JP2015020035A - Treatment method for treating foreign material in organism with treatment tool - Google Patents

Treatment method for treating foreign material in organism with treatment tool Download PDF

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JP2015020035A JP2013153077A JP2013153077A JP2015020035A JP 2015020035 A JP2015020035 A JP 2015020035A JP 2013153077 A JP2013153077 A JP 2013153077A JP 2013153077 A JP2013153077 A JP 2013153077A JP 2015020035 A JP2015020035 A JP 2015020035A
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大矢 茂正
Shigemasa Oya
茂正 大矢
西尾 則廣
Norihiro Nishio
則廣 西尾
鈴木 貴博
Takahiro Suzuki
貴博 鈴木
和敬 神津
Kazutaka Kozu
和敬 神津
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of quickly and highly accurately measuring the change in pressure generated due to contact between an electrode 41 and foreign material in an organism when treating the foreign material in the organism by inserting a treatment tool such as a catheter having the electrode 41 (detection/treatment means) 41 on the tip into the organism.SOLUTION: A pressure vibration body 1 including a piezoelectric vibrator 10 and a contact piece which has a swollen part 21 brought into contact with the piezoelectric vibrator 10 on one surface and a measurement object contact surface 22 on the surface opposite to the swollen part 21, the swollen part 21 being formed of an organic polymeric elastic material having a physical property indicating the change in a contact area between the swollen part and the piezoelectric vibrator when pressure is applied to the measurement object contact surface 22, is placed so that the measurement object contact surface 22 is brought into contact with an electrode (detection/treatment means) 41. The change in pressure generated due to contact between the electrode 41 and the foreign material is calculated from the change in impedance of the piezoelectric vibrator 10 of the pressure vibration body 1.

Description

本発明は、生体内の異物を治療具にて処置する治療方法に関し、さらに詳しくは、その治療方法の実施に際して、治療具の処置手段と異物との接触により発生する圧力を測定する方法に関する。本発明はまた、その方法の実施に有利に用いることができる圧力振動体及び治療具に関する。   The present invention relates to a treatment method for treating a foreign substance in a living body with a treatment tool, and more particularly to a method for measuring a pressure generated by contact between a treatment means of a treatment tool and a foreign substance when the treatment method is performed. The present invention also relates to a pressure vibrator and a therapeutic device that can be advantageously used in the implementation of the method.

頻脈性不整脈の治療方法として、可撓性チューブ、可撓性チューブの先端に備えられた先端に電極(検出/処置手段)を備えたカテーテルを用いる方法(アブレーション治療法)が知られている。アブレーション治療法は、具体的には、次のようにして行われる。カテーテルを患者の血管内を通して、先端の電極を心臓まで挿入する。次いで、電極を心臓の内壁に接触させて心電図を計測して、異常部位を検出する。そして、異常部位の心筋に電極を接触させた状態で、その電極から高周波(RF波)電流を発生させて、異常部位に高周波電流を照射して異常部位を焼灼する。このアブレーション治療法では心筋の正常部位を焼灼しないようにすることが必要である。そこで、可撓性チューブ内にて電極に接触し、その電極と異物との接触により発生する圧力変化を測定するための圧力測定手段をカテーテルに取り付けて、その圧力測定手段により電極と異常部位との接触により発生する圧力を測定して、電極と異常部位との接触状態を確認しながら異常部位に高周波電流を照射する、あるいはその圧力から焼灼体積、即ち異常部位の体積を算出して、異常部位に照射する高周波電流の量を最適化することが検討されている。   As a method for treating tachyarrhythmia, there is known a method using a flexible tube and a catheter provided with an electrode (detection / treatment means) at the distal end of the flexible tube (ablation therapy). . Specifically, the ablation treatment is performed as follows. The catheter is passed through the patient's blood vessel and the tip electrode is inserted into the heart. Next, an electrode is brought into contact with the inner wall of the heart, and an electrocardiogram is measured to detect an abnormal site. Then, with the electrode in contact with the myocardium at the abnormal site, a high frequency (RF wave) current is generated from the electrode, and the high frequency current is irradiated to the abnormal site to cauterize the abnormal site. In this ablation treatment, it is necessary not to cauterize the normal part of the myocardium. Therefore, a pressure measuring means for measuring the pressure change caused by the contact between the electrode and the foreign substance in the flexible tube is attached to the catheter, and the electrode and the abnormal site are detected by the pressure measuring means. Measure the pressure generated by the contact of the electrode, irradiate the abnormal part with high frequency current while confirming the contact state between the electrode and the abnormal part, or calculate the ablation volume from the pressure, that is, the volume of the abnormal part. It has been studied to optimize the amount of high-frequency current applied to the site.

特許文献1には、生体内に挿入するための可撓性挿入チューブ、遠位先端部(電極を備えた先端部)、遠位先端部を可撓性挿入チューブに連結する弾性部材、そして位置センサーを備える圧力測定手段付きカテーテルを用いて、遠位先端部と組織との係合により発生する圧力を測定することが記載されている。この文献によると、上記圧力測定手段付きカテーテルは、弾性部材は遠位先端部が生体内の組織と接触したときに遠位先端部に加わる圧力に応じて変形し、位置センサーが可撓性挿入チューブの遠位端に対する遠位先端部の位置を検出することによって圧力を測定できるとされている。この文献には、可撓性挿入チューブの遠位端に対する遠位先端部の位置を検出する方法として、遠位先端部に磁場発生器を配置し、可撓性挿入チューブの遠位端に、磁場に反応して遠位先端部の位置を示す信号を生成する位置センサーを配置する方法が記載されている。   Patent Document 1 discloses a flexible insertion tube for insertion into a living body, a distal tip (tip provided with an electrode), an elastic member that connects the distal tip to the flexible insertion tube, and a position. The use of a catheter with pressure measuring means with a sensor is described for measuring the pressure generated by the engagement of the distal tip with tissue. According to this document, in the catheter with pressure measuring means, the elastic member is deformed according to the pressure applied to the distal tip when the distal tip comes into contact with the tissue in the living body, and the position sensor is inserted flexibly. It is said that pressure can be measured by detecting the position of the distal tip relative to the distal end of the tube. In this document, as a method of detecting the position of the distal tip with respect to the distal end of the flexible insertion tube, a magnetic field generator is arranged at the distal tip, and at the distal end of the flexible insertion tube, A method of positioning a position sensor that generates a signal indicative of the position of the distal tip in response to a magnetic field is described.

特許文献2には、遠位先端部が異物との接触により発生する圧力を測定し、その圧力に基づいて焼灼体積を算出することが記載されている。なお、この文献に記載されている圧力センサー付きカテーテルは、上記特許文献1に記載の測定手段付きカテーテルと同様に位置センサーが可撓性挿入チューブの遠位端に対する遠位先端部の位置を検出することによって圧力を測定する構成のものである。   Patent Document 2 describes that a pressure generated by contact of a distal tip with a foreign object is measured, and an ablation volume is calculated based on the pressure. Note that, in the catheter with the pressure sensor described in this document, the position sensor detects the position of the distal tip with respect to the distal end of the flexible insertion tube in the same manner as the catheter with the measuring means described in Patent Document 1. Thus, the pressure is measured.

一方、特許文献3には、圧力容器内に設けられた圧電振動子のインピーダンス(交流抵抗値)からその容器内の気体の圧力を計測する気体圧力計が記載されている。この文献によると、圧力容器内に置かれ屈曲振動する圧電振動子のインピーダンスは圧力に応じて変化するため、圧電振動子のインピーダンスを測定することによって、圧力容器内の気体の圧力の変化を検知することができるとされている。但し、この文献には、固体の物体と圧電振動子との接触によって発生する圧力の測定方法についての記載はない。   On the other hand, Patent Literature 3 describes a gas pressure gauge that measures the pressure of a gas in a container from the impedance (AC resistance value) of a piezoelectric vibrator provided in the pressure container. According to this document, since the impedance of a piezoelectric vibrator that is placed in a pressure vessel and vibrates flexibly changes according to the pressure, a change in the pressure of the gas in the pressure vessel is detected by measuring the impedance of the piezoelectric vibrator. It is supposed to be possible. However, this document does not describe a method for measuring pressure generated by contact between a solid object and a piezoelectric vibrator.

