JP2017093537A - 光干渉断層像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光ファイバを回転させながら先端方向に移動させるときに、カテーテルシースが曲がっていたとしても、フレキシブルシャフトの回転によりカテーテルシースに問題を発生することのないＯＣＴ装置を提供する。
【解決手段】 光干渉断層像形成装置は、第１スライダ部を、前記フレキシブルシャフトの先端部方向に移動させる際に受ける抵抗力を検出する検出機構と、
前記検出機構が、予め設定された上限値を超える抵抗力を検出した場合に、前記移動駆動部を停止させる制御を行う制御部と、を備え、
前記検出機構は、前記抵抗力が前記反発力より大きくなると、接触式スイッチが押圧されてｏｎ状態となる構造を備えており、前記接触式スイッチがｏｎ状態となると、前記制御部が前記移動駆動部を停止させる制御をすることを特徴とする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、光干渉断層像形成装置に関する。

従来より、動脈硬化の診断や、バルーンカテーテル、ステント等による血管内治療時の術前診断、術後の結果確認のために、光干渉断層像形成装置（Optical Coherent Tomography:以下、ＯＣＴと略することがある）が用いられている。ＯＣＴ装置は、その先端部に光学ヘッドを取り付けた光ファイバを内蔵したカテーテルシースを診断対象である血管内に挿入し、光ファイバを回転させながら血管内に光を照射し、血管の生体組織からの反射光から画像情報を得て血管の断面画像を形成し、診断等に役立てるものである。

このようなＯＣＴ装置では、光源から光を測定光と参照光とに分割し、測定光の反射光と参照光とを干渉させることで、画像情報を得ている。このとき、参照光では、その光路長を変化させたり、その波長を掃引したりすることが行われ、測定光の反射光と干渉させることで、画像情報を抽出している。
特開２０１１−２００５９６号公報

また同じく、血管内の状態を観察・診断する装置として、超音波カテーテルを用いた診断装置が用いられている。
特許第３９５４８８８号公報

このような超音波カテーテルを用いた診断装置では、カテーテル本体と、該カテーテル内部に挿入され、その先端部に超音波振動子を有するシャフトを備えている。このカテーテル本体はドライブ装置に接続され、シャフトを回転させるとともに、シャフトの軸方向に移動（プルバック動作）させて、画像情報を得ている。

超音波カテーテルを用いた診断装置でも、超音波振動子を有するシャフトを軸方向に移動した後は、シャフトを回転させながら、軸の先端方向に移動させて、元の位置に戻すことが行われている。

このとき、カテーテルが曲がった状態にあると、カテーテルとシャフトとの摺動抵抗によって、シャフトを軸の先端方向に移動させる際に、シャフトが撓んで渦巻き状やとぐろを巻いた状態になることが、特開２０１３−０７０８１４号公報で指摘されている。
特開２０１３−０７０８１４号公報

上述した特開２０１３−０７０８１４号公報では、具体的には超音波カテーテルを対象としたドライブ装置およびカテーテルユニットを開示している。このドライブ装置は、ドライブシャフトから受ける荷重を検出するセンサと、安全処理を行う安全装置と、安全装置の作動を制御する制御部を備え、センサの検出結果に応じて安全装置を作動させている。

ここで、上述したシャフトが撓んで渦巻き状やとぐろを巻いた状態になることを防ぐために、具体的に検出すべき荷重の大きさは、同公報の段落［００４２］にあるように、『例えば、１５〜３０Ｎ程度の範囲で設定されることが好ましく、１５〜２０Ｎ程度の範囲で設定されることがより好ましい。』と記載されている。

また、特開２０１３−０７０８１４号公報のドライブ装置およびカテーテルユニットにおいて、技術的な特徴の一つである『ドライブシャフトから受ける荷重を検出するセンサ』については、明細書や図には『センサ１０』とあるだけで、具体的で詳細な説明はなされていない。

一方、本発明が対象とするＯＣＴ装置では、その構造上、上述の特開２０１３−０７０８１４号公報で問題としている「カテーテルとシャフトとの摺動抵抗」に相当する抵抗は、十分に小さいので、特に問題とはなっていない。

