JP2016085158A - Measurement device, medical equipment and training simulator using the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は計測装置と、それを用いた医療機器および訓練用シミュレータに関し、特に、可撓性を有する線状体に作用する長手軸方向の力を計測する計測装置と、それを用いた医療機器および訓練用シミュレータに関する。より特定的には、この発明は、脳動脈瘤のコイル塞栓治療のためにデリバリワイヤの先端に取り付けられたコイルを動脈瘤に挿入するときにデリバリワイヤに作用する長手軸方向の圧縮力および引張力を計測する計測装置と、それを用いた医療機器および訓練用シミュレータに関する。 The present invention relates to a measuring device, a medical device using the same, and a simulator for training, and more particularly, a measuring device for measuring a longitudinal force acting on a flexible linear body, and a medical device using the measuring device. And a training simulator. More specifically, the present invention relates to a longitudinal compressive force and tension acting on the delivery wire when a coil attached to the tip of the delivery wire is inserted into the aneurysm for coil embolization treatment of a cerebral aneurysm. The present invention relates to a measuring device that measures force, a medical device using the measuring device, and a simulator for training.
従来より、体内挿入式の医療器具として、血管や尿管などの管に挿入するガイドワイヤやカテーテルなどの線状体が知られている。また、動脈瘤を塞栓するために、先端に塞栓用のコイルがついたデリバリワイヤが知られている。これらの細いワイヤ形状のものを人体の管に挿入し、人体外部から操作して目的部位まで誘導する。体内にある管は直線ではなく、屈曲や分岐をしており、外部からの誘導操作に熟練が必要である。特に操作の際にこれらのワイヤによって過度の荷重が人体の管に作用すると、管を損傷する恐れがある。そこで、ワイヤの先端にかかる力を検出する装置が開発されている。 Conventionally, a linear body such as a guide wire or a catheter inserted into a tube such as a blood vessel or a ureter has been known as a medical instrument that can be inserted into the body. In addition, in order to embolize an aneurysm, a delivery wire having a coil for embolization at its tip is known. These thin wire-shaped ones are inserted into a human body tube, and are guided from outside the human body to a target site. The tubes in the body are not straight but bent or branched, and skill is required for external guidance operations. In particular, when an excessive load is applied to a human body tube by these wires during operation, the tube may be damaged. Therefore, an apparatus for detecting a force applied to the tip of the wire has been developed.
特許文献１（特開平１０−２６３０８９号公報）には、ガイドワイヤの先端に圧力センサをつけた障害物感知機能付きカテーテルが開示されている。また、特許文献２（特開２００８−０６４５０８号公報）には、線状体の湾曲度合いに基づいて線状体の圧縮力を計測する装置が開示されている。また、特許文献３（再公表特許ＷＯ２０１１／０３３９８５号公報）には、線状体の圧縮力だけでなく、引張力も検出することができる計測装置が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 10-263089 discloses a catheter with an obstacle sensing function in which a pressure sensor is attached to the tip of a guide wire. Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-064508) discloses an apparatus that measures the compressive force of a linear body based on the degree of curvature of the linear body. Patent Document 3 (Republished Patent WO 2011/033985) discloses a measuring device that can detect not only the compressive force of a linear body but also the tensile force.
しかし、特許文献１では、ガイドワイヤの先端に圧力センサを設ける必要があるので、ガイドワイヤが極細である場合は実現が困難である。たとえば脳血管に挿入されるガイドワイヤの直径は０．３５ｍｍ程度であり、その先端部に小型の圧力センサを取り付けることは困難である。また、圧力センサの信号を人体の外部に取り出すための配線をガイドワイヤの中に通すのは、さらに困難である。
However, in
一方、特許文献２，３では、線状体の湾曲度合いに基づいて線状体に作用する力を検出するので、線状体が細い場合でも実現可能である。特許文献１，２の計測装置は、線状体を通す貫通孔が形成されたセンサ本体と、貫通孔に光を照射する発光部と、貫通孔を通過した光を受光する受光部とを備えている。
On the other hand, in
この計測装置を脳動脈瘤のコイル塞栓治療に用いる場合、安全性の面から接液部は使い捨てにすることが望ましい。この場合、センサ本体と発光部と受光部の全部を使い捨てにするとコスト高になるので、発光部および受光部をセンサ本体から分離して再使用することとし低コスト化を図ることが考えられる。 When this measuring apparatus is used for coil embolization treatment of a cerebral aneurysm, it is desirable to make the wetted part disposable from the viewpoint of safety. In this case, if the sensor body, the light emitting unit, and the light receiving unit are all disposable, the cost increases. Therefore, it is possible to reduce the cost by separating the light emitting unit and the light receiving unit from the sensor main body and reusing them.
しかし、発光部および受光部とセンサ本体とを分離可能とすると、治療時に毎回組み立て作業を行なうことが必要となり、組み立て作業が煩雑であると術者の負担が大きくなる。 However, if the light emitting unit and the light receiving unit can be separated from the sensor body, it is necessary to perform assembly work every time during treatment, and the burden on the operator increases if the assembly work is complicated.
それゆえに、この発明の主たる目的は、組み立て作業を容易に行なうことが可能な計測装置と、それを用いた医療機器および訓練用シミュレータを提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a measuring device that can easily perform an assembling operation, a medical device using the measuring device, and a training simulator.
