JPH08206114A

JPH08206114A - 超音波カテーテル

Info

Publication number: JPH08206114A
Application number: JP1546595A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yagami; 弘之矢上
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1995-02-02
Filing date: 1995-02-02
Publication date: 1996-08-13

Abstract

(57)【要約】【目的】血管や脈管等の体腔内に挿入される外径１mm以
下の細径な超音波カテーテルであって、屈曲性、耐久
性、トルク伝達性、プッシャビリティーが高く、血管内
の走行性に優れた超音波カテーテルを提供する。【構成】超音波カテーテル１は、超音波振動子２と、超
音波振動子２より基端側に設けられ、体外の駆動源３１
からの駆動力を超音波振動子２に伝達し超音波振動子２
を回転または往復運動させる駆動シャフト３と、超音波
振動子２および駆動シャフト３を被包する中空の外装シ
ャフト４とを有している。そして、外装シャフト４は、
ポリイミド系樹脂を用いて外径１mm以下、肉厚５０μm
以下に形成され、さらに、外装シャフト４と駆動シャフ
ト３との最小間隔を１００μm 以下としたことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、血管、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。
現在用いられている超音波カテーテルは、いずれも外径
が１mm以上であるため、血管拡張用バルーンカテーテ
ル、レーザー照射用カテーテル、アテレクトミーカテー
テル等の治療用のカテーテルを使用する際には、治療用
カテーテルと交換して用いられている。又、現在使用さ
れている超音波カテーテルは、単独での血管走行性が不
十分であるため、超音波カテーテルにガイドワイヤーを
挿入して用いられるオーバーザワイヤー・タイプやモノ
レールワイヤー・タイプが多い。

【０００３】従って、治療用カテーテルと同時に使用で
きる超音波カテーテルや更に末梢まで挿入でき、血管選
択性に優れたガイドワイヤー型の超音波カテーテルが要
望されている。この要望を満たすには、少なくとも超音
波カテーテルの外径は１mm以下、好ましくは０.４mm以
下とすることが必要とされる。

【０００４】ところで、超音波カテーテルには機械走査
型と電子走査型の２種類がある。前者の構造は、体腔内
に挿入されるカテーテル先端部に超音波振動子を設け、
振動子と外部の電気回路と接続する信号伝達体をカテー
テルに内蔵し、該振動子或いは超音波反射板等を機械的
に回転或いは往復運動させる機構を有する。この機構と
しては、カテーテル先端に内蔵した小型のモーターによ
り直接駆動させる方式や、カテーテル外部の駆動源から
カテーテルに内蔵した駆動シャフトにより駆動力を伝達
する遠隔駆動方式が知られている。また後者は、体腔内
に挿入されるカテーテル先端部に複数の超音波振動子を
有し、スイッチング回路を備え、外部回路との信号伝達
用の信号伝達体を備えている。

【０００５】超音波画像の画質の点からは、機械式走査
型の方が単純な超音波ビームが得られるため優れている
とされており、また、超音波カテーテルの細径化を実現
するには、機械式にならざるを得ない。また、カテーテ
ルにモーターを内蔵する方式では、カテーテルの外径を
１mm以下、特に０．４mm以下としたときに適合するモー
ターを製作することは極めて困難であり、価格的にも非
常に高価になる。従って、細径化を効果的に実現するに
は、機械走査型であって、遠隔駆動方式の超音波カテー
テルが最も適していると考えられる。

【０００６】上記いずれの型の超音波カテーテルに於い
ても、外装シャフトにはいわゆるカテーテル素材である
ナイロン系、オレフィン系、ポリエステル系、ポリウレ
タン系等の樹脂単層シャフト、或いは金属ブレードやコ
イルで補強した多層シャフトが用いられてきた。従来の
外径１mm以上の機械走査型遠隔駆動方式の超音波カテー
テルにおいては、外装シャフトの肉厚を２００μm 以上
とすることが可能なため、上記した材料を用いて、強
度、耐久性の十分な外装シャフトを形成でき、性能のよ
い超音波カテーテルを得ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、外径が
１mm以下、好ましくは０．４mm以下の超音波カテーテル
を得るには、駆動シャフトおよび超音波振動子の回転あ
るいは往復運動を妨げないように、駆動シャフト外径と
超音波振動子の径方向の幅や、駆動シャフトおよび超音
波振動子と外装シャフトとの間隔を十分に大きくとりた
いため、外装シャフトは肉厚が小さく、かつ、屈曲性、
耐キンク性、トルク伝達性、プッシャビリティー（押し
込み性）に優れており、さらに、内面の摩擦抵抗ができ
るだけ小さいものであることが要求される。しかしなが
ら、この要求を満たすには、従来使用していた上記の樹
脂単層シャフトや多層シャフトでは、肉厚が充分とれ
ず、またその内面の摩擦抵抗も比較的大きくなり、良好
な特性が得られない。

【０００８】したがって、本発明は、外径１mm以下、好
ましくは０．４mm以下の細径な超音波カテーテルであっ
て、屈曲性、耐キンク性、トルク伝達性、プッシャビリ
ティー（押し込み性）も高く、操作性に優れるととも
に、安定した超音波画像を得ることができる、優れた性
能を備えた超音波カテーテルを提供することを目的とす
る。また、本発明は、外装シャフト内面の摩擦抵抗を低
減できる超音波カテーテルを提供することを目的とす
る。さらに、本発明は、血管拡張用バルーンカテーテ
ル、レーザ照射用カテーテル、アテレクトミーカテーテ
ル等の治療用カテーテル内に挿入して好適に使用でき
る、極細径の超音波カテーテルを提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、下記（１）
ないし（１０）の本発明により達成される。

