JP2011514531A - 単体構造体を有する光学的測定要素 - Google Patents

単体構造体を有する光学的測定要素 Download PDF

Info

Publication number
JP2011514531A
JP2011514531A JP2011500024A JP2011500024A JP2011514531A JP 2011514531 A JP2011514531 A JP 2011514531A JP 2011500024 A JP2011500024 A JP 2011500024A JP 2011500024 A JP2011500024 A JP 2011500024A JP 2011514531 A JP2011514531 A JP 2011514531A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measuring element
optical
regions
element according
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011500024A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5397965B2 (ja
Inventor
ベルトルドス、アクセル
ロサス、ペレ
エナン、シモン
Original Assignee
キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト filed Critical キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト
Publication of JP2011514531A publication Critical patent/JP2011514531A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5397965B2 publication Critical patent/JP5397965B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/16Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
    • G01L5/166Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using photoelectric means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/06Measuring instruments not otherwise provided for
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/06Measuring instruments not otherwise provided for
    • A61B2090/064Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

本発明は、少なくとも1つの方向の力を測定するための光学的測定要素(1)に関する。測定要素は、外壁(3)と、その中に導入されるノッチ(4)とを備える単体構造体(2)を有し、ノッチ(4)は、構造体(2)の第1及び第2の領域(7)間の唯一の接続部(6)を構成する1つ以上の弾性可撓ゾーン(5)を構造体(2)内に画定する。構造体(2)の2つの領域(7)間の光学的距離測定の場合、1つ以上の光ファイバ(8)がそれぞれ、構造体(2)の領域(7)にその一端部(9)で取り付けられ、その端部(9)に近接してもう1つの領域(7)に堅く接続される反射面(10)が配置されている。本発明によれば、光ファイバ(8)は、外壁(3)に配設される。加えて、本発明によれば、それぞれのノッチ(4)は、平行縁部(16)を備える。

