JP2005291945A - センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単で小型の構成により、体内の細い部位へも到達して体内局所の精密な計測を行え、できるだけ患者等に負担を与えないようにしたセンサ装置を提供する。
【解決手段】 センサ装置１０は、細長い支持部材１１と、この支持部材内にて長手方向に沿って埋め込まれた光ファイバー１２と、この光ファイバーの先端面に対して内部空間を画成するように周囲が密着して取り付けられたダイヤフラム１３ａ及びダイヤフラムの内面に備えられた反射層１３ｂとから成る光ファイバ型の圧力センサ１３とを備え、支持部材の圧力センサに対応する外側面に、圧力センサを側方に露出させる窓部１１ｂを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばカテーテルやガイドワイヤ等の細長い支持部材に取り付けられた光ファイバ型圧力センサから成るセンサ装置に関するものである。

従来、例えば患者の血管内等の比較的狭い場所における圧力を測定するために、カテーテルやガイドワイヤ等の細長い支持部材の先端に圧力センサを組み込んだセンサ装置が知られている（非特許文献１）。このようなセンサ装置においては、圧力センサとして、例えばピエゾ抵抗素子が使用されている。
このような構成のセンサ装置によれば、上記カテーテルやガイドワイヤ等の細長い支持部材を、患者の血管内に挿入することにより、上記圧力センサが血管狭窄部に達すると、この血管狭窄部による圧力を検出することができるようになっている。

また、カテーテルやガイドワイヤ等の先端に圧力センサを備えることによって、患者の血管等の内部に挿入する際に、圧力センサにより検出された圧力の変化に基づいて、血管等の内部の状態をある程度把握することができる。
同様にして、例えば内視鏡の先端に圧力センサを備えることによって、患者の胃腸等の臓器内に挿入する際に、圧力センサにより検出された圧力の変化に基づいて、力センサまたは触覚センサとして利用して、硬さの測定や力のかけ過ぎを防止して安全性を高めることが可能である。このような力センサまたは触覚センサは、例えば非特許文献２及び非特許文献３に開示されている。
E. Kalvesten, L. Smith, L. Tenerz and G. Stemme,"The first surface micromachined pressure sensor for cardiovascular pressure measurements" Proc. of IEEE International Workshop on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS 98), 1998, pp.574-579 M. Tanimoto, F. Arai, T. Fukuda, H. Iwata, Y. Gotoh, M. Hashimoto, and M. Negoro "MICRO FORCE SENSOR FOR INTRAVASCULAR NEUROSURGERY AND IN VIVO EXPERIMENT" Proc. of IEEE International Workshop on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS 98), 1998, pp.504-509 春田峰雪，村山嘉延，尾股定夫、「硬さ計測を目的とした多機能カテーテルの研究」第４１回日本エム・イー学会大会 Japan Soc. ME & BE (May 2002) p.65 ４０巻特別号

しかしながら、非特許文献１乃至３によるセンサ装置においては、何れもピエゾ抵抗素子や圧電素子を支持部材の先端付近に組み込むことは困難であり、圧力測定位置が支持部材の先端から比較的遠い位置になってしまうと共に、圧力センサ自体の構造が複雑であることから、カテーテルやガイドワイヤ等の支持部材に対して圧力センサを組み込む部分が太くなってしまい、実用化することが困難であった。

このようにして、カテーテル，バルーンカテーテル，ガイドワイヤ，内視鏡等の支持部材に、圧力センサを組み込んで、圧力，力を検出したり、あるいは触覚センサとして利用したり、さらには複数の圧力センサによる圧力差に基づいて血液の流速を測定するような場合に、圧力センサの組み込み部分が太くなり、そのため支持部材を挿入できる部位が制限され、また患者の負担になってしまう。