【００１０】（１）体腔内に挿入して用いられる超音
波カテーテルであって、超音波振動子と、該超音波振動
子より基端側に設けられ、体外の駆動源からの駆動力を
該超音波振動子に伝達し該超音波振動子を回転または往
復運動させる駆動シャフトと、該超音波振動子および該
駆動シャフトを被包する中空の外装シャフトとを有し、
該外装シャフトをポリイミド系樹脂を用いて外径を１mm
以下、肉厚を５０μm以下に形成し、さらに、該外装シ
ャフトと該駆動シャフトとの最小間隔を１００μm 以下
としたことを特徴とする超音波カテーテル。

【００１１】（２）体腔内に挿入して用いられる超音
波カテーテルであって、超音波振動子と、該超音波振動
子より発信する超音波を体腔内へと反射する超音波反射
体と、該超音波反射体より基端側に設けられ、体外の駆
動源からの駆動力を該超音波反射体に伝達し該超音波反
射体を回転または往復運動させる駆動シャフトと、該超
音波振動子、該超音波反射体および該駆動シャフトを被
包する中空の外装シャフトとを有し、該外装シャフトを
ポリイミド系樹脂を用いて外径を１mm以下、肉厚を５０
μm以下に形成し、さらに、該外装シャフトと該駆動シ
ャフトとの最小間隔を１００μm 以下としたことを特徴
とする超音波カテーテル。

【００１２】（３）前記駆動シャフトは、その外側
に、前記超音波振動子と体外の送受信回路との間で信号
の伝達を行う信号伝達体を一体的に有しており、該信号
伝達体と前記外装シャフトとの間隔が前記最小間隔とな
っていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載
の超音波カテーテル。

【００１３】（４）前記ポリイミド系樹脂は、フッ素
系樹脂を５〜３０％含有することを特徴とする上記
（１）ないし（３）のいずれかに記載の超音波カテーテ
ル。

【００１４】（５）前記外装シャフトの先端から所定
長にかけて螺旋状の溝を形成したことを特徴とする上記
（１）ないし（４）に記載の超音波カテーテル。

【００１５】（６）前記螺旋状の溝のピッチを先端方
向に向かって小さくしたことを特徴とする上記（１）な
いし（５）のいずれかに記載の超音波カテーテル。

【００１６】（７）前記外装シャフトの先端に、前記
超音波カテーテルの案内部材を設けたことを特徴とする
上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の超音波カテ
ーテル。

【００１７】（８）前記案内部材は、前記外装シャフ
トの先端に固定されたコイルスプリングよりなることを
特徴とする上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の
超音波カテーテル。

【００１８】（９）前記案内部材は、前記外装シャフ
トの先端に固定された超弾性金属ワイヤーよりなること
を特徴とする上記（１）ないし（６）のいずれかに記載
の超音波カテーテル。

【００１９】（１０）前記超音波カテーテルの先端側
に、Ｘ線造影可能な部材を設けたことを特徴とする上記
（１）ないし（９）のいずれかに記載の超音波カテーテ
ル。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を、添付図面に示す実施例に基
づき説明する。

【００２１】図１は、本発明の超音波カテーテルの一実
施例を示す部分断面全体側面図、図２は、図１に示す実
施例の超音波振動子および背面材を示す拡大縦断面図、
図３は、背面材の変形例を示す拡大縦断面図、図４は、
図１のIV−IV線における端面図である。なお、図１は、
本発明の超音波カテーテルの途中部分を省略して示して
いる。また、図１、図３および図４における左側を「先
端」、右側を「基端」とする。

【００２２】図１に示す本発明の超音波カテーテル１
は、体腔内に挿入して用いられる超音波カテーテルであ
って、超音波振動子２と、超音波振動子２より基端側に
設けられ、体外の駆動源２１からの駆動力を超音波振動
子２に伝達し超音波振動子２を回転または往復運動させ
る駆動シャフト３と、超音波振動子２および駆動シャフ
ト３を被包する中空の外装シャフト４とを有し、外装シ
ャフト４をポリイミド系樹脂にて外径を１mm以下、肉厚
を５０μm 以下に形成し、さらに、外装シャフト４と駆
動シャフト３との最小間隔を１００μm 以下としたもの
である。

【００２３】超音波振動子２は、超音波カテーテル１の
先端部に配置され、図２に示すように、ＰＺＴ（チタン
酸ジルコン酸鉛）、ＰｂＴｉＯ₃（チタン酸鉛）等のセ
ラミック系圧電体や、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデ
ン）等の高分子圧電体、上記セラミックおよび高分子と
の複合圧電体などから構成される圧電体２１の両面に、
電極２２を蒸着、印刷等により形成したものである。こ
の超音波振動子２としては、超音波カテーテル１の径方
向の幅ｔが０．９mm以下程度、好ましくは０．１５〜
０．２５mm程度であり、固有音響インピーダンスは、４
×１０⁶〜４×１０⁷ｋｇ／ｍ²・ｓ程度である。

【００２４】超音波振動子２の背面には、背面側に放出
される不要な超音波を吸収、減衰させるための背面材５
を設けることが好ましい。背面材５は、例えばエポキシ
樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル系樹脂等の樹脂材
料、あるいは、シリコーンゴム等のゴム材料等の、超音
波減衰率の高い材料から形成され、例えばエポキシ系接
着剤等の接着剤により、超音波振動子２と実質的なずれ
が生じないように接着して設けられている。なお、背面
材５による超音波の吸収、減衰をより効果的に行う目的
で、上記の材料中に、固有インピーダンスの異なる散乱
体（例えば、タングステン）を含有させてもよい。

【００２５】図２に示す背面材５は、その背面側に、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５１を有している。この凹凸５１によ
って、背面材５の背面からの反射波を干渉により打ち消
すことができ、背面からの反射波の影響を低減できる。

【００２６】図２に示す背面材５の寸法としては、厚さ
０．０４〜０．２mm程度であり、また、凹凸５１の寸法
としては、上記Ｄが７〜５０μm 程度、凸の幅が３０〜
２００μm 程度であり、凹の幅が３０〜２００μm 程度
である。

