JP2007202727A - 生体用電極 - Google Patents

Abstract

【課題】遠隔操作で先端の角度などを微調整することができる生体用電極を提供する。
【解決手段】先端近辺に電極１５が配設された合成樹脂製のチューブ１１を備えた本体と、チューブ内に摺動自在に挿入された金属製のパイプ１２と、そのパイプ内に摺動自在に挿入され、先端がチューブ１１の先端内面に固着された金属線からなるワイヤ１３とを備えている生体用電極１０。ワイヤ１３の先端近辺は、自然な状態ではほぼ円弧状に湾曲した湾曲部１４とされている。パイプ１２がチューブ１１の先端近辺まで挿入されている状態では、湾曲部１４はパイプ１２によって強制的に直線状に伸ばされて、チューブ１１もパイプ１２によって直線状である。パイプ１２を手元側に引くと、ワイヤの湾曲部１４がパイプ１２から突出し、弾力性で元の円弧状に戻り、チューブ１１の先端の角度がワイヤ１３によって変わる。
【選択図】図１

Description

本発明は生体用電極に関する。さらに詳しくは、生体内、とくに脳内の電位を測定するときに用いる生体電位測定用の電極、あるいは治療などのために生体、とくに脳の特定部位に電流を流すための生体用電極に関する。

特表平６−５０９９６３号公報 特表平１０−５０３７００号公報 特表２００２−５２７１７９号公報

脳内の特定部位の電位を測定するときに用いる生体用電極、あるいは治療などのために脳の特定部位に電気刺激を与えるための生体用電極は、頭骨にあけた小さい貫通孔を通して先端部を脳の特定部位に接触させるため、できるだけ細いものが好ましい。また、先端を脳の特定部位に正確に接触させるため、微妙な位置調節をする必要があるが、このような微妙な調節は、現在のところ施術者の熟練により体得するしか方法がない。

他方、心臓外科の分野では、電極の先端の向きを遠隔操作できるものがいくつか提案されている。たとえば特許文献１には、心臓血管系の治療、たとえば心内膜ペーシングあるいは電気的除細動などに用いられる、操作可能なスタイレットと操作ハンドルアッセンブリが開示されている。このものは、筒状部材の先端から湾曲しながら突出し、弾力性を備えたスタイレットと、そのスタイレットの先端近辺に先端が結合され、末端が筒状部材の内部に収容されるワイヤと、そのワイヤの他端の軸方向の位置を調節する操作ハンドルとを備えている。スタイレットはリードやカテーテルを導入するためのものであり、操作ハンドルを動物の体外から操作することにより、体内に挿入されたスタイレットの曲率を変化させることができ、それによりカテーテルやリードの方向を遠隔操作することができる。

また特許文献２には、心内膜カテーテル記録に用いることができる双方向ステアリングカテーテルが開示されている。このものは、弾力性を有するカテーテル内に電極を収容し、少なくとも２本の引きケーブルを内部に通した構成を備え、それらの引きケーブルの末端を引き操作することにより、引きケーブルの先端を結合したカテーテルの先端近辺の湾曲状態を遠隔操作することができる。

さらに特許文献３には、心臓のリード、心臓のカテーテルの分野において、スタイレットと共に用いられるハンドルが開示されている。このハンドルは、チューブ状の機器の中心の空洞に配置された引っ張りワイヤまたはスタイレットを操作して、チューブ状の機器の先端に設けた電極の向きを操作するものである。さらに特許文献３には、チューブ状の機器の中心の空洞を囲む壁の中に複数本の空腔を設け、それらの空腔内に引っ張りワイヤあるいはスタイレットを配置することも開示されている。

前記従来の心臓外科用の操作用ハンドルなどは、いずれも引っ張りワイヤの引っ張り力あるいは引っ張り操作ストロークを遠隔操作することにより、弾力的に直線に戻ろうとする先端部を大きく横向きに曲げるものである。そのため大きく先端部を曲げる場合には有効な手段であるが、微小に先端を曲げる操作が要求される場合、とくに脳深部の電位を測定するときには、過剰に正常部位を刺激することになり、危険である。また、構造が複雑であり、とくに径の細い電極に適用することが難しいという問題がある。また、径の細い電極を作製しても先端を駆動させるワイヤが非常に細くなり、先端部の破損を招きやすくなる。本発明はこのような問題を解消して、安全に微小な先端部の動きを制御できる生体用電極を提供することを技術課題としている。

本発明の生体用電極（請求項１）は、先端近辺に電極が配設されたチューブを備えた本体と、その本体のチューブ内に軸方向移動自在および／または回転自在に挿入された芯材とからなり、前記本体または芯材のいずれか一方の先端近辺が弾力性を備えると共に湾曲ないし屈曲しており、前記芯材とチューブの相対的な軸方向操作および／または回転操作によってチューブの先端位置を調整することができることを特徴としている。

