JPH1176169A - 触覚センサプローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、対象物の硬さを測定する際に安定し
た測定を可能として、測定精度を高め、生体組織の硬さ
を正確に測定することができる触覚センサプローブを提
供することを最も主要な特徴とする。 【解決手段】センサ部３による測定時には複数の距離セ
ンサ７によってセンサ部３と被測定物Ｈとの間の距離を
計測し、この距離センサ７からの出力に応じて湾曲駆動
制御部によって湾曲機構を制御し、センサ部３の向きを
被測定物Ｈの方向に向けて略垂直に対向配置させる状態
にセンサ部３の向きを変えるようにした

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は生体組織などの対象
物に接触させてその対象物の硬さを測定する触覚センサ
プローブに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の触覚センサプローブと
して、例えば特開平８−２６６４８７号公報や、特開平
９−８４７６９号公報にはプローブ本体の先端部に触覚
センサのセンサ部が配設され、このセンサ部を生体組織
などの対象物に接触させてその対象物の硬さを測定する
構成のものが示されている。そして、従来の触覚センサ
においては、プローブ本体の先端部に触覚センサのセン
サ部が固定状態で取付けられ、触覚センサのセンサ部の
向きが特定方向に向けられた状態で固定されている構成
になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の触覚センサにお
いては、触覚センサのセンサ部の向きが特定方向に向け
られた状態で固定されているので、プローブ本体の姿勢
（向き）によって触覚センサのセンサ部が生体組織に接
触する角度が変化するおそれがある。このような場合に
は対象物の硬さを安定には計測ができないので、測定精
度が低下する問題がある。

【０００４】さらに、例えばプローブ本体の長さが長い
場合にはプローブ本体の姿勢（向き）を柔軟に変化させ
ることができないので、生体組織へ接触できない死角が
多くなり、所望の対象物の硬さを測定することが困難に
なるおそれもある。

【０００５】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的は、対象物の硬さを測定する際に安定した
測定を可能として、測定精度を高めることができ、生体
組織の硬さを正確に測定することができる触覚センサプ
ローブを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、細長く、柔軟
である可撓管の先端に触覚センサのセンサ部が配設され
るとともに、このセンサ部の出力を解析する解析手段を
備えた触覚センサプローブにおいて、前記センサ部と被
測定物との間の距離を計測する複数の距離センサと、前
記センサ部の向きを変える測定方向調整手段と、前記距
離センサからの出力に応じて前記測定方向調整手段を制
御し、前記センサ部の向きを前記被測定物の方向に向け
て略垂直に対向配置させる制御手段とを具備したことを
特徴とする触覚センサプローブである。そして、触覚セ
ンサのセンサ部による測定時には複数の距離センサによ
ってセンサ部と被測定物との間の距離を計測し、この距
離センサからの出力に応じて制御手段によって測定方向
調整手段を制御し、センサ部の向きを被測定物の方向に
向けて略垂直に対向配置させる状態にセンサ部の向きを
変えるようにしたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図１〜図７を参照して説明する。図１は本実施の形態
の触覚センサプローブ１の先端部を示すものである。本
実施の形態の触覚センサプローブ１には細長い挿入部２
が設けられている。この挿入部２には細長い挿入管体
（可撓管）２ａと、挿入部２の最先端に配設された触覚
センサのセンサ部３と、このセンサ部３の後方に配設さ
れた湾曲部４とが設けられている。

【０００８】また、先端のセンサ部３には樹脂状の柔ら
かい材質、例えばシリコン、テフロン、ポリウレタン等
でできた略半球状の先端部材５が設けられている。この
先端部材５の半球部の中央部位には硬さを計測する１つ
の硬さ計測センサ６が配設されている。さらに、この硬
さ計測センサ６の周囲には硬さ計測センサ６による計測
部位までの距離を計測する複数、本実施の形態では４つ
の距離センサ７が配設されている。

【０００９】また、硬さ計測センサ６は、例えば生体組
織に接触したときの反発力を測定する圧力センサや、生
体組織を押し込んだときの変形量を計測する歪みセンサ
や、圧電アクチュエータにより生体組織に接触させたと
きの周波数変化を検知して硬さを検知する振動センサ等
からなる。さらに、この硬さ計測センサ６の表面は、図
２に示すようにシリコン材８で覆われており、硬さ計測
センサ６の表面が生体と直接接触しないように保護され
ている。

【００１０】また、距離センサ７はレーザ光を出射する
半導体レーザ９と、その反射光の強度を検知するための
フォトダイオード１０からなり、距離に応じて検出する
光の強度が変わることにより距離計測を行うものであ
る。この４つの距離センサ７は、硬さ計測センサ６を中
心として４カ所に等間隔で配置されている。これらの距
離センサ７に対しても生体に直接接触しないように前面
にカバーがかけられている。この場合、距離センサ７の
前面カバーはレーザ光の出射が妨げられないように透明
なガラス等の透光性の材料によって形成されている。

【００１１】また、先端部材５の内部には硬さ計測セン
サ６または距離センサ７（場合によっては双方）の制御
回路基板１１が設けられている。そして、硬さ計測セン
サ６および距離センサ７の信号を触覚センサプローブ１
の先端部分の制御回路基板１１で処理して後方に送るよ
うになっている。ここで、距離センサ７の制御回路基板
１１では４つの距離センサ７のそれぞれの相対的な距離
の差を検知できるようになっている。

【００１２】また、湾曲部４の外周面側は柔軟な構成要
素、例えば蛇腹部１２で構成されている。この蛇腹部１
２の前端部には前側接続部材１３ａ、後端部には後ろ側
接続部材１３ｂがそれぞれ接続固定されている。ここ
で、前側接続部材１３ａはセンサ部３の後端部に接続さ
れ、後ろ側接続部材１３ｂは挿入管体２ａの前端部に接
続されている。

【００１３】さらに、湾曲部４の内部には湾曲機構（測
定方向調整手段）１４が配設されている。この湾曲機構
１４は３つのリニアアクチュエータ部１５と、１つの支
持部１６とで構成されている。ここで、各リニアアクチ
ュエータ部１５には２つの電磁コイル１７と１つの磁石
１８とが設けられている。なお、支持部１６には１つの
固定ロッド１９が設けられている。

【００１４】そして、各リニアアクチュエータ部１５の
磁石１８の前端部および支持部１６の１つの固定ロッド
１９の前端部はそれぞれ自在継手２０を介して前側接続
部材１３ａに連結されている。

【００１５】また、後ろ側接続部材１３ｂの前面には図
３（Ｂ）に示すように固定板２１が固定されている。こ
の固定板２１には図３（Ａ）に示す円柱部材２２の後端
面が固定されている。この円柱部材２２には各リニアア
クチュエータ部１５の磁石１８が挿入される３つの挿入
孔２３と、支持部１６の固定ロッド１９が挿入される挿
入孔２４とが設けられている。

