JP2000287944A - カテーテル用圧力センサブロック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧力センサを小さくでき、ひいてはカテーテル
の直径を細径化することができるカテーテル用圧力セン
サブロックを提供する。 【解決手段】カテーテル用圧力センサブロック１１は、
ブロック本体１５と、圧力センサチップ１６と、フレキ
シブルプリント回路基板（ＦＰＣ）１７とを備えてい
る。ブロック本体１５にチップ収容凹部２１を凹設し、
同チップ収容凹部２１の底面を圧力センサチップ１６の
載置面２１ａとしている。また、ブロック本体１５にＦ
ＰＣ１７を固定する平坦部２２及び基板配設凹部２３を
形成している。さらに、平坦部２２及び基板配設凹部２
３の下部に大気圧導入パイプ３０を挿入・装着する導入
パイプ挿入孔２７及び導入パイプ装着溝２６を形成して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧力検知装置に係
り、詳しくはカテーテルに装着される圧力センサに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリウレタン製カテーテルのチュ
ーブに血圧を検知する圧力センサを組み付けた圧力セン
サ付きカテーテルが知られている。

【０００３】図５は従来の圧力センサ付きカテーテルの
断面図を示す。この圧力センサ付きカテーテルは相対圧
型の圧力センサ付きカテーテル６１であって、ポリウレ
タン製のカテーテルチューブ６２は、その内部に一つの
ルーメン６３を有している。カテーテルチューブ６２の
先端開口部は図示しない封止栓にて封止され、基端開口
部は大気圧領域に連通されている。また、ルーメン６３
内には相対圧型の圧力センサ６４が形成されている。

【０００４】圧力センサ６４は、台座６５と、その台座
６５の上面に形成した凹部に固着した圧力センサチップ
６６を有している。圧力センサチップ６６は下面が凹設
され、その凹設された空間を背圧室６７とし、凹設され
て薄くなった部分をダイヤフラム部６８としている。背
圧室６７は、台座６５に形成した基準圧導入孔６９を介
してルーメン６３、即ち大気圧と連通されるようになっ
ている。また、ダイヤフラム部６８には、歪みゲージ回
路が形成され、その歪みゲージ回路はボンディングワイ
ヤ７０を介してカテーテルチューブ６２の基端開口部か
ら導入されているケーブルのリード線７１に接続されて
いる。

【０００５】このように形成された圧力センサ６４は、
ダイヤフラム部６８の上面、即ち感知面がカテーテルチ
ューブ６２の一部を切り欠いて形成した外圧導入口７２
に面するように配置され、シリコーンゴム等の軟質材料
にて同チューブ６２の内側面に接着されている。そし
て、上記軟質材料によって、カテーテルチューブ６２の
外圧導入口７２は封止されている。

【０００６】ところで、この種の圧力センサ付きカテー
テルにおいて、先にガイドワイヤを目的の位置に挿入し
た後に、そのガイドワイヤに沿ってカテーテルを目的の
位置まで案内するようにしたカテーテルがある。従っ
て、上記圧力センサ付きカテーテル６１では、カテーテ
ルチューブ６２内に大気圧と隔絶され先端が開口した新
たなルーメンを形成する必要がある。そして、カテーテ
ルチューブ６２に新たに形成したルーメンにガイドワイ
ヤを挿通させた状態で、ガイドワイヤを先行して目的の
位置まで挿入した後、カテーテル６１をガイドワイヤに
沿って目的の位置まで挿入させる。そして、カテーテル
６１が目的の位置まで案内されると、ガイドワイヤは引
き抜かれる。ガイドワイヤが引き抜かれたカテーテル６
１は、その目的の位置で血圧検知を行う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成されたカテーテル６１は、ガイドワイヤが挿
通するルーメンが新たに形成されることからカテーテル
６１の直径が大きくなる。しかも、圧力センサ６４は圧
力センサチップ６６を固着する台座６５を有し、その台
座６５はカテーテルチューブ６２内に収容されることか
ら同台座６５の分だけ圧力センサ６４の収容空間は大き
くなり、更にカテーテル６１の直径は大きくなる。

