(57)【要約】【課題】執刀医が直接指で触れることなく、病変の位置を精度よく特定することが可能なセンサプローブ、及びセンサシステムを提供することである。【解決手段】本発明の一態様にかかるセンサプローブ１は、プローブ本体１０と、プローブ本体１０の先端側に設けられたシート状の感圧センサ１１と、感圧センサ１１の表面に設けられた圧子１２と、を備える。圧子１２は、検査対象部位に接触しながらスライドする接触部１３と、感圧センサ１１側の面に設けられ、感圧センサ１１側に向かって突出している複数の突出部１４と、を備える。圧子１２は、検査対象部位から接触部１３に伝わった力に応じて変位可能に構成されており、検査対象部位から接触部１３に伝わった力は、突出部１４のうちの少なくとも一つを介して感圧センサ１１に伝達される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端側から先端側へと伸びるプローブ本体と、
前記プローブ本体の前記先端側に設けられたシート状の感圧センサと、
前記感圧センサの表面に設けられた圧子と、を備え、
前記圧子は、
検査対象部位に接触しながらスライドする接触部と、
前記感圧センサ側の面に設けられ、前記感圧センサ側に向かって突出している複数の突出部と、を備え、
前記圧子は、前記検査対象部位から前記接触部に伝わった力に応じて変位可能に構成されており、
前記検査対象部位から前記接触部に伝わった力は、前記突出部のうちの少なくとも一つを介して前記感圧センサに伝達される、
センサプローブ。
【請求項２】
前記圧子の前記接触部は略半球形状であり、
前記複数の突出部の各々は、前記圧子の前記感圧センサ側の面と垂直な軸を中心とする円の円周上に配置されている、
請求項１に記載のセンサプローブ。
【請求項３】
前記突出部は、前記円周上の位置のうち、最も前記先端側の位置および最も前記基端側の位置の少なくとも一つの位置に配置されている、請求項２に記載のセンサプローブ。
【請求項４】
前記圧子の前記感圧センサ側の面には、前記軸を中心とする円の内側に接続部材が設けられており、前記圧子は前記感圧センサの表面に前記接続部材を用いて取り付けられている、請求項２または３に記載のセンサプローブ。
【請求項５】
各々半径が異なる略半球形状の接触部を有する圧子を前記検査対象部位に応じて交換可能に構成されている、請求項２〜４のいずれか一項に記載のセンサプローブ。
【請求項６】
前記圧子は、前記感圧センサに着脱可能に構成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のセンサプローブ。
【請求項７】
前記プローブ本体の前記先端側には前記感圧センサおよび前記圧子を覆うように防水カバーが設けられている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のセンサプローブ。
【請求項８】
前記プローブ本体の前記先端側の第１の面と、当該第１の面と反対側の第２の面に、前記感圧センサと前記圧子とで構成される感圧部がそれぞれ設けられており、
前記第１の面側に設けられている圧子の接触部の大きさと前記第２の面側に設けられている圧子の接触部の大きさとが異なる、
請求項１〜７のいずれか一項に記載のセンサプローブ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のセンサプローブと、
前記感圧センサで測定された圧力に関する情報を表示する測定情報表示部と、を備える、
センサシステム。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のセンサプローブと、
前記感圧センサで測定された圧力に応じた音を出力する発音部と、を備え、
前記発音部は、前記感圧センサで測定された圧力に応じて前記音の周波数を変化させるように構成されている、
センサシステム。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のセンサプローブと、
スコープカメラで取得した映像を表示する表示部と、
前記感圧センサで測定された圧力に関する情報を前記表示部に表示するためのインターフェースと、を備える、
センサシステム。
【請求項１２】
検査対象部位に照射光を照射し、前記検査対象部位で反射された検出光を用いて前記検査対象部位に存在する病変を検出するセンサプローブであって、
基端側から先端側へと伸びるプローブ本体と、
前記プローブ本体の先端側に設けられたヘッド部と、
前記ヘッド部に設けられ、前記検査対象部位に接触しながらスライドするスライド部と、
前記プローブ本体の内部に設けられ、前記検査対象部位に照射される前記照射光が伝搬する照射光用光ファイバと前記検査対象部位からの前記検出光が伝搬する検出光用光ファイバとを有する光伝搬部と、
前記ヘッド部の内部に設けられ、前記照射光用光ファイバを伝搬してきた前記照射光を反射して前記スライド部に導入するとともに、前記スライド部から導入された前記検出光を反射して前記検出光用光ファイバに導入する反射部材と、を備え、
前記プローブ本体は、前記スライド部が前記検査対象部位と接触する接触面と所定の角度を成すように構成されており、
前記反射部材で反射された前記照射光は前記スライド部の内部を通過した後、前記検査対象部位に照射され、
前記検査対象部位で反射された前記検出光は、前記スライド部の内部を通過した後、前記反射部材で反射されて前記検出光用光ファイバに導入される、
センサプローブ。
【請求項１３】
前記プローブ本体は、前記スライド部の前記接触面に対して２０度〜４５度の角度を成すように構成されている、請求項１２に記載のセンサプローブ。
【請求項１４】
前記光伝搬部は、１本の検出光用光ファイバと、複数の照射光用光ファイバと、で構成されており、
前記検出光用光ファイバは、前記光伝搬部の断面の中心に配置されており、
前記複数の照射光用光ファイバは、前記検出光用光ファイバの周囲に配置されている、
請求項１２または１３に記載のセンサプローブ。
【請求項１５】
前記反射部材と前記光伝搬部とが前記ヘッド部の内部に樹脂を用いて埋設されている、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のセンサプローブ。
【請求項１６】
前記スライド部は、略半球形状の透明なシリコーンゴムを用いて構成されている、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載のセンサプローブ。
【請求項１７】
前記照射光は、白色光および近赤外光のうちの少なくとも一つである、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載のセンサプローブ。
【請求項１８】
前記ヘッド部の前記スライド部が設けられている側と反対側の面には感圧部が更に設けられており、
前記感圧部は、
前記ヘッド部に設けられたシート状の感圧センサと、
前記感圧センサの表面に設けられた圧子と、を備え、
前記圧子は、
前記検査対象部位に接触しながらスライドする接触部と、
前記感圧センサ側の面に設けられ、前記感圧センサ側に向かって突出している複数の突出部と、を備え、
前記圧子は、前記検査対象部位から前記接触部に伝わった力に応じて変位可能に構成されており、
前記検査対象部位から前記接触部に伝わった力は、前記突出部のうちの少なくとも一つを介して前記感圧センサに伝達される、
請求項１２〜１７のいずれか一項に記載のセンサプローブ。
【請求項１９】
前記圧子の前記接触部は略半球形状であり、
前記複数の突出部の各々は、前記圧子の前記感圧センサ側の面と垂直な軸を中心とする円の円周上に配置されている、
請求項１８に記載のセンサプローブ。
【請求項２０】
前記圧子の前記感圧センサ側の面には、前記圧子の前記感圧センサ側の面と垂直な軸を中心とする円の内側に接続部材が設けられており、前記圧子は前記感圧センサの表面に前記接続部材を用いて取り付けられている、請求項１８または１９に記載のセンサプローブ。
【請求項２１】
前記スライド部が前記検査対象部位に接触する場合と、前記感圧部が前記検査対象部位に接触する場合と、を切り替える切り替え機構を備え、
前記切り替え機構は、前記プローブ本体の長手方向に伸びる回転軸を中心に前記プローブ本体が１８０度ずつ回転する機構を有する、
請求項１８〜２０のいずれか一項に記載のセンサプローブ。
【請求項２２】
請求項１２〜２１のいずれか一項に記載のセンサプローブと、
前記検出光用光ファイバを伝搬してきた前記検出光を分光する分光器と、
前記分光器の出力を表示する測定情報表示部と、を備える、
センサシステム。
【請求項２３】
請求項１２〜２１のいずれか一項に記載のセンサプローブと、
前記検出光用光ファイバを伝搬してきた前記検出光を分光する分光器と、
スコープカメラで取得した映像を表示する表示部と、
前記分光器の出力を前記表示部に表示するためのインターフェースと、を備える、
センサシステム。
【請求項２４】
請求項１８〜２１のいずれか一項に記載のセンサプローブと、
前記検出光用光ファイバを伝搬してきた前記検出光を分光する分光器と、
前記分光器の出力と前記感圧センサで測定された圧力に関する情報とを表示する測定情報表示部と、を備える、
センサシステム。
【請求項２５】
前記感圧センサで測定された圧力に応じた音を出力する発音部を更に備え、
前記発音部は、前記感圧センサで測定された圧力に応じて前記音の周波数を変化させるように構成されている、
