生する転換力などを利用していたが,第2の実施の形態にかかるカテーテル自走システムは,先端部200aの内腔に流れる血液などの流れの向きを変えることにより先端部200aの方向を転換する点で相違する。以下,相違点について説明する。
【0116】
次に,図10を参照しながら,第2の実施の形態にかかる先端部200aについて説明する。図10は,第2の実施の形態にかかる先端部200aの概略的な構成を示す正面図である。
【0117】
第2の実施の形態にかかる先端部200aは,図10に示すように,舵部材203と,電磁石205とを備えている。上記舵部材203は,少なくとも舵部材203の横断面において,一端が鋭頭で他端が一端よりも大きい半円弧を有する舵形状をしているが,舵の機能を有すれば,かかる例に限定されない。
【0118】
電磁石205は,電線(図示せず。)を有し,カテーテル200を介し処理装置104と接続されている。したがって,コントローラ部105により電流を制御することで,磁力を発生させることができる。
【0119】
上記舵部材203は,磁力に反応し,上記電磁石205の磁力の発生により図10に示す矢印の方向Aまたは方向Bに,舵部材203の中心軸(“●”)を中心として回動する。例えば,図10に示す先端部200aの上部に位置する電磁石205に電流が供給されると,磁力の発生により,方向Aに回動する。
【0120】
なお,第2の実施の形態にかかる先端部200aに備わる舵部材203は,かかる例に限定されず,例えば,舵部材203の鋭頭な一端にワイヤを備えた場合であっても,実施可能である。つまり,先端部200aの上部と下部の内壁上に滑車を備え,内壁内部にワイヤを誘導する。さらに誘導されたワイヤをコントローラ部105に接続させる。コントローラ部105は,機械的にワイヤを牽引または押進することにより,舵部材203を方向Aまたは方向Bに回動させることができる。
【0121】
上記舵部材203の回動により,先端部200aに流入する,例えば血液などの流れの方向を制御することができる。したがって,先端部200aの姿勢などの安定性を向上させるとともに,先端部200aの方向を転換することが可能となる。また,図10に示す電磁石205が備わる先端部200aの両壁面に,先端部200aの短軸方向の上下に先端部200aの出入口から流入してくる血液などが流出可能な,例えば,穴(図示せず。),窓(図示せず。),開閉可能なドア(図示せず。)などを備えることが可能である。
【0122】
なお,第2の実施の形態にかかる先端部200aに,第1の実施の形態にかかる推進コイル201と,転換コイル202とをさらに備えることにより,例えば,傾斜磁場を発生する場合,ガントリー102両端の縁辺部では,ガントリー102の長軸方向の傾斜磁場が極めて強く,方向転換させることが困難なガントリー102の短軸方向への方向転換を可能とさせる。
【0123】
なお,第2の実施の形態にかかる舵部材203の形状は,先端部200aに流入する血液などの流れの向きを変更可能であれば,かかる例に限定されず,例えば,フィン形状板または円形状板などの場合であっても実施可能である。
【0124】
次に,図11を参照しながら,第2の実施の形態にかかる先端部200aについて説明する。図11は,第2の実施の形態にかかる先端部200aの概略的な構成を示す正面図である。
【0125】
図11に示すように,先端部200aは,先端部200a内側面上に方向安定部材204−1と,方向安定部材204−2と,方向安定部材204−3と,方向安定部材204−4と,方向安定部材204−5と,方向安定部材204−6とからなる複数のフィン形状の方向安定部材204を備える。なお,第2の実施の形態にかかる方向安定部材204は,フィン形状である場合に限定されず,例えば,三角形状などであっても実施可能である。
【0126】
なお,第2の実施の形態にかかる先端部200aには,1又は2以上の方向安定部材204を備えることが可能である。なお,第2の実施の形態にかかる先端部200aには,上記舵部材203および方向安定部材204とを備える場合でも実施可能である。
【0127】
方向安定部材204は,先端部200aから流入してくる血液などの流れの向きを整え,一定方向にする。方向安定部材204の向きを同方向に,複数の方向安定部材204を先端部200aの内側面にそれぞれ備えることで先端部200aを流れる血液などの流向を一定にすることができる。
【0128】
したがって,先端部200aの方向などの安定性を向上させることが可能となり,先端部200aの方向を一定に保持しながら,カテーテル200を送入することができる。
【0129】
なお,第2の実施の形態にかかる先端部200aは,舵部材203または方向安定部材204を備える場合を例に挙げて説明したが,かかる例に限定されず,例えば,先端部200aの長軸方向に沿って,先端部200aの内側面に複数の凹部を形成する場合でも実施可能である。
【0130】
ここで,図12を参照しながら,第2の実施の形態にかかる先端部200aに形成された凹部について説明すると,図12に示すように,直線にV溝形状である凹部206が形成されている。上記凹部206が形成されることにより先端部200aの姿勢などの安定性を向上させることができる。
