JPH09135906A - Sensor for intra-corporeal medical instrument - Google Patents

Sensor for intra-corporeal medical instrument

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Publication number
JPH09135906A
JPH09135906A JP7299709A JP29970995A JPH09135906A JP H09135906 A JPH09135906 A JP H09135906A JP 7299709 A JP7299709 A JP 7299709A JP 29970995 A JP29970995 A JP 29970995A JP H09135906 A JPH09135906 A JP H09135906A
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JP
Japan
Prior art keywords
sensor
resin member
electrodes
elastic resin
external force
Prior art date
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Pending
Application number
JP7299709A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Murate
真 村手
Hitoshi Iwata
仁 岩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokai Rika Co Ltd
Original Assignee
Tokai Rika Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokai Rika Co Ltd filed Critical Tokai Rika Co Ltd
Priority to JP7299709A priority Critical patent/JPH09135906A/en
Publication of JPH09135906A publication Critical patent/JPH09135906A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small and cheap sensor for an intra-corporeal medical instrument having a simple structure which can certainly sense a pressure applied to the end of the instrument. SOLUTION: This sensor 3 is attached to the tip of an intra-corporeal medical instrument 1 such as a catheter and performs a sensing operation at the position. A resilient resin member 4 constructing the sensor 3 includes a conductive substance and electrodes 5a, 5b, 6a, and 6b are arranged at a plurality of positions in the resilient resin member 4 so as to be apart from each other. Pairs among the electrodes 5a, 5b, 6a, and 6b, that is, 5a-5b and 6a-6b are arranged so as to be along an axial line C1 of the resilient resin member 4. Consequently, the degree of deformation of the resilient resin member 4 is sensed on the basis of a change in value of resistance between the electrodes 5a-5b and between the electrodes 6a-6b.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、体内挿入式医療器
具用のセンサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor for an internal medical instrument.

【0002】[0002]

【従来の技術】人体内にある各種の管の中に挿入されそ
こで治療行為等を行う医療器具として、例えば内視鏡や
カテーテル等が従来より知られている。この種の器具
は、通常、体内に挿入される細いガイドチューブと、そ
のガイドチューブを体外にて操作するためにガイドチュ
ーブの基端部に設けられた操作手段とによって成り立っ
ている。また、同ガイドチューブの中には、それぞれの
医療器具において必要な機構、例えば医療用カテーテル
では投薬管やバルーン拡張用の送気管など、内視鏡では
送光手段としての光ファイバなどが収容されている。
2. Description of the Related Art For example, endoscopes and catheters have been conventionally known as medical instruments which are inserted into various kinds of pipes inside a human body and perform a medical treatment there. This kind of device usually comprises a thin guide tube to be inserted into the body and an operating means provided at the proximal end of the guide tube for operating the guide tube outside the body. Further, in the guide tube, a mechanism necessary for each medical device, for example, a medication tube or an air supply tube for balloon expansion in a medical catheter, and an optical fiber as a light transmission means in an endoscope are housed. ing.

【0003】例えば内視鏡を使用するオペレータは、操
作手段によってガイドチューブの先端を操作しながらガ
イドチューブを押し進め、その先端を目的の箇所まで確
実に到達させる必要がある。しかし、体内にある管は必
ずしも直線状ではなく、部分的に屈曲していたり分岐し
ていることが少なくない。それゆえ、熟練度の低いオペ
レータは、所望の部位でない部位に先端を誘導してしま
う場合がある。
For example, an operator who uses an endoscope needs to push the guide tube forward while operating the tip of the guide tube by operating means so as to surely reach the target portion. However, the tube in the body is not always straight, and it is often the case that it is partially bent or branched. Therefore, an operator with low skill may guide the tip to a site that is not the desired site.

【0004】その一方、熟練度の高いオペレータは、ガ
イドチューブの挿入抵抗の増加を自分の手の感覚によっ
て認識することにより屈曲部の存在等を予測し、それに
応じて進行方向を決定する。ところが、熟練度の高いオ
ペレータといえども操作を勘に頼っていることから、常
に目的の箇所に誘導できるとは限らない。
On the other hand, an operator with a high degree of skill predicts the presence of a bent portion and the like by recognizing the increase in the insertion resistance of the guide tube by the sense of his / her own hand, and determines the traveling direction accordingly. However, even an operator with a high degree of skill depends on the operation, and therefore cannot always guide the user to the intended place.

【0005】上記のような問題を解消するための方策と
しては、例えばガイドチューブの先端に何らかのセンサ
を設け、管内壁との接触によって受ける圧力の大きさ・
方向をそのセンサで測定すると考えられている。また、
かかる発想を具体化した例としては、特開平6−190
050号公報に開示された技術がある。
As a measure for solving the above problems, for example, some kind of sensor is provided at the tip of the guide tube, and the magnitude of the pressure received by the contact with the inner wall of the tube is
It is believed to measure direction with the sensor. Also,
As an example of embodying such an idea, Japanese Patent Laid-Open No. 6-190
There is a technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 050.

【0006】この公報の医療器具においては、ガイドチ
ューブの先端に触覚センサが取り付けられている。この
触覚センサは、圧力を検出するためのストレインゲージ
を軟質チューブの先端縁近傍に配設することによって構
成されている。より詳細にいうと、前記軟質チューブの
先端縁に複数のビームとスリットとが形成され、主とし
て同ビームの部分にストレインゲージが配設されてい
る。従って、管内壁にセンサが接触すると、外力によっ
てビームが弾性変形する。このとき、ストレインゲージ
がビームの歪みを電気インピーダンスに変換して外部に
出力する。その結果、ガイドチューブの先端が受ける圧
力の大きさ・方向が検知され、オペレータが操作する際
における進行方向決定の際の便宜が図られるようになっ
ている。
In the medical device of this publication, a tactile sensor is attached to the tip of the guide tube. This tactile sensor is configured by disposing a strain gauge for detecting pressure near the tip edge of the soft tube. More specifically, a plurality of beams and slits are formed in the tip edge of the soft tube, and a strain gauge is mainly arranged in the beam portion. Therefore, when the sensor contacts the inner wall of the tube, the beam is elastically deformed by the external force. At this time, the strain gauge converts the distortion of the beam into electrical impedance and outputs it to the outside. As a result, the magnitude and direction of the pressure applied to the distal end of the guide tube is detected, and the convenience for determining the traveling direction when the operator operates is designed.

【0007】また、このような触覚センサの代わりに、
圧力検知部としてのダイヤフラムを有する半導体式圧力
センサ等を設けることも従来より提案されている。な
お、この種のセンサは全体の小型化に向いているという
利点を持つ。
Also, instead of such a tactile sensor,
It has been conventionally proposed to provide a semiconductor pressure sensor having a diaphragm as a pressure detection unit. Note that this type of sensor has an advantage that it is suitable for downsizing as a whole.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の体内
挿入式医療器具用のセンサには、以下のような問題があ
る。
However, the above-mentioned sensor for a medical instrument inserted into the body has the following problems.

【0009】i)ストレインゲージを利用した触覚センサ
の場合、センサの先端縁に微細なビーム、スリット及び
ストレインゲージを形成する必要があるため、どうして
も構成が複雑になりかつその製造も困難になる。また、
このような構成であると、センサの小型化が妨げられる
おそれもある。
I) In the case of a tactile sensor using a strain gauge, since it is necessary to form a fine beam, a slit and a strain gauge on the tip edge of the sensor, the structure is inevitably complicated and its manufacture is difficult. Also,
With such a configuration, miniaturization of the sensor may be hindered.

【0010】ii) 近年、体内挿入式医療器具(正確には
被挿入部分であるガイドチューブやセンサ等)は、AI
DS等のようなウィルスの二次感染を防止すべく、使い
捨てにされることが常識化しつつある。従って、それに
使用されるセンサは安価なものであることが好ましい。
しかし、半導体式圧力センサは現状において高価である
ため、この条件を満たしているとはいえない。また、ス
トレインゲージを利用した触覚センサも上記のように製
造上の困難性があることから、ある程度高価なものとな
ってしまうことは避けられない。ゆえに、同センサも前
記条件を満たしているとは言いがたい。
Ii) In recent years, medical instruments that can be inserted into the body (to be exact, guide tubes, sensors, etc. that are inserted portions) have been
In order to prevent secondary infection of viruses such as DS, it is becoming common practice to dispose of it. Therefore, it is preferable that the sensor used therefor be inexpensive.
However, since the semiconductor pressure sensor is expensive at present, it cannot be said that this condition is satisfied. Further, since the tactile sensor using the strain gauge has the difficulty in manufacturing as described above, it is inevitable that the tactile sensor becomes expensive to some extent. Therefore, it cannot be said that the sensor also satisfies the above conditions.

