JP5628895B2 - プローブ及び光画像診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、プローブ及び光画像診断装置に関するものである。

従来より、動脈硬化の診断や、バルーンカテーテルまたはステント等の高機能カテーテルによる血管内治療時の術前診断、あるいは、術後の結果確認のために、光干渉断層画像診断装置（ＯＣＴ）や（例えば、特許文献１参照）、その改良型である、波長掃引を利用した光干渉断層画像診断装置（ＯＦＤＩ）が利用されている（以下、本明細書において、光干渉断層画像診断装置（ＯＣＴ）と、波長掃引を利用した光干渉断層画像診断装置（ＯＦＤＩ）とを総称して、「光画像診断装置」と呼ぶこととする）。

当該光画像診断装置では、光ファイバケーブルの先端に光学レンズまたは光学ミラー（送受信部）が取り付けられたイメージングコアが内挿された光プローブ部を、血管内に挿入し、イメージングコアを回転させながら先端の送受信部から血管内に測定光を出射するとともに、生体組織からの反射光を受光することで血管内におけるラジアル走査を行う。そして、当該受光した反射光と参照光とを干渉させることで干渉光を生成した後、当該干渉光に基づいて、血管の断面画像を描出している。

イメージングコアのラジアル走査には、一般にスキャナ／プルバック部と呼ばれる回転駆動部を用いて行われ、光プローブ部は当該回転駆動部に着脱可能に取り付けられることとなる。

ここで、スキャナ／プルバック部は、測定に際して、血液等の液体から保護しておく必要がある。測定時に、血液等の液体がスキャナ／プルバック部の内部に浸入すると、回転駆動に不具合が起こる場合があるためである。また、スキャナ／プルバック部の内部が汚染された場合、光信号（測定光または反射光）の強度が減衰し（光学的損失が生じ）、描出される断面画像の画質が劣化することで、誤診断を誘発するおそれがあるからである。

特開２００１−７９００７号公報

しかしながら、従来の光画像診断装置の場合、回転駆動部を覆うことで血液等の液体が外部から侵入することを防ぐことは可能であったが、内部からの侵入に対しては、保護が十分とはいえなかった。具体的には、血管内に光プローブ部を挿入した状態で、ステントに引っかかってしまったり、キンクや無理な負荷がかかったりすることで、カテーテルシースの一部に穴が開いてしまった場合には、カテーテルシースの内部を伝って、血液等の液体が逆流してくることで、回転駆動部の内部に液体が浸入してしまうこととなる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、光画像診断装置の回転駆動部に着脱可能に取り付けられるプローブにおいて、カテーテルシースの内部を液体が逆流してきた場合であっても、回転駆動部の内部への浸入を防止することが可能な機構を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面に係る発明は、カテーテルシースと、前記カテーテルシースに内挿され、光の送受信を行う送受信部を回転させるための駆動力を伝達するシャフトと、前記シャフトによって伝達される駆動力を発生する回転駆動部に、着脱可能に取り付けられる取付部と、を備えるプローブであって、前記取付部は、ハウジングと、前記ハウジングの内部を第１の領域と第２の領域とに隔離する隔離部材を備え、前記第１の領域は、その一部が前記ハウジングの内面の一部と前記隔離部材の一部とによって規定され、前記第２の領域は、その一部が前記ハウジングの前記内面の他の一部と前記隔離部材の他の一部とによって規定され、前記第２の領域には、前記回転駆動部が発生する駆動力を前記シャフトに伝達するための部材が回転可能に配置され、前記隔離部材は、前記シャフトが挿通された挿通孔と、前記カテーテルシースが接続された面と、前記カテーテルシースの内側の空間と前記第１の領域とを連通させる流路とを備えている。

本発明によれば、光画像診断装置の回転駆動部に着脱可能に取り付けられるプローブにおいて、カテーテルシースの内部を液体が逆流してきた場合であっても、回転駆動部の内部への浸入を防止することが可能となる。

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
図１は、本発明の一実施形態にかかる光画像診断装置の外観構成を示す図である。 図２は、光プローブ部の全体構成を示す図である。 図３は、光プローブ部の先端の詳細構成を示す図である。 図４Ａは、駆動シャフトコネクタの基端の第１の外側ハウジングの構成を示す図である。 図４Ｂは、駆動シャフトコネクタの基端の第１の外側ハウジングの構成を示す図である。 図５は、駆動シャフトコネクタの基端の断面構成を示す図である。 図６Ａは、駆動シャフトコネクタの基端に配されたカラー部材及び保護部材の構成を示す図である。 図６Ｂは、駆動シャフトコネクタの基端に配されたカラー部材及び保護部材の構成を示す図である。 図７は、イメージングコアの全体構成を示す図である。 図８Ａは、駆動シャフトコネクタの基端における排出機能を説明するための図である。 図８Ｂは、駆動シャフトコネクタの基端における排出機能を説明するための図である。 図９は、駆動シャフトコネクタの基端において、カテーテルシース内を逆流してきた血液等の液体を排出する様子を示した図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の各実施形態の詳細について説明する。

