JP2014517740A5 - - Google Patents

Description

本明細書に開示した追加の特徴および方法の各々を、別個で、または他の特徴および方法とともに使用して、改善された装置、システム、ならびにそれらを製造する方法および使用する方法を提供することができる。したがって、本明細書に開示する特徴および方法の組み合わせは、本発明をその最も広い意味で実施するために必要はない場合があり、代りに、単に本発明の代表的な実施形態を特に記述するために開示されている。
平成２５年１０月３１日に提出された国際出願翻訳文の特許請求の範囲に記載されている要素を以下に列挙する。
（項目１）
カテーテルの遠位チップで使用される力センサであって、
長手方向軸を画定し、
前記長手方向軸に沿って互いに隣接している第１セグメントおよび第２セグメントであって、前記第１セグメントおよび第２セグメントがそれらの間に第１溝穴を画定し、前記第１溝穴に第１撓み部が架け渡されている、第１セグメントおよび第２セグメントと、
前記長手方向軸に沿って前記第２セグメントに隣接する第３セグメントであって、前記第２セグメントおよび前記第３セグメントがそれらの間に第２溝穴を画定し、前記第２溝穴に第２撓み部が架け渡されている、第３セグメントと、
を備える構造部材と、
前記構造部材に作動的に結合された複数の光ファイバであって、前記複数の光ファイバの各々が遠位端を有し、前記遠位端が対応する反射部材に近接してそれらの間にそれぞれの間隙を画定し、前記反射部材が前記構造部材の第３セグメントから延在し、前記それぞれの間隙の各々が前記第２溝穴に近接して配置され、前記複数の光ファイバの各々が、前記それぞれの間隙を横切ってかつ前記対応する反射部材の上に光を放出するように向けられている、複数の光ファイバと、
を具備し、
前記構造部材が、前記カテーテルの遠位チップに及ぼされる力に応答して、前記それぞれの間隙のうちの少なくとも１つの寸法の変化をもたらすように構成されている、力センサ。
（項目２）
前記複数の光ファイバの遠位端が、前記対応する反射部材から反射する光の少なくとも一部を収集するように適合されている、項目１に記載の力センサ。
（項目３）
前記構造部材が中空チューブである、項目１に記載の力センサ。
（項目４）
前記中空チューブが、長手方向軸に対して直交する平面において円形断面を有している、項目３に記載の力センサ。
（項目５）
前記複数の光ファイバが、少なくとも３個からなる、項目１に記載の力センサ。
（項目６）
前記第１撓み部が、長手方向軸に対して平行な第１曲げ軸に中心を置き、前記第２撓み部が、長手方向軸に対して平行な第２曲げ軸に中心を置き、前記第１曲げ軸、第２曲げ軸および長手方向軸が実質的に同一平面である、項目１に記載の力センサ。
（項目７）
前記それぞれの間隙の各々がファブリー−ペロー共振器である、項目１に記載の力センサ。
（項目８）
少なくとも２つの温度センサをさらに具備し、前記温度センサの各々が、前記構造部材の温度を検出するように構成され、前記少なくとも２つの温度センサのうちの第１温度センサが、前記第１撓み部と前記第２セグメントとの接触面に実質的に中心が置かれ、前記少なくとも２つの温度センサのうちの第２温度センサが、前記第２撓み部と前記第２セグメントとの接触面に実質的に中心が置かれている、項目１に記載の力センサ。
（項目９）
各撓み部に温度センサが備えられている、項目１に記載の力センサ。
（項目１０）
温度変化によってもたらされる前記それぞれの間隙の寸法の変化を受動的に補償する手段をさらに具備する、項目１に記載の力センサ。
（項目１１）
前記対応する反射部材が、前記光ファイバとは熱膨張係数が異なる材料を含む、項目１に記載の力センサ。
（項目１２）
前記対応する反射部材の材料が、金属ドープ光ファイバおよびサファイアファイバのうちの一方である、項目１１に記載の力センサ。
（項目１３）
前記複数の光ファイバが、前記第１セグメントに取り付けられ、前記第２セグメントを通過する、項目１に記載の力センサ。
（項目１４）