請求項２４に記載のセンサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセンサプローブ、及びセンサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、外科手術においては、患者の早期回復を目的として、内視鏡や胸腔鏡等を用いた縮小手術が広く普及してきている。
【０００３】
特許文献１には、圧力センサを備えた手術用装置に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−８３３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
背景技術で説明したように、近年、外科手術においては、患者の早期回復を目的として、内視鏡や胸腔鏡等を用いた縮小手術が広く普及してきている。このような外科手術においては、腫瘍の切除範囲を正確に決める必要があり、例えば、ＣＴ（Computed Tomography）スキャン、超音波画像診断装置等による画像診断法を用いて腫瘍の切除範囲を手術前に決定している。
【０００６】
しかしながら、手術する部位によっては、上述の画像診断法を用いても患部の明瞭な画像が得られない場合がある。例えば、肺は空気を含む臓器であるため、小さな早期がんの場合は、ＣＴスキャンや超音波画像診断装置では明瞭な画像を得ることは困難であり、このような患部は「すりガラス状病変」として認識される。
【０００７】
このような場合、執刀医は、手術中に臓器表面を指先で撫でることにより腫瘤の硬さを確認し、また灰色を呈する病変部の色を見ながら、切除範囲を決定してきた。しかしながら、執刀医の指が届く範囲には限界があることから、手術部位全体を執刀医の指で探索することは困難であった。特に、胸腔鏡を用いた肺の手術では、執刀医の指の届く範囲が限定され、肺全面を探索することは不可能であった。
【０００８】
上記課題に鑑み本発明の目的は、執刀医が直接指で触れることなく、病変の位置を精度よく特定することが可能なセンサプローブ、及びセンサシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様にかかるセンサプローブは、基端側から先端側へと伸びるプローブ本体と、前記プローブ本体の前記先端側に設けられたシート状の感圧センサと、前記感圧センサの表面に設けられた圧子と、を備える。前記圧子は、検査対象部位に接触しながらスライドする接触部と、前記感圧センサ側の面に設けられ、前記感圧センサ側に向かって突出している複数の突出部と、を備える。前記圧子は、前記検査対象部位から前記接触部に伝わった力に応じて変位可能に構成されており、前記検査対象部位から前記接触部に伝わった力は、前記突出部のうちの少なくとも一つを介して前記感圧センサに伝達される。
【００１０】
本発明の一態様にかかるセンサシステムは、上述のセンサプローブと、前記感圧センサで測定された圧力に関する情報を表示する測定情報表示部と、を備える。
【００１１】
本発明の一態様にかかるセンサプローブは、検査対象部位に照射光を照射し、前記検査対象部位で反射された検出光を用いて前記検査対象部位に存在する病変を検出するセンサプローブであって、基端側から先端側へと伸びるプローブ本体と、前記プローブ本体の先端側に設けられたヘッド部と、前記ヘッド部に設けられ、前記検査対象部位に接触しながらスライドするスライド部と、前記プローブ本体の内部に設けられ、前記検査対象部位に照射される前記照射光が伝搬する照射光用光ファイバと前記検査対象部位からの前記検出光が伝搬する検出光用光ファイバとを有する光伝搬部と、前記ヘッド部の内部に設けられ、前記照射光用光ファイバを伝搬してきた前記照射光を反射して前記スライド部に導入するとともに、前記スライド部から導入された前記検出光を反射して前記検出光用光ファイバに導入する反射部材と、を備える。前記プローブ本体は、前記スライド部が前記検査対象部位と接触する接触面と所定の角度を成すように構成されており、前記反射部材で反射された前記照射光は前記スライド部の内部を通過した後、前記検査対象部位に照射され、前記検査対象部位で反射された前記検出光は、前記スライド部の内部を通過した後、前記反射部材で反射されて前記検出光用光ファイバに導入される。
【００１２】
本発明の一態様にかかるセンサシステムは、上述のセンサプローブと、前記検出光用光ファイバを伝搬してきた前記検出光を分光する分光器と、前記分光器の出力を表示する測定情報表示部と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、執刀医が直接指で触れることなく、病変の位置を精度よく特定することが可能なセンサプローブ、及びセンサシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１にかかるセンサプローブを説明するための断面図である。
【図２】実施の形態１にかかるセンサプローブを説明するための下面図である。
【図３】実施の形態１にかかるセンサプローブが備える圧子の斜視図である。
【図４】実施の形態１にかかるセンサプローブが備える圧子の上面図である。
【図５】実施の形態１にかかるセンサプローブを用いて腫瘤を検出する動作を説明するための断面図である。
【図６】実施の形態１にかかるセンサプローブの他の構成例を説明するための断面図である。
【図７】圧子のサイズと検査対象部位との関係を説明するための断面図である。
【図８】実施の形態１にかかるセンサプローブの他の構成例を説明するための断面図である。
【図９】実施の形態１にかかるセンサプローブの他の構成例を説明するための断面図である。
【図１０】実施の形態１にかかるセンサシステムを説明するためのブロック図である。
【図１１】実施の形態１にかかるセンサシステムが備える信号変換部の一例を示す回路図である。
【図１２】実施の形態１にかかるセンサシステムの他の構成例を説明するためのブロック図である。
【図１３】実施の形態２にかかるセンサプローブを説明するための断面図である。
【図１４】実施の形態２にかかるセンサプローブが備える光伝搬部の構成例を説明するための断面図である。
【図１５】検査対象部位で反射された検出光の波長と反射強度の一例を示すグラフである。
【図１６】実施の形態２にかかるセンサプローブを用いて検査対象部位を検査する動作を説明するための断面図である。
【図１７】実施の形態２にかかるセンサシステムを説明するためのブロック図である。
【図１８】実施の形態２にかかるセンサシステムの他の構成例を説明するためのブロック図である。
【図１９】実施の形態３にかかるセンサプローブを説明するための断面図である。
【図２０】実施の形態３にかかるセンサプローブが備える感圧部を説明するための断面図である。
【図２１】図２０に示す感圧部が備える圧子の斜視図である。
【図２２】図２０に示す感圧部が備える圧子の上面図である。
【図２３】感圧部を用いて検査対象部位を検査する動作を説明するための断面図である。
【図２４】実施の形態３にかかるセンサプローブの一例を示す斜視図である。
【図２５】実施の形態３にかかるセンサシステムを説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１、図２はそれぞれ、実施の形態１にかかるセンサプローブを説明するための断面図、及び下面図（ｚ軸方向マイナス側からみた図）である。図３、図４はそれぞれ、実施の形態にかかるセンサプローブが備える圧子の斜視図、及び上面図（ｚ軸方向プラス側からみた図）である。
【００１６】
図１、図２に示すように、本実施の形態にかかるセンサプローブ１は、プローブ本体１０、感圧センサ１１、及び圧子１２を備える。感圧センサ１１および圧子１２は感圧部を構成している。本実施の形態にかかるセンサプローブ１において、感圧部は指先の感覚を持たせたセンサである。
【００１７】
プローブ本体１０は、基端側（ｘ軸方向プラス側）から先端側（ｘ軸方向マイナス側）へと伸びる構造体である。図２に示すように、プローブ本体１０の先端側には矩形状の先端部１６が形成されている。プローブ本体１０の基端側は執刀医がプローブ本体１０を把持する側であり、先端側（先端部１６）は患者の患部に導入（挿入）される側である。プローブ本体１０は、例えば金属材料や樹脂材料等を用いて構成することができる。プローブ本体１０の長さ（ｘ軸方向における長さ）や形状、また先端部１６の形状等は、手術する部位などに応じて適宜、形状を変更することができる。
【００１８】
また、図１に示す構成例では、プローブ本体１０自身が屈曲しない棒状の構造体を示しているが、本実施の形態にかかるセンサプローブは、プローブ本体１０の途中でプローブ本体１０が屈曲するように構成されていてもよい。この場合は、例えば、基端側に設けられた操作レバーの操作に応じて、プローブ本体１０が屈曲するように構成してもよい。これにより、先端部１６が変位可能になり、患者の患部（検査対象部位）に圧子１２を接触させやすくなり、センサプローブの操作性を向上させることができる。
【００１９】
また、先端部１６は、ｘ軸に対して所定の角度傾いていてもよい。この場合は、先端部１６に取り付けられた感圧センサ１１および圧子１２がプローブ本体１０に所定の角度傾いた状態となり、患者の患部（検査対象部位）に圧子１２を接触させやすくなる。
【００２０】