Description

本発明は、少なくとも1つの方向の力を測定するための光学的測定要素に関し、当該測定要素は、外壁と、その中に導入されたノッチとを備える単体構造体を有する。ノッチは、構造体の第1及び第2の領域間の唯一の接続部を構成する1つ以上の弾性可撓ゾーンを構造体内に形成する。構造体の2つの領域間の光学的距離測定に対して、1つ以上の光ファイバがそれぞれ、構造体の1つの領域にその一端部で取り付けられ、それら端部に近接して、反射面が配置され、該反射面がもう1つの領域に堅く接続される。
光学的力測定要素は、それらには電線及び電気接続部が無いという、DMSに基づくものなどの他の力測定要素よりも優れた利点を提供する。このことは、光学的力測定要素が、電磁波による障害が予想される環境において使用される場合には、特に有利である。さらには、小型化の可能性は、電気接点のために、そのような測定要素に対して限定される。光学的力測定要素は、医療目的、特に、侵襲的用途に有用である。使用法の他の分野には、例えば、ロボット技術が含まれる。光学的に測定される距離間の差は、構造体を変形させる作用力に比例する。
WO2007/015139は、その端部に取り付けられた光学的力測定要素を有するセンサ・チップを備えたカテーテルについて記載している。このセンサ・チップは、人間の臓器の中、例えば心臓の中に、その壁に配置することが可能であり、臓器壁によって生成される、センサ・チップに作用する3次元力を測定する。このようにして、いわゆる血管及び臓器の「マッピング」が実行可能である。
J.Peirs、J.Clijnen、P.Herijgers、D.Reynaerts、H.Van Brussel、B.Corteville、及びS.Booneによる出版物、「Design of an Optical Force Sensor for Force Feedback during Minimally Invasive Robotic Surgery」は、例えば、上述の用途に使用可能な光学センサについて記載している。それは、その中心に、3つのファイバ端部を有する3つの光ファイバが軸線方向に挿入されている弾性円筒形外面構造体について記載している。これらは、構造体の上部への力の作用に左右される、ファイバ端部に近づく固定端部への距離を測定する。このセンサの欠点は、小型化の可能性を限定することである。加えて、3つのx方向、y方向、及びz方向の力の測定結果は、常に、互いと関連付けられる。
US2008/0009750は、冒頭に述べた構造体を組み込んだカテーテル・チップを提案している。それは、Peirsらによる出版物に既に記載されている構造体と同一である。それは、中心領域に放射状に配設されたノッチによって可撓構造体内に差し込まれるチューブから成る。可撓構造体は、上環状部及び下環状部に交互に接続される複数のコラムを有し、コラムのそれぞれの隣接する対は、2つの可撓ブリッジによって互いに接続される。下環状部においては、光ファイバは、上端部に取り付けられるコラムの下端部までの距離、又はブリッジまでの距離を測定することが可能な開口部内に配列されて、それによって、上環状部に作用する力を抑える。
全てのノッチ、したがってコラム及び弾性ブリッジの全ての縁部は、チューブ軸線に対して放射状に延在するので、チューブ外壁におけるコラムは、チューブ内壁におけるコラムよりも厚く、ブリッジは、チューブ内壁におけるブリッジよりも、チューブ外壁においての方がより柔らかい、それは、チューブ内壁の方がより短いという理由からである。このため、チューブは、弾性ブリッジの可撓性を確実にするために、薄い壁厚さ対チューブ外径が約1:10により形成される必要がある。壁厚さ0.5mm、及びチューブ直径5mmの述べられている寸法は、そうでなければ、構造体が不安定になり過ぎるという理由から、より小さい範囲に及んではならない。しかし、多くの用途の場合、例えば、カテーテルの場合もまた、より小さいセンサが要求される。
この構造体の別の欠点は、構造体が螺旋構成であるので、構造体上に軸線方向及び半径方向の両方向で作用する力は、常に、ねじれをもたらすことである。構造体の結果としてのこのねじれは、得られる距離測定結果から3次元的に作用する力を計算することを困難にする。具体的には、カテーテル・チップへの接続部は、外壁を介さずには設置されないので、カテーテル・チップに作用する力がいかにチューブに伝送されるかに関して、記載されたカテーテルにおいてははっきりしていない。そのため、軸荷重は、ほとんど測定要素に伝送されないことになる。
WO2007/015139 US2008/0009750