【０００８】そこで、例えば、圧力センサチップ６６を
固着する台座６５を省略し、ルーメンを区画する隔壁に
直接センサチップ６６を固着することが考えられる。つ
まり、台座が省略される分だけカテーテル６１の直径を
小さくできる。

【０００９】しかしながら、カテーテルチューブ６２
は、前記したようにポリウレタンでできているため、柔
らかく撓みやすいので、圧力センサチップ６６が精度よ
く圧力検知を行うことができない。そこで、ルーメンを
区画する隔壁の厚さを十分に厚くすることが考えられる
が、隔壁を厚くすることは、カテーテル６１の直径が大
きくなり細径化を図る上で問題となる。

【００１０】本発明は、上記問題を解消するためになさ
れたものであって、その目的は圧力センサを小さくで
き、ひいてはカテーテルの直径を細径化することができ
るカテーテル用圧力センサブロックを提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、カテーテルチューブに連結
され、圧力センサチップを備えたカテーテル用圧力セン
サブロックにおいて、ブロック本体に透設したガイド孔
と、ブロック本体に凹設したチップ収容凹部と、そのチ
ップ収容凹部に形成した前記圧力センサチップを載置固
着する載置面と、その載置面に刻設され前記載置された
圧力センサチップとで大気圧導入路を形成する溝とを備
えたことをその要旨とする。

【００１２】請求項２記載の発明は、カテーテルチュー
ブに連結され、圧力センサチップを備えたカテーテル用
圧力センサブロックにおいて、ブロック本体に透設した
ガイド孔と、ブロック本体に凹設したチップ収容凹部
と、そのチップ収容凹部に形成した前記圧力センサチッ
プを載置固着する載置面と、その載置面に刻設され前記
載置された圧力センサチップとで大気圧導入路を形成す
る溝と、前記ブロック本体にチップ収容凹部と併設され
た配線パターン配設凹部と、前記配線パターン配設凹部
に配設され基端部を前記カテーテルチューブから伸びる
ケーブルのリード線と接続され、先端部がボンディング
ワイヤを介して圧力センサチップと接続された配線パタ
ーンと、前記配線パターン配設凹部の下部に前記大気圧
導入路に大気圧を導入する前記カテーテルチューブから
伸びる大気圧導入パイプを連結支持する支持部とを備え
たことをその要旨とする。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項２に記載の
カテーテル用圧力センサブロックにおいて、前記配線パ
ターン配設凹部の前記チップ収容凹部側を平坦面で形成
したことをその要旨とする。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載のカテーテル用圧力センサブロックにおい
て、前記ブロック本体はセラミックであることをその要
旨とする。

【００１５】請求項１に記載の発明では、ブロック本体
にチップ収容凹部を凹設し、同チップ収容凹部に圧力セ
ンサチップを載置固着する載置面を形成した。従って、
別途、圧力センサチップを載置固着する台座等を設ける
必要はなくなる。また、載置面に載置固着される圧力セ
ンサチップと溝とで、大気圧導入路を形成しているた
め、別途、大気圧導入路を設ける必要もなくなる。以上
により、ガイド孔を有しながらも、カテーテル用圧力セ
ンサブロックの細径化が可能となり、ひいてはカテーテ
ルそのものの細径化が可能となる。

【００１６】請求項２に記載の発明では、ブロック本体
にチップ収容凹部を凹設し、同チップ収容凹部に圧力セ
ンサチップを載置固着する載置面を形成した。また、ブ
ロック本体に配線パターンを配設する配線パターン配設
凹部を形成した。さらに、配線パターン配設凹部の下部
に大気圧導入パイプを連結支持する支持部を形成した。
従って、別途、圧力センサチップを載置固着したり、配
線パターンを配設したり、大気圧導入パイプを連結支持
する台座等を設ける必要はなくなる。さらに、載置面に
載置固着される圧力センサチップと溝とで、大気圧導入
路を形成しているため、別途、大気圧導入路を設ける必
要もなくなる。以上により、ガイド孔を有しながらも、
カテーテル用圧力センサブロックの細径化が可能とな
り、ひいてはカテーテルそのものの細径化が可能とな
る。

