JPH11118689A

JPH11118689A - 触覚センサ

Info

Publication number: JPH11118689A
Application number: JP28529297A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Ikeda; 裕一池田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-10-17
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 1999-04-30
Anticipated expiration: 2017-10-17
Also published as: JP3790913B2

Abstract

(57)【要約】【課題】生体組織のように層状に性状が異なる組織構造
を持つ場合にも、深部の硬さを正確に推測して正確な診
断ができる触覚センサを提供する。【解決手段】振動子５と、振動子５に機械的に結合され
た接触子７とを含む機械的振動系と、この機械的振動系
を帰還ループによって共振状態で振動させ、振動子５あ
るいは、振動子５と接触子７が患部４と接触したときの
共振状態の変化情報を得て、これを対象物の硬さ情報と
する硬さ検知手段と、振動子５の振動エネルギを変化さ
せるべく、アンプ回路１０のゲインを制御するゲインコ
ントロール回路１４を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は触覚センサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】超音波振動するプローブを対象物に接触
させて、このプローブの共振周波数の変化、あるいは電
圧の変化を検知することによって対象物の硬さを測定す
る触覚センサが従来より知られている。このような触覚
センサは、１．硬さを定量的に測定できる、２．電気的
な測定であるために測定時間が短い、３．非破壊的な測
定ができる、などの利点を生かし、皮膚の弾性度の測定
や工業用ロボットの触覚センサとして用いることが提案
されている。

【０００３】従来技術による触覚センサでは、対象物に
接触させる対物接触振動子を含む振動子を、帰還ループ
による自励発振回路によって共振させ、対物接触振動子
あるいは対物接触振動子と機械的に結合された接触子が
対象物と接触したときの対象物のインピーダンスを自励
発振回路の発振周波数の変化、あるいは電圧の変化とし
て捉え、対象物の硬さ情報とするものである。このよう
な触覚センサは、特公昭４０−２７２３６号公報、特開
平１−１８９５８３号公報、特開平２−２９０５２９号
公報などに開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の触覚センサにおいては、対物接触振動子あるい
は対物接触振動子と機械的に結合された接触子が対象物
と接触したときの対象物のインピーダンスを自励発振回
路の発振周波数の変化、あるいは電圧の変化として捉え
て対象物の硬さ情報とするものの、対象物が深さ方向に
異なった硬さの性質を持つ場合には、触覚センサの振動
エネルギによって影響される深さによって、得られる硬
さの値が異なるものであり、特定の深さまでの硬さを選
択的に測定することはできなかった。さらに、対象物の
深さ方向の硬さの分布を捉えることはできなかった。こ
のため、生体組織のように層状に性状が異なる組織構造
を持つ場合、深部の硬さを正確に推測することは難し
く、医師の経験に頼らざるを得なかった。

【０００５】本発明の触覚センサはこのような課題に着
目してなされたものであり、その目的とするところは、
深さ方向に異なる硬さの分布を持つ対象物に対して、深
さに応じた硬さ情報を得ることによって、生体組織のよ
うに層状に性状が異なる組織構造を持つ場合にも深部の
硬さを正確に推測して、正確な診断ができる触覚センサ
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の触覚センサは、振動子と、この振動子に
機械的に結合された接触子とを含む機械的振動系と、こ
の機械的振動系を帰還ループによって共振状態で振動さ
せ、前記振動子あるいは、前記振動子と接触子が対象物
と接触したときの共振状態の変化情報を得て、これを対
象物の硬さ情報とする硬さ検知手段と、前記振動子の振
動エネルギを変化させる振動エネルギ可変手段とを具備
する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施形態を詳細に説明する。まず、本発明の第１実施形
態を説明する。図１（ａ）は、触覚センサを用いて生体
組織の硬さ測定を行なうときの一般的な構成を示す図で
あり、図１（ｂ）は図１（ａ）においてプローブ３周辺
の様子を拡大して示す図である。また、図２は、本発明
の第１実施形態の構成を示す図である。

