JPH01259835A - 血管弾性率測定用ガイドワイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、動脈硬化度の指標となる血管弾性率を求める
に必要な諸けを血管内から血管の同一箇所で測定できる
血管弾性率測定装置に使用される血管弾性率測定用ガイ
ドワイヤに関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］動脈硬化
は加齢とともに若年より進行し、老年期に至って各種疾
患を引き起こすが、！ｌｌｌｌ化度に関する定量的診断
技術は未だ確立されておらず、早期に動脈硬化の進行の
程度を把握できる手法の開発が持たれており、動脈硬化
度を高精度に測定できる装置の開発は極めて重要である
。

動脈硬化度は血管の硬さ、すなわち血管弾性率によって
評価するのが最も的確な評価法とされており、これまで
に種々の血管弾性率が提案されている。生体下の非摘出
血管では、その計測法はいずれも拍動性血管内圧変化す
なわち脈圧に対Ｊる血管径の変化率を測定することが基
本となっており、動脈硬化度が進行すれば同一の脈圧で
も拍動性径変化は少なくなり、硬化性変化を知ることが
できる。種々ある血管弾性率の中でも、非摘出血管の動
脈硬化度を評価しえるものとしては、下記の血管弾性率
が頻用されている。ひとつは圧力弾性率Ｅｐであり、脈
圧をΔＰ１血管径をＤ、拍動性径変化をΔＰとすると、 Ｅｐ−ΔＰ／（ΔＤ／Ｄ　）　　・・・・・・（１）で
定義されている。圧力弾性率Ｅｐは血管壁の材質的硬さ
のみならず、壁の厚みにも存在する弾性率であり、血管
自体の材質的硬さは評価できない。

これを評価するには、さらに血管壁の厚みを測定しヤン
グ率を求める必要がある。ヤング率が分かれば動脈硬化
による硬化性変化が質的変化あるいは壁厚のいずれに起
因づるかを明らかにできる。

このような血管壁ヤング率を与える血管弾性率として従
来より増分弾性率が提案されており、増分壁ヤング率を
与える血管弾性率として従来より増分弾性率が提案され
ており、増分弾性率Ｅｉｎｃは壁厚をｈとして良好な精
麿で、Ｆｉｎｃ＝ＥＤ　・（１−σ２）／（２Ｈ／ＤＪ
・・・（２）なる近似式で求められる。ここでσはポア
ソン比で血管壁は０．５である。

従来より、圧力弾性率を求めることを目的として管径り
および拍動性径変化ΔＤを、超音波を用いて測定する方
法が報告されている。この方法は、体表より超音波を投
入し無侵襲に血管（￥と拍動性径変化を測定できる優れ
た方法であるが、弾性率を求めるために必要な脈圧情報
ΔＰはカフ式血圧計を用いて上腕にて測定される値を代
用するもので、動脈硬化度測定部位、例えば大動脈など
における脈圧とは異なるため、算出される硬化度は積置
的に低下せざるを得なかった。また、体表からの無侵襲
法では胸部の肺や腹部の腸管ガスが超Ｆ１波伝搬の障害
となり大動脈のような深部血管では測定可能な領域が著
しく制限された。さらに、使用できる超音波の周波数は
組織における減衰のために高くはできず、したがって分
解能が劣り、血管の内壁および外壁からの超音波エコー
を分解することにより血管壁の厚みを計測して、動脈硬
化度に関する、より高度な診断情報である（２）式の増
分弾性率を得るのは困難であった。

これに対し上記の問題点を解決するために、侵襲的では
あるが血管内から測定する試みが既に本発明者らにより
始めて報告されている。この報告には、血管内に挿入可
能な小型の超音波トランスデユーサが試作された。

この従来例は、血管壁にカテーテルを挿入し、このカテ
ーテルから振動子支持機構を屈曲した状態に突出させて
この振動子支持機構の先端に取付けた超音波振動子部を
血管壁に接触させ、超音波により測定するものである。

上記従来例は、下記に述べるように測定精度、雑音対策
、安定性等の面から実用的なものとは成りえなかった。

すなわち、 １）　血圧測定を無侵襲法同様他の手段で行わざるを得
す、前記の理由により測定精度は信頼性に欠けるもので
あった。

２）　また血圧を血管内で測定しようとすれば、超音波
ならびに血圧の両トランスデユーサを血管内に挿入する
ために２箇所の血管を切開する必要があり、臨床検査法
として普及しえないばかりか、超音波トランスデユーサ
と血圧トランスデユーサの位置合わせが困難であり、や
はり測定精度は低下せざるを得なかった。