特開2009−90114号公報JP 2009-90114 A 特開2011−134061号公報JP 2011-134061 A 特開昭60−201225号公報JP-A-60-201225

特許文献1及び2に記載の圧力センサー付きカテーテルでは、遠位先端部が臓器内部に接触していない状態でも、湾曲した血管内にそって遠位先端部が曲がった状態でも、可撓性挿入チューブの遠位端に対する遠位先端部の位置が変化して、その位置の変化量が圧力として検出される。このため、遠位先端部が曲がった状態で臓器内部に接触した場合には、遠位先端部と臓器内部に接触することによって発生する圧力の変化を測定するのが難しい。   In the catheter with the pressure sensor described in Patent Documents 1 and 2, even when the distal tip is not in contact with the inside of the organ, or when the distal tip is bent along the curved blood vessel, the flexible insertion is possible. The position of the distal tip with respect to the distal end of the tube changes, and the amount of change in the position is detected as pressure. For this reason, when the distal tip is bent and contacts the inside of the organ, it is difficult to measure a change in pressure generated by contacting the distal tip and the inside of the organ.

従って、本発明の目的は、圧力の変化を速い応答速度で検出することができ、また圧力の対象物体に応じて、測定可能な圧力のダイナミックレンジを容易に調整できる圧力の測定方法を開発して、カテーテルのような治療具を生体に挿入して、臓器内の異物を処置する際に、電極などの処置手段と異物との接触により発生する圧力を迅速にかつ高い精度で測定できる方法と、その方法の実施に有利に使用できる装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to develop a pressure measuring method that can detect a change in pressure with a fast response speed and can easily adjust the dynamic range of the measurable pressure according to the target object of the pressure. A method of measuring a pressure generated by contact between a treatment means such as an electrode and a foreign substance quickly and with high accuracy when a treatment tool such as a catheter is inserted into a living body to treat the foreign substance in an organ. An object of the present invention is to provide an apparatus that can be advantageously used for carrying out the method.

本発明者は、盤状の圧電体と該圧電体の両側表面のそれぞれに備えられた電極とからなる圧電振動子、そして一方の表面に膨出部を備え、該膨出部が該圧電振動子の一方の電極の表面に接触した状態で配置されている盤状の接触子を含む圧力振動体、但し該圧力振動体の接触子の膨出部は、その接触子の膨出部が備えられた表面とは反対側の表面(以下、測定対象物接触面とも云う)が、圧力変化を起こす物体の表面と接触状態に置かれた場合に、該物体の圧力の変化に応じて、接触子の膨出部と圧電振動子との接触面積が変化を示す物性を持つ有機高分子弾性材料から形成されている、を作成した。そして、この圧力振動体を人間の体表面に、圧力振動体の接触子の測定対象物接触面が接触した状態で配置して、圧力振動体の圧電振動子に、圧電振動子に固有の共振周波数に相当する周波数の交流電圧を印加することにより、圧電振動子を振動状態とし、その振動状態にある圧電振動子から電流を取り出して、電流の電流値の変化と圧電振動子に印加した交流電圧の電圧値とから圧電振動子のインピーダンスの変化を算出した。その結果、圧力振動体の測定対象物接触面に付与された人間の呼吸による圧力の変動が、速い応答速度で、圧電振動子のインピーダンスの変動として現れることを見出した。また、本発明者は、上記圧力振動体の接触子の材料や形状などの構成によって、接触子に付与された圧力の変化に対する圧電振動子のインピーダンスの変動量が変わることを見出した。そして、本発明者は、上記の圧力振動体の接触子を、接触子の測定対象物接触面が検出/処置手段処置の表面に接触するように配置し、検出/処置手段と異物との接触により発生した圧力の変化が、接触子の検出/処置手段と接触する測定対象物接触面に付与されるようにして、圧力振動体の接触子の膨出部を、その測定対象物接触面に付与される圧力変化に応じて接触子の膨出部と圧電振動子との接触面積が変化を示す物性を持つ有機高分子弾性材料から形成することによって、その圧力振動体を治療具の圧力測定手段に利用できると考えて、本発明に到達した。   The inventor has a piezoelectric vibrator comprising a plate-like piezoelectric body and electrodes provided on both sides of the piezoelectric body, and a bulging portion on one surface, the bulging portion being the piezoelectric vibration. Pressure vibrating body including a disk-shaped contact element arranged in contact with the surface of one electrode of the child, provided that the bulging part of the contact of the pressure vibrating body is provided with the bulging part of the contactor When the surface on the opposite side of the measured surface (hereinafter also referred to as the measurement object contact surface) is placed in contact with the surface of the object that causes a pressure change, the contact is made according to the change in the pressure of the object. It was made of an organic polymer elastic material having a physical property in which the contact area between the bulge portion of the child and the piezoelectric vibrator changes. Then, this pressure vibrator is placed on the surface of the human body with the contact surface of the object to be measured in contact with the contact of the pressure vibrator, so that the piezoelectric vibrator of the pressure vibrator has a resonance inherent to the piezoelectric vibrator. By applying an alternating voltage with a frequency corresponding to the frequency, the piezoelectric vibrator is brought into a vibration state, a current is taken out from the piezoelectric vibrator in the vibration state, and the change in the current value of the current and the alternating current applied to the piezoelectric vibrator The change in impedance of the piezoelectric vibrator was calculated from the voltage value of the voltage. As a result, it has been found that the pressure fluctuation due to human respiration applied to the measurement object contact surface of the pressure vibrator appears as the impedance fluctuation of the piezoelectric vibrator at a fast response speed. Further, the present inventor has found that the amount of fluctuation of the impedance of the piezoelectric vibrator with respect to the change of the pressure applied to the contact varies depending on the configuration of the material and shape of the contact of the pressure vibrator. Then, the present inventor arranges the contact of the above-described pressure vibration body so that the contact surface of the contact of the object to be measured contacts the surface of the detection / treatment means treatment, and the contact between the detection / treatment means and the foreign matter Is applied to the contact surface of the measurement object in contact with the contact detection / treatment means, and the bulging portion of the contact member of the pressure vibrating body is placed on the measurement object contact surface. By measuring the pressure vibration body of the treatment tool by forming it from an organic polymer elastic material with the physical property that the contact area between the bulge part of the contact and the piezoelectric vibrator changes according to the applied pressure change. The present invention has been reached because it can be used as a means.

従って、本発明は、可撓性チューブ、可撓性チューブの先端に備えられた、生体内に生成した物理的もしくは化学的な異物を検出し、該異物に接触した状態で異物を処置する検出/処置手段、そして該可撓性チューブ内にて該検出/処置手段に接触し、該検出/処置手段と異物との接触により発生する圧力変化を測定するための圧力測定手段を含む治療具を用意し、該治療具の先端を生体内に挿入し、検出/処置手段により生体内の異物を検出し、次いで、圧力測定手段により検出/処置手段と異物との接触により発生する圧力変化を測定した後、処置手段により該異物を処置する治療方法であって、
圧力測定手段が、盤状の圧電体と該圧電体の両側表面のそれぞれに備えられた電極とからなる圧電振動子、そして一方の表面に膨出部を備え、該膨出部が該圧電振動子の一方の電極の表面に接触した状態で、該膨出部が備えられた表面とは反対側の表面が検出/処置手段処置の表面に接触した状態で配置されている盤状の接触子を含む圧力振動体であって、該圧力振動体の接触子の膨出部は、検出/処置手段と異物との接触により発生して、接触子の該検出/処置手段と接触する表面に付与される圧力変化に応じて接触子の膨出部と圧電振動子との接触面積が変化を示す物性を持つ有機高分子弾性材料から形成されている圧力振動体を含み、
検出/処置手段と異物との接触により発生する圧力変化の測定を下記の工程を含む操作により行なう方法。
圧力振動体の圧電振動子に、該圧電振動子に固有の共振周波数に相当する周波数の交流電圧を印加することにより、圧電振動子を振動状態とする工程;振動状態にある圧電振動子から電流を取り出す工程;上記接触子の該検出/処置手段と接触する表面に付与される圧力変化に応じて発生する該電流の電流値の変化と圧電振動子に印加した交流電圧の電圧値とから圧電振動子のインピーダンスの変化を算出する工程;及び該インピーダンスの変化を圧力の変化に換算する工程。
Therefore, the present invention detects the physical or chemical foreign matter generated in the living body provided at the distal end of the flexible tube and the flexible tube, and detects the foreign matter in a state in contact with the foreign matter. A treatment instrument comprising: a pressure measuring means for measuring a pressure change caused by contact between the detection / treatment means and a foreign object in contact with the detection / treatment means in the flexible tube Prepare and insert the tip of the treatment device into the living body, detect foreign matter in the living body by the detection / treatment means, and then measure the pressure change caused by the contact between the detection / treatment means and the foreign matter by the pressure measurement means Then, a treatment method for treating the foreign substance by a treatment means,
The pressure measuring means includes a piezoelectric vibrator composed of a plate-like piezoelectric body and electrodes provided on both surfaces of the piezoelectric body, and a bulging portion on one surface, the bulging portion being the piezoelectric vibration. A disk-shaped contact element arranged in a state in which the surface opposite to the surface provided with the bulging portion is in contact with the surface of the detection / treatment means treatment while being in contact with the surface of one electrode of the child The bulging portion of the contact of the pressure vibrating body is generated by contact between the detection / treatment means and a foreign object, and is applied to the surface of the contact that contacts the detection / treatment means. Including a pressure vibrating body formed of an organic polymer elastic material having a physical property in which the contact area between the bulge portion of the contact and the piezoelectric vibrator changes in accordance with a change in pressure,
A method of measuring a pressure change generated by contact between a detection / treatment means and a foreign substance by an operation including the following steps.
Applying an alternating voltage having a frequency corresponding to the resonance frequency inherent to the piezoelectric vibrator to the piezoelectric vibrator of the pressure vibrator to bring the piezoelectric vibrator into a vibration state; a current from the piezoelectric vibrator in the vibration state From the change of the current value of the current generated according to the pressure change applied to the surface of the contactor in contact with the detection / treatment means and the voltage value of the AC voltage applied to the piezoelectric vibrator. Calculating a change in impedance of the vibrator; and converting the change in impedance into a change in pressure.

