(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の体腔内に挿入された医療用チューブの先端部の位置を検出する医療用チューブの先端位置検出システムであって、
前記医療用チューブの先端部に設けた軟質磁性体で構成される被検出体と、
前記被検出体を患者の体外から検出する検出装置と、から構成され、
前記検出装置は、
１個または２個以上の矩形状の励起コイルで構成され、５０Ｈｚ〜５０ｋＨｚの第１の交流磁界を発生させる発生手段と、
該発生手段によって発生された第１の交流磁界によって磁化される前記被検出体から発生される第２の交流磁界を体外で検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて前記被検出体の位置を推定する推定手段と、
を備え、
前記検出手段は、
前記第１の交流磁界を発生させる直線状の励起電流が供給される部位を有する前記１個または２個以上の矩形状の励起コイルと、前記第１の交流磁界と直交する前記第２の交流磁界成分を検出する磁界検出器と、
を有することを特徴とする医療用チューブの先端位置検出システム。
【請求項２】
２個以上の前記矩形状の励起コイルを備え、当該２個以上の矩形状の励起コイルは一つの線分を対向させると共に、前記対向した線分に流れる電流が同一方向であるように平行配置されることを特徴とする請求項１記載の医療用チューブの先端位置検出システム。
【請求項３】
前記被検出体は、円柱に成形され、
前記励起コイルは、前記被検出体の長手方向と略平行で、且つ反磁界係数が小さくなる方向に交流磁界を発生させる直線状の励起電流が供給される部位を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の医療用チューブの先端位置検出システム。
【請求項４】
前記推定手段は、
前記検出手段による検出結果に基づいて医療用チューブの先端位置を解析する解析手段と、
該解析手段による結果を数値情報または画像情報として表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の医療用チューブの先端位置検出システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の先端位置検出システムに適用される医療用チューブであって、
可撓性を有するチューブ本体と、
軟質磁性体で構成され、前記チューブ本体の一方の先端部に固定される被検出体と、
から構成され、
前記被検出体は、０．１以下の反磁界係数を有することを特徴とする医療用チューブ。
【請求項６】
前記被検出体は、径方向の長さよりも長手方向の長さの方が大きい形状を有することを特徴とする請求項５に記載の医療用チューブ。
【請求項７】
前記被検出体は、軟磁性体の薄板を渦巻き状に丸めたり円筒状に重ねた形状、複数の短冊、細線を束ねた形状、短冊状または細線状の何れかの形状に成形された軟質磁性体部材が前記チューブ本体に内装されることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の医療用チューブ。
【請求項８】
前記被検出体は、長手方向の長さが１．５ｃｍ以下とされることを特徴とする請求項５から請求項７の何れか１項に記載の医療用チューブ。
【請求項９】
前記被検出体は、複数の軟質磁性体部材を長手方向に複数個直列に並べて構成されることを特徴とする請求項５から請求項８の何れか１項に記載の医療用チューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば栄養チューブ等を人体に挿入した際における当該チューブの先端部の位置を正確に検出する医療用チューブの先端位置検出システムおよび当該システムに適用する医療用チューブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から臨床医療においては、患者の体腔内に各種の医療用チューブを挿入して治療を行う場合がある。
【０００３】
例えば、咀嚼や嚥下が困難となった病院内の入院患者に対しては、外部から栄養分を補給するために、鼻から挿入される医療用チューブ（経鼻栄養チューブと呼称される）を介して栄養剤を胃に直接的に送り込む治療が一般的に行われている。
【０００４】
ところで、経鼻栄養チューブを通して栄養剤を補給しながら治療を行う場合には、栄養チューブの先端部が胃内に確実に位置している必要がある。
【０００５】
即ち、例えば経鼻栄養チューブが胃内や食道内でカールアップして、チューブの先端が上方へ移動した場合には、栄養剤が気管に入ってしまい肺炎などの疾病が発生するなどの不具合があった。
【０００６】
そのため、経鼻栄養チューブを挿管した後には、先端部が胃の所定位置に到達していることの確認が必要である。
【０００７】
従来において、医療用チューブの先端位置の確認は、Ｘ線透視により行われていた。しかし、この確認方法では、患者をＸ線装置まで移動させる必要があり、患者の身体にかかる負担が大きいという問題があった。
【０００８】