J.Peirs、J.Clijnen、P.Herijgers、D.Reynaerts、H.Van Brussel、B.Corteville、及びS.Booneによる出版物、「Design of an Optical Force Sensor for Force Feedback during Minimally Invasive Robotic Surgery」
より小さく、より簡単に製造可能で、且つ測定データからの作用力のより信頼できる推測をもたらす、本明細書における冒頭に説明したセンサによる測定要素を提案することが本発明の目的である。加えて、この測定要素は、x方向、y方向、及びz方向の力を独立して測定することを可能にするものである。
この目的は、独立請求項の特徴部分によって実現されている。
本発明の根底にある概念は、本発明による測定要素において、光ファイバが、構造体の外壁、すなわち外面に配置されることである。一方では、それらは、外側から挿入可能、及び/又は固定可能であるから、このように、より容易に取付け可能である。しかし、中でも注目すべきは、このように、構造体には、必ずしも中心孔が必要とは限らず、それにより、構造体は、より頑強に、より小型に、より小さく形成可能になる。加えて、本発明の根底にある概念は、それぞれのノッチは、平行縁部から成ることである。これらの平坦ノッチの理由から、構造体は、必ずしもチューブ状であることは必要でなく、中実にされることが可能であり、その場合、中心孔が、全ての意図及び目的に対して提供可能である。小型化の修正形態の場合、この孔は、所要の強度をなおも有する残留材料に対して、最大で、全構造体の直径の約半分を含むべきである。本発明による構造体の直径は、従来技術の構造体の直径の半分未満である。
加えて、好ましい実施例においては、構造体は、1つのx方向、y方向、又はz方向にだけそれぞれが変形可能な独立した弾性可撓ゾーンが生成されるという理由から、測定要素としてさらにより精密になり、それはこの場合、個々の力の成分が分離される形で測定可能であるからである。
以下において、本発明は、図面に関してより詳細に説明されることになる。
本発明による測定要素の写真図である。 側面から見た図1による本発明のセンサの概略図である。 代替の結合された実施例における本発明のセンサの概略図である。 図3による断面図である。 部分的に結合された代替の実施例における本発明のセンサの概略図である。
図1は、本発明による測定要素の写真透視図を示している。示されている光学的測定要素1は、x方向、y方向、及びz方向の3つの方向の力の測定に有用であり、ただし、z方向は、測定要素の軸線方向に延び、x方向及びy方向はz方向に対して直交して半径方向に延びている。
図2は、概略的な、簡略化した図ではあるが、図1と同じ測定要素を示している。この図では、構造体における非必須材料はいずれも省略されており、それにより、動作のモードがより容易に理解される。具体的には、構造体を領域に細分割する接続部がはっきりと分かる。したがって、図2は、図1に対して同等と見なすことが可能であり、単に、図1の比率は実物に従って示されているが、図2では比率が異なっているに過ぎない。
測定要素1は、外面、外壁3と、構造体2内に導入されたノッチ4とを有する単体構造体2を備える。これらのノッチ4は、構造体2内にいくつかの弾性可撓ゾーン5を画定し、そのゾーンは、構造体2の第1の領域7xと第2の領域7x’との間、領域7yと7y’との間、及び7zと7z’との間のそれぞれ唯一の接続部6x、6y、及び6zをそれぞれ示す。好ましくは、可撓ゾーン5は、薄いブリッジとして、全ての変形形態に形成される。具体的には、測定要素1は、3次元的に測定されることになる力を個々の領域7に吸収し、伝送するのに適切な円形端部を有する。
この実施例においては、領域7z’は領域7xと同一であり、領域7x’は領域7yと同一である。したがって、この測定要素は、接続部6によって分離される4つの領域7を有する。
したがって、より単純な測定要素1は、複数の弾性可撓ゾーン5から成ることが可能なただ1つの接続部6を有する複数のノッチ4を備える。これらのノッチ4は、測定要素1を正確に2つの領域7及び7’に分割する。したがって、代替としては、複数のノッチ4はまた、測定要素1を2つの接続部6z、6xyによって、3つの領域7、7’=71、及び71’に分割することが可能である。この実施例においては、1つの接続部6は一方向以上の可撓ゾーンを可能にする。
それぞれの2つの領域7、7’間には、力がセンサ・チップに作用する場合に変化する、複数のノッチ4によって画定される間隙距離11がある。力がz方向から作用する場合、間隙距離11zは変化し、同様のことがx方向及びy方向から作用する力に関しても当てはまる。
