JPH11503928A - 腔内エコグラフィー映像カテーテル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 患者の体外に位置する近位部と、探査対象組織近隣域に位置する末端部、そしてこれら両端を結ぶ本体から成り、末端部が先導ケーブルおよび固定圧電変換器と内蔵回転手段によって駆動される超音波屈折鏡を内蔵する超音波透明カプセルから構成されるカテーテルであって、前記鏡（３０）が、トルク伝達軸なしに、前記回転手段を構成するマイクロ駆動装置のロータ（３４）表面に直接置かれるという特徴を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 腔内エコグラフィー映像カテーテル 本発明は、腔内エコグラフィー映像カテーテルに関するものである。 病理学的症状の中には、エコグラフィー分析によって検診および症状進行度の診 断を行うものがある。ここに、ヒトのアテローム症病変部診断に用いるべく、血 管内超音波映像カテーテルを開発した。しかるに、超音波によって獲得しうる映 像の解像度は、使用する超音波の周波数によって変るのであって、周波数が高け れば高いほど、解像度が向上する。他方、超音波ビームは、周波数の増大ととも に減衰度も増大し、超音波ビームの貫入深度が大幅に減少する。かくして、高周 波による極めて解像度の高い映像は、脈管内でしか獲得され得ないのである。 冠状動脈内にアテローム斑があることによる病変部の治療には、二つの相異なる 技術が存在する。即ち、外科手術とカテーテルによる治療（小気袋バロネットも しくはレーザーによる脈管治療）である。カテーテル法器具の利用は、苦痛のな い治療法となっている。しかるに、病変部が重症である場合、つまり症状が既に かなり進行している場合には、外科手術が必要となる。その場合には、外科手術 により、冠状動脈の狭窄部を他の動脈の一部によって置換する。即ち、抽出と移 植を行って、該当域にバイパスを設けるか、あるいは心臓への血流に他の動脈を 利用するかのいずれかの方法を採る。 小気袋バロネットによる脈管治療技術を用いて治療する場合には、カテーテルが 使われる。この治療法では、約１．５メートル長、直径１ｍｍのカテーテルを、 大腿部動脈内へ皮膚面から挿入し、動脈叢内の一定の通路を経て冠状動脈へアク セスする。ゾンデの先導には、カテーテルに連動ないし非連動の先導ケーブルを 用いるが、その先端部は、目的部位への前進とカテーテル先導のための操作に際 して穿孔する危険を避けるために、鈎型となっている。この動脈叢内通路の先導 に、外部映像技術が使われる。治療はまた、レーザーもしくは小型メスによるア テローム斑の掻爬によるものもあるが、その場合にも、先導は、脈管治療カテー テルの場合と同様な方法が用いられる。 上に記述した治療法のいずれを用いるかの選択基準は、経験的なものである。斑 の構造に関する知識を前提とし、斑の厚みと長さによって判断が行われる。脈管 治療法の方が単純であるため、この方法の選択されることが多いが、いずれの治 療法も、かなりの危険を伴うものである。 かくして、カテーテルの操作性、治療プロセスの簡略化、解像セルの増大、カテ ーテル末端部の位置の確認法などが、この治療技術の発展の鍵を握るものとなっ ている。 冠状動脈内エコグラフィーの特徴は、その対象部位が微小であることと、該当部 位にアクセスする通路が微小であることである。そのため、カテーテルや圧電エ レメント、スキャニングのためのエレメント、狭窄症治療器具などの設計には、 きわめて特殊な仕様が必要となる。 他方、定量エコグラフィーは、エコグラフィー信号の完全利用、および従来のエ コグラフィー映像にはなかった情報の獲得、などによって診断に役立つ量的パラ メータを抽出することを目的としている。したがって、超音波によって組織を診 断する方法を用いれば、エコグラフィー信号もしくはエコグラフィー映像から量 的パラメーターを推定することが可能である。この方法は、他方、エコグラフィ ー信号またはエコグラフィー映像を獲得するシステムに関して、特殊な性能を要 求するものでもある。 かくして、全長約１．５０ｍのカテーテルのケーブルは、先導操作が可能なよう に体外に位置する近位部が充分に硬質であるとともに、末端部は、全直径が１ｍ ｍないし２ｍｍ、長さが２ｃｍないし１５ｃｍで柔軟性を持つものとなっている 。