［第１の実施形態］
＜１．光画像診断装置の外観構成＞
図１は本発明の第１の実施形態にかかる光画像診断装置（光干渉断層画像診断装置または波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置）１００の外観構成を示す図である。

図１に示すように、光画像診断装置１００は、光プローブ部１０１と、スキャナ／プルバック部１０２と、操作制御装置１０３とを備え、スキャナ／プルバック部１０２と操作制御装置１０３とは、信号線１０４により接続されている。

光プローブ部１０１は、直接血管等の体腔内に挿入され、伝送された測定光を連続的に体腔内に送信するとともに、体腔内からの反射光を連続的に受信する送受信部を備えるイメージングコアが内挿されている。光画像診断装置１００では、該イメージングコアを用いることで体腔内部の状態を測定する。

スキャナ／プルバック部１０２は、光プローブ部１０１が着脱可能に取り付けられ、内蔵されたモータを駆動させることで光プローブ部１０１に内挿されたイメージングコアのラジアル動作（体腔内の軸方向の動作及び回転方向の動作）を規定している。また、送受信部において受信された反射光を取得し、操作制御装置１０３に対して送信する。

操作制御装置１０３は、測定を行うにあたり、各種設定値を入力するための機能や、測定により得られたデータを処理し、血管断面画像として表示するための機能を備える。

操作制御装置１０３において、１１１は本体制御部であり、測定により得られた反射光と測定光を分離することで得られた参照光とを干渉させることで干渉光データを生成するとともに、該干渉光データに基づいて生成されたラインデータを処理することで、断面画像を生成する。１１１−１はプリンタ／ＤＶＤレコーダであり、本体制御部１１１における処理結果を印刷したり、データとして記憶したりする。

１１２は操作パネルであり、ユーザは該操作パネル１１２を介して、各種設定値及び指示の入力を行う。１１３は表示装置としてのＬＣＤモニタであり、本体制御部１１１において生成された断面画像を表示する。

＜２．光プローブ部の全体構成＞
次に、光プローブ部１０１の全体構成について図２を用いて説明する。図２に示すように、光プローブ部１０１は、血管内に挿入される長尺のカテーテルシース２０１と、ユーザが操作するために血管内に挿入されることなく、ユーザの手元側に配置されるコネクタ部２０２とにより構成される。カテーテルシース２０１の先端には、ガイドワイヤルーメンを構成するガイドワイヤルーメン用チューブ２０３が設けられている（なお、光プローブ部１０１の先端部の詳細は図３参照）。カテーテルシース２０１は、ガイドワイヤルーメン用チューブ２０３との接続部分からコネクタ部２０２との接続部分にかけて連続する管腔を形成している。

カテーテルシース２０１の管腔内部には、測定光を送受信する送受信部２２１と、光ファイバケーブルを内部に備え、それを回転させるための回転駆動力を伝達するコイル状の駆動シャフト２２２とを備えるイメージングコア２２０が、カテーテルシース２０１のほぼ全長にわたって挿通されている。

コネクタ部２０２は、カテーテルシース２０１の基端に一体化して構成されたシースコネクタ２０２ａと、駆動シャフト２２２の基端に駆動シャフト２２２を回動可能に固定して構成された駆動シャフトコネクタ２０２ｂとを備える。

シースコネクタ２０２ａとカテーテルシース２０１との境界部には、耐キンクプロテクタ２１１が設けられている。これにより所定の剛性が保たれ、急激な物性の変化による折れ曲がり（キンク）を防止することができる。

駆動シャフトコネクタ２０２ｂの基端は、スキャナ／プルバック部１０２に着脱可能に取り付けられる（つまり、取付部として機能する。なお、駆動シャフトコネクタ２０２ｂの基端の詳細は図４Ａ〜図７参照）。

＜３．光プローブ部の先端部の構成＞
次に、光プローブ部１０１の先端部の構成について図３を用いて説明する。図３の３Ａに示すように、カテーテルシース２０１の管腔内部には、測定光を送信し、反射光を受信する送受信部２２１が配されたハウジング３０１と、それを回転させるための回転駆動力を伝送する駆動シャフト２２２とを備えるイメージングコア２２０がほぼ全長にわたって挿通されており、光プローブ部１０１を形成している。