上記本発明の治療方法の好ましい態様は次の通りである。
(1)圧力測定手段による検出/処置手段と異物との接触により発生する圧力変化の測定を、処置手段による該異物の処置が終了するまで継続する。
(2)圧力測定手段によって検出/処置手段と異物との接触により発生する圧力変化から、異物の体積を算出する工程を含む。
(3)異物が心筋内に形成された異常部位である。
(4)検出手段と処置手段とが同一の電極から構成されている。
(5)上記圧電体が円盤状である。
(6)上記接触子が一方の表面に膨出部が形成された円盤状である。
(7)上記接触子の直径と厚さの比が、1:1〜1:1/5の範囲にある。但し、接触子の厚さは膨出部の先端から膨出部が備えられた表面とは反対側の表面までの厚さを意味する。
(8)上記接触子の膨出部が半球状である
(9)上記接触子の全体が有機高分子弾性材料から形成されている。
Preferred embodiments of the treatment method of the present invention are as follows.
(1) The measurement of the pressure change caused by the contact between the detection / treatment means and the foreign substance by the pressure measurement means is continued until the treatment of the foreign substance by the treatment means is completed.
(2) A step of calculating the volume of the foreign matter from the pressure change generated by the contact between the detection / treatment means and the foreign matter by the pressure measuring means.
(3) An abnormal site where a foreign object is formed in the myocardium.
(4) The detection means and the treatment means are composed of the same electrode.
(5) The piezoelectric body has a disk shape.
(6) The contact has a disk shape in which a bulge is formed on one surface.
(7) The contactor has a diameter to thickness ratio in the range of 1: 1 to 1: 1/5. However, the thickness of a contact means the thickness from the front-end | tip of a bulging part to the surface on the opposite side to the surface provided with the bulging part.
(8) The bulging part of the contactor is hemispherical. (9) The entire contactor is made of an organic polymer elastic material.

本発明はまた、可撓性チューブ、可撓性チューブの先端に備えられた、生体内に生成した物理的もしくは化学的な異物を検出し、該異物に接触した状態で異物を処置する検出/処置手段、盤状の圧電体と該圧電体の両側表面のそれぞれに備えられた電極とからなる圧電振動子、そして一方の表面に膨出部を備え、該膨出部が該圧電振動子の一方の電極の表面に接触した状態で、該膨出部が備えられた表面とは反対側の表面が検出/処置手段処置の表面に接触した状態で配置されている盤状の接触子を含む圧力振動体、但し該圧力振動体の接触子の膨出部は、検出/処置手段と異物との接触により発生して、接触子の該検出/処置手段と接触する表面に付与される圧力変化に応じて接触子の膨出部と圧電振動子との接触面積が変化を示す物性を持つ有機高分子弾性材料から形成されている、圧力振動体の圧電振動子に、該圧電振動子に固有の共振周波数に相当する周波数の交流電圧を印加することにより、圧電振動子を振動状態とする手段;振動状態にある圧電振動子から電流を取り出す手段;該電流の電流値の変化と圧電振動子に印加した交流電圧の電圧値とから圧電振動子のインピーダンスの変化を算出する手段;及び該インピーダンスの変化を圧力の変化に換算する手段を含む治療具にもある。   The present invention also provides a flexible tube, a physical / chemical foreign matter generated in the living body provided at the tip of the flexible tube, and a detection / treatment for treating the foreign matter in contact with the foreign matter. Treatment means, a piezoelectric vibrator comprising a plate-like piezoelectric body and electrodes provided on both sides of the piezoelectric body, and a bulging portion on one surface, the bulging portion of the piezoelectric vibrator It includes a disk-like contactor disposed in contact with the surface of one of the electrodes and in a state where the surface opposite to the surface provided with the bulging portion is in contact with the surface of the detection / treatment means treatment The pressure vibrating body, but the bulging portion of the contact of the pressure vibrating body is generated by the contact between the detection / treatment means and a foreign object, and the pressure change applied to the surface of the contact that contacts the detection / treatment means Depending on the physical properties, the contact area between the bulge of the contact and the piezoelectric vibrator changes. By applying an alternating voltage having a frequency corresponding to the resonance frequency inherent to the piezoelectric vibrator to the piezoelectric vibrator of the pressure vibrator made of an organic polymer elastic material, the piezoelectric vibrator is brought into a vibration state. Means for extracting a current from a piezoelectric vibrator in a vibrating state; means for calculating a change in impedance of the piezoelectric vibrator from a change in current value of the current and a voltage value of an alternating voltage applied to the piezoelectric vibrator; and There is also a treatment device including means for converting the change in impedance into a change in pressure.

本発明の治療方法を利用することによって、カテーテルのような治療具の検出/処置手段処置と生体の異物との接触により発生する圧力変化を迅速にかつ高い精度で測定できる。治療具の検出/処置手段と異物との接触により発生する圧力変化を迅速かつ高い精度で測定することによって、検出/処置手段と異物とが接触状態にあるか否かを迅速かつ正確に判断することができ、あるいは異物に照射する高周波電流の量を精度よく最適化することができる。また、本発明の治療具を利用することによって、上記本発明の治療方法を有利に実施することができる。   By using the treatment method of the present invention, it is possible to quickly and accurately measure a pressure change generated by contact between a treatment / treatment means treatment of a treatment tool such as a catheter and a foreign body. By quickly and accurately measuring a pressure change caused by contact between the detection / treatment unit of the treatment tool and the foreign object, it is possible to quickly and accurately determine whether the detection / treatment unit and the foreign object are in contact with each other. Or the amount of high-frequency current applied to the foreign matter can be optimized with high accuracy. Moreover, the treatment method of the present invention can be advantageously carried out by utilizing the treatment tool of the present invention.

本発明に従う治療具の一例の断面図ある。1 is a cross-sectional view of an example of a treatment tool according to the present invention. 図1の治療具に備えられた圧力測定手段の部分分解斜視図である。It is a partial exploded perspective view of the pressure measurement means with which the treatment tool of Drawing 1 was equipped. 図1の治療具に備えられた電極を生体の心臓の表面に接触させた状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which made the electrode with which the treatment tool of FIG. 1 was made to contact the surface of the biological heart. 本発明に従う治療具に使用することができる圧力振動体の別の一例の断面図である。It is sectional drawing of another example of the pressure vibrating body which can be used for the treatment tool according to this invention. 図4の圧力振動体の接触子に圧力を付与したときの接触子の変形状態を示す断面図であり、(a)は接触子に圧力を付与する前の状態を、(b)は接触子に圧力を付与した後の状態を示している。It is sectional drawing which shows the deformation | transformation state of a contact when a pressure is provided to the contact of the pressure vibrating body of FIG. 4, (a) is a state before giving a pressure to a contact, (b) is a contact. The state after applying pressure to is shown. 本発明の治療方法における圧力変化の測定に有利に使用できる圧力測定回路のブロック図である。It is a block diagram of the pressure measurement circuit which can be used advantageously for the measurement of the pressure change in the treatment method of this invention. 本発明の治療方法に使用可能な構成の圧力振動体を生体の腹部表面に接触させて測定した、圧電振動子のインピーダンスの経時変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time-dependent change of the impedance of a piezoelectric vibrator measured by making the pressure vibration body of the structure which can be used for the treatment method of this invention contact the abdominal surface of a biological body. 本発明の治療方法に使用可能な構成の圧力振動体の接触子に付与した圧力と、圧電振動子のインピーダンスとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the pressure provided to the contact of the pressure vibrating body of the structure which can be used for the treatment method of this invention, and the impedance of a piezoelectric vibrator.