本発明が対象とするＯＣＴ装置において、ある観察対象部位の測定が終わった後、別の観察対象部位を測定することがしばしば行われる。このときＯＣＴ装置では、光学ヘッドを備えたフレキシブルシャフトを回転させながら、軸の先端方向に移動させて元の位置に戻すこと（プルバック）が行われる。このときに、カテーテルシースが曲がっていると、フレキシブルシャフトの先端部等がカテーテルシースの内壁に当たるおそれがある。

そこで本発明の目的は、フレキシブルシャフトを回転させながら軸の先端方向に移動させるときに、カテーテルシースが曲がっていたとしても、フレキシブルシャフトの先端部等がその回転によりカテーテルシースの内壁に当たって、問題を発生することのないＯＣＴ装置を提供することである。

本発明の請求項１に記載の光干渉断層像形成装置は、
光源から発射された光が測定光と参照光とに分岐され、光学プローブ部を介して前記測定光が照射されて得られた反射光と前記参照光とから得られる干渉光に基づいて、画像情報を形成する光干渉断層像形成装置であって、
該光干渉断層像形成装置は、前記光学プローブ部と、前記光学プローブ部を駆動する駆動機構部と、装置本体とを含んで構成されており、
前記光学プローブ部は、カテーテルシースと、該カテーテルシースに挿入され光ファイバを内蔵するフレキシブルシャフトと、前記光ファイバの先端側に設けられ前記測定光を照射するとともに前記反射光を受光する光学ヘッドと、を備えており、
前記フレキシブルシャフトは、該フレキシブルシャフトを回転させる回転駆動部と、前記フレキシブルシャフトをその軸方向に移動させる移動駆動部と、に接続されており、
前記駆動機構部は、ベース部上に、第１ガイドレール部とそれに組み合わされる第１スライダ部と、第２ガイドレール部とそれに組み合わされる第２スライダ部とがそれぞれ設けられ、
前記ベース部上には、前記第２ガイドレール部に前記移動駆動部が併設され、前記第２スライダ部と前記移動駆動部とがボールネジによって連結され、
前記第１スライダ部と前記第２スライダ部とは、前記移動駆動部からの移動駆動力の伝達する伝達構造を介することによって、実質的に並行してスライドするように構成され、
前記回転駆動部は前記第１スライダ部に搭載されており、
前記駆動機構部は、さらに、前記第１スライダ部を前記フレキシブルシャフトの先端部方向に移動させる際に受ける抵抗力を検出する検出機構と、
該検出機構が予め設定された上限値を超える抵抗力を検出した場合に、前記移動駆動部を停止させる制御を行う制御部と、を備えており、
前記検出機構では、前記予め設定された上限値はバネ部材の反発力として設定可能であり、前記抵抗力が前記反発力より大きくなると、接触式スイッチが押圧されｏｎ状態となる構造を備え、前記接触式スイッチがｏｎ状態となると、前記制御部が前記移動駆動部を停止させる制御をするように構成されていることを特徴とする。

本発明による請求項１に記載の光干渉断層像形成装置は、フレキシブルシャフトを回転させながら軸の先端方向に移動させるときに、カテーテルシースが曲がっていたとしても、フレキシブルシャフトの先端が受ける抵抗力が、予め設定された抵抗力の上限値を超えた場合に、制御部が移動駆動部を停止させるので、フレキシブルシャフトの回転によりカテーテルシースに問題を発生することはなくなる。

本発明による光干渉断層像形成装置の概略を示すブロック図である。 光干渉断層像形成装置における光学プローブ部と駆動機構部の機能ブロック図である。 光干渉断層像形成装置における装置本体の機能ブロック図である。 光学プローブ部を説明する図である。 カテーテルシースを説明する図である。 光学ヘッド部を説明する図である。 本発明の光干渉断層像形成装置における駆動機構部を示す斜視図である。 抵抗力を検出する検出機構を示す斜視図である。 抵抗力を検出する検出機構の動作を説明する図（その１）である。 抵抗力を検出する検出機構の動作を説明する図（その２）である。 スイッチ付きストッパーボルトを説明する図である。 スプリングプランジャを説明する図である。

以下に図面を参照しながら、本発明の光干渉断層像形成装置を説明する。
まず、図１は本発明による光干渉断層像形成装置１の概略を示すブロック図である。なお以下の説明は、本発明を適用できる光干渉断層像形成装置の一例を示すものであり、本発明はこれに限られず、種々の光干渉断層像形成装置に適用可能である。

図１に示した光干渉断層像形成装置１は、その主要な構成要素として、光学プローブ部２と、該光学プローブ部を駆動する駆動機構部３と、装置本体４とを含んで構成されている。

