JP2777813B2 - 埋め込みセンサ用アプリケータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は生体内温度、圧力等を測定するセンサを生体
内に挿入するアプリケータに関し、特にセンサを生体内
に埋め込む際にセンサ感度最大となる方向を容易に知る
ことができる埋め込みセンサ用アプリケータに関する。

（従来の技術） 癌細胞を高周波電磁波等で加熱することによって消滅
させる温熱療法にあっては、生体内の被加熱部の温度を
精密測定することが不可欠であり、このような測定手段
として各種の精密温度センサが提案されている。かかる
用途に適したセンサとしては熱電対を用いたものが従来
から使用されており、生体内の所要個所に埋め込んだ熱
電対からケーブルを引き出して測定器本体に接続して測
定を行なうようにしている。

また、近年ケーブル付きのセンサが有する不都合を解
消するために、共振周波数が温度依存性を有することを
利用して水晶振動子にアンテナコイルを付加したものを
センサとして被測定体内部に埋め込み、このセンサに対
して間欠的に電磁波を照射するとともに、電磁波照射を
停止した間におけるセンサの残響信号を外部プローブに
て抽出してその周波数を検知するようにしたワイヤレス
型のものが開発されている。

ところが電磁波は人体をはじめとした生体内部の構成
成分によって吸収されて減衰し易いため、センサに対し
て照射し域はセンサから発せられる電磁エネルギーの減
衰が甚だしくなり、センサと外部プローブとの間の距離
を大きく確保することが困難になるという問題があっ
た。

上述の如き問題を解決するため、本願発明者等は電磁
波に代えて生体内減衰の極めて少ない超音波を利用した
測音手段を提案した。

この測音手段は、超音波応答性に優れた構造を有する
水晶振動子を用い、これに外部から超音波エネルギーを
間欠的に照射するとともに、照射停止期間中に前記セン
サが残響振動によって発する超音波の周波数を知ること
によって温度を測定するものである。

このセンサによれば、従来の電磁波を使用したセンサ
に比して外部測定機器との間の距離をはるかに大きく確
保することができるから、より体内深部の測温、測圧を
行うことができる。

ところで上記した如き従来の各種のセンサは外科的手
術により又は注射器の如き形態を有するアプリケータを
用いて生体的に挿入するのが一般的であるが、後者の方
が患者の苦痛を和らげる上で効果がある。更に挿入時に
生じる患者の苦痛を和らげるためにセンサの一端は槍穂
形等の尖端状に鋭く形成することが望ましい。

即ち、第12図は本願発明者等の発明（特願昭63−2243
47号）に係る無電極の音叉型振動片１を有する水晶振動
子２を使用したセンサ３の構成説明図であって、一端を
尖端状にしたベース４とキャップ５との間に振動子２を
真空封止したものである。なお、上記ベース４及びキャ
ップ５は生体適合性に優れた材質から成るキャップ等を
用いるのが一般的である。

また、上記のような従来の生体内挿入用のセンサは音
叉型の振動片１を有する水晶振動子２を使用しているた
め、矢印で示す振動片１の振動方向に沿って、即ち矢印
Ａ方向から超音波を照射することが必要となる。従っ
て、この適正照射方向以外の角度から照射した場合には
振動片１を強力に励振することができず、従って受信す
べき温度情報を含んだ残響信号も微弱となるため、セン
サの挿入時に振動子２の被照射面の向きを予め所定方向
へ設定しておくのが好ましい。

しかしながら従来をセンサは微小である上に円筒形状
をしていたため、センサ自体を目視して振動子の向きを
確認することができず、従って無作為に生体内へ挿入し
た後に多方向からの超音波照射を試みることによって強
制励振させるしか方法がなく、操作が極めて煩わしいと
いう欠陥があった。

また、上記のようなセンサを生体内に埋め込む際には
注射器式のアプリケータが使用されるが、従来のような
単純な円筒形状のセンサを使用する限り埋め込み時に励
振方向を知ることは不可能であった。

（発明の目的） 本発明は上記に鑑みてなされたものであり、センサを
生体内に挿入する際にセンサを構成する超音波振動子の
向きを的確に確認することを可能とすることによって、
生体内に埋め込んだセンサを最も効果的に強制励振させ
ることを可能にした埋め込みセンサ用アプリケータを提
供することを目的としている。