【００２７】また、背面材としては、図３に示すようで
あってもよい。図３に示す背面材４は、低音響インピー
ダンス層５２（固有音響インピーダンスＺは、８×１０
⁶ｋｇ／ｍ²・ｓ以下）と高インピーダンス層５３（固有
音響インピーダンスＺは、２０×６ｋｇ／ｍ²・ｓ以
上）を交互に積層することにより構成されている。この
ような構成により、背面材５の背面からの反射波を干渉
により打ち消すことができ、背面からの反射波の影響を
低減できる。図３に示す背面材５の寸法は、厚さ０．０
４〜０．２mm程度である。

【００２８】図１に示す駆動シャフト３は、線材を螺旋
状に巻回してなる中空のコイルからなっている。この駆
動シャフト３を構成する上記線材としては、図１に示す
ように横断面形状が横長の長方形である平板状のものの
ほか、横断面形状が円形、楕円形等の略丸棒状のもの等
を用いることができる。このうち、図示のように、平板
状の線材からなる平板コイルとすれば、コイルの薄肉
化、ひいては、駆動シャフト３の外径の低減を図れ、好
ましい。なお、図示の駆動シャフト３は１層コイルであ
るが、２層以上のコイルとすることもできる。

【００２９】駆動シャフト３の構成材料（すなわち上記
線材の構成材料）としては、例えば、ステンレス鋼、実
質的に４９〜５８原子％Ｎｉ（残部Ｎｉ）のＮｉ−Ｔｉ
系合金、このＮｉ−Ｔｉ系合金の一部を０．０１〜２．
０％Ｘで置換したＮｉ−Ｔｉ−Ｘ系合金（Ｘは、Ｃｏ、
Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｐｂ、Ｂ等）、実
質的に３８．５〜４１．５重量％Ｚｎ（残部Ｃｕ）のＣ
ｕ−Ｚｎ系合金、この合金の一部を１〜１０重量％Ｘで
置換したＣｕ−Ｚｎ−Ｘ系合金（Ｘは、Ｂｅ、Ｓｉ、Ｓ
ｎ、Ａｌ）、実質的に３６〜３８原子％Ａｌ（残部Ｎ
ｉ）のＮｉ−Ａｌ系合金等の超弾性合金、析出硬化ステ
ンレス鋼（ＰＨステンレス鋼で特に好ましくはセミオー
ステナイト系）、マルエージングステンレス鋼等のステ
ンレス鋼、高張力鋼等の金属材料などが用いられる。

【００３０】このうち、特に、Ｎｉ−Ｔｉ系合金等の超
弾性合金が好ましい。ここでいう超弾性合金とは、一般
に形状記憶合金と称され、少なくとも生体温度（３７℃
付近）で超弾性（通常の金属が永久歪を生じる領域まで
変形させた後もほぼ元の形状に戻る性質）を示すもので
ある。

【００３１】駆動シャフト３の寸法としては、図示のよ
うな平板コイルとする場合、外径は０．９mm以下、好ま
しくは０．２〜０．３mm程度であり、厚さは０．０２〜
０．２mm程度、好ましくは０．０５〜０．１５mm程度で
あり、コイル幅は０．０５〜０．３mm程度、好ましくは
０．０７〜０．２mm程度である。

【００３２】駆動シャフト３の先端には、連結部材７が
取り付けられている。この連結部材７は、図４に示すよ
うに、側面にスリット７ａを有する円筒状をなしてい
る。そして、連結部材７の基端およびその付近は、駆動
シャフト３内に挿入され、駆動シャフト３の内面に接着
剤等によって固着されており、先端は、背面材５の基端
に接着剤等により固着されている。これにより、超音波
振動子２は、背面材５とともに、駆動シャフト３に一体
的に連結しており、駆動シャフト３の回転あるいは往復
運動とともに回転あるいは往復運動する。なお、超音波
振動子２は、図示のような連結部材を介さず、直接駆動
シャフト３に接続された構成であってもよい。

【００３３】図２および図３に示すように、超音波振動
子２の２つの電極２２のそれぞれには、超音波振動子２
と後述する送受信回路３２との間で信号の伝達を行うた
めの信号伝達体である信号線６が電気的に接続されてい
る。これらの信号線６は、それぞれ図４に示すように、
導電体６ａと、この導電体６ａを被覆し電気的に絶縁す
る絶縁体６ｂとから構成されており、一方の導電体６ａ
の先端が、電極２２の一方に接続し、他方の導電体６ａ
の先端が、もう一方の電極２２に接続している。信号線
６は、連結部材７のスリット７ａを介して駆動シャフト
３の内腔に入り込み、この内腔を通って、後述するコネ
クタ１０の内部まで延びている。

【００３４】そして、外装シャフト４は、ポリイミド系
樹脂により構成され、超音波振動子２、駆動シャフト
３、背面材５等を被包するように設けられている。そし
て、外装シャフト４の寸法は、外径は、１mm以下、好ま
しくは０．４mm以下であり、肉厚は、５０μm 以下、好
ましくは２０〜４０μm 程度であり、外装シャフト３と
駆動シャフト３との最小間隔ｌは、１００μm 以下、好
ましくは１０〜５０μm程度となっている。

【００３５】このように構成された外装シャフト４は、
０．５Ｋｇｆ以上の引張強度と、屈曲外径１０mm以下の
屈曲にもキンクしない高い屈曲性を備えたものとなり、
駆動シャフト３が回転あるいは往復運動する際や、治療
カテーテル等の他のカテーテル内に挿入して用いる際の
摺動抵抗が少ない（動摩擦抵抗０．１以下）。したがっ
て、プッシャビリティー、トラッカビリティーに優れ、
安定した超音波画像が得られかつ優れた操作性を備え
た、外径１mm以下の超音波カテーテルを提供することが
可能となる。ここで、屈曲外径とは、屈曲所定の外径ま
で外力により変形した場合において、キンクが実質的に
生じず、外力を除去したのちにおいて、ほぼ元の形状に
戻る外径をいう。