また、同時に温度も測定するような場合には、さらに例えば熱電対を組み込む必要があり、上記支持部材の圧力センサ組み込み部分がより一層太くなってしまう。

本発明は、以上の点に鑑み、簡単で小型に構成することにより、従来挿入が難しかった細い部位へも到達でき、体内局所の精密な計測を可能とすると共に、できるだけ患者等に負担を与えないようにしたセンサ装置を提供することを目的としている。

上記目的は、本発明によれば、細長い支持部材と、この支持部材内にて長手方向に沿って埋め込まれた光ファイバーと、この光ファイバーの先端面に対して内部空間を画成するように周囲が密着して取り付けられたダイヤフラム及びダイヤフラムの内面に備えられた反射層とから成る光ファイバ型の圧力センサと、を備え、圧力センサのダイヤフラム外側面が、外部に露出していることを特徴とするセンサ装置により、達成される。

本発明によるセンサ装置は、好ましくは、上記支持部材の圧力センサに対応する外側面に、上記圧力センサを側方に露出させる窓部が備えられている。

本発明によるセンサ装置は、好ましくは、上記圧力センサのダイヤフラム外側面が支持部材の先端から外部に露出している。この場合、圧力センサの外部に露出したダイヤフラム外側面は弾性材料により覆われていてもよい。

本発明によるセンサ装置は、好ましくは、上記支持部材が細長い中空円筒状に形成され、光ファイバー及び圧力センサはこの支持部材の周壁部内に備えられている。

本発明によるセンサ装置は、上記支持部材は、中空のカテーテルか又はバルーンカテーテルであってよく、或いは、ガイドワイヤ又は内視鏡であってよい。

本発明によるセンサ装置は、好ましくは、複数組の光ファイバー及び圧力センサを備えており、各圧力センサが、支持部材内にて長手方向の異なる位置に配置されている。

本発明によるセンサ装置は、好ましくは、前記支持部材内にて長手方向に沿って埋め込まれた光ファイバーと、この光ファイバーの先端面に取り付けられ、支持部材の側方に開口した窓部に臨んで配置された第一の圧力センサと、さらに、支持部材内にて長手方向に沿って埋め込まれた光ファイバーと、この光ファイバーの先端面に取り付けられ、支持部材の先端から露出する第二の圧力センサと、を備えている。

本発明によるセンサ装置は、好ましくは、上記各圧力センサに関して、外部圧力によるダイヤフラムの変形により発生する反射層と光ファイバー先端面での反射光の位相のずれによる干渉光の特性に基づいて、圧力を検出する。

本発明によるセンサ装置は、好ましくは、上記各圧力センサに関して、外部圧力によるダイヤフラムの変形により発生する反射層と光ファイバー先端面での反射光の位相のずれによる干渉光の特性に基づいて、圧力変化による力を検出する。

本発明によるセンサ装置は、好ましくは、上記第一の圧力センサ及び第二の圧力センサに関して、外部圧力によるダイヤフラムの変形により発生する反射層と光ファイバー先端面での反射光の位相のずれによる干渉光の特性に基づいて、圧力の差により流速を検出する。

本発明によるセンサ装置は、好ましくは、上記圧力センサに関して、ダイヤフラム内側の内部空間の温度変化による圧力変化に基づいて、圧力変化を発生させる温度変化を検出する。

上記構成によれば、支持部材の外部に露出した圧力センサのダイヤフラム外側面が、外部から圧力を受けることによりそのダイヤフラムの弾性に基づいて内側に変形すると、光ファイバーへの入射光のダイヤフラム内面に備えられた反射層による反射光と光ファイバー先端面での反射光の位相が異なることにより、ダイヤフラムの移動量が検出され、この移動量に基づいて圧力が計算されることになる。