【0011】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その主目的は、器具の先端に加わる圧力を確実
にセンシングすることができるばかりでなく、構造が簡
単であって小型かつ安価な体内挿入式医療器具用のセン
サを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and its main purpose is not only to be able to reliably detect the pressure applied to the tip of an instrument, but also to have a simple structure, which is small and inexpensive. Another object of the present invention is to provide a sensor for a medical instrument that can be inserted into the body.

【0012】また、本発明の別の目的は、生体に対する
適合性の高い体内挿入式医療器具用のセンサを提供する
ことにある。
[0012] Another object of the present invention is to provide a sensor for an implantable medical device which is highly compatible with the living body.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に記載の発明では、体内挿入式医療器具
の先端に取り付られ、その位置においてセンシングを行
うセンサであって、導電性物質を含む弾性樹脂部材にお
ける複数の箇所に電極が離間して配置され、前記電極間
の抵抗値の変化に基づいて前記弾性樹脂部材の変形度合
いが検知されるように構成された体内挿入式医療器具用
のセンサをその要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is a sensor which is attached to the distal end of an internal-insertion-type medical instrument and which performs sensing at that position, Electrodes inserted at a plurality of locations in an elastic resin member containing a conductive substance are separated from each other, and the degree of deformation of the elastic resin member is detected based on a change in resistance value between the electrodes. The gist is a sensor for a medical device.

【0014】請求項2に記載の発明は、請求項1におい
て、前記弾性樹脂部材は中空状であるとしている。請求
項3に記載の発明は、請求項2において、前記弾性樹脂
部材は筒状体であり、前記複数の電極はその筒状体の内
周面に配置されているとしている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the elastic resin member is hollow. According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the elastic resin member is a tubular body, and the plurality of electrodes are arranged on an inner peripheral surface of the tubular body.

【0015】請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3
のいずれか1項において、前記複数の電極のうち一つの
対をなすもの同士は、前記弾性樹脂部材の軸線方向に沿
って並ぶように配置されているとしている。
The invention according to a fourth aspect is the first to the third aspects.
In any one of the above items, one pair of the plurality of electrodes is arranged so as to be aligned along the axial direction of the elastic resin member.

【0016】請求項5に記載の発明は、請求項1乃至3
のいずれか1項において、前記複数の電極は二対であ
り、それらのうちの一対は、前記弾性樹脂部材の軸線を
基準として他の一対と90°をなすように配置されてい
るとしている。
The invention according to claim 5 is the same as claims 1 to 3.
In any one of the above items, the plurality of electrodes are two pairs, and one of them is arranged so as to form an angle of 90 ° with another pair with respect to the axis of the elastic resin member.

【0017】請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5
のいずれか1項において、前記弾性樹脂部材及び前記電
極は、生体適合性材料からなる保護層によって被覆され
ているとしている。
[0017] The invention according to claim 6 is the invention according to claims 1 to 5.
In any one of the above items, the elastic resin member and the electrode are covered with a protective layer made of a biocompatible material.

【0018】請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6
のいずれか1項において、前記弾性樹脂部材は、シリコ
ーンゴムにカーボン粒子を分散させてなるものであると
している。
The invention according to claim 7 is the invention according to claims 1 to 6
In any one of the above items, the elastic resin member is formed by dispersing carbon particles in silicone rubber.

【0019】請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7
のいずれか1項において、前記電極は、金または白金か
らなる電極であるとしている。次に、本発明の「作用」
について説明する。
The invention as defined in claim 8 is defined by claim 1 through claim 7.
In any one of the above items, the electrode is an electrode made of gold or platinum. Next, the "action" of the present invention
Will be described.

【0020】請求項1に記載の発明によると、センサを
構成する弾性樹脂部材には弾力性があるため、外部から
の圧力を受けると弾性変形し、その外力がなくなると元
の形状に復帰する。また、弾性樹脂部材は導電性物質を
含んでいるため、離間して配置された電極間にはある程
度の電流が流れうる。
According to the first aspect of the invention, since the elastic resin member forming the sensor has elasticity, it elastically deforms when pressure is applied from the outside, and returns to its original shape when the external force disappears. . Further, since the elastic resin member contains a conductive substance, a certain amount of current can flow between the electrodes arranged apart from each other.

【0021】外力が加わることにより弾性樹脂部材に弾
性変形が生じると、外力の方向によっては電極間の距離
が増減し、それに伴って電極間の抵抗値も増減する。即
ち、この弾性樹脂部材は、いわば電極間に接続された抵
抗体であると把握することもできる。従って、この抵抗
値の変化に基づいて弾性樹脂部材の変形度合いを検知す
ることができ、さらにはそのような変形をもたらしてい
る外力の方向・大きさを検知することができる。以上の
ように、本発明のセンサによれば、器具の先端に加わる
圧力を確実にセンシングすることができる。
When the elastic resin member is elastically deformed by the application of an external force, the distance between the electrodes is increased or decreased depending on the direction of the external force, and the resistance value between the electrodes is also increased or decreased accordingly. That is, it can be understood that this elastic resin member is, so to speak, a resistor connected between the electrodes. Therefore, the degree of deformation of the elastic resin member can be detected based on the change in the resistance value, and further, the direction and magnitude of the external force causing such deformation can be detected. As described above, according to the sensor of the present invention, the pressure applied to the tip of the instrument can be reliably sensed.

【0022】また、本発明のセンサでは、ビーム、スリ
ット及びストレインゲージ等を形成する必要がないの
で、上記した従来のセンサに比較して構成が簡単にな
る。よって、小型化が容易でありかつ製造の困難性も小
さい。また、製造の困難性が小さくなる結果、従来のセ
ンサに比べて安価なものとすることができる。このこと
はセンサの使い捨てを許容することにもつながる。
Further, in the sensor of the present invention, it is not necessary to form a beam, a slit, a strain gauge, etc., so that the structure is simple as compared with the above-mentioned conventional sensor. Therefore, miniaturization is easy, and manufacturing difficulty is small. Further, as a result of less manufacturing difficulty, the sensor can be made cheaper than the conventional sensor. This also allows the sensor to be disposable.

【0023】請求項2に記載の発明によると、上記作用
に加えて次のような作用がある。即ち、弾性樹脂部材が
中空状であるため、外力が加わったときの弾性変形の度
合いが大きくなる。従って、中空状でない場合に比較し
て、センシング感度が向上する。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above actions, the following actions are provided. That is, since the elastic resin member is hollow, the degree of elastic deformation increases when an external force is applied. Therefore, the sensing sensitivity is improved as compared with the case where it is not hollow.

【0024】請求項3に記載の発明によると、上記作用
に加えて次のような作用がある。即ち、弾性樹脂部材が
筒状体であると、その開口に器具の先端を嵌着すること
ができる。このため、取り付け・取り外しの作業が容易
になる。また、弾性樹脂部材が筒状体であると、軸線方
向に沿って通り抜ける光が遮られないため、例えば内視
鏡用のセンサとして使用することが可能となる。
According to the invention described in claim 3, in addition to the above-mentioned action, there is the following action. That is, when the elastic resin member is a tubular body, the tip of the instrument can be fitted into the opening. Therefore, the work of attachment / detachment becomes easy. Further, when the elastic resin member is a tubular body, light passing through along the axial direction is not blocked, so that it can be used as, for example, a sensor for an endoscope.

【0025】請求項4に記載の発明によると、上記作用
に加えて次のような作用がある。中心軸線方向(即ちZ
軸方向)からの外力が加わると、弾性樹脂部材はその外
力の大きさ・方向に応じて伸長または収縮し、それに伴
って電極間の抵抗値も増減する。従って、Z軸方向の外
力の大きさ・方向を検知することができる。さらに、中
心軸線方向に直交する方向(即ちX−Y軸方向)からの
外力が加わると、弾性樹脂部材の頭部はいずれかの方向
に傾倒する。この場合、弾性樹脂部材の周面には伸長部
位と収縮部位とができ、同部位に電極が存在していれば
それに伴って電極間の抵抗値が増減する。従って、一定
の場合には、X−Y軸方向の外力の大きさ・方向を検知
することも可能である。
According to the invention of claim 4, in addition to the above-mentioned action, there is the following action. Central axis direction (ie Z
When an external force from (axial direction) is applied, the elastic resin member expands or contracts according to the magnitude and direction of the external force, and the resistance value between the electrodes accordingly increases or decreases. Therefore, the magnitude and direction of the external force in the Z-axis direction can be detected. Furthermore, when an external force is applied from a direction orthogonal to the central axis direction (that is, the XY axis direction), the head of the elastic resin member tilts in either direction. In this case, an extension portion and a contraction portion are formed on the peripheral surface of the elastic resin member, and if electrodes are present at the same portion, the resistance value between the electrodes increases or decreases accordingly. Therefore, in a fixed case, it is also possible to detect the magnitude and direction of the external force in the X-Y axis direction.