光学プローブ部２は、被観察対象に測定光を照射するとともに、被観察対象で反射した反射光を検出する。

駆動機構部３は、光学プローブ部における回転や送り出し（フォワード）・引き戻し（プルバック）動作等を行う。

装置本体４は、光源５を始め、形成装置の設定や操作を行う操作・表示部６や、形成装置全体を制御する制御部７、画像の形成を行う信号処理部８、画像モニタ９などを内蔵して構成される。

つぎに、図２Ａ，図２Ｂを用いて、光干渉断層像形成装置１を詳しく説明する。図２Ａ，図２Ｂは、光干渉断層像形成装置の機能ブロック図である。
まず、光干渉断層像形成装置１における測定光について説明する。図２Ａにおいて、装置本体４の内部には、干渉性の低い光を発生させる光源５が備えられている。光源５から発射された光５１は、光カプラ４１によって測定光４２と参照光４３とに分岐される。このうち測定光４２は駆動機構部３を経由して、観察対象の内部に挿入された光学プローブ部２に内蔵されている光ファイバ２３にて伝送されて光学ヘッド２１から、被観察対象に照射される（図２Ｂ参照）。
一方、参照光４３は、装置本体４にて、光路長可変機構５２によって光路長を変化させた参照光５３にしておく。また、光路長を変化させる代わりに、参照光４３の周波数を掃引させたりしてもよい。

被観察対象に照射されて反射した反射光は、光学ヘッド２１にて受光され光ファイバ２３にて伝送され、駆動機構部３を経由して装置本体４に導かれ、参照光５３と光カプラ４１で干渉されて、干渉光５４を発生させる。この干渉光５４は、光検出器（ＰＤ）４４にて受光されて、電気信号に光電変換され、その後増幅器４５で増幅される。そして、増幅された電気信号は、復調器４６にて干渉光の信号部分のみを抽出する復調処理が行われる。その後、復調された復調信号は、Ａ／Ｄ変換器４７によりＡ／Ｄ変換され、目的に応じてサンプリングすることにより、１ライン分の干渉光データが生成される。

そして信号処理部８では、発生された干渉光に基づいて生成された干渉光データから、被観察対象の画像情報（ビデオ信号）を形成する処理を行い、被観察対象の画像情報は、画像モニタ９に表示される。

さらに、図２Ｂと図３を用いて、光学プローブ部２を詳しく説明する。
図２Ｂにおいて、光学プローブ部２は、その先端部に測定光４２を照射し該測定光４２の反射光を受光する光学ヘッド部２１と、測定光４２や反射光を伝送する光ファイバ２３を内蔵するフレキシブルシャフト２２と、コネクタ部本体２４と、を備えている。

ここで、光源５からの測定光４２（図２Ａ参照）は、ロータリジョイント（ＲＪ）の固定側の光ファイバにより、駆動機構部３の光ファイバ回転用中空モータ３５内に導かれている。この光ファイバ用中空モータ３５は、中空となっている回転軸の中には、光ファイバが配置されている。そして測定光４２は、固定側のコリメート光学系と、ロータリジョイントおよび回転側のコリメート光学系とを介して、最終的に光学プローブ２内の光ファイバ２３と光学的に結合される。中空モータ３５は、光ファイバ２３を内蔵したフレキシブルシャフト２２と、その先端部に設けられた光学ヘッド部２１を回転させる。

つぎに図３を用いて、光学プローブ部２をさらに詳しく説明する。光学プローブ部２は、長尺のカテーテルシース部２５とコネクタ部本体２４とに大きく分けられ、カテーテルシース部２５の内部の先端領域には、光学ヘッド部２１が位置するようになっている。カテーテルシース部２５は、鞘（シース）状の先端部分と、コネクタ部との接続部分に接続される管（カテーテル）状部分とを有している。カテーテルシース部２５の内部には、そのほぼ全長に亘り、光ファイバ２３を内蔵したフレキシブルシャフト２２が挿入されている。カテーテルシース部２５は、例えば透明プラスチックで構成されている。

