JPH06190050A - 触覚機能を具備する体内挿入用医療器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 血管内壁を突き破ったり、損傷を与えること
が防止され、安全に目的個所への挿入が可能な触覚機能
を備える体内挿入用医療器具を提供すること。 【構成】 チューブ２の先端縁３近傍にストレインゲー
ジ１を配設してなる触覚センサ部Ａを、体内挿入用医療
器具Ｂの先端部に取着してなるものであって、望ましく
は該チューブ２が、その先端面に接触圧力担体を有する
とともに、この接触圧力担体の直下方向の側面にスリッ
トを形成してなるものである。 【効果】 体内挿入状態が数値で把握でき、血管内壁を
突き破ったり、損傷を与えることが防止され、安全に目
的個所への挿入が可能になる。また、先端部にビーム
と、スリットを組み合わせて形成するので、微小の外力
を感知できる極めて高感度な触覚センサがえられるよう
になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カテーテルや細管用フ
ァイバスコープ等の体内挿入用医療器具の先端部に触覚
機能を付与してなる血管内壁を損傷させることがない安
全な体内挿入用医療器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、カテーテル等の体内挿入用医療器
具には、視覚機能や作業機能など様々な機能が付与され
ているが、先端部に他物体との接触を感知する機能を付
与したものはなく、したがって、例えばカテーテルを血
管内に挿入するとき、先端部に加わる荷重は、人間の手
の感覚に頼っているのが現状である。このためカテーテ
ルの先端部で血管を突き破ってしまったり、損傷を与え
る等の問題が発生している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題を解消し、血管内壁を突き破ったり、損傷を与える
ことが防止され、安全に体内の目的個所に挿入すること
が可能な触覚機能を具備する体内挿入用医療器具を提供
することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者等は抵抗ひずみ計（以下、ストレインゲー
ジという）に着目し検討を重ねた結果、チューブの先端
縁近傍にストレインゲージを配設して触覚センサ部を形
成し、これを体内挿入用医療器具の先端部に取着するこ
とによって、この体内挿入用医療器具を、例えば血管内
に挿入するとき、上記触覚センサ部が血管と接触する
と、その圧力が測定できるようになることを見出し、本
発明を完成した。

【０００５】即ち本発明の触覚機能を具備する体内挿入
用医療器具は、チューブの先端縁近傍にストレインゲー
ジを配設してなる触覚センサ部を、体内挿入用医療器具
の先端部に取着してなるものであって、望ましくは該チ
ューブが、その先端面に接触圧力担体を有するととも
に、この接触圧力担体の直下方向の側面にスリットを形
成してなるものである。

【０００６】以下、本発明を図面に基づき詳細に説明す
る。図１は、本発明の一実施例を示す斜視図である。同
図において、Ｓは触覚機能を具備する体内挿入用医療器
具で、軟質チューブ２の先端縁３近傍にストレインゲー
ジ１を配設してなる触覚センサ部Ａを、体内挿入用医療
器具Ｂの先端部に取着して構成されるものである。

【０００７】本発明が対象とする体内挿入用医療器具と
しては、カテーテル、循環器系内視鏡（例えば血管内視
鏡）、消化器系内視鏡（例えば大腸鏡）等がある。上記
ストレインゲージとは、通常抵抗ひずみ計とよばれるも
ので、力や圧力の測定に用いられる公知のセンサであ
る。本発明で使用するストレインゲージは、導体や半導
体の抵抗値が弾性ひずみによって変化することを利用す
るもので、外力による変位を電気インピーダンスに変換
して、その外力の大きさを測定するものである。このス
トレインゲージを形成する材料としては、温度係数が小
さいアドバンス（Ｃu ；５４％，Ｎi ；４６％）やニク
ロム系の合金等が使われる。

【０００８】このストレインゲージは、一般的には真空
蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、ゾル−ゲル法を
用いて上記アドバンス等の層が形成され、フォトリソグ
ラフィーによって回路パターンが形成される。本発明で
は、上記ストレインゲージを、チューブの先端部、特に
先端縁近傍（先端面や先端側面）に設けると、外力に対
する感度が向上するため、ストレインゲージの形成に
は、光ＣＶＤを用いるのが好ましい。