このような生体用電極においては、前記本体の先端近辺が弾力性および可撓性を有し、かつ、湾曲ないし屈曲しており、前記芯材が本体に対して軸方向移動自在に設けられた略直線状の部材であり、前記芯材とチューブの相対的な軸方向操作によってチューブの先端角度を調整することができるものを採用しうる（請求項２）。

前記本体は、可撓性を有するチューブと、そのチューブの少なくとも先端近辺の内部にチューブと軸方向に相対的に移動しないように固定された、湾曲ないし屈曲している弾性補強部材とを備えているものとすることができる（請求項３）。その場合、弾性補強部材がチューブと略同心状に配置されたワイヤであり、前記芯材がそのワイヤとチューブの間に配置されるパイプであり、そのパイプが略直線状に延びると共に、パイプ内にワイヤの先端部を引き込んでも真直度が実質的に保たれる剛性を備えているものが好ましい（請求項４）。また、前記弾性補強部材がチューブの内面に沿って配置されており、前記芯材が、チューブ内の残りの空間に配置されているものであってもよい（請求項５）。

本発明の生体用電極においては、前記チューブが直線状に延びており、前記芯材の先端近辺が湾曲ないし屈曲しているものであってもよい（請求項６）。その場合、前記芯材がチューブに対して軸方向摺動自在に挿入されており、芯材とチューブの相対的な軸方向操作によってチューブの先端角度を調整することができるものとすることができる（請求項７）。また、前記芯材がチューブに対して回転自在に挿入されており、芯材とチューブの相対的な回転操作によってチューブの湾曲ないし屈曲の向きを調整することができるものであってもよく、さらに軸方向操作と回転操作の両方ができるものであってもよい（請求項８）。

前記先端が湾曲している芯材は、直線状のパイプと、そのパイプ内に摺動自在に挿入された、先端近辺が湾曲ないし屈曲しているワイヤとから構成するのが好ましい（請求項９）。その場合、前記ワイヤが、パイプ内で回転自在であるものがさらに好ましい（請求項１０）。

前記いずれの生体用電極においても、前記本体に対する芯材の相対位置を拘束する拘束手段を備えているものが好ましい（請求項１１）

本発明の生体用電極の第２の態様（請求項１２）は、先端近辺に電極が配設された、少なくとも先端近辺が可撓性を有するチューブを備えた本体と、前記チューブ内に軸方向移動自在に挿入されたパイプと、そのパイプ内に軸方向移動自在に収容され、先端近辺が湾曲ないし屈曲しているワイヤとからなることを特徴としている。このような生体用電極においては、前記ワイヤがパイプ内に回転自在に収容されているものが好ましい（請求項１３）。

本発明の生体用電極の第３の態様（請求項１４）は、先端近辺に電極が配設された、少なくとも先端近辺が可撓性を有するチューブを備えた本体と、前記チューブ内に挿入されたパイプと、そのパイプ内に回転自在に収容され、先端近辺が湾曲ないし屈曲しているワイヤとからなることを特徴としている。

本発明の生体用電極（請求項１）は、チューブを備えた本体と、チューブ内に挿入される芯材とから構成しているので、部品点数が少なく、構造がシンプルである。そして形状が異なる本体と芯材とを組み合わせているので、両者の相対的な位置を操作することにより、本体の角度あるいは傾きの方向を調整することができる。なお、湾曲している部材と直線状の部材の相対的な位置調整だけで本体の先端角度あるいは向きを調整するので、大きな角度調整などは難しい半面、微調整には支障がない。とくに本体を固定しておき、芯材を操作することにより本体の先端部の角度ないし向きを調整することもできる。その場合は全体的な位置を維持しながら、本体の先端位置だけを容易に微調整することができる。

前記本体の先端近辺が弾力性および可撓性を有し、かつ、湾曲ないし屈曲しており、前記芯材が本体に対して軸方向移動自在に設けられた略直線状の部材であり、前記芯材とチューブの相対的な軸方向操作によってチューブの先端角度を調整することができるものである場合（請求項２）は、芯材を本体の先端近辺まで深く挿入すると、本体が芯材の形状に従って直線状になる。ついでその位置から芯材を徐々に引き抜く方向に移動させると、芯材が抜かれた領域では本体の弾力性で元の湾曲ないし屈曲状態に戻ろうとする。そして芯材の先端が本体の湾曲している部位から出るまで、本体の先端の角度を連続的または段階的に調節することができる。なお、芯材が本体に対して回転自在でない場合は、本体全体を回転させることにより、本体の湾曲ないし屈曲の向きを調整することができる。

前記本体が、可撓性を有するチューブと、そのチューブの少なくとも先端近辺の内部にチューブと軸方向に相対的に移動しないように固定された、湾曲ないし屈曲している弾性補強部材とを備えている場合（請求項３）は、弾性補強部材が弾性復元力を発揮する。そのため、チューブ自体に弾力性が要求されない。したがってチューブの材質を広い範囲から選択することができる。