図４に示したように、カテーテルシース部２５は、フレキシブルシャフトとの間に、管状に編み上げられた金属メッシュ２６を介して構成されてもよい。

つづいて図５を用いて、光学ヘッド部について詳しく説明する。
フレキシブルシャフト２２の先端部には、光学ヘッド部２１が設けられている。光学ヘッド部２１は例えば、測定光を照射し該測定光の反射光を受光するためのレンズ部と反射面とを備える光学素子２１１と、光学素子を収容する第１フェルール２２１と、光ファイバの先端部となる第２フェルール２２２と、第１フェルールと第２フェルールとを収容する第１スリーブ２３１と、第１スリーブとフレキシブルシャフトの先端部とを収容する第２スリーブ２３２と、を備えている。

つぎに図３に戻って、コネクタ部２３は、カテーテルシース部２５の管状部分の末端部分と一体化された一体化部２７と、詳しく後述する駆動機構との接続に係るコネクタ部本体２８と、を含んで構成される。コネクタ部本体２８には、さらにフラッシュ液を注入するためのポート２９が設けられている。

つづいて図６は、本発明の光干渉断層像形成装置における駆動機構部の概略を示す斜視図である。
駆動機構部３には、光ヘッド部２１をその先端部に有し光ファイバ２３を内蔵するフレキシブルシャフト２２等を回転させる回転駆動部と、フレキシブルシャフト２２をその軸方向に移動させる移動駆動部と、光学プローブ部２との接続ユニット部３３０が設けられている。

駆動機構部３は、土台となるベース部３１の上には第１ガイドレール部３２を備え、該ガイドレール部に組み合わされる第１スライダ部が設けられている。なお第１スライダ部は、図６ではマウント部３４の影に隠れており、見えていない。この第１スライダ部は、別途ベース部上に設けられた第１スライダ部移動駆動部により、送り出し（フォワード）・引き戻し（プルバック）動作等を行うことができる。さらに、第１スライダ部にはマウント部３４を介して、光ファイバ回転用中空モータ３５が搭載されている。
ここで、本明細書および特許請求の範囲では、「フレキシブルシャフト」の移動とともに動く「光ヘッド部」などの部材をまとめて「移動部材」と呼ぶことがある。

スライダ部移動駆動部は、土台となるベース部３１の上には第２ガイドレール部３６を備え、該ガイドレール部に組み合わされる第２スライダ部３７が設けられ、この第２スライダ部は、第１スライダ部駆動用モータ３８と、ボールネジ３９によって連結されている。第１スライダ部移動駆動用モータ３８の正転・逆転により、第１スライダ部に搭載された光ファイバ回転用中空モータ３５の送り出し・引き戻し動作が行われる。

そして、図６において、土台となるベース部３１の右手前には、光学プローブ部２を接続するための接続ユニット部３３０が設けられている。この接続ユニット部３３０は、接続ユニット部用マウント３３１を介してベース部３１の上に設けられており、接続ユニット部本体３３２と接続部３３３とを有している。

ここで、本発明の光干渉断層像形成装置における駆動機構において、抵抗力を検出する検出機構の詳細な説明の前に、別形態の検出機構について、事前検討した結果を以下に述べる。

・検討例１：スライダ部移動駆動部における第１スライダ部移動駆動用モータとして、ステッピングモータを用い、その駆動電流を制限し駆動トルクを制御する制御方法
フレキシブルシャフトの受ける抵抗力のうち、検出すべき抵抗力に対応する駆動電流を予め設定しておき、その駆動電流でステッピングモータを駆動する。すなわち、この制御方法では、ステッピングモータの駆動トルクを小さくして使用することとなる。そして、フレキシブルシャフトの受ける抵抗力が検出すべき抵抗力を超えると、ステッピングモータは脱調を起こすことになる。この脱調を感知して、ステッピングモータを停止させる方法である。

しかし、この方法では、第１スライダ部移動駆動用モータとして必要な駆動力をも制限することになり、送り出し・引き戻し動作そのものが安定せず、動作不良を起こす場合があった。

・検討例２：スライダ部移動駆動部における第１スライダ部移動駆動用モータとして、サーボモータを用い、その駆動電流を制限し駆動トルクを制御する制御方法
検討例１と同様に、サーボモータの駆動電流を制限し、フレキシブルシャフトの受ける抵抗力が検出すべき抵抗力を超えると、サーボモータは脱調を起こすことになる。この脱調を感知して、サーボモータを停止させる方法である。

しかし、この方法でも検討例１と同様に、第１スライダ部駆動用モータとして必要な駆動力をも制限することになり、送り出し・引き戻し動作そのものが安定せず、動作不良を起こす場合があった。