【００１７】請求項３に記載の発明では、配線パターン
配設凹部に配設される配線パターンのチップ収容凹部側
は平坦に配置される。従って、圧力センサチップと配線
パターンとのワイヤボンディングが確実に行われる。

【００１８】請求項４に記載の発明では、ブロック本体
の電気的絶縁性が確保される。また、ブロック本体は生
体適合性を有したものとされる。さらに、ブロック本体
の熱膨張も低減される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態のカテーテル用圧力センサブロック１１について図
１〜図４に従って説明する。なお、このカテーテル用圧
力センサブロック１１は、直径が例えば約２ｍｍ程度に
て形成されており、外部（体外）から血管内に挿入され
るものである。

【００２０】図１に示すように、上記カテーテル用圧力
センサブロック１１は、ブロック本体１５と、圧力セン
サチップ１６と、フレキシブルプリント回路基板（以
下、「ＦＰＣ」という）１７とを備えている。

【００２１】上記ブロック本体１５は、例えばアルミナ
などのセラミックにて略円柱状に形成されており、その
外周側には長手方向に先端側（図１の左側）から基端側
（図１の右側）に向かってチップ収容凹部２１、配線パ
ターン配設凹部を構成する平坦部２２及び基板配設凹部
２３がそれぞれ凹設されている。チップ収容凹部２１
は、ブロック本体１５の外周側から中心側に向かって略
矩形状に凹設されており、その底面は上記圧力センサチ
ップ１６の載置面２１ａとなっている。また、平坦部２
２は上記チップ収容凹部２１の基端側から隆起して形成
されており、その底面は略矩形状の平坦面２２ａとなっ
ている。さらに、基板配設凹部２３は上記平坦部２２の
基端側において上記チップ収容凹部２１よりも浅く中心
側に向かって略矩形状に凹設されており、その基端側は
開口している。

【００２２】上記基板配設凹部２３の底面には、先端側
に中心軸と平行に伸びる導入パイプ装着溝２６が形成さ
れている。この導入パイプ装着溝２６は、上記平坦部２
２において中心軸と平行にその略中央部まで先端側に伸
びる断面略円形状の導入パイプ挿入孔２７（図２（ｂ）
参照）に連通している。なお、これら導入パイプ装着溝
２６及び導入パイプ挿入孔２７によって支持部が構成さ
れている。

【００２３】上記導入パイプ挿入孔２７は、中心軸と平
行に上記平坦部２２の略中央部から上記チップ収容凹部
２１まで伸びる断面略半円形状の大気圧導入孔２８（図
２（ｂ）参照）に連通している。そして、この大気圧導
入孔２８は、上記チップ収容凹部２１の載置面２１ａに
おいて、中心軸と平行に同チップ収容凹部２１の基端側
から略中央部まで伸びる断面略半円形状の大気圧導入溝
２９に連通している。従って、上記導入パイプ装着溝２
６と大気圧導入溝２９とは、上記導入パイプ挿入孔２７
及び大気圧導入孔２８を介して連通している。

【００２４】上記ブロック本体１５の導入パイプ挿入孔
２７及び導入パイプ装着溝２６には、大気圧導入パイプ
３０が挿入・装着されて、同挿入孔２７及び同装着溝２
６に接着固定されている。この大気圧導入パイプ３０
は、例えばステンレス製のもので、その基端側は大気圧
に連通している。なお、上記接着固定された大気圧導入
パイプ３０は、上記基板配設凹部２３の底面よりも上方
に突出しないようになっている。