本発明の治療方法及び治療具において、生体内に生成した物理的もしくは化学的な異物とは、生体内の正常な組織と物理的もしくは化学的に異なる物体を意味する。異物の例としては、頻脈性不整脈の原因となる心筋内に形成された異常部位が挙げられる。本発明の治療方法及び治療具を、心筋内に形成された異常部位を処置するためのカテーテルを用いたアブレーション治療法を例にとって説明する。図1は、本発明に従う治療具の一例の断面図であり、図2は、図1の治療具の圧力測定手段の部分分解斜視図であり、図3は、その治療具の電極を生体の臓器の内表面に接触させたときの状態を示す断面図である。   In the treatment method and treatment tool of the present invention, the physical or chemical foreign matter generated in the living body means an object that is physically or chemically different from normal tissues in the living body. An example of a foreign body is an abnormal site formed in the myocardium that causes tachyarrhythmia. The treatment method and treatment tool of the present invention will be described by taking an ablation treatment method using a catheter for treating an abnormal site formed in the myocardium as an example. FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of a treatment tool according to the present invention, FIG. 2 is a partially exploded perspective view of pressure measuring means of the treatment tool of FIG. 1, and FIG. It is sectional drawing which shows a state when it is made to contact the inner surface of an organ.

図1〜3において、治療具は、可撓性チューブ40、可撓性チューブ40の先端に備えられた、心筋内に形成された異常部位を検出する検出手段と、異常部位に接触した状態で異常部位を処置する処置手段とである電極41(検出/処置手段)、そして可撓性チューブ40内にて電極41に接触し、電極41と異物との接触により発生する圧力変化を測定するための圧力測定手段である圧力振動体1を含む。電極41は、可撓性チューブ40の中央を通る電源ケーブル42と接続している。可撓性チューブ40の外径は、一般に1.5〜3.0mmの範囲である。   1 to 3, the treatment tool is provided in a state where it is in contact with the abnormal tube and the detection means provided at the distal end of the flexible tube 40 for detecting an abnormal region formed in the myocardium. An electrode 41 (detection / treatment means) that is a treatment means for treating an abnormal site, and a contact with the electrode 41 in the flexible tube 40 to measure a pressure change caused by the contact between the electrode 41 and a foreign object The pressure vibration body 1 which is a pressure measuring means is included. The electrode 41 is connected to a power cable 42 that passes through the center of the flexible tube 40. The outer diameter of the flexible tube 40 is generally in the range of 1.5 to 3.0 mm.

圧力振動体1は圧電振動子10と接触子20とを含む。圧電振動子10は、盤状の圧電体11と圧電体11の両側表面のそれぞれに備えられた電極12、13とからなる。圧電振動子10は、円盤状であることが好ましい。圧電振動子のサイズは、一般には、直径が0.1〜0.5mmの範囲である。盤状圧電体11の材料の例としては、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、チタン酸バリウムなどの強誘電体セラミックを挙げることができる。圧電振動子10の電極12、13はそれぞれリード線15a、15bに接続している。   The pressure vibrating body 1 includes a piezoelectric vibrator 10 and a contact 20. The piezoelectric vibrator 10 includes a plate-like piezoelectric body 11 and electrodes 12 and 13 provided on both side surfaces of the piezoelectric body 11. The piezoelectric vibrator 10 is preferably disk-shaped. The size of the piezoelectric vibrator is generally in the range of 0.1 to 0.5 mm in diameter. Examples of the material of the plate-like piezoelectric body 11 include ferroelectric ceramics such as lead zirconate titanate (PZT) and barium titanate. The electrodes 12 and 13 of the piezoelectric vibrator 10 are connected to lead wires 15a and 15b, respectively.

接触子20は、一方の表面に膨出部21を備えた盤状体からなる。接触子20は、膨出部21が圧電振動子10の先端側の電極12の表面に接触した状態で、膨出部21が備えられた表面とは反対側の表面である測定対象物接触面22が電極41の表面に接触した状態で配置されている。接触子20の膨出部21の周囲には、フランジ部23が形成されている。接触子20は円盤状であることが好ましい。接触子20の直径と厚さの比は、1:1〜1:1/5の範囲にあることが好ましい。接触子20の厚さは膨出部21の先端から膨出部が備えられた表面とは反対側の表面(測定対象物接触面22)までの厚さを意味する。接触子の膨出部21は半球状であることが好ましい。半球状とは、球を平面で切り取った形状を意味するが、厳密な半球の形であることを要しない。圧電振動子10が円盤状である場合、接触子20は、圧電振動子10の中央に膨出部21の先端が接触するように配置されていることが好ましい。   The contact 20 is formed of a disk-like body having a bulging portion 21 on one surface. The contact 20 has a bulging portion 21 in contact with the surface of the electrode 12 on the distal end side of the piezoelectric vibrator 10 and a measurement object contact surface that is a surface opposite to the surface on which the bulging portion 21 is provided. 22 is arranged in contact with the surface of the electrode 41. A flange portion 23 is formed around the bulging portion 21 of the contact 20. The contact 20 is preferably disk-shaped. The diameter / thickness ratio of the contact 20 is preferably in the range of 1: 1 to 1: 1/5. The thickness of the contact 20 means the thickness from the tip of the bulging part 21 to the surface (measurement object contact surface 22) opposite to the surface provided with the bulging part. The bulging portion 21 of the contact is preferably hemispherical. The hemispherical shape means a shape obtained by cutting a sphere in a plane, but does not need to be a strict hemispherical shape. When the piezoelectric vibrator 10 has a disc shape, the contact 20 is preferably arranged so that the tip of the bulging portion 21 is in contact with the center of the piezoelectric vibrator 10.

接触子20の膨出部21は、電極41と接触する測定対象物接触面22に付与される、電極41と異常部位との接触により発生してする圧力変化に応じて接触子20の膨出部21と圧電振動子10との接触面積が変化を示す物性を持つ有機高分子弾性材料から形成されている。接触子20は、全体が同一の有機高分子弾性材料から形成されていてもよい。また、測定対象物接触面22は、膨出部21の材料よりも硬い硬質性有機高分子弾性材料あるいは金属から形成されていてもよい。金属の例としては、アルミニウム、鉄、ステンレススチールを挙げることができる。有機高分子弾性材料は、ゴム、熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーのいずれかであることが好ましく、ゴムであることが特に好ましい。ゴムの例としては、天然ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ポリブタジエン系ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム及びアクリロニトリル・ブタジエンゴムを挙げることができる。熱可塑性樹脂の例としては、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂及びポリエステル樹脂を挙げることができる。   The bulging portion 21 of the contactor 20 bulges the contactor 20 in response to a pressure change generated by the contact between the electrode 41 and the abnormal part, which is applied to the measurement object contact surface 22 that contacts the electrode 41. The contact area between the portion 21 and the piezoelectric vibrator 10 is formed from an organic polymer elastic material having physical properties that change. The contact 20 may be formed of the same organic polymer elastic material as a whole. Further, the measurement object contact surface 22 may be formed of a hard organic polymer elastic material or metal that is harder than the material of the bulging portion 21. Examples of metals include aluminum, iron, and stainless steel. The organic polymer elastic material is preferably one of rubber, a thermoplastic resin and a thermoplastic elastomer, and particularly preferably rubber. Examples of rubber include natural rubber, silicone rubber, urethane rubber, polybutadiene rubber, isoprene rubber, styrene butadiene rubber, nitrile rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber, chloroprene rubber and acrylonitrile butadiene. Mention may be made of rubber. Examples of the thermoplastic resin include polyacetal resin, polyethylene resin, polyamide resin, and polyester resin.