末端部は超音波の透明カプセルになっており、その中に光軸調整液に浸潤した エコグラフィー・システムを備えている。カテーテルの本体は、生体環境に適し たものでなければならないから、その製作には一般に、シリコーンやポリエチレ ン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリテトラ・フッ化エチレンなどのポリマー が使われている。 広帯域変換器の中心周波数は、２０Ｍｈｚないし４０Ｍｈｚ、使用電圧は１００ Ｖから３００Ｖの間となっている。 冠状動脈内エコグラフィーに使用される超音波カテーテル・ゾンデは、二つの基 準によって分類が可能である。即ち、一つは映像の構築を可能とするスキャニン グ方式が何であるかによって、そしてもう一つは、カテーテルに搭載される治療 器具が何であるかによる。 断面毎に映像を構築する第一の方法は、圧電エレメントを回転させることである 。この方法の主要特徴は、変換器を構成要素とする可動部と、体外にある固定部 分との間に、電気的接触を確保しなければならないことである。そればかりか、 超音波源と探査対象組織との間の距離が小さく、近隣域を対象としてしまうおそ れがある。この問題を解決するために、回転する平面鏡または凹面鏡を用いて超 音波を45°屈折させ、変換器にはカテーテル中心軸方向に向けて発信させ、発信 器と組織間の距離を延伸させる方法が採られる。搭載されるエレメントはミラー だけであるから、この構造をそのまま使いつつ、変換器をカテーテルに搭載する ことも可能である。 上記の最後に記述した方法が、もっとも一般的に使われているものである。他方 、独立した先導ケーブル挿入後にカテーテルを入れるには、変換器と鏡からなる 可動部が使われる。 該当領域の技術状況を知るには、とりわけ下記の文献を挙げることができる。 − ＵＳ−Ａ−４ ７９４ ９３１ 末端部に超音波変換器を備えた腔内エコグ ラフィーのためのカテーテルについて記述。変換器を外部設置のモータによって 回転させて、ビームによるスキャニングを行うことができる。 − ＷＯ ９３／０５７１２ 上記と同様、腔内エコグラフィーのためのカテー テルについて記述。末端部には固定超音波変換器、４５°の超音波屈折鏡、さら に屈折鏡の反射軸上に精密機械用マイクロ・モータを備える。組立は工程後。 現時点においては、既存のカテーテル法エコグラフィー・システムに、とりわけ 、下記のような欠陥が存在する。即ち、− − カテーテルの長さ、およびこれの屈曲した腔内空間通過が、一連の多様なね じれトルクを生み出すが、角度のある部位での位置のコントロール機構も、カテ ーテル末端部の回転速度のコントロール機構も存在しないため、超音波の発信・ 受信装置をコントロールし得ない。 − 回転速度の変化が、映像の歪曲をつくり出す。 − カテーテルが機械的伝導軸を搬入するが、その硬質性は、屈曲の多い動脈叢 通過に必要な柔軟性に反するものであり、そればかりかアテローム斑剥離の危険 をはらむ。 − カテーテル末端部の直径が大きいため、冠状動脈のごく一部の探査しか行え ず、対象域は、狭窄症が脈管内光をほとんど減衰させない近隣域に限られる。 − 外部設置の回転モジュールに接続しているため、機械的スキャニング装置の 操作性が不十分である。 − モータ内蔵カテーテルの末端部の硬質性は、マイクロ・モータおよびそのモ ータ軸が長い（５ｍｍを越える）ことによる。この部分には柔軟性がなく、カテ ーテルの搬入を危険なものにしている（穿孔やアテローム斑の剥離）。 − 電磁方式のマイクロ・モータを使用するには、生体環境およびカテーテル末 端カプセルの両者と、二重の電磁的適合性、即ち電界と磁界両者の同時適合が必 要である。 以上に記述した従来の技術状況に鑑み、本発明は、従来技術の諸問題点を解決す る、小型腔内エコグラフィー映像カテーテルを可能にすることを目指す。 この目的を達成するため、本発明によるカテーテルは、患者の体外に近位部を、 そして末端部を探査対象組織の隣接域に、それぞれ位置させ、これら両端部を本 体が結ぶ方式であって、末端部には先導ケーブルと透明超音波カプセルを備え、 カプセル内には固定圧電変換器と超音波屈折鏡があって、超音波屈折鏡はカプセ ルに内蔵する回転手段により駆動される。