また、プローブ本体１０は内視鏡や胸腔鏡であってもよく、この場合は、本実施の形態にかかるセンサプローブ１を内視鏡や胸腔鏡に搭載することができる。
【００２１】
図１、図２に示すように、感圧センサ１１はシート状のセンサであり、プローブ本体１０の先端側（具体的には、先端部１６）に設けられている。感圧センサ１１には、圧電素子や感圧素子等を用いることができる。ここで、圧電素子は、素子に加わる圧力を電圧信号に変換する素子である。また、感圧素子は、素子に加わる圧力に応じて素子の電気抵抗値が変化する素子である。例えば、感圧素子としてＦＳＲセンサを用いることができる。ＦＳＲセンサは、素子に加わる圧力が大きくなるほど、素子の抵抗値が小さくなる感圧素子である。
【００２２】
また、図２に示すように、本実施の形態では、感圧センサ１１を平面視した際の形状（ｚ軸方向からみた際の形状）を、圧子１２を平面視した際の形状と対応する形状としている。すなわち、図２に示す例では、圧子１２を平面視した際の形状が略円形状であるので、感圧センサ１１の形状も略円形状としている。なお、図２に示す構成は一例であり、本実施の形態では、圧子１２の突出部１４（図１）が感圧センサ１１に接するように構成されていればよく、感圧センサ１１の形状は特に限定されることはない。
【００２３】
図１、図２に示すように、圧子１２は感圧センサ１１の表面に設けられている。圧子１２は、感圧センサ１１に対して変位可能に構成されている。具体的には、圧子１２は、検査対象部位から圧子１２（接触部１３）に伝わった力に応じて変位可能に構成されている。
【００２４】
図１、図３に示すように、圧子１２は、接触部１３と複数の突出部１４とを備える。接触部１３は、検査対象部位に接触しながらスライドする部分である。このため、接触部１３は、検査対象部位に接触しながら滑らかにスライドするように、表面を滑らかな形状としている。図１、図３に示す例では、接触部１３を略半球形状の部材を用いて構成している。
【００２５】
なお、接触部１３の形状は略半球形状に限定されることはなく、手術をする部位等に応じて適宜、形状を変更することができる。また、接触部１３はシリコーンゴム等の弾力性のある材料で構成してもよい。このように、弾力性のある材料で接触部１３を構成することで、接触部１３が検査対象部位の表面を滑らかにスライドすることができる。ここで、検査対象部位とは、患者の患部であり、腫瘤が存在する可能性のある部位である。
【００２６】
図１、図３に示すように、複数の突出部１４は、圧子１２の感圧センサ１１側の面１７に設けられており、感圧センサ１１側に向かって突出して、感圧センサ１１の表面に接触している。図３、図４に示すように、複数の突出部１４の各々は、圧子１２の感圧センサ１１側の面１７と垂直な軸１８を中心とする円１９（図４参照）の円周上に配置されている。
【００２７】
なお、図３、図４に示す例では、８個の突出部１４を備える構成を示したが、本実施の形態では複数の突出部１４の数や配置は任意に決定することができる。また、図３、図４では、複数の突出部１４の形状を円柱形状とした例を示したが、本実施の形態では複数の突出部１４の形状はこれ以外の形状（例えば、三角柱、四角柱、三角錐、四角錐、円錐など）としてもよい。
【００２８】
図１に示すように、圧子１２は感圧センサ１１の表面に接続部材１５を用いて取り付けられている。接続部材１５は、例えば弾力性と粘着性を備えた部材を用いて構成することができる。これにより、感圧センサ１１に対して変位するように、圧子１２を感圧センサ１１に取り付けることができる。例えば、接続部材１５は、円柱状の弾性体（ゴムやウレタン等）の表面に接着剤を塗布することで形成することができる。
【００２９】
図４に示すように、接続部材１５は、圧子１２の感圧センサ１１側の面１７において、円１９の内側（つまり、圧子１２の面１７の中心部）に設けられている。接続部材１５をこのような配置とすることで、圧子１２が軸１８を中心として変位するように構成することができる。
【００３０】
図５は、本実施の形態にかかるセンサプローブを用いて腫瘤を検出する動作を説明するための断面図である。図５（ａ）に示すように、本実施の形態にかかるセンサプローブ１を用いて腫瘤を検出する際は、圧子１２の接触部１３が検査対象部位２１の表面に接触しながらスライドするように、プローブ本体１０を移動させる。図５に示す例では、プローブ本体１０をｘ軸方向プラス側に移動させている。
【００３１】
そして、図５（ｂ）に示すように、圧子１２の接触部１３が腫瘤２２に近づくと、腫瘤２２から接触部１３に力が伝わる。つまり、腫瘤２２は検査対象部位２１の他の部分よりも硬いため、腫瘤２２から圧子１２の接触部１３に力（応力）が伝わる。検査対象部位２１（腫瘤２２）から接触部１３に伝わった力は、圧子１２に設けられた突出部１４のうちの少なくとも一つを介して感圧センサ１１に伝達される。すなわち、感圧センサ１１が突出部１４によって押されることで、感圧センサ１１が圧力を検出する。
【００３２】
このように、本実施の形態にかかるセンサプローブ１では、プローブ本体１０の先端側に取り付けられた感圧部（感圧センサ１１および圧子１２）を用いて検査対象部位２１を検査している。したがって、執刀医の指が届かない位置であっても、執刀医が直接指で触れることなく、病変の位置を特定することができる。
【００３３】
また、本実施の形態にかかるセンサプローブ１では、圧子１２の感圧センサ１１側の面に複数の突出部１４を設け、検査対象部位２１から圧子１２の接触部１３に伝わった力が、突出部１４を介して感圧センサ１１に伝達されるように構成している。このような構成とすることで、検査対象部位２１から圧子１２の接触部１３に伝わった力を、圧子１２の突出部１４に集約することができるので、感圧センサ１１で感度よく圧力を検出することができる。
【００３４】
すなわち、仮に圧子１２に複数の突出部１４を設けることなく、圧子１２と感圧センサ１１とを互いに面接触させた場合は、検査対象部位２１から圧子１２の接触部１３に伝わった力は、圧子１２から感圧センサ１１に伝わる際に、接触面において分散される。このため、感圧センサ１１に伝わる力が弱くなり、感圧センサ１１における検出感度が低下する。
【００３５】
一方、本実施の形態にかかるセンサプローブ１のように、圧子１２に複数の突出部１４を設けた場合は、圧子１２（突出部１４）と感圧センサ１１とが互いに点接触する。この場合は、圧子１２の接触部１３に伝わった力は、圧子１２から感圧センサ１１に伝わる際に、圧子１２の突出部１４に集約される。このため、突出部１４から感圧センサ１１に伝わる力が強くなり、感圧センサ１１における検出感度が向上する。
【００３６】
特に、ＦＳＲセンサは局所的な応力集中を敏感に感じる特性を有するため、圧子１２に加わる力を突出部１４に集約させることで、感圧センサ１１における検出感度を機械的に高めることができる。
【００３７】
一例を挙げると、本実施の形態にかかるセンサプローブは、数十〜百数十ｇｆの接触力で、２〜５ｍｍ程度の腫瘤を検出することができる（アスカー硬さＣ０中のＣ３〜１０に相当）。
【００３８】
以上で説明した本実施の形態にかかるセンサプローブにより、執刀医が直接指で触れることなく、病変の位置を精度よく特定することができる。
【００３９】
なお、図５に示す例では、プローブ本体１０をｘ軸方向プラス側に移動させている例を示しているが、プローブ本体１０はｘ軸方向マイナス側に移動させてもよい。外科手術の際には、患者の胸腔等に開けられた孔部を通してセンサプローブ１を患者の体内に導入する。このため、センサプローブ１は、センサプローブ１が伸びる方向（ｘ軸方向）に沿って変位させやすい。例えば、執刀医は、センサプローブ１をｘ軸方向に往復させることで、検査対象部位２１を検査することができる。
【００４０】
センサプローブ１の変位方向を考慮すると、図４に示すように、突出部は、円１９の円周上の位置のうち、突出部１４_１に示す位置（つまり、最も先端側（ｘ軸方向マイナス側）の位置）および突出部１４_２に示す位置（つまり、最も基端側（ｘ軸方向プラス側）の位置）に少なくとも配置することが好ましい。
【００４１】
すなわち、センサプローブ１をｘ軸方向に沿って移動させた場合は、圧子１２に設けられた突出部１４のうちｘ軸に沿った突出部１４_１、１４_２に最も力が集約される。このため、円１９の円周上の位置のうち、最も先端側の位置および最も基端側の位置の少なくとも一方に突出部１４を設けることで、感圧センサ１１における検出感度を向上させることができる。
【００４２】
また、上述のように、圧子１２の突出部１４は、感圧センサ１１に力を伝達するという働きをするので、突出部１４は硬い材料で構成することが好ましい。例えば、圧子１２を構成する際に、突出部１４の剛性が接触部１３の剛性よりも高くなるように構成してもよい。例えば、圧子１２の突出部１４をプラスチック材料や金属材料等の硬い材料で構成し、接触部１３をシリコーンゴム等の弾力性のある材料で構成してもよい。
【００４３】
また、図１では、圧子１２に力が働いていない状態（非検査状態）において、複数の突出部１４が感圧センサ１１の表面と接触している構成を示した。しかし、本実施の形態では、非検査状態において、複数の突出部１４が感圧センサ１１の表面の近傍に配置されるように（すなわち、複数の突出部１４が感圧センサ１１の表面と接触することなく、近接するように配置されるように）してもよい。この場合は、圧子１２に力が働いた際に、突出部１４が感圧センサ１１の表面と接触する。