【００１６】さらに、円柱部材２２の３つの挿入孔２３
にはそれぞれ２つの電磁コイル１７が埋め込まれてい
る。そして、２つの電磁コイル１７で挟まれた挿入孔２
３内に磁石１８が挿入部２の軸心方向に沿って移動可能
に挿入されている。

【００１７】なお、電磁コイル１７と磁石１８とはお互
いに抜けないように干渉する抜け防止部材２５ａ、２５
ｂが設けられている。また、支持部１６の固定ロッド１
９は挿入孔２４に挿入された状態で固定されている。そ
して、３つのリニアアクチュエータ部１５の磁石１８の
長手方向の動きにより、蛇腹部１２を湾曲駆動させる構
成になっている。

【００１８】また、前側接続部材１３ａおよび後ろ側接
続部材１３ｂには図３（Ｂ）に示すようにケーブル挿通
孔２６が設けられている。そして、制御回路基板１１に
接続された信号ケーブル２７はこれらのケーブル挿通孔
２６に挿通され、触覚センサプローブ１の手元側まで延
出されている。

【００１９】さらに、触覚センサプローブ１の手元側に
は図４または図５に示すように硬さ計測センサ６の硬さ
検出部（解析手段）２８と、距離計測部２９と、湾曲駆
動制御部（制御手段）３０とが設けられている。ここ
で、距離計測部２９は触覚センサプローブ１の使用時に
４つの距離センサ７からの出力信号に基いて触覚センサ
プローブ１が生体組織に接触するときの位置を計測する
ものである。さらに、湾曲駆動制御部３０は距離計測部
２９からの出力信号に基いて湾曲部４の湾曲機構１４を
駆動し、触覚センサプローブ１の硬さ計測センサ６の向
きを変えて被測定物の方向に向けて略垂直に対向配置さ
せるものである。そして、触覚センサプローブ１の硬さ
計測センサ６の信号を硬さ検出部２８で解析して被測定
物の硬さを検知するようになっている。

【００２０】また、図４は本実施の形態の触覚センサプ
ローブ１を組み込んだ硬さ検出システム３１の概略構成
を示すものである。この硬さ検出システム３１は、内視
鏡３２のチャンネルを通して患者３３の体腔内に本実施
の形態の触覚センサプローブ１を挿入して、内視鏡３２
で観察しながら硬さを測定したい体内部位、例えば消化
管の管壁部表面の粘膜等の被測定物の硬さを測定し、診
断を行う構成になっている。

【００２１】また、内視鏡３２にはＣＣＵ３４を介して
モニタ３５が接続されている。そして、内視鏡３２で得
られた映像は、ＣＣＵ３４を介してモニタ３５に映し出
されるようになっている。

【００２２】また、図５は予め経皮的に患者３３の腹腔
内に刺入されたトラカール３６ａ、３６ｂを通して内視
鏡３７および本実施の形態の触覚センサプローブ１を生
体内に挿入し、内視鏡３７で観察しながら触覚センサプ
ローブ１を用いて患者３３の体内の触診を行うものであ
る。ここで、内視鏡３７にはカメラヘッド３８が接続さ
れている。このカメラヘッド３８にはＣＣＵ３９を介し
てモニタ４０が接続されている。そして、内視鏡３７で
得られた腹腔内の映像は、カメラヘッド３８によって撮
像され、画像信号に変換されるようになっている。さら
に、カメラヘッド３８から出力された画像信号は、ＣＣ
Ｕ３９で信号処理され、モニタ４０に映し出されるよう
になっている。このシステムでは、内視鏡３７および触
覚センサプローブ１を患者３３の腹腔内に挿入して、内
視鏡像を見ながら触覚センサプローブ１を操作して、測
定したい部位の生体組織に押しあてて、なぞることで被
測定物の硬さを計測するようになっている。

【００２３】次に、上記構成の作用について説明する。
ここでは、本実施の形態の触覚センサプローブ１を図４
に示す硬さ検出システム３１に組み込んだ状態で使用す
る場合について説明する。

【００２４】まず、図４に示すように内視鏡３２で体腔
内を観察しながら、この内視鏡３２のチャンネルを通し
て患者３３の体腔内に本実施の形態の触覚センサプロー
ブ１を挿入させる。

【００２５】続いて、触覚センサプローブ１を測定対象
となる目的の生体組織（被測定物）Ｈに近づけて、４カ
所の距離センサ７にて被測定物Ｈまでの距離を計測す
る。このとき、４カ所の距離センサ７の距離を距離計測
部２６にて計測し、このときに生じている距離の差を補
正するように湾曲駆動制御部３０を駆動させる。

【００２６】例えば、図６に示すように被測定物Ｈに対
して触覚センサプローブ１の硬さ計測センサ６の向きが
正面に向いていない場合には、４カ所の距離センサ７に
よる測定距離がそれぞれ異なる。そのため、この場合に
はこのときの距離計測結果に基づき、湾曲駆動制御部３
０が動作して、４カ所の距離センサ７によって計測され
る距離の差を０に補正するように湾曲機構１４を駆動さ
せ、図７に示すように触覚センサプローブ１の硬さ計測
センサ６の向きが被測定物Ｈに対して正面となるように
湾曲部４を湾曲操作させる。

【００２７】この湾曲動作時には、湾曲させたい方向の
リニアアクチュエータ部１５の電磁コイル１７に通電す
る。このとき、通電された電磁コイル１７に対して挿入
部２の軸心方向に沿って湾曲させたい方向の磁石１８が
移動し、これにより湾曲部４を湾曲させたい方向に湾曲
操作する。

【００２８】なお、この触覚センサプローブ１の湾曲部
４の湾曲駆動制御は、４カ所の距離センサ７による測定
距離が同じになるようにマニュアル操作により行う構成
にしても良い。

【００２９】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、本実施の形態では触覚センサプ
ローブ１のセンサ部３による測定時には４つの距離セン
サ７によってセンサ部３と被測定物Ｈとの間の距離を計
測し、この距離センサ７からの出力に応じて湾曲駆動制
御部３０によって湾曲機構１４を制御し、センサ部３の
向きを被測定物Ｈの方向に向けて略垂直に対向配置させ
る状態にセンサ部３の向きを変えるようにしたものであ
る。そのため、触覚センサプローブ１が生体組織の被測
定物Ｈの検査場所に対して、垂直またはそれに近い状態
に当てることができるので、生体組織の被測定物Ｈの硬
さを正確に計測ができ、生体組織の診断が正確となる。
その結果、被測定物Ｈの硬さを測定する際に安定した測
定を可能として、測定精度を高めることができ、生体組
織の硬さを正確に測定することができる。

【００３０】なお、上記第１の実施の形態のリニアアク
チュエータ部１５は図１７（Ａ），（Ｂ）のように円筒
状の鉄心２０３の周囲に電磁コイル１７を巻装し、これ
を図１７（Ｃ）のような円筒部材２００の挿通孔２０１
ａ，２０１ｂ，２０１ｃに対して挿入固定させ、この電
磁コイル１７の鉄心２０３内に磁石１８が挿入部２の軸
心方向に沿って移動可能に挿入される構成にしてもよ
い。ここで、２０２は支持部１６の固定ロッド１９が挿
入される挿入孔である。さらに、鉄心２０３の形状は図
１８のように角柱状としてもよい。