【０００８】図示しない測定者が内視鏡１にて患者２の
体腔内を観察しつつ、内視鏡１のチャンネルを通してカ
テーテル型の触覚センサのプローブ３を患者２の体腔内
に導き、測定すべき対象物としての患部４の生体組織の
硬さ測定を行なう。患部４の硬さを測定することによっ
て、例えば癌などの病変の性状を診断することができ
る。プローブ３先端部に配置されたケーシング６内に
は、円筒状の振動子５が配置されている。振動子５は径
方向に分極されており、内周面と外周面にそれぞれ電極
が取り付けられている。内外周面の電極に時間変動する
電圧を印加すると、振動子５は機械的振動を行う。振動
子５の中心には軸方向前方に延設された接触子７が接着
されており、接触子７の先端部は患部４に接触するよう
になっている。振動子５の端部には、同軸に検出素子８
が密着して設置されており、振動子５に協調して振動す
ることによって、振動子５の振動の振幅、周波数をモニ
タするためのセンサとして作用させることができる。検
出素子８からの出力信号は、フィルタ回路９を経てアン
プ回路１０に入力される。アンプ回路１０の出力は再び
ケーシング６内に戻り、振動子５に入力され振動子５の
駆動信号になる。すなわち、振動子５、検出素子８、ア
ンプ回路１０、フィルタ回路９にて自励発振の閉回路を
形成している。この自励発振回路によって、振動子５、
検出素子８、接触子７からなる機械的振動系は、一体的
に機械的な共振振動を行う。フィルタ回路９の出力には
周波数測定手段１２が接続されていて、動作中の自励発
振回路の周波数をモニタすることができる。周波数測定
手段１２の代わりに、電圧測定手段または、位相差測定
手段を接続してもよい。これらの測定手段は、自励発振
回路の中であればどの位置に設けても良い。

【０００９】また、アンプ回路１０は、振動エネルギ可
変手段としてのゲインコントロール回路１４によってそ
の出力電流が制御され、振動子５の振幅を任意に変える
ことができる。あるいは、ゲインコントロール回路１４
によって、アンプ回路１０の出力電圧を制御することに
よって振動子５の駆動電力を任意に変えても良い。

【００１０】以下に上記した構成の作用を説明する。測
定者はプローブ３を例えば内視鏡１などの補助具を通じ
て体腔内に導入する。その後プローブ３の操作によっ
て、患部４に対して共振振動している接触子７の先端を
接触させる。このとき、弾性体である患部４の接触子７
との接触部近傍は、接触子７とともに振動する。患部４
の振動によって、機械的振動系の音響インピーダンスが
増加するのにともなって、共振周波数が音響インピーダ
ンス、すなわち患部４の振動の影響を受けている部分の
硬さに応じて低下する。

【００１１】本実施形態ではさらに、ゲインコントロー
ル回路１４によってアンプ回路１０の出力電流、すなわ
ち、振動子５の入力電流を高く設定して振動子５の振幅
を増大させる。振動子５の振幅の増大によって、患部４
の振動の影響をうける領域が深くなり、患部４の深い範
囲までの硬さを測定することができる。ゲインコントロ
ール回路１４によってアンプ回路１０の出力電圧を高
め、振動子５の駆動電力を増大させて患部４の振動の影
響の深さを深くしても良い。また、アンプ回路１０とフ
ィルタ回路９の順序を入れ換えた構成でも良い。

【００１２】上記した第１実施形態によれば、ゲインコ
ントロール回路１４によって、患部４の測定される深さ
を変え、深さに応じた硬さの情報を得ることの可能な触
覚センサを実現することができる。

【００１３】以下に、本発明の第２実施形態を説明す
る。図３は、本発明の第２実施形態の構成を示す図であ
る。プローブ３先端部の構造は、第１実施形態と同一で
ある。検出素子８からの出力信号は、フィルタ回路９を
経てアンプ回路１０に入力される。アンプ回路１０の出
力は、再びケーシング６内に戻って振動子５に入力さ
れ、振動子５の駆動信号になる。第２実施形態において
も第１実施形態と同様の自励発振の閉回路を形成し、機
械的振動系は、一体的に機械的な共振振動を行う。