本カテーテルの特徴は、上述の鏡体が 、トルク伝達軸なしに、該当回転手段たるマイクロ駆動装置のロータ表面に、直 接置かれている点にある。 本発明に使われるマイクロ駆動装置は、組立工程なしの一体製造工程によって製 作される静電モータであって、これはマイクロ・エレクトロニクスで用いられる 工程（シリコーン・テクノロジー）、ならびに／または、電鋳技術を初めとする 極小立体物製作に用いられる特殊工程から得られた副産技術による。特記すべき は、この静電モータが、可変容量で、かつ放射励磁モータである点である。 本発明の特徴とする所により、前記マイクロ駆動装置の外部直径は、０．１ｍｍ と１ｍｍの範囲内にあって中心値が０．５ｍｍ、その厚さは１０μｍと１００μ ｍの間にある。 本発明によれば、鏡体はカプセル内液体に比して音響インピーダンスの高いプレ ートから成り、変換器軸に対して約45°を成し、該当プレートは約４５°に切ら れたシリンダー体の頂点に位置して、ゾンデ軸の方向に回転する。製作見本の一 つによれば、本プレートは金属製とすることも可能である。 上述のプレートが置かれるシリンダー体頂点の重心が回転軸上に位置しないこと による偏心を避けるために、本発明によれば、当該鏡体は、マイクロ駆動装置の ロータに直接つながる脚台上に円盤を置いた形で製作される。この円盤は凹面も しくは平面のいずれでも可能であるが、超音波吸収体上に、例えば金属を用いて 、極薄の反射層を設けたものである。 本発明が有する他の特徴および長所は、後述するところにより説明するが、その ために付された添付図面は、それぞれ以下のような内容のものである。即ち− − 第１図は、本発明によるマイクロ駆動ゾンデを備えたカテーテルの製作例を 、模式的に示した立面図である。 − 第２図は、ゾンデの縦断面説明図であるが、マイクロ・モータの鏡体ロータ ・システムを示すために、より拡大して示してある。 − 第３図は、前述のカテーテル法ゾンデに用いうる鏡体の製作見本の一つを、 模式的に遠近図法により示したものである。 − 第４図と第５図は、上述の鏡体の別の製作例を、模式的に遠近図法および断 面図で示したものである。 − 第６図は、マイクロ・システムたるモータ鏡体の製作例を平面図で示したも のである。 − 第７図は、第６図と同様、平面図であるが、マイクロ・モータのロータおよ びステータの角度を示したものである。 − 第８図は、本発明によって利用可能となる電鋳技術によって製作された、銅 製マイクロ・モータの構造の一つを、遠近図法で示したものである。 第１図が示すように、本発明による腔内エコグラフィー映像カテーテルは、患者 の体外に置かれる近位部１０と、探査対象組織の近隣域に置かれる末端部１２、 そしてこれら両端をつなぐ本体１４から成る。 近位部１０は、末端部１２のカプセル内に位置する鏡体に回転運動力を与える電 気的接続、これと同様に末端部に位置する圧電変換器の電気的接続、および治療 器具（レーザー、小気袋バロネットあるいは解離用メスによる脈管治療）とその 外部コントロール装置をつなぐインターフェースなどを備えている。第１図では 、これら相異なるケーブルを通すためのパイプ１６、１６’、１８を模式的に示 した。 カテーテル本体１４は、末端部１２に位置する能動部（後述）と、患者の体外に 位置する操作＝情報抽出＝コントロール・システムとをつなぐ装置である。この 本体には、鏡体の駆動手段（後述）および圧電変換器駆動手段への電力供給や、 治療器具操作信号伝達を行う電気ケーブル２０や、液体通路２２等々が内蔵され ている。 末端部１２には、主要なものとして、先導ケーブル２４や、平面もしくは断面で 空間的エコグラフィー情報を獲得する装置内蔵の透明超音波カプセル２６がある 。このカプセルの背後に、治療器具が位置する。エコグラフィー情報獲得装置は 、全面式もしくは集束式の固定圧電変換器２８や、４５°の推奨角度を持ち回転 運動を与えられる超音波屈折鏡３０から成る。 良く知られているように、映像の構築は、カテーテルの末端部１２における超音 波スキャニングによってなされる。本発明によれば、この目的のために、カプセ ル２６内に置かれる情報獲得装置は、全面式もしくは集束式の軸固定圧電変換器 ２８、および回転装置３２によって回転力を与えられて超音波を屈折させる鏡３ ０から成る。カテーテルの方向線と、変換器２８が発信する音波のベクトル方向 線とは共線関係にあるが、方向は逆である。