前記光ファイバのうちの少なくとも１つが、前記対応する反射部材に接続され、前記間隙が、前記光ファイバと前記対応する反射部材との間に画定される空洞によって画定されている、項目１に記載の力センサ。
（項目１５）
カテーテルの遠位チップで使用される力センサであって、
構造部材と、
複数の反射部材であって、各々が前記構造部材に取り付けられかつそこから延在し、各々が反射面を含む、複数の反射部材と、
複数の光ファイバであって、各々が前記複数の反射部材のうちの対応する１つと対にされ、各々が、前記複数の反射部材のうちの前記対応する１つの反射面に放射線を照射し、かつ、前記対応する反射部材の近位端から反射する光の少なくとも一部を収集するように向けられかつ適合され、各対になった光ファイバおよび反射部材がそれらの間に対応する間隙を画定する、複数の光ファイバと、
を具備し、
前記複数の反射部材が、前記複数の光ファイバの熱膨張係数とは熱膨張係数が異なる材料を含み、前記反射部材の熱膨張係数が、温度変化によってもたらされる、各対になった光ファイバと反射部材との間の対応する間隙の変化を受動的に補償するように選択されている、力センサ。
（項目１６）
前記反射部材の熱膨張係数が、前記構造部材の熱膨張係数と異なる、項目１５に記載の力センサ。
（項目１７）
前記複数の光ファイバが、前記構造部材に取り付けられている、項目１５に記載の力センサ。
（項目１８）
前記構造部材が、長手方向軸を画定し、長手方向軸に沿って直列配置で連続して互いに隣接している複数のセグメントを備え、前記セグメントに、前記セグメントのうちの隣接するものの間に位置する撓み部が架け渡され、前記複数のセグメントが、複数の溝穴を画定し、前記複数の溝穴の各々が、前記複数のセグメントのうちの隣接するものの間に位置し、かつ、前記複数の溝穴の各々に、前記複数の撓み部のうちの対応する１つが架け渡されている、項目１５に記載の力センサ。
（項目１９）
前記対になった光ファイバおよび前記反射部材によって画定される対応する間隙が、前記複数の溝穴のうちの１つの中に位置している、項目１８に記載の力センサ。
（項目２０）
前記対になった光ファイバおよび前記反射部材によって画定される複数の対応する間隙が、前記複数の溝穴のうちの共通する１つの中に位置している、項目１８に記載の力センサ。
（項目２１）
前記構造部材が外面を有し、前記撓み部の各々が、前記構造部材の外面の一部を画定している、項目１８に記載の力センサ。
（項目２２）
前記複数の光ファイバの各々が、前記対応する反射部材の近位端の上に光を放出するように適合されている、項目１５に記載の力センサ。
（項目２３）
前記光ファイバのうちの少なくとも１つが、前記それぞれの反射部材と接続されており、前記間隙が、前記光ファイバとそれぞれの反射部材との間に画定された空洞によって画定されている、項目１５に記載の力センサ。
（項目２４）
前記複数の反射部材の近位端が、すべて前記複数の溝穴のうちの１つに近接し、前記複数の溝穴のうちの１つが前記複数の溝穴のうちの最も遠位の溝穴である、項目１５に記載の力センサ。
（項目２５）
前記複数の反射部材の近位端が、すべて前記複数の溝穴のうちの１つに近接し、前記複数の溝穴のうちの１つが前記複数の溝穴のうちの最も近位の溝穴である、項目１５に記載の力センサ。
（項目２６）
前記複数の反射部材および前記構造部材が、熱膨張係数が同じである、項目２５に記載の力センサ。
（項目２７）
前記複数の光ファイバが、前記複数のセグメントのうちの最も近位のセグメントに取り付けられ、かつ、前記対になった光ファイバおよび前記反射部材の対応する間隙が前記複数の溝穴のうちの最も近位の溝穴に近接するように延在している、項目１５に記載の力センサ。
（項目２８）
カテーテルの遠位チップで使用される力センサであって、
構造部材と、
複数の反射部材であって、各々が前記構造部材に取り付けられかつそこから延在し、各々が反射面を含む、複数の反射部材と、
複数の光ファイバであって、各々が前記複数の反射部材のうちの対応する１つと対にされ、各々が、前記複数の反射部材のうちの対応する１つの反射面に放射線を照射し、かつ、前記対応する反射部材の近位端から反射する光の少なくとも一部を収集するように向けられかつ適合され、各対になった光ファイバおよび反射部材がそれらの間に寸法を有する対応する間隙を画定する、複数の光ファイバと、
