JPH09122085A - センサ機能を備えたカテーテル - Google Patents
センサ機能を備えたカテーテルInfo
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Abstract
できるセンサ機能を有するカテーテルを提供する。 【解決手段】 カテーテルチューブ2はその先端に受圧
面15aを有する。圧力障壁4はカテーテルチューブ2
の内壁面に設けられ、先端部分にチップ収容室5を区画
する。チップ収容室5内には半導体式圧力センサチップ
6が収容される。チップ収容室5には圧力伝達媒体とし
てのシリコーンゲル14が充填される。この媒体14
は、受圧面15aに作用する圧力をセンサチップ6の感
圧面6aへ伝達する。
Description
部分の先端にセンサ機能を備えたカテーテルに関するも
のである。
としてカテーテルが知られている。カテーテルを構成す
る直径数mmのカテーテルチューブは、人体内にある各種
の管、例えば血管等の中に挿入されるようになってい
る。カテーテルチューブの先端は体内の所望の部位まで
誘導され、その部位において計測行為(例えば血圧の測
定等)や治療行為(例えば血管の拡張等)を行う。この
ため、カテーテルのオペレータは、カテーテルチューブ
の先端を外部操作によって所望の部位まで確実に誘導す
る必要がある。
管は必ずしも直線状ではなく、部分的に屈曲していたり
分岐している場合が多い。しかも、管の径は必ずしも一
定ではなく、管自体が細くなっていたり、内部にある障
害物(例えば血栓)によって管が細くなっていることが
ある。
テーテルチューブの進行方向前方の状況を検知する手段
がなかったことから、オペレータはカテーテルチューブ
の操作を自分の勘のみに頼らざるを得なかった。このた
め、カテーテルチューブの先端を所望の部位まで誘導す
るのには熟練を要していた。
ーテルチューブの先端に何らかのセンサ機構を設け、そ
れによるセンシング結果に基づいてカテーテルチューブ
を操作する、ということも提案されていた。ところが、
現状においてはそのための適当なセンサ機構がなかった
ので、実用的なカテーテルが具体化されるまでには到っ
ていなかった。
であり、その目的は、進行方向前方の状況を確実に検知
することができるセンサ機能を有するカテーテルを提供
することにある。
優れたセンサであってしかも小型のものを提供すること
にある。さらに、本発明の別の目的は、上記のような優
れたセンサであってしかも生体に対する適合性の高いも
のを提供することにある。
めに、請求項1に記載の発明では、先端に受圧面を有す
るカテーテルチューブ内に半導体式圧力センサチップと
圧力伝達媒体とが収容され、前記受圧面に作用する圧力
が前記圧力伝達媒体を介して前記半導体式圧力センサチ
ップの感圧面に伝達されるように構成されているセンサ
機能を備えたカテーテルをその要旨とする。
有するカテーテルチューブと、前記カテーテルチューブ
の先端部分にチップ収容室を区画すべく同チューブの内
壁面に設けられた圧力障壁と、前記チップ収容室内に収
容された半導体式圧力センサチップと、前記受圧面に作
用する圧力を前記センサチップの感圧面へ伝達するため
に前記チップ収容室内に充填された圧力伝達媒体とから
なるセンサ機能を備えたカテーテルをその要旨とする。
いて、前記半導体式圧力センサチップの感圧面は、前記
カテーテルチューブの軸線方向に沿って配置されている
とした。
のいずれか1項において、前記圧力伝達媒体はゲル状ま
たは流動状の物質であって、同物質は前記カテーテルチ
ューブの先端にある開口部を閉塞する閉塞部材によって
封止されているとした。
て、前記圧力伝達媒体はシリコーンゲルであり、前記閉
塞部材は生体適合性材料からなる封止栓またはピストン
であるとした。
ず、請求項1に記載の発明の作用について述べる。カテ
ーテルチューブの先端の進行方向前方の状況が変わった
場合、カテーテルチューブの挿入抵抗が変化し、それに
伴って受圧面に作用する圧力も変化する。例えば、カテ
ーテルチューブが挿入されている管の内部に障害物や狭
窄部位がある場合には、挿入抵抗が増加し、前記圧力も
それに伴って増加する。このような圧力の変化は、まず