カテーテルの末端部に収納されてい る回転装置３２は、本発明によれば、マイクロ・エレクトロニクスで用いられる 工程の副産技術たる一体製造工程の応用によって製作される静電回転マイクロ駆 動装置から成る。電磁適合性の問題がないいくつかの使用分野に関しては、同様 に一体製造工程によって製作される電磁回転マイクロ駆動装置を適用することも 可能である。 第２図に示されているように、鏡体３０は、静電マイクロ・モータ３２のロータ ３４の表面に直接置かれる。この方式の長所は、鏡体３０がモータ軸によって駆 動されないことである。即ち、軸３８への回転力伝導は存在せず、モータ３２が いかなる位置にあっても機能するから、軸は固定されていて、中心軸およびラッ チ軸として機能するだけである。 特記すべきは、この静電モータ３２が、可変容量で、かつ放射励磁のモータであ る点である。その外部直径は０．１ｍｍと１ｍｍの範囲内にあるが、中心値は０ ．５ｍｍであって、その厚さは１０μｍと１００μｍの間である。ステータ３６ とロータ３４の間の距離は１μｍと５μｍの間である。モータの幾何学的構造（ 第６図および第７図）は、タイプ３／２（即ち、当該モータは、３ｐステータ３ ６’固定接点電極と２ｐロータ３４’歯を有する。ｐは整数）が推奨される。ス テータ３６’固定接点電極とロータ３４’歯のサイズは、次のようにして決定さ れる： β_r∈［０．３；０．７］およびβ_s∈［０．４；０．９］、ただし、中心値はβ_r ＝０．５およびβ_s＝０．７５、Ｎｒをロータ歯数、Ｎｓをステータ固定接点電 極数とすれば、（第７図）： α^o _r＝２π／Ｎｒ，α^o _s＝２π／Ｎｓ β_r ＝β^o _r ^o ／α^o _rβ_s ＝β^o _s／α^o _s となる。 ステータおよびロータに用いる物質はシリコーン、または諸物質（純化体または 合金形態）とポリマーである。 カプセル２６内蔵のマイクロ・システムは、カプセル内を満たす液体中に浸潤さ れることにより、超音波軸調整を行う。この液体は、粘度が低く、非伝導性で、 減衰性が低く、できれば誘電率の高いものでなければならない。例えば、消イオ ン化水やある種の油体を使うことが可能である。 固定変換器２８と回転超音波反射鏡３０から成るマイクロ・システムを創出した ことにより、これら二つのエレメント間の距離を延伸させることが可能となった 。事実、ゾンデと探査対象組織が近接しているため、近隣域に関わる諸問題を回 避するために、ゾンデと当該組織間の距離を増大させなければならないが、この 場合には、変換器との接続が固定されていて、接続部の回転が全く存在しないと いう長所がある。 本発明の一つの実施例によれば、鏡体３０は、音響インピーダンスが高く、でき れば金属の、プレート形態（第３図）で製作することが可能であって、約４５° の角度に切られたシリンダー体の頂点に置かれて、変換器２８の中心軸に対し約 ４５°の角度をなし、ゾンデ軸に基づいて回転運動を与えられる。しかし、この 解決法には、シリンダー体の重心が回転軸上に位置しないため、偏心の問題が発 生するという難点がある。例えば、構造体のバランスを保つための静荷重を付加 することによっても、この難点はカバーされ得るが、このようなシリンダー体構 造の持つ高さのために、これをマイクロ・モータ３２と一体製作するのが、技術 上困難であり、他方、別個に製作して次にこれらを組立てると、システム全体の コストが増大してしまうという事情がある。 かくして、シリンダー体の高さの縮小と、当該構造体のバランスが、解決しなけ ればならない２つの重要課題となり、本発明は、これらに上記とは異なる解決法 を与えることになったのである。 モータ３２の軸と、鏡体を載せるシリンダー体重心線との間にズレが存在するこ とによる偏心は、これら二つの直線を一本化すれば解決されうる。その結果もた らされうる全体の直径の増大が、仕様条件の範囲内であれば、かかる解決法が可 能ということになる。 こうして、鏡体重量を小さくするために、音響インピーダンスの高い鏡体が円盤 ３０’の形状で製作され、これをマイクロ・モータのロータ３４に直接結合され た脚台４０上に置くことが可能となった。この製作法は、第４図と第５図に示さ れている。 