【００３１】また、図８（Ａ），（Ｂ）は本発明の第２
の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の
実施の形態（図１〜図７参照）の湾曲部４の構成を次の
通り変更したものである。

【００３２】すなわち、本実施の形態の湾曲部４１の外
周面側は柔軟な蛇腹部４２で構成されている。この蛇腹
部４２の前端部には略リング状の前側接続部材４３ａ、
後端部には略リング状の後ろ側接続部材４３ｂがそれぞ
れ接続固定されている。ここで、前側接続部材４３ａは
第１の実施の形態と同様の構成のセンサ部３の後端部に
接続され、後ろ側接続部材４３ｂは挿入管体２ａ（図１
および図２参照）の前端部に接続されている。

【００３３】また、前側接続部材４３ａおよび後ろ側接
続部材４３ｂには４つのワイヤ挿通孔４４が触覚センサ
プローブ１の軸心方向に沿ってそれぞれ穿設されてい
る。これらの４つのワイヤ挿通孔４４は図４（Ｂ）に示
すようにそれぞれ周方向に等間隔に並設されている。

【００３４】さらに、前側接続部材４３ａおよび後ろ側
接続部材４３ｂの各ワイヤ挿通孔４４にはそれぞれ操作
ワイヤ４５が挿通されている。ここで、周方向に４等分
に配置された４本の操作ワイヤ４５の先端部は前側接続
部材４３ａの先端面に接続固定されている。

【００３５】また、４本の操作ワイヤ４５の後端部は手
元側に延出され、触覚センサプローブ１の軸心方向に沿
ってそれぞれ独立に進退動作する図示しないリニアアク
チュエータにそれぞれ接続されいる。ここで、各操作ワ
イヤ４５のリニアアクチュエータはセンサ部３の距離セ
ンサ７の出力に応じて駆動され、これにより、湾曲部４
１が湾曲駆動されるようになっている。

【００３６】なお、４本の操作ワイヤ４５の牽引操作は
手動で行う構成にしても良い。さらに、湾曲部４１以外
の部分の構成は第１の実施の形態と同じであり、第１の
実施の形態と同一部分には同一の符号を付してここでは
その説明を省略する。

【００３７】次に、上記構成の作用について説明する。
本実施の形態では湾曲部４１の湾曲駆動時には所望の方
向の操作ワイヤ４５を手元側から牽引する。このとき、
牽引されたワイヤ４５の位置の蛇腹部４２が収縮し、ワ
イヤ４５の牽引方向に湾曲部４１が湾曲される。その他
の動作は、第１の実施の形態と同じである。

【００３８】そこで、上記構成のものにあっても触覚セ
ンサプローブ１のセンサ部３による測定時には４つの距
離センサ７からの出力に応じて湾曲部４１を湾曲駆動す
ることにより、センサ部３の向きを被測定物Ｈの方向に
向けて略垂直に対向配置させる状態にセンサ部３の向き
を変えることができるので、第１の実施の形態と同様に
被測定物Ｈの硬さを測定する際に安定した測定を可能と
して、測定精度を高めることができ、生体組織の硬さを
正確に測定することができる効果がある。

【００３９】さらに、本実施の形態では湾曲部４１に４
本の操作ワイヤ４５を配設し、これらの操作ワイヤ４５
の牽引操作にともない湾曲部４１を湾曲操作する構成に
したので、第１の実施の形態のように３つのリニアアク
チュエータ部１５と、１つの支持部１６とで湾曲機構１
４を構成する場合に比べて湾曲部４１の構成が簡単にな
る効果もある。

【００４０】また、図９（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第３
の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の
実施の形態（図１〜図７参照）の挿入部２における湾曲
部４および挿入管体２ａの構成を次の通り変更したもの
である。

【００４１】すなわち、本実施の形態では湾曲部５１に
図９（Ｂ）に示す湾曲部用マルチルーメンチューブ５
２、挿入管体５３に図９（Ｃ）に示す挿入部用マルチル
ーメンチューブ５４がそれぞれ設けられている。ここ
で、湾曲部５１の手元側端部には図９（Ａ）で示すよう
に挿入部用マルチルーメンチューブ５４の先端部がリン
グ状の接続部材５５によって接着等により接続されてい
る。

【００４２】また、湾曲部用マルチルーメンチューブ５
２は例えば、シリコン、ポリウレタン、ＰＴＥＥ等の材
質からなる柔軟なマルチルーメンチューブによって形成
されている。この湾曲部用マルチルーメンチューブ５２
の中央には１つの内蔵物用ルーメン５６が形成されてい
る。そして、この湾曲部用マルチルーメンチューブ５２
の中央の内蔵物用ルーメン５６には配線等が配設されて
いる。

【００４３】さらに、湾曲部用マルチルーメンチューブ
５２には内蔵物用ルーメン５６の周辺に４つのワイヤ用
挿通用のルーメン５７ａと、４つのワイヤ固定用ルーメ
ン５７ｂとからなる合計８つのワイヤ用ルーメン５７が
配置されている。ここで、８つのワイヤ用ルーメン５７
のうちの４つのワイヤ用挿通用のワイヤ用ルーメン５７
ａは周方向に等間隔で配置されている。そして、これら
の４つのワイヤ用ルーメン５７ａ内には操作ワイヤ５８
が挿入されている。

【００４４】また、操作ワイヤ５８が挿入された４つの
ワイヤ用ルーメン５７ａの近傍には他の４つのワイヤ固
定用のワイヤ用ルーメン５７ｂが配置されている。そし
て、図９（Ａ）に示すように４つのワイヤ用ルーメン５
７ａ内に挿入された操作ワイヤ５８の先端部は各ワイヤ
用ルーメン５７ａの先端側で折り返されて、隣のワイヤ
用ルーメン５７ｂに挿入された状態で固定されている。

【００４５】また、挿入部用マルチルーメンチューブ５
４は湾曲部用マルチルーメンチューブ５２と内径および
外径が同じサイズのチューブによって形成されている。
ここで、挿入部用マルチルーメンチューブ５４の中央に
は湾曲部用マルチルーメンチューブ５２の内蔵物用ルー
メン５６と同径の内蔵物用ルーメン５９が形成されてい
る。

【００４６】さらに、この挿入部用マルチルーメンチュ
ーブ５４には図９（Ｃ）に示すように内蔵物用ルーメン
５９の周辺に操作ワイヤ５８が挿入される４つのワイヤ
用挿通用のルーメン６０が形成されている。これらのワ
イヤ用挿通用のルーメン６０は湾曲部用マルチルーメン
チューブ５２のワイヤ用ルーメン５７の１つおきの位置
（４つのワイヤ用挿通用のルーメン５７ａの位置）と同
じ位置に配置されている。そして、この湾曲部５１の先
端側には第１の実施の形態と同じ構成のセンサ部３（図
１および図２参照）が設けられている。