【００３６】外装シャフト４を構成するポリイミド系樹
脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミ
ド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリエーテルイミド
樹脂等の、ポリイミドのホモポリマーおよびポリイミド
を主構成成分とし、これに他のポリマー成分を共重合し
たものが挙げられる。なお、このようなポリイミド系樹
脂には、その特性を損なわない範囲内で、例えばアロイ
化剤、相溶化剤、安定化剤、各種顔料等を混合したり、
他の樹脂材料をブレンドしても差し支えない。

【００３７】特に、上記ポリイミド系樹脂に、例えばエ
チレン−テトラフルオルエチレン共重合体（ＥＴＦ
Ｅ）、ポリクロルトリフルオルエチレン、ポリフッ化ビ
ニル、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオルプロピレン−
テトラフルオルエチレン共重合体、クロルトリフルオル
エチレン−フッ化ビニリデン共重合体等のフッ素系樹脂
を混入し、これを外装シャフト４の構成材料とするのが
好ましい。フッ素系樹脂を含有させることで、外装シャ
フト４の摺動抵抗をさらに低減することができる。

【００３８】このようにフッ素系樹脂を混合する場合、
フッ素系樹脂の混合量は、上記ポリイミド系樹脂の５〜
３０重量％、より好ましくは５〜１０重量％とすること
が好ましい。このような割合であれば、ポリイミド系樹
脂の特性を損なうことなく、外装シャフト４の摺動抵抗
を有効に低減（具体的には、動摩擦抵抗を１０〜４０％
程度低減）できる。

【００３９】なお、外装シャフト４の内面を、シリコー
ン、ポリエチレンテレフタレート（テフロン）等の低摩
擦性樹脂、あるいは、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタ
クリレート）、ポリヒドロキシエチルアクリレート、ヒ
ドロキシプロピルセルロース、メチルビニルエーテル無
水マレイン酸共重合体等の親水性樹脂で薄くコーティン
グ（数μm 程度）することにより、外装シャフト４の内
面の摺動抵抗を低減することもできる。

【００４０】外装シャフト４の形成は、例えば、上述し
たポリイミド系樹脂を、溶融押し出しによる電線被覆
法、ディッピング法等により成形して行うことができ
る。

【００４１】このようなポリイミド系樹脂を用いて形成
された外装シャフト４は、肉厚５０μm 程度の薄肉のも
のであっても相当の強度（具体的には、引張強度１ｋｇ
程度）を示すとともに、摺動抵抗を小さくできる（動摩
擦抵抗０．１以下）。したがって、外径１mm以下、肉厚
５０μm 以下でかつ駆動シャフト３との間隔が１００μ
m 以下である細径の超音波カテーテルの外装シャフトと
して好適に用いられる。外装シャフト４の肉厚は、５０
μm 以下、好ましくは２０〜４０μm 程度である。上記
肉厚がこの範囲内であれば、駆動シャフト３および超音
波振動子２の径方向の幅を十分に確保でき、外径１mm以
下の超音波カテーテルを好適に製造することができる。

【００４２】そして、外装シャフト４と駆動シャフト３
との最小間隔ｌは、１００μm 以下、好ましくは１０〜
５０μm 程度である。この間隔ｌが１００μm を上回る
と、駆動シャフト３と外装シャフト４との隙間（クリア
ランス）が大きすぎ、超音波カテーテル１が体腔内への
挿入時に該体腔の形状に沿って屈曲した際に、駆動シャ
フト３が外装シャフト４内で径方向に大きくずれ易く、
後述する機械的駆動源３１からの駆動力が超音波振動子
２に正確に伝達され難く、安定した超音波画像が得られ
難い。なお、上記間隔とする場合、駆動シャフト３の一
部が外装シャフト４の内面に接触することがあるが、ポ
リイミド系樹脂製の外装シャフト４は上記の通り摺動抵
抗が小さいため、この接触により駆動シャフト３の回
転、往復運動が妨げられることはない。

【００４３】なお、本発明において「最小間隔」とは、
駆動シャフト３の全体における外装シャフトとの間隔
（距離）のうち最小のもの（後述する図５に示す実施例
のように、駆動シャフトの外側に信号伝達体等が一体的
に設けられた場合は、この信号伝達体と外装シャフトと
の最小の間隔）をいう。

【００４４】外装シャフト４の基端には、コネクタ１０
が固着されている。このコネクタ１０は、後述する外部
装置３０に着脱可能に連結するように構成されている。

【００４５】コネクタ１０の内部には、２つの電気接点
１１、１２が内蔵されている。そして、一方の信号線６
の導電体６ａの基端は、電気接点１１に電気的に接続
し、他方の信号線６の導電体６ａの基端は、電気接点１
２に電気的に接続している。

【００４６】体外に設けられた外部装置３０は、機械的
駆動源３１と、送受信回路３２と、２つの電気接点３
３、３４を有している。コネクタ１０を外部装置３０に
連結すると、電気接点３３が超音波カテーテル１側の電
気接点１１に、電気接点３４が超音波カテーテル１側の
電気接点１２にそれぞれ接触し、これらが電気的に接続
する。これにより、送受信回路３２からの電気信号が信
号線６の一方を介して、超音波振動子２へと伝達され、
振動子２が所定の波長の超音波を発信するとともに、体
腔内で反射された超音波の信号が、他方の信号線６を介
して送受信回路３２へと伝達される。また、機械的駆動
源３１は、駆動シャフト３を機械的に駆動し、駆動シャ
フト３を回転あるいは往復運動させる。この駆動によ
り、超音波振動子２のラジアルスキャンあるいはリニア
スキャンを行うことができる。

【００４７】本発明の超音波カテーテルは、細径化が可
能なため、単独で心臓、脳、下肢等の末梢血管や脈管に
挿入して使用することができ、また、血管形成用バルー
ンカテーテル、レーザ治療用カテーテル、アテレクトミ
ーカテーテル等の治療用カテーテルの内腔に挿入して使
用し、超音波カテーテルによる体腔内の診断と上記治療
用カテーテルによる治療とを同時あるいは平行して行う
ことができる。