前記対応する間隙の寸法の各々に対する熱的に誘起される変化を補償する手段と、
を具備する力センサ。
（項目２９）
前記補償する手段が受動手段である、項目２８に記載の力センサ。
（項目３０）
カテーテル用の力センサを製造する方法であって、
反射部材を有する構造部材を提供するステップと、
光ファイバの遠位端を前記反射部材と反対側に配置するステップであって、前記光ファイバおよび前記反射部材がそれらの間に距離を画定し、前記距離が、所定値の範囲内にあり、かつ、前記構造部材に及ぼされる力に応答する、ステップと、
を含み、
前記反射部材が、前記構造部材および前記反射部材に対する温度変化によってもたらされる前記光ファイバと前記反射部材との間の前記距離の変化を補償する熱膨張係数を有する、方法。
（項目３１）
前記提供するステップで提供される反射部材が、前記構造部材に取り付けられる、項目３０に記載の方法。
（項目３２）
近位部分、遠位部分および中間部分を有する可撓性の長尺状のカテーテルアセンブリと、
前記カテーテルアセンブリの遠位部分に作動的に結合されたエンドエフェクタと、
前記カテーテルアセンブリの遠位部分に作動的に結合された光ファイバ力感知アセンブリであって、前記エンドエフェクタに及ぼされる接触力に応答する変位寸法を画定する構造部材を備える光ファイバ力感知アセンブリと、
前記変位寸法に対する熱的に誘起される変化を受動的に補償する手段と、
を具備するカテーテルシステム。
（項目３３）
電源と、電磁波源と、データ収集デバイスと、前記長尺状のカテーテルアセンブリに作動的に結合された制御システムのうちの少なくとも１つをさらに具備する、項目３２に記載のカテーテルシステム。
（項目３４）
光ファイバ力感知アセンブリにおける熱的に誘起される誤差を能動的に補償する方法であって、
互いの間に隔離部を画定する第１セグメントおよび第２セグメントを備える構造部材を提供するステップであって、前記隔離部に可撓性部材が架け渡され、前記第２セグメントが反射部材を含む、ステップと、
遠位端を有する光ファイバを前記第１セグメントに取り付けるステップであって、前記遠位端が、前記遠位端と前記反射部材との間に間隙を画定するように向けられ、前記間隙が、前記遠位端から前記反射部材まで画定された間隙寸法を有する、ステップと、
前記可撓性部材に温度センサを備えるステップと、
を含む方法。
（項目３５）
前記提供するステップで提供される可撓性部材と前記取り付けるステップで取り付けられる光ファイバとが、直径方向に対向する、項目３４に記載の方法。
（項目３６）
マイクロプロセッサに作動的に接続される温度感知モジュールを提供するステップであって、前記温度感知モジュールが前記温度センサから信号を受け取るように適合され、前記マイクロプロセッサがコンピュータ可読記憶デバイスに作動的に接続される、ステップと、
前記コンピュータ可読記憶デバイスを、前記マイクロプロセッサに対する命令を含むように構成するステップであって、前記命令が、
前記温度センサから受け取った信号に基づいて前記温度感知モジュールから情報を受け取る命令と、
前記情報に基づいて前記撓み部の温度変化を確定する命令であって、前記温度変化が基準温度に対するものである、命令と、
前記撓み部の温度変化に基づいて前記間隙寸法の変化を推測する命令と、
を含む、ステップと、
をさらに含む、項目３４に記載の方法。
（項目３７）
前記間隙寸法の変化を推測する命令が、公式Δδ＝α・δ・ΔＴに基づき、ここで、Δδが前記間隙寸法の変化であり、αが前記撓み部の熱膨張係数であり、δが前記基準温度における間隙寸法であり、ΔＴが前記温度変化である、項目３６に記載の方法。
（項目３８）
前記間隙寸法の変化を推測する命令が、公式Δδ＝Ψ・ΔＴに基づき、ここで、Δδが前記間隙寸法の変化であり、Ψが較正された関数であり、ΔＴが前記温度変化である、項目３６に記載の方法。
（項目３９）
Ψが定数である、項目３８に記載の方法。