【００２５】上記チップ収容凹部２１の載置面２１ａに
は、前記圧力センサチップ１６が、例えばエポキシ樹脂
接着剤にて接着固定されている。なお、シリコーン樹脂
接着剤にて接着固定したものでもよい。この圧力センサ
チップ１６の下面には、断面略矩形状の凹部が形成され
ており、その凹部を背圧室３１、凹部によって薄くなっ
た上面部分をダイヤフラム部３２としている。上記背圧
室３１は、上記圧力センサチップ１６が上記載置面２１
ａに接着固定されることによって、上記大気圧導入溝２
９に連通するとともに外部から区画される。なお、ダイ
ヤフラム部３２には、歪みゲージ回路が形成されてい
る。この歪みゲージ回路は、ダイヤフラム部３２の歪み
に応じて抵抗値が変化するもので、同ダイヤフラム部３
２の歪み度合いを電気信号に変換するものである。

【００２６】上記平坦部２２の平坦面２２ａ及び上記大
気圧導入パイプ３０が接着固定された基板配設凹部２３
の底面には、前記ＦＰＣ１７が載置されて、例えばエポ
キシ樹脂接着剤にて接着固定されている。なお、上記Ｆ
ＰＣ１７の先端側（圧力センサチップ１６側）は上記平
坦部２２の平坦面２２ａにおいて密着した状態で固定さ
れている。そして、このＦＰＣ１７上に形成された複数
（５本）の配線パターン３６は、それぞれ平坦に配置さ
れている。

【００２７】上記圧力センサチップ１６のダイヤフラム
部３２（歪みゲージ回路）と上記ＦＰＣ１７の各配線パ
ターン３６とは、例えば金製のボンディングワイヤ３７
（図２（ａ）参照）にて接続されている。そして、この
ボンディング部は、例えばシリコーンゴム封止剤３８
（図２（ｂ）参照）にて封止されている。

【００２８】上記ＦＰＣ１７の基端側上方には、フラッ
トケーブル３９が載置されている。このフラットケーブ
ル３９は、複数（５本）のリード線３９ａからなる。そ
して、このフラットケーブル３９は、先端側が１本ずつ
のリード線３９ａにほぐされており、同１本ずつにほぐ
されている位置は、接着剤４０にて接着固定されてい
る。また、１本ずつにほぐされた各リード線３９ａは、
それぞれ対応する配線パターン３６に沿わされて同配線
パターン３６上にはんだ付け接続されている。

【００２９】このようにダイヤフラム部３２（歪みゲー
ジ回路）及びフラットケーブル３９（各リード線３９
ａ）に接続されたＦＰＣ１７の上方は、例えばエポキシ
樹脂封止剤にて封止されている。

【００３０】上記圧力センサチップ１６及び上記平坦部
２２（平坦面２２ａ）上に固定されているＦＰＣ１７の
上方は、例えばシリコーンゴム等のような生体適合性材
料からなる封止剤４１にて封止されている（図２（ｂ）
参照）。この封止剤４１の外表面により外圧の感知面が
形成されるとともに、前記背圧室３１は外圧から遮断さ
れる。そして、上記背圧室３１には、前記大気圧導入溝
２９、大気圧導入孔２８及び大気圧導入パイプ３０を介
して大気圧が作用するようになっている。また、上記圧
力センサチップ１６及びボンディング部等は、この封止
剤４１によって外部に露出することなく保護されてい
る。

【００３１】上記ブロック本体１５には、その中心軸と
平行に同ブロック本体１５を貫通するガイド孔４５が形
成されている。このガイド孔４５は、カテーテル（カテ
ーテル用圧力センサブロック１１）を目的の位置まで案
内するために同カテーテルに先行されるガイドワイヤを
挿通するためのものである。なお、このガイドワイヤ
は、上記カテーテル（カテーテル用圧力センサブロック
１１）が目的の位置に到達すると抜き取られるものであ
る。

【００３２】図２に示すように、カテーテル用圧力セン
サブロック１１（ブロック本体１５）の先端側及び基端
側はそれぞれ縮径されて連結部１５ａ，１５ｂが形成さ
れている。上記連結部１５ａには、弁機構４６が連結さ
れている。この弁機構４６は、上記カテーテル（カテー
テル用圧力センサブロック１１）が目的の位置に到達し
て、上記ガイドワイヤが抜き取られる際、上記ガイド孔
４５の先端開口部を覆うためのものである。これによ
り、上記ガイド孔４５の内部への血液の流入は防止され
ている。