前記弾性補強部材が、チューブと略同心状に配置されたワイヤであり、前記芯材が、そのワイヤとチューブの間に配置されるパイプであり、そのパイプが略直線状に延びると共に、パイプ内にワイヤの先端部を引き込んでも真直度が実質的に保たれる剛性を備えている場合（請求項４）は、ワイヤ、パイプおよびチューブが同心状に配列されるので、組立て作業が容易である。さらにパイプをチューブの先端まで挿入すると、全体をほぼ真っ直ぐにすることができ、頭骨に形成した孔などに挿入しやすい。さらにパイプが円筒状の場合はチューブの外周面も円筒状になり、表面形状が滑らかである。また、頭骨に形成した孔内などで回転させやすい。

前記弾性補強部材がチューブの内面に沿って配置されており、前記芯材が、チューブ内の残りの空間に配置されている場合（請求項５）は、チューブの外面から弾性補強部材あるいは芯材の位置が分かる。そのため、とくにチューブの表面に目印をつけなくても、弾性補強部材の湾曲ないし屈曲している角度位置、すなわち本体の先端の向きが外部から分かる利点がある。

前述のチューブの先端近辺が湾曲ないし屈曲している場合とは逆に、チューブが直線状に延びており、芯材の先端近辺が湾曲ないし屈曲している場合（請求項６）においても、両者の相対的な位置を操作することにより、本体の角度あるいは傾きの方向を調整することができ、微調整が容易である。

前記芯材がチューブに対して軸方向摺動自在に挿入されており、芯材とチューブの相対的な軸方向操作によってチューブの先端角度を調整することができる場合（請求項７）は、芯材を本体の先端まで深く挿入すると、本体の先端が芯材の形状に応じて最も大きく湾曲ないし屈曲する。その状態から芯材を徐々に引き抜くと、芯材の弾力性および本体の可撓性のバランスに応じて、本体の湾曲ないし屈曲の程度が連続的ないし段階的に緩やかになっていく。そしてチューブの根元側まで引き抜くと、本体はほぼ直線状に戻る。

他方、前記芯材がチューブに対して回転自在に挿入されており、芯材とチューブの相対的な回転操作によってチューブの湾曲ないし屈曲の向きを調整することができる場合（請求項８）は、本体を固定した状態で、芯材を回転させることにより、本体の先端近辺の湾曲ないし屈曲の向きが芯材の回転位置に応じて変化する。さらに芯材がチューブに対して軸方向移動自在かつ回転自在に挿入されている場合は、芯材の軸方向の位置を調整することにより本体の先端角度を調整することができ、芯材の回転位置を調整することにより湾曲ないし屈曲の向きを調整することができる。

前記芯材がチューブに対して軸方向移動自在の場合において、前記芯材が、直線状のパイプと、そのパイプ内に摺動自在に挿入された、先端近辺が湾曲ないし屈曲しているワイヤとからなる場合（請求項９）は、パイプ内にワイヤを収容した状態でチューブ内に挿入することができる。そのため、容易に組み立てることができる。そしてパイプをチューブ内に挿入した後、ワイヤを残しながらパイプを抜く方向に移動させると、パイプの先端から湾曲ないし屈曲したワイヤが出てくるので、チューブの先端がワイヤの形状に応じて湾曲ないし屈曲する。その後はワイヤとパイプを一体にして軸方向に移動させることにより、チューブの湾曲ないし屈曲の強さを調整することができる。さらにワイヤを移動させず、パイプのみを軸方向に移動させて、パイプの先端から出ているワイヤの長さを調節したり、パイプを移動させずにワイヤのみを軸方向に移動させて、パイプから出ている長さを調整するようにしてもよい。それらの場合もチューブ先端近辺の湾曲ないし屈曲の程度を調整することができる。

前述のように芯材をパイプとワイヤとから構成する場合は、ワイヤがパイプ内で回転自在になるようにしてもよい（請求項１０）。その場合は、パイプから出ているワイヤの湾曲ないし屈曲している向きが変化するので、チューブ自体は回転させなくても、チューブの湾曲ないし屈曲の向きを調整することができる。

本体に対する芯材の相対位置を拘束する拘束手段を備えている場合（請求項１１）は、相対位置を調整して本体の先端を適切な位置に設定した後、拘束手段で両者の相対位置を拘束すれば、その後、外力や自重に対し、調整した状態を維持することができる。

本発明の生体用電極の第２の態様（請求項１２）は、パイプ内にワイヤを収容した状態で、パイプをチューブ内に挿入した後、ワイヤを残しながらパイプを抜く方向に移動させると、パイプの先端から湾曲ないし屈曲したワイヤが出てくる。それによりチューブの先端がワイヤの形状に応じて湾曲ないし屈曲する。そしてパイプから出ているワイヤの長さを調整することにより、チューブの湾曲ないし屈曲の程度を調整することができる。第２の態様において、ワイヤがパイプ内に回転自在に収容されている場合（請求項１３）は、ワイヤの回転位置を調節することにより、チューブを固定したままでチューブ先端の湾曲ないし屈曲の向きを調整することができる。