圧力伝達媒体に波及し、最終的にセンサチップの感圧面
に波及する。つまり、圧力の変化は圧力伝達媒体を介し
て感圧面に伝達されることになる。すると、センサチッ
プはその圧力の変化を電気信号として外部に出力する。
よって、オペレータは、その出力された結果を判断材料
として、進行方向前方の状況を確実に検知することがで
きる。このため、カテーテルチューブの先端を管内の所
望の部位まで確実に誘導することが可能となる。
半導体式圧力センサチップが利用されているため、セン
サ部分の小型化を図ることができる。請求項2に記載の
発明によると、請求項1に記載の発明の作用に加えて以
下の作用を奏する。
挿入抵抗が増加した場合、受圧面に作用する圧力もそれ
に伴って増加する。このような変化が起きた場合、チッ
プ収容室内に充填されている圧力伝達媒体の圧力も増加
する。なお、カテーテルチューブ内を区画するような圧
力障壁があると、いわゆるチューブ基端方向への圧力の
逃げが阻止される。従って、受圧面に作用する圧力の増
加分と圧力伝達媒体の圧力の増加分との差が小さくな
り、正確な圧力を感圧面に伝達することができる。この
ため、センシング感度が向上する。また、圧力障壁の使
用は、ゲル状または流動状の圧力伝達媒体の収容を容易
にするという作用もある。
カテーテルチューブの軸線方向に沿って配置した場合に
は、例えば感圧面を軸線方向に直交するように配置した
場合に比べて、センサ全体の小径化(またはカテーテル
チューブの大径化の防止)を容易に図ることができる。
つまり、仮にセンサチップが長辺と短辺とからなる矩形
状のものであるとすると、長辺を軸線方向に沿って配置
し、かつ短辺を軸線方向に直交するように配置すればよ
い。このように配置すれば、センサ部の径は長辺の大き
さではなく短辺の大きさ程度に止まることとなる。
媒体がゲル状または流動状の物質であるため、受圧面及
び感圧面の方向が一致していなくても、圧力の変化が確
実にかつ正確に伝達される。よって、非流動性の物質を
選択した場合に比較して、センシング感度が向上する。
また、この構成を採った場合、閉塞部材の外面は受圧面
になる。そればかりでなく、前記閉塞部材は、ゲル状ま
たは流動状の物質をチップ収容室内に確実に封止すると
いう役割も果たす。
の外部に露出している閉塞部材は生体適合性材料からな
るものであるため、生体に対する適合性の高いものとす
ることができる。また、圧力伝達媒体もシリコーンゲル
という生体適合性材料であるため、同様のことがいえ
る。なお「生体適合性がある」とは、血液、体液、リン
パ液、その他の生体内物質との反応性が低いことをい
う。
1に具体化した一実施の形態を図1,図2に基づき詳細
に説明する。
れるカテーテルチューブ2と、それを体外にて操作する
ためにチューブ2の基端部に設けられる操作手段とによ
って成り立っている。操作手段は、例えばチューブ2内
に挿入された複数本のワイヤと、それらを操作するワイ
ヤ操作部とによって構成されている。また、チューブ2
の基端部には、チューブ2の先端付近に設けられた拡張
用バルーンにエアを圧送するためのエアコンプレッサ等
が設けられている。コンプレッサには送気管が接続され
ている。この送気管はチューブ2内に挿通されており、
その先端にはバルーンが接続されている。そして、この
バルーンにエアが供給されると、狭窄した血管が膨張し
たバルーンの作用によって内面側から拡張されるように
なっている。
テーテルチューブ2の先端に、以下に示すようなセンサ
部3が構成されている。チューブ2の内壁面には、圧力
障壁4が設けられている。この圧力障壁4があることに
よって、チューブ2の先端部分にチップ収容室5が区画
されている。チップ収容室5内には、半導体式圧力セン
サチップ6が基板7に実装された状態で収容されてい
る。センサチップ6及び基板7は、ともに矩形状を呈し
ている。そして、センサチップ6及び基板7の長辺は軸
線方向C1 に沿って配置され、かつ短辺は軸線方向C1
に直交するように配置されている。なお、基板7の短辺
の大きさはチューブ2の内径よりも僅かに小さく、基板
7の長辺の大きさはチューブ2の内径よりもいくぶん大
きい。
り、その部分の上面(即ち、感圧面6a)には歪みゲー