【００４８】図５は、本発明の他の実施例を示す部分拡
大縦断面図である。以下、本実施例について説明する
が、図１に示す実施例と同様の構成については同一の符
号を付して説明は省略する。

【００４９】図５に示す駆動シャフト３は、中実な棒状
に形成されている。そして、この駆動シャフト３は、そ
の外側に、超音波振動子２と送受信回路との間で信号の
伝達を行う信号伝達体である信号線６を一体的に有して
いる。本実施例では、信号線６は、互いに重なり合わな
いように、駆動シャフト３の基端まで螺旋状に巻回して
いる。これにより、信号線６は、駆動シャフト３の一部
をなしており、これとともに回転あるいは往復運動す
る。

【００５０】また、背面材５は、駆動シャフト３の先端
に、直接接着剤等によって固着され、これにより、超音
波振動子２と駆動シャフト３とが一体的に接続してい
る。

【００５１】このような棒状の駆動シャフト３において
は、引張強度２０ｋｇｆ／ｍｍ²以上の機械的強度に優
れ、かつ、超音波カテーテル１の先端側から少なくとも
約５ｃｍ以上は屈曲外径が少なくとも約５０ｍｍ以下に
屈曲できる柔軟性を備え、さらに曲げ応力を除荷した
後、ほぼ元の形状に復元される特性を有するものが好ま
しい。これは、心臓、脳、下肢等の細径の末梢血管や脈
管への挿入時に必要とされる特性である。ここで、屈曲
外径とは、屈曲所定の外径まで外力により変形した場合
において、キンクが実質的に生じず、外力を除去したの
ちにおいて、ほぼ元の形状に戻る外径をいう。

【００５２】この駆動シャフト３の構成材料としては、
例えば、ステンレス鋼、実質的に４９〜５８原子％Ｎｉ
（残部Ｔｉ）のＮｉ−Ｔｉ系合金、このＮｉ−Ｔｉ系合
金の一部を０．０１〜２．０％Ｘで置換したＮｉ−Ｔｉ
−Ｘ系合金（Ｘは、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ａ
ｌ、Ｎｂ、Ｐｂ、Ｂ等）、実質的に３８．５〜４１．５
重量％Ｚｎ（残部Ｃｕ）のＣｕ−Ｚｎ系合金、この合金
の一部を１〜１０重量％Ｘで置換したＣｕ−Ｚｎ−Ｘ系
合金（Ｘは、Ｂｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ａｌ）、実質的に３６
〜３８原子％Ａｌ（残部Ｎｉ）のＮｉ−Ａｌ系合金等の
超弾性合金、析出硬化ステンレス鋼（ＰＨステンレス鋼
で特に好ましくはセミオーステナイト系）、マルエージ
ングステンレス鋼等のステンレス鋼、高張力鋼等の金属
材料などが用いられる。このうち、特に、Ｎｉ−Ｔｉ系
合金等の超弾性合金が好ましい。ここでいう超弾性合金
とは、一般に形状記憶合金と称され、少なくとも生体温
度（３７℃付近）で超弾性（通常の金属が永久歪を生じ
る領域まで変形させた後もほぼ元の形状に戻る性質）を
示すものである。

【００５３】また、本実施例において、駆動シャフト３
の外径は０．１〜０．７５mm程度、より好ましくは０．
２〜０．３mm程度である。また、信号線６の外径は、２
５〜５０μm 程度である。

【００５４】そして、本実施例では、外装シャフト４
と、駆動シャフト３の外側に一体的に設けられた信号線
６との最小間隔ｌが１００μm 以下となっている。これ
により、図１に示す実施例と同様に、外装シャフト４
は、高い引張強度および屈曲性を備え、駆動シャフト３
が回転あるいは往復運動する際や、治療カテーテル等の
他のカテーテル内に挿入して用いる際の摺動抵抗が少な
くなる。したがって、プッシャビリティー、トラッカビ
リティーに優れ、安定した超音波画像が得られかつ優れ
た操作性を備えた、外径１mm以下の超音波カテーテルを
提供することが可能となる。

【００５５】図６は、本発明の超音波カテーテルの他の
実施例を示す部分拡大縦断面図である。以下、本実施例
について説明するが、図１に示す実施例と同様の構成に
ついては、同一の符号を付して説明は省略する。

【００５６】図６に示す本発明の超音波カテーテル１
は、体腔内に挿入して用いられる超音波カテーテルであ
って、超音波振動子２と、超音波振動子２の発信する超
音波を体腔内へと反射する超音波反射体８と、超音波反
射体８より基端側に設けられ、体外の駆動源からの駆動
力を超音波反射体８に伝達し超音波反射体を回転または
往復運動させる駆動シャフト３と、超音波振動子２、超
音波反射体８および駆動シャフト３を被包する中空の外
装シャフト４とを有しており、外装シャフト４をポリイ
ミド系樹脂を用いて外径を１mm以下、肉厚を５０μm 以
下に形成し、さらに、外装シャフト４と駆動シャフト３
との最小間隔を１００μm 以下としたことを特徴とする
ものである。

【００５７】具体的には、超音波振動子２および背面材
５が、外装シャフト５内に内蔵され、超音波カテーテル
１の基端側から先端付近まで延設した固定部材１４の先
端側部材１４ｂに、超音波振動子の背面側（背面材５
側）を超音波カテーテル１の先端に向けた状態で接着剤
等により固着されている。図示の固定部材１４は、基端
側部材１４ａと、基端側部材１４ａと別部材の先端側部
材１４ｂとからなっているが、一部材としてもよい。

【００５８】また、駆動シャフト３は、中実な棒状であ
り、かつ、この駆動シャフト３の先端に、超音波反射体
８が接着剤等により固着されている。また、駆動シャフ
ト３は、外装シャフト４に内蔵された軸受１３により回
転可能に支持されている。駆動シャフト３の構成材料、
寸法等は、図５に示す実施例で述べたものと同様とする
ことができる。