【００３３】一方、上記連結部１５ｂには、前記大気圧
導入パイプ３０及びフラットケーブル３９を収容した状
態でポリウレタン製のカテーテルチューブ４７が連結さ
れている。このカテーテルチューブ４７の基端側は、上
記カテーテル用圧力センサブロック１１が血管内に挿入
された状態において同血管の外側（体外）まで伸びてい
る。なお、カテーテルチューブ４７内に収容されている
上記大気圧導入パイプ３０及びフラットケーブル３９の
基端側は、同カテーテルチューブ４７の基端開口部まで
伸びている。

【００３４】このように形成されたカテーテル用圧力セ
ンサブロック１１が血管内に挿入されると、上記封止剤
４１の外表面は絶えず血圧に応じて押圧されている。一
方、大気圧と連通する背圧室３１は、同大気圧に維持さ
れている。

【００３５】この状態で、例えば血圧が上がったとする
と、封止剤４１の外表面を押圧する力も増大し、同封止
剤４１を介して上記ダイヤフラム部３２を押圧する力も
増大する。これによりダイヤフラム部３２の歪みが大き
くなり、同ダイヤフラム部３２上に形成された歪みゲー
ジ回路の抵抗値は変化する。そして、この抵抗値の変化
に基づく電気信号の変化は、ボンディングワイヤ３７、
配線パターン３６及びフラットケーブル３９を介して図
示しない外部回路に出力される。この外部回路の出力結
果に基づき血圧の上昇が検出されるようになっている。

【００３６】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、以下に示す効果が得られるようになる。 （１）本実施形態では、ブロック本体１５にチップ収容
凹部２１を凹設し、同チップ収容凹部２１の底面を圧力
センサチップ１６の載置面２１ａとした。また、ブロッ
ク本体１５にＦＰＣ１７を固定する平坦部２２（平坦面
２２ａ）及び基板配設凹部２３を形成した。さらに、平
坦部２２及び基板配設凹部２３の下部に大気圧導入パイ
プ３０を挿入・装着する導入パイプ挿入孔２７及び導入
パイプ装着溝２６を形成した。従って、別途、圧力セン
サチップ１６を載置固着したり、ＦＰＣ１７を配設した
り、大気圧導入パイプ３０を連結支持する台座等を設け
る必要はなくなる。さらに、チップ収容凹部２１の載置
面２１ａには圧力センサチップ１６（背圧室３１）と大
気圧とを連通する大気圧導入溝２９が形成されているた
め、別途、大気圧導入路を設ける必要もなくなる。以上
により、カテーテル用圧力センサブロック１１の細径化
が可能となり、ひいてはカテーテルそのものの細径化が
可能となる。

【００３７】（２）本実施形態では、ＦＰＣ１７の先端
側（圧力センサチップ１６側）を平坦部２２の平坦面２
２ａにおいて密着した状態で固定した。そして、このＦ
ＰＣ１７上の配線パターン３６を平坦に配置した。従っ
て、圧力センサチップ１６と配線パターン３６とのワイ
ヤボンディングを確実に行うことができる。

【００３８】（３）本実施形態では、ブロック本体１５
をアルミナセラミック製としたため、その電気的絶縁性
を確保することができる。また、ブロック本体１５を生
体適合性を有したものにすることができる。さらに、ブ
ロック本体１５の熱膨張も低減することができる。

【００３９】（４）本実施形態では、ブロック本体１５
にカテーテル（カテーテル用圧力センサブロック１１）
を目標の位置に案内するためのガイドワイヤを挿通する
ガイド孔４５を有しているため、カテーテルを同目標の
位置へと円滑に導くことができる。

【００４０】尚、本発明の実施の形態は上記実施形態に
限定されるものではなく、次のように変更してもよい。 ・前記実施形態においては、カテーテル用圧力センサブ
ロック１１のブロック本体１５にＦＰＣ１７を密着して
固定し、圧力センサチップ１６とのワイヤボンディング
を確実に行うために平坦部２２（平坦面２２ａ）を形成
したが、この平坦部は必ずしもなくともよい。