Claims (14)

1. カテーテルの遠位チップで使用される力センサであって、
   長手方向軸を画定し、
   前記長手方向軸に沿って互いに隣接している第１セグメントおよび第２セグメントであって、前記第１セグメントおよび第２セグメントがそれらの間に第１溝穴を画定し、前記第１溝穴に第１撓み部が架け渡されている、第１セグメントおよび第２セグメントと、
   前記長手方向軸に沿って前記第２セグメントに隣接する第３セグメントであって、前記第２セグメントおよび前記第３セグメントがそれらの間に第２溝穴を画定し、前記第２溝穴に第２撓み部が架け渡されている、第３セグメントと、
   を備える構造部材と、
   前記構造部材に作動的に結合された複数の光ファイバであって、前記複数の光ファイバの各々が遠位端を有し、前記遠位端が対応する反射部材に近接してそれらの間にそれぞれの間隙を画定し、前記反射部材が前記構造部材の第３セグメントから延在し、前記それぞれの間隙の各々が前記第２溝穴に近接して配置され、前記複数の光ファイバの各々が、前記それぞれの間隙を横切ってかつ前記対応する反射部材の上に光を放出するように向けられている、複数の光ファイバと、
   を具備し、
   前記構造部材が、前記カテーテルの遠位チップに及ぼされる力に応答して、前記それぞれの間隙のうちの少なくとも１つの寸法の変化をもたらすように構成されている、力センサ。
2. 前記複数の光ファイバの遠位端が、前記対応する反射部材から反射する光の少なくとも一部を収集するように適合されている、請求項１に記載の力センサ。
3. 前記光ファイバのうちの少なくとも１つが、前記対応する反射部材に接続され、前記間隙が、前記光ファイバと前記対応する反射部材との間に画定される空洞によって画定されている、請求項１又は２に記載の力センサ。
4. 温度変化によってもたらされる前記それぞれの間隙の寸法の変化を受動的に補償する手段をさらに具備する、請求項１から３のいずれか一項に記載の力センサ。
5. 前記それぞれの間隙の各々がファブリー−ペロー共振器である、請求項１から４のいずれか一項に記載の力センサ。
6. 前記第１撓み部が、長手方向軸に対して平行な第１曲げ軸に中心を置き、前記第２撓み部が、長手方向軸に対して平行な第２曲げ軸に中心を置き、前記第１曲げ軸、第２曲げ軸および長手方向軸が実質的に同一平面である、請求項１から５のいずれか一項に記載の力センサ。
7. 前記複数の光ファイバが、少なくとも３個からなる、請求項１から６のいずれか一項に記載の力センサ。
8. 前記構造部材が中空チューブである、請求項１から７のいずれか一項に記載の力センサ。
9. 前記中空チューブが、長手方向軸に対して直交する平面において円形断面を有している、請求項８に記載の力センサ。
10. 前記対応する反射部材が、前記光ファイバとは熱膨張係数が異なる材料を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の力センサ。
11. 前記対応する反射部材の材料が、金属ドープ光ファイバおよびサファイアファイバのうちの一方である、請求項１０に記載の力センサ。
12. 前記複数の光ファイバが、前記第１セグメントに取り付けられ、前記第２セグメントを通過する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の力センサ。
13. 少なくとも２つの温度センサをさらに具備し、前記温度センサの各々が、前記構造部材の温度を検出するように構成され、前記少なくとも２つの温度センサのうちの第１温度センサが、前記第１撓み部と前記第２セグメントとの接触面に実質的に中心が置かれ、前記少なくとも２つの温度センサのうちの第２温度センサが、前記第２撓み部と前記第２セグメントとの接触面に実質的に中心が置かれている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の力センサ。
14. 各撓み部に温度センサが備えられている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の力センサ。