ジ8が形成されている。従って、本実施形態では、感圧
面6aが軸線方向C1 と直交する方向を向いている。セ
ンサチップ6の上面及び基板7の上面には、それぞれパ
ッド9,10が形成されている。これらのパッド9,1
0同士は、ボンディングワイヤ11を介して接合されて
いる。また、基板7側のパッド10には、信号ケーブル
12の各々のリード線12aが接合されている。そし
て、この信号ケーブル12は、圧力障壁4の貫通孔13
を貫通しかつチューブ2を通り抜けて基端部に到ってい
る。
体としてのシリコーンゲル14が充填されている。カテ
ーテルチューブ2の開口部2aは、閉塞部材としての封
止栓15によって封止されている。従って、この実施形
態では、封止栓15の外面が受圧面15aとしての役割
を果たすようになっている。なお、前記封止栓15の形
成材料としては、例えばPTFE(ポリテトラフロロエ
チレン)や塩化ビニル等といった生体適合性の樹脂材料
が使用されている。
態のカテーテル1によるセンシングについて説明する。
チューブ2の先端の進行方向前方の状況が変わった場
合、チューブ2の挿入抵抗が変化し、それに伴って受圧
面15aに作用する圧力も変化する。例えば、チューブ
2が挿入されている血管の内部に障害物(血栓や腫瘍な
ど)や狭窄部位がある場合には、センサ部3の頭部が同
部位に押し付けられることにより、挿入抵抗が増加す
る。従って、封止栓15の受圧面15aに作用する圧力
も、それに伴って増加する。このような変化が起きた場
合、チップ収容室5内に充填されているシリコーンゲル
14の圧力が増加し、その結果として感圧面6aに加わ
る圧力も増加する。つまり、センサ部3の外部で起こっ
た圧力の変化は、シリコーンゲル14を介して感圧面6
aに間接的に伝達されることになる。すると、感圧面6
aの歪みが大きくなり、その上にある歪みゲージ8の抵
抗値に変化が生じる。そして、このときセンサチップ6
は、圧力の変化を電気信号として外部に出力する。この
出力は、ボンディングワイヤ11及び信号ケーブル12
を介してチューブ2の基端部の電気回路に入力・処理さ
れ、それによって可視化される。よって、オペレータ
は、その可視化されたデータを判断材料として、進行方
向前方の状況、即ち障害物や狭窄の有無等を確実に検知
することができる。つまり、オペレータは、上記の場合
にワイヤを操作することによって、圧力が減少するよう
な方向にセンサ部3の頭部を向ければよいことになる。
また、このセンサ部3は、上記のような事項をセンシン
グするためばかりでなく、例えば血圧等を測定するため
等にも使用することが可能である。
効果を以下に列挙する。 (イ)本実施形態のカテーテル1によると、上述したよ
うに、カテーテルチューブ2の先端を血管内の所望の部
位まで確実に誘導することが可能となる。
て小型な半導体式圧力センサチップ6が利用されてい
る。このため、他の方式を採用した場合に比べて、セン
サ部3自体の小型化を図ることができるとともに、実用
に耐えうるものとすることができる。
プ6の感圧面6aがカテーテルチューブ2の軸線方向C
1 に沿って配置されている。従って、感圧面6aを軸線
方向C1 に直交するように配置した場合に比べて、セン
サ部3全体の小径化(またはカテーテルチューブ2の大
径化の防止)を容易に図ることができる。即ち、このよ
うに配置すれば、センサ部3の径は長辺の大きさではな
く短辺の大きさ程度に止まることとなるからである。
を区画するような圧力障壁4が設けられているため、い
わゆるチューブ2の基端方向への圧力の逃げが阻止され
る。従って、受圧面15aに作用する圧力の増加分とシ
リコーンゲル14の圧力の増加分との差が小さくなり、
圧力を感圧面6aに正確に伝達することができる。この
ため、センサ部3によるセンシング感度が向上する。ま
た、圧力障壁4の使用は、ゲル状をしたシリコーンゲル
14のチップ収容室5内への収容を容易にするという利
点もある。
としてゲル状の物質であるシリコーンゲル14が使用さ
れている。このため、受圧面15a及び感圧面6aの方
向が一致していなくても、圧力の変化を感圧面6aに確
実にかつ正確に伝達することができる。このことは、圧
力伝達媒体として例えば非流動性の物質を選択した場合