この発明に係る計測装置は、可撓性を有する線状体に作用する長手軸方向の力を計測する計測装置であって、線状体を挿通するための貫通孔が形成されたセンサ本体を備えたものである。センサ本体は透光性材料を用いて板状に形成される。貫通孔は、センサ本体の一方端から他方端までセンサ本体の長さ方向に貫通し、線状体がセンサ本体の幅方向に円弧状に湾曲し、力に応じて線状体の湾曲度合いが変化することを許容するように拡張される。この計測装置は、さらに、センサ本体の表面側から裏面側に向けて光を出射する光源を内蔵する発光部と、光源から出射され、一部が線状体によって遮られ、センサ本体の裏面側に透過した光を検出し、線状体の湾曲度合いを検出するための光学式ラインセンサを内蔵する受光部とを備える。発光部および受光部は、それぞれセンサ本体の表面および裏面に当接されてセンサ本体を挟むように設けられる。この計測装置は、さらに、発光部および受光部の相対位置を固定する固定部材を備える。 A measuring device according to the present invention is a measuring device that measures a force in a longitudinal axis direction that acts on a flexible linear body, and includes a sensor main body in which a through-hole for inserting the linear body is formed. It is provided. The sensor body is formed in a plate shape using a light-transmitting material. The through hole penetrates in the length direction of the sensor body from one end to the other end of the sensor body, the linear body curves in an arc shape in the width direction of the sensor body, and the degree of curvature of the linear body depends on the force. Expanded to allow change. The measuring device further includes a light-emitting unit containing a light source that emits light from the front surface side to the back surface side of the sensor body, and the light source that is emitted from the light source and partially blocked by a linear body. And a light receiving unit incorporating an optical line sensor for detecting the degree of bending of the linear body. The light emitting unit and the light receiving unit are provided so as to be in contact with the front and back surfaces of the sensor body and sandwich the sensor body, respectively. The measuring device further includes a fixing member that fixes the relative positions of the light emitting unit and the light receiving unit.
この発明に係る計測装置では、発光部および受光部はそれぞれセンサ本体の表面および裏面に当接されてセンサ本体を挟むように設けられ、固定部材によって発光部および受光部の相対位置を固定する。したがって、センサ本体と発光部と受光部の組み立て作業を容易に行なうことができる。 In the measuring apparatus according to the present invention, the light emitting unit and the light receiving unit are provided so as to be in contact with the front and back surfaces of the sensor body and sandwich the sensor body, respectively, and the relative positions of the light emitting unit and the light receiving unit are fixed by a fixing member. Therefore, it is possible to easily assemble the sensor body, the light emitting unit, and the light receiving unit.
[実施の形態１]
図１は、この発明の実施の形態１による計測装置に含まれるセンサ本体１の構成を示す図である。図１において、センサ本体１は透光性材料を用いて板状に形成されており、上方から見ると中央で所定の角度で曲げられている。センサ本体１の一方端面および他方端面にはそれぞれ入力ポート２および出力ポート３が形成され、ポート２，３間には線状体４を挿通させる貫通孔５が形成されている。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a sensor
線状体４は可撓性を有し、たとえば、脳動脈瘤のコイル塞栓治療において使用されるデリバリワイヤである。人体の管にカテーテルが挿入され、カテーテル内にデリバリワイヤが挿入される。デリバリワイヤの先端には、コイルを収めた鞘が設けられている。計測装置は、デリバリワイヤに作用する長手軸方向の圧縮力および引張力を計測する。この計測装置の詳細は、上記特許文献２，３に記載されている。
The