（発明の構成） 上記目的を達成するため、本発明に係るアプリケータ
は以下の如く構成する。

即ち、アプリケータに装填すべきセンサにはこれが内
蔵する圧電振動子の被励振方向を示す指標を設ける一
方、アプリケータの中空針には前記指標を中空針に対し
て特定の方位角を似って装着せんとした場合にのみセン
サが装填可能となるようなガイドを設けたものである。
即ち、本発明は、感度最大方向を示す指標を付加した温
度及び圧力等測定用センサを生体等の被測定体内に挿入
して残留せしめる為のアプリケータにおいて、該アプリ
ケータの中空針内部域は中空針先端に前記センサの指標
を係合せしめるガイドを設けると共に、該ガイドの指示
する方向の視認を容易ならしめる指標をアプリケータの
外周に設けたこと、前記ガイドが前記中空針内部に設け
た突条域は凹条であること、更には前記ガイドが前記針
先端に設けたスリットであることを特徴とする。

（実施例） 以下、本発明を添付図面に示した実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図（ａ）（ｂ）は本発明の第１の実施例のアプリ
ケータに適用するセンサの斜視図及び平面図であり、こ
のワイヤレス型の温度センサ10は槍穂等の尖端を有する
ベース11上に温度変化に対し周波数変動の大なる音叉型
の水晶振動子13を固定し、これを前記ベース11との間で
キャップ15により真空封止したものである。

このセンサにおいて特徴的な点は前記ベース11のキャ
ップ15との接合部及びキャップ15の断面形状を長円形と
し、且つ音叉型水晶振動子13の各リード片を同図に示す
ようにキャップの長軸に沿って配設したことにある。斯
くすることによってこのセンサに対する超音波照射方向
は同図（ａ）に示す矢印Ａの方向となる。

また、第２図は第１図のセンサの変形例であり、セン
サ・キャップ15の断面をラグビーボール状（紡錘状）と
してもよく、斯くすることによって第１図（ａ）（ｂ）
の例と同様の指標を構成する。

上述した如きセンサを生体内に挿入する際には第３図
（ａ）及び（ｂ）に示すようなアプリケータを使用すれ
ば良い。即ち、本アプリケータ20は上述した如きセンサ
10を緩く嵌合せしめスムーズに前進せしめ得る内部断面
形状を有する中空針21と、針21を支持する把持部23と、
該部23内の中空部から針21内部の中空部にかけて挿通さ
れるピストン25と、ピストン25の端部にＴ字状に形成さ
れたハンドル27と、断面形状が楕円形の針21の長軸方向
両端部側から夫々突設した翼状の方向指示片29とを有す
る。方向指示片29は本体23から突入したものである必要
はなく単なる着色、刻印等の目印であっても差支えな
い。また、方向指示片29の形成位置は針21内に装填され
たセンサの断面長軸方向両端部と一致せしめれば、アプ
リケータ使用時にこの方向指示片29を指標としてセンサ
10の向きを確認しながら挿入することができる。これと
は逆に断面が長円形のセンサの短軸方向両端部に方向指
示片29を形成することも勿論可能である。斯くすれば本
アプリケータの指標はセンサの感度最大方向、即ち超音
波照射方向を示すものとなるということはいうまでもな
い。

尚、前記把持部23自体の断面形状を針21と略相似形状
の長円形に構成するだけでもセンサの方向確認を的確に
行うことができる。

又、上記の長円域は紡錘断面のセンサを針21内に装着
する方法としては第３図（ａ）に示した如くアプリケー
タの本体23の後端部側から装着する所謂元込め式、或は
同図（ｃ）に示す如く先端部から装着する先込め式等何
れの方式を採用してもよい。この場合は、針の先端部を
除く部分を中空にする必要がなく、針自体の強度を増す
上で都合が良い。

尚、後者、即ち先込め式を用いる場合、針先端を平坦
に切り落とし、その内面にセンサ10後端部が後退するこ
とを阻止する図示しない段差24を設けるとよい。

このようなアプリケータを用いれば第４図に示すごと
くセンサ10を生体内に挿入する際、殊に人体に挿入する
際センサに超音波信号の送受に好適な方向性を与えて埋
め込むようにアプリケータ20を刺し込む方位を決定する
ことが容易となる。

しかしながら斯かる断面形状のセンサは、製造時に、
殊にその気密を確保することが困難である。そこで第５
図（ａ）及び（ｂ）に示すごとくセンサ10の断面形状を
製造容易な円筒状に構成するとともに、槍穂状に尖端化
したベース11の外面にその挿入軸方向に沿ってガイド溝
（指標）40を形成し、このガイド溝40をベース11とキャ
ップ15とによって形成される空間に収納した音叉型振動
子13の被励振面13aと直交する励振方向Ａ上或は励振方
向Ａと直交せしめる。