送受信部２２１では、体腔内組織に向けて測定光を送信するとともに、体腔内組織からの反射光を受信する。

駆動シャフト２２２はコイル状に形成され、その内部には光ファイバケーブル（シングルモードの光ファイバケーブル）が配されている。

ハウジング３０１は、短い円筒状の金属パイプの一部に切り欠き部を有した形状をしており、金属塊からの削りだしやＭＩＭ（金属粉末射出成形）等により成形される。ハウジング３０１は、内部に送受信部２２１を有し、基端側は駆動シャフト２２２と接続されている。また、先端側には短いコイル状の弾性部材３０２が設けられている。

弾性部材３０２はステンレス鋼線材をコイル状に形成したものであり、弾性部材３０２が先端側に配されることで、イメージングコア２２０を前後移動させる際にカテーテルシース２０１内での引っかかりを防止する。

３０３は補強コイルであり、カテーテルシース２０１の先端部分の急激な折れ曲がりを防止する目的で設けられている。

ガイドワイヤルーメン用チューブ２０３は、ガイドワイヤが挿入可能なガイドワイヤ用ルーメンを有する。ガイドワイヤルーメン用チューブ２０３は、予め血管等の体腔内に挿入されたガイドワイヤを受け入れ、ガイドワイヤによってカテーテルシース２０１を患部まで導くのに使用される。

駆動シャフト２２２は、カテーテルシース２０１に対して送受信部２２１を回転動作及び軸方向動作させることが可能であり、柔軟で、かつ回転をよく伝送できる特性をもつ、例えば、ステンレス等の金属線からなる多重多層密着コイル等により構成されている。

また、図３の３Ｂは、イメージングコア２２０の断面構成を模式的に示したものである。図３の３Ｂに示すように、ハウジング３０１内には、側方照射型のボールレンズ（送受信部）２２１がマーカ３４０により固定され、駆動シャフト２２２内には、クラッド部３２３とコア部３２２とから構成される光ファイバケーブル３２１が配されている。なお、送受信部２２１から送信された測定光は、カテーテルシース内面、カテーテルシース外面を通って、体腔内の生体組織に照射される（矢印３３０参照）。

＜４．駆動シャフトコネクタの基端の構成＞
次に、駆動シャフトコネクタ２０２ｂの基端（スキャナ／プルバック部１０２側）の第１の外側ハウジングの構成について説明する。図４Ａは、駆動シャフトコネクタ２０２ｂの基端の一部を構成する第１の外側ハウジング４０１の構成を示す図である。

図４Ａに示すように、駆動シャフトコネクタ２０２ｂの基端の一部を構成する第１の外側ハウジング４０１の周面には、第１の外側ハウジング４０１内に貫通する貫通穴４０２が設けられている。これにより、カテーテルシース２０１の内部を伝って逆流してきた血液等の液体は、最終的に、貫通穴４０２より第１の外側ハウジング４０１の外部に排出されることとなる。

図４Ｂは、駆動シャフトコネクタ２０２ｂの第１の外側ハウジング４０１のＡ−Ａ断面を示した図である。図４Ｂに示すように、貫通穴４０２は、第１の外側ハウジング４０１の周面において、互いに１８０度ずれた位置に配置されている。これにより、駆動シャフトコネクタ２０２ｂが円周方向において、いずれの向きに載置された場合であっても、駆動シャフトコネクタ２０２ｂの内部に溜まった血液等の液体は、第１の外側ハウジング４０１の外部に排出されることとなる。

＜５．駆動シャフトコネクタの基端の断面構成＞
次に、駆動シャフトコネクタ２０２ｂの基端の断面構成について説明する。図５は、駆動シャフトコネクタ２０２ｂの基端の断面構成を示す図である。

図５に示すように、駆動シャフトコネクタ２０２ｂの基端は、第１の外側ハウジング４０１と第２の外側ハウジング５０４とを備える。

第１の外側ハウジング４０１は、駆動シャフト２２２の回転軸を規定するカラー部材５０１を備え、カテーテルシース２０１に内挿された駆動シャフト２２２（光ファイバーケーブルを含む）は、当該カラー部材５０１を通って、光コネクタ５０３に接続される。

第２の外側ハウジング５０４は、第１の外側ハウジング４０１の一部を保持する。また、スキャナ／プルバック部１０２において発生した回転駆動力を駆動シャフト２２２に伝達する光コネクタ５０３を回動可能に保持する。