本発明の生体用電極の第３の態様（請求項１４）は、ワイヤの回転位置を調節することにより、チューブを固定したままでチューブ先端の湾曲ないし屈曲の向きを調整することができる。

つぎに図面を参照しながら本発明の生体用電極の実施の形態を説明する。図１は本発明の生体用電極の一実施形態を作用と共に示す要部断面図、図２はその生体用電極の全体を示す側面図、図３ａは本発明に関わる生体用電極の他の実施形態における伸直状態を示す断面図、図３ｂはその生体用電極の湾曲状態を示す断面図、図４ａは本発明に関わる生体用電極のさらに他の実施形態における伸直状態を示す断面図、図４ｂはその生体用電極の湾曲状態を示す断面図、図５は本発明の生体用電極のさらに他の実施形態を調整方法と共に示す断面図、図６ａは本発明に関わる生体用電極のさらに他の実施形態における伸直状態を示す断面図、図６ｂはその生体用電極の屈曲状態を示す断面図、図７は本発明の生体用電極のさらに他の実施形態を示す断面図、図８ａは本発明に関わるワイヤのさらに他の実施形態を示す側面図、図８ｂはそのワイヤを備えた生体用電極の作用を示す工程図、図９ａは本発明の生体用電極のさらに他の実施形態を示す側面図、図９ｂ〜ｄはその生体用電極から順に部品を抜き取っていく様子を示す側面図、図９ｅは図９ｄの要部拡大図である。

図１に示す生体用電極１０は、本体を構成するチューブ１１と、そのチューブ内に挿入された硬質のパイプ１２と、そのパイプ内に摺動自在に挿入された弾力性を有するワイヤ１３とからなる。チューブ１１の先端は袋状に閉じている。ワイヤ１３の先端近辺は、自然な状態ではほぼ円弧状に湾曲した湾曲部１４とされている。ワイヤ１３の先端は連結部材１３ａを介してチューブ１１の先端に固定されている。湾曲部１４はパイプ１２に収容されている状態（第１工程Ｓ１）では、強制的に直線状に伸ばされている。チューブ１１の先端近辺の外周には、リング状の電極１５が固定されている。電極１５は通常は複数個であり、それぞれ電線１５ａによって手元部と通電可能とされている。この実施形態では、チューブ１１、ワイヤ１３および電極１５が本体を構成しており、パイプ１２が芯材を構成している。また、ワイヤ１３は弾性補強部材である。

前記チューブ１１としては、全体として可撓性を備えた合成樹脂製のものが用いられる。チューブ１１の外径０．５〜３ｍｍ、とくに好ましくは０．５〜１．５ｍｍ、内径０．３〜２．８ｍｍ、とくに好ましくは０．３〜１．３ｍｍであり、長さ１５０〜５５０ｍｍのものが用いられる。合成樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、ポリイミド、フッ素系樹脂などの各種熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、シリコーンゴム、ラテックスゴム等の各種ゴムなど、医療用のカテーテルに用いられるものを用いることができる。とくにダイアミド（ナイロン）１７００に４０ｗｔ％の硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）をブレンドしたものが好ましい。合成樹脂に添加する添加物としては、硫酸バリウムのほか、三酸化ビスマス、次炭酸ビスマス、タングステンなど、レントゲン線によって透過しない無機粉末が好ましい。このようなレントゲン線を透過しない無機粉末をブレンドすることにより、生体内に挿入した状態をレントゲン写真、モニター画像などの映像として写すことができる。

前記パイプ１２としては、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、プラチナ合金などの金属製のものが用いられるが、ポリイミドなどの硬質の合成樹脂製であってもよい。パイプ１２は通常は直線状である。ただし緩く湾曲していてもよい。パイプ１２の外径は０．３〜２．８ｍｍ、好ましくは０．３〜１．３ｍｍ、内径は０．１〜２．６ｍｍ、とくに好ましくは０．１〜１．１ｍｍ程度である。パイプ１２の長さは、たとえば１５０〜５５０ｍｍ程度である。パイプ１２はワイヤ１３の弾性復帰力を抑制して直線状などの元の形状を維持できる程度の剛性を備えているものが好ましい。それによりワイヤ１３の出入りに関わらず、一定の形状を維持することができる。

前記ワイヤ１３はステンレス鋼線、ピアノ線、コバルト系合金、クロム系合金などの金属の単線あるいはそれらの金属素線の撚り線、あるいはそれらの鋼線の表面に合成樹脂をコートしたものが用いられる。合成樹脂コートとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ナイロン（ポリアミド）などが用いられ、コートの厚さは０．００２〜０．０２０ｍｍ程度である。なお、金属線に代えて、前述の硬質の合成樹脂の線あるいはその撚り線を用いることもできる。ワイヤ１３の外径は０．１〜２．６ｍｍ、好ましくは０．１〜０．３５ｍｍ程度である。ワイヤ１３の先端部に設けられる湾曲部１４の長さは、たとえば５〜５０ｍｍ程度、好ましくは１０〜２０ｍｍ程度である。