【００４１】・前記実施形態においては、カテーテル用
圧力センサブロック１１のブロック本体１５をアルミナ
セラミックにて形成したが、これは例えばジルコニアな
ど、その他のセラミックで形成してもよい。また、ステ
ンレス等の金属やプラスチックなど、その他の材料で形
成してもよい。要は、熱膨張が小さく、生体適合性を有
する材料で形成すればよい。

【００４２】・前記実施形態においては、フレキシブル
であるＦＰＣ１７を採用したが、これはリジッドな基板
であってもよい。

【００４３】

【発明の効果】請求項１及び２に記載の発明では、ガイ
ド孔を有しながらも、カテーテル用圧力センサブロック
の細径化を図ることができ、ひいてはカテーテルそのも
のの細径化を図ることができる。

【００４４】請求項３に記載の発明では、圧力センサチ
ップと配線パターンとのワイヤボンディングを確実に行
うことができる。請求項４に記載の発明では、ブロック
本体の電気的絶縁性を確保することができる。また、ブ
ロック本体を生体適合性を有したものとすることができ
る。さらに、ブロック本体の熱膨張も低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のカテーテル用圧力センサ
ブロックの分解斜視図。

【図２】同実施形態を示す平面図及び断面図。

【図３】図２の３−３線に沿った断面図。

【図４】図２の４−４線に沿った断面図。

【図５】従来の圧力センサ付きカテーテルを示す断面
図。

【符号の説明】

１１…カテーテル用圧力センサブロック、１５…ブロッ
ク本体、１６…圧力センサチップ、２１…チップ収容凹
部、２１ａ…載置面、２２…平坦部、２２ａ…平坦面、
２３…基板配設凹部、２６…導入パイプ装着溝、２７…
導入パイプ挿入孔、２８…大気圧導入孔、２９…大気圧
導入溝、３０…大気圧導入パイプ、３１…背圧室、３６
…配線パターン、３７…ボンディングワイヤ、３９…フ
ラットケーブル、３９ａ…リード線、４５…ガイド孔、
４７…カテーテルチューブ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カテーテルチューブに連結され、圧力
   センサチップを備えたカテーテル用圧力センサブロック
   において、 ブロック本体に透設したガイド孔と、 ブロック本体に凹設したチップ収容凹部と、 そのチップ収容凹部に形成した前記圧力センサチップを
   載置固着する載置面と、 その載置面に刻設され前記載置された圧力センサチップ
   とで大気圧導入路を形成する溝と、 を備えたカテーテル用圧力センサブロック。
2. 【請求項２】 カテーテルチューブに連結され、圧力
   センサチップを備えたカテーテル用圧力センサブロック
   において、 ブロック本体に透設したガイド孔と、 ブロック本体に凹設したチップ収容凹部と、 そのチップ収容凹部に形成した前記圧力センサチップを
   載置固着する載置面と、 その載置面に刻設され前記載置された圧力センサチップ
   とで大気圧導入路を形成する溝と、 前記ブロック本体にチップ収容凹部と併設された配線パ
   ターン配設凹部と、 前記配線パターン配設凹部に配設され基端部を前記カテ
   ーテルチューブから伸びるケーブルのリード線と接続さ
   れ、先端部がボンディングワイヤを介して圧力センサチ
   ップと接続された配線パターンと、 前記配線パターン配設凹部の下部に前記大気圧導入路に
   大気圧を導入する前記カテーテルチューブから伸びる大
   気圧導入パイプを連結支持する支持部と、 を備えたカテーテル用圧力センサブロック。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のカテーテル用圧力セ
   ンサブロックにおいて、 前記配線パターン配設凹部の前記チップ収容凹部側を平
   坦面で形成したカテーテル用圧力センサブロック。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のカテ
   ーテル用圧力センサブロックにおいて、 前記ブロック本体はセラミックであるカテーテル用圧力
   センサブロック。