【００４７】次に、上記構成の作用について説明する。
本実施の形態では湾曲部５１の湾曲駆動時には所望の方
向の操作ワイヤ５８を手元側から牽引する。ここで、ワ
イヤ５８の牽引は第２の実施の形態で示したように手元
側に配置したリニアアクチュエータで動作させる場合
と、マニュアル操作で行う場合とがある。

【００４８】そして、このとき牽引されたワイヤ５８か
らの牽引力によって湾曲部用マルチルーメンチューブ５
２がその位置のワイヤ用挿通用のルーメン５７ａ側に湾
曲されてそのワイヤ５８の牽引方向に湾曲部５１が湾曲
される。その他の動作は、第１の実施の形態と同じであ
る。

【００４９】そこで、上記構成のものにあっても触覚セ
ンサプローブ１のセンサ部３による測定時には４つの距
離センサ７からの出力に応じて湾曲部５１を湾曲駆動す
ることにより、センサ部３の向きを被測定物Ｈの方向に
向けて略垂直に対向配置させる状態にセンサ部３の向き
を変えることができるので、第１の実施の形態と同様に
被測定物Ｈの硬さを測定する際に安定した測定を可能と
して、測定精度を高めることができ、生体組織の硬さを
正確に測定することができる効果がある。

【００５０】また、図１０（Ａ），（Ｂ）は本発明の第
４の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１
の実施の形態（図１〜図７参照）のセンサ部３の構成を
次の通り変更したものである。

【００５１】すなわち、本実施の形態のセンサ部６１に
は図１０（Ｂ）に示すように先端部材６２の中央部位に
第１の実施の形態の硬さ計測センサ６と同じ構成の１つ
の硬さ計測センサ６３が配設されている。さらに、この
硬さ計測センサ６３の周囲には第１の実施の形態の距離
センサ７とは異なる構成の４つの距離センサ６４が配設
されている。

【００５２】本実施の形態の各距離センサ６４には図１
０（Ａ）に示すようにレーザ光出力部６５と、反射光検
出部６６とが設けられている。ここで、レーザ光出力部
６５には手元側に配設された１つのレーザ光源６７が設
けられている。このレーザ光源６７にはレーザファイバ
６８の基端部が連結されている。このレーザファイバ６
８は手元側から途中で４本の分岐レーザファイバ６９に
分岐されている。各分岐レーザファイバ６９の先端部は
センサ部６１まで延出されている。

【００５３】また、各距離センサ６４のレーザ光出力部
６５には各分岐レーザファイバ６９の先端に配設された
集光光学レンズ７０が設けられている。そして、レーザ
光源６７から出射されたレーザ光はレーザファイバ６８
から４本の分岐レーザファイバ６９を経てセンサ部６１
まで導かれた後、集光光学レンズ７０から外部に出射さ
れるようになっている。

【００５４】また、反射光検出部６６にはレーザ光出力
部６５から出射されたレーザ光の反射光を受光して取り
込むレーザ光検出部７１と、取り込んだレーザ光を手元
側に送るレーザファイバ７２と、レーザ光の出力を検知
する光検出器７３とが設けられている。

【００５５】さらに、４つの各距離センサ６４の光検出
器７３には比較部７４を介して湾曲駆動制御部７５に接
続されている。そして、光検出器７３で取り込んだ光の
強度を比較部７４で比較して、湾曲駆動制御部７５に信
号を出力するように構成されている。なお、センサ部３
以外の部分の構成は第１の実施の形態と同じであり、第
１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付してここ
ではその説明を省略する。

【００５６】次に、上記構成の作用について説明する。
本実施の形態では触覚センサプローブ１のセンサ部３に
よる距離計測時には次の動作が行なわれる。まず、レー
ザ光源６７からレーザ光が出射される。このレーザ光は
レーザファイバ６８から４本の分岐レーザファイバ６９
を経てセンサ部６１まで導かれた後、集光光学レンズ７
０から外部に出射される。

【００５７】さらに、出射されたレーザ光は、対象物に
当たる。このとき、反射される光はレーザ光検出部７１
により受光されて取り込まれ、レーザファイバ７２を介
して、光検出器７３に取り込まれる。この光検出器７３
で取り込まれた光の強度を比較部７４で検知して、その
信号に基づき、湾曲駆動制御部７５に対して湾曲動作を
行うように制御信号が出力される。

【００５８】なお、センサ部３による距離計測動作以外
の湾曲動作等の動作は前述した第１の実施の形態と同様
であるので、ここではその説明を省略する。そして、本
実施の形態でも第１の実施の形態と同様の効果が得られ
る。

【００５９】また、本実施の形態のレーザ光源６７のレ
ーザ光をパルス駆動として、光検出器でパルスの数をカ
ウントするカウンタを設ける構成にしても良い。この場
合、触覚センサプローブ１のセンサ部３による距離計測
時にはカウンタのカウント数を比較して、数が一致する
ような方向の湾曲動作を行うようになっている。この場
合も第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

【００６０】また、図１１は触覚センサプローブ８１の
システム全体の概略構成を示すものである。この触覚セ
ンサプローブ８１には細長く、柔軟である湾曲可撓管８
２が設けられている。

【００６１】この湾曲可撓管８２の先端部分には能動的
に湾曲可能な湾曲部８３が配設されている。さらに、こ
の湾曲部８３の先端部にはセンサ部８４が配設されてい
る。このセンサ部８４の外周面には円周上に３つの触覚
・圧覚センサ８５が等間隔に配設されている。そして、
センサ部８４と、湾曲部８３と、可撓管８２とによって
挿入部８６が構成されている。さらに、挿入部８６の内
部には、極細内視鏡等が挿通できるチャンネル８７が全
長にわたって設けられている。

【００６２】また、挿入部８６の湾曲可撓管８２の手元
側には分岐部８８が設けられている。この分岐部８８か
らは手元側に向かって、センシングおよび湾曲制御用の
配線が内蔵されたケーブル８９と、チャンネル８７へと
通じる管体９０とが設けられている。

【００６３】ここで、管体９０の基端部には極細内視鏡
等を挿入するための挿入口金９１が設けられている。さ
らに、ケーブル８９内の配線は湾曲可撓管８２を制御す
るための制御装置９２に接続されている。

【００６４】また、図１２（Ａ）は湾曲可撓管８２の先
端部分を示すものである。この湾曲可撓管８２の先端の
センサ部８４は円筒の外周面に先細状の傾斜面９３が形
成されている。このセンサ部８４の傾斜面９３には３つ
の触覚・圧覚センサ８５が搭載できるスペースが設けら
れている。そして、３つの触覚・圧覚センサ８５は図１
２（Ｂ）に示すようにこのセンサ部８４の傾斜面９３に
１２０゜間隔で搭載されている。