また、鏡体諸エレメントの傾斜角を４５°以下にすれば、これを載せるシリンダ ー体の高さを縮小できる、ということも明らかである。即ち、傾斜角が３０°で あれば、シリンダー体の高さは２分の１となる。 本発明によれば、鏡体は、超音波吸収体上に、できれば金属性の、極薄の反射層 を持つ。鏡体は平面体であっても良いが、これを凹面として鏡面の反射する波束 を集束させることが可能であり、そうすればシステムの解像度が向上する。 本発明によれば、鏡体は、マイクロ・エレクトロニクスで用いられる工程（シリ コーン・テクノロジー）、ならびに／または、電鋳技術を初めとする極小立体物 製作に用いられる特殊工程から得られた副産技術によって、マイクロ・モータの ロータ上に直接製作される。第８図は、電鋳技術によって得られた銅製のマイク ロ・モータ構造を示すものである。 エネルギー消失を伴わないで鏡体のサイズを縮小しなければならないという問題 は、集束式変換器の使用によって、問題そのものが解決される。なぜなら、波束 のサイズがより小さいため、鏡体の直径を縮小することが可能だからである。サ イズに関わる要素として主要なものは、すべて、信号が軸調整液や、血液、組織 中などで減衰することによって、組織探査の可能性（対象組織の深さ、解像度） に限界が生じることに関連しているのである。 以上の説明によって、圧電変換器２８、鏡体３０、そしてマイクロ駆動装置３２ の構成する全体が、鏡体の回転を可能にし、これによって、当該カテーテルが位 置する生体内の位置における超音波情報を獲得する器具となることが、理解され る。 この器具を対象位置に位置させるには、カテーテルを後続させる先導ケーブルを 用いる。対象位置に器具が達すると、鏡体３０を回転させることで、その間に多 くの発信とエコーの受信が行われる。モータ３２を段階的に操作することにより 、それぞれの操作による断面について、精密な位置情報を獲得することができる 。カテーテル軸の移動による新たな断面に関する情報獲得によって、精密な立体 映像の構築と、カテーテル末端部、即ち超音波情報獲得装置の近位部にある治療 器具による施療可能狭窄症部位の探知が可能となる。 かくして、本発明によってもたらされる利点として、特に次の諸点を挙げること ができる。即ち： − 伝動軸を介在させることなく鏡体をマイクロ駆動装置に直接結合させること により、鏡体システムをマイクロ駆動装置に一体化させたことにより、総合マイ クロ・システム「マイクロ・モータ鏡」を実現したこと。 − 一体製造工程によって、組立工程のない全体製作が可能な、マイクロ駆動装 置と鏡体を使用すること。 − 鏡面の有効面の全体に達することのない支持脚台上に置かれた、軽量な鏡体 を使用していること。 − 鏡面の極薄かつ一定していることにより、その背後スペースが小さい鏡体を 使用していること。 − 鏡面を４５°あるいはそれ以下の角度に向けることができること。 − カテーテル末端部およびモータ３２に使われているシリコーン基板上で直接 、情報処理を行うことが可能であって、これによりマイクロ・システム「ＡＳＩ Ｃ（Application specific integrated circuit 専用型集積回路）型の鏡モータ 情報処理」マイクロ・システムの実現が可能になったこと。 − カテーテル末端部のミニチュア化により、直径１ｍｍ以下、中心値０．６ｍ ｍの光束により冠状動脈へのアクセスが可能になったこと。 − カテーテル末端に精密型モーターを搭載するシステムに比して、末端部の硬 質部分の長さが縮小されたこと。 − カテーテルの硬質性、特にその末端部の硬質性を、スキャニング装置の回転 特性を損うことなく減少させたことにより、到達経路の形状が極めて複雑な脈管 部分へのアクセスを可能にしたばかりか、動脈内のアテローム斑断片を剥離させ る危険を縮小したこと。 − 大小のねじれトルクをもたらすモータ・鏡体間の機械的伝達軸を廃止したこ とにより、マイクロ・モータの回転速度の完全制御と、その一定値の維持が可能 になったこと。 上記の長所により、以下のことが可能となった。即ち： − コストの削減（設備および診断） − 観察対象組織の形状特徴への精密なアクセス（解剖学的構造の中での検知装 置の絶対位置の認識） − 各映像の３次元位置に関する正確な情報に基づく、映像の重ね合せと位相決 定、さらに他の手段による映像との統合。 − 特定域の組織学的構成を表す量的音響パラメータの抽出。