【0131】
上記凹部206は,先端部200aの内側面または外側面に1又は2以上形成することが可能である。なお,第2の実施の形態にかかる凹部206は,直線の場合について説明したが,かかる例に限らずジグザグ状または波線状であっても実施可能であり,V溝形状である場合に限定されず,例えばU溝形状であっても実施可能である。
【0132】
さらに,上記説明の第2の実施の形態にかかる先端部200aに備わる舵部材203の鋭頭な一端にワイヤを備えた場合,第2の実施の形態にかかるカテーテル自走システムは,図13に示すように,図1に示す第1の実施の形態にかかるカテーテル自走システムと,コントローラ部105が先端部200aに備わる舵部材203とワイヤ等を介して連結されている点で相違する。
【0133】
以下,上記相違点について説明すると,コントローラ部105は“ハンドル”を備え,図13に示す“ハンドル”を時計回り左方向または右方向の回転により操作する。なお,第2の実施の形態にかかるコントローラ部105は,かかる例に限定されず,ジョイスティック,十字キー,または十字レバーなどを備える場合であっても実施可能である。
【0134】
したがって,第2の実施の形態にかかる先端部200aに備わる舵部材203は,コントローラ部105の操作により,牽引または押進されたワイヤに応動し,回動する。
【0135】
上記舵部材203の回動により,先端部200aの方向を転換させることができ,血管に先端部200aが直接突き当たるなどの生体組織に対する損傷を防ぐことが可能となる。
【0136】
次に,図1および図9を参照しながら,第2の実施の形態にかかるカテーテル200を用いた施術方法について説明する。なお,図9に示す第1の実施の形態にかかるカテーテル200を用いた施術方法により被施術体103の概略的な構成は,第2の実施の形態にかかる被施術体103の構成と,ほぼ同様な構成である。
【0137】
第2の実施の形態にかかるカテーテル200を用いた施術方法は,図1に示すMRI装置101に備わるガントリー102に磁場B0が発生可能な状態になると,上記ガントリー102内に,被施術体103が搬送される。
【0138】
次に,図9に示すように,被施術体103の血管内腔にカテーテル200の先端部200aから刺入し,患部(ターゲット)107に向けてカテーテル200を送入していく。なお,以下患部107までカテーテル200を送入誘導するが,送入する際は,第1の実施の形態にかかるカテーテル200を用いた施術用法と同様に,MRI装置101により撮像された,例えば,図9に示す被施術体103の全体画像,または先端部200a付近の血管内腔の3次元断層画像などが,処理装置104に備わる表示部106に表示される。なお,第2の実施の形態にかかる先端部200a内には,MRI装置101により上記3次元断層画像として先端部200aを撮像することが可能な,例えば,常磁性体部材(図示せず。),またはRFコイルなどの送受信コイル(図示せず。)を備えている。
【0139】
したがって,カテーテル200の位置を立体的にモニタリングすることができ,血管などの組織を損傷しないように,的確に先端部200aの方向転換や,誘導すべき経路などを選択することが可能となる。
【0140】
また,被施術体103の血管内腔にカテーテル200の送入においては,図11に示す方向安定部材204により方向性が安定するため血管内腔に先端部200aが突き当たるなどの危険性を軽減することが可能となり,生体組織の損傷を防げる。
【0141】
また,先端部200aが,例えば,血管の分岐点に到達,または細い血管に誘導するなどの場合,表示部106に表示される画像に基づきカテーテル200の現時点の位置などをモニタリングしながら,血管の屈曲形状または血管の形状に応じて,図10に示す舵部材203をコントローラ部105により操作することで,目的とする血管の方向に適合するように,先端部200aの方向を転換させることができる。
【0142】
したがって,血管に先端部200aが直接突き当たるなどによる生体組織の損傷を防ぐことが可能となり,安全に血管内にカテーテル200を誘導し,患部107まで到達することが可能となる。
【0143】
患部107に先端部200aが到達した場合,ボトル204に充填された薬液などを,カテーテル200を介して,先端部200aから患部107に注入することができる。
【0144】
なお,第2の実施の形態にかかる先端部200aは,舵部材203及び/又は方向安定部材204を備える場合を例に挙げて説明したが,かかる例に限定されず,例えば,第1の実施の形態にかかる推進コイル201及び/又は転換コイル202をさらに備える場合であっても実施可能である。例えば推進コイル201と,転換コイル202と,舵部材203とを備えることにより,推進コイル201による推進を利用し,転換コイル202または舵部材203による方向転換を利用することによりカテーテル200の短軸方向への推進力を得ることが可能になる。
【0145】
第2の実施の形態にかかるMRI装置101は,3次元断層画像を生成する場合を例に挙げて説明したが,かかる例に限定されず,例えば,2次元断層画像を生成する場合,2次元断層画像および3次元断層画像を生成する場合などであっても実施することが可能である。