【0026】請求項5に記載の発明によると、上記の作
用に加えて次のような作用がある。即ち、二対の電極が
互いに直交した配置関係にあることから、X軸方向から
の外力の大きさ・方向及びY軸方向からの外力の大きさ
・方向の両方を確実に検知することができる。
According to the invention of claim 5, in addition to the above-mentioned action, there is the following action. That is, since the two pairs of electrodes are arranged in a mutually orthogonal relationship, both the magnitude and direction of the external force from the X-axis direction and the magnitude and direction of the external force from the Y-axis direction can be reliably detected. .

【0027】請求項6に記載の発明によると、生体適合
性材料からなる保護層で被覆しておくことにより、弾性
樹脂部材及び電極と生体内物質との直接的な接触が回避
される。このため、仮に弾性樹脂部材や電極が生体適合
性材料でなかったとしても、センサ全体としては生体に
対する適合性の高いものとすることができる。なお「生
体適合性がある」とは、血液、リンパ液、その他の生体
内物質との反応性が低いことをいう。
According to the sixth aspect of the present invention, by covering with the protective layer made of the biocompatible material, direct contact between the elastic resin member and the electrode and the in-vivo substance is avoided. Therefore, even if the elastic resin member or the electrode is not a biocompatible material, the sensor as a whole can be highly compatible with the living body. The term “having biocompatibility” means low reactivity with blood, lymph, and other substances in the body.

【0028】請求項7に記載の発明によると、シリコー
ンゴムは、適度の弾力性を有するばかりでなく、生体適
合性がある材料でもある。また、シリコーンゴムに分散
されるカーボン粒子も、生体適合性がある材料であると
考えてよい。従って、センサを生体に対する適合性の高
いものとすることができる。
According to the invention described in claim 7, the silicone rubber is not only a material having appropriate elasticity but also a material having biocompatibility. Further, the carbon particles dispersed in the silicone rubber may be considered to be a biocompatible material. Therefore, the sensor can be made highly compatible with the living body.

【0029】請求項8に記載の発明によると、金または
白金からなる電極は、生体適合性がある材料であるた
め、センサを生体に対する適合性の高いものとすること
ができる。
According to the eighth aspect of the present invention, since the electrode made of gold or platinum is a biocompatible material, the sensor can be made highly compatible with a living body.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図1〜図5に基づき詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS.

【0031】体内挿入式医療器具の一種であるこの血管
拡張用カテーテル1は、体内に挿入される細いガイドチ
ューブと、それを体外にて操作するためにガイドチュー
ブの基端部に設けられる操作手段とによって成り立って
いる。前記操作手段は、例えばガイドチューブ内に挿入
された複数本のワイヤと、それらを操作するワイヤ操作
部とによって構成されている。また、ガイドチューブの
基端部には、エアコンプレッサが設けられている。
This vascular dilatation catheter 1, which is a type of medical instrument inserted into the body, has a thin guide tube to be inserted into the body and an operating means provided at the proximal end of the guide tube for operating the guide tube outside the body. It consists of and. The operation means is composed of, for example, a plurality of wires inserted in a guide tube and a wire operation section for operating them. An air compressor is provided at the base end of the guide tube.

【0032】前記エアコンプレッサには、バルーン拡張
用の送気管が接続されている。この送気管はガイドチュ
ーブ内に挿通されており、その先端側はガイドチューブ
の先端口から突出されている。なお、図示しない血管拡
張用のバルーンは、この送気管の先端2から数センチほ
ど基端側に戻った位置に設けられている。前記バルーン
には、送気管を介して圧縮空気が供給される。すると、
同バルーンが膨張することにより、狭窄した血管が拡張
されるようになっている。
An air supply pipe for balloon expansion is connected to the air compressor. This air supply pipe is inserted into the guide tube, and the tip end side thereof projects from the tip end port of the guide tube. A balloon for vasodilation (not shown) is provided at a position that is returned from the tip 2 of the air supply tube to the base end side by several centimeters. Compressed air is supplied to the balloon via an air supply pipe. Then
When the balloon is inflated, the narrowed blood vessel is expanded.

【0033】図1に示されるように、この送気管の先端
2には、センサ3が取り付けられている。このセンサ3
を構成する弾性樹脂部材4は、シリコーンゴムに導電性
物質であるカーボン粒子を不均一に分散させてなる、い
わゆる感圧ゴムである。この弾性樹脂部材4は、送気管
よりもひとまわり大きく、全体として円柱状を呈してい
る。弾性樹脂部材4の底面には凹部が形成されており、
その凹部には送気管の先端2が嵌着されている。
As shown in FIG. 1, a sensor 3 is attached to the tip 2 of this air supply pipe. This sensor 3
The elastic resin member 4 constituting is a so-called pressure-sensitive rubber in which carbon particles as a conductive substance are non-uniformly dispersed in silicone rubber. The elastic resin member 4 is slightly larger than the air supply pipe and has a cylindrical shape as a whole. A recess is formed on the bottom surface of the elastic resin member 4,
The tip 2 of the air supply tube is fitted in the recess.

【0034】弾性樹脂部材4の外周面には、金または白
金からなる二対の電極5a,5b,6a,6bが互いに
離間して配置されている。なお、これらの電極5a,5
b,6a,6bは、例えば導電性接着剤を用いて外周面
に貼り付けられる。
On the outer peripheral surface of the elastic resin member 2, two pairs of electrodes 5a, 5b, 6a, 6b made of gold or platinum are arranged apart from each other. In addition, these electrodes 5a, 5
b, 6a, 6b are attached to the outer peripheral surface using, for example, a conductive adhesive.

【0035】4つの電極5a,5b,6a,6bのう
ち、5a,5bは主としてX軸方向の外力を検知するた
めのものであり、6a,6bは主としてY軸方向の外力
を検知するためのものである。一つの対をなすX軸方向
用電極5a,5bは、弾性樹脂部材4の軸線C1 方向に
沿って並ぶように配置されている。同じく、一つの対を
なすY軸方向用電極6a,6bも、弾性樹脂部材4の軸
線C1 方向に沿って並ぶように配置されている。なお、
X軸方向用電極5a,5bとY軸方向用電極6a,6b
とは、弾性樹脂部材4の軸線を基準として互いに90°
をなしている。また、図1に示されるように、X軸方向
用電極5a,5b間の距離とY軸方向用電極6a,6b
間の距離とは、外力が加わっていない状態において等し
くなるように設計されている。
Of the four electrodes 5a, 5b, 6a and 6b, 5a and 5b are mainly for detecting an external force in the X-axis direction, and 6a and 6b are mainly for detecting an external force in the Y-axis direction. It is a thing. The pair of X-axis direction electrodes 5a and 5b are arranged side by side along the direction of the axis C1 of the elastic resin member 4. Similarly, the pair of Y-axis direction electrodes 6a and 6b are also arranged so as to be aligned along the direction of the axis C1 of the elastic resin member 4. In addition,
X-axis direction electrodes 5a and 5b and Y-axis direction electrodes 6a and 6b
And 90 ° with respect to the axis of the elastic resin member 4
Has made. In addition, as shown in FIG. 1, the distance between the X-axis direction electrodes 5a and 5b and the Y-axis direction electrodes 6a and 6b.
The distance between them is designed to be equal when no external force is applied.

【0036】前記各電極5a,5b,6a,6bには、
例えばはんだ付け等によってそれぞれ配線7の一端が接
続されている。これらの配線7は、弾性樹脂部材4に対
して絶縁されており、ガイドチューブ内を通り抜けてそ
の基端部まで到っている。また、基端部まで到った配線
7の端部は、抵抗値を測定した結果を画面に表示する機
能を有するコンピュータの入力側に接続されている。
Each of the electrodes 5a, 5b, 6a and 6b has
For example, one end of each wiring 7 is connected by soldering or the like. These wires 7 are insulated from the elastic resin member 4, pass through the inside of the guide tube, and reach the base end portion thereof. Further, the end of the wiring 7 reaching the base end is connected to the input side of a computer having a function of displaying the result of measuring the resistance value on the screen.