疾病とその進行度 を特徴的に示すパラメータが多様に存在する。即ち、層の厚さ、超音波の伝播速 度、減衰、後方散乱係数など。これらが形状特徴として表されることにより、当 該各種パラメータを在来型映像および組織学的層に重ね合せることが可能である 。 − 相異なる断面の相対的位置に関する精密情報に基づく各断面の位相決定によ る、探査対象立体域の３次元映像構築など。 − 機械的伝達軸が存在しないことによって出来た空間を、マイクロ駆動装置の 第３次元（縦断面）移動に利用することによる、立体域３次元映像の直接獲得。 本発明が適用される主要分野は、冠状動脈の脈管探査である。しかし、事実上は 、利用がこれに限られるのではなく、本発明による装置は、空洞通路によっては アクセス不可能な諸組織の探査、特に経皮探査、中でも関節内探査に適用可能で ある。 次に、オートパイロットを行うための特殊な解決法について記述する。 一定した回転速度を得るためには、モータのトルクの変動を避けなければならな い。そのためには、ロータ歯の一つがステータ固定接点電極と接し、続いて次の ステータ固定接点電極と通電するようになった時に、ステータ固定接点電極への 電力供給を止めなければならない。このような操作がオートパイロットと呼ばれ ているものだが、ロータの位置に関する情報があって初めて可能である。しかし 実際上は、マイクロ・モータに位置探知機を搭載することが不可能であるため、 マイクロ・モータから直接発信される信号を利用して、ロータの位置を推定しな ければならない。ロータとステータ固定接点電極間の容量は、ロータの位置によ って変化するから、この容量を測定して、ロータの位置を知る方法を考えること ができる。したがって事実、電力供給を受けないステータ固定接点電極とロータ 間の容量を測定して、ロータの位置を計測することが可能である。ところが、こ の容量の相対的変化は極めて微弱であるから（ケーブルおよび接点が、重要な平 均容量の原因であることが、その理由）、特殊な機器（入力・出力間容量を含め て、ゲインが１以上の増幅器）を装着することを推奨する。この機器装置によっ てミラー効果により、測定対象容量に平行の、対応する負容量がもたらされる。 かくして、（ロータの運動による）容量変化が、極めて微弱な平均容量に近い値 となり、それによって相対的変化が明瞭となって、測定が可能となる（例えば、 周波数復調器を従えて、容量によって周波数が変化する発振器を利用）。 このようなオートパイロット操作では、供給電力の周波数がもはやコントロール されていないため、速度調節は、供給電圧値を操作して行う。 シミュレーションの結果によっても、上記のようなオートパイロットが有効であ ることが明らかになった。 １分間２０００回転の一定した回転速度を得るために必要な供給電圧値を得るた めに、初期回転速度をゼロとして、上記のようなオートパイロットを機能させる シミュレーションを行った。その一例として、下記に、消イオン化水を接続体と して用いた場合のシミュレーション結果を掲げる。この例では、モータは、Ｎｓ ＝３０，Ｎｒ＝２０，ｒ＝２２９μｍ，（ロータの外半径）ｅ＝３μｍ，（ロー タとステータ間の空間）ｈｒ＝４５μｍ，（ロータ歯の高さ）ｈｓ＝２０μｍ， （ステータ固定接点電極の高さ）１＝１０μｍであって、鏡体の高さ＝１００μ ｍ、そして鏡体の傾斜角＝４５°である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１月２０日 【補正内容】 請求の範囲 １．患者の体外に位置する近位部（１０）、探査対象組織近隣域に位置する末端 部（１２）、そしてこれら両端をつなぐ本体（１４）、上記の末端部は、先導ケ ーブル（２４）と超音波透明カプセル（２６）から成り、当該カプセル内には、 固定圧電変換器（２８）およびカプセル内蔵の回転手段（３２）によって駆動さ れる超音波屈折鏡（３０）があって、回転手段（３２）は、そのステータ（３６ ）とロータ（３４）が前記カプセルに内蔵されたマイクロ駆動装置から成り、前 記鏡がトルク伝達軸なしに、前記ロータ（３４）の表面に直接置かれていること を特徴とする腔内エコグラフィー映像カテーテル。 ２．前記マイクロ駆動装置が静電モータであることを特徴とする特許請求の範囲 第１項に記載のカテーテル。 ３．