貫通孔５の中央部は、センサ本体１の幅方向に山型に拡張され、線状体４がセンサ本体１の内部においてセンサ本体１の幅方向に円弧状に湾曲し、線状体４に作用する圧縮力および引張力に応じて湾曲度合いが変化することを許容する形状になっている。
A central portion of the
すなわち、貫通孔５の両端部には、線状体４の長手軸方向以外への移動を規制するための拘束部６，７が設けられている。拘束部６，７間には、線状体４が円弧状に湾曲するように形成され、円弧状に湾曲している線状体４の内周方向および外周方向に拡張された検出部８が設けられている。
That is, at both ends of the through-
線状体４の長手軸方向に圧縮力が作用すると、その圧縮力の強さに応じて線状体４の湾曲度合いが大きくなる。逆に、線状体４の長手軸方向に引張力が作用すると、その引張力の強さに応じて線状体４の湾曲度合いが小さくなる。したがって、線状体４の湾曲度合いを検出すれば、検出した湾曲度合いから線状体４に作用する圧縮力および引張力を求めることができる。
When a compressive force acts in the longitudinal axis direction of the
図２は、計測装置に含まれる発光部１０と受光部２０を示す図である。発光部１０および受光部２０は、それぞれセンサ本体１の表面および裏面に当接され、センサ本体１の中央部（すなわち検出部８）を上下から挟むように設けられる。発光部１０は、センサ本体１の表面側から裏面側に向かって光を出射する光源１１を含む。光源１１は、たとえば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を含む。光源１１から出射され、一部が線状体４によって遮られた光は、受光部２０に入射する。
FIG. 2 is a diagram illustrating the
受光部２０は、レンズ２１および光学式ラインセンサ２２を含む。レンズ２１は、光源１１から出射されてセンサ本体１を通過した光を受け、帯状の光スポットを光学式ラインセンサ２２の表面に形成する。光学式ラインセンサ２２は、円弧状に湾曲する線状体４の径方向（すなわちセンサ本体１の幅方向）に配列された複数の光センサを含む。各光センサは、入射光強度に応じたレベルの信号を出力する。
The
線状体４によって遮られた光を受けた光センサの出力信号のレベルは、線状体４によって遮られていない光を受けた光センサの出力信号のレベルよりも小さくなる。したがって、光学式ラインセンサ２２の出力信号から検出部８における線状体４の位置を検出することができる。
The level of the output signal of the photosensor that has received the light blocked by the
計測装置に含まれる変換回路(図示せず)は、光学式ラインセンサ２２の出力信号に基づいて検出部８における線状体４の位置を検出し、その検出結果から線状体４の湾曲度合いを求め、さらに、その湾曲度合いから線状体４に作用する長手方向の力（圧縮力または引張力）求め、求めた力の大きさを示す信号を出力する。
A conversion circuit (not shown) included in the measuring device detects the position of the
図３は、計測装置の要部の外観を示す一部破断した斜視図である。図４（ａ）は発光部１０を下方から見た図であり、図４（ｂ）は受光部２０を上方から見た図である。図３および図４（ａ）（ｂ）において、計測装置は、さらに、直動案内部材３０および固定部材４０を備える。直動案内部材３０は、発光部１０および受光部２０のうちの一方を他方に対してセンサ本体１の厚さ方向にのみ相対移動させる。
FIG. 3 is a partially broken perspective view showing the appearance of the main part of the measuring device. 4A is a view of the
直動案内部材３０は、発光部１０の四隅にそれぞれ設けられた４本の脚部３１〜３４を含むレール部と、受光部２０の両側にそれぞれ設けられた２つの突起部３５，３６を含むスライド部とを備える。
The
発光部１０には、センサ本体１の表面に当接される合わせ面１０ａが形成されている。脚部３１〜３４の各々は、四角柱状に形成され、合わせ面１０ａに垂直に設けられている。脚部３１，３２の間隔は突起部３５の幅よりも若干大きく設定され、脚部３３，３４の間隔は突起部３６の幅よりも若干大きく設定されている。また、脚部３１，３３の間隔はセンサ本体１の中央部の幅よりも若干大きく設定され、脚部３２，３４の間隔はセンサ本体１の中央部の幅よりも若干大きく設定されている。
The
受光部２０には、センサ本体１の裏面に当接される合わせ面２０ａが形成されている。突起部３５，３６の各々は、四角柱状に形成され、合わせ面２０ａに垂直に設けられている。突起部３６の内側には、センサ本体１の中央部を挿入するためのＶ字型の凹部３６ａが形成されている。突起部３５，３６の間隔は、センサ本体１の中央部の幅と略等しい。
The
受光部２０の合わせ面２０ａにセンサ本体１の裏面を合わすようにして、突起部３５，３６の間にセンサ本体１を挿入する。また、センサ本体１の表面に発光部１０の合わせ面１０ａを合わすようにして、脚部３１，３２を突起部３５の両側に嵌め込むとともに、脚部３３，３４を突起部３６の両側に嵌め込む。これにより、発光部１０および受光部２０は、センサ本体１の厚さ方向にのみ移動可能となる。
The
発光部１０、受光部２０、および直動案内部材３０を組み立てると、直方体状のブロックＢ１が形成される。センサ本体１はブロックＢ１を貫通しており、ブロックＢ１の位置を固定するとセンサ本体１は長さ方向および幅方向のいずれの方向にも移動不可能となる。ただし、固定部材４０がない場合は、センサ本体１を厚さ方向に移動させることは可能である。センサ本体１を厚さ方向に移動させると、直動案内部材３０のスライド部（突起部３５，３６）がレール部（脚部３１〜３４）に沿って移動し、スライド部とレール部が外れて発光部１０と受光部２０が離間される。
When the
固定部材４０は、伸縮可能な環状のベルトを含み、直方体状のブロックＢ１の外周を締めるように設けられて、センサ本体１の厚さ方向における発光部１０および受光部２０の相対位置を固定する。固定部材４０をブロックＢ１の外周に巻き付けてブロックＢ１の位置を固定すると、センサ本体１は長さ方向、幅方向、および厚さ方向のいずれの方向にも移動不可能な状態で固定される。