【００６５】また、各触覚・圧覚センサ８５の配線９４
は可撓管８２の管壁内の孔９５を通して手元まで延出さ
れている。なお、湾曲部８３を湾曲させるためのアクチ
ュエータおよび配線も図示していないが可撓管８２の管
壁内に配設されている。

【００６６】また、図１２（Ｃ），（Ｄ）は触覚・圧覚
センサ８５の拡大図を示すものである。この触覚・圧覚
センサ８５は単結晶シリコンを微細加工する半導体プロ
セスによって作られている。

【００６７】さらに、この触覚・圧覚センサ８５には図
１２（Ｄ）に示すように基体９６の上に受光素子９７と
面発光レーザ９８とが設けられている。ここで、受光素
子９７と面発光レーザ９８とは半導体プロセスによって
基体９６上に集積化され、一体に作られている。

【００６８】また、基体９６上には同じくシリコンプロ
セスによって構成されたスペーサ９９が設けられてい
る。このスペーサ９９の上面には圧電性薄膜１００が設
けられている。

【００６９】さらに、面発光レーザ９８には出射面が上
下二面ある。そして、この上下二面の出射面と、受光素
子９７の受光面と、圧電性薄膜１００とはそれぞれ平行
に配置されている。

【００７０】また、圧電性薄膜１００には図１２
（Ｅ），（Ｆ）に示すように表面、裏面ともに、表裏同
じ位置に円形の電極１０１，１０２が蒸着によって形成
されている。ここで、圧電性薄膜１００の裏面（面発光
レーザ９８側）の円形電極１０２は鏡面仕上げされ、面
発光レーザ９８からの出射光を反射するようになってい
る。さらに、圧電性薄膜１００の表面の円形電極１０１
の上には半球状の受圧部１０３が取付けられている。

【００７１】また、圧電性薄膜１００の表裏に設けられ
た円形電極１０１，１０２は触覚・圧覚センサ８５のパ
ッド部１０４まで延長され、このパッド部１０４で配線
９４と半田によって電気的に接続されている。さらに、
受光素子９７と面発光レーザ９８の信号線もパッド部１
０４から配線９４に接続されている。

【００７２】次に、上記構成の作用について説明する。
図１３は人間の血管の中に本構成の触覚センサプローブ
８１の湾曲可撓管８２を挿入している状態を示すもので
ある。ここで、湾曲可撓管８２は図示しない人間の大腿
部の動脈から挿入され、同じく図示しない心臓へと向か
う動脈中を進んでいる。そして、心臓に達する前に、動
脈は大動脈弓１０５で大きく湾曲しており、その部分で
いくつかに分岐し、頭部へと向かう血管１０６につなが
っている。

【００７３】また、湾曲可撓管８２の挿入作業中、この
湾曲可撓管８２の先端のセンサ部８４が大動脈弓１０５
まで挿入されたのち、さらに挿入動作を進めていくと
き、この大動脈弓１０５では血管が大きく湾曲している
ため、図１３中に実線で示すように湾曲可撓管８２のセ
ンサ部８４が血管壁にあたってしまう。

【００７４】このとき、センサ部８４の触覚・圧覚セン
サ８５が押圧値を検出し、その情報を元に制御装置９２
は湾曲可撓管８２内に配設された湾曲用アクチュエータ
を動作し、図１３中に点線で示すように押圧を回避する
方向に湾曲部８３を湾曲させる。この動作によって湾曲
可撓管８２は血管の湾曲形状に沿ってスムーズに挿入さ
れていく。

【００７５】また、血管の分岐部にさしかかった場合に
は、制御装置９２に接続された図示しないジョイスティ
ックを手動操作し、湾曲部を湾曲させ、任意に進路を選
択することが可能である。

【００７６】さらに、触覚・圧覚センサ８５は押圧値と
同時に触覚情報も検知できるので、制御装置９２は湾曲
可撓管８２の先端部が接触した血管壁等の体腔壁の触覚
情報を元に湾曲動作を制御できる。特に、血管壁が非常
に柔らかい場合、検知した押圧力がごく微量でもすぐに
回避湾曲をすることが望ましいので、触覚情報検知でき
ることは有益である。

【００７７】次に、触覚・圧覚センサ８５による体壁の
押圧および触覚情報を検知する原理を説明する。まず、
触覚・圧覚センサ８５によって体壁の押圧を検出する原
理は次の通りである。すなわち、触覚・圧覚センサ８５
の動作時には触覚・圧覚センサ８５内の面発光レーザ９
８が表裏両面の発光面からレーザ光を発振する。

【００７８】このとき、表側の発光面から発振されたレ
ーザ光は圧電性薄膜１００の鏡面仕上げされた円形電極
１０２によって反射され、この反射光が面発光レーザ９
８の表面の発光面と裏面の発光面とを通過して受光素子
９７に到達する。

【００７９】さらに、このとき裏側の発光面から発振さ
れたレーザ光も同時に、直接受光素子９７に到達する。
この時、直射光と反射光とは干渉しながら、受光素子９
７に伝わる。

【００８０】また、触覚・圧覚センサ８５の動作中、圧
電性薄膜１００の受圧部１０３が体腔壁から押圧力を受
けると圧電性薄膜１００はその押圧力に応じて面発光レ
ーザ９８側に変位する。このように圧電性薄膜１００が
変位すると、面発光レーザ９８から圧電性薄膜１００側
に出射されたレーザ光が受光素子９７まで到達する光路
長が変化する。そして、このレーザ光の光路長が変化す
ると、受光素子９７に到達する直射光と反射光との位相
差が変化し、受光素子９７が受光する光の強度が変化す
る。

【００８１】図１４は圧電性薄膜１００の光路方向の変
化と受光素子９７の受ける光の強度との関係を示すもの
である。この図１４に示すように光の強度のピークを数
えることによって、受圧部１０３の受けた押圧値がわか
るようになっている。ただし、この場合、光の強度のピ
ークを数えるだけでは、押圧値が増加しているのか減少
しているのかが判断できない。

【００８２】そこで、圧電性薄膜１００からの情報を利
用して押圧の方向を次のように検出する。すなわち、圧
電性薄膜１００の受圧部１０３に圧力が加わり、圧電性
薄膜１００が歪むと二枚の円形電極１０１，１０２間に
電位差が生じる。よって、圧電性薄膜１００の表裏の電
位差を観察することによって、電圧性薄膜１００にかか
る押圧力が増加しているのか、減少しているのかが判断
できる。

【００８３】次に、触覚・圧覚センサ８５が触覚情報を
検出する原理を説明する。先にも記したように、圧電性
薄膜１００は生じた歪みによって電位差を生じるが、こ
の逆で、圧電性薄膜１００に電圧をかけると圧電性薄膜
１００が歪むという性質も持っている。