【００１４】フィルタ回路９の出力には周波数測定手段
１２が接続されていて、動作中の自励発振回路の周波数
をモニタすることができる。周波数測定手段１２の代わ
りに、電圧測定手段または、位相差測定手段を接続して
もよい。これらの測定手段は、自励発振回路の中であれ
ばどの位置に設けても良い。

【００１５】また、フィルタ回路９にはフィルタ周波数
コントロール手段１５が接続されており、フィルタ回路
９にて通過させることのできる周波数帯を任意に変更す
ることができる。

【００１６】以下に、上記した構成の作用を説明する。
第１実施形態と同様に、プローブ３の操作によって、患
部４に対して共振振動している接触子７の先端を接触さ
せる。このとき、弾性体である患部４の接触子７との接
触近傍は、接触子７とともに振動する。患部４の振動に
よって、機械的振動系の音響インピーダンスが増加する
のにともなって、共振周波数が音響インピーダンス、す
なわち患部４の振動の影響を受けている部分の硬さに応
じて低下する。さらに、フィルタ周波数コントロール手
段１５によって、フィルタ回路９のフィルタ周波数を変
更して機械的振動系の共振のモード、即ち共振周波数を
変更する。共振周波数の変更によって、患部４の振動の
影響をうける深さが異なるため、患部４の硬さを測定す
ることができる深さを変更することができる。

【００１７】以下に図４を参照して、上記したフィルタ
回路９でのフィルタ周波数と共振周波数の変更について
さらに詳しく説明する。（ａ）は振動子の周波数特性、
（ｂ）はｆ１にフィルタ周波数をもつフィルタ回路の周
波数特性、（ｃ）はｆ２にフィルタ周波数をもつフィル
タ回路の周波数特性を示す図である。

【００１８】機械的振動系は本来、振動モードに応じた
共振周波数を複数持っている。通常の自励発振回路に
は、フィルタ周波数が固定されたフィルタ回路９があ
り、特定のモードだけの共振周波数を取り出している。
図４（ａ）に示すように、ｆ１、ｆ２、…の周波数に共
振モードを持つ機械的振動系に、図４（ｂ）に示すよう
に、ｆ１のフィルタ周波数を持つフィルタ回路９を接続
すれば、機械的振動系はｆ１の共振周波数の１次振動モ
ードで共振振動する。次に、フィルタ周波数を図４
（ｃ）に示すように機械的振動系の２次モード周波数で
あるｆ２に変更すれば、共振周波数ｆ２の２次モードで
共振振動する。周波数が高いほど振動の伝達距離は短く
なり、浅い範囲の硬さを選択的に測定できる。

【００１９】上記した第２実施形態によれば、共振周波
数の変更によって、患部４の測定される深さを変え、深
さに応じた硬さの情報を得ることの可能な触覚センサを
実現することができる。

【００２０】以下に、本発明の第３実施形態を説明す
る。図５は本発明の第３実施形態の構成を示す図であ
る。第３実施形態では、第１実施形態の構成に加えて、
周波数測定手段１２の出力と、ゲインコントロール回路
１４の制御情報とを同時に記録手段１６に入力できるよ
うになっている。記録手段１６には演算手段１７が接続
されている。記録手段１６、演算手段１７は一体となっ
た記憶装置付きのコンピュータ１８などによって実現可
能である。

【００２１】以下に上記した構成の作用を説明する。第
１実施形態の作用によって硬さを周波数測定手段１２に
よって測定して周波数情報を得、同時にその時の測定深
さをゲインコントロール回路１４の制御情報として周波
数情報と共に記録手段１６に記録する。振動子５の振動
振幅を変えながら異なる深さで硬さをそれぞれ測定し、
初めと同様に、深さ情報と硬さ情報をセットにして記録
する。一連の測定を終えた後に、各深さにおける硬さを
それぞれ演算手段１７によって算出する。