【0037】そして、弾性樹脂部材4、電極5a,5
b,6a,6b及び配線7は、生体適合性材料からなる
保護層としてのシリコーンゴムカバー8によって全体的
に被覆されている。
Then, the elastic resin member 4, the electrodes 5a, 5
The b, 6a, 6b and the wiring 7 are entirely covered with a silicone rubber cover 8 as a protective layer made of a biocompatible material.

【0038】弾性樹脂部材4と管内壁等とが接触する
と、同弾性樹脂部材4は外部から圧力を受けることにな
る。その際、弾性樹脂部材4には弾性変形が生じる。ま
た、その外力がなくなると、弾性樹脂部材4は元の形状
に復帰する。
When the elastic resin member 4 comes into contact with the inner wall of the pipe or the like, the elastic resin member 4 receives pressure from the outside. At that time, elastic deformation occurs in the elastic resin member 4. When the external force disappears, the elastic resin member 4 returns to its original shape.

【0039】図2(a)のグラフには、X軸方向におけ
る弾性変形の度合い(Δx)とX軸方向の外力の大きさ
(Fx)との関係が示されている。「X軸方向における
弾性変形の度合いΔx」とは、ここでは、−X方向から
+X方向へ外力が加わった場合の弾性変形に伴って弾性
樹脂部材4の先端面が移動する距離と定義する。同グラ
フにおいて、横軸はΔxであり、縦軸はFxである。両
者の関係は次の式(1)で表される。
The graph of FIG. 2 (a) shows the relationship between the degree of elastic deformation (Δx) in the X-axis direction and the magnitude of external force (Fx) in the X-axis direction. The “degree of elastic deformation Δx in the X-axis direction” is defined herein as the distance that the tip end surface of the elastic resin member 4 moves in response to elastic deformation when an external force is applied from −X direction to + X direction. In the graph, the horizontal axis is Δx and the vertical axis is Fx. The relationship between the two is expressed by the following equation (1).

【0040】 Fx=k・Δx …(1) 〔なお、kは弾性樹脂部材4の寸法や材質等によって求
まる弾性係数〕 従って、前記式(1)式は原点を通る単純増加直線とな
り、FxとΔxとは正比例の関係となる。
Fx = k · Δx (1) [where k is an elastic coefficient determined by the size and material of the elastic resin member 4] Therefore, the above equation (1) is a simple increasing straight line passing through the origin, and Fx and It has a direct proportional relationship with Δx.

【0041】同様に、図2(b)のグラフには、Y軸方
向における弾性変形の度合い(Δy)とY軸方向の外力
の大きさ(Fy)との関係が示されている。「Y軸方向
における弾性変形の度合いΔy」とは、ここでは、−Y
方向から+Y方向へ外力が加わった場合の弾性変形に伴
って弾性樹脂部材4の先端面が移動する距離と定義す
る。また、図2(c)のグラフには、Z軸方向における
弾性変形の度合い(Δz)とZ軸方向の外力の大きさ
(Fz)との関係が示されている。「Z軸方向における
弾性変形の度合いΔz」とは、ここでは、−Z方向から
+Z方向へ外力が加わった場合の弾性変形に伴って弾性
樹脂部材4の先端面が移動する距離と定義する。そし
て、FyとΔyとの関係、FzとΔzとの関係は次式の
ようになる。
Similarly, the graph of FIG. 2B shows the relationship between the degree of elastic deformation in the Y-axis direction (Δy) and the magnitude of the external force in the Y-axis direction (Fy). The “degree of elastic deformation Δy in the Y-axis direction” is −Y here.
Direction is defined as the distance that the tip end surface of the elastic resin member 4 moves due to elastic deformation when an external force is applied in the + Y direction. The graph of FIG. 2C shows the relationship between the degree of elastic deformation in the Z-axis direction (Δz) and the magnitude of the external force in the Z-axis direction (Fz). The “degree of elastic deformation Δz in the Z-axis direction” is defined herein as the distance that the tip end surface of the elastic resin member 4 moves in accordance with the elastic deformation when an external force is applied from −Z direction to + Z direction. Then, the relationship between Fy and Δy and the relationship between Fz and Δz are as follows.

【0042】 Fy=k・Δy …(2) Fz=k・Δz …(3) 従って、前記式(2),式(3)は、いずれも原点を通
る単純増加直線となる。また、Fy及びΔy、Fz及び
Δzは、ともに正比例の関係となる。
Fy = kΔy (2) Fz = kΔz (3) Therefore, both the equations (2) and (3) are simple increasing straight lines passing through the origin. Further, Fy and Δy, and Fz and Δz are in direct proportion.

【0043】続いて、前記センサ3によるセンシング方
法について説明する。センシングを行うにあたって、ま
ずX軸方向用電極5a−5b間、及びY軸方向用電極6
a−6b間には通電がなされる。弾性樹脂部材4には導
電性のカーボン粒子が分散されているので、対をなす電
極5a−5b間,電極6a−6b間にはある程度の電流
が流れる。また、いずれの方向からも外力が加わってい
ない図1の初期状態では、X軸方向用電極5a−5b間
の抵抗値RxはRx0 となり、Y軸方向用電極6a−6
b間の抵抗値RyはRy0 となる。ちなみに、本実施形
態のセンサ3では、電極5a−5b間の距離と電極6a
−6b間の距離とが等しいので、Rx0 =Ry0 とな
る。
Next, a sensing method by the sensor 3 will be described. In performing the sensing, first, between the electrodes 5a-5b for the X-axis direction and the electrode 6 for the Y-axis direction.
Power is supplied between a-6b. Since conductive carbon particles are dispersed in the elastic resin member 4, a certain amount of current flows between the pair of electrodes 5a-5b and between the electrodes 6a-6b. Further, in the initial state of FIG. 1 are not subjected to any external force from any direction, the resistance value Rx is Rx 0 becomes between X-axis direction electrodes 5a-5b, Y-axis electrode 6a-6
The resistance value Ry between b is Ry 0 . Incidentally, in the sensor 3 of the present embodiment, the distance between the electrodes 5a-5b and the electrode 6a are
Since the distance between −6b is equal, Rx 0 = Ry 0 .

【0044】図3(a)には、+X方向から−X方向へ
外力が加わっているときの弾性樹脂部材4の変形の様子
が示されている。図3(b)のグラフには、そのときの
弾性樹脂部材4の弾性変形の度合い(Δx)と電極5a
−5b間の抵抗値(Rx)との関係が示されている。な
お、グラフでは、符号Rxは電極5a−5b間にある仮
想の抵抗体を示すものとしても使用されている。また、
同グラフには、Rx0を通る単純増加直線が描かれてい
る。従って、Δx>0のときにはRxはRx0よりも大
きくなり、逆にΔx<0のときにはRxはRx0 よりも
小さくなる。
FIG. 3A shows how the elastic resin member 4 is deformed when an external force is applied from the + X direction to the -X direction. In the graph of FIG. 3B, the degree of elastic deformation (Δx) of the elastic resin member 4 at that time and the electrode 5a are shown.
The relationship with the resistance value (Rx) between −5b is shown. In the graph, the symbol Rx is also used as a virtual resistor between the electrodes 5a-5b. Also,
In the same graph, a simple increasing straight line passing through Rx 0 is drawn. Therefore, when Δx> 0, Rx becomes larger than Rx 0 , and conversely, when Δx <0, Rx becomes smaller than Rx 0 .

【0045】+X方向から−X方向へ外力が加わってい
る場合、弾性樹脂部材4の頭部は−X方向に傾倒する
(図3(a) 参照)。また、このとき弾性樹脂部材4の周
面には、伸長部位と収縮部位とができる。なお、伸長・
収縮の程度は、前記先端面の移動距離に比例したものと
なる。傾倒している側にあたる部位、即ち電極5a−5
bが設置されている部位が収縮部位となる。よって、電
極5a−5b間の距離は短くなり、Δxは負の値にな
る。従って、Rxの値は減少する。逆に、この収縮部位
のちょうど反対側にあたる部位が伸長部位となる。な
お、伸長部位と収縮部位との中間にあたる部位、即ち電
極6a−6bが設置されている部位には、ほとんど弾性
変形が起こらない。よって、電極6a−6b間の距離は
変化せず、Δy=0となる。従って、Ryの値は変わら
ない。
When an external force is applied from the + X direction to the -X direction, the head of the elastic resin member 4 tilts in the -X direction (see FIG. 3 (a)). In addition, at this time, an extension portion and a contraction portion are formed on the peripheral surface of the elastic resin member 4. In addition,
The degree of contraction is proportional to the moving distance of the tip surface. The part corresponding to the tilted side, that is, the electrode 5a-5
The site where b is installed becomes the contraction site. Therefore, the distance between the electrodes 5a-5b becomes short, and Δx becomes a negative value. Therefore, the value of Rx decreases. On the contrary, the site on the opposite side of this contraction site is the extension site. It should be noted that elastic deformation hardly occurs at the part between the extension part and the contraction part, that is, the part where the electrodes 6a-6b are installed. Therefore, the distance between the electrodes 6a-6b does not change, and Δy = 0. Therefore, the value of Ry does not change.