圧力振動体1の接触子20は、測定対象物接触面22への圧力の付与によって膨出部21が変形可能となる状態で接触子保持板43によって支持されている。接触子保持板43は、中央に一つの電源ケーブル用の孔44を有し、その電源ケーブル用孔44の周囲には、四つの接触子用の孔45が等間隔に配置されている。四つの接触子用の孔45にはそれぞれ接触子20が挿入されて、接触子のフランジ部23と接触子保持板43との接触によって、接触子20が接触子用の孔45から抜け落ちないように支持されている。圧力振動体1の圧電振動子10は、振動子保持板46に固定されている。振動子保持板46は、中央に一つの電源ケーブル用の孔47を有し、その周囲には四つの振動子用の孔48とリード線用の孔49が配置されている。四つの振動子用の孔48にはそれぞれ圧電振動子10が挿入されている。圧電振動子10は振動子用の孔48に接着剤などで固定される。圧電振動子10の先端側の電極12に接続するリード線15aはリード線用の孔49を通って、後方側に引き出されている。可撓性チューブ40の中央を通る電源ケーブル42を軸として、四つの圧力振動体1を配置して、各圧力振動体1の圧電振動子10のインピーダンスの変化から圧力の変化を測定することによって、電極41を心筋2の表面に接触させたときの圧力の変化と電極41の傾きを検出することができる。例えば、図3に示すように、治療具の電極41が傾いた場合には、電極41が傾いた方向の接触子20aには、その反対方向の接触子20bよりも強い圧力が付与されるため、接触子20aの膨出部21と圧電振動子10aとの接触面積は、接触子10bの膨出部21と圧電振動子10bとの接触面積よりも広くなる。このため、圧電振動子10aのインピーダンスの変化は、圧電振動子10bのインピーダンスの変化よりも大きくなる。   The contact 20 of the pressure vibrating body 1 is supported by the contact holding plate 43 in a state where the bulging portion 21 can be deformed by applying pressure to the measurement object contact surface 22. The contact holding plate 43 has one power cable hole 44 in the center, and around the power cable hole 44, four contact holes 45 are arranged at equal intervals. The contact 20 is inserted into each of the four contact holes 45 so that the contact 20 does not fall out of the contact hole 45 due to contact between the contact flange portion 23 and the contact holding plate 43. It is supported by. The piezoelectric vibrator 10 of the pressure vibrator 1 is fixed to the vibrator holding plate 46. The vibrator holding plate 46 has one power cable hole 47 in the center, and four vibrator holes 48 and lead wire holes 49 are arranged around the hole 47. The piezoelectric vibrators 10 are inserted into the four vibrator holes 48, respectively. The piezoelectric vibrator 10 is fixed to the vibrator hole 48 with an adhesive or the like. The lead wire 15a connected to the electrode 12 on the distal end side of the piezoelectric vibrator 10 is led out through the lead wire hole 49 to the rear side. By arranging four pressure vibrating bodies 1 around the power cable 42 passing through the center of the flexible tube 40 and measuring the change in pressure from the change in impedance of the piezoelectric vibrator 10 of each pressure vibrating body 1 The change in pressure and the inclination of the electrode 41 when the electrode 41 is brought into contact with the surface of the myocardium 2 can be detected. For example, as shown in FIG. 3, when the electrode 41 of the treatment instrument is tilted, the contact 20 a in the tilted direction of the electrode 41 is applied with a stronger pressure than the contact 20 b in the opposite direction. The contact area between the bulging part 21 of the contact 20a and the piezoelectric vibrator 10a is larger than the contact area between the bulging part 21 of the contact 10b and the piezoelectric vibrator 10b. For this reason, the change in the impedance of the piezoelectric vibrator 10a is larger than the change in the impedance of the piezoelectric vibrator 10b.

上記の治療具を用いてアブレーション治療法を行なう場合は、治療具の電極41を用いて異常部位を検出する。そして、電極41と異常部位との接触により発生する圧力を、圧力振動体1の圧電振動子10のインピーダンスの変化を圧力の変化に換算する。そして、その圧力変化によって、電極41と異常部位とが接触していることが確認された後、電極41から高周波電流を発生させて、異常部位に高周波電流を照射して異常部位を焼灼する。圧力振動体1による電極41と異常部位との接触により発生する圧力変化の測定は、電極41による異常部位の処置が終了するまで継続して行なってもよい。また、圧力振動体1によって測定された圧力変化から、異常部位の体積を予め算出し、異常部位の体積に応じて、異常部位に照射する高周波電流の量を調整してもよい。
図1〜3に示した治療具では、検出/処置手段が一つの電極にあるが、検出手段と処置手段とは物理的に分離していてもよい。検出手段と処置手段とが分離していている場合は、圧力測定手段は、検出手段と処置手段との両方、もしくは処置手段のみに接触させることが好ましい。
When performing the ablation treatment using the above-described treatment tool, an abnormal site is detected using the electrode 41 of the treatment tool. Then, the pressure generated by the contact between the electrode 41 and the abnormal part is converted into a change in pressure of a change in impedance of the piezoelectric vibrator 10 of the pressure vibrating body 1. Then, after confirming that the electrode 41 and the abnormal part are in contact with each other by the pressure change, a high-frequency current is generated from the electrode 41, and the abnormal part is irradiated with the high-frequency current to cauterize the abnormal part. The measurement of the pressure change caused by the contact between the electrode 41 and the abnormal part by the pressure vibrating body 1 may be continuously performed until the treatment of the abnormal part by the electrode 41 is completed. Further, the volume of the abnormal part may be calculated in advance from the pressure change measured by the pressure vibrating body 1, and the amount of the high-frequency current applied to the abnormal part may be adjusted according to the volume of the abnormal part.
In the treatment tool shown in FIGS. 1 to 3, the detection / treatment unit is provided on one electrode, but the detection unit and the treatment unit may be physically separated. When the detection means and the treatment means are separated, the pressure measurement means is preferably brought into contact with both the detection means and the treatment means or only the treatment means.

次に、本発明に従う治療具に使用することができる圧力振動体の別の構成を説明する。
図4は、本発明に従う治療具に使用することができる圧力振動体の別の一例の断面図である。図5は、図4の圧力振動体の接触子に圧力を付与したときの接触子の変形状態を示す断面図であり、(a)は接触子に圧力を付与する前の状態を、(b)は接触子に圧力を付与した後の状態を示している。
Next, another configuration of the pressure vibrator that can be used in the treatment device according to the present invention will be described.
FIG. 4 is a cross-sectional view of another example of a pressure vibrator that can be used in the treatment device according to the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a deformed state of the contact when pressure is applied to the contact of the pressure vibrating body in FIG. 4, and (a) shows a state before pressure is applied to the contact (b) ) Shows a state after pressure is applied to the contact.

図4において、圧電振動子10は、その上側面の電極12が接着剤(図示せず)を介して振動子ケース14に貼り付けられている。圧電振動子10の上側面の電極12は、折り返し電極12aによって圧電体11の下側面に引き延ばされている。折り返し電極12aと下側面の電極13にはそれぞれリード線15a、15bが接続されている。振動子ケース14は、圧電振動子と共に振動可能な材料で形成されていることが好ましい。振動子ケースの材料の例としては、金属及び接触子20の膨出部21の材料よりも硬い硬質性有機高分子弾性材料を挙げることができる。金属の材料の例としては、アルミニウム、ステンレススチールを挙げることができる。接触子20は、振動子ケース14の中央に膨出部21の先端が接触するように配置されていることが好ましい。   In FIG. 4, the piezoelectric vibrator 10 has an upper surface electrode 12 attached to a vibrator case 14 via an adhesive (not shown). The electrode 12 on the upper surface of the piezoelectric vibrator 10 is extended to the lower surface of the piezoelectric body 11 by a folded electrode 12a. Lead wires 15a and 15b are connected to the folded electrode 12a and the lower electrode 13 respectively. The vibrator case 14 is preferably formed of a material that can vibrate together with the piezoelectric vibrator. Examples of the material of the vibrator case include a hard organic polymer elastic material that is harder than the metal and the material of the bulging portion 21 of the contactor 20. Examples of the metal material include aluminum and stainless steel. The contact 20 is preferably arranged so that the tip of the bulging portion 21 contacts the center of the vibrator case 14.

圧力振動体1は、図5に示すように、測定対象物接触面22に圧力が付与されると、膨出部21の先端が振動子ケース14の表面で押し潰されて、膨出部21と振動子ケース14との接触面積Sが広くなる。圧力振動体1の圧電振動子10に、共振周波数の電圧を印加して圧電振動子10を振動させた状態で、膨出部21と圧電振動子10との接触面積(接触子20の膨出部21と圧電振動子10の電極12とが振動子ケース14を介して接触している場合は、接触子20の膨出部21と振動子ケース14との接触面積)が変化すると、圧電振動子10のインピーダンスが変化する。圧電振動子10のインピーダンスが変化する理由は、圧電振動子10の振動エネルギー(圧電振動子10が振動子ケース14に収納されている場合は、振動子ケース14の振動エネルギー)が、膨出部21を通って接触子20に伝搬することによって、圧電振動子10の振動エネルギーが減少するためであると考えられる。通常は、圧電振動子10と膨出部21との接触面積が広くなると、圧電振動子10のインピーダンスは大きくなる。   As shown in FIG. 5, when pressure is applied to the measurement object contact surface 22, the pressure vibrating body 1 is crushed at the surface of the transducer case 14 by the tip of the bulging portion 21, and the bulging portion 21. And the contact area S between the vibrator case 14 and the vibrator case 14 are increased. In a state where the piezoelectric vibrator 10 is vibrated by applying a resonance frequency voltage to the piezoelectric vibrator 10 of the pressure vibrating body 1, the contact area between the bulging portion 21 and the piezoelectric vibrator 10 (the bulge of the contact 20). When the portion 21 and the electrode 12 of the piezoelectric vibrator 10 are in contact with each other via the vibrator case 14, when the contact area between the bulging portion 21 of the contact 20 and the vibrator case 14 changes, the piezoelectric vibration The impedance of the child 10 changes. The reason why the impedance of the piezoelectric vibrator 10 changes is that vibration energy of the piezoelectric vibrator 10 (vibration energy of the vibrator case 14 when the piezoelectric vibrator 10 is housed in the vibrator case 14) This is considered to be because the vibration energy of the piezoelectric vibrator 10 is reduced by propagating to the contact 20 through 21. Normally, the impedance of the piezoelectric vibrator 10 increases as the contact area between the piezoelectric vibrator 10 and the bulging portion 21 increases.