に比較して、センサ部3によるセンシング感度の向上を
図ることができることを意味する。また、この構成を採
った場合、閉塞部材である封止栓15によってシリコー
ンゲル14がチップ収容室5内に確実に封止される。
外部に露出している封止栓15は、PTFE等の生体適
合性材料からなるものである。このため、センサ部3が
血液等のような生体内物質等に接触することがあって
も、血管内に血栓等を引き起こすことはない。よって、
このカテーテル1は、生体に対する適合性が高い。ま
た、圧力伝達媒体がシリコーンゲル14という生体適合
性材料であることも、適合性の向上に貢献している。
よってガイドチューブ2の進行方向前方の状況を検知す
るすることができるばかりでなく、血圧等を測定するこ
ともできる。
されることはなく、例えば次のように変更することが可
能である。 (1)図3に示される別例1のカテーテル1のセンサ部
21では、封止栓15の代わりにピストン22が使用さ
れている。このピストン22は、フランジ部23と軸部
24とからなる。チューブ2内には軸部24がスライド
可能に挿入されている。フランジ部23と開口部2aと
の部分には、シリコーンゴムのシール25が施されてい
る。また、フランジ部23の外側面は、このセンサ部2
1における受圧面22aとなっている。そして、受圧面
22aに圧力が加わるとその大きさに応じてピストン2
2がスライドし、シリコーンゲル14に圧力が伝達され
るようになっている。このような構成であっても、上記
の実施形態と同様の作用効果を奏する。
1のセンサ部26では、前記実施形態とは異なり、セン
サチップ6の感圧面6aが受圧面15aと同じ方向、即
ち軸線方向C1 を向くように配置されている。このよう
な構成であると、センサ部26の小径化という点につい
ては劣るものの、前記実施形態と同じ作用効果を奏す
る。
板7自体を圧力障壁4として使用してもよい。また、カ
テーテルチューブ2の内壁面にじかにセンサチップ6を
実装し、基板7を省略することも許容されうる。
21,26に代えて、チューブ2と別体型のセンサ部を
構成してもよい。 (5)圧力伝達媒体としてのシリコーンゲル14に代え
て、シリコーン以外のゲル状物質を選択してもよく、さ
らにはシリコーンオイル等のような流動性のある物質を
使用してもよい。なお、いわゆる媒体に「おどり」現象
が起こりにくいということを鑑みると、シリコーンゲル
14のようなゲル状物質を選択することがより好まし
い。
1のセンサ部31では、相対圧型のセンサを構成するた
めに基板7に背圧孔32が設けられている。従って、感
圧面6aの反対側の領域と、圧力障壁4よりも基端側の
領域とが、連通された状態となる。このような構成であ
っても、前記実施形態と同じ作用効果を奏することがで
きる。
的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される
技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 (1) 請求項5において、前記封止栓の材質はPTF
Eまたは塩化ビニルであるセンサ機能を備えたカテーテ
ル。この構成であると、生体に対する適合性の高いもの
とすることができる。
の材質はPTFEまたは塩化ビニルであるセンサ機能を
備えたカテーテル。この構成であると、生体に対する適
合性の高いものとすることができる。
語を次のように定義する。「ガイドチューブ: カテー
テルを構成する部材であって、体内に挿入される長尺状
かつフレキシブルなチューブ状の部材をいう。」
載の発明によれば、進行方向前方の状況を確実に検知す
ることができるセンサ機能を有するカテーテルを提供す
ることができる。また、管内の圧力も計測することがで
きる。
のような優れたセンサであってしかも小型のものを提供
することができる。請求項5に記載の発明によれば、上
記のような優れたセンサであってしかも生体に対する適
合性の高いものを提供することができる。
先端部分を示す部分概略縦断面図。
部、3,21,26,31…センサ部、4…圧力障壁、
5…チップ収容室、6…半導体式圧力センサチップ、6
a…感圧面、14…圧力伝達媒体としてのシリコーンゲ