湾曲部１４の曲率半径Ｒは、通常は３０〜６０ｍｍ程度、とくに好ましくは４０〜５０ｍｍ程度である。この実施形態では曲率半径Ｒはほぼ均一であり、そのため、自然な状態では円弧状を呈する。ただし位置によって曲率半径Ｒが変化していてもよい。たとえば先端に近いほど曲率半径を小さくする（湾曲の程度を強くする）こともできる。それによりワイヤ１３の移動寸法と軸心Ｃからのずれとをほぼ比例させることもできる。湾曲部１４はたとえばワイヤ１３をプレス成形することにより形成することができる。この湾曲部１４では、湾曲形状を維持しやすいように、平坦な薄板状ないしリボン状あるいは断面楕円状に形成してもよい。ワイヤ１３と連結部材１３ａの連結はハンダ付けなどのろう付けにより一体にすることができる。連結部材１３ａとチューブ１１とは、接着剤で接着することにより接合することができる。

上記のごとく構成される生体用電極１０は、パイプ１２をチューブ１１の先端まで挿入し、ワイヤ１３をパイプ１２の内部に収容している状態（第１工程Ｓ１）では、チューブ１１はパイプ１２によって直線状に伸ばされている。そしてワイヤ１３はその弾性による復帰力がパイプ１２によって抑制されているので、復帰力に抗して直線状に延ばされている。ついでパイプ１２を図１の左側に引いてワイヤ１３の先端部分をいくらか（図１では寸法Ｌ１）パイプ１３の先端から突出させると、ワイヤ１３はその突出している範囲では元の円弧状に戻る。そのため、ワイヤ１３の先端は軸心Ｃに対してある角度θ1を呈する（第２工程Ｓ２）。そしてワイヤ１３の先端近辺がチューブ１１の内面と直接接するので、チューブ１１もワイヤに沿って湾曲する。

さらにパイプ１２を手元側に引いてワイヤ１３の先端部をパイプ１２の先端から突出させていくと、出ている部分が円弧状に戻るので、チューブ１１の先端の軸心Ｃに対する角度θ2が大きくなっていく。このようにパイプ１２の操作量Ｌ１、Ｌ2と角度θ1、θ2とは、一定の関数関係にある。したがってパイプ１２の後端を操作して突出量を調節することにより、チューブ１１の先端部の角度、すなわち軸心Ｃからのずれを調節することができる。

上記のようにこの生体用電極１０では、チューブ１１の位置を固定した状態でパイプ１２の軸方向の位置を変更することにより、チューブ１１の軸心方向の位置をほとんど変えずに、先端部分の角度および軸心からの距離だけを変化させることができる。

前記の生体用電極１０は、たとえば図２に示す頭部深部能動電極などの生体電位測定装置１６の電極として使用することができる。この生体電位測定装置１６は、前述の生体用電極１０と、その生体用電極のチューブ１１の後端を保持する握り部１７と、パイプ１２の後端に取り付けられた摘み部１８と、電線（図１の符号１５ａ）と連結されるコネクタ１９と、そのコネクタ１９を介してリード線２０で連結されている測定部２１とから構成されている。

前記ワイヤ１３はチューブ１１の先端近辺のみに設けてもよいが、ワイヤ１３の端部をパイプ１２に挿入し易いように、チューブ１１の全体に延びるように配置し、チューブ１１の根元側（図２の左側）の開口端から突出させるのが好ましい。また、チューブ１１の全体にパイプ１２が挿入されているので、生体用電極１０の全体がある程度の剛性を備えている。それにより生体用電極１０の生体内への挿入が容易である。

この生体電位測定装置１６を操作するには、片手で握り部１７を把持し、他方の手の指で摘み部１８を摘んで押し引き操作する。それによりパイプ１２のチューブ１１およびワイヤ１３に対する軸方向の相対位置を変えることができ、ワイヤ１３の先端の角度および軸心からの距離を調節することができる。さらにチューブ１１の送り込み長さ、チューブ１１軸心まわりの回転角度を調節して、極座標の要領で任意の位置に電極１５を定位することができる。

なお図２の符号２３は、握り部の後端にネジなどで取り付けたストッパであり、このストッパ２３を螺進させることにより、パイプ１２を囲む弾性リングが締めつけられるようにしている。そのため、チューブ１１の先端角度調節が終了した後は、そのストッパ２３の位置を調節してパイプ１２の位置を拘束することができる。それにより電位の検出など、他の操作に集中することができる。