【００８４】そこで、本触覚・圧覚センサ８５の場合に
は、圧電性薄膜１００の表裏の円形電極１０１，１０２
間に電圧をかけると、圧電性薄膜１００は厚さ方向に収
縮する。このとき、圧電性薄膜１００に高周波の電圧を
かければ、圧電性薄膜１００は厚さ方向に高速振動す
る。

【００８５】このように圧電性薄膜１００を共振させた
状態で物体に接触させると、振動の周波数や、振幅など
がその対象物体の性質に応じて変化する。そのため、こ
の振動の周波数や、振幅などの変化を計測することで対
象物体の触覚情報（硬さ）を計測する事が可能である。

【００８６】ただし、触覚・圧覚センサ８５を対象物体
に当てるときの荷重によって圧電性薄膜１００の共振状
態の変化に差がでることが分かっている。そこで、前述
の押圧力検出機能を用い、荷重を検出しながら共振状態
の変化を検出すれば、荷重による影響を補完して高精度
なデータを得ることが可能である。

【００８７】以上のように、１つの触覚・圧覚センサ８
５によって押圧力と生体硬さとを計測することが可能
で、その計測値をもとに湾曲可撓管８２を能動制御しな
がらスムーズに血管内に挿通することが可能である。

【００８８】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、触覚・圧覚センサ８５によって
湾曲可撓管８２の先端のセンサ部８４が対象物体と接触
するときの押圧値と触覚情報とを同時に検出することが
可能であるので、触覚・圧覚センサ８５の出力を元に湾
曲可撓管８２を体腔内にスムーズに挿入することがで
き、湾曲可撓管８２の挿入作業の作業性を高めることが
できる。

【００８９】なお、触覚・圧覚センサ８５の受圧部１０
３は半球形状ではなく、他の凸形状のものでもよい。さ
らに、円形電極１０２を鏡面仕上げするのではなく、円
形電極１０２、あるいは圧電性薄膜１００に別途反射膜
を貼り付けてもよい。また、触覚センサプローブ８１の
先端のセンサ部８４に４つ触覚・圧覚センサ８５を９０
゜間隔で設ける構成にしても良い。

【００９０】また、図１５は分光測定用プローブ１１１
の概略構成を示すものである。この分光測定用プローブ
１１１には細長い体腔内挿入部１１２が設けられてい
る。このプローブ１１１の体腔内挿入部１１２の先端部
には湾曲可能なブタジエンゴム等からなる屈曲する蛇腹
部１１３が設けられている。

【００９１】さらに、体腔内挿入部１１２の内部には照
明光を導光し、外部に照射するための導光ファイバ１１
４と、この導光ファイバ１１４からの照明光により励起
された蛍光、または照明光の散乱光を図示しない分光検
出器へ導く複数の受光ファイバ１１５と、体腔内挿入部
１１２の先端部を湾曲させる３本の湾曲操作ワイヤ１１
６ａ，１１６ｂ，１１６ｃとが配設されている。

【００９２】ここで、３本の湾曲操作ワイヤ１１６ａ，
１１６ｂ，１１６ｃはプローブ１１１の外周面に沿うよ
うに等間隔に配置されている。これにより、３本の湾曲
操作ワイヤ１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃのいずれか１
本、或いは２本を組み合わせて牽引操作することによ
り、蛇腹部１１３を所望の方向に湾曲変形させてプロー
ブ１１１の先端部を全方向に湾曲させることができるよ
うになっている。

【００９３】さらに、体腔内挿入部１１２の先端面には
この体腔内挿入部１１２と、体腔内組織との接触圧信号
を生成する半導体素子等からなる複数、ここでは図１６
に示すように８個の圧力センサ１１７ａ〜１１７ｈが配
設されている。ここで、８個の圧力センサ１１７ａ〜１
１７ｈはプローブ１１１の外周面に沿うように等間隔に
配置されている。

【００９４】また、湾曲操作ワイヤ１１６ａ，１１６
ｂ，１１６ｃはＳＭＡ等のように電流を通電させること
により収縮する素材によって形成されている。さらに、
湾曲操作ワイヤ１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃの先端
は、蛇腹部１１３よりもプローブ１１１の体腔内挿入部
１１２の先端面側に配置されたワイヤ固定部材１１８に
より、プローブ１１１の体腔内挿入部１１２の外周面に
接続固定されている。

【００９５】また、分光測定用プローブ１１１の基端部
には各圧力センサ１１７ａ〜１１７ｈからの信号を検出
する接触圧測定部１１９と、この接触圧測定部１１９か
らの出力信号によりプローブ１１１の端面と生体組織の
接触圧、接触角とを制御する制御部１２０と、この制御
部１２０からの信号より湾曲操作ワイヤ１１６を駆動さ
せるワイヤ駆動部１２１とが設けられている。

【００９６】次に、上記構成の作用について説明する。
上記構成の分光測定用プローブ１１１を使用して体内の
生体組織の性状を診断する場合には、このプローブ１１
１の体腔内挿入部１１２を体腔内に挿入し、この体腔内
挿入部１１２の先端面を生体組織に接触させる。

【００９７】この時、体腔内挿入部１１２の先端面と生
体組織との接触角が垂直でない場合には、８個の圧力セ
ンサ１１７ａ〜１１７ｈのうちの一部のセンサに、生体
組織との接触による圧力信号が生成される。ここで、圧
力センサ１１７ａ〜１１７ｈのうちの一部により生成さ
れた信号は、接触圧測定部１１９に伝達され、接触圧が
測定される。この接触圧測定部１１９で測定された測定
値は制御部１２０に送られる。

【００９８】この制御部１２０では８個の圧力センサ１
１７ａ〜１１７ｈからの測定値が、指定のある一定の設
定値と一致するように制御信号をワイヤ駆動部１２１に
伝達する。このワイヤ駆動部１２１では、制御部１２０
からの制御信号を受け、３本の湾曲操作ワイヤ１１６
ａ，１１６ｂ，１１６ｃのいずれか、または全てに通電
する。このとき通電された湾曲操作ワイヤ１１６ａ，１
１６ｂ，１１６ｃのいずれかは収縮し、蛇腹部１１３を
屈曲させる。なお、３本の湾曲操作ワイヤ１１６ａ，１
１６ｂ，１１６ｃの収縮率は、通電量により異なるた
め、蛇腹部１１３の屈曲率も異なり、プローブ１１１の
先端部の湾曲方向が決まる。

【００９９】また、プローブ１１１の先端部の湾曲方向
が変化すると、圧力センサ１１７ａ〜１１７ｈの生成す
る信号が変化する。そして、８個のセンサ１１７ａ〜１
１７ｈにより生成され、接触圧測定部１１９により測定
された測定値が全て、指定のある一定の設定値と一致す
る状態に制御される。

【０１００】また、図示しない光源からの照明光を導光
ファイバ１１４により体腔内に導き、照明光により励起
された蛍光、または体腔内の生体組織を透過した散乱光
を受光ファイバ１１５で受け、図示しない分光器にて生
体組織の性状を分析する工程が実施されている間、制御
部１２０はプローブ１１１の先端部が垂直かつ一定圧力
で生体組織に接触する状態を保つように制御する。