このように、本実施形態に係る光プローブ部１０１の駆動シャフトコネクタ２０２ｂは、第１及び第２の外側ハウジングによって覆われた内部領域が、第１の外側ハウジング及びカラー部材５０１により、２つの領域（カラー部材５０１より先端側において、各部材が第１または第２の外側ハウジング４０１、５０４に固定して保持されている領域と、カラー部材５０１より基端側において、各部材が第２の外側ハウジング５０４に回動可能に保持されている領域）に隔離されている。つまり、カラー部材５０１は駆動シャフト２２２の回転軸を規定する機能に加え、駆動シャフトコネクタ２０２ｂの内部領域を隔離する隔離部材として機能する。

＜６．カラー部材の構成及び機能＞
駆動シャフトコネクタ２０２ｂの基端において、第１の外側ハウジング４０１内に配されたカラー部材５０１の構成及び機能について説明する。図６Ａは、カラー部材５０１の外観構成を示す図である。

図６Ａに示すように、カラー部材５０１の先端側には、駆動シャフト２２２が挿通される挿通方向に対して略直交する端面６００が設けられている。端面６００は、中央位置に、駆動シャフト２２２が挿通される挿通孔６０１を有し、周縁部に、カテーテルシース２０１内を逆流してきた血液等の液体を外部に排出するための排出孔６０２を有する。つまり、端面６００は、カテーテルシース２０１の内側領域の終端（基端側末端）を形成している。

図６Ｂは、端面６００の平面図である。図６Ｂに示すように、端面６００の中心位置に配された挿通孔６０１の内径は、駆動シャフト２２２の外径と同程度に形成されているため、駆動シャフト２２２が挿通されると、挿通孔６０１には比較的小さい隙間が形成されることとなる。

一方、周縁部に複数配された排出孔６０２は、挿通孔６０１の隙間と比較して、所定値以上の大きな径を有している。このため、カテーテルシース２０１内を逆流してきた所定圧力の血液等の液体は、終端である端面６００において堰きとめられた際、径の大きい排出孔に向かうこととなる。

このように、挿通孔６０１の隙間の断面積に対して、所定値以上の断面積を有する排出孔６０２を設ける構成とすることで、カテーテルシース２０１内を所定圧力で逆流してきた血液等の液体を、挿通孔６０１側に向かわせることなく、排出孔６０２側に向かわせることが可能となる。この結果、挿通孔６０１を介して、光コネクタ５０３側に流入する血液等の液体の量を抑えることが可能となり、スキャナ／プルバック部１０２内部への浸入を防止することが可能となる。

＜７．イメージングコア全体の構成＞
次に、イメージングコア２２０の全体構成について説明する。図７は、イメージングコア２２０の全体構成を示す図である。図７に示すように、イメージングコア２２０の基端側には、駆動シャフトコネクタ２０２ｂがスキャナ／プルバック部１０２に取り付けられた際に、スキャナ／プルバック部１０２内の光アダプタと光学的に接続されるとともに、スキャナ／プルバック部１０２からの回転駆動力を駆動シャフト２２２に伝達するための光コネクタ５０３が設けられている。

光コネクタ５０３は、内部にＡＰＣ光コネクタ（不図示）が配置されたコネクタ固定部材７０２と、コネクタ固定部材７０２を駆動シャフトコネクタ２０２ｂの基端側内部において回転自在に固定するためのフランジ７０１とを備える。

なお、駆動シャフト２２２は、光コネクタ５０３内に配置されたＡＰＣ光コネクタと接合されているものとする。

＜８．駆動シャフトコネクタの基端側の排出機能＞
次に、駆動シャフトコネクタ２０２ｂの基端における、カテーテルシース２０１内を逆流してきた血液等の液体の排出機能について説明する。図８Ａは、従来の駆動シャフトコネクタ２０２ｂの基端の模式図であり、図８Ｂは、本実施形態における駆動シャフトコネクタ２０２ｂの基端の模式図である。

図８Ａ、図８Ｂに示すように、駆動シャフトコネクタ２０２ｂは、第１及び第２の外側ハウジングに覆われた内部領域が、カラー部材等により第１の領域８０１と第２の領域８０２とに隔離されている。第２の領域８０２は光コネクタ等が配され、第１及び第２の外側ハウジングに対して回動可能に保持されている領域である。一方、第１の領域８０１は、カテーテルシース側と接続されたカラー部材が、第１及び第２の外側ハウジングに対して固定して保持されている領域である。そして、第２の領域８０２内にある駆動シャフトは、カラー部材の挿通孔を介して第１の領域８０１とに挿通されている。