次に、本発明の治療方法における圧力変化の測定方法を説明する。
本発明の治療方法では、圧力振動体1の圧電振動子10のインピーダンスの変化を算出し、このインピーダンスの変化を圧力の変化に換算する。この圧力変化は、圧力振動体1の接触子20の測定対象物接触面22に付与された圧力の変化である。測定対象物接触面22は、上記のとおり電極41の表面に接触している。このため、測定対象物接触面22に付与された圧力の変化は、電極41と異常部位との接触により発生する圧力変化に相当する。測定対象物接触面22に付与された圧力の変化は、圧力振動体1の圧電振動子10に、圧電振動子に固有の共振周波数に相当する周波数の交流電圧を印加することにより、圧電振動子を振動状態とする工程;振動状態にある圧電振動子から電流を取り出す工程;接触子20の測定対象物接触面22に付与される圧力変化に応じて発生する電流の電流値Iの変化と圧電振動子に印加した交流電圧の電圧値Vとから圧電振動子のインピーダンスの変化を算出する工程;及びインピーダンスの変化を圧力の変化に換算する工程を含む方法により測定することができる。電流値Iは、圧電振動子10を流れた電気エネルギーの量に、電圧値Vは、圧電振動子10に印加された電圧の強さにそれぞれ相当する。
Next, a method for measuring pressure change in the treatment method of the present invention will be described.
In the treatment method of the present invention, a change in impedance of the piezoelectric vibrator 10 of the pressure vibrator 1 is calculated, and the change in impedance is converted into a change in pressure. This pressure change is a change in pressure applied to the measurement object contact surface 22 of the contact 20 of the pressure vibrating body 1. The measurement object contact surface 22 is in contact with the surface of the electrode 41 as described above. For this reason, a change in pressure applied to the measurement object contact surface 22 corresponds to a change in pressure generated by contact between the electrode 41 and the abnormal part. The change in pressure applied to the measurement object contact surface 22 is obtained by applying an AC voltage having a frequency corresponding to a resonance frequency unique to the piezoelectric vibrator to the piezoelectric vibrator 10 of the pressure vibrator 1. A step of taking a current from a piezoelectric vibrator in a vibration state; a change in a current value I of a current generated according to a pressure change applied to a measurement object contact surface 22 of the contact 20 and a piezoelectric It can be measured by a method including a step of calculating a change in impedance of the piezoelectric vibrator from a voltage value V of an alternating voltage applied to the vibrator; and a step of converting the change in impedance into a change in pressure. The current value I corresponds to the amount of electric energy flowing through the piezoelectric vibrator 10, and the voltage value V corresponds to the strength of the voltage applied to the piezoelectric vibrator 10.

図6は、本発明の治療方法における圧力変化の測定に有利に使用できる圧力測定回路のブロック図である。圧力測定回路30は、一定の周波数の交流電圧を発生させる電源31、リード線15aとリード線15bとの間に生じる電圧の電圧値を測定するための電圧計32、リード線15aの間に挿入された抵抗33(抵抗:R)、抵抗33の両端に生じる電圧の電圧値を測定する電圧計34、演算装置35を含む。電源31は、圧力振動体1に固有の共振周波数に相当する周波数の交流電圧を発生させ、リード線15a、15bを介して圧電振動子に交流電圧を印加する。圧電振動子が円盤状である場合は、共振周波数は拡がり振動モードの共振周波数とすることが好ましい。圧電振動子に固有の共振周波数に相当する周波数とは、共振周波数±10%の範囲、好ましくは共振周波数±5%の範囲にある周波数を意味する。圧電振動子に印加する交流電圧の周波数は、一般に、20kHz〜10MHzの範囲、好ましくは20kHz〜5MHzの範囲、より好ましくは20kHz〜1MHzの範囲、さらに好ましくは20〜500kHzの範囲、特に好ましくは20〜100kHzの範囲にある。圧電振動子に印加する交流電圧の電圧は、一般に実効値で5V以下、好ましくは1〜3Vの範囲である。電圧計32は、リード線15aとリード線15bとの間に生じる電圧の電圧値、すなわち圧電振動子に印加された電圧の電圧値Vを測定する。電圧計34は、抵抗33の両端に生じる電圧の電圧値V2を測定する。演算装置35は、電流の電流値Iを式:I=V2/Rより算出する。そして、得られた電流値Iと上記の電圧値Vとから、圧電振動子のインピーダンスZを式:Z=V/Iより算出して、インピーダンスZの変化を測定対象の圧力の変化に換算する。測定対象の圧力変化の周期は、インピーダンスの変化の周期から換算することができる。圧力変化の周期は、例えば、インピーダンスの変化をグラフとして表した場合にグラフ上に周期的に現れるインピーダンスの複数のピークを検出し、隣接するピーク間の時間間隔とすることができる。測定対象の圧力変化の強さは、インピーダンスのピークの高さもしくは深さから換算することができる。圧力変化の強さは、例えば、インピーダンスの変化をグラフとして表した場合にグラフ上に周期的に現れるインピーダンスのピークを検出し、隣接するピーク間でのピークの高さもしくは深さの差異とすることができる。また、予め、圧力振動体に付与した圧力値とその圧力を付与したときの圧電振動子のインピーダンス値との関係を予め調べて検量線を作成しておき、圧電振動子のインピーダンスと検量線とから圧力振動体に付与した圧力を算出してもよい。 FIG. 6 is a block diagram of a pressure measurement circuit that can be advantageously used to measure pressure changes in the treatment method of the present invention. The pressure measurement circuit 30 is inserted between a power source 31 that generates an AC voltage having a constant frequency, a voltmeter 32 for measuring a voltage value of a voltage generated between the lead wire 15a and the lead wire 15b, and the lead wire 15a. A resistor 33 (resistor: R), a voltmeter 34 for measuring the voltage value of the voltage generated at both ends of the resistor 33, and an arithmetic unit 35. The power source 31 generates an AC voltage having a frequency corresponding to the resonance frequency inherent in the pressure vibrating body 1 and applies the AC voltage to the piezoelectric vibrator via the lead wires 15a and 15b. When the piezoelectric vibrator has a disk shape, the resonance frequency is preferably a resonance frequency in the spread vibration mode. The frequency corresponding to the resonance frequency unique to the piezoelectric vibrator means a frequency in the range of resonance frequency ± 10%, preferably in the range of resonance frequency ± 5%. The frequency of the alternating voltage applied to the piezoelectric vibrator is generally in the range of 20 kHz to 10 MHz, preferably in the range of 20 kHz to 5 MHz, more preferably in the range of 20 kHz to 1 MHz, still more preferably in the range of 20 to 500 kHz, and particularly preferably 20. It is in the range of ~ 100 kHz. The voltage of the alternating voltage applied to the piezoelectric vibrator is generally 5 V or less, preferably 1 to 3 V in terms of effective value. The voltmeter 32 measures a voltage value of a voltage generated between the lead wire 15a and the lead wire 15b, that is, a voltage value V of a voltage applied to the piezoelectric vibrator. The voltmeter 34 measures the voltage value V 2 of the voltage generated across the resistor 33. The arithmetic unit 35 calculates the current value I of the current from the formula: I = V 2 / R. Then, from the obtained current value I and the voltage value V, the impedance Z of the piezoelectric vibrator is calculated from the formula: Z = V / I, and the change in the impedance Z is converted into the change in the pressure of the measurement target. . The period of pressure change of the measurement object can be converted from the period of impedance change. The period of the pressure change can be, for example, a time interval between adjacent peaks by detecting a plurality of impedance peaks that appear periodically on the graph when the impedance change is represented as a graph. The intensity of the pressure change of the measurement object can be converted from the height or depth of the impedance peak. The strength of the pressure change is, for example, when an impedance change is represented as a graph, an impedance peak periodically appearing on the graph is detected, and the difference in peak height or depth between adjacent peaks is detected. be able to. In addition, a calibration curve is prepared in advance by examining the relationship between the pressure value applied to the pressure vibrator and the impedance value of the piezoelectric vibrator when the pressure is applied, and the impedance of the piezoelectric vibrator and the calibration curve are From the above, the pressure applied to the pressure vibrating body may be calculated.