構造体2のそれぞれの2つの領域7、7’間の光学的距離測定の場合、光ファイバ8が、構造体2に対して1つの端部9でこれらの領域の第2の領域7’に取り付けられ、この端部9と相対して第1の領域7に、この第1の領域7に堅く取り付けられる反射面10が配置される。測定中、この光ファイバ8から放射される光は、反射面10において反射され、その後、光ファイバ8に再度入る。光ファイバに接続される分析機器は、間隙距離11、したがって、得られた情報から測定要素1に作用する力を推測することが可能である。
本発明によれば、これらの光ファイバ8は、測定要素1の外壁又は外面3に取り付けられる。光ファイバがチューブ状構造体の内側に挿入される従来技術とは対照的に、本構成は、より容易に、より費用効果が高く、より精密に製造可能である。本発明によれば、外壁3に対する開口部は、構造体2に配置され、その中に、光ファイバが導入される。光ファイバ8は、その場合、外壁3から又は下端部から、構造体2の開口部に導入可能である。外壁3に対する開口部は、構造体2に光ファイバ8を取り付けることに対しては特に重要である。それによって、この光ファイバ8を外壁3に保持し、堅く取り付けることは、より簡単になり、まず光ファイバがその中に挿入されてから、測定要素を形成する構造体とともに組み立てられなくてはならない追加の中心要素は必要でない。さらには、この種の構成により、測定要素1の直径は、著しく、すなわち、5Nまでの測定の場合、2.5mm以下に縮小可能であり、それは、医療用途には特に非常に重要である。1.7mmから2mmの直径の場合、構造体への損傷の危険性は全くなしに、0.01Nから1Nの力を測定することが可能である。
別の利点は、示されている構成においてのように、全てのノッチ4が、相対する外壁3まで全構造体2を貫通する場合に達成可能である。さらには、それらのノッチは、それぞれが別々に平行縁部16を画定する切断部によって形成される。このため、もはや製造中に測定要素を回転させる必要はなく、より安価になり、他方、より精密な切込み部を画定する。
上述したこととは対照的に、知られている従来技術のノッチ4は、チューブ状構造体を放射状にだけ貫通し、それは、より費用のかかる製造をもたらす。
通常、ノッチ4は、ワイヤ・カットEDM(ワイヤEDM、EDM:放電加工、スパーク・エロージョン)によって製造され、それによって、幅が0.05mmまで縮小したノッチ4が達成される。
本発明によれば、測定要素1においては、少なくとも、測定方向と同じ数の光ファイバ8が使用されている。したがって、測定すべき成分が1つだけの測定要素1においては、ただ1つの光ファイバ8を使用することだけで十分であり、測定すべき成分が2つの場合は、少なくとも2つの光ファイバ8が、測定すべき成分が3つの場合は、少なくとも3つの光ファイバ8が構造体に配設される必要がある。それぞれの光ファイバは、単体構造体2の2つの隣接する領域7間の距離を測定する。必要な数より多い光ファイバ8が動作している場合、エラーは、知られている数学的方法を使用することによって、結果的に最小限に抑えられる。
2つの隣接する構造体間の図1及び図2における接続部6は、互いから独立して機能し、それぞれは、x方向、y方向、及びz方向の1つの方向にだけ変形することを許す。そのため、3つの接続部によって、構造体は、連続して配列された4つの領域7に細分割され、第1の接続部だけが、x方向に変形することを可能にし、第2の接続部だけが、y方向に変形することを可能にし、第3の接続部だけがz方向に変形することを可能にする。
したがって、3つの光ファイバ8は、構造体に配列され、そのそれぞれは、2つの異なる領域7間の間隙距離11の間隔を測定することが可能である。この構成においては、3つの方向に作用する力は、互いから分離される。
図3は、力が分離されない構造体2を示している。図4は、図3による断面図を示している。
この構造体2内に、弾性可撓ゾーン5、したがって接続部6を画定する2つのノッチ4が導入されている。この接続部6は、x方向、y方向、及びz方向の全ての3つの方向の変形を可能にする。さらには、同様に、複数のノッチ4は、それによって形成される接続部6が、x方向、y方向、及びz方向のうちの2つの方向の変形を可能にするように、構造体に製造可能である。
図3に示される構造体は、2つの領域7における接続部によって細分割されている。種々の場所で3つの光ファイバ8は、これらの領域7、7’間の距離を測定する。それらは、外壁3においてほぼ均一に配列されている。光ファイバのうちの2つは、それらの光ファイバそれ自体が取り付けられていない接続部を接触せずに貫通する。