予備的に実験検討したところ、出力５．５Ｗや出力１０Ｗと小さな出力のサーボモータを使用すると、１０Ｎ程度の抵抗力を検出することは可能にはなる。しかし、駆動トルクを小さく制御して使用しているので、ガイドレール部やスライダ部の調整や、搭載される光ファイバ回転用中空モータの重量によっては、駆動トルクが十分ではなくなり、例えば送り出し（フォワード）動作そのものが安定しない場合があった。

また、このときサーボモータの駆動トルクを実測してみると、０．００４Ｎ・ｍであり、一方スライダ部を駆動するために必要な最小駆動トルクは０．００３５Ｎ・ｍであった。このように、サーボモータの駆動トルクにはほとんど余裕がないので、送り出し動作そのものの不安定につながったものと考えられる。

・検討例３：抵抗力センサユニットをスライダ部上にマウントして、検出すべき抵抗力を直接測定し、第１スライダ部移動駆動用モータを制御する方法
抵抗力センサユニットによって、検出すべき抵抗力を直接測定し、予め定めた抵抗力を超えると、第１スライダ部駆動用モータを停止させる制御する方法である。

この方法によると、抵抗力の測定そのものは抵抗力センサを用いることで可能と考えられるが、実用的に想定している光干渉断層像形成装置における駆動機構部の大きさでは、抵抗力センサ以外に必要となる増幅器などとともに、スライダ部上にマウントすることが非常に困難である。したがって、机上検討にとどめた。

上述した事前検討につづいて、図７と図８Ａ，図８Ｂを用いて、本発明の光干渉断層像形成装置における駆動機構部３において、抵抗力を検出する検出機構について詳しく説明する。
図７は、検出機構の拡大斜視図である。この検出機構は、移動部材をその軸の先端部方向に移動させるときの抵抗力を検出するものである。

まず、第１スライダ部移動駆動部の第２スライダ部３７の上には、第１スライダ部移動駆動用モータ３８の駆動力を伝えるための、縦断面Ｕ字型をした凹部材３１０が取り付けられている。

一方、光ファイバ回転用モータ３５の搭載された第１スライダ部のマウント３４には、凹部材３１０の動きを伝えるための、縦断面Ｔ字型をした凸部材３２０が取り付けられている。ここで図７から明らかなように、凹部材３１０における凹部の間隔は、凸部材３２０の凸片３２１の幅よりも大きく設定されている。

駆動機構部３では基本的に、第２スライダ部側に設けられた凹部材３１０と、第１スライダ部側に設けられた凸部材３２０とによって、第１スライダ部移動駆動部からの駆動力が第１スライダ部側に伝えられて、第１スライダ部の送り出し・引き戻し動作が行われることになる。すなわち、凹部材３１０と凸部材３２０とは、それぞれに取り付けられた部品を含めて、移動駆動力の伝達構造を構成している。

図８Ａ，図８Ｂを参照して、凹部材３１０の左側凸片３１１には、接触式スイッチ３１２１であり、そのスイッチ面が凹部材の空間に面するように、スイッチ付きストッパーボルト３１２（図９参照）が設けられている。さらに凹部材の右側凸片３１３には、必要に応じて隙間調整ネジ３１４が設けられている。

凸部材３２０の凸片３２１には、スプリングプランジャ３２２が設けられている。このスプリングプランジャ３２１はピン式で、その内部にはバネ部材であるコイルバネ３２３を備えている（図１０参照）。スプリングプランジャのピン３２４は、その先端部が凹部材の左側凸片に接する位置にくるように、調整されている。また、このスプリングプランジャは、メーカやその用途により、ストロークプランジャやインデックスプランジャ、ピンスプランジャとも呼ばれる。
さらに凸部材３２０には、上述のスイッチ付きストッパーボルトのスイッチ面と対向する位置に、その頭部に平面部を有する、例えば六角ボルトや六角穴付きボルトなどのボルトが配置されていてもよい。

このとき、スイッチ付きストッパーボルトのスイッチ面と、凸部材３２０の凸片３２１の左側平面との間隔は、ごく僅かになるように調整されているとよい。この間隔が小さいほど、受ける抵抗力が予め設定した抵抗力を超えたときに、スイッチ付きストッパーボルトのスイッチが速やかにｏｎ状態となるので、好ましい。