次に、圧力振動体の効果について説明する。
図7は、本発明の治療方法に使用可能な構成の圧力振動体を人間(被験者)の腹部表面に接触させて測定した、圧電振動子のインピーダンスの経時変化を示すグラフである。図7のグラフは、アルミニウム製の振動子ケース(直径:14mm、厚さ:3mm)の中央に、ニトリルゴム製の接触子(膨出部の球曲率半径:50mm、直径:14.5mm、厚さ:9.8mm)の膨出部の先端を接触した状態で配置した構成の圧力振動体を、被験者の腹部表面に接触させ、圧電振動子に周波数が320kHzの交流電圧を印加したときの圧電振動子のインピーダンスの経時変化である。被験者には、測定開始から70秒間までは通常の呼吸をしてもらい、その後、深呼吸をしてもらった。このグラフに示すように、測定開始から60秒までの間では、圧電振動子のインピーダンスのピークの周期は6秒であった。このピークの周期は、被験者の呼吸の周期と一致していた。また、被験者が深呼吸をしたときのインピーダンスのピークは、通常の呼吸時のピークよりも明らかに高さが高くなった。すなわち、この結果から、上記の圧力振動体を利用することによって、呼吸によって生じるような速い圧力の変化を測定することが可能であることが分かる。さらに、上記の圧力振動体を利用することによって、通常の呼吸により発生する圧力と深呼吸により発生する圧力のようなわずかな圧力の違いを検出できることが分かる。
Next, the effect of the pressure vibrating body will be described.
FIG. 7 is a graph showing the change over time in the impedance of the piezoelectric vibrator, which was measured by bringing a pressure vibrator having a configuration usable in the treatment method of the present invention into contact with the abdominal surface of a human (subject). The graph of FIG. 7 shows a contact made of a nitrile rubber (bulb radius of curvature: 50 mm, diameter: 14.5 mm, thickness) at the center of an aluminum vibrator case (diameter: 14 mm, thickness: 3 mm). A piezoelectric vibrator when a pressure vibrating body having a configuration in which the tip of the bulging part of 9.8 mm) is in contact is brought into contact with the abdomen surface of the subject and an AC voltage having a frequency of 320 kHz is applied to the piezoelectric vibrator. This is a change with time in the impedance of the vibrator. The subject had a normal breath for 70 seconds from the start of the measurement, and then took a deep breath. As shown in this graph, the period of the impedance peak of the piezoelectric vibrator was 6 seconds from the start of measurement to 60 seconds. The period of this peak coincided with the subject's breathing period. The peak of impedance when the subject took a deep breath was clearly higher than the peak during normal breathing. That is, it can be seen from this result that it is possible to measure a rapid pressure change such as that caused by breathing by using the pressure oscillator. Furthermore, it can be seen that a slight difference in pressure such as a pressure generated by normal breathing and a pressure generated by deep breathing can be detected by using the pressure vibrating body.

図8は、本発明の治療方法に使用可能な構成の圧力振動体の接触子に付与した圧力と、圧電振動子のインピーダンスとの関係を示すグラフである。図8のグラフは、アルミニウム製の振動子ケース(直径:14mm、厚さ:3mm)の中央に、接触子の膨出部の先端を接触した状態で配置した構成の圧力振動体の圧電振動子に、周波数が320kHzの交流電圧を印加しながら、接触子に所定の圧力を付与した時の圧電振動子のインピーダンスの変化を表している。図8中のA〜Dは、接触子にそれぞれ下記の表1に記載の構成の接触子A〜Dを用いた圧力振動体のデータである。このグラフに示すように、接触子に付与された圧力に対する圧電振動子のインピーダンスの変化量は、接触子の材料及び形状によって大きく変わる。すなわち、このグラフから、圧力振動体の圧電振動子のインピーダンスの変化として測定される圧力変化のダイナミックレンジは、圧力振動体の接触子の材料及び形状などの構成を変えることによって調整できることが分かる。以上のグラフから、圧力振動体の接触子を、接触子の測定対象物接触面が検出/処置手段処置の表面に接触するように配置し、検出/処置手段と異物との接触により発生した圧力の変化が、接触子の検出/処置手段と接触する測定対象物接触面に付与されるようにして、圧力振動体の接触子の膨出部を、その測定対象物接触面に付与される圧力変化に応じて接触子の膨出部と圧電振動子との接触面積が変化を示す物性を持つ有機高分子弾性材料から形成することによって、その圧力振動体を治療具の圧力測定手段に利用できることが分かる。   FIG. 8 is a graph showing the relationship between the pressure applied to the contact of the pressure vibrator having a configuration usable in the treatment method of the present invention and the impedance of the piezoelectric vibrator. The graph of FIG. 8 shows a piezoelectric vibrator of a pressure vibrator having a configuration in which the tip of the bulge portion of the contact is in contact with the center of an aluminum vibrator case (diameter: 14 mm, thickness: 3 mm). In addition, a change in impedance of the piezoelectric vibrator when a predetermined pressure is applied to the contact while applying an AC voltage having a frequency of 320 kHz is shown. A to D in FIG. 8 are data of a pressure vibrating body using contacts A to D having a configuration described in Table 1 below as the contacts, respectively. As shown in this graph, the amount of change in impedance of the piezoelectric vibrator with respect to the pressure applied to the contact varies greatly depending on the material and shape of the contact. That is, it can be seen from this graph that the dynamic range of the pressure change measured as the change in impedance of the piezoelectric vibrator of the pressure vibrating body can be adjusted by changing the configuration of the material and shape of the contact of the pressure vibrating body. From the above graph, the pressure vibrator contact is placed so that the measurement object contact surface of the contact is in contact with the surface of the detection / treatment means treatment, and the pressure generated by the contact between the detection / treatment means and a foreign object Is applied to the contact surface of the measurement object that is in contact with the contact detection / treatment means, and the bulging portion of the contact of the pressure vibrator is applied to the contact surface of the measurement object. The pressure vibrating body can be used as a pressure measurement means for a therapeutic instrument by forming it from an organic polymer elastic material with the physical properties that the contact area between the bulge of the contact and the piezoelectric vibrator changes according to the change. I understand.

表1
────────────────────────────────────────
形状
──────────────────────────
膨出部の 測定対象物接触
接触子 材料 球曲率半径 面の球曲率半径 直径 厚さ
────────────────────────────────────────
A NBR(硬度40度) 50mm 50mm 14.5mm 9.8mm
B NBR(硬度40度) 20mm 50mm 14.5mm 9.8mm
C NBR(硬度70度) 20mm 50mm 14.5mm 9.8mm
D POM 50mm 50mm 14.5mm 9.8mm
────────────────────────────────────────
NBR:ニトリルゴムブタジエンゴム、即ちニトリルゴム
POM:ポリオキシメチレン、即ちポリアセタール樹脂
Table 1
────────────────────────────────────────
shape
──────────────────────────
Object contact at the bulging part Contact material Spherical radius of curvature Spherical radius of curvature Diameter Thickness ──────────────────────────── ────────────
A NBR (hardness 40 degrees) 50mm 50mm 14.5mm 9.8mm
B NBR (hardness 40 degrees) 20mm 50mm 14.5mm 9.8mm
C NBR (hardness 70 degrees) 20mm 50mm 14.5mm 9.8mm
D POM 50mm 50mm 14.5mm 9.8mm
────────────────────────────────────────
NBR: Nitrile rubber butadiene rubber, ie nitrile rubber POM: Polyoxymethylene, ie polyacetal resin

1 圧力振動体
2 生体(心筋)
10 圧電振動子
11 圧電体
12 電極
12a 折り返し電極
13 電極
14 振動子ケース
15a、15b リード線
20 接触子
21 膨出部
22 測定対象物接触面
23 フランジ部
30 圧力測定回路
31 電源
32 電圧計
33 抵抗
34 電圧計
35 演算装置
40 可撓性チューブ
41 電極(検出/処置手段)
42 電源ケーブル
43 接触子保持板
44 電源ケーブル用の孔
45 接触子用の孔
46 圧電振動子保持板
47 電源ケーブル用の孔
48 振動子用の孔
49 リード線用の孔
1 Pressure vibrator 2 Living body (myocardium)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Piezoelectric vibrator 11 Piezoelectric body 12 Electrode 12a Folding electrode 13 Electrode 14 Vibrator case 15a, 15b Lead wire 20 Contact 21 Expansion part 22 Measuring object contact surface 23 Flange part 30 Pressure measurement circuit 31 Power supply 32 Voltmeter 33 Resistance 34 Voltmeter 35 Computing Device 40 Flexible Tube 41 Electrode (Detection / Treatment Means)
42 Power cable 43 Contact holding plate 44 Power cable hole 45 Contact hole 46 Piezoelectric vibrator holding plate 47 Power cable hole 48 Vibrator hole 49 Lead wire hole