【００４４】
また、本実施の形態にかかるセンサプローブ１は、患者の胸腔等に開けられた孔部を通して患者の体内に導入されるので、防水性を備えていることが好ましい。例えば、図６に示すように、プローブ本体１０の先端側に、感圧センサ１１および圧子１２を覆うように防水カバー２５を設けてもよい。防水カバー２５は、防水性を備えると共に、検査対象部位から圧子１２の接触部１３に力が伝えられるような軟らかい材料（例えば、シリコーンゴムなど）を用いて構成することができる。また、衛生面を考慮すると、防水カバー２５は手術毎に使い捨てとしてもよい。
【００４５】
本実施の形態において、圧子１２の大きさは、検査対象部位における探索深さや探索範囲に応じて適宜変更することができる。図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、大きさが異なる圧子１２ａ、１２ｂを用いて検査対象部位２１を検査している状態を示している。具体的には、図７（ａ）は直径Ｒ１（圧子１２ａをｚ軸方向からみた際の直径）が大きい圧子１２ａを示しており、図７（ｂ）は直径Ｒ２が小さい圧子１２ｂを示している。
【００４６】
図７（ａ）、（ｂ）に示す圧子１２ａ、１２ｂを検査対象部位２１にそれぞれ同じ力で押し付けた場合は次のようになる。すなわち、図７（ａ）に示すように、圧子１２ａの直径Ｒ１が大きい場合は、検査対象部位２１における探索深さｄ１は浅くなり、探索範囲は広くなる。一方、図７（ｂ）に示すように、圧子１２ｂの直径Ｒ２が小さい場合は、検査対象部位２１における探索深さｄ２は深くなり、探索範囲は狭くなる。
【００４７】
つまり、図７（ａ）に示す場合は、探索範囲を広くすることができるが、検出できる腫瘤は、表面付近の腫瘤２２ａとなる。一方、図７（ｂ）に示す場合は、探索範囲が狭くなるが、表面から深い位置の腫瘤２２ｂを検出することができる。一例を挙げると、圧子１２の直径を２０ｍｍよりも大きくした場合は、探索深さは５ｍｍよりも浅くなる。また、圧子１２の直径を１０ｍｍよりも小さくした場合は、探索深さは１０ｍｍよりも深くなる。
【００４８】
このように、圧子１２の大きさに応じて、検査対象部位における探索深さや探索範囲が変わるので、検査する検査対象部位に応じて、圧子１２の大きさを適宜変更してもよい。例えば、図７に示すような各々半径が異なる略半球形状の接触部１３を有する圧子１２ａ、１２ｂを、検査対象部位に応じて交換可能に構成してもよい。また、図８に示すセンサプローブ２のように、圧子１２は、感圧センサ１１に着脱可能に構成されていてもよい。このように圧子１２を感圧センサ１１に着脱可能に構成することで、大きさが異なる圧子１２を手術中に容易に交換することができるようになる。
【００４９】
また、本実施の形態では、図９に示すセンサプローブ３のように、プローブ本体１０の先端部１６の一方の面（ｚ軸方向マイナス側の面）と他方の面（ｚ軸方向プラス側の面）の各々に、感圧部（感圧センサ１１ａ、１１ｂと圧子１２ａ、１２ｂ）を設けてもよい。具体的には、プローブ本体１０の一方の面（ｚ軸方向マイナス側の面）に、感圧センサ１１ａと圧子１２ａとを備える感圧部を設ける。また、プローブ本体１０の他方の面（ｚ軸方向プラス側の面）に、感圧センサ１１ｂと圧子１２ｂとを備える感圧部を設ける。そして、プローブ本体１０の一方の面に設けられている圧子１２ａの接触部１３ａの大きさと、プローブ本体１０の他方の面に設けられている圧子１２ｂの接触部１３ｂの大きさとが異なるように構成する。これにより、一つのセンサプローブ３に大きさが異なる２つの圧子１２ａ、１２ｂを装着することができ、圧子を交換することなく２つの圧子１２ａ、１２ｂを用いて検査対象部位を検査することができる。
【００５０】
例えば、プローブ本体１０に、ｘ軸と平行方向な回転軸を中心に回転可能な機構を設けることで、２つの圧子１２ａ、１２ｂの位置を手術中に容易に切り替えることができる。例えば、プローブ本体１０に、回転軸を中心に１８０度ずつ回転する機構を設けることで、手術中に２つの圧子１２ａ、１２ｂの位置を切り替えることができる（つまり、図９の圧子１２ａ、１２ｂの上下の位置を切り替えることができる）。
【００５１】
次に、本実施の形態にかかるセンサプローブを備えたセンサシステムについて説明する。図１０は、本実施の形態にかかるセンサシステムを説明するためのブロック図である。
【００５２】
図１０に示すように、本実施の形態にかかるセンサシステム５０は、センサプローブ５１、信号変換部５２、測定情報表示部５３、及び発音部５４を備える。センサプローブ５１は、上述したセンサプローブ１〜３に対応している。
【００５３】
センサプローブ５１は、感圧センサ１１（図１等参照）で検出した圧力に対応した信号を信号変換部５２に出力する。例えば、感圧センサ１１をＦＳＲセンサで構成した場合は、感圧センサ１１から出力される信号は抵抗値である。また、例えば、感圧センサ１１を圧電素子で構成した場合は、感圧センサ１１から出力される信号は電圧信号である。
【００５４】
信号変換部５２は、センサプローブ５１（感圧センサ１１）から供給された信号を圧力信号に変換する。例えば、感圧センサ１１をＦＳＲセンサで構成した場合、感圧センサ１１から出力される信号は抵抗値であるので、信号変換部５２は、この抵抗値を電圧値（圧力信号）に変換する。図１１は、信号変換部５２の一例を示す回路図であり、感圧センサ１１（ＦＳＲセンサ）から出力された抵抗値を電圧値（圧力信号）に変換する回路の一例を示している。
【００５５】
図１１に示すように、信号変換部５２は、オペアンプＡＭＰ１と可変抵抗ＶＲ１とを備える。感圧センサ１１（ＦＳＲセンサ）と可変抵抗ＶＲ１は、電源電位ＶＤＤと接地電位との間において直列に接続されている。具体的には、ＦＳＲセンサの一端は電源電位ＶＤＤに接続されており、他端はノードＮ１に接続されている。また、可変抵抗ＶＲ１の一端はノードＮ１に接続されており、他端は接地電位に接続されている。
【００５６】
オペアンプＡＭＰ１は、オペアンプＡＭＰ１の出力端子が反転入力端子に接続されたボルテージフォロワ回路を構成している。オペアンプＡＭＰ１の非反転入力端子にはノードＮ１が接続されている。したがって、オペアンプＡＭＰ１の出力端子からは、ノードＮ１の電圧値に対応する電圧値Ｖｏｕｔが出力される。
【００５７】
ここで、ノードＮ１の電圧値は、ＦＳＲセンサの抵抗値と可変抵抗ＶＲ１の抵抗値とに基づいて決定される値である。したがって、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を調整することで、ＦＳＲセンサの感度（ゲイン）を調整することができる。また、ＦＳＲセンサは、素子に加わる圧力が大きくなるほど、素子の抵抗値が小さくなる感圧素子である。したがって、ノードＮ１の電圧値は、ＦＳＲセンサに加わる圧力が大きくなるほど（ＦＳＲセンサの抵抗値が小さくなるほど）、高くなる。このように、ノードＮ１の電圧値は、ＦＳＲセンサに加わる圧力に応じて変化する。したがって、オペアンプＡＭＰ１の出力端子からは、ＦＳＲセンサに加わる圧力に応じた電圧値Ｖｏｕｔが出力される。
【００５８】
図１０に示すように、信号変換部５２の出力（図１１に示す回路の場合は電圧値Ｖｏｕｔ）は、測定情報表示部５３および発音部５４に供給される。
【００５９】
測定情報表示部５３は、センサプローブ５１（感圧センサ１１）で測定された圧力に関する情報（つまり、信号変換部５２の出力に応じた測定情報）を表示する。例えば、測定情報表示部５３は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤバーグラフ）を用いて構成することができる。この場合は、発光させる発光ダイオードの数を信号変換部５２の出力に応じて変更することで、測定情報（圧力情報）を表示することができる。
【００６０】
例えば、感圧センサ１１（ＦＳＲセンサ）に加わる圧力が大きくなるほど、発光させる発光ダイオードの数を多くすることで、圧力レベルを表示することができる。執刀医は、測定情報表示部５３に表示される圧力レベルが所定以上である場合（換言すると、発光している発光ダイオードの数が所定の数以上である場合）、検査対象部位に腫瘤が存在すると判断することができる。
【００６１】
発音部５４は、センサプローブ５１（感圧センサ１１）で測定された圧力（つまり、信号変換部５２の出力）に応じた音を出力する。具体的には、発音部５４は、センサプローブ５１で測定された圧力に応じて音の周波数を変化させるように構成されている。例えば、発音部５４は、複数の周波数の音を出力可能なブザーを用いて構成することができる。例えば、感圧センサ１１（ＦＳＲセンサ）に加わる圧力が大きくなるほど、ブザーの周波数が高くなるようにすることで、感圧センサ１１（ＦＳＲセンサ）で検出した圧力レベルを音で伝えることができる。例えば、手術中に執刀医が測定情報表示部５３を見ることができない場合、執刀医は、発音部５４のブザーの音に基づいて、検査対象部位に腫瘤が存在するか否かを判断することができる。
【００６２】
なお、図１０に示すセンサシステム５０では、測定情報表示部５３および発音部５４を備える構成を示した。しかし、本実施の形態にかかるセンサシステム５０では、測定情報表示部５３および発音部５４のうちのいずれか一方を省略してもよい。
【００６３】
次に、図１２を用いて、本実施の形態にかかるセンサシステムの他の構成例について説明する。図１２に示すセンサシステム６０は、既存のスコープカメラシステム７０に、本実施の形態にかかるセンサシステムを組み込んだシステムを示している。