【０１０１】そこで、上記構成の分光測定用プローブ１
１１では、体腔内挿入部１１２の先端面と体腔内の生体
組織との接触圧をプローブ１１１の体腔内挿入部１１２
の先端面の外周面に沿って配置した８個の圧力センサ１
１７ａ〜１１７ｈにより測定し、各圧力センサ１１７ａ
〜１１７ｈからの測定値が同一の設定値で一定となるよ
うにプローブ１１１の蛇腹部１１３を湾曲させ、体腔内
挿入部１１２の先端面と生体組織との接触角が垂直状態
になるように制御させる。そして、この湾曲による圧力
センサ１１７ａ〜１１７ｈの測定値の変化をフィードバ
ックすることにより、分光測定中に安定したデータを取
得することができる。このため、体腔内の生体組織の性
状の診断能が向上する効果がある。

【０１０２】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形実施できることは勿論である。次に、本出願の他の
特徴的な技術事項を下記の通り付記する。 記 （付記項１） 長手方向に細長く柔軟である可撓管と、
その可撓管先端に設けたセンサ部と、センサ部の出力を
解析する解析手段を有する触覚センサプローブにおい
て、前記センサ部に設けた被測定物までの距離を計測す
る複数の距離センサと、前記センサ部の向きを変える方
向可変手段と、前記距離センサの出力に応じて方向可変
手段を制御する制御手段と、を設けたことを特徴とする
触覚センサプローブ。

【０１０３】（付記項１の従来技術） 特開平８−２６
６４８７号公報、特開平９−８４７６９号公報。 （付記項１が解決しようとする課題） 従来の触覚セン
サにおいては、触覚センサの先端部の方向が固定されて
おり、生体への接触する角度が部位により異なったり、
生体へ接触できない死角が多くなり、安定した計測がで
きない場合がある。

【０１０４】（付記項１の目的） 本発明はその点に鑑
みなされた発明であって、その目的とするところは対象
物の硬さを測定する際に安定した測定を可能として、測
定精度を高めることができ、生体組織の硬さを正確に測
定することができる触覚センサを提供することにある。

【０１０５】（付記項１の効果） 触覚センサが生体の
検査場所に対して、垂直に当たるような構成になってい
るため、生体組織の硬さを正確に計測ができ、生体組織
の診断が正確となる。

【０１０６】（付記項２） 付記項１において、前記距
離センサは、レーザ光を出射する光出射部と、出射した
レーザ光の反射した反射光を検出する受光部とからな
り、前記受光部で検出した光の強度により距離を測定す
る測定手段を設けたことを特徴とする触覚センサプロー
ブ。

【０１０７】（付記項３） 付記項２において、前記光
出射部は、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光
を導く第１のレーザファイバと、レーザ光を集光する光
学レンズとからなり、前記受光部は、反射光を取り込む
光学レンズと、取り込んだ反射光を手元側に導く第２の
レーザファイバと、光の強度を検知する検出部からなる
ことを特徴とする触覚センサプローブ。

【０１０８】（付記項４） 付記項３において、前記光
出射部は、半導体レーザであり、前記受光部は、フォト
ダイオードであることを特徴とする触覚センサプロー
ブ。 （付記項５） 付記項１において、前記方向可変手段
は、電磁コイルと磁石からなる複数の直動機構と、前記
直動機構の直進動作を曲げに変換する変換機構とからな
ることを特徴とする触覚センサプローブ。

【０１０９】（付記項６） 付記項１において、前記方
向可変手段は、前記可撓管先端部に固定されたワイヤ
と、ワイヤを牽引する牽引手段と、前記ワイヤの長手方
向の直進運動を曲げに変換する機構とからなることを特
徴とする触覚センサプローブ。

【０１１０】（付記項７） 付記項１において、前記制
御手段は、前記複数の距離センサの計測距離が略同一に
なるように前記方向可変手段を動作させる制御部を有す
ることを特徴とする触覚センサプローブ。

【０１１１】（付記項８） 付記項１において、前記セ
ンサ部は、振動を発生させる超音波振動子、圧電振動子
等からなることを特徴とする触覚センサプローブ。 （付記項９） 医療用可撓管の先端部に設けられ、体腔
壁との接触状態を検出するセンサにおいて、垂直共振器
型面発光レーザと、上記面発光レーザの出射面上に平行
に所定の間隔を空けて配置した反射面と、上記面発光レ
ーザからの出射光と上記反射面からの反射光の光強度を
検出する受光素子と、上記反射面と一体に構成された圧
電性薄膜と、上記圧電性薄膜の表裏面間の電位差を検出
する手段と、を設けたことを特徴とする触覚・圧覚セン
サ。

【０１１２】（付記項９の従来技術） 付記項９に対す
る従来技術には特願平９−６８６０８号と特開平８−２
６１９１５号公報がある。 （付記項９が解決しようとする課題） 特願平９−６８
６０８号の第一実施形態の挿入管１０の先端に設けられ
た圧力センサでは、面発光レーザからの直射光と反射面
からの反射光との干渉による光の強度のピークを数える
ことで押圧力を検知しているが、強度のピークを数える
だけでは押圧力が増加しているのか減少しているのか、
その方向がわからないという問題があった。

【０１１３】特開平８−２６１９１５号公報のセンサで
は、センサを対象物へ押し当てたときの荷重次第で出力
が変化して、正確な触覚情報が得られないという問題が
あった。

【０１１４】（付記項９の目的） 本発明の目的は、簡
単な構成で、触覚情報と押圧力を単体で検出できる触覚
・圧覚センサを供給することである。 （付記項９の作用） 本願の構成では、圧電性薄膜の電
位差の変化により押圧の方向と触覚情報が検出でき、面
発光レーザと反射面の複合共振器によって押圧力が検出
できるため、二つの情報を元に圧覚・触覚情報が得られ
る作用を持つ。

【０１１５】（付記項９の効果） 一つの簡単な構造の
センサで、押圧値と触覚情報を検出できるという効果が
ある。 （付記項１０） 上記圧電性薄膜には表裏面に電極が設
けられている付記項９の触覚・圧覚センサ。

【０１１６】（付記項１１） 上記反射面は上記圧電性
薄膜の内面の電極である付記項９の触覚・圧覚センサ。 （付記項１２） 上記圧電性薄膜の外面の電極には半球
状の受圧部が設けられている付記項９の触覚・圧覚セン
サ。

【０１１７】（付記項１３） 上記圧電性薄膜を高周波
振動させる手段を設けた付記項９の触覚・圧覚センサ。 （付記項１４） 上記圧電性薄膜の共振状態を検出する
手段を設けた付記項９の触覚・圧覚センサ。