図３ａに示す生体用電極２４は、弾性補強部材としてチューブ１１の先端近辺の内面に板バネなどのバネ片２５を接合している。このバネ片２５は自然な状態では円弧状に湾曲している。バネ片２５は金属製あるいは合成樹脂製の薄板などの板バネ状が好ましい。ただし図１の場合と同様に、ワイヤでバネ片２５を構成することもできる。バネ片２５はチューブ１１の全長に渡って設けるが、先端近辺のみに設けてもよい。そしてチューブ１１の残りの空間に、芯材となる操作用のロッドあるいはワイヤ２６を挿入している。この実施形態では、ワイヤ２６は剛性が高いものが好ましい。

ワイヤ２６としては、図１の弾性補強部材としてチューブ１１に固定したワイヤ１３と同様のものを採用することができる。この実施形態ではバネ片２５がチューブ１１の内面に接合しているので、バネ片２５をチューブ１１の全長に設けなくても芯材であるワイヤ２６をチューブ１１に挿入して組み立てる作業が容易である。

この生体用電極２４では、図３ａに示すように、ワイヤ２６をチューブ１１の先端まで挿入すると、バネ片２５の弾性復元力がワイヤ２６によって抑制され、チューブ１１の先端近辺が直線状に延びる。そして図３ｂに示すようにワイヤ２６を手元側に引くと、バネ片２５が元の円弧状の形状に戻るため、チューブ１１もそのワイヤ２６の形状に従って円弧状に湾曲する。それによりチューブ１１の先端角度を微調整することができ、電極１５の位置（中心からのずれ）を微調整することができる。また、図３ｂの状態でチューブ１１とワイヤ２６を一緒に軸心Ｃ回りに回転させることにより、先端の湾曲の向きを調整することができる。

前記実施形態ではいずれもチューブ１１に対して湾曲方向に復帰する弾力性を付与するため、ワイヤ１３やバネ片２５などの弾性補強部材をチューブ１１内に設けている。しかしチューブ１１自体が弾性復帰力を備えている場合は、弾性補強部材を省略することができる。図４ａ、図４ｂに示す生体用電極２７はそのような弾性復帰力を備え、自然な状態では先端近辺が湾曲しているチューブ１１を用いる場合を示している。

そのようなチューブ１１は、ポリアミドなどの合成樹脂や、ステンレス鋼などの金属により構成することができる。なお、金属線からなるコイルを埋め込んだチューブを採用してもよい。その場合はコイルは弾性補強部材と見ることもできる。芯材としては、図３ａの生体用電極２４の場合と同様のワイヤ２６あるいはロッドなどを用いることができる。この生体用電極２７の操作方法は図４ａおよび図４ｂから分かるように、図３ａの生体用電極２４の場合と実質的に同一である。

図５の生体用電極２８は、連結部材１３ａがチューブ１１に接合されていないことを除いて図１の生体用電極１０と実質的に同一である。この生体用電極２８では、操作用の芯材であるパイプ１２を後退させた状態、すなわちワイヤ１３をパイプ１２の先端から突出させてチューブ１１の先端を湾曲させた後、ワイヤ１３のみを回転させることができる。そしてワイヤ１３を自軸回りに回転させると、チューブ１１の先端近辺は回転せずに湾曲状態だけがワイヤ１３に追従する。そのため、頭骨にチューブ１１を固定した状態でワイヤ１３だけを回転させ、チューブ１１の先端位置を変化させることができる。それにより電線１５ａにねじれが生じないので、図２のコネクタ１９との接続構造が単純になる。

図５の実施形態ではワイヤ１３の先端に連結部材１３ａを固着しているので、チューブ１１の先端内面と連結部材１３ａとの回転方向の摺動がスムーズである。しかし連結部材１３ａを省略することもできる。その場合はワイヤ１３の先端をチューブ１１の先端内面との間の摺動がスムーズになるように滑らかな形状にする。

図６ａに示す生体用電極２９は、先端近辺で可撓性を有し、先端近辺以外ではワイヤ１３の湾曲を抑制できる程度の剛性を備えたチューブ３０と、そのチューブ３０内に挿入した芯材としてのワイヤ１３とを備えている。ワイヤ１３の先端近辺は図１の場合と同様に、自然な状態で円弧状に湾曲している。チューブ３０の剛性を部位によって変更するには、たとえば図６ａのようにパイプ１２をチューブ３０の内面に固定したり、チューブ３０の壁内に補強線などを埋め込んだりする。肉厚を変更したり、補強リブを設けたりすることによっても、剛性を変えることができる。また、先端部の肉厚を先端に向かって連続的に薄くするようにしてもよい。

このような生体用電極２９では、図６ａのようにワイヤ１３をチューブ３０の剛性が高い部位、たとえばパイプ１２内に引き込んでいる状態では、チューブ３０の先端部は外力を受けていないので、直線状に延びている。そしてワイヤ１３を前進させるに従ってチューブ３０の先端部が次第に湾曲していく。さらに図６ｂに示すように、ワイヤ１３をチューブ３０の先端近辺まで深く挿入すると、チューブ３０の先端近辺の弾力性とワイヤ１３の弾力性がバランスする状態で湾曲する。それによりチューブ３０の先端近辺に設けた電極（図示省略）の位置を微調節することができる。