【００２２】図６において、振動振幅が最大のとき、即
ち測定深さが最大値Ａにおける硬さの値はａ〜ｄの領域
全ての硬さの平均値である。また、測定深さＢにおける
硬さの値はｂ〜ｄの領域の硬さの平均である。同様にし
て得られたＣ、Ｄの深さの硬さの測定値を演算手段１７
において比例計算を行い、ａ、ｂ、ｃ、ｄ各深さの層の
硬さを独立して算出する。

【００２３】上記した第３実施形態によれば、第２実施
形態の効果の他に、対象物の深さ方向の硬さの分布情報
が得られる触覚センサを実現することができる。以下
に、本発明の第４実施形態を説明する。図７は本発明の
第４実施形態の構成を示す図である。又、図８は、図７
に示すプローブ３の先端部の詳細を示す図である。プロ
ーブ３の挿入部先端に配置されたケーシング６内には、
円筒状の振動子５が配置されている。振動子５は径方向
に分極されており、内周面と外周面にそれぞれ電極が取
り付けられている。内外周面の電極に時間変動する電圧
を印加すると、振動子５は機械的振動を行う。振動子５
の中心には軸方向前方に延設された接触子７がねじによ
り締結されており（ねじ締結部２０）、自在に着脱可能
になっている。接触子７の先端部は患部４に接触する。
振動子５の端部には、同軸に検出素子８が密着して設置
されており、振動子５に協調して振動することによっ
て、振動子５の振動の振幅、周波数をモニタするための
センサとして作用させることができる。

【００２４】検出素子８からの出力信号は、フィルタ回
路９を経て、アンプ回路１０に入力される。アンプ回路
１０の出力は再びケーシング６内に戻り、振動子５に入
力され振動子５の駆動信号になる。すなわち、振動子
５、検出素子８、アンプ回路１０、フィルタ回路９にて
自励発振の閉回路を形成している。この自励発振回路に
よって、振動子５、検出素子８、接触子７からなる機械
的振動系は、一体的に機械的な共振振動を行う。

【００２５】フィルタ回路９の出力には周波数測定手段
１２が接続されていて、動作中の自励発振回路の周波数
をモニタすることができる。周波数測定手段１２の代わ
りに、電圧測定手段または、位相差測定手段を接続して
もよい。これらの測定手段は、自励発振回路の中であれ
ばどの位置に設けても良い。

【００２６】また、図９（ａ）〜９（ｆ）に示すよう
に、交換可能な接触子７には、測定の目的に応じて異な
った形状のものを用意することが可能である。接触子７
の端面の形状は、曲率の異なる球面の一部（図９
（ａ）、（ｂ））、頂角の異なる円錐形状（図９
（ｃ）、（ｄ））、端面部の直径の異なる形状（図９
（ｅ）、（ｆ））があり、振動子５とのねじ締結によっ
て着脱、交換を行うことができる。

【００２７】以下に、上記した構成の作用を説明する。
測定者はカテーテル状のプローブ３を例えば内視鏡など
の補助具を通じて体腔内に導入する。その後プローブ３
の操作によって、患部４に対して共振振動している接触
子７の先端を接触させる。このとき、弾性体である患部
４の接触子７との接触部近傍は、接触子７とともに振動
する。患部４の振動によって、機械的振動系の音響イン
ピーダンスが増加するのにともなって、共振周波数が音
響インピーダンス、すなわち患部４の振動の影響を受け
ている部分の硬さに応じて低下する。患部４への超音波
振動の伝達範囲は接触子７の形状に負うところが大き
い。

【００２８】図１０に示すように、接触子７の端面の形
状が凸面をなすものは、患部４に対して広がりを持った
領域に振動を伝播させ（図１０（ａ））、凹面をなすも
のは、狭い領域にしか振動を伝播させない（図１０
（ｂ））。さらに、端面の凹凸の曲率、直径の違いによ
っても伝播範囲は異なる。触覚センサによって測定され
る患部４の硬さは、振動が伝播される領域の平均値であ
る。形状の異なる接触子７に交換することによって、１
つのプローブによって異なる領域の硬さ測定を行うこと
ができる。