【0146】
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例を想定し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0147】
上記実施形態においては,カテーテルの先端部に,推進コイル,転換コイル,舵部材,方向安定部材,または凹部のうちいずれか一つを備える場合を例にあげて説明したが,本発明はかかる例に限定されず,先端部には,推進コイル,転換コイル,舵部材,方向安定部材,または凹部のうち任意の組合わせを備えることが可能である。
【0148】
また,上記実施形態においては,カテーテルの先端部に,推進コイル,転換コイル,舵部材,方向安定部材,または凹部のうちいずれか一つを備える場合を例にあげて説明したが,本発明はかかる例に限定されず,カテーテルの先端部以外にも,1又は2以上の推進コイル,1又は2以上の転換コイル,1又は2以上の舵部材,1又は2以上の方向安定部材,または1又は2以上の凹部のうち任意の組合わせを備えることが可能である。
【0149】
また,上記実施形態においては,被施術体に送入する場合を例にあげて説明したが,送入可能な対象であれば,本発明はかかる例に限定されない。例えば,岩穴等に送入する場合であっても実施することができる。
【0150】
また,上記実施形態においては,MRI装置は,3次元断層画像を生成する場合を例に挙げて説明したが,かかる例に限定されず,例えば,2次元断層画像を生成する場合,2次元断層画像および3次元断層画像を生成する場合などであっても実施することが可能である。
【0151】
【発明の効果】
以上説明したように,本発明によれば,MRI装置により磁場を発生させることにより,カテーテルは,管路形状に因らず,管路内側面の損傷を防ぎつつ,管路内を流れる血液などの流向を利用し,目的地まで安全に的確に到達することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態にかかるカテーテル自走システムの概略的な構成を示すブロック図である。
【図2】第1の実施の形態にかかるガントリー102に発生する磁場の概略的な構成を示す説明図である。
【図3】第1の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図4】第1の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図5】第1の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図6】第1の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図7】第1の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図8】第1の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図9】第1の実施の形態にかかるカテーテルを用いた施術方法により施術された被施術体103の概略的な構成を示す説明図である。
【図10】第2の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図11】第2の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図12】第2の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図13】第2の実施の形態にかかる先端部の舵部材にワイヤを備える場合のカテーテル自走システムの概略的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
101 :MRI装置
102 :ガントリー
103 :被施術体
104 :処理装置
105 :コントローラ部
106 :表示部
200 :カテーテル
200a:先端部
204 :ボトル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a catheter, and more particularly to a catheter, a catheter self-propelled system, and a treatment method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to suppress invasion of a living body due to a surgical operation or the like, a blood vessel catheter method for performing treatment such as thrombolysis is known by sending a catheter into a blood vessel of a treatment object.