この生体用電極２９においても、生体用電極２９の全体、あるいはワイヤ１３のみを軸心回りに回転させることにより、チューブ３０の湾曲の向きを調節できる。この生体用電極２９は、構成がシンプルであるので、製造および取り扱いが容易である。

なお、先端部の角度を微調整する必要がなく、軸回りの角度だけを調整したい場合は、図７に示すように、可撓性を備えたチューブ１１と、先端部が屈曲しているワイヤ１３を組み合わすだけでもよい。このものもチューブ１１を頭骨などに固定した状態でワイヤ１３だけを軸心Ｃ回りに回転させるだけで、チューブ１１の屈曲方向を微調整することができる。

図８ａに示すワイヤ３１は先端部に１か所の屈曲部３２を備えており、他の部位は直線状である。屈曲部３２はワイヤ３１をプレス成形などで折り曲げることにより形成することができる。屈曲部３２は短い湾曲部によって形成することもできる。屈曲部３２よりも先端側の部分３１ａの軸心Ｃに対する角度θは、たとえば５〜３０度程度、さらに好ましくは１０〜２０度程度である。

このような屈曲部３２を備えたワイヤ３１を前述のパイプ１２およびチューブ１１に収容することにより、図８ｂに示すような生体用電極３３が得られる。その状態では前述と同様に屈曲部３２の弾性反発力が硬質のパイプ１２によって抑制されるので、チューブ１１の先端部は直線状となる（第１工程Ｓ１）。またパイプ１２を後退させることによりワイヤ３１をいくらかパイプ１２から突出させても、屈曲部３２がパイプ１２から突出するまでは、ワイヤ３１およびチューブ１１はパイプ１２に沿って直線状に延びているだけである（第２工程Ｓ２）。

そしてさらにパイプ１２を後退させて、屈曲部３２をパイプ１２の先端から突出させると、弾性反発力により先端側の部分３１ａが直ちに元の屈曲角度θに戻る（第３工程Ｓ３）。それによりワイヤ３１の先端側の部分３１ａの角度を切り換えることができ、チューブ１１の先端角度が変化する。このような１か所に屈曲部３２を備えたワイヤ３１を用いた生体用電極３３は、求められるワイヤ３１の先端部の角度が定まっている場合は、送り出し量が多少前後しても正確に所定の角度にすることができる。なお図８ａ、図８ｂの場合は屈曲部３２が１か所であるが２個所以上設けることもできる。屈曲部の個所が多くなれば、円弧状の湾曲とほぼ同様に、設定角度の選択範囲が広がる。

図９ａの生体用電極３５は、図１の生体用電極１０と実質的に同一であり、同一の部品には同一の符号を付している。ただし理解しやすいように、チューブ１１およびパイプ１２は短いものを用いている。またチューブ１１の先端部外周の電極は省略している。図９ａではパイプ１２がチューブ１１の先端まで挿入されており、その内部に挿入されているワイヤ１３は湾曲部１４が真っ直ぐに延ばされている。また、チューブ１１自体も真っ直ぐに延ばされている。

図９ｂは図９ａの状態からパイプ１２だけを図面の左側に移動させた状態を示している。このようにパイプ１２を移動させると、ワイヤ１３の湾曲部１４がパイプ１２から突出するので、元の湾曲形状に弾性復帰する。そして先端側ではチューブ１１とワイヤ１３だけが残っているので、チューブ１１の先端部がワイヤ１３の形状に従って湾曲した形状を呈する。

図９ｃは、図９ｂの状態からチューブ１１を抜き取った状態を示している。チューブ１１の内部では、パイプ１２の先端からワイヤ１３が突出して、元の湾曲形状に戻っていることが分かる。

図９ｄは、図９ｃの状態からさらにパイプ１２を抜き取り、チューブ１１、パイプ１２およびワイヤ１３を別々にした状態である。また図９ｅは図９ｄの３本の部品の先端部を拡大して示したものである。ワイヤ１３が自然な（外力が加わらない）状態で示されており、先端近辺が円弧状に湾曲しているのが分かる。

前記生体用電極は、パイプやロッド、ワイヤなどの芯材を手で軸方向に移動させたり、回転させたりするように構成しているが、モータなどの駆動要素を用いて自動的に軸方向移動ないし回転させるようにしてもよい。さらに各要素の移動量を検出するセンサを設け、自動的にパイプやロッド、ワイヤの突出量や回転角度などを調整できるように構成することもできる。