他の構成においては、2つの隣接する領域7間の測定すべき方向と少なくとも同じ程度の数の光ファイバ8がある。
図1及び図2に説明したように、光ファイバは、適切には、測定中、相対した反射面までの距離を測定するように取り付けられ、その反射面は、隣接する領域7に堅く取り付けられる。分析装置は、得られる距離測定結果から、x方向、y方向、及びz方向の構造体2に作用した力を計算する。この構成においては、力は互いに結合される。図1に示す構成とは異なり、この構成は、それほど精密でない可能性があるが、他方、その構造体は、さらにより短く、すなわち、長さは約5mmである。
侵襲的及び最小限侵襲的医療目的に測定要素を使用する場合、短い長さは非常に重要である。
このような短い測定要素は、小さい曲げ半径を有するカテーテルを通って導入可能である。血管への心臓内の経路は狭い曲がり部をたどるので、これらは、例えば、心臓血管の用途に必要とされる。
加えて、図3及び図4において示したように、構造体は、中実体であっても、又は連続的若しくは連続的でない中心空洞部13を有する中空体であってもよい。このタイプの空洞部13はまた、本発明による任意の他の構造体2内に存在していてもよい。カテーテル用途の場合、連続的な空洞部13は、小さい電気リード及び/又は液体用の微細チューブの通過にとって重要である。さらには、空洞部13は、内視鏡の使用のためのカメラ又は光ファイバの束用のケーブルなどの視覚装置のためのリードを収容するために使用可能である。
本発明による別の構造体が、図5に概略的に示されている。この構造体は、半分離システムである。2つの弾性可撓ゾーン5及び5は、z方向の運動を可能にする接続部6を形成し、弾性可撓ゾーン5は、x方向及びy方向についての接続部6x、yである。この場合、完全な分離は達成されず、そのため、エラーは、計算によって補正される必要がある。もちろん、本明細書に説明される全ての構造体のように、構造体2は、単体として形成され、構造体内の種々のハッチングは、単に、動作のそのモードを示すために用いられているに過ぎない。光ファイバ8及び8は、弾性可撓ゾーン5の接続部6を接触せずに貫通している。
図3及び図5に示す構成の利点は、ノッチ4が2次元、例えば(x方向、z方向)にだけ延びていることであり、それによって、それらは、1つの段階で製造可能である。図1のノッチ4は、2つの異なる方向(x方向、z方向)及び(y方向、z方向)から2つの段階で機械加工される必要がある。しかし、従来技術のノッチは、構造体が回転する間に全ての方向から形成されなければならない。
光学的距離測定は、具体的には、測光原理を使用して、又は強度測定を使用して、実行可能である。このため、全ての構造体におけるそれぞれの光ファイバ8は、特には、光ファイバの対から成ることが可能である。干渉測定、具体的には、白色光干渉法は、強度測定よりもさらにずっと精密であることが証明されている。
さらには、構造体は、シーリング目的のための膜被覆部15によって、少なくともノッチ4の領域において包囲可能である。これは、液体又は他の汚染物質の侵入を防ぎ、例えば、構造体が医療目的のために使用される場合、特に必要である。好ましくは、この膜被覆部は、ゴム、テフロン(登録商標)、又はシリコンから成ることが可能である。構造体が中心空洞部13を含む場合、その内縁部もまた、例えば、テフロン(登録商標)・チューブによってシーリングされる。
過負荷保護部が、過負荷の場合における光ファイバの端部9の相対する反射面への接触を防ぎ、及び/又は構造体の不可逆的な変形を防ぐ。構成によって求められるこのタイプの過負荷保護部は、隣接する領域7間のストッパから成ることが可能であり、それは、高負荷の場合における光ファイバの一端部9の構造体2への接触を防ぐ。あるいは、光ファイバ8はまた、衝突を防ぐように、後方にわずかにオフセット可能である。有利には、光ファイバ8は、間隙距離11の変化が、作用力の下で最大になり、したがって、間隙距離が、過負荷の場合に消失することが予想され得る部位には、正確に装着されない、しかし、その代わりに、最小距離が常に残される場所に、それに隣接して横方向ずれて配置される。
構造体は、例えば、チタニウムなどの容易に且つ精密に処理可能な任意の導電性材料から形成可能である。これに関する代替の材料は、導電性セラミック、又は半導体材料、特には、シリコンである。
1 光学的測定要素
2 単体構造体
3 外壁、外面
4 ノッチ
5 弾性可撓ゾーン
6 接続部
7 領域
8 光ファイバ
9 光ファイバの端部
10 反射面
11 間隙距離
12 方向
13 中心空洞部
14 直径
15 膜被覆部
16 ノットの縁部