【0046】すると、コンピュータは、Ryに変化がな
くRxのみが増加した事実を、例えばディスプレイ画面
上に表示する。この場合、オペレータは、Δx=0(即
ちRx=Rx0 )となるようにカテーテル1を操作すれ
ばよい。より具体的にいうと、ワイヤ操作部を操作する
ことによって、センサ3の進行方向を−X方向に向けれ
ばよいことになる。
Then, the computer displays on the display screen, for example, the fact that Ry has not changed and only Rx has increased. In this case, the operator may operate the catheter 1 so that Δx = 0 (that is, Rx = Rx 0 ). More specifically, by operating the wire operation unit, the traveling direction of the sensor 3 should be directed to the −X direction.

【0047】ちなみに、−X方向から+X方向へ外力が
加わっている場合、弾性樹脂部材4の頭部は+X方向に
傾倒する(図示略)。この結果、電極5a−5b間の距
離は長くなり、Δxは正の値になる。従って、Rxの値
は増加する。なお、先端面の移動距離が大きいほど、電
極5a−5b間の距離が長くなる。なお、電極6a,6
bが設置されている部位にはほとんど弾性変形が起こら
ないため、Ryの値は変わらない。以上のことから、オ
ペレータは、センサ3の進行方向を+X方向に向ければ
よいことになる。
Incidentally, when an external force is applied in the + X direction from the -X direction, the head of the elastic resin member 4 tilts in the + X direction (not shown). As a result, the distance between the electrodes 5a-5b becomes long, and Δx becomes a positive value. Therefore, the value of Rx increases. The distance between the electrodes 5a-5b becomes longer as the moving distance of the tip end surface becomes larger. The electrodes 6a, 6
Since the elastic deformation hardly occurs in the part where b is installed, the value of Ry does not change. From the above, the operator should direct the traveling direction of the sensor 3 to the + X direction.

【0048】図4(a)には、+Y方向から−Y方向へ
外力が加わっているときの弾性樹脂部材4の変形の様子
が示されている。図4(b)のグラフには、そのときの
弾性樹脂部材4の弾性変形の度合い(Δy)と電極6a
−6b間の抵抗値(Ry)との関係が示されている。な
お、グラフでは、符号Ryは電極6a−6b間にある仮
想の抵抗体を示すものとしても使用されている。また、
同グラフには、Ry0を通る単純増加直線が描かれてい
る。従って、Δy>0のときにはRyはRy0よりも大
きくなり、逆にΔy<0のときにはRyはRy0 よりも
小さくなる。
FIG. 4A shows how the elastic resin member 4 is deformed when an external force is applied from the + Y direction to the -Y direction. In the graph of FIG. 4B, the degree of elastic deformation (Δy) of the elastic resin member 4 at that time and the electrode 6a are shown.
The relationship with the resistance value (Ry) between −6b is shown. In the graph, the symbol Ry is also used as a virtual resistor between the electrodes 6a and 6b. Also,
In the same graph, a simple increasing straight line passing through Ry 0 is drawn. Therefore, when Δy> 0, Ry becomes larger than Ry 0 , and conversely, when Δy <0, Ry becomes smaller than Ry 0 .

【0049】+Y方向から−Y方向へ外力が加わってい
る場合、弾性樹脂部材4の頭部は−Y方向に傾倒する
(図4(a) 参照)。また、このとき弾性樹脂部材4の周
面には、伸長部位と収縮部位とができる。なお、伸長・
収縮の程度は、前記先端面の移動距離に比例したものと
なる。傾倒している側にあたる部位、即ち電極6a,6
bが設置されている部位が収縮部位となる。よって、電
極6a−6b間の距離は短くなり、Δyは負の値にな
る。従って、Ryの値は減少する。逆に、この収縮部位
のちょうど反対側にあたる部位が伸長部位となる。な
お、伸長部位と収縮部位との中間にあたる部位、即ち電
極5a,5bが設置されている部位には、ほとんど弾性
変形が起こらない。よって、電極5a−5b間の距離は
変化せず、Δx=0となる。従って、Rxの値は変わら
ない。
When an external force is applied from the + Y direction to the −Y direction, the head of the elastic resin member 4 tilts in the −Y direction (see FIG. 4 (a)). In addition, at this time, an extension portion and a contraction portion are formed on the peripheral surface of the elastic resin member 4. In addition,
The degree of contraction is proportional to the moving distance of the tip surface. The part corresponding to the tilted side, that is, the electrodes 6a, 6
The site where b is installed becomes the contraction site. Therefore, the distance between the electrodes 6a-6b becomes short, and Δy becomes a negative value. Therefore, the value of Ry decreases. On the contrary, the site on the opposite side of this contraction site is the extension site. It should be noted that almost no elastic deformation occurs in the part between the extended part and the contracted part, that is, the part where the electrodes 5a and 5b are installed. Therefore, the distance between the electrodes 5a-5b does not change and Δx = 0. Therefore, the value of Rx does not change.

【0050】すると、コンピュータは、Rxに変化がな
くRyのみが増加した事実を、例えばディスプレイ画面
上に表示する。この場合、オペレータは、Δy=0(即
ちRy=Ry0 )となるようにカテーテル1を操作すれ
ばよい。より具体的にいうと、ワイヤ操作部を操作する
ことによって、センサ3を−Y方向に進行させればよい
ことになる。
Then, the computer displays on the display screen, for example, the fact that Rx has not changed and only Ry has increased. In this case, the operator may operate the catheter 1 so that Δy = 0 (that is, Ry = Ry 0 ). More specifically, it is sufficient to move the sensor 3 in the −Y direction by operating the wire operation unit.

【0051】ちなみに、−Y方向から+Y方向へ外力が
加わっている場合、弾性樹脂部材4の頭部は+Y方向に
傾倒する(図示略)。この結果、電極6a−6b間の距
離は長くなり、Δyは正の値になる。従って、Ryの値
は増加する。なお、電極5a,5bが設置されている部
位にはほとんど弾性変形が起こらないため、Rxの値は
変わらない。以上のことから、オペレータは、センサ3
を+Y方向に進行させればよいことになる。
Incidentally, when an external force is applied from the -Y direction to the + Y direction, the head of the elastic resin member 4 tilts in the + Y direction (not shown). As a result, the distance between the electrodes 6a-6b becomes long, and Δy becomes a positive value. Therefore, the value of Ry increases. The value of Rx does not change because almost no elastic deformation occurs in the portion where the electrodes 5a and 5b are installed. From the above, the operator is
Should be advanced in the + Y direction.

【0052】図5(a)には、−Z方向から+Z方向へ
外力が加わっているときの弾性樹脂部材4の変形の様子
が示されている。図5(b)のグラフには、そのときの
弾性樹脂部材4の弾性変形の度合い(Δz)と電極5a
−5b間の抵抗値(Rx)との関係が示されている。図
5(c)のグラフには、そのときの弾性樹脂部材4の弾
性変形の度合い(Δz)と電極6a−6b間の抵抗値
(Ry)との関係が示されている。
FIG. 5A shows how the elastic resin member 4 is deformed when an external force is applied from the -Z direction to the + Z direction. In the graph of FIG. 5B, the degree of elastic deformation (Δz) of the elastic resin member 4 at that time and the electrode 5a are shown.
The relationship with the resistance value (Rx) between −5b is shown. The graph of FIG. 5C shows the relationship between the degree of elastic deformation (Δz) of the elastic resin member 4 and the resistance value (Ry) between the electrodes 6a-6b at that time.