本発明の生体用電極の一実施形態を作用と共に示す要部断面図である。 その生体用電極の全体を示す側面図である。 図３ａは本発明に関わる生体用電極の他の実施形態における伸直状態を示す断面図、図３ｂはその生体用電極の湾曲状態を示す断面図である。 図４ａは本発明に関わる生体用電極のさらに他の実施形態における伸直状態を示す断面図、図４ｂはその生体用電極の湾曲状態を示す断面図である。 本発明の生体用電極のさらに他の実施形態を調整方法と共に示す断面図である。 図６ａは本発明に関わる生体用電極のさらに他の実施形態における伸直状態を示す断面図、図６ｂはその生体用電極の屈曲状態を示す断面図である。 本発明の生体用電極のさらに他の実施形態を示す断面図である。 図８ａは本発明に関わるワイヤのさらに他の実施形態を示す側面図、図８ｂはそのワイヤを備えた生体用電極の作用を示す工程図である。 図９ａは本発明の生体用電極のさらに他の実施形態を示す側面図、図９ｂ〜ｄはその生体用電極から順に部品を抜き取っていく様子を示す側面図、図９ｅは図９ｄの要部拡大図である。

符号の説明

１０ 生体用電極
１１ チューブ
１２ パイプ
１３ ワイヤ
１３ａ 連結部材
１４ 湾曲部
１５ 電極
１５ａ 電線
Ｒ 曲率半径
Ｃ 軸心
１６ 生体電位測定装置
１７ 握り部
１８ 摘み部
１９ コネクタ
２０ リード線
２１ 測定部
２３ ストッパ
２４ 生体用電極
２５ バネ片
２６ ワイヤ
２７ 生体用電極
２８ 生体用電極
２９ 生体用電極
３０ チューブ
３１ ワイヤ
３１ａ 先端側の部分
３２ 屈曲部
３３ 生体用電極
３５ 生体用電極

Claims (14)

1. 先端近辺に電極が配設されたチューブを備えた本体と、
   その本体のチューブ内に軸方向移動自在および／または回転自在に挿入された芯材とからなり、
   前記本体または芯材のいずれか一方の先端近辺が弾力性を備えると共に湾曲ないし屈曲しており、
   前記芯材とチューブの相対的な軸方向操作および／または回転操作によってチューブの先端位置を調整することができる、生体用電極。
2. 前記本体の先端近辺が弾力性および可撓性を有し、かつ、湾曲ないし屈曲しており、
   前記芯材が本体に対して軸方向移動自在に設けられた略直線状の部材であり、
   前記芯材とチューブの相対的な軸方向操作によってチューブの先端角度を調整することができる請求項１記載の生体用電極。
3. 前記本体が、可撓性を有するチューブと、そのチューブの少なくとも先端近辺の内部にチューブと軸方向に相対的に移動しないように固定された、湾曲ないし屈曲している弾性補強部材とを備えている請求項２記載の生体用電極。
4. 前記弾性補強部材が、チューブと略同心状に配置されたワイヤであり、
   前記芯材が、そのワイヤとチューブの間に配置されるパイプであり、
   そのパイプが略直線状に延びると共に、パイプ内にワイヤの先端部を引き込んでも真直度が実質的に保たれる剛性を備えている請求項３記載の生体用電極。
5. 前記弾性補強部材がチューブの内面に沿って配置されており、
   前記芯材が、チューブ内の残りの空間に配置されている請求項３記載の生体用電極。
6. 前記チューブが直線状に延びており、
   前記芯材の先端近辺が湾曲ないし屈曲している請求項１記載の生体用電極。
7. 前記芯材がチューブに対して軸方向摺動自在に挿入されており、芯材とチューブの相対的な軸方向操作によってチューブの先端角度を調整することができる請求項６記載の生体用電極。
8. 前記芯材がチューブに対して回転自在に挿入されており、芯材とチューブの相対的な回転操作によってチューブの湾曲ないし屈曲の向きを調整することができる請求項６または７記載の生体用電極。
9. 前記芯材が、直線状のパイプと、そのパイプ内に摺動自在に挿入された、先端近辺が湾曲ないし屈曲しているワイヤとからなる請求項７記載の生体用電極。
10. 前記ワイヤが、パイプ内で回転自在である請求項９記載の生体用電極。
11. 前記本体に対する芯材の相対位置を拘束する拘束手段を備えている請求項１〜８のいずれかに記載の生体用電極。
12. 先端近辺に電極が配設された、少なくとも先端近辺が可撓性を有するチューブを備えた本体と、
    前記チューブ内に軸方向移動自在に挿入されたパイプと、
    そのパイプ内に軸方向移動自在に収容され、先端近辺が湾曲ないし屈曲しているワイヤとからなる生体用電極。
13. 前記ワイヤがパイプ内に回転自在に収容されている請求項１２記載の生体用電極。
14. 先端近辺に電極が配設された、少なくとも先端近辺が可撓性を有するチューブを備えた本体と、
    前記チューブ内に挿入されたパイプと、
    そのパイプ内に回転自在に収容され、先端近辺が湾曲ないし屈曲しているワイヤとからなる生体用電極。
    

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