【００２９】上記した第４実施形態によれば、形状の異
なる接触子７を振動子５側から着脱自在に交換可能とす
ることによって、１つのプローブ３で異なる領域のかた
さ測定を行える触覚センサを実現することができる。

【００３０】以下に、本発明の第５実施形態を説明す
る。図１１は、本発明の第５実施形態の構成を示す図で
ある。プローブ３は、カテーテル状の挿入部２１を持
ち、挿入部２１の先端部に、振動子５、検出素子８、接
触子７からなる機械的振動系をもつ。振動子５、検出素
子８、接触子７は互いに一体的に結合されている。挿入
部２１の手元側にはハウジング１５により保護されて共
振回路１６が配置されており、振動子５、検出素子８と
挿入部２１内に挿通されたシールド線１７にて電気的に
接続されている。挿入部２１とハウジング１５はコネク
タ１８によって着脱自在である。シールド線１７と共振
回路１６も電気接点１９によって、電気的に着脱可能な
構造になっている。図１２に示すように、挿入部２１は
接触子７端面の形状が異なる複数のものが準備されてお
り、共通の共振回路１６に接続して使用することが可能
である。複数の挿入部２１の接触子７の先端部形状は第
４実施形態と同様である。

【００３１】以下に上記した構成の作用を説明する。第
４実施形態と同様に、測定者はカテーテル状の挿入部２
１を例えば内視鏡などの補助具を通じて体腔内に導入す
る。その後挿入部２１の操作によって、患部４に対して
共振振動している接触子７の先端を接触させる。このと
き、弾性体である患部４の接触子７との接触部近傍は、
接触子７とともに振動する。患部４の振動によって、機
械的振動系の音響インピーダンスが増加するのにともな
って、共振周波数が音響インピーダンス、すなわち患部
４の振動の影響を受けている部分の硬さに応じて低下す
る。測定の目的にともなって、先端部の形状の異なる接
触子７を持つ挿入部２１に着脱可能である。

【００３２】上記した第５実施形態によれば、形状の異
なる挿入部２１を共振回路１６側から着脱自在に交換可
能とすることによって、１つの共振回路１６で異なる領
域の硬さ測定を行える触覚センサを実現することができ
る。