【0053】図5(b)のグラフには、Rx0 を通る単
純増加直線が描かれている。従って、Δz>0のときに
はRxはRx0 よりも大きくなり、逆にΔz<0のとき
にはRxはRx0 よりも小さくなる。図5(c)のグラ
フには、Ry0 を通る単純増加直線が描かれている。従
って、Δz>0のときにはRyはRy0 よりも大きくな
り、逆にΔz<0のときにはRyはRy0 よりも小さく
なる。
In the graph of FIG. 5B, a simple increasing straight line passing through Rx 0 is drawn. Therefore, when Δz> 0, Rx becomes larger than Rx 0 , and conversely, when Δz <0, Rx becomes smaller than Rx 0 . In the graph of FIG. 5C, a simple increasing straight line passing through Ry 0 is drawn. Therefore, Ry when the Delta] z> 0 is larger than Ry 0, Ry is smaller than Ry 0 when the opposite Delta] z <0.

【0054】−Z方向から+Z方向へ外力が加わってい
る場合、弾性樹脂部材4はZ軸方向に沿って全体的に収
縮することになる。なお、このときの収縮程度は、先端
面の移動距離に比例したものとなる。その結果、電極5
a−5b間の距離、電極6a−6b間の距離はいずれも
短くなる(図5(a) 参照)。よって、Δx,Δyは負の
値になり、Rx,Ryの値はともに減少する。
When an external force is applied from the -Z direction to the + Z direction, the elastic resin member 4 will contract entirely along the Z-axis direction. The degree of contraction at this time is proportional to the movement distance of the tip surface. As a result, the electrode 5
The distance between a-5b and the distance between the electrodes 6a-6b are both short (see FIG. 5 (a)). Therefore, Δx and Δy have negative values, and the values of Rx and Ry both decrease.

【0055】すると、コンピュータは、Rx,Ryが共
に減少したという事実を、例えばディスプレイ画面上に
表示する。この場合、オペレータは、Δx=0かつΔy
=0となるようにカテーテル1を操作すればよい。より
具体的にいうと、センサ3を進行させる力を弱めればよ
いことになる。
Then, the computer displays the fact that both Rx and Ry have decreased on, for example, the display screen. In this case, the operator has Δx = 0 and Δy
The catheter 1 may be operated so that = 0. More specifically, it is sufficient to weaken the force for moving the sensor 3.

【0056】ちなみに、+Z方向から−Z方向へ外力が
加わっている場合、弾性樹脂部材4Z軸方向に沿って全
体的に伸長することになる(図示略)。この結果、電極
5a−5b間の距離、電極6a−6b間の距離はともに
長くなり、Δx,Δyは正の値になる。従って、Rx,
Ryの値はともに増加する。
Incidentally, when an external force is applied from the + Z direction to the −Z direction, the elastic resin member 4 is wholly extended along the Z-axis direction (not shown). As a result, the distance between the electrodes 5a-5b and the distance between the electrodes 6a-6b both become long, and Δx and Δy have positive values. Therefore, Rx,
Both Ry values increase.

【0057】以下、本実施形態において特徴的な作用効
果を列挙する。 (イ)本実施形態によると、外力が加わることにより弾
性樹脂部材4に弾性変形が生じることから、電極5a−
5b間、6a−6b間の距離が増減し、それに伴って抵
抗値Rx,Ryも増減する。従って、この抵抗値Rx,
Ryの変化に基づいて弾性樹脂部材4の変形度合いΔ
x,Δy,Δzを検知することができ、さらにはそのよ
うな変形をもたらしている外力の方向・大きさを検知す
ることができる。以上のように、このセンサ3によれ
ば、血管拡張用カテーテル1の先端に加わる圧力を確実
にセンシングすることができる。よって、オペレータ
は、その先端を進行させるべき方向の決定を間違いなく
行うことができる。ゆえに、所望の部位ではない部位に
先端を誘導してしまうというような操作ミスの発生率が
極めて少なくなる。
The characteristic effects of this embodiment will be listed below. (A) According to the present embodiment, since the elastic resin member 4 is elastically deformed by the external force, the electrode 5a-
The distances between 5b and 6a-6b increase / decrease, and the resistance values Rx, Ry also increase / decrease accordingly. Therefore, this resistance value Rx,
Deformation degree Δ of the elastic resin member 4 based on the change of Ry
It is possible to detect x, Δy, and Δz, and further it is possible to detect the direction and magnitude of the external force causing such deformation. As described above, according to the sensor 3, the pressure applied to the tip of the blood vessel dilation catheter 1 can be reliably sensed. Therefore, the operator can definitely determine the direction in which the tip should be advanced. Therefore, the occurrence rate of operation mistakes such as guiding the tip to a site other than the desired site is extremely low.

【0058】(ロ)本実施形態の構成であると、ビー
ム、スリット及びストレインゲージ等を形成する必要が
ない。よって、従来のセンサに比較して構成が簡単にな
る。このため、小型化が容易でありかつ製造の困難性も
小さい。また、製造の困難性が小さくなる結果、従来の
センサに比べて安価なものとすることができる。このこ
とはセンサ3の使い捨てを許容することにもつながる。
(B) With the configuration of this embodiment, it is not necessary to form a beam, a slit, a strain gauge, or the like. Therefore, the structure is simpler than that of the conventional sensor. Therefore, it is easy to miniaturize and the manufacturing difficulty is small. Further, as a result of less manufacturing difficulty, the sensor can be made cheaper than the conventional sensor. This also allows the sensor 3 to be disposable.

【0059】(ハ)本実施形態では、二対の電極5a−
5b,6a−6bが互いに直交した配置関係にあり、さ
らに一つの対をなすもの同士は軸線C1 の方向に沿って
並んでいる。このため、X軸、Y軸及びZ軸という3つ
の方向の外力の大きさ・方向の両方を確実に検知するこ
とができる。
(C) In this embodiment, two pairs of electrodes 5a-
5b and 6a-6b are in a relation of being orthogonal to each other, and a pair of members are arranged along the direction of the axis C1. Therefore, it is possible to reliably detect both the magnitude and the direction of the external force in the three directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis.

【0060】(ニ)本実施形態によると、弾性樹脂部材
4、電極5a,5b,6a,6b及び配線7が、生体適
合性材料からなるシリコーンゴムラバー8で被覆されて
いる。従って、弾性樹脂部材4及び電極5a,5b,6
a,6b等と生体内物質(例えば血液等)との直接的な
接触が回避される。よって、血栓等の発生を未然に防止
することができ、生体に対する適合性の高いセンサ3と
することができる。なお、シリコーンゴムラバー8によ
る被覆を施しておけば、弾性樹脂部材4や電極5a,5
b,6a,6b等の材料を選択する余地もおのずと広く
なる。なお、前記シリコーンゴムラバー8は、このセン
サ3における表面絶縁膜としての機能も有する。
(D) According to the present embodiment, the elastic resin member 4, the electrodes 5a, 5b, 6a, 6b and the wiring 7 are covered with the silicone rubber rubber 8 made of a biocompatible material. Therefore, the elastic resin member 4 and the electrodes 5a, 5b, 6
Direct contact between a, 6b and the like and a substance in the living body (for example, blood) is avoided. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of blood clots and the like, and it is possible to obtain the sensor 3 having high compatibility with the living body. If the silicone rubber rubber 8 is applied, the elastic resin member 4 and the electrodes 5a, 5
The room for selecting materials such as b, 6a and 6b is naturally widened. The silicone rubber 8 also has a function as a surface insulating film in the sensor 3.

【0061】(ホ)本実施形態の弾性樹脂部材4におい
て使用されるシリコーンゴムは、適度の弾力性を有する
ばかりでなく、生体適合性がある材料でもある。また、
シリコーンゴムに分散されるカーボン粒子も、生体適合
性がある材料であると考えてよい。従って、全体として
センサ3を生体適合性の高いものとすることができる。
さらに、金または白金からなる電極5a,5b,6a,
6bも、生体適合性がある材料であるため、センサ3全
体の生体適合性の向上に貢献する。
(E) The silicone rubber used in the elastic resin member 4 of this embodiment is not only a material having appropriate elasticity but also a material having biocompatibility. Also,
Carbon particles dispersed in silicone rubber may also be considered a biocompatible material. Therefore, the sensor 3 as a whole can be made highly biocompatible.
Furthermore, electrodes 5a, 5b, 6a made of gold or platinum,
Since 6b is also a biocompatible material, it contributes to the improvement of biocompatibility of the entire sensor 3.

【0062】なお、本発明は上記の実施形態のみに限定
されることはなく、例えば次のように変更することが可
能である。 (1)本発明を体内挿入式医療器具の一種である内視鏡
11に具体化した別例1を図6に基づき詳細に説明す
る。なお、実施形態と共通する部分については詳細な説
明を省略する。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows, for example. (1) Another example 1 in which the present invention is embodied in an endoscope 11 which is a kind of a medical instrument inserted into the body will be described in detail with reference to FIG. Note that detailed description of portions common to the embodiment will be omitted.