ル、15…閉塞部材としての封止栓、15a,22a…
受圧面、22…閉塞部材としてのピストン、C1 …軸線
方向。
Claims (5)
- 【請求項1】先端に受圧面(15a,22a)を有する
カテーテルチューブ(2)内に半導体式圧力センサチッ
プ(6)と圧力伝達媒体(14)とが収容され、前記受
圧面(15a,22a)に作用する圧力が前記圧力伝達
媒体(14)を介して前記半導体式圧力センサチップ
(6)の感圧面(6a)に伝達されるように構成されて
いるセンサ機能を備えたカテーテル。 - 【請求項2】先端に受圧面(15a,22a)を有する
カテーテルチューブ(2)と、前記カテーテルチューブ
(2)の先端部分にチップ収容室(5)を区画すべく同
チューブ(2)の内壁面に設けられた圧力障壁(4)
と、前記チップ収容室(5)内に収容された半導体式圧
力センサチップ(6)と、前記受圧面(15a,22
a)に作用する圧力を前記センサチップ(6)の感圧面
(6a)へ伝達するために前記チップ収容室(5)内に
充填された圧力伝達媒体(14)とからなるセンサ機能
を備えたカテーテル。 - 【請求項3】前記半導体式圧力センサチップ(6)の感
圧面(6a)は、前記カテーテルチューブ(2)の軸線
方向(C1 )に沿って配置されている請求項1または2
に記載のセンサ機能を備えたカテーテル。 - 【請求項4】前記圧力伝達媒体(14)はゲル状または
流動状の物質であって、同物質は前記カテーテルチュー
ブ(2)の先端にある開口部(2a)を閉塞する閉塞部
材(15,22)によって封止されている請求項1乃至
3のいずれか1項に記載のセンサ機能を備えたカテーテ
ル。 - 【請求項5】前記圧力伝達媒体(14)はシリコーンゲ
ルであり、前記閉塞部材(15,22)は生体適合性材
料からなる封止栓またはピストンである請求項4に記載
のセンサ機能を備えたカテーテル。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP28536995A JP3570800B2 (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | センサ機能を備えたカテーテル |
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DE19644856A DE19644856C2 (de) | 1995-11-01 | 1996-10-29 | Katheter mit einem Sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP28536995A JP3570800B2 (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | センサ機能を備えたカテーテル |
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JPH09122085A true JPH09122085A (ja) | 1997-05-13 |
JP3570800B2 JP3570800B2 (ja) | 2004-09-29 |
Family
ID=17690662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28536995A Expired - Fee Related JP3570800B2 (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | センサ機能を備えたカテーテル |
Country Status (3)
Country | Link |
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US (1) | US5836886A (ja) |
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DE (1) | DE19644856C2 (ja) |
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