【０００９】チューブ２は、外力Ｆをうけると容易に変
形する程度の弾性を有することが好ましく、具体的には
ポリウレタン、ポリイミド、シリコンゴム等があげられ
る。

【００１０】上記の構成によれば図２に示すように、触
角センサＡの先端部に外力Ｆが加わった場合、その作用
点を中心にチューブ２およびストレインゲージ１に弾性
ひずみが発生するため、このストレインゲージ１の抵抗
値の変化を測定すれば、外力Ｆの大きさを知ることがで
きる。

【００１１】また、本発明では、図３で示すように、チ
ューブ２の先端面に突起部５を形成するとともに、この
突起部５の直下方向のチューブ２側面にスリット４を形
成し、梁６（ビーム６）を得ると外力Ｆがビーム６に集
中してかかるようになり、微小の外力Ｆに対しても充分
に感知できる弾性構造が形成され、さらに、この弾性構
造の近傍にストレインゲージを配設するようにすれば、
極めて高感度な触覚センサを得ることができるので好ま
しい。

【００１２】上記突起部は、チューブにかかる荷重（外
力）を受け止めるものであればよく、その大きさ、形状
等は特定されるものではない。また、上記スリットは、
上記ビームと組み合わせて用いられ、上記突起部が受け
る荷重（外力）によってチューブの先端部を大きく変形
させる作用を奏する。したがって、上記突起部とスリッ
トとを組み合わせることにより、極微小の外力Ｆに対し
ても充分に感知できる弾性構造が形成され好ましい。こ
のスリットは、触覚センサの感度を向上できるものであ
ればよく、その大きさ、形状等は特定されるものではな
い。また、上記突起部およびスリットの数は、チューブ
内径および目的の感度にあわせて決定すればよく、特に
限定はされない。上記突起部またはスリットは、チュー
ブの先端部をレーザー、集束イオンビーム（ＦＩＢ）等
の方法によって加工して形成される。

【００１３】上記構成によると、図３に示すように、上
記触覚機能を具備する体内挿入用医療器具Ｓに外力Ｆが
かかると、先端部の突起部５が押圧され、さらにこの突
起部５の直下方向に形成したスリット４によって、該先
端部はさらに大きく変形するようになる。この変形によ
って、ストレインゲージ１の抵抗値が大幅に変化するよ
うになる。したがって、上記ストレインゲージ１を測定
器に接続しておくと、体内挿入用医療器具Ｓを血管内に
挿入する場合、この医療器具Ｓの先端部Ａが血管に接触
する荷重（外力）が、手元で計測できるようになり、挿
入状態が数値で把握できるようになる。

【００１４】なお、本発明の体内挿入用医療器具がカテ
ーテルである場合、これを血管内へ挿入すると、上記ス
リット内部に血栓ができる可能性があるが、その場合は
この部分を充分柔らかいポリマーで埋めることによって
解決できる。

【００１５】また、ストレインゲージは、上記突起部と
スリットの組み合わせ構造において、最大の変位幅を得
る部分に配設することが望ましい。例えば、上記突起
部、スリットおよびストレインゲージ各々の形成場所、
形状、数などは、使用目的によって適宜選択すればよ
く、例えばその一例を示すと、図４（ａ）では、チュー
ブ２の先端面３ａに突起部５とストレインゲージ１とを
形成し、この突起部５の直下方向のチューブ側面にはス
リット４を形成している。また、図４（ｂ）のように、
チューブ２の先端面３ａに突起部５を、この突起部５の
直下方向のチューブ側面にはスリット４を形成し、上記
突起部とスリットとの間のチューブ側面にはストレイン
ゲージ１を形成する構成としてもよい。

【００１６】上記ストレインゲージ２の信号回路ａは、
図５に示すように、Ａu 、アルミ等の配線材料を用い
て、ストレインゲージと全く同様の薄膜形成法によりチ
ューブ１の断面に回路を形成し、体内挿入用医療器具と
の断面部（図示せず）に導くようにすればよい。さら
に、上記ストレインゲージ１および信号回路ａの表面
に、ゾル−ゲル法、スピンコート法または蒸着法などを
用いて保護膜を形成することができるが、曲面上に形成
するには蒸着法を用いることが好ましい。蒸着法で作製
する保護膜の材質としては、絶縁性および可とう性を有
するもの、例えばポリパラキシレン等があげられる。