【0063】この内視鏡11は、ガイドチューブと操作
手段とによって成り立っており、ガイドチューブの基端
部には白色光源等が接続されている。光源には光ファイ
バ12が接続されている。この光ファイバ12はガイド
チューブ内に挿通されており、その先端側はガイドチュ
ーブの先端口から突出されている。この光ファイバ12
の先端には、センサ13が取り付けられている。このセ
ンサ13を構成する弾性樹脂部材14は、前記実施形態
とは異なり貫通孔14aを有する筒状体になっている。
同弾性樹脂部材14の貫通孔14aの開口には、光ファ
イバ12の先端が嵌着されている。そして、この別例1
では、X軸方向用電極5a,5b及びY軸方向用電極6
a,6bが筒状体の内周面に配置されている。このよう
な構成のセンサ13であっても、基本的には前記実施形
態と同様の作用効果を奏する。
The endoscope 11 is composed of a guide tube and operating means, and a white light source or the like is connected to the base end of the guide tube. An optical fiber 12 is connected to the light source. The optical fiber 12 is inserted into the guide tube, and the tip end side thereof is projected from the tip end port of the guide tube. This optical fiber 12
A sensor 13 is attached to the tip of the. The elastic resin member 14 constituting the sensor 13 is a cylindrical body having a through hole 14a unlike the above embodiment.
The tip of the optical fiber 12 is fitted into the opening of the through hole 14 a of the elastic resin member 14. And this other example 1
Then, the X-axis direction electrodes 5a and 5b and the Y-axis direction electrode 6
a and 6b are arranged on the inner peripheral surface of the tubular body. Even with the sensor 13 having such a configuration, basically, the same operational effect as that of the above-described embodiment is exhibited.

【0064】特にこのセンサ13では、弾性樹脂部材1
4が筒状体であるため、外力が加わったときの弾性変形
の度合いΔx,Δy,Δzが大きくなる。このため、中
空状でない場合に比較して、センシング感度が向上す
る。また、開口に光ファイバ12の先端を嵌着すること
ができるため、センサ13の取り付け・取り外しの作業
が容易化である。さらに、軸線C1 方向に沿って通り抜
ける光が遮られることがないため、同センサ13は内視
鏡11用として極めて好適である。
Particularly in this sensor 13, the elastic resin member 1
Since 4 is a tubular body, the degree of elastic deformation Δx, Δy, Δz when an external force is applied becomes large. Therefore, the sensing sensitivity is improved as compared with the case where the shape is not hollow. Further, since the tip of the optical fiber 12 can be fitted in the opening, the work of attaching / removing the sensor 13 is facilitated. Further, since the light passing through along the direction of the axis C1 is not blocked, the sensor 13 is extremely suitable for the endoscope 11.

【0065】(2)図7に示される別例2のセンサ21
のように、弾性樹脂部材4に電極5a,5bを一対だけ
設けることも許容される。勿論、三対にしたり四対にし
たりすること等も可能である。
(2) Sensor 21 of another example 2 shown in FIG.
As described above, it is acceptable to provide only a pair of electrodes 5a and 5b on the elastic resin member 4. Of course, it is possible to use three pairs or four pairs.

【0066】(3)電極5a,5b,6a,6bを、実
施形態のような貼り付けではなく、スパッタリングや無
電解めっき等の手法で形成してもよい。勿論、配線7の
形成についても同様のことがいえる。ただし、この場合
には、配線7と弾性樹脂部材4,14との間に何らかの
絶縁構造が必要となる。
(3) The electrodes 5a, 5b, 6a, 6b may be formed by a technique such as sputtering or electroless plating, instead of sticking as in the embodiment. Of course, the same applies to the formation of the wiring 7. However, in this case, some insulation structure is required between the wiring 7 and the elastic resin members 4 and 14.

【0067】(4)保護層であるシリコーンゴムラバー
8に代えて、例えばシリコーンコート等を選択してもよ
い。また、弾性樹脂部材4,14や電極5a,5b,6
a,6b等が生体適合性材料であるなど一定の場合に
は、保護層8を省略することも許容される。
(4) Instead of the silicone rubber 8 as the protective layer, for example, a silicone coat may be selected. Further, the elastic resin members 4, 14 and the electrodes 5a, 5b, 6
It is also permissible to omit the protective layer 8 in certain cases, such as a and 6b being biocompatible materials.

【0068】(5)シリコーンゴム中に分散されるカー
ボン樹脂に代えて、例えば金や銅などの金属粒子を分散
させてもよい。 (6)本発明のセンサ3,13,21の使用は、血管や
大腸、小腸、十二指腸、その他の消化管に加えて、尿
道、輸卵管、胆管、膣、リンパ管、耳道、鼻孔、食道、
気管支などに挿入される各種医療器具においても有効で
ある。また、本発明のセンサ3,13,21は、カテー
テル1や内視鏡11のような外部操作式の医療器具のみ
ならず、マイクロマシン技術を応用した自走式の医療器
具の先端に取り付られてもよい。勿論、医療器具は人間
用に限定されず動物用であってもよい。
(5) Instead of the carbon resin dispersed in the silicone rubber, metal particles such as gold or copper may be dispersed. (6) In addition to blood vessels, large intestine, small intestine, duodenum, and other gastrointestinal tracts, the sensors 3, 13, 21 of the present invention can be used for urethra, oviduct, bile duct, vagina, lymphatic duct, ear canal, nostril, esophagus,
It is also effective for various medical devices inserted into the bronchus. Further, the sensor 3, 13, 21 of the present invention is attached not only to an externally operated medical device such as the catheter 1 or the endoscope 11 but also to the tip of a self-propelled medical device to which micromachine technology is applied. May be. Of course, the medical device is not limited to humans and may be for animals.

【0069】ここで、特許請求の範囲に記載された技術
的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される
技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 (1) 請求項6において、前記保護層はシリコーンゴ
ムカバーである体内挿入式医療器具用のセンサ。この構
成であると、生体に対する適合性の高い体内挿入式医療
器具用のセンサを提供することができる。
Here, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the above-described embodiment will be listed below together with their effects. (1) The sensor according to claim 6, wherein the protective layer is a silicone rubber cover. With this configuration, it is possible to provide a sensor for a medical instrument that can be inserted into the body and has high compatibility with a living body.

【0070】(2) 体内挿入式医療器具の先端に取り
付られた請求項1乃至8のいずれか1項に記載されたセ
ンサを用いその位置においてセンシングを行うことによ
り、前記先端を進行させるべき方向を決定する方法であ
って、前記センサに加わっているそのときの圧力の方向
・大きさを前記弾性樹脂部材の変形度合いに基づいて検
知するとともに、その圧力がゼロとなるような方向に前
記先端を進行させることを特徴とした、体内挿入式医療
器具の進行方向決定方法。この方法を実施すれば、器具
の先端を体内の所望の部位まで確実にかつ速やかに誘導
することができる。
(2) The distal end of the medical instrument for insertion into the body should be advanced by sensing at that position using the sensor according to any one of claims 1 to 8. A method of determining a direction, wherein the direction and magnitude of the pressure applied to the sensor at that time is detected based on the degree of deformation of the elastic resin member, and the pressure is set to a direction such that the pressure becomes zero. A method for determining the advancing direction of an internal-insertion-type medical device, characterized by advancing the tip. By carrying out this method, the tip of the device can be reliably and promptly guided to a desired site in the body.

【0071】なお、本明細書中において使用した技術用
語を次のように定義する。 「ガイドチューブ: 体内挿入式医療器具を構成する部
材であって、体内に挿入される長尺状かつフレキシブル
なチューブをいう。」
The technical terms used in this specification are defined as follows. "Guide tube: A long-term flexible tube that is inserted into the body, which is a member that composes a medical device that can be inserted into the body."

【0072】[0072]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1に記載の
発明によれば、器具の先端に加わる圧力を確実にセンシ
ングすることができるばかりでなく、構造が簡単であっ
て小型かつ安価な体内挿入式医療器具用のセンサを提供
することができる。
As described above in detail, according to the invention described in claim 1, not only can the pressure applied to the tip of the instrument be reliably sensed, but also the structure is simple and the size is small and inexpensive. It is possible to provide a sensor for a medical instrument that can be inserted into the body.