なお、スプリングプランジャでは、荷重の区分により、コイルバネの強さを変えたものが準備されており、例えばミツミ社では４つの荷重の区分のスプリングプランジャを市販している。
さらに、スプリングプランジャの位置と隙間調整ネジを調整することにより、検出すべき抵抗力を微調整することができる。

図８Ａにおいて、図中右向きの方向への送り出し（フォワード）動作のとき、すなわちスライダ部移動駆動用モータ３８によって、フレキシブルシャフト２２と移動部材とをその軸の先端部方向に移動するように駆動させると、凹部材３１０は図中右向きの方向に動き、凹部材３１０の左側凸片３１１が、凸部材３２０に備えられたスプリングプランジャ３２１のピン３２４を押す形となって、第１スライダ部を前進させることができる。

このとき、凹部材３１０の左側凸片３１１がスプリングプランジャ３２１のピン３２４を押す力、すなわち移動駆動力が、スプリングプランジャ３２１におけるバネ部材であるコイルバネ３２３の反発力とバランスすることとなる。この反発力が、フレキシブルシャフト２２等をその軸の先端部方向に移動するときの抵抗力となる。

この抵抗力が、予め設定された上限値より小さい場合は、スライダ部移動駆動用モータ３８の駆動力により、フレキシブルシャフト２２等をその軸の先端部方向に移動することができる。
なお、スイッチ付きストッパーボルト３１２や隙間調整ネジ３１４、スプリングプランジャ３２２にはそれぞれ、緩み止めネジ３１５，３２５が設けられているとよい。

図８Ｂでは、抵抗力が大きくなり、予め設定された上限値を超えて、スプリングプランジャのコイルバネ３２３の反発力に打ち勝ち、凹部材３１０の左側凸片３１１に設けられたスイッチ付きストッパーボルト３１２のスイッチ面を、凸部材３２０の凸片３２１の左側平面が押圧することとなり、スイッチがｏｎ状態となる。なおこのとき、図８Ｂから明らかなように、隙間調整ネジ３１４と凸部材３２０の凸片３２１との間には、隙間が生じていることになる。
こうして、検出機構が予め設定された上限値を超える抵抗力を検知した状態となる。そしてスイッチのｏｎ信号により、制御部７は、スライダ駆動部を停止させるような制御を行う。つまり、第１スライダ部移動駆動用モータ３８の回転を停止させる。

なおここで、図８Ａにおいて図中左向きの方向への引き戻し（プルバック）動作、すなわちスライダ部駆動用モータ３８によって、フレキシブルシャフト２２等をその軸の先端部方向とは反対方向に移動するように駆動させると、凹部材３１０は図中左向きの方向に動き、隙間調整ネジ３１４が、凸部材３２０の凸片３２１を左向きの方向に押す形となって、第１スライダ部を後退、引き戻し（プルバック）させることができる。
なお、隙間調整ネジ３１４が設けられていない場合は、凹部材３１０の右側凸片３１３が、凸部材３２０の凸片３２１を左向きの方向に押す形となる。

＜検出可能な抵抗力の検証＞
以上詳しく説明してきたように、本発明の光干渉断層像形成装置の特徴部分である検出機構は、予め設定された抵抗力が例え小さな力であっても、感度よく検出でき、再現性にも優れている。このことを検証するために、以下の検証用装置を準備して、抵抗力を実測した。

検証用装置としては、上述した検出機構を備えた駆動機構部（図６参照）を組立てて、実際に送り出し（フォワード）動作を行って、第１スライダ部が停止したときの抵抗力を測定した。

ガイドレール部：ベアリング式
送り機構：精密ボールネジ式、リードピッチ：２ｍｍ、ストローク：１６０ｍｍ
駆動モータ：ステッピングモータ，ステップ角：１．８度，定格電流：０．７Ａ，定電流駆動

なおこの場合、事前検討で述べた検討例２と同様に、スライダ部を移動駆動するために必要な最小駆動トルクは０．００３５Ｎ・ｍである。一方、検証用装置のステッピングモータは通常の定電流駆動しており、発生している駆動トルク０．０３２Ｎ・ｍと、必要な最小駆動トルクの約９倍あり、送り出し（フォワード）動作は安定していた。