[0003]
The catheter used in the vascular catheter method is formed of an elastic member at the tip and a member having a certain degree of rigidity other than the tip. In use, the catheter is delivered into the blood vessel from the tip.
[0004]
The operation of feeding the catheter is performed under fluoroscopy, and the catheter is operated while watching the catheter and blood vessel running from the fluoroscopic image, and the catheter is guided to the target blood vessel. is doing. Prior art document information related to the present invention includes the following.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-8-173545
[Patent Document 2]
JP 2000-000310 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the operation of the catheter under fluoroscopy, both the practitioner and the practitioner must avoid a corresponding amount of exposure, and the X-ray monitoring is also a two-dimensional image, so the position of the delivered catheter is grasped. It was difficult.
[0007]
In addition, since the operation of the catheter requires an experience using the elasticity of the distal end of the catheter or the torque and torsional force applied to the catheter from a hand other than the distal end, for example, to adjust the traveling direction of the distal end. However, there is a problem that the tip does not transmit to the tip, but the tip hits the blood vessel wall which is the surface of the blood vessel lumen, or it cannot be fed into the target blood vessel at the branch of the blood vessel.
[0008]
In other words, in order to advance the catheter to the target blood vessel, technical skill is necessary, and since it can be operated from the hand, a relatively rigid material is used for the catheter. For example, there is a problem that the tissue such as a blood vessel wall is damaged by mistake.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a new and improved catheter, catheter capable of self-propelling a catheter by using an MRI (Magnetic Resonance Imaging) device. It is to provide a self-propelled system and treatment method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, a self-propelled catheter system is provided. This self-propelled catheter system has a magnetic resonance imaging apparatus that generates a magnetic field in the lumen; and at least a distal end portion for insertion, and the distal end portion generates a self-propelled force for self-running based on the magnetic field It is characterized by having at least a catheter provided with a self-propelled force generating unit; and a processing device provided with a control unit for controlling a current supplied to the self-propelled force generating unit.
[0011]
According to the present invention, a magnetic field is generated in the lumen provided in the magnetic resonance imaging apparatus, and based on the magnetic field, the free-running force generating part provided in the distal end portion generates free-running force, and the catheter is free-running. Is possible. The self-propelled force is controlled by adjusting the amount of current supplied from the control unit provided in the processing device to the self-propelled force generating unit. With such a configuration, it is possible to perform delivery without hitting the blood vessel wall regardless of the shape of the route in the blood vessel, and damage to the living tissue can be prevented. The lumen according to the present invention is exemplified by a gantry provided in a magnetic resonance imaging apparatus, for example.
[0012]
The self-propelled force generating unit is generated from one or both of a propulsive force generating unit that generates a propelling force for propelling the catheter and a conversion force generating unit that generates a converting force for changing the traveling direction of the catheter. Composed. With this configuration, the propulsion force or the propulsion direction of the catheter can be controlled by generating the necessary propulsion force or conversion force according to the route to the target location. In addition, the propulsion force generation part and the conversion force generation part concerning this invention can be provided with 1 or 2 or more.
[0013]
The tip portion can be configured to further include one or more rudder members in the tip portion. With this configuration, the direction of the distal end can be changed by adjusting the direction of the flow of blood or the like flowing into the catheter.