この場合、センサ装置が、支持部材の内部に沿って光ファイバーを埋め込むと共に、この光ファイバーの先端に、光ファイバー型の圧力センサを取り付けることにより構成されているので、圧力センサ自体が例えば直径１２５μｍ程度と非常に小型に構成され得ることから、支持部材の圧力センサを組み込んだ部分においても、支持部材の外形寸法が殆ど大きくならない。従って、このような支持部材を、例えば患者の血管内等に挿入した場合、より細い部位へ挿入でき、且つ、患者に対する負担が軽減されることになると共に、簡単な構成により、低コストでセンサ装置を構成することができる。

上記支持部材の圧力センサに対応する外側面に、上記圧力センサを側方に露出させる窓部が備えられている場合には、支持部材の側方に開口した窓部から、圧力センサにより外部の圧力を検出することができる。その際、圧力センサは、支持部材内に埋め込まれた光ファイバーの先端に取り付けられていることから、支持部材の先端付近に配置され得るので、支持部材の先端付近の圧力を検出することが可能である。

上記圧力センサのダイヤフラム外側面が、支持部材の先端から外部に露出している場合には、支持部材の先端から外部に露出した圧力センサによって、支持部材の先端の外部における圧力を検出することができる。従って、例えば圧力センサにより検出された圧力から力を計算することによって、支持部材の先端に加えられる力を検出することができ、支持部材を例えば血管内に挿入する場合等において、支持部材の障害物に対する突き当て等が分かる。

上記圧力センサの外部に露出したダイヤフラム外側面が、弾性材料により覆われている場合には、支持部材を例えば患者の血管内に挿入する場合等において、支持部材の先端に露出している圧力センサのダイヤフラム外側面が血管壁等に当たって、傷つけるようなことがない。

上記支持部材が、細長い中空円筒状に形成されており、上記光ファイバー及び圧力センサが上記支持部材の周壁部内に備えられている場合には、支持部材の中空部を通してガイドワイヤを挿通したり、あるいは薬液等を流したりすることができると共に、圧力センサにより支持部材の側方の圧力を検出することができる。

上記支持部材が中空のカテーテルまたはバルーンカテーテルである場合には、これらのカテーテルやバルーンカテーテルを例えば患者の血管内に挿入して、所定の作業を行なうことができると共に、同時に内圧や力を測定することができる。

上記支持部材がガイドワイヤである場合には、ガイドワイヤを例えば患者の血管内に挿入して、所定の作業を行なうことができると共に、挿入時に血圧を検出することができ、患者に対する負担を軽減し、より安全に挿入を行なうことが可能になる。

上記支持部材が、内視鏡である場合には、内視鏡を患者の胃腸等内に挿入する場合に、内視鏡が胃腸等の壁部に対する圧力を検出することによって硬さの測定を行ったり、患者に対する負担を軽減し、より安全に挿入を行なうことが可能になる。

複数組の光ファイバー及び圧力センサを備えており、各圧力センサが、支持部材内にて長手方向の異なる位置に配置されている場合には、支持部材を例えば患者の血管内に挿入する場合に、各圧力センサにより検出された圧力に基づいて、血管狭窄部周辺の圧力分布を同時に検出することができる。

さらに、光ファイバーの先端面に取り付けられ、支持部材の側方に開口した窓部に臨んで配置された第一の圧力センサと、光ファイバーの先端面に取り付けられ、支持部材の先端から露出する第二の圧力センサと、を備えている場合には、支持部材の先端と先端より所定距離だけ手前の位置で、圧力を検出することができる。

上記各圧力センサに関して、外部圧力によるダイヤフラムの変形により発生する反射層と光ファイバー先端面での反射光の位相のずれによる干渉光の特性に基づいて、圧力を検出する場合には、各反射光の位相のずれから、ダイヤフラム外側面における圧力を検出することができる。

上記各圧力センサに関して、外部圧力によるダイヤフラムの変形により発生する反射層と光ファイバー先端面での反射光の位相のずれによる干渉光の特性に基づいて、圧力変化による力を検出する場合には、各反射光の位相のずれから、ダイヤフラム外側面における力を検出することができる。