さらに、ステッピングモータはその動作原理上、回転の停止している状態をホールドする力が強いので、停止の制御においても有利である。

このとき、スプリングプランジャの荷重区分により、コイルバネの強さを変えたものを４種類（荷重区分：超軽，軽，重，超重）、準備した。さらに、スプリングプランジャの押し込み量が、０ｍｍと１ｍｍの２水準となるようにした。

抵抗力の測定にはデジタルフォースゲージ（表示分解能：0.01N，精度：±0.2％ R.C.および±1/2 digit（23℃にて））を用い、第１スライダ部に搭載された光ファイバ回転用中空モータがデジタルフォースゲージを押す力を測定した。
さらに、停止位置をＣＣＤレーザ変位計を用いて、測定した。結果を表１に示す。

［表１］
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荷重 押込量 項 目 No.1 No.2 No.3 No.4 No.5
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超軽 ０ｍｍ 抵抗力 0.97 0.98 1.02 1.02 1.01
停止精度 0 1 1 1 1
１ｍｍ 抵抗力 1.11 1.13 1.09 1.09 1.08
停止精度 0 2 -1 -2 -3
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軽 ０ｍｍ 抵抗力 1.60 1.60 1.59 1.63 1.63
停止精度 0 -1 0 0 -1
１ｍｍ 抵抗力 2.27 2.24 2.23 2.23 2.23
停止精度 0 1 0 1 0
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重 ０ｍｍ 抵抗力 2.92 2.88 2.86 2.86 2.86
停止精度 2 0 1 2 -1
１ｍｍ 抵抗力 8.20 8.29 8.27 8.25 8.25
停止精度 0 3 -1 0 -1
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超重 ０ｍｍ 抵抗力 9.02 8.92 8.87 8.55 8.86
停止精度 0 0 -1 0 0
１ｍｍ 抵抗力 15.65 15.66 15.67 15.65 16.11
停止精度 1 2 2 -1 1
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抵抗力：Ｎ，停止精度：μｍ

表１の結果からわかるように、本発明による検出機構では、２Ｎ程度のごく弱い抵抗力から１５Ｎ程度の抵抗力を精度よく検出することができる。また、停止位置の精度も十分と判断できる。

ここで、上述した特開２０１３−０７０８１４号公報で具体的に開示された超音波カテーテルを対象としたドライブ装置における荷重を検出するセンサは、具体的には記述はなく、本発明者には、具体的な構成を想像することができなかった。

これに対して、本発明における検出機構は、上述のような構成を有しているので、例えば、１０Ｎ程度以下の小さな抵抗力でも、これを感度よく検出することができる。

なお読者の中には、１５Ｎから３０Ｎ程度の抵抗力と、２Ｎ程度から１０Ｎ程度の抵抗力とには、大きな差を感じないかも知れない。しかし、光学プローブ部において、フレキシブルシャフトの細い先端が、例えば透明プラスチック製のカテーテルシース部に、この抵抗力で当たることになる。したがって、医療用の検査装置であるＯＣＴ装置として、透明プラスチック製カテーテルシース部の内壁に、フレキシブルシャフト先端部等の回転によって問題を発生させるか否かの違いにつながるため、この抵抗力の差には大きな差があるといえる。
また、検証装置に組み込まれたデジタルフォースゲージを押し込む際に、指先に掛かる反力において、１５Ｎから３０Ｎ程度の抵抗力と、２Ｎ程度から１０Ｎ程度の抵抗力とには、大きな差があると、本発明者らには感じられた。

以上、詳しく説明してきた内容から、さらに以下の発明を把握することができる。
ベース部上に、第１ガイドレール部とそれに組み合わされる第１スライダ部と、第２ガイドレール部とそれに組み合わされる第２スライダ部とがそれぞれ設けられ、
前記ベース部上には、前記第２ガイドレール部に前記移動駆動部が併設され、前記第２スライダ部と前記移動駆動部とがボールネジによって連結され、
前記第１スライダ部と前記第２スライダ部とは、前記移動駆動部からの移動駆動力の伝達する伝達構造を介することによって、実質的に並行してスライドするように構成され、
前記回転駆動部は前記第１スライダ部に搭載されており、
前記駆動機構部は、さらに、前記第１スライダ部を移動させる際に受ける抵抗力を検出する検出機構と、
該検出機構が予め設定された上限値を超える抵抗力を検出した場合に、前記移動駆動部を停止させる制御を行う制御部と、を備えており、
前記検出機構では、前記予め設定された上限値はバネ部材の反発力として設定可能であり、前記抵抗力が前記反発力より大きくなると、接触式スイッチが押圧されｏｎ状態となる構造を備え、前記接触式スイッチがｏｎ状態となると、前記制御部が前記移動駆動部を停止させる制御をするように構成されていることを特徴とする検出機構を備えたスライダ装置。