Claims (18)

  1. 少なくとも1つの方向(z)の力を測定するための光学的測定要素(1)であって、外壁(3)と、その中に導入されるノッチ(4)とを有する単体構造体(2)を備え、前記ノッチ(4)は、前記構造体(2)の第1及び第2の領域(7)間の唯一の接続部(6)である1つ以上の弾性可撓ゾーン(5)を前記構造体(2)内に画定し、前記構造体(2)の前記2つの領域(7)間の光学的距離測定の場合、1つ以上の光ファイバ(8)がそれぞれ、前記構造体(2)の領域(7)にその一端部(9)により取り付けられ、その前記端部(9)に近接して、もう1つの領域(7)に堅く接続される反射面(10)が配置される測定要素において、前記光ファイバ(8)は前記外壁(3)に配設されており、それぞれのノッチ(4)は平行縁部(16)を備えていることを特徴とする、測定要素。
  2. 全てのノッチ(4)が前記外壁(3)へ前記全構造体(2)を貫通していることを特徴とする、請求項1に記載の測定要素。
  3. 前記構造体(2)の2つの個別領域(7)間の光学的距離測定のための少なくとも第2の、好ましくは、第3の光ファイバ(8)も特徴とする、請求項1又は2に記載の測定要素。
  4. 前記構造体(2)は、少なくとも3つ、好ましくは4つの個別領域(7)において弾性可撓ゾーン(5)を有する複数の接続部(6)によって細分割されていることを特徴とする、請求項3に記載の測定要素。
  5. それぞれの2つの隣接する領域(7)間の光学的距離測定のための少なくとも1つの光ファイバ(8)が前記構造体(2)に配設されることを特徴とする、請求項4に記載の測定要素。
  6. 2つの隣接する構造体(2)間のそれぞれの接続部(6)は、x方向、y方向、及びz方向のうちのただ1つの方向における変形を可能にすることを特徴とする、請求項4に記載の測定要素。
  7. 前記構造体(2)は、連続して配列された4つの領域(7)に、3つの接続部(6)によって細分割され、第1の接続部(6)は、x方向にだけ変形を可能にし、第2の接続部は、y方向にだけ変形を可能にし、第3の接続部は、z方向にだけ変形を可能にすることを特徴とする、請求項6に記載の測定要素。
  8. 前記接続部(6)は、x方向、y方向、及びz方向のうちの少なくとも2つ、好ましくは3つの方向における変形を可能にすることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の測定要素。
  9. 光学的距離測定のため、少なくとも2つ、好ましくは3つの光ファイバ(8)が、前記構造体(2)の前記2つの領域(7)間に配列されることを特徴とする、請求項8に記載の測定要素。
  10. 前記構造体(2)は、中心空洞部(13)を有する中空体であることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の測定要素。
  11. 前記構造体(2)は、直径(14)が2.5mm未満、具体的には、1.7mmと2mmの間であることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の測定要素。
  12. 前記光学的距離測定は、干渉測定原理によって、具体的には、白色光干渉法によって測定可能であることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の測定要素。
  13. それぞれの光ファイバ(8)が、測光測定のための光ファイバの対から成ることを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の測定要素。
  14. 前記構造体(2)は、シーリングのための膜被覆部(15)によって、少なくとも前記接続部(6)の領域において包囲されていることを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の測定要素。
  15. 過負荷の場合における前記光ファイバの端部(9)の相対する反射面(10)への接触を防ぎ、及び/又は前記構造体の不可逆的な変形を防ぐ過負荷保護部を有することを特徴とする、請求項1から14のいずれか一項に記載の測定要素。
  16. 前記構造体(2)は、導電性セラミック、又は半導体材料、具体的にはシリコンから形成されていることを特徴とする、請求項1から15のいずれか一項に記載の測定要素。
  17. 侵襲的及び/又は最小侵襲的医療目的のための請求項1から16のいずれか一項に記載の測定要素の使用。
  18. 前記光学的距離測定は、干渉測定原理を使用して、具体的には、白色光干渉法によって、実行されることを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項、又は請求項17に記載の測定要素の使用。
JP2011500024A 2008-03-19 2009-03-18 単体構造体を有する光学的測定要素 Active JP5397965B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH418/08 2008-03-19
CH4182008 2008-03-19
US4343908P 2008-04-09 2008-04-09
US61/043,439 2008-04-09
PCT/CH2009/000096 WO2009114955A1 (de) 2008-03-19 2009-03-18 Optisches messelement mit einstückiger struktur