３）　超音波は振動子の前方のみならず後方にも放射さ
れ、後方からの不要な反射エコーが測定づべき信号の雑
音となり、しばしば測定不能になることが避けられなか
った。

４）　撮動子は支持機構の先端に取り付けてあったので
、血管壁への＠動子の支持状態が不安定で操作者が常時
調整しながら測定しなければならず、しかも血管の湾曲
部位では振動子が壁に密着せず測定不能となった。

このように血管内法でも上記従来例によるものでは、実
用的計測に耐え得るものでなく、改善が望まれる状況に
あった。

そこで、本出願人が先に提出した特願昭６２−１５５１
７３号明細書では、上記欠点を解消して血管内法により
血圧測定及び血管弾性率の詐出を精度良く求めることが
できる血管内超音波トランスデユーサを用いた動脈硬化
度診断装置が提案されている。しかし、上記の血管内超
音波トランスデユーサは、該血管内超音波トランスデユ
ーサを構成するガイドワイヤとカテーテルの硬さの差に
より、血管内超音波トランスデユーサを血管内に挿入す
る際、ガイドワイヤに座屈を生じることが考えられ、こ
の座屈が生じると挿入性が損われる虞がある。

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、血管内へ挿
入する際、座屈等を生じることなく挿入でき血管内への
挿入性を良くした血管弾性率測定用ガイドワイヤを提供
することを目的としている。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明による血
管弾性率側定用ガイドワイヤは、管径検出手段を先端側
に固定し、該管径検出手段が固定された先端側が、少な
くとも血管内に挿入されたとき、血管内壁に密着する湾
曲形状となる超弾性合金で構成されているので、管径検
出手段を湾曲形状部分近傍で座屈等を生じることなく血
管内壁に密着するようにして挿入され、前記血管弾性率
測定用ガイドワイヤがガイドとなって圧力測定カテーテ
ル等を導く。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は血管弾性率測定用ガイドワイヤを示す断面図、第２
図は圧電針８１部の構造を示づ説明図、第３図は血管弾
性率算出装置の構成を示すブロック図、第４図は血管弾
性率測定装置の構成を示す全体図、第５図は血管弾性率
測定用ガイドワイヤを血管内に挿入したときの状態図、
第６図は第５図の状態で血管弾性率測定用ガイドワイヤ
が圧力計測カテーテル内に挿通されたときの状態図であ
る。

第４図に示すように血管弾性率測定装置１は、圧力計測
カテーテル２と、血管弾性率測定用ガイドワイヤ３及び
血管弾性率篩用装置４がら構成されている。

前記圧力計測カテーテル２は、先端に近接した側部に受
圧部６を有し、可撓性を有する細長管７と、この細長管
７の後端に設けられた歪みゲージ圧力計８と、この歪み
ゲージ圧力計８の後端から延設されたコード９と、この
コード９の端部に設けられたコネクタ１１とで構成され
、このコネクタ１１は血管弾性率鐸出装Ｍ４に接続され
るようになっている。また、前記圧力計測カテーテル２
内のチャンネル内には、前記血管弾性率測定用ガイドワ
イヤ３が、該血管弾性率測定用ガイドワイヤ３の手元側
から挿入されるようになっている。

前記血管弾性率測定用ガイドワイヤ３は、第１図に示す
ようにニッケルーチタン系合金等の超弾性合金からなる
先端側に細径の湾曲部１２が形成された断面が円形成い
は楕円形の芯材１３からなり、該芯材１３の前記湾曲？
！１２が血管内壁と密着する部分には管径検出手段とし
ての圧電計測部１４が固定されている。また、前記芯材
１３は、湾曲部１２が形成された細径の先端側前がいは
、先端側よりも大径に成型されており、先端側近傍に沿
って徐々に径が細くなっている。また、前記圧電計測部
１４から延出された駆動及び計測用の信号線１６が前記
芯材１３の回りにまかれて、芯材１３の後端に連設され
たコネクタ１７に接続されており、このコネクタ１７は
血管弾性率算出装置４に接続されるようになっている。