【０１１８】（付記項１５） 上記面発光レーザと上記
受光素子はそれぞれ半導体基板上に一体に設けられてい
る付記項９の触覚・圧覚センサ。 （付記項１６） 先端部湾曲機構を備えた分光測定用プ
ローブにおいて、前記プローブの生体挿入部側の端面に
プローブの外周に配置した複数の圧力センサと、前記圧
力センサからの信号をもとに、前記プローブの先端湾曲
部を制御する湾曲制御部を有することを特徴とする分光
測定用プローブ。

【０１１９】（付記項１７） 前記圧力センサは半導体
素子からなることを特徴とする前付記項１６記載の分光
測定用プローブ。 （付記項１６、１７の従来技術） 本発明は、照明光を
体腔内組織へ照射して照明光による蛍光または散乱光の
スペクトルを分析する診断装置の測定用プローブに関す
る。従来技術として特許公報第２５８９６７４号があ
る。（また、胃、大腸等の臓器への応用としては特開平
６−３８９６７号公報がある。） （付記項１６、１７が解決しようとする課題） 特許公
報第２５８９６７４号に記載の様に従来の診断装置で
は、生体からの蛍光または散乱光を検出するときに、安
定した分光測定データを得るために、プローブを適当な
一定圧力で診断を行う体腔内組織に接触させる必要があ
る。また、診断のノイズとなる、情報信号と一緒に検出
してしまう照明光の反射光の割合を一定にするため、プ
ローブの端面を組織に一定角度（特にプローブと組織と
の接触角は垂直であることが望ましい）で当てる必要が
ある。しかしながら、従来の構成では、胃や大腸のよう
な動きの大きい臓器においてプローブの接触圧、接触角
を診断中常に一定に保つことは困難であるという問題を
有していた。

【０１２０】（付記項１６、１７の目的） 本発明は、
これらの事情に鑑みてなされたもので、体腔内組織とプ
ローブの接触角および接触圧を、測定中一定に保つこと
で、計測の精度を向上させるとともに、組織診断能の向
上もさせることのできるセンサープローブを提供するこ
とを目的としている。

【０１２１】（付記項１６、１７の作用） 分光測定を
行う上で、プローブ端面と体腔内組織との接触圧を測定
し、分光測定中この信号をフィードバックし、組織との
接触圧、接触角を一定に保つことで、安定した測定が可
能となり、分光測定の精度が向上する。測定精度の向上
は、つまり、診断能の向上につながる。

【０１２２】（付記項１６、１７の効果） 従来技術の
有する、接触圧の変化による組織性状の変化や、接触角
の変化によるノイズとなる照明光の反射光の検出量の割
合の変化による測定データの不安定性から来る、診断能
の低下という問題が解決され、信号をフィードバックす
ることにより一定時間の安定した測定が可能となる。

【０１２３】

【発明の効果】本発明によれば触覚センサのセンサ部に
よる測定時には複数の距離センサによってセンサ部と被
測定物との間の距離を計測し、この距離センサからの出
力に応じて制御手段によって測定方向調整手段を制御
し、センサ部の向きを被測定物の方向に向けて略垂直に
対向配置させる状態にセンサ部の向きを変えるようにし
たので、対象物の硬さを測定する際に安定した測定を可
能として、測定精度を高めることができ、生体組織の硬
さを正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態の触覚センサプロ
ーブの先端部を示す側面図。

【図２】 第１の実施の形態の触覚センサプローブの先
端部の内部構成を示す縦断面図。

【図３】 （Ａ）は第１の実施の形態の触覚センサプロ
ーブの湾曲機構のアクチュエータユニットを示す斜視
図、（Ｂ）は湾曲機構の後部側接続部材を示す斜視図。

【図４】 第１の実施の形態の触覚センサプローブを組
み込んだ硬さ検出システムの概略構成図。

【図５】 経皮的にトラカールを通して内視鏡および第
１の実施の形態の触覚センサプローブを生体内に挿入し
て内視鏡で観察しながら触覚センサを用いて患者の体内
の触診を行うシステムの概略構成図。

【図６】 第１の実施の形態の触覚センサが生体に対し
て正面から対向していない状態を示す斜視図。

【図７】 第１の実施の形態の触覚センサプローブの湾
曲機構を駆動して生体に対して触覚センサを正面から対
向させた状態を示す斜視図。

【図８】 本発明の第２の実施の形態を示すもので、
（Ａ）は湾曲機構を示す縦断面図、（Ｂ）は湾曲機構の
前後の接続部材を示す斜視図。

【図９】 本発明の第３の実施の形態を示すもので、
（Ａ）は湾曲機構の概略構成を示す斜視図、（Ｂ）は湾
曲部用マルチルーメンチューブを示す斜視図、（Ｃ）は
挿入部用マルチルーメンチューブを示す斜視図。

【図１０】 本発明の第４の実施の形態を示すもので、
（Ａ）は触覚センサプローブの概略構成図、（Ｂ）は触
覚センサプローブの正面図。

【図１１】 先端部に触覚・圧覚センサを搭載した触覚
センサプローブのシステム全体の概略構成図。

【図１２】 （Ａ）は図１１の触覚センサプローブの先
端部の内部構成を示す縦断面図、（Ｂ）は図１１の触覚
センサプローブの先端部の正面図、（Ｃ）は図１１の触
覚センサプローブの触覚センサの斜視図、（Ｄ）は図１
１の触覚センサプローブの触覚センサの側面図、（Ｅ）
は図１１の触覚センサプローブの触覚センサの電極を示
す平面図、（Ｆ）は図１１の触覚センサプローブの触覚
センサの電極を示す側面図。

【図１３】 図１１の触覚センサプローブの作用を説明
するための説明図。

【図１４】 図１１の触覚センサプローブの圧電性薄膜
の光路方向の変化と受光素子が受ける光の強度の関係を
示す特性図。

【図１５】 分光測定用プローブの要部構成を示す概略
構成図。

【図１６】 図１５の分光測定用プローブの圧力センサ
の配置状態を示す横断面図。

【図１７】 第１の実施の形態の変形例を示すもので、
（Ａ）はリニアアクチュエータ部の概略構成を示す斜視
図、（Ｂ）は鉄心の斜視図、（Ｃ）は円筒部材の斜視
図。

【図１８】 図１７の鉄心の変形例を示す斜視図。

【符号の説明】

２ａ 挿入管体（可撓管） ３ センサ部 Ｈ 被測定物 ７ 距離センサ １４ 湾曲機構（測定方向調整手段） ２８ 硬さ検出部（解析手段） ３０ 湾曲駆動制御部（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安達 英之 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細長く、柔軟である可撓管の先端に触覚
   センサのセンサ部が配設されるとともに、このセンサ部
   の出力を解析する解析手段を備えた触覚センサプローブ
   において、 前記センサ部と被測定物との間の距離を計測する複数の
   距離センサと、 前記センサ部の向きを変える測定方向調整手段と、 前記距離センサからの出力に応じて前記測定方向調整手
   段を制御し、前記センサ部の向きを前記被測定物の方向
   に向けて略垂直に対向配置させる制御手段とを具備した
   ことを特徴とする触覚センサプローブ。