前記静電モータが可変容量であり、かつ放射励磁モータであることを特徴と する特許請求の範囲第２項に記載のカテーテル。 ４．前記モータの外直径が、０．５ｍｍを中心値として、０．１ｍｍと１ｍｍの 間にあって、その厚さが１０μｍと１００μｍの間にあることを特徴とする特許 請求の範囲第２項もしくは第３項のいずれかに記載のカテーテル。 ５．前記マイクロ駆動装置が電磁モータであることを特徴とする特許請求の範囲 第１項に記載のカテーテル。 ６．前記静電モータが、マイクロエレクトロニクス（シリコーン・テクノロジー ）で用いられる工程技術の副産技術である組立工程なしの一体製造工程により、 製作されることを特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項のいずれかに 記載のカテーテル。 当該領域の技術状況を知るには、とりわけ下記の文献を挙げることができる。 − ＵＳ−Ａ−４ ７９４ ９３１ 末端部に超音波変換器を備えた腔内エコグ ラフィーのためのカテーテルについて記述。変換器を外部設置のモータによって 回転させて、ビームによるスキャニングを行うことができる。 − ＷＯ ９３／０５７１２ 上記と同様、腔内エコグラフィーのためのカテー テルについて記述。末端部には固定超音波変換器、４５°の超音波屈折鏡、さら に屈折鏡の反射軸上に精密機械用マイクロ・モータを備える。組立は工程後。 ＵＳ−Ａ−５ ３１３９５０は、圧電変換器、４５°傾斜の超音波反射鏡、およ び鏡体を駆動するロータがカテーテルのカプセルに内蔵されているモータから成 る腔内エコグラフィーのためのカテーテルを記述しているが、ステータは、検査 対象患者の体外に位置している。 現時点においては、既存のカテーテル法エコグラフィー・システムに、とりわけ 、下記のような欠陥が存在する。即ち、 − カテーテルの長さ、およびこれの屈曲した腔内空間通過が、一連の多様なね じれトルクを生み出すが、角度のある部位での位置のコントロールも、カテーテ ル末端部の回転速度のコントロールも存在しないため、超音波の発信・受信装置 をコントロールし得ない。 − 回転速度の変化が、映像の歪曲をつくり出す。 − カテーテルが機械的伝導軸を搬入するが、その硬質性は、屈曲の多い動脈叢 通過に必要な可動性に反するものであり、そればかりかアテローム斑解離の危険 をはらむ。 − カテーテル末端部の直径が大きいため、冠状動脈のごく一部の探査しか行え ず、対象域は、狭窄症が脈管内光をほとんど減衰させない近隣域に限られる。 − 外部設置の回転モジュールに接続しているため、機械的スキャニング装置の 操作性が不足している。 − モータ内蔵カテーテルの末端部の硬質性は、マイクロ・モータおよびそのモ ータ軸が長い（５ｍｍを越える）ことによる。この部分には柔軟性がなく、カテ ーテルの搬入を危険なものにしている（穿孔やアテローム斑の剥離）。 − 電磁方式のマイクロ・モータを使用するには、生体環境およびカテーテル末 端カプセルの両者と、二重の電磁的適合性、即ち電界と磁界両者の同時適合が必 要である。 以上に記述した従来の技術状況に鑑み、本発明は、従来技術の諸欠点を有するこ とのない、小型腔内エコグラフィー映像カテーテルを可能にすることを目指す。 この目的を達成するため、本発明によるカテーテルは、患者の体外に近位部を、 そして末端部を探査対象組織の隣接域に、それぞれ位置させ、これら両端部を本 体が結ぶ方式であって、末端部には先導ケーブルと透明超音波カプセルを備え、 カプセル内には固定圧電変換器と超音波屈折鏡があって、超音波屈折鏡はカプセ ルに内蔵する回転手段により駆動される。本カテーテルの特徴は、回転手段がマ イクロ駆動装置から成り、そのステータとロータが前記カプセルに内蔵され、前 記鏡体が、トルク伝導軸なしに、直接、前記ロータの表面上に置かれていること である。 本発明に使われるマイクロ駆動装置は、組立工程なしの一体製造工程によって製 作される静電モータであって、これはマイクロ・エレクトロニクスで用いられる 工程（シリコーン・テクノロジー）、ならびに／または、電鋳技術を初めとする 極小立体物製作に用いられる特殊工程から得られた副産技術による。特記すべき は、この静電モータが、可変容量で、かつ放射励磁モータである点である。 本発明の特徴とする所により、前記マイクロ駆動装置の外部直径は、０．