このように構成したセンサ10は、同図（ｃ）及び
（ｄ）に示したようなガイド突条41を針21内部に有した
アプリケータ20に装着して使用する。即ち、ガイド突条
41はセンサ10のガイド溝40内に嵌入してこれを支持する
形状を有し、ガイド突条41とアプリケータ外周に設けた
方向指示片によってセンサ10の挿入方位を予め知ること
ができるように構成すればよい。

第６図（ａ）乃至（ｄ）は本発明の第３の実施例に係
るアプリケータに適用するセンサであって小翼センサ50
を外周に設けたものである。

斯の如きセンサを今まで説明したようなアプリケータ
に装填せんとすれば、アプリケータの針21内壁には凹条
を設ける必要が生じ、その結果針21が大幅に太くなるこ
とは避け難く、これを適用される患者の苦痛も増大する
ことが予想される。

この問題を回避するため、同図（ｄ）に示す如くアプ
リケータの針21の先端に前記センサの小翼50が係合する
スリット51を設け、センサ10はアプリケータの針21の先
端から装填するようにすれば良い。

尚、中空針21の先端はこれを斜めに切断した通常の針
とは異なり、先端全周がセンサの槍の先端斜面と一致す
る如き刃面を有するものとした方が良い。

第７図（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第４の実施例に係
るアプリケータに適用するセンサであり、キャップ15を
深絞りにて製造する際その上端を鍛造等の加工方法によ
って板状に形成し、更に板状部分60の両側縁を円筒状の
キャップ本体から張出した羽根（指標）61とする。この
羽根61の前縁及び側縁も、センサが生体内に進入したと
きに、生体の組織を滑らかに切り裂くように鋭い刃で構
成するのが好ましい。

このようなセンサを装填するアプリケータも前述の第
６図（ｃ）、（ｄ）の実施例において説明したものと同
様の構成を有するものであればよいこと云うまでもな
い。

尚、前記羽根60の幅員は必ずしもキャップ15の外径よ
り大なる必要はなく第８図（ａ）、（ｂ）に示す如く同
一寸法であってもよく、この場合にはアプリケータ針21
先端には同図（ｃ）に示す如く前記羽根60をガイドする
凹条63を設ければ良い。

しかしながら上述した如きセンサとアプリケータの組
合わせにおいては生体に挿入すべき部分の直径が必ずセ
ンサ本体の外径を越え、これを適用される癌患者等の苦
痛は相当なものとなることが予想される。

このような欠陥を少しでも緩和するためには第９図
（ａ）乃至（ｄ）に示すごとく羽根60の外径をセンサと
同径とするとともにキャップ15と板状部60との連続部に
は段差部71を設ける。

これに伴い本センサを装填するアプリケータは同図
（ｅ）に示すごとく、針21の外径を前記センサ10のそれ
と同一とし、その先端部から軸方向後方へ向けて所定長
さのスリット70を形成する。針21のリング状先端面は例
えばキャップ15の端面15cに密着する如き形状を与え、
スリット70は板状部60の両側端縁を所定の圧力で弾性的
に嵌合支持できるよう、又前記センサ段差部71の側壁軸
方向長さを充分に与え、該部が針21の内部に嵌合するよ
う寸法設定する。

斯くすることによりセンサ10を針21先端に差し込んだ
ときにセンサ段差部側壁及び板状部60は夫々中空針21内
壁及びスリット70によって弾性的に挟圧保持されるの
で、センサはアプリケータの挿入方向に沿って所定の位
置に埋め込まれ、センサが内蔵する水晶振動子の励振方
向も所定の方位を維持することができる。

第10図（ａ）乃至（ｄ）は第９図（ａ）乃至（ｄ）に
示したセンサの変形例であり、板状部（指標）60の径方
向長さを段差部71の径と一致させた点において相違して
いる。この段差部71はキャップ本体15よりも小径の同心
円状の平面形状を有し、段差部71上にその直径一杯に板
状部60が起立していることになる。

第11図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第10図のセンサを使用す
るアプリケータの針先端部の構成説明図であり、中空針
21のリング状先端部はキャップ本体15と段差部71との間
の段差面15cに密着するよう構成するとともに、針21の
内径d1は先端部で最大であり、所定距離奥からは小径と
する。小径となっている内周面77の端面には溝77aを形
成し、この溝77a内に板状部60の側端縁を嵌合すること
によってセンサ10を支持する。