特に、経鼻栄養チューブは、挿管後、数日にわたって同じチューブを継続使用するため、所定時間経過する毎に先端の位置を再確認する必要があり、患者の負担は一層大きなものとなっていた。また、Ｘ線の被曝量の増大も懸念される。
【０００９】
そこで、Ｘ線装置を用いることなく、より簡易な装置によって医療用チューブの先端位置を検出する技術が提案されている。
【００１０】
このような技術としては、例えば、特許第３５６６２９３号公報（特許文献１）に開示のものが挙げられる。
【００１１】
特許文献１には、患者の体内の医療用チューブの位置検出装置及び方法が開示されている。
【００１２】
より具体的には、医療用チューブに連携させた磁石により発生した静磁界強度勾配を検知し、ユーザにその勾配の値を表示させてチューブの位置を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第３５６６２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来技術では、ピーク値は磁石の向きにより変化するため、磁石の磁化方向とセンサの感磁方向とが垂直に近づくにつれ、ピーク値近傍での変化が緩やかになって感度が低下するという不都合があった。
【００１５】
また、上記従来技術では、感度を高めるためには、磁界強度の強い磁石を用いることが望ましいが、このような磁石には、ニッケルやクロム等の人体に有害な物質を含む場合がある。そのため、万一、磁石が医療用チューブから脱落したような場合には、人体に害を及ぼす虞があり、安全性の面でも問題があった。
【００１６】
本発明は上記の事情に鑑み、医療用チューブの先端位置を簡易且つ正確に検出することができ、また安全性を向上させることのできる医療用チューブの先端位置検出システムおよび当該システムに適用する医療用チューブを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するため、請求項１の発明に係る医療用チューブの先端位置検出システムは、患者の体腔内に挿入された医療用チューブの先端部の位置を検出する医療用チューブの先端位置検出システムであって、前記医療用チューブの先端部に設けた軟質磁性体で構成される被検出体と、前記被検出体を患者の体外から検出する検出装置と、から構成され、前記検出装置は、１個または２個以上の矩形状の励起コイルで構成され、５０Ｈｚ〜５０ｋＨｚの第１の交流磁界を発生させる発生手段と、該発生手段によって発生された第１の交流磁界によって磁化される前記被検出体から発生される第２の交流磁界を体外で検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて前記被検出体の位置を推定する推定手段と、を備え、前記検出手段は、前記第１の交流磁界を発生させる直線状の励起電流が供給される部位を有する前記１個または２個以上の矩形状の励起コイルと、前記第１の交流磁界と直交する前記第２の交流磁界成分を検出する磁界検出器と、を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項２の発明に係る医療用チューブの先端位置検出システムは、請求項１に記載の発明について、２個以上の前記矩形状の励起コイルを備え、当該２個以上の矩形状の励起コイルは一つの線分を対向させると共に、前記対向した線分に流れる電流が同一方向であるように平行配置されることを特徴とする。
【００２０】
請求項３の発明に係る医療用チューブの先端位置検出システムは、請求項１または請求項２の何れかに記載の発明について、前記被検出体は、円柱に成形され、前記励起コイルは、前記被検出体の長手方向と略平行で、且つ反磁界係数が小さくなる方向に交流磁界を発生させる直線状の励起電流が供給される部位を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項４の発明に係る医療用チューブの先端位置検出システムは、請求項１から請求項３の何れかに記載の発明について、前記推定手段は、前記検出手段による検出結果に基づいて医療用チューブの先端位置を解析する解析手段と、該解析手段による結果を数値情報または画像情報として表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項５の発明に係る医療用チューブは、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の先端位置検出システムに適用される医療用チューブであって、可撓性を有するチューブ本体と、軟質磁性体で構成され、前記チューブ本体の一方の先端部に固定される被検出体と、から構成され、前記被検出体は、０．１以下の反磁界係数を有することを特徴とする。
【００２６】
請求項６の発明に係る医療用チューブは、請求項５に記載の発明について、前記被検出体は、径方向の長さよりも長手方向の長さの方が大きい形状を有することを特徴とする。
【００２７】
請求項７の発明に係る医療用チューブは、請求項５または請求項６の何れかに記載の発明について、前記被検出体は、薄板を渦巻き状に丸めたり円筒状に重ねた形状、複数の短冊、細線を束ねた形状、短冊状または細線状の何れかの形状に成形された軟質磁性体部材が前記チューブ本体に内装されることを特徴とする。