The fixing
固定部材４０の少なくとも一部は弾性体で形成されている。弾性体としてゴムのような弾性限界の大きな高弾性体を使用することにより、固定部材４０の寸法公差を大きくすることができる。固定部材４０は、たとえば、所定幅のゴム輪である。
At least a part of the fixing
また、固定部材４０の長さをブロックＢ１の外周よりも少し短くすることにより、固定部材４０に含まれる弾性体の復元力によって発光部１０および受光部２０の各々をセンサ本体１に押し付けることができる。このため、発光部１０および受光部２０の各々とセンサ本体１との密着性が上がり、発光部１０および受光部２０の各々とセンサ本体１との間に異物が入ることを防止することができる。
Further, by making the length of the fixing
計測装置を脳動脈瘤のコイル塞栓治療に使用した後は、固定部材４０をブロックＢ１から外し、ブロックＢ１をセンサ本体１から外し、センサ本体１を廃棄する。固定部材４０およびブロックＢ１を洗浄し、乾燥させ、減菌処理した後、新品のセンサ本体１に取り付けて次回の治療に備える。
After the measuring device is used for coil embolization treatment of cerebral aneurysm, the fixing
この実施の形態１では、直動案内部材３０によって発光部１０および受光部２０をセンサ本体１の厚さ方向にのみ移動可能に設け、発光部１０および受光部２０をそれぞれセンサ本体１の表面および裏面に当接させてセンサ本体１を挟むように配置し、固定部材４０によって発光部１０および受光部２０の相対位置を固定する。したがって、センサ本体１と発光部１０と受光部２０の組み立ておよび分解作業をドライバなどの工具を使用することなく容易に行なうことができる。また、使用中にセンサ本体１から発光部１０および受光部２０が外れることもない。
In the first embodiment, the
[実施の形態２]
図５は、この発明の実施の形態２による計測装置の要部の外観を示す一部破断した斜視図であって、図３と対比される図である。図５を参照して、この計測装置が図３の計測装置と異なる点は、環状の固定部材４０がＵ字型（あるいはコの字型）の固定部材４５と置換されている点である。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a partially broken perspective view showing the external appearance of the main part of the measuring apparatus according to
固定部材４５は、２本の直線部４６，４７を含む。直線部４６，４７の一方端は互いに結合されており、直線部４６，４７の先端には互いに対向する突起部４６ａ，４７ａが設けられている。直線部４６，４７の長さは、それぞれ直方体状のブロックＢ１の上面および下面の幅と略同じである。
The fixing
計測装置を組み立てる場合は、センサ本体１にブロックＢ１を取り付けた後、直線部４６，４７をセンサ本体１の幅方向に向け、ブロックＢ１の上面と下面を直線部４６，４７で挟み、直線部４６，４７の先端の突起部４６ａ，４７ａをブロックＢ１の角に引っ掛ける。これにより、ブロックＢ１をセンサ本体１に固定することができる。
When assembling the measuring device, after the block B1 is attached to the
計測装置を分解する場合は、直線部４６，４７の先端の突起部４６ａ，４７ａをブロックＢ１の角から外し、固定部材４５をブロックＢ１から外せば、発光部１０と受光部２０をセンサ本体１から外すことができる。
When disassembling the measuring device, the
この実施の形態２では、Ｕ字型の固定部材４５を使用するので、センサ本体１の幅方向に固定部材４５を着脱することができる。したがって、センサ本体１の長さ方向に着脱する必要がある実施の形態１よりも、計測装置の組み立ておよび分解を容易に行なうことができる。
In the second embodiment, since the U-shaped fixing
[実施の形態３]
図６は、この発明の実施の形態３による計測装置の要部の外観を示す一部破断した斜視図であって、図３と対比される図である。図６を参照して、この計測装置が図３の計測装置と異なる点は、固定部材４０が固定部材５０と置換されている点である。
[Embodiment 3]
FIG. 6 is a partially broken perspective view showing the external appearance of the main part of the measuring apparatus according to
固定部材５０は、ベルト部５１と、ベルト部５１の一方端を他方端に脱着可能に接続する留め具５２とを含む。留め具５２は、ベルト部５１の一方端に固定されたフックと、ベルト部５１の他方端に固定されたリングとを含む。
The fixing
計測装置を組み立てる場合は、センサ本体１にブロックＢ１を取り付けた後、ベルト部５１をブロックＢ１の外周に巻き付け、フックをリングに引っ掛けてベルト部５１の一方端を他方端に接続する。これにより、ブロックＢ１をセンサ本体１に固定することができる。計測装置を分解する場合は、留め具５２のフックをリングから外して固定部材４５をブロックＢ１から外せば、発光部１０と受光部２０をセンサ本体１から外すことができる。
When assembling the measuring device, after attaching the block B1 to the
この実施の形態３でも、計測装置の組み立ておよび分解を容易に行なうことができる。
[実施の形態４]
図７は、この発明の実施の形態４による計測装置の要部の外観を示す一部破断した斜視図であって、図３と対比される図である。図７を参照して、この計測装置が図３の計測装置と異なる点は、固定部材４０が固定部材５５と置換されている点である。
Also in the third embodiment, the measuring device can be easily assembled and disassembled.