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011514531A true JP2011514531A (ja) 2011-05-06
JP5397965B2 JP5397965B2 (ja) 2014-01-22

Family

ID=39537495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011500024A Active JP5397965B2 (ja) 2008-03-19 2009-03-18 単体構造体を有する光学的測定要素

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8659762B2 (ja)
EP (1) EP2255170B1 (ja)
JP (1) JP5397965B2 (ja)
WO (1) WO2009114955A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014140622A (ja) * 2009-01-09 2014-08-07 Endosense Sa 光ファイバー力感知カテーテル
JP2019028017A (ja) * 2017-08-03 2019-02-21 長野計器株式会社 光ファイバセンサ、物理量測定装置及び光ファイバセンサの製造方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8075498B2 (en) 2005-03-04 2011-12-13 Endosense Sa Medical apparatus system having optical fiber load sensing capability
EP2363073B1 (en) 2005-08-01 2015-10-07 St. Jude Medical Luxembourg Holding S.à.r.l. Medical apparatus system having optical fiber load sensing capability
US8048063B2 (en) 2006-06-09 2011-11-01 Endosense Sa Catheter having tri-axial force sensor
US8622935B1 (en) 2007-05-25 2014-01-07 Endosense Sa Elongated surgical manipulator with body position and distal force sensing
WO2012142588A1 (en) * 2011-04-14 2012-10-18 Endosense S.A. Compact force sensor for catheters
ES2556810T3 (es) 2012-02-07 2016-01-20 Sensoptic Sa Elemento óptico sensor de fuerza e instrumento microquirúrgico
CN103239241A (zh) * 2012-02-07 2013-08-14 森斯奥普蒂克股份公司 光学测力元件和显微手术器械
WO2015091521A1 (en) * 2013-12-18 2015-06-25 Sensoptic Sa Needle for invasive medical use and needle assembly
EP3376986B1 (en) 2016-01-07 2020-02-19 St. Jude Medical International Holding S.à r.l. Medical device with multi-core fiber for optical sensing
NL2021989B1 (en) 2018-11-13 2020-05-20 Compass Instr Ci B V Optical fiber sensing device having a symmetric optical fiber arrangement
EP3701866B1 (en) 2019-02-27 2021-08-25 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Sensor system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59204732A (ja) * 1983-05-09 1984-11-20 Tokyo Electric Co Ltd ロ−ドセルユニツト
JPS62293131A (ja) * 1986-06-12 1987-12-19 Nippon Soken Inc 圧力検出器
JP2000121460A (ja) * 1998-10-20 2000-04-28 Mitsubishi Cable Ind Ltd 触覚センサ
JP2000227367A (ja) * 1999-02-04 2000-08-15 Shibaura Institute Of Technology 光ファイバを用いた力センサ及びこれを用いた制御システム
JP2002090111A (ja) * 2000-09-20 2002-03-27 Kyowa Electron Instr Co Ltd 光ファイバ干渉センサ、光ファイバ干渉センサの信号処理システム、信号処理方法および記録媒体
JP2006071485A (ja) * 2004-09-02 2006-03-16 Univ Kansai 6軸センサ
WO2006092707A1 (en) * 2005-03-04 2006-09-08 Endosense Sa Medical apparatus system having optical fiber load sensing capability
US20080009750A1 (en) * 2006-06-09 2008-01-10 Endosense Sa Catheter having tri-axial force sensor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8075498B2 (en) 2005-03-04 2011-12-13 Endosense Sa Medical apparatus system having optical fiber load sensing capability
CA2600888A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Temperature compensating bragg grating optical device
US8157789B2 (en) * 2007-05-24 2012-04-17 Endosense Sa Touch sensing catheter