さらに、圧電計測部１４及び信号線１６が取付けられた
芯材１３には、シリコンゴムまたはポリウレタンＭＩ４
ｔ。

等よりなる被Ｉｇ１１８がコーティングされている。

前記圧電計測部１４は、第２図に示すようにジルコン酸
チタンＷｉ鉛等の圧電材料を用いてほぼ板状に成形した
超音波振動子２１と、この超音波振動子２１の（超音波
を送受波する）前面に形成され、超音波を効率良く送受
信す°るために設けられた音響整合ｗ！Ｊ２２と、この
超音波振動子２１の背面に設けられ、超音波パルスを前
記音響整合層２２が設けられた送受信面２３でのみ発射
し、及びエコー波を受信し、背面側からの不要となる反
射波の混入を避けるための背面超音波抑制部材（例えば
発泡スチロール等の発泡成型プラスチック）２４と、超
音波振動子２１の前面及び背面の電極模（図示路）にそ
れぞれ導通させた２本の信号線１６．２６と、これら信
号線１６．２６の先端側を覆い、前記芯材１３の湾曲部
１２に樹脂固定するエポキシ樹脂等によるモールド部材
２７とからなる。上記超音波振動子２１の背面側の信号
線２６は芯材１３に導電性接着剤等で取付け、導通させ
である。

第３図に示すように、受圧部６の出力はコネクタ１１を
介して歪増幅器２８に入力され、受圧部６から出力され
る血圧信号を増幅した後、Ａ／Ｄコンバータ２９によっ
てディジタル信号に変換する。このＡ／Ｄ変換信号は、
脈圧口出部３１に入力され、脈圧ΔＰが口出される。

一方、圧電計測部１４の出力は、コネクタ１７を介して
ピロクロス追従型超音波微小変位計３２及び高速Ａ／Ｄ
コンバータ３３に入力され、この高速Δ／Ｄコンバータ
３３の出力はさらに壁厚口出部３４に入力されている。

この壁厚算出部３４は、ＲＦエコー信号のディジタル信
号を高速フーリエ変換し、得られたパワースペクトル上
の波打ち周期を検出して壁厚りを口出する。

また（ゼロクロス追従型）超音波微小変位計３２の出力
信号はローパスフィルタ（ＬＰＦと略記）３６及びバイ
パスフィルタ（１−Ｉ　Ｐ　Ｆと略記）３７をそれぞれ
通した後、Ａ／Ｄコンバータ２９を杼て血管弾性率算出
部３８及び管径変化算出部３つに入力され、それぞれ管
径り及び管径変化ΔＤが口出される。

前記脈圧算出部３１、管径変化口出部３９、壁厚算出部
３４の出力情報、つまり脈圧ΔＰ、管径Ｄ１管径変化Δ
Ｐ１壁厚りは血管弾性率口出部３８に入力され、動脈硬
化度に密接に関連する血管弾性率Ｅｐ及び増分弾性率Ｅ
ｉｎｃが口出される。

尚、上記各算出部は、マイクロプロセッサで構成されて
いる。

以上のように構成された血管弾性率測定装置１の血管弾
性率測定用ガイドワイヤ３は、第５図に示す用に、血管
弾性率測定用ガイドワイＡ７３の先端部に湾曲部１２を
有しているので、圧電計測部１４を血管４１内に密着す
るようにして挿入される。また、この血管弾性率測定用
ガイドワイ〜１３をガイドとして圧力計測カテーテル２
が、該圧力計測カテーテル２内に前記血管弾性率測定用
ガイドワイヤ３を挿通させて、血管４１内に挿入され、
血管弾性率を算出するために必要な諸りを計測する。

以上説明したように本実施例によれば、血管弾性率測定
用ガイドワイヤ３の芯材１３が超弾性合金からできてい
るため、血管４１内への挿入性が良く且つこの血管弾性
率測定用ガイドワイヤ３をガイドとして圧力計測カテー
テル２を血管内に挿入させることができる。

第７図及び第８図は本発明の第２実施例に係り、第７図
は血管弾性率測定用ガイドワイヤの断面図、第８図（ａ
）は第７図のＡ−Ａ−断面図、第８図（ｂ）は第７図の
Ｂ−８−断面図である。

第７図に示す用に本実施例の血管弾性率測定用ガイドワ
イヤ４２は、第１実施例の芯材１３を第８図（ａ）、（
ｂ）に示すように断面が角型に成型された芯材４３にし
たので、捩じりの発生を極力抑えることができる。また
、その他の構成１作用及び効果は第１実施例と同じであ
る。