[Embodiment 4]
FIG. 7 is a partially broken perspective view showing the external appearance of the main part of the measuring apparatus according to
固定部材５５は、ブロックＢ１の外周よりも長いベルト部５６と、ベルト部５６の一方端部の表面と他方端部の裏面とに設けられた面ファスナー５７とを含む。ベルト部５６の少なくとも一部（たとえば長さ方向の中央部）はゴムのような弾性体で形成されている。
The fixing
計測装置を組み立てる場合は、センサ本体１にブロックＢ１を取り付けた後、ベルト部５６をブロックＢ１の外周に巻き付け、ベルト部５６の両端を所望の力で引っ張りながらベルト部５６の一方端部の表面に他方端部を押し付けて面ファスナー５７を結合させる。これにより、ブロックＢ１をセンサ本体１に固定することができる。計測装置を分解する場合は、面ファスナー５７を外し、固定部材５５をブロックＢ１から外せば、発光部１０と受光部２０をセンサ本体１から外すことができる。
When assembling the measuring device, after attaching the block B1 to the
この実施の形態４でも、計測装置の組み立ておよび分解を容易に行なうことができる。また、組み立て時にベルト部５６を伸ばす力を調整することにより、固定部材５５の締め付け具合を容易に調整することができる。
Also in the fourth embodiment, the measuring device can be easily assembled and disassembled. Further, by adjusting the force for extending the
[実施の形態５]
図８は、この発明の実施の形態５による計測装置の要部の外観を示す一部破断した斜視図であって、図３と対比される図である。図８を参照して、この計測装置が図３の計測装置と異なる点は、固定部材４０が固定部材６０と置換されている点である。
[Embodiment 5]
FIG. 8 is a partially broken perspective view showing the external appearance of the main part of the measuring apparatus according to
固定部材６０は、洗濯バサミのような形状を有し、金具６１，６２と弾性体６３を含む。金具６１の先端部はＬ字型に形成され、その中央部は円弧状に形成され、その基端部はＩ字型に形成されている。金具６１のＬ字型の部分の長辺部の長さはブロックＢ１の上面の幅よりも若干長く、金具６１のＬ字型の部分の短辺部の長さはブロックＢ１の側面の高さの１／２よりも若干短い。金具６１と６２は同形状である。
The fixing
金具６１，６２は、Ｌ字型の先端部を内側に向け、互いに面対称に配置されている。金具６１，６２は、保持具(図示せず)により、円弧状の中央部の頂点を中心として揺動可能に保持されている。弾性体６３は、たとえばコイルスプリングであり、金具６１，６２を貫通し、金具６１，６２の中央部の間にＣ字型に取り付けられ、金具６１，６２の先端同士を接触させる方向の力を金具６１，６２に与える。
The
計測装置を組み立てる場合は、センサ本体１にブロックＢ１を取り付けた後、金具６１，６２の基端部同士を近付ける方向の力を金具６１，６２の基端部に加えて先端部同士を離間させ、先端部間にブロックＢ１を配置する。金具６１，６２の基端部間の力を抜くと、弾性体６３によって金具６１，６２の先端部間を閉じさせる方向の力が与えられ、先端部間にブロックＢ１が固定される。
When assembling the measuring device, after attaching the block B1 to the
計測装置を分解する場合は、金具６１，６２の基端部同士を近付ける方向の力を金具６１，６２の基端部に加えて先端部同士を離間させ、固定部材６０をブロックＢ１から外せば、発光部１０と受光部２０をセンサ本体１から外すことができる。
When disassembling the measuring device, a force in a direction in which the base ends of the
この実施の形態５でも、計測装置の組み立ておよび分解を容易に行なうことができる。
[実施の形態６]
図９(ａ）（ｂ）は、この発明の実施の形態６による計測装置の要部を示す図である。図９(ａ）は、センサ本体１の側面側から見た図であり、右側の半分は断面図である。図９（ｂ）は、センサ本体１の長さ方向と直交する平面で計測装置を切断した断面図である。
Also in the fifth embodiment, the measuring device can be easily assembled and disassembled.
[Embodiment 6]
FIGS. 9 (a) and 9 (b) are diagrams showing a main part of a measuring apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. FIG. 9A is a view from the side of the
図９（ａ）（ｂ）において、この計測装置は、センサ本体１、発光部１０Ａ、受光部２０Ａ、および固定部材６５を備える。受光部２０Ａは、センサ本体１よりも幅広の直方体状に形成されている。受光部２０Ａの表面の中央部には、センサ本体１の中央部を嵌め込むための凹部６６が形成されている。凹部６６の寸法は、センサ本体１の中央部の寸法と略同じである。発光部１０Ａは、直方体状に形成され、受光部２０Ａと同じ幅および長さを有する。受光部２０Ａの表面上に発光部１０Ａを配置すると、発光部１０Ａおよび受光部２０Ａによって直方体状のブロックＢ２が形成される。
9A and 9B, this measuring device includes a
ブロックＢ２の外周には、固定部材６５を嵌め込むための環状の溝６７が形成されている。固定部材６５は、固定部材４０と同様に、伸縮可能な環状のベルトを含み、少なくとも一部は弾性体で形成されている。溝６７の幅は固定部材６５の幅と略同じであり、溝６７の深さは固定部材６５の厚さと同じか若干大きい。発光部１０Ａと受光部２０Ａに互いに押し付け合う力が加わるように固定部材６５の長さを調節すれば、発光部１０Ａと受光部２０Ａの合わせ面に対して平行な方向への発光部１０Ａと受光部２０Ａの相対位置を固定することができる。
An
計測装置を組み立てる場合は、センサ本体１にブロックＢ２を取り付けた後、ブロックＢ２の外周の溝６７に固定部材６５を嵌め込めば、固定部材６５の復元力によってブロックＢ２がセンサ本体１に固定される。計測装置を分解する場合は、固定部材６５をブロックＢ２から外せば、発光部１０Ａと受光部２０Ａをセンサ本体１から外すことができる。
When assembling the measuring device, after the block B2 is attached to the
この実施の形態６でも、計測装置の組み立ておよび分解を容易に行なうことができる。