【００５９】そして、超音波振動子２から発信した超音
波は、超音波反射体８の反射面８ａによって、超音波カ
テーテル１の径方向に反射される。これとともに、体腔
内を反射した超音波が、超音波反射体８の反射面８ａで
反射されて、超音波振動子２へと到達する。駆動シャフ
ト３は、外部の機械的駆動源（図示せず）により駆動さ
れ、回転運動し、駆動シャフト３に接続した超音波反射
体８もこれとともに回転する。これにより、体腔内の所
望の位置でラジアルスキャンが可能である。

【００６０】なお、本実施例はラジアル走査方式とした
が、図１に示す実施例において述べたように、軸受１３
を設けず、駆動シャフト３の往復運動を可能として、超
音波振動子２によるリニアスキャンを行えるようにする
こともできる。

【００６１】図７は、本発明の他の実施例を示す部分拡
大縦断面図である。この実施例は、外装シャフト４が、
先端が開口した基端部４１と、基端部４１の開口した先
端に接合した先端部４２とから構成されている。その他
の構成は図１に示すものと同様である。

【００６２】このようにすれば、外装シャフト４の基端
部４１内に長尺の駆動シャフト３その他の部品を挿入
し、組み立てた後、先端部４２と基端部４１とを接合す
ることにより、超音波カテーテル１の製造をより容易と
することができる。また、先端部４２を、基端部４１と
異なる材料で構成することが可能となる。このため、例
えば、先端部４２を、上記ポリイミド系樹脂以外の、例
えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系
樹脂などの、超音波が通過し易い材料で形成し、より安
定した超音波画像を得られるようにすることができる。
また、基端部４１と先端部４２の境界を、図示のよう
に、超音波振動子２のほぼ近傍として、基端部４１を、
上記ポリイミド系樹脂に、例えばタングステン粉末、
銅、金、銀、プラチナ等のＸ線造影性材料を混合したも
のを用いて形成し、先端部４２を、上記Ｘ線造影性部材
を含有せず、かつ、超音波の通過が可能な材質により形
成することにより、超音波振動子２の位置、すなわち体
腔内の超音波による測定位置をＸ線透視下で視認可能と
することもできる。

【００６３】図８は、本発明の超音波カテーテルの他の
実施例を示す部分拡大縦断面図である。この実施例で
は、外装シャフト４の先端部に、螺旋状の溝４３が形成
されている。このようにすることにより、外装シャフト
４の屈曲性を向上させることができ、超音波カテーテル
１の屈曲性（柔軟性）を向上することができる。

【００６４】溝４３の形成は、外装シャフト４に例えば
レーザー加工、ダイシングソー加工等を施すことにより
行うことができる。

【００６５】また、溝４３のピッチは、図示のように、
カテーテル先端ほど狭くすることが好ましい。このよう
にすれば、超音波カテーテル１の先端に近い程、外装シ
ャフト４を柔軟にでき、超音波カテーテル１の柔軟性を
さらに向上できる。したがって、超音波カテーテル１の
操作性がさらに向上し、かつ、カテーテル先端による血
管壁の損傷の虞れが低減し、超音波カテーテル１が安全
に血管内を走行することができる。

【００６６】このように、溝４３のピッチを変化させる
場合は、そのピッチは、溝４３の先端側では０．０５〜
０．２mm程度、基端側では１．０〜４０．０mm程度が好
適である。また、溝４３のピッチを一定とする場合は、
０．５〜５mm程度とするのが好適である。また、外装シ
ャフト４の溝４３を形成する部分の長さは、５０〜３０
０mm程度とするのが好ましい。

【００６７】なお、図示の例では、溝４３は１本の螺旋
状であるが、これに限らず、２本またはそれ以上として
もよい。

【００６８】また、本実施例の外装シャフト４は、先端
から所定長離間した位置から、先端に向かって外径が漸
減している。このようにすることにより、溝４３と相俟
って、超音波カテーテル１の屈曲性（柔軟性）を向上す
ることができる。

【００６９】図９は、本発明の他の実施例を示す部分拡
大縦断面図である。本実施例においては、外装シャフト
４の先端に、超音波カテーテル１の体腔内への導入を容
易とするための案内部材１５が設けられており、その他
の構成は図１と同様である。

【００７０】本実施例では、案内部材１５は、外装シャ
フト４の先端に固定されたコイルスプリング１６から構
成されている。この案内部材１５により、超音波カテー
テル１の先端部による体腔の損傷が低減され、超音波カ
テーテル１を安全に体腔内を走行させることが出来る。

【００７１】また、このような案内部材１５を設けるこ
とにより、図１０に示すように、超音波カテーテル１を
治療用カテーテル７０（図示の例では、血管６０の狭窄
部を拡張するバルーン７１を有する血管形成用バルーン
カテーテル７０）の内腔７２に挿入して使用する際に、
超音波カテーテル１を先行させ、この超音波カテーテル
１に沿って治療用カテーテル７０を体腔内に挿入するこ
とができる。したがって、体腔内への挿入の際に、治療
用カテーテル７０を案内するためのガイドワイヤを超音
波カテーテル１と別に用意する必要がなくなり、超音波
カテーテル１および治療用カテーテル７０の操作性が向
上する。