以上、温度センサに内蔵する水晶振動子と励振方向を
指示する指標を主としてセンサケースを構成するベース
に設けた凹状域は凸条として例示したが、本発明はこれ
にのみ限定される必要はなく、指標はベースに固定され
るキャップの側に取り付けることも可能であるこという
までもない。

（発明の効果） 以上のように本発明のプリケータによれば、超音波送
受により温度、圧力等の情報を得る生体内埋め込みセン
サをアプリケータによって生体内に埋め込む際に、セン
サ内の水晶振動子の被励振面の方向を施術者に認識せし
めることができるので、センサ埋め込み後における超音
波の照射による強制励振、及び残響周波数の検出を容易
化し、正確な測定を可能ならしむる上で著しい効果があ
る。更に、センサに設ける板状指標の幅員をセンサ外径
と同一としたものにおいてはこれを装填するアプリケー
タの針の外径をセンサのそれと同一とすることも可能で
あるため、このアプリケータによってセンサを埋め込ま
れる患者のセンサ挿入時の苦痛を大幅に緩和する効果も
著しいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は本発明の第１の実施例のアプリケ
ータに使用するセンサの斜視図及び平面図、第２図は第
１図（ａ）（ｂ）のセンサの変形例の平面形状を示す説
明図、第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の第１の実施
例のアプリケータであり第１図（ａ）（ｂ）のセンサを
生体内に挿入する際に使用される専用のアプリケータの
一例の説明図、第４図はアプリケータを用いて人体内の
所要個所にセンサを挿入する状態を示す平面断面図、第
５図（ａ）（ｂ）（ｃ）及び（ｄ）は本発明の第２の実
施例のアプリケータに適用するセンサの構成を示す正面
斜視図、平面図、アプリケータに装着した状態を示す径
方向断面図及び装着前の状態の軸方向断面図、第６図
（ａ）（ｂ）（ｃ）及び（ｄ）は本発明の第３の実施例
のアプリケータに適用するセンサの一部断面正面図、平
面図、アプリケータに装着した状態の断面図及び斜視
図、第７図（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は本発明の第４の実
施例のアプリケータに適用するセンサの正面図、平面図
及び底面図、第８図（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は第４の実
施例の変形例に係るセンサの一部断面正面図、外部側面
図及び針先端部の構成を示す断面図、第９図（ａ）
（ｂ）（ｃ）及び（ｄ）は本発明の第５の実施例のアプ
リケータに適用するセンサの斜視図、正面図、側面図及
び平面図、第９図（ｅ）（ｆ）及び（ｇ）は第９図
（ａ）乃至（ｄ）のセンサを装着するアプリケータの針
の装着前の状態説明図、装着状態説明図及びＸ−Ｘ断面
図、第10図（ａ）（ｂ）（ｃ）及び（ｄ）は第９図
（ａ）乃至（ｄ）のセンサの変形例の斜視図、正面図、
平面図及び側面図、第11図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第10図
（ａ）乃至（ｄ）の実施例のセンサを装着するアプリケ
ータの針部の構成説明図、第12図は従来のセンサの構成
説明図である。 10……ワイヤレス型の超音波センサ 11……ベース、13……水晶振動子 13a……被励振面、15……キャップ、15a……尖端部、20
……アプリケータ、21……針、21a……中空筒状部、23
……本体（把持部）、25……ピストン、27……ハンド
ル、29……方向指示片、30……人体、31……超音波マイ
クロフォン或は超音波アンテナ、40……ガイド溝（指
標）、41……ガイド突条、50……指標、55……羽根（指
標）、56……スリット、60……板状部（指標）、61……
羽根（指標）、63……スリット、70……スリット、71…
…段差部、77……内周面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 8/08 A61B 5/00 G01K 1/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感度最大方向を示す指標を付加した温度及
   び圧力等測定用センサを生体等の被測定体内に挿入して
   残留せしめる為のアプリケータにおいて、該アプリケー
   タの中空針内部域は中空針先端に前記センサの指標を係
   合せしめるガイドを設けると共に、該ガイドの指示する
   方向の視認を容易ならしめる指標のアプリケータの外周
   に設けたことを特徴とする埋め込みセンサ用アプリケー
   タ。
2. 【請求項２】前記ガイドが前記中空針内部に設けた突条
   域は凹条であることを特徴とする請求項１記載の埋め込
   みセンサ用アプリケータ。
3. 【請求項３】前記ガイドが前記針先端に設けたスリット
   であることを特徴とする請求項１記載の埋め込みセンサ
   用アプリケータ。