図１０は、実施の形態１から実施の形態６までの変更例を示す断面図であって、たとえば図９（ｂ）と対比される図である。図１０において、この変更例では、凹部６６の幅がセンサ本体１の幅よりも大きく設定されており、凹部６６の一方端部に板バネ６８が設けられる。板バネ６８の基端部は凹部６６の一方端部の底に固定されており、板バネ６８の先端部はセンサ本体１の一方側の側面に当接される。センサ本体１の一方側の側面は、線状体４が湾曲する方向と逆の方向の側面である。線状体４に圧縮力が加えられると、線状体４はセンサ本体１の他方側の側面の方に移動し、線状体４に引張力が加えられると、線状体４はセンサ本体１の一方側の側面の方に移動する。センサ本体１は、板バネ６８により、幅方向に付勢されて凹部６６の他方端部に押圧される。この変更例では、凹部６６の寸法公差を大きくしても、センサ本体１のガタつきを抑えることができる。
Also in the sixth embodiment, the measuring device can be easily assembled and disassembled.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a modified example from the first embodiment to the sixth embodiment, and is a figure contrasted with, for example, FIG. 9B. In FIG. 10, in this modified example, the width of the
[実施の形態７]
図１１は、この発明の実施の形態７による計測装置の要部を示す断面図であって、図９（ｂ）と対比される図である。図１１において、この計測装置は、センサ本体１、発光部１０Ｂ、受光部２０Ｂ、および固定部材７０を備える。受光部２０Ｂは、センサ本体１よりも幅広の直方体状に形成されている。受光部２０Ｂの表面の一方端部には、センサ本体１の中央部を嵌め込むための凹部７１が形成されている。凹部７１の寸法は、センサ本体１の中央部の寸法と略同じである。
[Embodiment 7]
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the main part of a measuring apparatus according to Embodiment 7 of the present invention, and is a view compared with FIG. 9 (b). In FIG. 11, the measuring device includes a
発光部１０Ｂは、断面Ｌ字型に形成されており、センサ本体１の表面および受光部２０Ｂの表面に当接される合わせ面Ｆ１と、センサ本体１の一方側の側面および受光部２０Ｂの側面に当接される合わせ面Ｆ２とを有する。受光部２０Ｂの凹部７１は、センサ本体１の裏面に当接される合わせ面Ｆ３と、センサ本体１の他方側の側面に当接される合わせ面Ｆ４とを有する。発光部１０Ｂおよび受光部２０Ｂは、合わせ面Ｆ１，Ｆ３でセンサ本体１を挟むとともに合わせ面Ｆ２，Ｆ４でセンサ本体１を挟むように設けられる。受光部２０Ｂと発光部１０Ｂを組み立てると直方体状のブロックＢ３が形成される。
The
ブロックＢ３の外周には、固定部材７０を嵌め込むための環状の溝７２が形成されている。固定部材７０は、固定部材４０と同様に、伸縮可能な環状のベルトを含み、少なくとも一部が弾性体で形成されている。溝７２の幅は固定部材７０の幅と略同じであり、溝７２の深さは固定部材７０の厚さと同じか若干大きい。発光部１０Ｂと受光部２０Ｂが互いに押し付け合う力が加わるように固定部材７０の長さを調節すれば、発光部１０Ｂと受光部２０Ｂの相対位置を固定することができる。
An
計測装置を組み立てる場合は、センサ本体１にブロックＢ３を取り付けた後、ブロックＢ３の外周の溝７２に固定部材７０を嵌め込めば、固定部材７０の復元力によってブロックＢ３がセンサ本体１に固定される。計測装置を分解する場合は、固定部材７０をブロックＢ３から外せば、発光部１０Ｂと受光部２０Ｂをセンサ本体１から外すことができる。
When assembling the measuring device, after the block B3 is attached to the
この実施の形態７でも、計測装置の組み立ておよび分解を容易に行なうことができる。また、凹部７１の寸法公差を大きくしても、センサ本体１のガタつきを抑えることができる。
Also in the seventh embodiment, the measuring device can be easily assembled and disassembled. Further, even if the dimensional tolerance of the
[実施の形態８]
図１２は、この発明の実施の形態８による医療機器の構成を示す図である。図１２において、この医療機器は、脳動脈瘤のコイル塞栓治療に用いられる装置であって、計測装置８０、表示器８１、カテーテル８２、およびデリバリワイヤ８３を含む。計測装置８０は、たとえば実施の形態１で示した計測装置であり、センサ本体１、ブロックＢ１、および固定部材４０を組み立てたものである。デリバリワイヤ８３は、可撓性を有する線状体４である。
[Embodiment 8]
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a medical device according to
筒状のカテーテル８２は、予めガイドワイヤ(図示せず)を用いて人体８４の血管内に挿入され、その先端は脳動脈瘤内に配置されている。カテーテル８２の基端はセンサ本体１の出力ポート３に接続されている。ガイドワイヤは、カテーテル８２から抜き取られている。デリバリワイヤ８３は、入力ポート２からセンサ本体１およびカテーテル８２に挿入される。デリバリワイヤ８３の先端には、脳動脈瘤に詰め込むためのコイルが設けられている。
The
デリバリワイヤ８３の湾曲度合いは発光部１０および受光部２０（ブロックＢ１）によって検出され、その検出結果に基づいてデリバリワイヤ８３に作用する長手軸方向の圧縮力および引張力が求められ、その値が表示器８１に表示される。術者８５は、表示器８１に表示された圧縮力および引張力を見ながらデリバリワイヤ８３をカテーテル８２内に進行させたり退避させて、治療用のコイルを動脈瘤内に詰め込む。
The degree of curvature of the
手術の終了後は、計測装置８０が分解され、使用済みのセンサ本体１は廃棄され、ブロックＢ１と固定部材４０は洗浄、乾燥、減菌されて再利用される。新品のセンサ本体１とブロックＢ１と固定部材４０が組み立てられて計測装置８０が形成され、次回の手術で使用される。
After the operation is finished, the measuring
この実施の形態８でも、計測装置８０の組み立ておよび分解を容易に行なうことができる。
Also in the eighth embodiment, the measuring
なお、従来では、手術室内で工具を用いて発光部１０と受光部２０をセンサ本体１にネジで締結し、計測装置を組み立てる必要があった。手術室内で組み立て作業を行なうのは普段工具に不慣れな医師であるため、ネジを落としてしまったり、組み立て作業に時間がかかるという問題があった。しかし、本発明によれば、手術室内でも医師である術者８５が工具を使用することなく計測装置８０を容易に組み立てることができる。