１ｍｍ と１ｍｍの範囲内にあって中心値が０．５ｍｍ、その厚さは１０μｍと１００μ ｍの間にある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デュフール イザベール フランス国、92220 バグヌー、プラース デ テルトレ ３ (72)発明者 グラーンシャー ジャン−ポール フランス国、91190 ジフ シュール イ ヴェット、シェブリ ２、アレ シャーン プレオ ６ (72)発明者 ロージェ パスカル フランス国、75017 パリ、リュ ラヌカ ーン 51 (72)発明者 ソル シャルレ フランス国、91320 ウィッスー、リュ デ エコール 26 (72)発明者 アラーノ スィルヴェーン フランス国、91310 モーントレリ、ア レ・ドゥ ラ トゥール ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．患者の体外に位置する近位部（１０）、探査対象組織近隣域に位置する末端 部（１２）、そしてこれら両端をつなぐ本体（１４）からなり、末端部は、先導 ケーブル（２４）と超音波透明カプセル（２６）から成り、当該カプセル内には 、固定圧電変換器（２８）およびカプセル内蔵の回転手段（３２）によって駆動 される超音波屈折鏡（３０）があって、カテーテルは、前記鏡体が、トルク伝達 軸なしに、前記回転手段を構成するマイクロ駆動装置のロータ（３４）表面に直 接置かれていることを特徴とする腔内エコグラフィー映像カテーテル。 ２．前記マイクロ駆動装置が静電モータであることを特徴とする特許請求の範囲 第１項に記載のカテーテル。 ３．前記静電モータが可変容量であり、かつ放射励磁モータであることを特徴と する特許請求の範囲第２項に記載のカテーテル。 ４．前記モータの外直径が、０．５ｍｍを中心値として、０．１ｍｍと１ｍｍの 間にあって、その厚さが１０μｍと１００μｍの間にあることを特徴とする特許 請求の範囲第２項もしくは第３項のいずれかに記載のカテーテル。 ５．前記マイクロ駆動装置が電磁モータであることを特徴とする特許請求の範囲 第１項に記載のカテーテル。 ６．前記静電モータが、マイクロエレクトロニクス（シリコーン・テクノロジー ）で用いられる工程技術の副産技術である組立工程なしの一体製造工程により、 製作されることを特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項のいずれかに 記載のカテーテル。 ７．前記静電モータが、極小立体物の製作、特に電鋳に用いられる特殊工程によ って製作されることを特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項のいずれ かに記載のカテーテル。 ８．前記鏡体がマイクロ駆動装置のロータ上に直接製作されることを特徴とする 特許請求の範囲第１項〜第７項のいずれかに記載のカテーテル。 ９．前記回転鏡が、変換器軸に対して約４５°の角度に切られたシリンダー体の 頂点に置かれた音響インピーダンスの高いプレートから成ることを特徴とする特 許請求の範囲第１項〜第８項のいずれかにカテーテル。 １０．前記プレートが金属性であることを特徴とする特許請求の範囲第９項の記 載のカテーテル。 １１．前記鏡体（３０’）が、音響インピーダンスの高い円盤形状で製作され、 前記マイクロ駆動装置のロータ（３４）に直接結合されている脚台（４０）上に 置かれていることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載 のカテーテル。 １２．前記鏡体が、超音波吸収体の上に極薄の反射層を設けたものであることを 特徴とする特許請求の範囲第９項〜第１１項のいずれかに記載のカテーテル。 １３．前記極薄反射層が金属性タイプであることを特徴とする特許請求の範囲第 １２項に記載のカテーテル。 １４．前記鏡（３０）が平面形状であることを特徴とする特許請求の範囲第１項 〜第１３項のいずれかに記載のカテーテル。 １５．前記鏡（３０）が凹面形状であることを特徴とする特許請求の範囲第１項 〜第１４項のいずれかに記載のカテーテル。 １６．前記圧電変換器（２８）が全面式もしくは集束式であることを特徴とする 特許請求の範囲第１項〜第１５項のいずれかに記載のカテーテル。