【0073】請求項2に記載の発明によれば、上記効果
に加え、弾性変形の度合いが大きくなるので、センシン
グ感度を向上させることができる。請求項3に記載の発
明によれば、上記効果に加え、取り付け作業等の容易化
を図ることができ、しかも内視鏡用のセンサとして好適
なものとなる。
According to the invention described in claim 2, in addition to the above effect, the degree of elastic deformation is increased, so that the sensing sensitivity can be improved. According to the invention described in claim 3, in addition to the above effects, the mounting work and the like can be facilitated, and it is suitable as a sensor for an endoscope.

【0074】請求項4に記載の発明によれば、上記効果
に加え、複数方向の外力の大きさ・方向を検知すること
が可能なものとすることができる。請求項5に記載の発
明によれば、X軸、Y軸及びZ軸の各方向の外力の大き
さ・方向を確実に検知することができる。
According to the invention described in claim 4, in addition to the above effect, it is possible to detect the magnitude and direction of the external force in a plurality of directions. According to the invention described in claim 5, it is possible to reliably detect the magnitude and direction of the external force in each direction of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis.

【0075】請求項6,7,8に記載の発明によれば、
上記効果に加え、生体に対する適合性の高い体内挿入式
医療器具用のセンサを提供することができる。
According to the invention described in claims 6, 7 and 8,
In addition to the above effects, it is possible to provide a sensor for a medical instrument that can be inserted into the body and has high compatibility with a living body.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を血管拡張用カテーテル用のセンサに具
体化した一実施形態を示す概略斜視図。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment in which the present invention is embodied in a sensor for a blood vessel dilatation catheter.

【図2】(a)〜(c)は、弾性樹脂部材の弾性変形の
度合いと外力の大きさとの関係を示したグラフ。
2A to 2C are graphs showing the relationship between the degree of elastic deformation of an elastic resin member and the magnitude of external force.

【図3】(a)は、X軸方向の外力が加わっているとき
の弾性樹脂部材の変形の様子を示す概略斜視図、(b)
はそのときの弾性樹脂部材の弾性変形の度合いと電極間
の抵抗値との関係を示したグラフ。
FIG. 3A is a schematic perspective view showing how the elastic resin member is deformed when an external force in the X-axis direction is applied; FIG.
Is a graph showing the relationship between the degree of elastic deformation of the elastic resin member and the resistance value between the electrodes at that time.

【図4】(a)は、Y軸方向の外力が加わっているとき
の弾性樹脂部材の変形の様子を示す概略斜視図、(b)
はそのときの弾性樹脂部材の弾性変形の度合いと電極間
の抵抗値との関係を示したグラフ。
FIG. 4A is a schematic perspective view showing how the elastic resin member is deformed when an external force in the Y-axis direction is applied; FIG.
Is a graph showing the relationship between the degree of elastic deformation of the elastic resin member and the resistance value between the electrodes at that time.

【図5】(a)は、Z軸方向の外力が加わっているとき
の弾性樹脂部材の変形の様子を示す概略斜視図、
(b),(c)はそのときの弾性樹脂部材の弾性変形の
度合いと電極間の抵抗値との関係を示したグラフ。
FIG. 5A is a schematic perspective view showing how the elastic resin member is deformed when an external force in the Z-axis direction is applied;
(B) and (c) are graphs showing the relationship between the degree of elastic deformation of the elastic resin member and the resistance value between the electrodes at that time.

【図6】本発明を内視鏡用のセンサに具体化した別例1
を示す概略斜視図。
FIG. 6 is another example 1 in which the present invention is embodied in a sensor for an endoscope.
FIG.

【図7】別例2のセンサを示す概略斜視図。FIG. 7 is a schematic perspective view showing a sensor of Modification 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…体内挿入式医療器具としての血管拡張用カテーテ
ル、3,13,21…体内挿入式医療器具用のセンサ、
4,14…弾性樹脂部材、5a,5b,6a,6b…電
極、7…保護層としてのシリコーンゴムラバー、11…
体内挿入式医療器具としての内視鏡、C1 …軸線、R
x,Ry…抵抗値、Δx,Δy,Δz…変形度合い。
1 ... Catheter for blood vessel expansion as a medical instrument inserted into the body, 3, 13, 21 ... Sensor for medical instrument inserted into the body,
4, 14 ... Elastic resin members, 5a, 5b, 6a, 6b ... Electrodes, 7 ... Silicone rubber rubber as a protective layer, 11 ...
An endoscope as a medical instrument inserted into the body, C1 ... Axis, R
x, Ry ... resistance value, Δx, Δy, Δz ... Deformation degree.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】体内挿入式医療器具(1)の先端に取り付
られ、その位置においてセンシングを行うセンサ(3,
13,21)であって、 導電性物質を含む弾性樹脂部材(4,14)における複
数の箇所に電極(5a,5b,6a,6b)が離間して
配置され、前記電極(5a,5b,6a,6b)間の抵
抗値(Rx,Ry)の変化に基づいて前記弾性樹脂部材
(4,14)の変形度合い(Δx,Δy,Δz)が検知
されるように構成された体内挿入式医療器具用のセン
サ。
1. A sensor (3, which is attached to the distal end of a medical instrument (1) for insertion into a body and performs sensing at that position.
13, 21), the electrodes (5a, 5b, 6a, 6b) are spaced apart from each other at a plurality of positions in the elastic resin member (4, 14) containing a conductive substance, and the electrodes (5a, 5b, 6a, 6b) insertion type medical device configured to detect the degree of deformation (Δx, Δy, Δz) of the elastic resin member (4, 14) based on the change in resistance value (Rx, Ry). A sensor for instruments.
【請求項2】前記弾性樹脂部材(14)は中空状である
請求項1に記載の体内挿入式医療器具用のセンサ。
2. The sensor for an internal medical device according to claim 1, wherein the elastic resin member (14) is hollow.
【請求項3】前記弾性樹脂部材(14)は筒状体であ
り、前記複数の電極(5a,5b,6a,6b)はその
筒状体の内周面に配置されている請求項2に記載の体内
挿入式医療器具用のセンサ。
3. The elastic resin member (14) is a tubular body, and the plurality of electrodes (5a, 5b, 6a, 6b) are arranged on the inner peripheral surface of the tubular body. A sensor for an implantable medical device as described.
【請求項4】前記複数の電極(5a,5b,6a,6
b)のうち一つの対をなすもの同士は、前記弾性樹脂部
材(4,14)の軸線(C1 )方向に沿って並ぶように
配置されている請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
体内挿入式医療器具用のセンサ。
4. The plurality of electrodes (5a, 5b, 6a, 6)
4. A pair according to any one of claims 1 to 3, wherein one pair in b) is arranged along the axis (C1) direction of the elastic resin member (4, 14). For medical devices that can be inserted into the body.
【請求項5】前記複数の電極(5a,5b,6a,6
b)は二対であり、それらのうちの一対は、前記弾性樹
脂部材(4,14)の軸線(C1 )を基準として他の一
対と90°をなすように配置されている請求項1乃至3
のいずれか1項に記載の体内挿入式医療器具用のセン
サ。
5. The plurality of electrodes (5a, 5b, 6a, 6)
b) is two pairs, and one of them is arranged so as to form an angle of 90 ° with the other pair with respect to the axis (C1) of the elastic resin member (4, 14). Three
A sensor for a medical instrument inserted into the body according to any one of 1.
【請求項6】前記弾性樹脂部材(4,14)及び前記電
極(5a,5b,6a,6b)は、生体適合性材料から
なる保護層(8)によって被覆されている請求項1乃至
5のいずれか1項に記載の体内挿入式医療器具用のセン
サ。
6. The elastic resin member (4, 14) and the electrode (5a, 5b, 6a, 6b) are covered with a protective layer (8) made of a biocompatible material. The sensor for an internal medical device according to any one of claims 1 to 4.
【請求項7】前記弾性樹脂部材(4,14)は、シリコ
ーンゴムにカーボン粒子を分散させてなるものである請
求項1乃至6のいずれか1項に記載の体内挿入式医療器
具用のセンサ。
7. The sensor for an internal-body-insertable medical device according to claim 1, wherein the elastic resin members (4, 14) are formed by dispersing carbon particles in silicone rubber. ..
【請求項8】前記電極(5a,5b,6a,6b)は、
金または白金からなる電極である請求項1乃至7のいず
れか1項に記載の体内挿入式医療器具用のセンサ。
8. The electrodes (5a, 5b, 6a, 6b) are
The sensor for an implantable medical device according to any one of claims 1 to 7, which is an electrode made of gold or platinum.
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