[0014]
The tip portion can be configured to further include one or more direction stabilizing members on either one or both of the inner side surface and the outer side surface of the tip portion. With such a configuration, the stability of the direction and posture of the tip can be improved.
[0015]
The direction stabilizing member can be configured to be a groove-shaped concave member. With such a configuration, the stability of the direction and posture of the tip can be improved.
[0016]
The propulsion force generator and the conversion force generator can be configured to be coils. In addition, the propulsion force generation unit of the present invention is exemplified by a propulsion coil, and the conversion force generation unit is exemplified by a conversion coil, for example.
[0017]
The propulsion force generator may be configured to generate a propulsion force in the longitudinal direction of the catheter.
[0018]
The conversion force generator may be configured to generate a conversion force on the side surface of the tip.
[0019]
The magnetic field can be configured to be either one or both of a static magnetic field and a gradient magnetic field.
[0020]
The magnetic resonance imaging apparatus can be configured to generate at least a three-dimensional tomographic image for stereoscopically displaying the position of the catheter having the tip. With this configuration, based on the three-dimensional tomographic image obtained by the magnetic resonance imaging apparatus, the position of the tip of the catheter in the blood vessel is grasped in three dimensions, and the optimal direction for guiding the tip to the destination is guided. It is possible to select an appropriate route. The distal end portion according to the present invention is provided with, for example, a paramagnetic member, a transmission / reception coil, and the like that allow the catheter to be visually observed by imaging with a magnetic resonance imaging apparatus.
[0021]
In order to solve the above problems, according to a second aspect of the present invention, a catheter having at least a distal end portion for insertion is provided. The distal end portion of the catheter is characterized in that a self-running force generating portion that generates a self-running force for allowing the catheter to self-run based on a magnetic field generated in the lumen by a magnetic resonance imaging apparatus is provided in the distal end portion.
[0022]
According to the present invention, when a magnetic field is generated in the lumen of the magnetic resonance imaging apparatus and a current is supplied to the free-running force generation unit provided at the tip, free-running force is generated based on the magnetic field. , The catheter can be self-propelled. With such a configuration, it is possible to perform delivery without hitting the blood vessel wall regardless of the shape of the route in the blood vessel, and damage to the living tissue can be prevented. The lumen according to the present invention is exemplified by a gantry provided in a magnetic resonance imaging apparatus, for example.
[0023]
The self-propelled force generating unit is generated from one or both of a propulsive force generating unit that generates a propelling force for propelling the catheter and a conversion force generating unit that generates a converting force for changing the traveling direction of the catheter. Composed. With this configuration, the propulsion force or the propulsion direction of the catheter can be controlled by generating the necessary propulsion force or conversion force according to the route to the target location. In addition, the propulsion force generation part and the conversion force generation part concerning this invention can be provided with 1 or 2 or more.
[0024]
The tip portion can be configured to further include one or more rudder members in the tip portion. With this configuration, the direction of the distal end can be changed by adjusting the direction of the flow of blood or the like flowing into the catheter.
[0025]
The tip portion can be configured to further include one or more direction stabilizing members on either one or both of the inner side surface and the outer side surface of the tip portion. With such a configuration, the stability of the direction and posture of the tip can be improved.
[0026]
The direction stabilizing member can be configured to be a groove-shaped concave member. With such a configuration, the stability of the direction and posture of the tip can be improved.
[0027]
The propulsion force generator and the conversion force generator can be configured to be coils. In addition, the propulsion force generation unit of the present invention is exemplified by a propulsion coil, and the conversion force generation unit is exemplified by a conversion coil, for example.
[0028]
The propulsion force generator may be configured to generate a propulsion force in the longitudinal direction of the catheter.
[0029]
The conversion force generator may be configured to generate a conversion force on the side surface of the tip.