以上のように説明した本発明は、医療用の検査装置であるＯＣＴ装置として、有用であることはいうまでもない。

１：光干渉断層像形成装置、２：光学プローブ部、３：駆動機構部、４：装置本体、
５：光源、６：操作・表示部、７：制御部、８：信号処理部、９：画像モニタ

Claims (7)

1. 光源から発射された光が測定光と参照光とに分岐され、光学プローブ部を介して前記測定光が照射されて得られた反射光と前記参照光とから得られる干渉光に基づいて、画像情報を形成する光干渉断層像形成装置であって、
   該光干渉断層像形成装置は、前記光学プローブ部と、前記光学プローブ部を駆動する駆動機構部と、装置本体とを含んで構成されており、
   前記光学プローブ部は、カテーテルシースと、該カテーテルシースに挿入され光ファイバを内蔵するフレキシブルシャフトと、前記光ファイバの先端側に設けられ前記測定光を照射するとともに前記反射光を受光する光学ヘッドと、を備えており、
   前記フレキシブルシャフトは、該フレキシブルシャフトを回転させる回転駆動部と、前記フレキシブルシャフトをその軸方向に移動させる移動駆動部と、に接続されており、
   前記駆動機構部は、ベース部上に、第１ガイドレール部とそれに組み合わされる第１スライダ部と、第２ガイドレール部とそれに組み合わされる第２スライダ部とがそれぞれ設けられ、
   前記ベース部上には、前記第２ガイドレール部に前記移動駆動部が併設され、前記第２スライダ部と前記移動駆動部とがボールネジによって連結され、
   前記第１スライダ部と前記第２スライダ部とは、前記移動駆動部からの移動駆動力の伝達する伝達構造を介することによって、実質的に並行してスライドするように構成され、
   前記回転駆動部は前記第１スライダ部に搭載されており、
   前記駆動機構部は、さらに、前記第１スライダ部を前記フレキシブルシャフトの先端部方向に移動させる際に受ける抵抗力を検出する検出機構と、
   該検出機構が予め設定された上限値を超える抵抗力を検出した場合に、前記移動駆動部を停止させる制御を行う制御部と、を備えており、
   前記検出機構では、前記予め設定された上限値はバネ部材の反発力として設定可能であり、前記抵抗力が前記反発力より大きくなると、接触式スイッチが押圧されｏｎ状態となる構造を備え、前記接触式スイッチがｏｎ状態となると、前記制御部が前記移動駆動部を停止させる制御をするように構成されていることを特徴とする光干渉断層像形成装置。
2. 請求項１に記載の光干渉断層像形成装置において、
   前記バネ部材は、スプリングプランジャの有するバネ部材である光干渉断層像形成装置。
3. 請求項２に記載の光干渉断層像形成装置において、
   前記予め設定された上限値は、前記スプリングプランジャのセット位置を変えることによって設定される光干渉断層像形成装置。
4. 請求項２に記載の光干渉断層像形成装置において、
   前記接触式スイッチは、スイッチ付きストッパーボルトである光干渉断層像形成装置。
5. 請求項１に記載の光干渉断層像形成装置において、
   前記伝達構造は、第１スライダ部側に設けられた凸部材と、第２スライダ部側に設けられた凹部材とによって構成され、
   前記スプリングプランジャは前記凸部材の凸片部に設けられ、前記接触式スイッチは前記凹部材における前記装置本体側の凸片部に設けられている光干渉断層像形成装置。
6. 請求項５に記載の光干渉断層像形成装置において、
   前記伝達構造では、前記第１スライダ部を前記フレキシブルシャフトの先端部方向に移動させる際における、前記第１スライダ部移動駆動部からの駆動力が、前記凹部材、前記スプリングプランジャ、前記凸部材の順に、第１スライダ部側に伝えられるようになっており、移動駆動力の伝達構造を構成している光干渉断層像形成装置。
7. 請求項１に記載の光干渉断層像形成装置において、
   前記移動駆動部における前記モータは、ステッピングモータである光干渉断層像形成装置。

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