Claims (10)

可撓性チューブ、可撓性チューブの先端に備えられた、生体内に生成した物理的もしくは化学的な異物を検出し、該異物に接触した状態で異物を処置する検出/処置手段、そして該可撓性チューブ内にて該検出/処置手段に接触し、該検出/処置手段と異物との接触により発生する圧力変化を測定するための圧力測定手段を含む治療具を用意し、該治療具の先端を生体内に挿入し、検出/処置手段により生体内の異物を検出し、次いで、圧力測定手段により検出/処置手段と異物との接触により発生する圧力変化を測定した後、処置手段により該異物を処置する治療方法であって、
圧力測定手段が、盤状の圧電体と該圧電体の両側表面のそれぞれに備えられた電極とからなる圧電振動子、そして一方の表面に膨出部を備え、該膨出部が該圧電振動子の一方の電極の表面に接触した状態で、該膨出部が備えられた表面とは反対側の表面が検出/処置手段処置の表面に接触した状態で配置されている盤状の接触子を含む圧力振動体であって、該圧力振動体の接触子の膨出部は、検出/処置手段と異物との接触により発生して、接触子の該検出/処置手段と接触する表面に付与される圧力変化に応じて接触子の膨出部と圧電振動子との接触面積が変化を示す物性を持つ有機高分子弾性材料から形成されている圧力振動体を含み、
検出/処置手段と異物との接触により発生する圧力変化の測定を下記の工程を含む操作により行なう方法:
圧力振動体の圧電振動子に、該圧電振動子に固有の共振周波数に相当する周波数の交流電圧を印加することにより、圧電振動子を振動状態とする工程;振動状態にある圧電振動子から電流を取り出す工程;上記接触子の該検出/処置手段と接触する表面に付与される圧力変化に応じて発生する該電流の電流値の変化と圧電振動子に印加した交流電圧の電圧値とから圧電振動子のインピーダンスの変化を算出する工程;及び該インピーダンスの変化を圧力の変化に換算する工程。
A flexible tube, a detection / treatment means for detecting a physical or chemical foreign matter generated in a living body, and treating the foreign matter in contact with the foreign matter, provided at the distal end of the flexible tube; and A treatment tool including a pressure measurement means for measuring a pressure change caused by contact between the detection / treatment means and a foreign object in a flexible tube is prepared, and the treatment tool is prepared. The tip of the body is inserted into the living body, the foreign matter in the living body is detected by the detection / treatment means, and then the pressure change caused by the contact between the detection / treatment means and the foreign matter is measured by the pressure measurement means, and then the treatment means A therapeutic method for treating the foreign body,
The pressure measuring means includes a piezoelectric vibrator composed of a plate-like piezoelectric body and electrodes provided on both surfaces of the piezoelectric body, and a bulging portion on one surface, the bulging portion being the piezoelectric vibration. A disk-shaped contact element arranged in a state in which the surface opposite to the surface provided with the bulging portion is in contact with the surface of the detection / treatment means treatment while being in contact with the surface of one electrode of the child The bulging portion of the contact of the pressure vibrating body is generated by contact between the detection / treatment means and a foreign object, and is applied to the surface of the contact that contacts the detection / treatment means. Including a pressure vibrating body formed of an organic polymer elastic material having a physical property in which the contact area between the bulge portion of the contact and the piezoelectric vibrator changes in accordance with a change in pressure,
A method for measuring a pressure change caused by contact between a detection / treatment means and a foreign substance by an operation including the following steps:
Applying an alternating voltage having a frequency corresponding to the resonance frequency inherent to the piezoelectric vibrator to the piezoelectric vibrator of the pressure vibrator to bring the piezoelectric vibrator into a vibration state; a current from the piezoelectric vibrator in the vibration state From the change of the current value of the current generated according to the pressure change applied to the surface of the contactor in contact with the detection / treatment means and the voltage value of the AC voltage applied to the piezoelectric vibrator. Calculating a change in impedance of the vibrator; and converting the change in impedance into a change in pressure.
圧力測定手段による検出/処置手段と異物との接触により発生する圧力変化の測定を、処置手段による該異物の処置が終了するまで継続する請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein measurement of a pressure change caused by contact between the detection / treatment unit and the foreign substance by the pressure measurement unit is continued until the treatment of the foreign substance by the treatment unit is completed. 圧力測定手段によって検出/処置手段と異物との接触により発生する圧力変化から、異物の体積を算出する工程を含む請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, further comprising the step of calculating a volume of the foreign matter from a pressure change generated by contact between the detection / treatment means and the foreign matter by the pressure measuring means. 異物が心筋内に形成された異常部位である請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the foreign substance is an abnormal site formed in the myocardium. 上記圧電体が円盤状である請求項1に記載の治療方法。   The treatment method according to claim 1, wherein the piezoelectric body has a disk shape. 上記接触子が一方の表面に膨出部が形成された円盤状である請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the contact has a disk shape in which a bulge is formed on one surface. 上記接触子の直径と厚さの比が、1:5〜1:1/5の範囲にある、但し接触子の厚さは膨出部の先端から膨出部が備えられた表面とは反対側の表面までの厚さを意味する請求項1に記載の方法。   The contactor diameter / thickness ratio is in the range of 1: 5 to 1: 1/5, provided that the contactor thickness is opposite to the surface provided with the bulge from the tip of the bulge. 2. A method according to claim 1, which means the thickness to the side surface. 上記接触子の膨出部が半球状である請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the bulging portion of the contact is hemispherical. 上記接触子の全体が有機高分子弾性材料から形成されている請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the entire contact is formed of an organic polymer elastic material. 可撓性チューブ、可撓性チューブの先端に備えられた、生体内に生成した物理的もしくは化学的な異物を検出し、該異物に接触した状態で異物を処置する検出/処置手段、盤状の圧電体と該圧電体の両側表面のそれぞれに備えられた電極とからなる圧電振動子、そして一方の表面に膨出部を備え、該膨出部が該圧電振動子の一方の電極の表面に接触した状態で、該膨出部が備えられた表面とは反対側の表面が検出/処置手段処置の表面に接触した状態で配置されている盤状の接触子を含む圧力振動体、但し該圧力振動体の接触子の膨出部は、検出/処置手段と異物との接触により発生して、接触子の該検出/処置手段と接触する表面に付与される圧力変化に応じて接触子の膨出部と圧電振動子との接触面積が変化を示す物性を持つ有機高分子弾性材料から形成されている、圧力振動体の圧電振動子に、該圧電振動子に固有の共振周波数に相当する周波数の交流電圧を印加することにより、圧電振動子を振動状態とする手段;振動状態にある圧電振動子から電流を取り出す手段;該電流の電流値の変化と圧電振動子に印加した交流電圧の電圧値とから圧電振動子のインピーダンスの変化を算出する手段;及び該インピーダンスの変化を圧力の変化に換算する手段を含む治療具。   Flexible tube, detection / treatment means for detecting a physical or chemical foreign matter generated in the living body and treating the foreign matter in contact with the foreign matter, provided at the tip of the flexible tube, a disk shape A piezoelectric vibrator comprising a piezoelectric body and electrodes provided on both surfaces of the piezoelectric body, and a bulge portion on one surface, the bulge section being a surface of one electrode of the piezoelectric vibrator A pressure oscillator including a disk-shaped contact element disposed in a state in which the surface opposite to the surface provided with the bulging portion is in contact with the surface of the detection / treatment means treatment, The bulging portion of the contact of the pressure vibrating body is generated by the contact between the detection / treatment means and the foreign matter, and the contact according to the pressure change applied to the surface of the contact that contacts the detection / treatment means. Organic polymers with physical properties that change the contact area between the swollen part of the ceramic and the piezoelectric vibrator Means for bringing a piezoelectric vibrator into a vibrating state by applying an AC voltage having a frequency corresponding to a resonance frequency unique to the piezoelectric vibrator to a piezoelectric vibrator of a pressure vibrator made of a conductive material; Means for extracting a current from a piezoelectric vibrator in a state; means for calculating a change in impedance of the piezoelectric vibrator from a change in the current value of the current and a voltage value of an AC voltage applied to the piezoelectric vibrator; and a change in the impedance A treatment tool including means for converting the pressure into a change in pressure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023235104A1 (en) * 2022-06-02 2023-12-07 Boston Scientific Scimed, Inc. Force sensitive mechanism for contact detection in catheter systems

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