[0030]
The magnetic field can be configured to be either one or both of a static magnetic field and a gradient magnetic field.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the accompanying drawings, components having substantially the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0035]
First, a self-propelled catheter system according to a first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the catheter self-propelled system according to the first embodiment.
[0036]
As shown in FIG. 1, a catheter self-running system according to the first embodiment includes an MRI (Magnetic Resonance Imaging)
[0037]
The
[0038]
Therefore, for example, the position of the
[0039]
The
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
Examples of the storage unit include a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and an HDD (Hard Disk Drive).
[0043]
The
[0044]
The
[0045]
Next, the magnetic field generated in the
[0046]
As shown in FIG. 2A, the
[0047]
Further, at the edges of both ends of the
[0048]
Furthermore, the
[0049]
The gradient magnetic field exists when the direction of the magnetic field is different at two points in space. It is mainly used for imaging purposes and occurs when a current is supplied to the gradient coil, and the magnetic field B 0 Create an additional small magnetic field that distorts
[0050]
Next, as shown in FIG. 0 And current i and force F, magnetic field B 0 , The direction of the current i, and the direction of the force F are orthogonal to each other, the relationship established between the above three is the relationship described below.
[0051]
F = ilB 0 ... (Formula 1)
As shown in the above equation 1, the force F is defined as the current i, the length l of a conductor such as a metal wire, the magnetic field B 0 Is proportional to The force F is, for example, a propulsive force for self-propelling the
[0052]
Next, the
[0053]
As shown in FIG. 3, the
[0054]
The
[0055]
The electric wire is connected to the
[0056]
The number of turns of the
[0057]
As shown in FIG. 3, the
[0058]
Similarly to the
[0059]
The number of turns of the
[0060]
As shown in FIG. 3, when the current i or current i ′ is supplied to the
[0061]
The propulsive force in the long axis direction of the
[0062]
Therefore, for example, the
[0063]
By controlling which of the current i and current i ′ is supplied by the
[0064]
Since the
[0065]
Next, as shown in FIG. 4, when the current i or the current i ′ is supplied to the
[0066]
Conventionally, when changing the direction of the
[0067]
Further, by controlling the intensity of the current i or the current i ′ by the
[0068]
Therefore, for example, even in a region where the blood vessel is significantly bent at a branch point of the blood vessel, the
[0069]
Next, the
[0070]
As shown in FIG. 5, the
[0071]
A
[0072]
The
[0073]
The number of turns of the
[0074]
As shown in FIG. 5, the conversion coils 202-1 and 202-2 are both circular or cylindrical so that the central axis of the coils is perpendicular to the long axis of the
[0075]
As shown in FIG. 5, the conversion coil 202-2 has more coil turns than the conversion coil 202-1. Therefore, when the current i is supplied to each
[0076]
The conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-2 according to the first embodiment are provided adjacent to both sides, but the present invention is not limited to this example, and any position is possible as long as it is on the side surface of the
[0077]
Moreover, the electric wires of the conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-2 are connected to the
[0078]
As shown in FIG. 5, when the current i or the current i ′ is supplied to the
[0079]
Note that the positions of the conversion coil 202-1 and conversion coil 202-2 shown in FIG. 5 are not limited and can be arranged, so that they can be arranged in directions other than the arrow direction A and the direction B shown in FIG. The
[0080]
Next, the
[0081]
As shown in FIG. 6, when the current i or the current i ′ is supplied to the conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-2 via the electric wire, as described above, the current i or the current i ′ and the magnetic field B 0 As a force F is generated as a conversion force in the conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-2, the direction of the tip 202a is changed in the direction A or the direction B of the arrow.
[0082]
When the current i or the current i ′ in the conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-2 is the same as the current i or the current i ′ shown in FIG. 4, it is larger than the conversion force shown in FIG. The direction that is facing will be greatly changed.