【００６４】
図１２に示すように、既存のスコープカメラシステム７０は、スコープカメラ７１、制御部７２、及び表示部７３を備えている。スコープカメラ７１は、内視鏡や胸腔鏡等であり、外科手術の際に、患者の胸腔等に開けられた孔部を通して患者の体内に導入される。制御部７２は、スコープカメラ７１を制御すると共に、スコープカメラ７１で取得した映像を表示部７３に出力する。表示部７３は例えば液晶ディスプレイであり、スコープカメラで取得した映像を表示する。
【００６５】
図１２に示すセンサシステム６０は、更に、センサプローブ５１、信号変換部５２、及びインターフェース６１を備える。センサプローブ５１、及び信号変換部５２については、図１０に示したセンサシステム５０が備えるセンサプローブ５１、及び信号変換部５２と同様であるので重複した説明は省略する。
【００６６】
インターフェース６１は、センサプローブ５１（感圧センサ１１）で測定された圧力に関する情報を、既存のスコープカメラシステム７０の表示部７３に表示するためのインターフェースである。インターフェース６１には、信号変換部５２の出力が供給される。上述のように、信号変換部５２の出力は、センサプローブ５１で測定された圧力レベルに対応している。インターフェース６１は、スコープカメラ７１で取得した映像が表示されている表示部７３に、センサプローブ５１で測定された圧力レベルを重畳して表示させるために、制御部７２に圧力レベルの情報を出力する。例えば、表示部７３は、センサプローブ５１で測定された圧力レベルの情報を、バーグラフを用いて表示する。
【００６７】
このように、インターフェース６１を用いることで、センサプローブ５１で測定された圧力レベルをスコープカメラ７１で取得した映像に重畳して表示することができる。よって、執刀医は、スコープカメラ７１で取得した患者の患部の画像を表示部７３で確認しながら、センサプローブ５１で得られた圧力レベル（腫瘤の存在の有無）を表示部７３で確認することができる。
【００６８】
なお、図１２に示したセンサシステム６０では、スコープカメラ７１とセンサプローブ５１とを別に設けた場合を示した。しかし、本実施の形態にかかるセンサシステム６０では、スコープカメラ７１とセンサプローブ５１を一体的に構成してもよい。つまり、図１に示したプローブ本体１０は内視鏡や胸腔鏡であってもよく、この場合は、センサプローブ５１を内視鏡や胸腔鏡に搭載することができる。
【００６９】
上述の本実施の形態にかかるセンサプローブ、及びセンサシステムは、内視鏡や胸腔鏡等を用いた外科手術に広く用いることができる。特に、本実施の形態にかかるセンサプローブ、及びセンサシステムは、胸腔鏡を用いた肺の手術に好適に用いることができる。つまり、肺は空気を含む臓器であるため、小さな早期がんの場合は、ＣＴスキャンや超音波画像診断装置では明瞭な画像を得ることは困難である。このような場合、本実施の形態にかかるセンサプローブ、及びセンサシステムを用いることで、執刀医は、直接指で触れることなく、病変の位置を精度よく特定することができる。
【００７０】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
図１３は、実施の形態２にかかるセンサプローブを説明するための断面図である。本実施の形態にかかるセンサプローブ１０１は、プローブ本体１１０、ヘッド部１１１、スライド部１１２、光伝搬部１１３、及び反射部材１１７を備える。本実施の形態にかかるセンサプローブ１０１は、検査対象部位１３１に照射光１２１を照射し、検査対象部位１３１で反射された検出光１２２を用いて検査対象部位１３１に存在する病変を検出するセンサプローブである。
【００７１】
プローブ本体１１０は、基端側から先端側へと伸びる構造体であり、プローブ本体１１０の先端側にはヘッド部１１１が設けられている。プローブ本体１１０の基端側は執刀医がプローブ本体１１０を把持する側であり、先端側（ヘッド部１１１）は患者の患部に導入（挿入）される側である。プローブ本体１１０は、例えば金属材料や樹脂材料等を用いて構成することができる。プローブ本体１１０の長さや形状等は、手術をする部位などに応じて適宜変更することができる。
【００７２】
また、図１３に示すように、プローブ本体１１０は、スライド部１１２が検査対象部位１３１と接触する接触面と所定の角度θを成すように構成されている。例えば、プローブ本体１１０は、スライド部１１２の接触面に対して、２０度〜４５度の角度θを成すように構成されていてもよい。ここで、スライド部１１２が検査対象部位１３１と接触する「接触面」とは、スライド部１１２の曲面の最も検査対象部位１３１側の頂点と接する面であり、検査対象部位１３１の表面と略平行な面である。
【００７３】
プローブ本体１１０の内部には光伝搬部１１３が設けられている。光伝搬部１１３は、検査対象部位１３１に照射される照射光１２１が伝搬する照射光用光ファイバ１１４と、検査対象部位１３１からの検出光１２２が伝搬する検出光用光ファイバ１１５とを有する。照射光用光ファイバ１１４は、光源（不図示）に光学的に接続されており、光源からの光をヘッド部１１１へと導く。また、検出光用光ファイバ１１５は分光器（不図示）に光学的に接続されており、検査対象部位１３１からの検出光１２２を分光器へと導く。
【００７４】
図１４は、光伝搬部１１３の構成例を説明するための断面図である。図１４に示す構成例では、１本の検出光用光ファイバ１１５と複数の照射光用光ファイバ１１４とを用いて光伝搬部１１３を構成している例を示している。図１４に示す構成例では、検出光用光ファイバ１１５は、光伝搬部の断面の中心に配置されており、複数の照射光用光ファイバ１１４は、検出光用光ファイバ１１５の周囲に配置されている。このように、照射光用光ファイバ１１４の本数を複数とすることで、検査対象部位１３１に照射される照射光１２１の量を増加させることができる。これにより、検査対象部位１３１で反射される検出光１２２の光量を増加させることができるので、センサプローブの検出感度を向上させることができる。
【００７５】
なお、図１４に示した光伝搬部１１３の構成は一例であり、照射光用光ファイバ１１４および検出光用光ファイバ１１５の本数や配置は任意に決定することができる。
【００７６】
ヘッド部１１１は、プローブ本体１１０の先端側に設けられている。また、スライド部１１２は、ヘッド部の検査対象部位１３１側（図面下側）に設けられている。スライド部１１２は、患者の検査対象部位１３１に接触しながらスライドする。このため、スライド部１１２は、検査対象部位１３１に接触しながら滑らかにスライドするように、表面を滑らかな形状としている。図１３に示す例では、スライド部１１２を略半球形状の部材を用いて構成している。
【００７７】
また、本実施の形態では、スライド部１１２の内部を照射光１２１と検出光１２２が通過する。このため、スライド部１１２は、光が透過する材料で構成する必要がある。一例を挙げると、スライド部１１２は、略半球形状の透明なシリコーンゴムを用いて構成することができる。シリコーンゴムは、透光性と弾力性を備える材料であるので、照射光１２１と検出光１２２を透過しつつ、検査対象部位１３１の表面を滑らかにスライドすることができる。
【００７８】
また、本実施の形態では、ヘッド部１１１の内部に反射部材１１７を設けている。反射部材１１７は、ヘッド部１１１の内部に設けられ、照射光用光ファイバ１１４を伝搬してきた照射光を反射してスライド部１１２に導入するとともに、スライド部１１２から導入された検出光１２２を反射して検出光用光ファイバ１１５に導入するように構成されている。反射部材１１７は、例えば金属材料や金属材料が表面に設けられた樹脂材料等を用いて構成することができる。例えば、金属材料が表面に設けられた樹脂材料は、樹脂材料の表面に金属材料を蒸着等を用いて付着させることで形成することができる。
【００７９】
図１３に示すように、光伝搬部１１３（照射光用光ファイバ１１４および検出光用光ファイバ１１５）は、ヘッド部１１１の内部において反射部材１１７の表面付近まで伸びるように配置されている。このような構成とすることで、反射部材１１７の表面に照射光を精度よく導くことができ、また反射部材１１７から光伝搬部１１３に検出光を精度よく導くことができる。
【００８０】
例えば、ヘッド部１１１の内部において、反射部材１１７と光伝搬部１１３とが樹脂を用いて埋設されていてもよい。このように、反射部材１１７と光伝搬部１１３とを樹脂を用いて埋設することで、反射部材１１７と光伝搬部１１３とを強固に固定することができる。したがって、反射部材１１７と光伝搬部１１３との間における光学的な位置ずれを抑制することができる。
【００８１】
以上で説明した本実施の形態にかかるセンサプローブ１０１では、光伝搬部１１３の照射光用光ファイバ１１４を伝搬してきた照射光は、反射部材１１７で反射される。反射部材１１７で反射された照射光１２１はスライド部１１２の内部を通過した後、検査対象部位１３１に照射される。そして、検査対象部位１３１で反射された検出光１２２は、スライド部１１２の内部を通過した後、反射部材１１７で反射されて光伝搬部１１３の検出光用光ファイバ１１５に導入される。このような構成とすることで、検査対象部位１３１に存在する病変を検出することができる。
【００８２】