Conventionally, it has been necessary to assemble the measuring device by fastening the
[実施の形態９]
図１３は、この発明の実施の形態９による訓練用シミュレータの構成を示す図である。図１３において、この訓練用シミュレータは、脳動脈瘤のコイル塞栓治療を行なう医師を訓練するために用いられる装置であって、計測装置８０、表示器８１、カテーテル８２、デリバリワイヤ８３、シミュレータ本体９０、およびモニタ装置９１を備える。計測装置８０は、たとえば実施の形態１で示した計測装置であり、センサ本体１、ブロックＢ１、および固定部材４０を組み立てたものである。
[Embodiment 9]
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a training simulator according to the ninth embodiment of the present invention. In FIG. 13, this training simulator is a device used for training a doctor who performs coil embolization treatment for a cerebral aneurysm. And a
筒状のカテーテル８２は、シミュレータ本体９０内に挿入されている。シミュレータ本体９０は、カテーテル８２が挿入された血管や脳動脈瘤の透視画像と同等の模擬透視画像をモニタ装置９１の画面に表示する。また、シミュレータ本体９０は、挿入されたデリバリワイヤ８３に対して、挿入抵抗および引抜抵抗を変化させる。デリバリワイヤ８３を把持する操作者が、デリバリワイヤ８３に長手軸方向に力を加えるとき、挿入抵抗または引抜抵抗があると、デリバリワイヤ８３には長手軸方向に圧縮力または引張力が作用する。
The
カテーテル８２の先端は、シミュレータ本体９０内に形成された模擬脳動脈瘤内に配置されている。カテーテル８２の基端はセンサ本体１の出力ポート３に接続されている。線状体４であるデリバリワイヤ８３は、入力ポート２からセンサ本体１およびカテーテル８２に挿入される。デリバリワイヤ８３の先端には、模擬脳動脈瘤に詰め込むためのコイルが設けられている。
The distal end of the
デリバリワイヤ８３の湾曲度合いは発光部１０および受光部２０（ブロックＢ１）によって検出され、その検出結果に基づいてデリバリワイヤ８３に作用する長手軸方向の圧縮力および引張力が求められ、その値が表示器８１に表示される。操作者９２は、モニタ装置９１の画面に表示された模擬透視画像と、表示器８１に表示された圧縮力および引張力を見ながらデリバリワイヤ８３をカテーテル８２内に進行させたり退避させて、治療用のコイルを模擬動脈瘤内に詰め込む。
The degree of curvature of the
これにより、熟練操作者の手技を定量化し、経験の少ない操作者９２へ定量的な手技の伝授をすることができる。したがって、経験の少ない操作者９２の手技を早期に向上させることができる。
As a result, the skill of the skilled operator can be quantified, and a quantitative technique can be transmitted to the
訓練の終了後は、計測装置８０が分解され、ブロックＢ１と固定部材４０は洗浄、乾燥、減菌された後、センサ本体１とブロックＢ１と固定部材４０が組み立てられて計測装置８０が形成され、次回の訓練で使用される。
After the training, the measuring
この実施の形態８でも、計測装置８０の組み立ておよび分解を容易に行なうことができる。
Also in the eighth embodiment, the measuring
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１ センサ本体、２ 入力ポート、３ 出力ポート、４ 線状体、５ 貫通孔、６，７ 拘束部、８ 検出部、１０，１０Ａ，１０Ｂ 発光部、１０ａ，２０ａ，Ｆ１〜Ｆ４ 合わせ面、１１ 光源、２０，２０Ａ，２０Ｂ 受光部、２１ レンズ、２２ 光学式ラインセンサ、３０ 直動案内部材、３１〜３４ 脚部、３５，３６，４６ａ，４７ａ 突起部、３６ａ，６６，７１ 凹部、Ｂ１〜Ｂ３ ブロック、４０，４５，５０，５５，６０，６５，７０ 固定部材、４６，４７ 直線部、５１，５６ ベルト部、５２ 留め具、５７ 面ファスナー、６１，６２ 金具、６３ 弾性体、６７ 溝、６８ 板バネ、８０ 計測装置、８１ 表示器、８２ カテーテル、８３ デリバリワイヤ、８４ 人体、８５ 術者、９０ シミュレータ本体、９１ モニタ装置、９２ 操作者。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記線状体を挿通するための貫通孔が形成されたセンサ本体を備え、
前記センサ本体は透光性材料を用いて板状に形成され、
前記貫通孔は、前記センサ本体の一方端から他方端まで前記センサ本体の長さ方向に貫通し、前記線状体が前記センサ本体の幅方向に円弧状に湾曲し、前記力に応じて前記線状体の湾曲度合いが変化することを許容するように拡張され、
さらに、前記センサ本体の表面側から裏面側に向けて光を出射する光源を内蔵する発光部と、
前記光源から出射され、一部が前記線状体によって遮られ、前記センサ本体の裏面側に透過した光を検出し、前記線状体の湾曲度合いを検出するための光学式ラインセンサを内蔵する受光部とを備え、
前記発光部および前記受光部は、それぞれ前記センサ本体の表面および裏面に当接されて前記センサ本体を挟むように設けられ、
さらに、前記発光部および前記受光部の相対位置を固定する固定部材を備える、計測装置。 A measuring device for measuring a longitudinal force acting on a linear body having flexibility,
Comprising a sensor body in which a through hole for inserting the linear body is formed;
The sensor body is formed in a plate shape using a translucent material,
The through-hole penetrates in the length direction of the sensor body from one end to the other end of the sensor body, the linear body is curved in an arc shape in the width direction of the sensor body, and according to the force Extended to allow the degree of curvature of the linear body to change,
Furthermore, a light emitting unit containing a light source that emits light from the front surface side to the back surface side of the sensor body,