【００３３】なお、上記した具体的実施形態は、以下に
示す構成の発明を含んでいる。（１）振動子と、この振動子に機械的に結合された接触
子とを含む機械的振動系と、この機械的振動系を帰還ル
ープによって共振状態で振動させ、前記振動子あるい
は、前記振動子と接触子が対象物と接触したときの共振
状態の変化情報を得て、これを対象物の硬さ情報とする
硬さ検知手段と、前記振動子の振動エネルギを変化させ
る振動エネルギ可変手段と、を具備することを特徴とす
る触覚センサ。（２）振動子と、この振動子に機械的に結合された接触
子とを含む機械的振動系と、この機械的振動系を帰還ル
ープによって共振状態で振動させ、前記振動子あるい
は、前記振動子と接触子が対象物と接触したときの共振
状態の変化情報を得て、これを対象物の硬さ情報とする
硬さ検知手段と、前記振動子の振動振幅を変化させる振
動振幅可変手段と、を具備することを特徴とする触覚セ
ンサ。（３）前記振動振幅可変手段が、振動子の駆動電圧可変
手段である構成（２）の触覚センサ。（４）前記振動振幅可変手段が、振動子の駆動電流可変
手段である構成（２）の触覚センサ。（５）振動子と、この振動子に機械的に結合された接触
子とを含む機械的振動系と、この機械的振動系を帰還ル
ープによって共振状態で振動させ、前記振動子あるい
は、前記振動子と接触子が対象物と接触したときの共振
状態の変化情報を得て、これを対象物の硬さ情報とする
硬さ検知手段と、前記振動子の振動周波数を変化させる
振動周波数可変手段と、を具備することを特徴とする触
覚センサ。（６）前記振動周波数可変手段が、周波数可変バンドパ
スフィルタである構成（５）の触覚センサ。（７）異なる振動エネルギ状態をもつ振動子の共振状態
の情報を記録するための記録手段をさらに具備する構成
（１）の触覚センサ。（８）記録した振動子の複数の共振状態の情報を比較演
算するための演算手段をさらに具備する構成（７）の触
覚センサ。（９）共振状態の情報が、共振周波数、電圧、電流、位
相差の情報のいずれかである構成（１）の触覚センサ。（１）振動子と、この振動子に機械的に結合された
接触子とを含む機械的振動系と、この機械的振動系を帰
還ループによって共振状態で振動させ、前記振動子ある
いは、前記振動子と接触子が対象物と接触したときの共
振状態の変化情報を得て、これを対象物の硬さ情報とす
る硬さ検知手段と、を具備し、前記接触子が振動子から
着脱自在であることを特徴とする触覚センサ。（２）振動子と、この振動子に機械的に結合された
接触子とを含む機械的振動系と、この機械的振動系を帰
還ループによって共振状態で振動させ、前記振動子ある
いは、前記振動子と接触子が対象物と接触したときの共
振状態の変化情報を得て、これを対象物の硬さ情報とす
る硬さ検知手段と、を具備し、前記接触子が、前記振動
子と帰還ループとから構成される共振回路から着脱自在
であり、形状の異なる接触子と交換可能であることを特
徴とする触覚センサ。（３）交換可能な複数の接触子の端面の形状が曲率の
異なる凸球面の一部によって形成されている構成（２
）の触覚センサ。（４）交換可能な複数の接触子の端面の形状が曲率の
異なる凹球面の一部によって形成されている構成（２
）の触覚センサ。（５）交換可能な複数の接触子の端面の形状が頂角の
異なる円錐面の一部によって形成されている構成（２
）の触覚センサ。（６）交換可能な複数の接触子の端面の直径は異なっ
ている構成（２）の触覚センサ。

【００３４】上記した構成（１）〜（９）の従来の技
術、発明が解決しようとする課題は、上記した［従来の
技術］、［発明が解決しようとする課題］と同様であ
る。また、構成（１）〜（９）の作用は以下の通りであ
る。（１）振動エネルギを大きく（小さく）することによっ
て対象物の深さ方向の触覚センサによる振動の伝達範囲
を深く（浅く）し、対象物の深い（浅い）部分までの硬
さ情報を得る。（２）−（４）振動の振幅を大きく（小さく）することによって振動エ
ネルギを大きく（小さく）し、対象物の深い（浅い）部
分までの硬さ情報を得る。（５）例えば、生体組織のように対象物内の音速が一様
である場合、振動の周波数が高い場合には対象物内の振
動の伝播距離は短く、低い場合には伝播距離は長い。共
振周波数を周波数可変手段によって低くする（高くす
る）ことによって、対象物の深さ方向の触覚センサによ
る振動の伝達範囲を深く（浅く）し、対象物の深い（浅
い）部分までの硬さ情報を得る。（６）振動子と接触子とからなる機械的振動系にはモー
ドの異なった複数の共振周波数を有している。周波数可
変バンドパスフィルタを振動子の駆動回路に設けること
によって、望むモードの異なった共振周波数で、振動子
を共振させることができる。そこで、共振周波数を周波
数可変バンドパスフィルタ手段によって低くする（高く
する）ことによって、対象物の深さ方向の触覚センサに
よる振動の伝達範囲を深く（浅く）し、対象物の深い
（浅い）部分までの硬さ情報を得る。（７）目的に応じて、対象物の異なった深さの硬さ情報
を連続的に記録することによって、どの深さから硬さの
変化する領域が存在しているかを把握する。対象物の深
さ方向の硬さの分布を把握する。（８）表面から異なった深さの硬さを記録し、演算手段
によって比較することによって、望む深さ部位での硬さ
を自動的に把握する。対象物の深さ方向の硬さの分布を
把握する。（９）共振状態の情報として、共振周波数、電圧、電
流、位相差の情報のいずれかを用いる。