【００７２】案内部材１５は、図示のように、先端に向
かってその外径が漸減していることが好ましい。これに
より、案内部材１５の柔軟性をより向上することができ
る。

【００７３】案内部材１５を構成するコイルスプリング
１６の構成材料としては、例えば、ステンレス鋼、実質
的に４９〜５８原子％Ｎｉ（残部Ｎｉ）のＮｉ−Ｔｉ系
合金、このＮｉ−Ｔｉ系合金の一部を０．０１〜２．０
％Ｘで置換したＮｉ−Ｔｉ−Ｘ系合金（Ｘは、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｐｂ、Ｂ等）、実質
的に３８．５〜４１．５重量％Ｚｎ（残部Ｃｕ）のＣｕ
−Ｚｎ系合金、この合金の一部を１〜１０重量％Ｘで置
換したＣｕ−Ｚｎ−Ｘ系合金（Ｘは、Ｂｅ、Ｓｉ、Ｓ
ｎ、Ａｌ）、実質的に３６〜３８原子％Ａｌ（残部Ｎ
ｉ）のＮｉ−Ａｌ系合金等の超弾性合金、析出硬化ステ
ンレス鋼（ＰＨステンレス鋼で特に好ましくはセミオー
ステナイト系）、マルエージングステンレス鋼等のステ
ンレス鋼、高張力鋼等の金属材料、あるいは、Ｐｔ、Ｐ
ｔ合金、Ｗ、Ｗ合金、Ａｇ、Ａｇ合金等のＸ線不透過材
料が用いられる。

【００７４】このうち、Ｐｔ、Ｐｔ合金、Ｗ、Ｗ合金、
Ａｇ、Ａｇ合金等のＸ線不透過材料を用いれば、超音波
カテーテル１の先端でもある案内部材１５によって、Ｘ
線透視下においてその先端位置を容易に確認できる。ま
た、上記Ｎｉ−Ｔｉ系合金等の超弾性合金によりコイル
スプリング１６を形成すれば、案内部材１５をより柔軟
なものとすることができる。

【００７５】コイルスプリング１６の外径は、図示のよ
うに外径を変化させる場合には、先端側で０．２〜０．
６mm程度、基端側で０．３〜１．０mm程度が好ましい。
また、外径を一定とする場合には、０．３〜０．５mm程
度が好ましい。また、コイルスプリング１６の長さは、
１０〜５０mm程度が好ましい。また、コイルスプリング
１６を、上記超弾性合金製とする場合は、座屈強度（負
荷時の降伏応力）は５〜２００ｋｇ／ｍｍ²（２２
℃）、より好ましくは、８〜１５０ｋｇ／ｍｍ²、復元
応力（除荷時の降伏応力）は、３〜１８０ｋｇ／ｍｍ²
（２２℃）、より好ましくは、５〜１５０ｋｇ／ｍｍ²
である。

【００７６】なお、コイルスプリング１６を屈曲した形
状とし、所望の血管を選択し該血管へ超音波カテーテル
１を誘導できる血管の選択性機能を付加してもよい（図
示せず）。

【００７７】また、案内部材１５の先端による体腔内の
損傷の虞れをさらに低減するために、図１１に示すよう
に、先端部材１７を取り付けてもよい。この先端部材１
７は、滑らかな凸曲面を有するヘッドピース状に形成さ
れている。先端部材１７としては、例えば、極細金属線
を加熱溶融して滑らかな凸曲面状としたもの、あるい
は、ロウ材を球状に加工したものが用いられる。

【００７８】また、先端部材１７の基端には、支持棒１
７１が固着されている。支持棒１７１は、コイルスプリ
ング１６の内部を通って基端側へ延び、基端部が固着剤
９を介して外装シャフト４に固着されている。これによ
り、先端部材１７が案内部材１５の先端に固定される。
この支持棒１７１により、超音波カテーテル１の先端付
近の耐キンク性および引張強度の向上を図ることができ
る。

【００７９】支持棒１７１の構成材料としては、上記コ
イルスプリング１６の構成材料として挙げたものと同様
のものを使用できる。また、支持棒１７１の横断面形状
としては、円形、楕円形、長方形等のいかなるものであ
ってもよい。また、支持棒１７１と、先端部材１７と
は、一体とすることもできる。

【００８０】また、固着剤９としては、ロウ材、各種接
着剤が好適に使用できる。

【００８１】なお、案内部材１５は、図１２に示すよう
にしてもよい。図１２に示す実施例では、案内部材１５
が、上記Ｎｉ−Ｔｉ系合金等の超弾性合金により形成さ
れたワイヤー１８で構成されている。このような案内部
材１５によっても、図９に示す実施例と同様に、超音波
カテーテル１の先端部による体腔の損傷が低減され、超
音波カテーテル１を安全に体腔内を走行させることが出
来る。

【００８２】ワイヤー１８の寸法は、外径が０．３〜
１．０mm、長さが１０〜５０mm程度が好ましく、座屈強
度（負荷時の降伏応力）は、５〜２００ｋｇ／ｍｍ
²（２２℃）、より好ましくは、８〜１５０ｋｇ／ｍ
ｍ²、復元応力（除荷時の降伏応力）は、３〜１８０ｋ
ｇ／ｍｍ²（２２℃）、より好ましくは、５〜１５０ｋ
ｇ／ｍｍ²である。

【００８３】また、図示のワイヤー１８は、その先端側
が屈曲した形状をなしており、血管の分岐箇所におい
て、所望の血管を選択し該血管へ超音波カテーテル１を
誘導できる血管の選択性機能も有している。

【００８４】図１３は、本発明の他の実施例を示す部分
拡大縦断面図である。本実施例は、超音波カテーテル１
の先端側に、Ｘ線造影可能な部材を有しているものであ
る。

【００８５】具体的には、図１３に示す実施例は、図１
２に示す実施例とほぼ同様の構成であるが、棒状体１５
の先端付近に、Ｘ線造影可能なマーカー１９が埋設され
ている。これにより、Ｘ線透視下において超音波カテー
テル１の体腔内での位置を容易に確認することができ
る。

【００８６】マーカー１９の材質としては、上記コイル
スプリング１３の構成材料として例示したＸ線不透過材
料が好適に用いられる。また、マーカー１９の長さは、
Ｘ線透視下で明確に視認できるように、超音波カテーテ
ル１の長手方向に〜mm程度とすることが好ましい。

【００８７】なお、超音波カテーテル１の先端側に、Ｘ
線造影可能な部材を設ける構造は、図１３に示す構成に
限定されるものではなく、例えば、図９に示す実施例に
おいて、上記したように、コイルスプリング１６をＸ線
不透過材料で形成し、このコイルスプリング１６を上記
Ｘ線造影可能な部材とすることも可能である。