[0083]
The
[0084]
Next, the
[0085]
As shown in FIG. 7, the
[0086]
The
[0087]
The
[0088]
The number of turns of the
[0089]
As shown in FIG. 7, each of the conversion coils 202-1, 202-2, 202-3, and 202-4 has a central axis of each of the conversion coils 202. The coil is formed in a substantially circular or substantially cylindrical shape so as to be perpendicular to the major axis. The shape of the
[0090]
Moreover, the conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-3 are arrange | positioned so that it may oppose, and the conversion coil 202-2 and the conversion coil 202-4 are arrange | positioned so that it may oppose.
[0091]
Further, each of the conversion coils 202 has two electric wires along the long axis direction of the
[0092]
As shown in FIG. 7, the conversion coil 202-2 and the conversion coil 202-4 have more coil turns than the conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-3. Therefore, when the current i is supplied to each
[0093]
The conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-2 according to the first embodiment are provided adjacent to both sides, but the present invention is not limited to this example, and any position is possible as long as it is on the side surface of the
[0094]
Further, the wires of the conversion coil 202-1, the conversion coil 202-2, the conversion coil 202-3, and the conversion coil 202-4 are connected to the
[0095]
As shown in FIG. 7, when the current i or the current i ′ is supplied to the
[0096]
Next, the
[0097]
As shown in FIG. 8, when the current i or the current i ′ is supplied to the conversion coil 202-1, the conversion coil 202-2, the conversion coil 202-3, and the conversion coil 202-4 via the electric wires, the above description is given. Thus, current i or current i ′ and magnetic field B 0 As a force F is generated as a conversion force in the conversion coil 202-1, the conversion coil 202-2, the conversion coil 202-3, and the conversion coil 202-4, the tip 202a is moved in the direction A or the direction B. The direction changes.
[0098]
The current i or current i ′ supplied to the conversion coil 202-1, the conversion coil 202-2, the conversion coil 202-3, and the conversion coil 202-4 is the same as the current i or current i ′ shown in FIG. In this case, it is much larger than the conversion force shown in FIG. 4, so that the direction in which the
[0099]
Further, the
[0100]
Therefore, for example, the magnitude of the conversion force to be generated can be controlled in accordance with the degree of bending of the blood vessel at the branching point of the blood vessel, and the direction in which the
[0101]
Next, a treatment method using the
[0102]
The treatment method using the
[0103]
Next, as shown in FIG. 9, the
[0104]
In the following, the
[0105]
Therefore, the position of the
[0106]
When the relevant portion of the
[0107]
Therefore, the
[0108]
In addition, when damage such as blood clots occurs on the inner surface of the blood vessel due to heat generated by the
[0109]
When the
[0110]
When changing the direction of the
[0111]
Accordingly, it is possible to prevent damage to living tissue due to the
[0112]
When the
[0113]
In addition, although the case where the number of propulsion coils 201 provided in the
[0114]
In addition, although the case where the number of the conversion coils 202 included in the
[0115]
(Second Embodiment)
Next, a self-propelled catheter system according to a second embodiment will be described. As described above, the self-propelled catheter system according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes the
[0116]
Next, a
[0117]
The
[0118]
The
[0119]
The
[0120]
Note that the
[0121]
By turning the
[0122]
In addition, when the
[0123]
Note that the shape of the
[0124]
Next, a
[0125]
As shown in FIG. 11, the
[0126]
It should be noted that the
[0127]
The
[0128]
Therefore, it becomes possible to improve stability, such as the direction of the front-end |
[0129]
In addition, although the front-end |
[0130]
Here, referring to FIG. 12, a description will be given of the recess formed in the
[0131]
One or more of the
[0132]
Furthermore, when a wire is provided at the sharp end of the
[0133]
Hereinafter, the difference will be described. The
[0134]
Therefore, the
[0135]
By turning the
[0136]
Next, a treatment method using the
[0137]
In the treatment method using the
[0138]
Next, as shown in FIG. 9, the
[0139]
Therefore, the position of the
[0140]
Further, when the
[0141]
Further, when the
[0142]
Accordingly, it is possible to prevent damage to living tissue due to the
[0143]
When the
[0144]
In addition, although the front-end |
[0145]
The
[0146]
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, this invention is not limited to this example. It is obvious for a person skilled in the art that various changes or modifications can be envisaged within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
[0147]
In the above-described embodiment, the case where any one of the propulsion coil, the conversion coil, the rudder member, the direction stabilizing member, or the concave portion is provided at the distal end portion of the catheter has been described as an example. However, the tip portion can be provided with any combination of a propulsion coil, a conversion coil, a rudder member, a direction stabilizing member, or a recess.