上記第一の圧力センサ及び第二の圧力センサに関して、外部圧力によるダイヤフラムの変形により発生する反射層と光ファイバー先端面での反射光の位相のずれによる干渉光の特性に基づいて、圧力の差により流速を検出する場合には、支持部材の先端と先端から所定距離の位置の二箇所の圧力差に基づいて、例えば支持部材が挿入されている血管内の血液の流速を検出することができる。

上記圧力センサに関して、ダイヤフラム内側の内部空間の温度変化による圧力変化に基づいて、圧力変化を発生させる温度変化を検出する場合には、温度変化によりダイヤフラム内に密封された空気等の気体の温度変化による熱膨張または熱収縮によって発生する圧力変化に基づいて、ダイヤフラム外側の温度を検出することができる。

このようにして、本発明によれば、先端に小型の圧力センサを取り付けた光ファイバーを支持部材内に埋め込むことによって、支持部材の外形をほとんど変えずに、支持部材の先端付近等における圧力を検出することができる。従って、比較的低コストで、患者にあまり負担をかけることなく圧力を検出し、さらには圧力から力，流速，温度等を計算することにより、各種測定値の検出を行なうことができると共に、従来測定が難しかった微小領域での圧力の直接測定が可能になる。

以下、図面に示した幾つかの実施の形態に基づいて、この発明を詳細に説明する。
図１乃至図３は、本発明によるセンサ装置の第一の実施形態を示している。図１において、センサ装置１０は、細長い中空円筒状のカテーテル１１と、カテーテル１１の周壁内にて長手方向に沿って埋め込まれた光ファイバー１２と、光ファイバー１２の先端に取り付けられた圧力センサ１３と、から構成されている。

上記カテーテル１１は公知の構成であって、例えばシリコーンチューブから構成されており、例えば外径１ｍｍ，肉厚０．３ｍｍに選定されている。
そして、上記カテーテル１１は、図２及び図３に示すように、周壁内に光ファイバー１２を受容するための長手方向に延びる貫通孔１１ａを備えている。この貫通孔１１ａは、カテーテル１１の先端付近にて、側方に開口して、窓部１１ｂを画成している。

上記光ファイバー１２は公知の構成であって、例えば１２５μｍの外径を有しており、カテーテル１１の貫通孔１１ａ内に挿入され、埋め込まれると共に、その先端が、カテーテル１１の貫通孔１１ａの側方に開口する窓部１１ｂ内に臨んで位置している。

上記圧力センサ１３は、例えば特開２０００−３５３６９号公報に開示されている光学式圧力センサであって、図４に示すように、ダイヤフラム１３ａと、このダイヤフラム１３ａの中心付近の内面に形成されたアルミニウム等の金属薄膜から成る反射層１３ｂと、ダイヤフラム１３の周囲の内面に取り付けられたスペーサ１３ｃとから構成されている。上記圧力センサ１３は、具体的には、例えばＳｉＯ₂ から成る直径１２０μｍ，厚さ０．７μｍのダイヤフラム１３ａの中央内面に、ＳｉＯ₂ から成る直径６０μｍ，厚さ２．３μｍの厚膜メサ部１３ｄを介して、厚さ０．２乃至０．５μｍ程度のアルミニウム薄膜から成る反射層１３ｂを形成すると共に、ダイヤフラム１３ａの周囲の内面に、厚さ２乃至５μｍ程度の厚さのポリイミド厚膜から成るスペーサ１３ｃを形成することにより、構成されている。

そして、このような構成の圧力センサ１３は、上記スペーサ１３ｃを接着層として、光ファイバー１２の先端面に対して密着して接合される。これにより、ダイヤフラム１３ａと光ファイバー１２の先端面との間の内部空間が密閉される。なお、光ファイバー１２の先端面には、前もってハーフミラー層１２ａが形成されている。このハーフミラー層１２ａは、例えばＺｎＳやＣｒの薄膜から構成されている。