第９図ないし第１２図は本発明の第３実施例に係り、第
９図は血管弾性率測定用ガイドワイヤの断面図、第１０
図は血管弾性率測定用ガイドワイヤを大腿部動脈に挿入
したときの外観図、第１１図は血管弾性率測定用ガイド
ワイヤを大腿部動脈に挿入したときの断面図、第１２図
は第１１図の状態で圧力カテーテルを挿入したときの状
態図である。

第９図に示す血管弾性率測定用ガイドワイＸ１４４には
、超弾性を示す形状配憶合金からなる芯材４５が使用さ
れており、変態点を０℃から１０℃に設定し、変態点よ
りも低い温度ででは直線状の形状をしている血管弾性率
測定用ガイドワイヤが変態点を越えると、圧電計測部１
４を有する先端部分が湾曲形状を形成するようになって
いる。したがって、予め冷却等をして変態点よりも低い
温度にしておいた血管弾性率測定用ガイドワイヤ４４を
例えば第１０図に示すように、大腿動脈血管４６を切開
により露出させ、切開部４７より挿入すると、第１１に
示す用に大腿動脈血管４６内では、体温により血管弾性
率測定用ガイドワイヤ４４の芯材４５の温度が変体点よ
りも上がるので、先端が湾曲形状に変形し、圧電計測部
１４が大腿動脈血管４６内壁に密着される。そして、第
１２図（ａ）に示すように前記血管弾性率測定用ガイド
ワイヤ４４をガイドとして圧力計測カテーテル２を大腿
動脈血ｆ１４６内に挿通させ、第１２図（ｂ）に示すよ
うに湾曲形状の基部に位置させて血管弾性率の口出に必
要な諸量を計測する。また、その他の構成及び作用は第
１実施例と同じである。

本実施例では、挿入時、血管弾性率測定用ガイドワイヤ
４４が直線上に形成されているので、挿入性をさらに良
くすることができ、その他の効果は第１実施例と同じで
ある。

また、本実施例では芯材４５の変態点を０℃から１０℃
に設定しているが、体温よりも低い温度であれば構わな
い。

尚、本発明の内管弾性率測定用ガイドワイヤは内視鏡な
いチ１１ンネルに挿通させて使用してもよい。また、圧
電計測部は曲管弾性率測定用ガイドワイヤの先端に備え
るようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の血管弾性率測定用ガイド
ワイヤによれば、芯材に超弾性合金が使用されているの
で、血管弾性率測定用ガイドワイヤは可撓性有しており
、血管内壁に沿って座屈を生じることなく挿入されるた
め挿入性が良い。また、この血管弾性率測定用ガイドワ
イ曳７をガイドとして圧力８１測カテーデルを挿入でき
るので、圧力計測カテーテルの挿入性も向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は曲管弾性率測定用ガイドワイヤを示す断面図、第２
図は圧電計測部の構造を示す説明図、第３図は血管弾性
率算出装置の構成を示すブロック図、第４図は血管弾性
率測定装置の硬性を示す全体図、第５図は血管弾性率測
定用ガイドワイヤを血管内に挿入したときの状態図、第
６図は第５図の状態の血管弾性率測定用ガイドワイヤに
圧力計測カテーテルが挿通されたときの状態図、第７図
は本発明の第２実施例に係る血管弾性率測定用ガイドワ
イヤの断面図、第８図（ａ）は第７図のＡ−Ａ−断面図
、第８図（ｂ）は第７図のＢ−８’断面図、第９図ない
し第１２図は本発明の第３実施例に係り、第９図は血管
弾性率測定用ガイドワイヤの断面図、第１０図は血管弾
性率測定用ガイドワイヤを大腿部動脈に挿入したときの
外観図、第１１図は血管弾性率測定用ガイドワイヤを大
腿部動脈に挿入したときの断面図、第１２図は第１１図
の状態で圧力カテーテルを挿入したときの状態図である
。 ３・・・血管弾性率測定用ガイドワイヤ１２・・・湾曲
部　　　１３・・・芯材１４・・・圧電計測部 第３！２Ｉ 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中空管路を有するカテーテル等の管路内に挿入され、管
   径検出手段を先端側に固定し、該管径検出手段が固定さ
   れた先端側が、少なくとも血管内に挿入されたとき、血
   管内壁に密着する湾曲形状となる超弾性合金からなる血
   管弾性率測定用ガイドワイヤ。