【００１７】

【作用】上記構成によれば、触覚機能を具備する体内挿
入用医療器具に外力がかかると、触覚センサ部を構成す
るチューブの先端縁近傍に歪みが生じ、この歪みによっ
てストレインゲージの抵抗値が変化するようになる。し
たがって、上記ストレインゲージを測定計に接続してお
くと、医療器具の先端部が血管に接触する荷重（外力）
が、手元で計測できるようになり、挿入状態が数値で把
握できるようになる。また、チューブの先端面に突起部
を形成し、さらにこの突起部の直下方向のチューブの側
面にスリットを形成する構成とするので、外力が突起部
に集中してかかるようになり、微小の外力に対しても充
分に感知できる弾性構造となる。したがって、この構造
近傍にストレインゲージを配設するようにすれば、極め
て高感度な触覚センサを得ることができるようになる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を示し、より具体的に
説明する。なお、本発明が、実施例に限定されないこと
はいうまでもない。 （触覚センサＡの製造）内径φ１．５〜１．６mm、肉厚
１００μｍのポリウレタン製チューブをレーザ加工し、
その先端面に、高さ１００μｍ、円周方向長さ１００μ
ｍの突起部をレーザ加工で形成し、さらに該突起部から
５０μｍ直下のチューブ側面に幅５０μｍ、円周方向長
さ５００μｍのスリットを、それぞれ各々等間隔に６箇
所形成した。次にレーザＣＶＤ法によってＣｒの合金か
らなるストレインゲージを先端面の突起間の平面上に突
起部を挟むように６対、計１２箇所形成した。 （触覚センサＡの実装）呼び外径φ１．６mmのカテーテ
ルの先端部に、上記触覚センサＡを装着し、融着法によ
って固定して、図５に示す構成の触覚機能を具備するカ
テーテルＳを作製した。信号回路ａはＡｕを用いて、上
記ストレインゲージと同じレーザＣＶＤ法によってカテ
ーテルのルーメンの１つに設けた９本のリード線との間
に形成した。

【００１９】上記構成のカテーテルとすることによっ
て、６箇所の各突起部が、血管内壁に対しどの程度の荷
重が加わっているかを、手元で数値として知ることがで
きた。すなわち、カテーテル先端部の血管内壁への接触
状態が数値として判るようになった。

【００２０】なお、上記実施例では、体内挿入用医療器
具としてカテーテルを用いたが、これをファイバスコー
プにかえて、触覚センサを先端部に装着したファイバス
コープとして、細管内で使用することが可能となる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の触覚機能を具備する体内挿入用
医療器具によれば、これを体内、例えば血管内に挿入す
るとき、該医療器具の先端部が血管に接触する荷重（外
力）が手元で計測できるようになり、挿入状態が数値で
把握できるようになる。したがって、血管内壁を突き破
ったり、損傷を与えることが防止され、安全に体内の目
的個所に挿入することが可能となる。また、チューブの
先端面に突起部を形成し、さらにこの突起部の直下方向
のチューブの側面にスリットを形成する構成とし、微小
の外力に対しても充分に感知できる弾性構造を形成する
とともに、この構造近傍にストレインゲージを配設する
ので、極めて高感度な触覚センサがえられ、体内挿入用
医療器具を、より安全に体内の目的個所に挿入すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す触覚機能を具備する体
内挿入用医療器具の斜視図である。

【図２】触覚センサ部に外力が加わった場合の動作を示
す斜視図である。

【図３】突起部およびスリットを設けた構成の触覚セン
サ部に外力が加わった場合の動作を示す部分斜視図であ
る。

【図４】本発明の触覚センサ部の構成を示す部分拡大斜
視図である。

【図５】本発明の触覚機能を具備する体内挿入用医療器
具におけるストレインゲージの回路接続構造を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１ ストレインゲージ ２ チューブ ３ 先端縁 Ａ 触覚センサ部 Ｂ 体内挿入用医療器具 Ｓ 触覚機能を具備する体内挿入用医療器具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠山 修 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 植田 益充 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 山本 啓介 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 伊藤 弘孝 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 渡部 民重 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チューブの先端縁近傍にストレインゲー
   ジを配設してなる触覚センサ部を、体内挿入用医療器具
   の先端部に取着してなる触覚機能を具備する体内挿入用
   医療器具。
2. 【請求項２】 チューブが、その先端面に接触圧力担体
   を有するとともに、この接触圧力担体の直下方向の側面
   にスリットを形成してなるものである請求項１記載の触
   覚機能を具備する体内挿入用医療器具。