【００８８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、安
定した超音波画像を得られ、血管や微小な脈管等の体腔
内や各種治療用カテーテル内での操作性に優れた、極細
径の超音波カテーテルを提供できる。従って、体腔内へ
の挿入時において、超音波カテーテルと治療用カテーテ
ルとの交換が不要となり、血管壁損傷の危険を低減で
き、該治療用カテーテルによる治療と同時あるいは平行
して体腔内の測定も行うことができる。

【００８９】前記ポリイミド系樹脂が、フッ素系樹脂を
５〜３０％含有する場合は、外装シャフトの摺動抵抗を
さらに低減でき、より安定した超音波画像を得られ、よ
り操作性に優れた超音波カテーテルを提供できる。

【００９０】前記外装シャフトの先端から所定長にかけ
て螺旋状の溝を形成した場合、特に、前記螺旋状の溝の
ピッチを先端方向に向かって小さくした場合は、超音波
カテーテルの先端部の柔軟性をさらに向上でき、その操
作性をさらに向上できる。

【００９１】前記外装シャフトの先端に、前記超音波カ
テーテルの案内部材を設けた場合は、別体のガイドワイ
ヤを用いることなく、体腔内の目的部位まで超音波カテ
ーテルを容易に導入でき、超音波カテーテルの操作性が
さらに向上する。

【００９２】さらに、前記超音波カテーテルの先端側
に、Ｘ線造影可能な部材を設けた場合は、超音波カテー
テルの先端位置を容易に確認でき、その操作性を一層向
上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波カテーテルの一実施例を示す部
分断面全体側面図である。

【図２】図１に示す実施例の超音波振動子および背面材
を示す拡大縦断面図である。

【図３】背面材の変形例を示す拡大縦断面図である。

【図４】図１のIV−IV線における端面図である。

【図５】本発明の超音波カテーテルの他の実施例を示す
部分縦断面図である。

【図６】本発明の超音波カテーテルの他の実施例を示す
部分縦断面図である。

【図７】本発明の超音波カテーテルの他の実施例を示す
部分断面全体側面図である。

【図８】本発明の超音波カテーテルの他の実施例を示す
部分断面側面図である。

【図９】本発明の超音波カテーテルの他の実施例を示す
部分縦断面図である。

【図１０】本発明の超音波カテーテルの適用例を示す説
明図である。

【図１１】本発明の超音波カテーテルの他の実施例を示
す部分縦断面図である。

【図１２】本発明の超音波カテーテルの他の実施例を示
す部分縦断面図である。

【図１３】本発明の超音波カテーテルの他の実施例を示
す部分縦断面図である。

【符号の説明】

１超音波カテーテル２超音波振動子３駆動シャフト４外装シャフト６信号線４３溝８超音波反射体３１機械的駆動源３２送受信回路１５案内部材１６コイルスプリング１８ワイヤー１９Ｘ線造影用マーカーｌ最小間隔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】体腔内に挿入して用いられる超音波カテ
ーテルであって、超音波振動子と、該超音波振動子より基端側に設けら
れ、体外の駆動源からの駆動力を該超音波振動子に伝達
し該超音波振動子を回転または往復運動させる駆動シャ
フトと、該超音波振動子および該駆動シャフトを被包す
る中空の外装シャフトとを有し、該外装シャフトをポリイミド系樹脂を用いて外径を１mm
以下、肉厚を５０μm以下に形成し、さらに、該外装シ
ャフトと該駆動シャフトとの最小間隔を１００μm 以下
としたことを特徴とする超音波カテーテル。
【請求項２】体腔内に挿入して用いられる超音波カテ
ーテルであって、超音波振動子と、該超音波振動子より発信する超音波を
体腔内へと反射する超音波反射体と、該超音波反射体よ
り基端側に設けられ、体外の駆動源からの駆動力を該超
音波反射体に伝達し該超音波反射体を回転または往復運
動させる駆動シャフトと、該超音波振動子、該超音波反
射体および該駆動シャフトを被包する中空の外装シャフ
トとを有し、該外装シャフトをポリイミド系樹脂を用いて外径を１mm
以下、肉厚を５０μm以下に形成し、さらに、該外装シ
ャフトと該駆動シャフトとの最小間隔を１００μm 以下
としたことを特徴とする超音波カテーテル。
【請求項３】前記駆動シャフトは、その外側に、前記
超音波振動子と体外の送受信回路との間で信号の伝達を
行う信号伝達体を一体的に有しており、該信号伝達体と
前記外装シャフトとの間隔が前記最小間隔となっている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波カテー
テル。
【請求項４】前記ポリイミド系樹脂は、フッ素系樹脂
を５〜３０％含有することを特徴とする請求項１ないし
３のいずれかに記載の超音波カテーテル。
【請求項５】前記外装シャフトの先端から所定長にか
けて螺旋状の溝を形成したことを特徴とする請求項１な
いし４に記載の超音波カテーテル。
【請求項６】前記螺旋状の溝のピッチを先端方向に向
かって小さくしたことを特徴とする請求項１ないし５の
いずれかに記載の超音波カテーテル。
【請求項７】前記外装シャフトの先端に、前記超音波
カテーテルの案内部材を設けたことを特徴とする請求項
１ないし６のいずれかに記載の超音波カテーテル。
【請求項８】前記案内部材は、前記外装シャフトの先
端に固定されたコイルスプリングよりなることを特徴と
する請求項１ないし６のいずれかに記載の超音波カテー
テル。
【請求項９】前記案内部材は、前記外装シャフトの先
端に固定された超弾性金属ワイヤーよりなることを特徴
とする請求項１ないし６のいずれかに記載の超音波カテ
ーテル。
【請求項１０】前記超音波カテーテルの先端側に、Ｘ
線造影可能な部材を設けたことを特徴とする請求項１な
いし９のいずれかに記載の超音波カテーテル。