これにより、上記圧力センサ１３は、光ファイバー１２の先端面のハーフミラー層１２ａと共に、所謂ファブリ・ペロー干渉計を構成することになり、光源から光ファイバー１２の他端に白色光を入射させることにより、図４に示すように、光ファイバー１２の先端面のハーフミラー１２ａで反射される光Ｌ１と、光ファイバー１２の先端面のハーフミラー１２ａを透過して、圧力センサ１３の反射層１３ｂで反射される光Ｌ２の光路差に基づいて変調され、再び光ファイバー１２内を戻ることになる。そして、外部からダイヤフラムに作用する圧力によってダイヤフラム１３ａの位置が変化すると、上記光路差も変化するので、上述したように変調されたスペクトルのピーク波長が変化する。従って、このピーク波長の変化を分光器で検出することによって、ダイヤフラムに作用する圧力を測定することができる。

本発明実施形態によるセンサ装置１０は以上のように構成されており、使用の際には、例えば図５に示すように、センサ装置１０のカテーテル１１が患者の血管１４内に挿入される。そして、カテーテル１１の先端付近の窓１１ｂが、血管１４の狭窄部１４ａを通過すると、血管の狭窄部１４ａの前後で圧力が変化するので、その圧力変化を圧力センサ１３で検出することができる。

この場合、圧力センサ１３が小型に構成され光ファイバー１２の先端面内に収まることから、光ファイバー１２をカテーテル１１に埋め込んだとしても、カテーテル１１の外径は殆ど大きくなるようなことはない。

さらに、圧力センサ１３のダイヤフラム１３ａと光ファイバー１２の先端面との間の内部空間が密閉されていることを利用して、この内部空間内に封入された空気等の熱膨張または熱収縮による気圧の変化を圧力センサ１３によって検出することにより、圧力センサ１３の外側の温度を知ることも可能である。このようにして、圧力センサ１３を温度センサとして利用することも可能である。

図６は本発明によるセンサ装置の第二の実施の形態を示している。図６において、センサ装置２０は、図１乃至図３に示したセンサ装置１０とほぼ同じ構成であるが、カテーテル１１の代わりに、バルーンカテーテル２１が使用されている点で異なる構成になっている。
ここで、バルーンカテーテル２１は、先端付近の所定区間にて、周囲に膨張可能なバルーン２２を備えており、例えば図示しない空気管を介して空気が注入されることにより、図６にて点線で示すように半径方向に膨張する。
上記圧力センサ１３は、図６（Ａ）に示すように、カテーテル２１の周面に備えられた窓部２１ａを介して、バルーン２２の内部空間に露出している。あるいは、バルーン２２の前方（図６（Ｂ）参照）または後方（図６（Ｃ）参照）において、窓部２１ａを介して外部に露出している。

このような構成のセンサ装置２０によれば、例えば図７（Ａ）に示すように、センサ装置２０のカテーテル２１が患者の血管（図示では大動脈壁）２３内に挿入される。そして、図７（Ｂ）に示すように、カテーテル２１のバルーン２２を膨張することによりバルーン２２の外周面が血管２３を押し広げ、バルーン２２の容積分を冠動脈を含めた末梢動脈へ押し込むように作用する。
その際、図６（Ａ）に示すように、圧力センサ１３がバルーン２２の内部空間に露出している場合は、圧力センサ１３は膨張の際のバルーン２２の内圧をモニタして、より精密なバルーン内圧の制御を行なうことができる。また、図６（Ｂ）又は図６（Ｃ）に示すように、圧力センサ１３がバルーン２２の前後に配置されている場合は、バルーン前後の血圧を測定することができる。

図８は本発明によるセンサ装置の第三の実施形態を示している。図８において、センサ装置３０は、図１乃至図３に示したセンサ装置１０とほぼ同じ構成であるが、カテーテル１１の代わりに、ガイドワイヤ３１が使用されている点で異なる構成になっている。