例えば、癌組織は正常な組織に比べて灰色を呈する傾向がある。このため、検査対象部位１３１に照射光１２１を照射して得られた検出光１２２のスペクトルは、正常な組織と癌組織とで異なる。本実施の形態にかかるセンサプローブ１０１は、このような検出光１２２のスペクトルの違いを用いて、検査対象部位１３１に存在する病変を検出している。
【００８３】
本実施の形態において、照射光１２１には、白色光および近赤外光のうちの少なくとも一つを用いることができる。例えば、近赤外光は他の波長に比べて臓器透過力が高いという性質を有する。なお、本実施の形態で使用する照射光の波長については、検査対象部位に応じて適宜変更することができる。
【００８４】
図１５は、検査対象部位で反射された検出光の波長と反射強度の一例を示すグラフであり、本実施の形態にかかるセンサプローブ１０１の検証試験の結果を示している。検証試験では、検出光用光ファイバ１１５を中心に配置し、この検出光用光ファイバ１１５の周囲に７本の照射光用光ファイバ１１４を配置した。照射光１２１の光源には、白色ＬＥＤを使用した。また、検査対象部位１３１を透明なシリコーンゴムで構成し、この透明なシリコーンゴムの内部に灰色の腫瘤ファントム部（深さ５ｍｍ）を形成した。そして、透明なシリコーンゴム（透明ファントム部）に照射光を照射した際に得られた検出光のスペクトルと、腫瘤ファントム部に照射光を照射した際に得られた検出光のスペクトルと、をそれぞれ求めた。検出光のスペクトルは、検出光を分光器で分光することで取得した。
【００８５】
図１５に示すように、透明なシリコーンゴム（透明ファントム部）に照射光を照射した際に得られた検出光のスペクトルと、腫瘤ファントム部に照射光を照射した際に得られた検出光のスペクトルと、の間には明らかな違いがあった。具体的には、波長４６０ｎｍ付近において、腫瘤ファントム部におけるスペクトルの強度が透明ファントム部におけるスペクトルの強度よりも強くなった。また、波長約５３０ｎｍ〜約６００ｎｍにおいて、腫瘤ファントム部におけるスペクトルの強度が透明ファントム部におけるスペクトルの強度よりも強くなった。
【００８６】
このように、腫瘤ファントム部におけるスペクトルの強度と、透明ファントム部におけるスペクトルの強度との間には明らかな違いがあった。したがって、本実施の形態にかかるセンサプローブ１０１を用いることで、検査対象部位１３１に存在する病変を検出することができることが実証された。
【００８７】
次に、本実施の形態にかかるセンサプローブ１０１を用いて検査対象部位１３１を検査する動作について、図１６を用いて説明する。図１６（ａ）に示すように、本実施の形態にかかるセンサプローブ１０１を用いて病変（腫瘤）を検出する際は、スライド部１１２が検査対象部位１３１の表面に接触しながらスライドするように、プローブ本体１１０を移動させる。このとき、スライド部１１２の表面からは照射光１２１が照射されている。照射光１２１は、検査対象部位１３１で反射される。検査対象部位１３１で反射された検出光１２２は、スライド部１１２の内部を通過した後、反射部材１１７で反射されて光伝搬部１１３の検出光用光ファイバ１１５に導入され、分光器へと導かれる。
【００８８】
図１６（ａ）に示すように、病変が存在しない検査対象部位１３１をスライド部１１２がスライドしている場合は、検出光１２２のスペクトルは正常部位のスペクトル（図１５の透明ファントム部参照）となる。
【００８９】
その後、図１６（ｂ）に示すように、スライド部１１２が病変（腫瘤）１３２に近づくと、検査対象部位１３１で反射された検出光１２２に、病変（腫瘤）１３２で反射された検出光が含まれるようになる。この場合は、検出光１２２のスペクトルは病変（腫瘤）１３２のスペクトル（図１５の腫瘤ファントム部参照）となる。
【００９０】
このように、本実施の形態にかかるセンサプローブ１０１では、プローブ本体１１０の先端側に取り付けられたスライド部１１２から検査対象部位１３１に照射光１２１を照射し、検査対象部位１３１で反射された検出光１２２を用いて検査対象部位１３１に存在する病変１３２を検出している。したがって、執刀医の指が届かない位置であっても、執刀医が直接指で触れることなく、病変の位置を特定することができる。
【００９１】
また、本実施の形態にかかるセンサプローブ１０１は、スライド部１１２が検査対象部位１３１に対して適切な角度で接するように、検査対象部位１３１に対してプローブ本体１１０が所定の角度θを成すように構成している。このとき、本実施の形態にかかるセンサプローブ１０１では、ヘッド部１１１の内部に反射部材１１７を設け、照射光用光ファイバ１１４を伝搬してきた照射光を反射してスライド部１１２に導入するとともに、スライド部１１２から導入された検出光１２２を反射して検出光用光ファイバ１１５に導入している。このように反射部材１１７を設けることで、ヘッド部１１１の内部において光伝搬部（光ファイバ）１１３を曲げることなく、照射光をスライド部１１２に導入することができ、また、スライド部１１２から伝搬された検出光１２２を検出光用光ファイバ１１５に導入することができる。
【００９２】
次に、本実施の形態にかかるセンサプローブを備えたセンサシステムについて説明する。図１７は、本実施の形態にかかるセンサシステムを説明するためのブロック図である。図１７に示すように、本実施の形態にかかるセンサシステム１５０は、センサプローブ１５１、分光器１５２、測定情報表示部１５３、及び光源１５４を備える。センサプローブ１５１は、上述したセンサプローブ１０１に対応している。
【００９３】
センサプローブ１５１は、検査対象部位１３１に照射光１２１を照射する。照射光１２１は、光源１５４で生成される。例えば、光源１５４には、ハロゲン球のような広波長領域の光を発するものや、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザ光源のような特定の波長（単波長）の光を発するもの等を使用することができる。例えば、光源１５４として、特定の波長の光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザ光源を複数組み合わせて使用してもよい。
また、センサプローブ１５１は、検査対象部位１３１で反射された検出光１２２を分光器１５２に導入する。分光器１５２は、検査対象部位１３１で反射された検出光１２２を分光する。これにより、検出光１２２のスペクトル（波長と反射強度との関係：図１５参照）を取得することができる。
【００９４】
測定情報表示部１５３は、分光器１５２で分光された検出光１２２のスペクトルを表示する。具体的には、図１５に示したような波長と反射強度との関係を示すグラフをディスプレイに表示する。執刀医は、測定情報表示部１５３に表示されている検出光１２２のスペクトルに基づいて、病変（腫瘤）が存在するか否かを判断することができる。
【００９５】
次に、図１８を用いて、本実施の形態にかかるセンサシステムの他の構成例について説明する。図１８に示すセンサシステム１６０は、既存のスコープカメラシステム１７０に、本実施の形態にかかるセンサシステムを組み込んだシステムを示している。
【００９６】
図１８に示すように、既存のスコープカメラシステム１７０は、スコープカメラ１７１、制御部１７２、及び表示部１７３を備えている。スコープカメラ１７１は、内視鏡や胸腔鏡等であり、外科手術の際に、患者の胸腔等に開けられた孔部を通して患者の体内に導入される。制御部１７２は、スコープカメラ１７１を制御すると共に、スコープカメラ１７１で取得した映像を表示部１７３に出力する。表示部１７３は例えば液晶ディスプレイであり、スコープカメラで取得した映像を表示する。
【００９７】
図１８に示すセンサシステム１６０は、更に、センサプローブ１５１、分光器１５２、光源１５４、及びインターフェース１６１を備える。センサプローブ１５１、分光器１５２、及び光源１５４については、図１７に示したセンサシステム１５０が備えるセンサプローブ１５１、分光器１５２、及び光源１５４と同様であるので重複した説明は省略する。
【００９８】
インターフェース１６１は、分光器１５２の出力（分光器１５２で分光された検出光１２２のスペクトル）を、既存のスコープカメラシステム１７０の表示部１７３に表示するためのインターフェースである。インターフェース１６１には、分光器１５２から検出光１２２のスペクトル情報が供給される。インターフェース１６１は、制御部１７２に検出光１２２のスペクトル情報を出力する。これにより、スコープカメラ１７１で取得した映像が表示されている表示部１７３に、分光器１５２で分光された検出光１２２のスペクトルのグラフを重畳して表示させることができる。執刀医は、スコープカメラ１７１で取得した患者の患部の映像を表示部１７３で確認しながら、センサプローブ１５１で得られた検出光１２２のスペクトルを表示部１７３で確認することができる。よって、スコープカメラ１７１の映像を表示部１７３で確認しながら、腫瘤の存在の有無を確認することができる。
【００９９】
なお、本実施の形態にかかるセンサシステム１５０、１６０では、分光器１５２で分光された検出光１２２のスペクトルに基づいて、病変（腫瘤）が存在するか否かを自動で判定するように構成してもよい。例えば、図１７に示すセンサシステム１５０が備える測定情報表示部１５３は、分光器１５２で分光された検出光１２２のスペクトルに基づいて、病変（腫瘤）が存在するか否かを自動で判定し、この判定結果を表示してもよい。また、例えば、図１８に示すセンサシステム１６０が備えるインターフェース１６１は、分光器１５２で分光された検出光１２２のスペクトルに基づいて、病変（腫瘤）が存在するか否かを自動で判定し、この判定結果を表示部１７３に表示してもよい。また、病変（腫瘤）が存在するか否かの判定結果を音（ブザー）で知らせるようにしてもよい。例えば、病変（腫瘤）が存在するという判定結果である場合にブザーを鳴らすようにしてもよい。