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59204732A (ja) * 1983-05-09 1984-11-20 Tokyo Electric Co Ltd ロ−ドセルユニツト
JPS62293131A (ja) * 1986-06-12 1987-12-19 Nippon Soken Inc 圧力検出器
JP2000121460A (ja) * 1998-10-20 2000-04-28 Mitsubishi Cable Ind Ltd 触覚センサ
JP2000227367A (ja) * 1999-02-04 2000-08-15 Shibaura Institute Of Technology 光ファイバを用いた力センサ及びこれを用いた制御システム
JP2002090111A (ja) * 2000-09-20 2002-03-27 Kyowa Electron Instr Co Ltd 光ファイバ干渉センサ、光ファイバ干渉センサの信号処理システム、信号処理方法および記録媒体
JP2006071485A (ja) * 2004-09-02 2006-03-16 Univ Kansai 6軸センサ
WO2006092707A1 (en) * 2005-03-04 2006-09-08 Endosense Sa Medical apparatus system having optical fiber load sensing capability
US20080009750A1 (en) * 2006-06-09 2008-01-10 Endosense Sa Catheter having tri-axial force sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014140622A (ja) * 2009-01-09 2014-08-07 Endosense Sa 光ファイバー力感知カテーテル
JP2019028017A (ja) * 2017-08-03 2019-02-21 長野計器株式会社 光ファイバセンサ、物理量測定装置及び光ファイバセンサの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5397965B2 (ja) 2014-01-22
US8659762B2 (en) 2014-02-25
EP2255170B1 (de) 2013-05-22
WO2009114955A1 (de) 2009-09-24
EP2255170A1 (de) 2010-12-01
US20100328675A1 (en) 2010-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5397965B2 (ja) 単体構造体を有する光学的測定要素
US10564057B2 (en) Temperature invariant force and torque sensor assemblies
JP6434576B2 (ja) カテーテル用の小型力センサ
CN108778181B (zh) 使用在法拉第笼中的应变计的器械力传感器
US9689759B2 (en) Fiber-optic force sensor, force measurement device and catheter
US10226185B2 (en) Tube and sensor guide wire comprising tube
US10022190B2 (en) Optical force transducer
Liu et al. Large deflection shape sensing of a continuum manipulator for minimally-invasive surgery
Haslinger et al. A fiberoptic force-torque-sensor for minimally invasive robotic surgery
US8567265B2 (en) Triaxial fiber optic force sensing catheter
ES2556810T3 (es) Elemento óptico sensor de fuerza e instrumento microquirúrgico
JP2009543029A (ja) 力ベクトルの検出用力センサ
JP2005291945A (ja) センサ装置
US20170020612A1 (en) Endoscope apparatus
CN116889451A (zh) 包括细长探针的医疗装置和医疗系统
RU2620305C2 (ru) Направляющий проводник датчика
Shin et al. Development of tri-axial fiber Bragg grating force sensor in catheter application
JP6874230B1 (ja) 高製造性で低ドリフトの3穴ジャケットを備えたセンサガイドワイヤ
JP6866779B2 (ja) 圧力測定装置
US20220412716A1 (en) Strain gauge, force sensor and interventional medical catheter
JP2003047586A (ja) 挿入形状検出プローブ
RU2799025C1 (ru) Тензометрический датчик, датчик усилия и оперативный медицинский катетер
US20230366759A1 (en) Catheter device with a sensor device for measuring a force effect
Shin et al. Development and evaluation of tri-axial fiber Bragg grating in a measurement module for catheterization
JP2023142969A (ja) トルクセンサ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120125

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20120914

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20120914

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121030

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130917

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20130930

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20130930

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131017

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5397965

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250