上記ガイドワイヤ３１は、公知の構成であって、例えばポリマー及び金属から構成されており、例えば外径３５０μｍに選定されている。このガイドワイヤ３１は、図９に示すように、内部に光ファイバー１２を受容するための長手方向に延びる貫通孔３１ａを備えている。この貫通孔３１ａは、ガイドワイヤ３１の先端付近にて側方に開口して、図１０に示すように窓部３１ｂを画成している。

このような構成のセンサ装置３０によれば、センサ装置３０のガイドワイヤ３１を患者の血管内に挿入することにより、血管経由で体内の各所にガイドワイヤ３１を導入することができる。その際、ガイドワイヤ３１の先端付近の圧力を窓部３１ｂを介して圧力センサ１３により検出することができるので、例えば血管の狭窄部前後の圧力変化により、精度の良い病態の把握が可能である。

図１１は本発明によるセンサ装置の第四の実施形態を示している。図１１において、センサ装置４０は、図８に示したセンサ装置３０の変形例であって、ガイドワイヤ３１の先端付近から、例えばほぼ等間隔で複数個の圧力センサ１３を備えており、各圧力センサは、ガイドワイヤ３１の側面にて図１１に示すように複数の窓部３１ｂにて側方に露出している。この場合、ガイドワイヤ３１は、例えば直径０．４６ｍｍであって、圧力センサ１３は、例えば２５ｍｍ間隔で配置されている。なお、各圧力センサ１３は、それぞれ個別に光ファイバー１２と同様の光ファイバー（図示せず）に接続されている。

このような構成のセンサ装置４０によれば、図１２に示すように、センサ装置４０のガイドワイヤ３１を患者の血管４１内に挿入することにより、血管４１経由で体内の各所にガイドワイヤ３１を導入することができる。その際、ガイドワイヤ３１の長手方向の複数箇所にて、それぞれ圧力センサ１３により検出することができるので、例えば血管の狭窄部４２前後の圧力分布を測定して、狭窄部４２前後の血圧変化により、動脈硬化による狭窄部の診断，血管形成術による治療の評価及び治療をやめてよい、所謂エンドポイントの計測を容易に行なうことができ、臨床上非常に有効である。

図１３は、本発明によるセンサ装置の第五の実施形態を示している。図１３において、センサ装置５０は、図８に示したセンサ装置３０の変形例であって、支持部材としてのガイドワイヤ３１内にて長手方向に沿って埋め込まれた光ファイバー１２の先端面に取り付けられ、ガイドワイヤ３１の側方に開口した窓部３１ｂに臨んで配置された第一の圧力センサ１３の他に、さらに、ガイドワイヤ３１の先端面にも、第二の圧力センサ５１を備えている。
この第二の圧力センサ５１は、その先端面を構成するダイヤフラム（図示せず）が、ガイドワイヤ３１の先端面から突出して露出していると共に、ガイドワイヤ３１の長手方向に延びるように埋め込まれた第二の光ファイバー５２の先端面に取り付けられている。

このような構成のセンサ装置５０によれば、センサ装置５０のガイドワイヤ３１を患者の血管内に挿入したとき、第一の圧力センサ１３及び第二の圧力センサ５１にて、血管の二箇所での血圧を同時に計測することができる。これにより、第一の圧力センサ１３及び第二の圧力センサ５１により検出された圧力の差に基づいて、当該血管内での血流速Ｖを算出することができる。
即ち、第一の圧力センサ１３による血管内圧をＰとし、血液の粘度をρとしたとき、ガイドワイヤ３１の先端面に作用する流速による圧力は、下記の式
Ｐ＋（ρＶ₂ ）／２
から求められる。
従って、第一の圧力センサ１３及び第二の圧力センサ５１により検出された圧力の差に基づいて、血管内の血流速Ｖを検出することができる。このようにして、第一の圧力センサ１３及び第二の圧力センサ５１を使用して、流速センサとして利用することも可能である。
なお、支持部材として、ガイドワイヤ３１に代えて、カテーテルであっても勿論構わない。