【０１００】
以上で説明した本実施の形態にかかる発明により、執刀医が直接指で触れることなく、病変の位置を精度よく特定することが可能なセンサプローブ、及びセンサシステムを提供することができる。
【０１０１】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図１９は、実施の形態３にかかるセンサプローブを説明するための断面図である。本実施の形態にかかるセンサプローブ１０２は、実施の形態２で説明したセンサプローブ１０１と比べて、感圧部２１０を備える点が異なる。これ以外の構成については実施の形態２で説明した場合と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【０１０２】
図１９に示すように、本実施の形態にかかるセンサプローブ１０２のヘッド部１１１には、感圧部２１０が設けられている。感圧部２１０は、ヘッド部１１１のスライド部１１２が設けられている側と反対側の面に設けられている。感圧部２１０は、指先の感覚を持たせたセンサである。したがって、本実施の形態にかかるセンサプローブ１０２では、スライド部１１２を検査対象部位１３１に接触させることで、光学的に病変（腫瘤）を検出することができる。また、感圧部２１０を検査対象部位１３１に接触させて、病変（腫瘤）からの圧力を検出することで、力学的に病変（腫瘤）を検出することができる。
【０１０３】
例えば、プローブ本体１１０は、スライド部１１２が検査対象部位１３１に接触する場合と、感圧部２１０が検査対象部位１３１に接触する場合と、を切り替える切り替え機構（不図示）を備えていてもよい。例えば、切り替え機構は、プローブ本体１１０の長手方向に伸びる回転軸を中心に、プローブ本体を１８０度ずつ回転させる機構であってもよい。このような切り替え機構を設けることで、スライド部１１２が検査対象部位１３１に接触する場合と、感圧部２１０が検査対象部位１３１に接触する場合と、を迅速に切り替えることができる。
【０１０４】
次に、本実施の形態にかかるセンサプローブ１０２が備える感圧部２１０について詳細に説明する。図２０は、本実施の形態にかかるセンサプローブが備える感圧部２１０を説明するための断面図である。図２０に示すように、感圧部２１０は、ヘッド部１１１に設けられたシート状の感圧センサ２１１と、感圧センサ２１１の表面に設けられた圧子２１２と、を備える。
【０１０５】
図２０に示すように、感圧センサ２１１はシート状のセンサであり、ヘッド部１１１の表面に設けられている。感圧センサ２１１には、圧電素子や感圧素子等を用いることができる。ここで、圧電素子は、素子に加わる圧力を電圧信号に変換する素子である。また、感圧素子は、素子に加わる圧力に応じて素子の電気抵抗値が変化する素子である。例えば、感圧素子としてＦＳＲセンサを用いることができる。ＦＳＲセンサは、素子に加わる圧力が大きくなるほど、素子の抵抗値が小さくなる感圧素子である。
【０１０６】
図２０に示すように、圧子２１２は感圧センサ２１１の表面に設けられている。圧子２１２は、感圧センサ２１１に対して変位可能に構成されている。具体的には、圧子２１２は、検査対象部位１３１から圧子２１２（接触部２１３）に伝わった力に応じて変位可能に構成されている。
【０１０７】
図２０、図２１に示すように、圧子２１２は、接触部２１３と複数の突出部２１４とを備える。接触部２１３は、検査対象部位１３１に接触しながらスライドする部分である。このため、接触部２１３は、検査対象部位１３１に接触しながら滑らかにスライドするように、表面を滑らかな形状としている。図２０、図２１に示す例では、接触部２１３を略半球形状の部材を用いて構成している。
【０１０８】
なお、接触部２１３の形状は略半球形状に限定されることはなく、手術をする部位等に応じて適宜、形状を変更することができる。また、接触部２１３はシリコーンゴム等の弾力性のある材料で構成してもよい。このように、弾力性のある材料で接触部２１３を構成することで、接触部２１３が検査対象部位１３１の表面を滑らかにスライドすることができる。
【０１０９】
図２０、図２１に示すように、複数の突出部２１４は、圧子２１２の感圧センサ２１１側の面２１７に設けられており、感圧センサ２１１側に向かって突出して、感圧センサ２１１の表面に接触している。図２１、図２２に示すように、複数の突出部２１４の各々は、圧子２１２の感圧センサ２１１側の面２１７と垂直な軸１１８を中心とする円１１９（図２２参照）の円周上に配置されている。
【０１１０】
なお、図２１、図２２に示す例では、８個の突出部２１４を備える構成を示したが、本実施の形態では複数の突出部２１４の数や配置は任意に決定することができる。また、図２０、図２１では、複数の突出部２１４の形状を円柱形状とした例を示したが、本実施の形態では複数の突出部２１４の形状はこれ以外の形状（例えば、三角柱、四角柱、三角錐、四角錐、円錐など）としてもよい。
【０１１１】
図２０に示すように、圧子２１２は感圧センサ２１１の表面に接続部材２１５を用いて取り付けられている。接続部材２１５は、例えば弾力性と粘着性を備えた部材を用いて構成することができる。これにより、感圧センサ２１１に対して変位するように、圧子２１２を感圧センサ２１１に取り付けることができる。例えば、接続部材２１５は、円柱状の弾性体（ゴムやウレタン等）の表面に接着剤を塗布することで形成することができる。
【０１１２】
図２２に示すように、接続部材２１５は、圧子２１２の感圧センサ２１１側の面２１７において、円１１９の内側（つまり、圧子２１２の面２１７の中心部）に設けられている。接続部材２１５をこのような配置とすることで、圧子２１２が軸１１８を中心として変位するように構成することができる。
【０１１３】
図２３は、感圧部２１０を用いて病変（腫瘤）を検出する動作を説明するための断面図である。図２３（ａ）に示すように、感圧部２１０を用いて病変（腫瘤）１３２を検出する際は、圧子２１２の接触部２１３が検査対象部位１３１の表面に接触しながらスライドするように、プローブ本体１１０を移動させる。
【０１１４】
そして、図２３（ｂ）に示すように、圧子２１２の接触部２１３が病変（腫瘤）１３２に近づくと、病変（腫瘤）１３２から接触部２１３に力が伝わる。つまり、病変（腫瘤）１３２は検査対象部位１３１の他の部分よりも硬いため、病変（腫瘤）１３２から圧子２１２の接触部２１３に力（応力）が伝わる。検査対象部位１３１（腫瘤１３２）から接触部２１３に伝わった力は、圧子２１２に設けられた突出部２１４のうちの少なくとも一つを介して感圧センサ２１１に伝達される。すなわち、感圧センサ２１１が突出部２１４によって押されることで、感圧センサ２１１が圧力を検出する。
【０１１５】
本実施の形態にかかるセンサプローブ１０２においても、プローブ本体１１０の先端側に取り付けられた感圧部２１０およびスライド部１１２を用いて、検査対象部位１３１を検査することができる。したがって、執刀医の指が届かない位置であっても、執刀医が直接指で触れることなく、病変の位置を特定することができる。
【０１１６】
また、本実施の形態では、圧子２１２の感圧センサ２１１側の面に複数の突出部２１４を設け、検査対象部位１３１から圧子２１２の接触部２１３に伝わった力が、突出部２１４を介して感圧センサ２１１に伝達されるように、感圧部２１０を構成している。このような構成とすることで、検査対象部位１３１から圧子２１２の接触部２１３に伝わった力を、圧子２１２の突出部２１４に集約することができるので、感圧センサ２１１で感度よく圧力を検出することができる。
【０１１７】
すなわち、仮に圧子２１２に複数の突出部２１４を設けることなく、圧子２１２と感圧センサ２１１とを互いに面接触させた場合は、検査対象部位１３１から圧子２１２の接触部２１３に伝わった力は、圧子２１２から感圧センサ２１１に伝わる際に、接触面において分散される。このため、感圧センサ２１１に伝わる力が弱くなり、感圧センサ２１１における検出感度が低下する。
【０１１８】
一方、本実施の形態のように、圧子２１２に複数の突出部２１４を設けた場合は、圧子２１２（突出部２１４）と感圧センサ２１１とが互いに点接触する。この場合は、圧子２１２の接触部２１３に伝わった力は、圧子２１２から感圧センサ２１１に伝わる際に、圧子２１２の突出部２１４に集約される。このため、突出部２１４から感圧センサ２１１に伝わる力が強くなり、感圧センサ２１１における検出感度が向上する。
【０１１９】
特に、ＦＳＲセンサは局所的な応力集中を敏感に感じる特性を有するため、圧子２１２に加わる力を突出部２１４に集約させることで、感圧センサ２１１における検出感度を機械的に高めることができる。
【０１２０】
一例を挙げると、本実施の形態にかかる感圧センサプローブは、数十〜百数十ｇｆの接触力で、２〜５ｍｍ程度の腫瘤を検出することができる（アスカー硬さＣ０中のＣ３〜１０に相当）。
【０１２１】