【００３５】上記した構成（１）〜（６）の従来の
技術は、構成（１）〜（９）と同様である。また、発明
が解決しようとする課題、作用、発明の効果は以下の通
りである。（発明が解決しようとする課題）（１）〜（６）しかしながら従来の触覚センサにおいては、対物接触振
動子あるいは対物接触振動子と機械的に結合された接触
子が対象物と接触したときの対象物のインピーダンスを
自励発振回路の発振周波数の変化、あるいは電圧の変化
として捉え、対象物の硬さ情報とするものの、測定され
る対象物の深さ、領域は使用する装置の性能によって一
意に決まったものでしかなかった。このため、生体組織
のように層状、あるいは２次元的に性状が異なる組織構
造、病変を持つ場合、測定の興味対象領域を選択的に推
測することは難しく、医師の経験に頼らざるを得なかっ
た。

【００３６】本発明はこのような課題に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、測定対象の異
なる深さ、領域に応じた硬さ測定のできる触覚センサを
提供することにある。（作用）（１）、（３）〜（６）接触子が共振回路から着脱自在とするとともに、形状の
異なる接触子と交換可能な構成とすることによって、１
つのプローブによって異なる領域の硬さ測定を行なう。（２）挿入部を共振回路から着脱自在なように構成
し、形状の異なる接触子を持つ挿入部と交換可能な構成
とすることによって、１つの共振回路によって異なる領
域の硬さ測定を行なう。（発明の効果）（１）〜（６）形状の異なる先端形状を持つ接触子
を共振回路側から着脱自在に交換可能とすることによっ
て、１つの共振回路で異なる深さ、領域のかたさ測定を
行える触覚センサを実現することができる。このため、
先端形状ごとに共振回路を準備する必要がなく経済的で
ある。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、対象物の測定する深さ
を変え、深さに応じた硬さの情報を得るようにしたの
で、生体組織のように層状に性状が異なる組織構造を持
つ場合にも深部の硬さを正確に推測することができ、こ
れによって正確な診断ができる触覚センサを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】触覚センサを用いて生体組織の硬さ測定を行な
うときの一般的な構成を示す図である。

【図２】本発明の第１実施形態の構成を示す図である。

【図３】本発明の第２実施形態の構成を示す図である。

【図４】フィルタ回路でのフィルタ周波数と共振周波数
の変更について詳しく説明するための図である。

【図５】本発明の第３実施形態の構成を示す図である。

【図６】本発明の第３実施形態の作用を説明するための
図である。

【図７】本発明の第４実施形態の構成を示す図である。

【図８】図７に示すプローブの先端部の詳細を示す図で
ある。

【図９】交換可能な接触子の種々の異なった形状を示す
図である。

【図１０】接触子の形状による振動の伝播範囲の違いを
説明するための図である。

【図１１】本発明の第５実施形態の構成を示す図であ
る。

【図１２】異なる複数の形状の接触子端面を有する挿入
部を示す図である。

【符号の説明】

１…内視鏡、２…患者、３…プローブ、４…患部、５…振動子、６…ケーシング、７…接触子、８…検出素子、９…フィルタ回路、１０…アンプ回路、１２…周波数測定手段、１４…ゲインコントロール回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動子と、この振動子に機械的に結合さ
れた接触子とを含む機械的振動系と、この機械的振動系を帰還ループによって共振状態で振動
させ、前記振動子あるいは、前記振動子と接触子が対象
物と接触したときの共振状態の変化情報を得て、これを
対象物の硬さ情報とする硬さ検知手段と、前記振動子の振動エネルギを変化させる振動エネルギ可
変手段と、を具備したことを特徴とする触覚センサ。