図１４は、本発明によるセンサ装置の第六の実施の形態を示している。図１４において、センサ装置６０は、内視鏡のプローブ６１の長手方向に沿って埋め込まれた光ファイバー６２と、光ファイバー６２の先端面に取り付けられた圧力センサ１３と、から構成されている。
ここで、光ファイバー６２を、内視鏡のプローブ６１の先端面から突出させ、その外部に露出した先端面に圧力センサ１３を取り付けるようにしてもよい。この場合、圧力センサ１３は、図１５に示すように、さらにダイヤフラム１３ａの外側面に、シリコーンゴム等の弾性材料から成るカバー６３を備えている。なお、カバー６３は、図１６に示すように、圧力センサ１３の側面に回り込んで光ファイバー６２の先端部の周囲まで延びていてもよい。

このような構成のセンサ装置６０によれば、内視鏡のプローブ６１が患者の体内に挿入されたとき、その先端に取り付けられた圧力センサ１３のカバー６３が例えば食道，胃等の内壁に当接したとき、カバー６３を介して圧力センサ１３に外力が加えられることになり、圧力センサ１３が圧力を検出することになる。
このようにして、圧力センサ１３を使用して、力センサあるいは触覚センサとして利用することも可能である。

上述した実施形態においては、支持部材として、カテーテル，バルーンカテーテル，ガイドワイヤ，内視鏡のプローブ等を使用した場合について説明したが、これに限らず、同様の細長い中空または中実の支持部材について本発明を適用し得ることは明らかである。

このようにして、本発明によれば、簡単で小型の構成により従来挿入が難しかった細い部位へも到達することができ、体内局所の精密な計測を行うことができる。また、できるだけ患者等に負担を与えないようにしたセンサ装置が提供されことができる。

本発明によるセンサ装置の第一実施形態の構成を示す概略斜視図である。 図１のセンサ装置の垂直断面図である。 図１のセンサ装置の長手方向に沿った断面図である。 図１のセンサ装置で使用される圧力センサの構成を示す部分拡大断面図である。 図１のセンサ装置の使用状態を示す（Ａ）縦断面図及び（Ｂ）横断面図である。 本発明によるセンサ装置の第二実施形態の構成を示す概略断面図で、それぞれ、（Ａ）はバルーン内部での圧力センサの配置状態、（Ｂ）はバルーンの前方での圧力センサの配置状態、（Ｃ）はバルーンの後方での圧力センサの配置状態を示す。 図６のセンサ装置の使用状態を示し、（Ａ）はバルーン膨張前の、（Ｂ）はバルーン膨張後の概略断面図である。 本発明によるセンサ装置の第三実施形態の構成を示す概略斜視図である。 図８のセンサ装置の長手方向に沿った断面図である。 図８のセンサ装置の平面図である。 本発明によるセンサ装置の第四実施形態の構成を示す概略平面図である。 図１１のセンサ装置の使用状態を示す概略断面図である。 本発明によるセンサ装置の第五実施形態の構成を示す概略斜視図である。 本発明によるセンサ装置の第六実施形態の構成を示す概略平面図である。 図１４のセンサ装置において、圧力センサを力センサあるいは触覚センサとして利用する例の部分拡大断面図である。 図１５の力センサあるいは触覚センサの変形例を示す部分拡大断面図である。