[0148]
In the above embodiment, the case where the distal end portion of the catheter is provided with any one of a propulsion coil, a conversion coil, a rudder member, a direction stabilizing member, or a recess has been described as an example. It is not limited to such an example, In addition to the distal end portion of the catheter, one or more propulsion coils, one or two or more conversion coils, one or two or more rudder members, one or two or more direction stabilizing members, or 1 Alternatively, any combination of two or more recesses can be provided.
[0149]
Moreover, in the said embodiment, although demonstrated taking the case of delivering to a to-be-treated body as an example, if this is an object which can be sent, this invention is not limited to this example. For example, it can be carried out even when sent to a rock hole or the like.
[0150]
In the above-described embodiment, the MRI apparatus has been described by taking a case of generating a three-dimensional tomographic image as an example. However, the present invention is not limited to this example. For example, when generating a two-dimensional tomographic image, a two-dimensional tomographic image is generated. The present invention can be implemented even when an image and a three-dimensional tomographic image are generated.
[0151]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the magnetic field is generated by the MRI apparatus, so that the catheter can prevent blood from flowing in the conduit while preventing damage to the inner surface of the conduit regardless of the shape of the conduit. It is possible to reach the destination safely and accurately using the current direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a catheter self-propelled system according to a first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a magnetic field generated in the
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to the first embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to the first embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to the first embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to the first embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to a second embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to a second embodiment.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to a second embodiment.
FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of a catheter self-propelled system in the case where a wire is provided in a rudder member at a distal end portion according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
101: MRI apparatus
102: Gantry
103: Treatment target
104: Processing device
105: Controller section
106: Display section
200: catheter
200a: tip
204: Bottle
Claims (11)
管腔内に磁場を発生させる磁気共鳴イメージング装置と;
刺入するための先端部を少なくとも有し,前記先端部は前記磁場に基づき自走するための自走力を発生する自走力発生部を備えるカテーテルと;
前記自走力発生部に供給する電流を制御するコントロール部を備える処理装置とを少なくとも有し;
前記先端部は,前記先端部の内側面もしくは外側面のうちいずれか一方または双方に1または2以上の方向安定部材をさらに備えることを特徴とする,カテーテル自走システム。In a catheter self-propelled system:
A magnetic resonance imaging device for generating a magnetic field in the lumen;
A catheter having at least a distal end portion for insertion, the distal end portion including a self-propelled force generating portion for generating a self-propelled force for self-running based on the magnetic field;
A processing device comprising a control unit for controlling the current supplied to the self-running power generating unit and at least Yes;
The distal end portion further includes one or more directional stabilizing members on one or both of the inner side surface and the outer side surface of the distal end portion .
前記先端部は,磁気共鳴イメージング装置により管腔内に発生する磁場に基づき前記カテーテルが自走するための自走力を発生する自走力発生部を前記先端部内に備え, The tip portion includes a self-running force generating portion in the tip portion that generates a self-running force for the catheter to self-run based on a magnetic field generated in a lumen by a magnetic resonance imaging apparatus,
前記先端部は,前記先端部の内側面もしくは外側面のうちいずれか一方または双方に1または2以上の方向安定部材をさらに備えることを特徴とする,カテーテル。 The distal end portion further includes one or more direction stabilizing members on one or both of an inner surface and an outer surface of the distal end portion.
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