このため、図８Ａに示す、従来の駆動シャフトコネクタの基端構造の場合、カテーテルシース内を逆流してきた血液等の液体は、カラー部材の端面において堰きとめられ、唯一の流路である挿通孔を伝って第２の領域８０２へと流れることとなっていた。

これに対して、図８Ｂに示すように、本実施形態における駆動シャフトコネクタ２０２ｂの基端のように、端面に排出孔が設けられた構造の場合、カテーテルシース内を逆流してきた血液等の液体は、カラー部材の端面において堰きとめられた際、流れ抵抗の少ない排出孔を伝って第１の領域８０１側に流れていくこととなり、これにより挿通孔を伝って第２の領域８０２に流れていくことを防止することができる。

なお、第１の領域８０１に流れた液体は、第１及び第２の外側ハウジングに設けられた貫通穴を介して、外部に排出される。

このように、カテーテルシース内を逆流してきた血液等の液体の逆流方向に直交する端面において、逆流方向に沿って排出孔を設ける構成とすることで、当該液体を確実に排出することが可能となり、挿通孔を伝って第２の領域に流れる液体の量を抑えることが可能となる。

＜９．実施例＞
図９は、本実施形態における駆動シャフトコネクタ２０２ｂの基端において、カテーテルシース２０１内を逆流してきた血液等の液体を排出する様子を示した図である。

図９における矢印は、当該液体の排出経路を示している。図９に示すように、カテーテルシース２０１内を逆流してきた血液等の液体は、端面６００に到達すると、下側に位置する排出孔６０２を伝ってカラー部材５０１と第１の外側ハウジング４０１との間を通り、下側に位置する貫通穴４０２において、第１の外側ハウジング４０１より排出される。更に、第１の外側ハウジング４０１より排出された液体は、第２の外側ハウジング５０４に設けられた開口部より、外部に排出される（あるいは第２の外側ハウジング５０４内に溜められる）。

以上の説明から明らかなように、本実施形態における光プローブ部では、駆動シャフトコネクタの基端において、カテーテルシースの内側領域の終端において、駆動シャフトの挿通孔の隙間よりも大きい断面積を有する排出孔を設ける構成とした。

これにより、カテーテルシース内を逆流してきた血液等の液体が排出孔より外部に排出されることとなり、挿通孔を伝ってスキャナ／プルバック側に浸入することを防止することが可能となった。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、カラー部材５０１の端面６００に４つの排出孔を設ける構成としたが、本発明はこれに限定されず、排出孔は、４つより多くしても少なくしてもよい。ただし、光プローブ部１０１を載置した際の上下方向に関わらず、排出可能となるように、互いに対向する位置に２つ以上設けられることが望ましい。

また、上記第１の実施形態では、排出孔及び貫通穴の断面形状を円形状としたが、本発明はこれに限定されず、他の形状であってもよい。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

本願は、２０１０年３月１９日提出の日本国特許出願特願２０１０−０６４８７３を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (5)

1. カテーテルシースと、
   前記カテーテルシースに内挿され、光の送受信を行う送受信部を回転させるための駆動力を伝達するシャフトと、
   前記シャフトによって伝達される駆動力を発生する回転駆動部に、着脱可能に取り付けられる取付部と、を備えるプローブであって、
   前記取付部は、ハウジングと、前記ハウジングの内部を第１の領域と第２の領域とに隔離する隔離部材を備え、
   前記第１の領域は、その一部が前記ハウジングの内面の一部と前記隔離部材の一部とによって規定され、前記第２の領域は、その一部が前記ハウジングの前記内面の他の一部と前記隔離部材の他の一部とによって規定され、前記第２の領域には、前記回転駆動部が発生する駆動力を前記シャフトに伝達するための部材が回転可能に配置され、
   前記隔離部材は、
   前記シャフトが挿通された挿通孔と、
   前記カテーテルシースが接続された面と、
   前記カテーテルシースの内側の空間と前記第１の領域とを連通させる流路とを備えていることを特徴とするプローブ。
2. 前記面は、中心位置に前記挿通孔が配され、周縁部に前記流路が複数配されていることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
3. 前記流路の断面積は、前記シャフトが挿通された際の前記挿通孔の隙間の断面積に対して、所定値以上の大きさを有していることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
4. 前記流路は、更に、前記取付部の外側へと通じていることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプローブが取り付けられる前記回転駆動部を備え、該プローブにおいて送受信された光を用いて、体腔内の断面画像を生成することを特徴とする光画像診断装置。

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