Built-in optical line sensor for detecting light emitted from the light source, partially blocked by the linear body, and transmitted to the back side of the sensor body, and detecting the degree of curvature of the linear body A light receiving unit,
The light emitting unit and the light receiving unit are provided so as to be in contact with the front surface and the back surface of the sensor body and sandwich the sensor body, respectively.
Furthermore, a measuring device provided with the fixing member which fixes the relative position of the said light emission part and the said light reception part.
前記発光部および前記受光部の外周に巻かれるベルト部と、
前記ベルト部の一方端を他方端に着脱可能に接続する留め具とを含む、請求項４に記載の計測装置。 The fixing member is
A belt portion wound around the light emitting portion and the light receiving portion;
The measuring device according to claim 4, further comprising: a fastener that detachably connects one end of the belt portion to the other end.
前記発光部および前記受光部の外周に巻き回されるベルト部と、
前記ベルト部の一方端の裏面を前記ベルトの表面に着脱可能に固定する面ファスナーとを含む、請求項４に記載の計測装置。 The fixing member is
A belt portion wound around an outer periphery of the light emitting portion and the light receiving portion;
The measuring device according to claim 4, further comprising a hook-and-loop fastener that detachably fixes the back surface of one end of the belt portion to the surface of the belt.
さらに、前記凹部内に設けられ、前記センサ本体の側面を押圧して前記センサ本体を前記凹部内に固定する弾性体を備える、請求項９に記載の計測装置。 The width of the recess is larger than the width of the sensor body,
The measuring device according to claim 9, further comprising an elastic body provided in the recess and pressing a side surface of the sensor body to fix the sensor body in the recess.
前記受光部には、前記センサ本体の裏面に当接される第３の合わせ面と、前記センサ本体の他方側の側面に当接される第４の合わせ面とが形成され、
前記発光部および前記受光部は、前記第１および第３の合わせ面で前記センサ本体を挟むとともに前記第２および第４の合わせ面で前記センサ本体を挟むように設けられている、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の計測装置。 The light emitting part is formed with a first mating surface that abuts on the surface of the sensor body and a second mating surface that abuts on one side surface of the sensor body,
The light receiving portion is formed with a third mating surface that is in contact with the back surface of the sensor body and a fourth mating surface that is in contact with the other side surface of the sensor body.
The light emitting unit and the light receiving unit are provided so as to sandwich the sensor body between the first and third mating surfaces and sandwich the sensor body between the second and fourth mating surfaces. The measuring device according to any one of claims 1 to 7.
Priority Applications (1)
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| JP2014219257A JP2016085158A (en) | 2014-10-28 | 2014-10-28 | Measurement device, medical equipment and training simulator using the same |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110736579A (en) * | 2019-11-21 | 2020-01-31 | 东华大学 | compression force tester under tight exercise protection |
| CN113567161A (en) * | 2021-07-06 | 2021-10-29 | 农业农村部南京农业机械化研究所 | Low-loss conveying test platform for nodulizing vegetables |
-
2014
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Cited By (3)
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