図２４は、本実施の形態にかかるセンサプローブ１０２の一例を示す斜視図であり、実際に手術に用いられるセンサプローブ１０２を想定した構成例を示している。図２４に示すように、センサプローブ１０２はプローブ本体１１０の先端側にヘッド部１１１が設けられている。ヘッド部１１１の一方側にはスライド部１１２が設けられており、他方側には感圧部２１０が設けられている。
【０１２２】
本実施の形態にかかるセンサプローブ１０２は、患者の胸腔等に開けられた孔部を通して患者の体内に導入されるので、防水性を備えていることが好ましい。このため、図２４に示すセンサプローブ１０２では、プローブ本体１１０およびヘッド部１１１の全体が防水性を備えるように構成している。
【０１２３】
次に、本実施の形態にかかるセンサプローブを備えたセンサシステムについて説明する。図２５は、本実施の形態にかかるセンサシステムを説明するためのブロック図である。図２５に示すように、本実施の形態にかかるセンサシステム１８０は、センサプローブ１８１、分光器１５２、光源１５４、信号変換部１８２、測定情報表示部１８３、及び発音部１８４を備える。センサプローブ１８１は、上述したスライド部１１２と感圧部２１０とを備えるセンサプローブ１０２に対応している。
【０１２４】
センサプローブ１８１は、スライド部１１２を用いて検査対象部位１３１を検査している場合、光源１５４で生成された照射光１２１を検査対象部位１３１に照射し、検査対象部位１３１で反射された検出光１２２を分光器１５２に導入する。分光器１５２は、検査対象部位１３１で反射された検出光１２２を分光する。これにより、検出光１２２のスペクトル（波長と反射強度との関係：図１５参照）を取得することができる。
【０１２５】
測定情報表示部１８３は、分光器１５２で分光された検出光１２２のスペクトルを表示する。具体的には、図１５に示したような波長と反射強度との関係を示すグラフをディスプレイに表示する。執刀医は、測定情報表示部１５３に表示されている検出光１２２のスペクトルに基づいて、病変（腫瘤）が存在するか否かを判断することができる。
【０１２６】
一方、センサプローブ１８１は、感圧部２１０を用いて検査対象部位１３１を検査している場合、感圧センサ２１１（図２０等参照）で検出した圧力に対応した信号を信号変換部１８２に出力する。例えば、感圧センサ２１１をＦＳＲセンサで構成した場合は、感圧センサ２１１から出力される信号は抵抗値である。
【０１２７】
信号変換部１８２は、センサプローブ１８１（感圧センサ２１１）から供給された信号を圧力信号に変換する。例えば、感圧センサ２１１をＦＳＲセンサで構成した場合、感圧センサ２１１から出力される信号は抵抗値であるので、信号変換部１８２は、この抵抗値を電圧値（圧力信号）に変換する。
【０１２８】
測定情報表示部１８３は、センサプローブ１８１（感圧センサ２１１）で測定された圧力に関する情報（つまり、信号変換部１８２の出力に応じた測定情報）を表示する。例えば、測定情報表示部１８３は、センサプローブ１８１（感圧センサ２１１）で測定された圧力を、バーグラフを用いて表示することができる。
【０１２９】
例えば、感圧センサ２１１（ＦＳＲセンサ）に加わる圧力が大きくなるほど、バーグラフのバーの数が多くなるようにすることで、圧力レベルを表示することができる。執刀医は、測定情報表示部１８３に表示される圧力レベルが所定以上である場合（換言すると、バーグラフのバーの数が所定の数以上である場合）、検査対象部位に腫瘤が存在すると判断することができる。
【０１３０】
発音部１８４は、センサプローブ１８１（感圧センサ２１１）で測定された圧力（つまり、信号変換部１８２の出力）に応じた音を出力する。具体的には、発音部１８４は、センサプローブ１８１で測定された圧力に応じて音の周波数を変化させるように構成されている。例えば、発音部１８４は、複数の周波数の音を出力可能なブザーを用いて構成することができる。例えば、感圧センサ２１１（ＦＳＲセンサ）に加わる圧力が大きくなるほど、ブザーの周波数が高くなるようにすることで、感圧センサ２１１（ＦＳＲセンサ）で検出した圧力レベルを音で伝えることができる。例えば、手術中に執刀医が測定情報表示部１８３を見ることができない場合、執刀医は、発音部１８４のブザーの音に基づいて、検査対象部位に腫瘤が存在するか否かを判断することができる。
【０１３１】
なお、図２５に示すセンサシステム１８０では、測定情報表示部１８３および発音部１８４を備える構成を示した。しかし、本実施の形態にかかるセンサシステム１５０では、発音部１８４を省略してもよい。
【０１３２】
また、本実施の形態にかかるセンサシステムにおいても、図１８に示したセンサシステムのように、既存のスコープカメラシステム１７０に、本実施の形態にかかるセンサシステムを組み込んでもよい。この場合は、分光器１５２と信号変換部１８２の出力側にインターフェース１６１を接続することで、センサプローブ１８１（感圧センサ２１１）で測定された圧力と検出光１２２のスペクトルとをスコープカメラシステム１７０の表示部１７３に表示させることができる。
【０１３３】
本実施の形態では、センサプローブ１０２のヘッド部１１１に、スライド部１１２と感圧部２１０をそれぞれ設けている。そして、スライド部１１２を検査対象部位１３１に接触させることで、光学的に病変（腫瘤）を検出している。また、感圧部２１０を検査対象部位１３１に接触させて、病変（腫瘤）からの圧力を検出することで、力学的に病変（腫瘤）を検出している。したがって、異なる種類の２つのセンサを用いて、病変（腫瘤）の有無を調べることができるので、一つのセンサを用いた場合よりも確実に病変（腫瘤）を検出することができる。また、本実施の形態にかかるセンサプローブ１０２により、スライド部１１２を用いて光学的に病変（腫瘤）を検出する場合と、感圧部２１０を用いて力学的に病変（腫瘤）を検出する場合とを手術中に容易に選択することができるようになる。
【０１３４】
上述の本実施の形態にかかるセンサプローブ、及びセンサシステムは、内視鏡や胸腔鏡等を用いた外科手術に広く用いることができる。特に、本実施の形態にかかるセンサプローブ、及びセンサシステムは、胸腔鏡を用いた肺の手術に好適に用いることができる。つまり、肺は空気を含む臓器であるため、小さな早期がんの場合は、ＣＴスキャンや超音波画像診断装置では明瞭な画像を得ることは困難である。このような場合、本実施の形態にかかるセンサプローブ、及びセンサシステムを用いることで、執刀医は、直接指で触れることなく、病変の位置を精度よく特定することができる。
【０１３５】
以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。
【符号の説明】
【０１３６】
１、２、３  センサプローブ
１０  プローブ本体
１１  感圧センサ
１２  圧子
１４  突出部
１５  接続部材
１６  先端部
２１  検査対象部位
２２  腫瘤
２５  防水カバー
５０、６０  センサシステム
５１  センサプローブ
５２  信号変換部
５３  測定情報表示部
５４  発音部
６１  インターフェース
７０  スコープカメラシステム
７１  スコープカメラ
７２  制御部
７３  表示部
１０１、１０２  センサプローブ
１１０  プローブ本体
１１１  ヘッド部
１１２  スライド部
１１３  光伝搬部
１１４  照射光用光ファイバ
１１５  検出光用光ファイバ
１１７  反射部材
１２１  照射光
１２２  検出光
１３１  検査対象部位
１３２  病変（腫瘤）
１５０、１６０、１８０  センサシステム
１５１  センサプローブ
１５２  分光器
１５３  測定情報表示部
１５４  光源
１６１  インターフェース
１７０  スコープカメラシステム
１７１  スコープカメラ
１７２  制御部
１７３  表示部
１８１  センサプローブ
１８２  信号変換部
１８３  測定情報表示部
１８４  発音部
２１０  感圧部
２１１  感圧センサ
２１２  圧子
２１３  接触部
２１４  突出部
２１５  接続部材
【図１】
2020054554.tif 000003
【図２】
2020054554.tif 000004
【図３】
2020054554.tif 000005
【図４】
2020054554.tif 000006
【図５】
2020054554.tif 000007
【図６】
2020054554.tif 000008
【図７】
2020054554.tif 000009
【図８】
2020054554.tif 000010
【図９】
2020054554.tif 000011
【図１０】
2020054554.tif 000012
【図１１】
2020054554.tif 000013
【図１２】
2020054554.tif 000014
【図１３】
2020054554.tif 000015
【図１４】
2020054554.tif 000016
【図１５】
2020054554.tif 000017
【図１６】
2020054554.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
2020054554.tif 000020
【図１９】
2020054554.tif 000021
【図２０】
2020054554.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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