符号の説明

１０，２０，３０，４０，５０，６０ センサ装置
１１ カテーテル
１１ａ 貫通孔
１１ｂ 窓部
１２ 光ファイバー
１２ａ ハーフミラー層
１３ 圧力センサ
１３ａ ダイヤフラム
１３ｂ 反射層
１３ｃ スペーサ
１３ｄ メサ部
１４ 血管
１４ａ 血管の狭窄部
２１ バルーンカテーテル
２１ａ 窓部
２２ バルーン
２３ 大動脈壁
３１ ガイドワイヤ
３１ａ 貫通孔
３１ｂ 窓部
４１ 血管壁
４２ 血管の狭窄部
５１ 第二の圧力センサ
５２ 第二の光ファイバー
６１ 内視鏡のプローブ
６２ 光ファイバー
６３ カバー

Claims (15)

1. 細長い支持部材と、該支持部材内にて長手方向に沿って埋め込まれた光ファイバーと、 上記光ファイバーの先端面に対して内部空間を画成するように周囲が密着して取り付けられたダイヤフラム及びダイヤフラムの内面に備えられた反射層とから成る光ファイバ型の圧力センサと、
   を備えており、
   上記圧力センサのダイヤフラム外側面が、外部に露出していることを特徴とする、センサ装置。
2. 前記支持部材の圧力センサに対応する外側面に、前記圧力センサを側方に露出させる窓部が備えられていることを特徴とする、請求項１に記載のセンサ装置。
3. 前記圧力センサのダイヤフラム外側面が、支持部材の先端から外部に露出していることを特徴とする、請求項１に記載のセンサ装置。
4. 前記圧力センサの外部に露出したダイヤフラム外側面が、弾性材料により覆われていることを特徴とする、請求項３に記載のセンサ装置。
5. 前記支持部材が、細長い中空円筒状に形成されており、
   前記光ファイバー及び圧力センサが、前記支持部材の周壁部内に備えられていることを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載のセンサ装置。
6. 前記支持部材が、中空のカテーテルであることを特徴とする、請求項５に記載のセンサ装置。
7. 前記支持部材が、バルーンカテーテルであることを特徴とする、請求項５に記載のセンサ装置。
8. 前記支持部材が、ガイドワイヤであることを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載のセンサ装置。
9. 前記支持部材が、内視鏡であることを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載のセンサ装置。
10. 複数組の光ファイバー及び圧力センサを備えており、
    各圧力センサが、支持部材内にて長手方向の異なる位置に配置されていることを特徴とする、請求項１から９の何れかに記載のセンサ装置。
11. 前記支持部材内にて長手方向に沿って埋め込まれた光ファイバーと、この光ファイバーの先端面に取り付けられ、支持部材の側方に開口した窓部に臨んで配置された第一の圧力センサと、
    さらに、支持部材内にて長手方向に沿って埋め込まれた光ファイバーと、この光ファイバーの先端面に取り付けられ、支持部材の先端から露出する第二の圧力センサと、
    を備えていることを特徴とする、請求項１から２または５から１０の何れかに記載のセンサ装置。
12. 前記各圧力センサに関して、外部圧力によるダイヤフラムの変形により発生する反射層と光ファイバー先端面での反射光の位相のずれによる干渉光の特性に基づいて、圧力を検出することを特徴とする、請求項１から１１の何れかに記載のセンサ装置。
13. 前記各圧力センサに関して、外部圧力によるダイヤフラムの変形により発生する反射層と光ファイバー先端面での反射光の位相のずれによる干渉光の特性に基づいて、圧力変化による力を検出することを特徴とする、請求項１から１１の何れかに記載のセンサ装置。
14. 前記第一の圧力センサ及び第二の圧力センサに関して、外部圧力によるダイヤフラムの変形により発生する反射層と光ファイバー先端面での反射光の位相のずれによる干渉光の特性に基づいて、圧力の差により流速を検出することを特徴とする、請求項１１に記載のセンサ装置。
15. 前記圧力センサに関して、ダイヤフラム内側の内部空間の温度変化による圧力変化に基づいて、圧力変化を発生させる温度変化を検出することを特徴とする、請求項１から１４の何れかに記載のセンサ装置。