【００２８】
請求項８の発明に係る医療用チューブは、請求項５から請求項７の何れか１項に記載の発明について、前記被検出体は、長手方向の長さが１．５ｃｍ以下とされることを特徴とする。
【００２９】
請求項９の発明に係る医療用チューブは、請求項５から請求項８の何れか１項に記載の発明について、前記被検出体は、複数の軟質磁性体部材を長手方向に複数個直列に並べて構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば以下の効果を奏することができる。
【００３１】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、発生手段によって発生された第１の交流磁界によって磁化される軟質磁性体の被検出体から発生される第２の交流磁界を検出手段によって体外で検出するので、医療用チューブの先端位置を簡易且つ正確に検出することができるという優れた効果を奏する。
【００３２】
また、被検出体として人体に無害の軟質磁性体を用いているので、安全性を向上させることができるという効果もある。
【００３３】
また、発生手段が５０Ｈｚ〜５０ｋＨｚの交流磁界を発生させる１個または２個以上の矩形状の励起コイルで構成されるので、医療用チューブの先端位置をより正確に検出することができる。
また、検出手段は、矩形状の励起コイルと垂直な検出面を有する検出コイルや磁気センサなどの磁界検出器で構成され、該磁界検出器によって第１の交流磁界と直交する交流磁界成分を検出するので、励起磁界や地磁気等に影響されず医療用チューブの先端位置をより正確に検出することができる。
【００３４】
請求項２に記載の発明によれば、５０Ｈｚ〜５０ｋＨｚの交流磁界を発生させる２個以上の矩形状の励起コイルで構成され、当該２個以上の励起コイルは一つの線分を対向させると共に、対向した線分に流れる電流が同一方向であるように平行配置されるので、磁界強度が強まり医療用チューブの先端位置をより正確に検出することができる。
【００３５】
請求項３に記載の発明によれば、前記被検出体は、円柱に成形され、前記励起コイルは、前記被検出体の長手方向と略平行で、且つ反磁界係数が小さくなる方向に交流磁界を発生させる直線状の励起電流が供給される部位を有するので、検出精度が向上され医療用チューブの先端位置をより正確に検出することができる。
【００３８】
請求項４に記載の発明によれば、推定手段が検出手段による検出結果に基づいて医療用チューブの先端位置を解析する解析手段と、該解析手段による結果を数値情報または画像情報として表示する表示手段とを備えるので、医療用チューブの先端位置を容易且つ正確に把握することができる。
【００３９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の先端位置検出システムに適用される医療用チューブであって、可撓性を有するチューブ本体と、軟質磁性体で構成され、前記チューブ本体の一方の先端部に固定される被検出体と、から構成され、前記被検出体は、０．１以下の反磁界係数を有するので、安価で安全な医療用チューブを提供することができる。
また、被検出体が０．１以下の反磁界係数を有するので、交流磁界の印加により容易に磁化して医療用チューブの先端位置を確実に検出することができる。
【００４１】
請求項６に記載の発明によれば、被検出体が径方向の長さよりも長手方向の長さの方が大きい形状を有するので、縦、横の判別ができ、医療用チューブの先端位置をより確実に検出することができる。
【００４２】
請求項７に記載の発明によれば、被検出体が軟磁性体の薄板を渦巻き状に丸めたり円筒状に重ねた形状や複数の短冊または細線を束ねた形状の軟質磁性体部材を医療用チューブに内装されるので、発生される第２の交流磁界の強度を高めることができ、医療用チューブの先端位置をより確実に検出することができる。
【００４３】
請求項８に記載の発明によれば、被検出体が長手方向の長さが１．５ｃｍ以下とされるので、人体に負担をかけること無く、例えば鼻孔から医療用チューブを容易に挿入することができる。
【００４４】
請求項９に記載の発明によれば、被検出体が複数の軟質磁性体部材を長手方向に複数個直列に並べて構成されるので、発生される第２の交流磁界の強度を高めることができ、医療用チューブの先端位置をより確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施形態に係る医療用チューブの先端位置検出システムの機能構成を示す機能ブロック図である。
【図２】矩形状の励起コイルの構成例を示す説明図である。
【図３】反磁場係数（Ｎ）と寸法比（ｌ／ｄ）の関係を示すグラフである。
【図４】丸棒、細長楕円形、扁平楕円形の寸法比と反磁場係数の一般的な関係を示す表である。
【図５】矩形状の励起コイルおよび磁界検出器の構成例を示す概略図である。
【図６】検出装置の構成例を示す回路図である。
【図７】医療用チューブにおける被検出体の取付例を示す説明図である。
【図８】医療用チューブにおける被検出体の他の取付例を示す説明図である。
【図９】医療用チューブにおける被検出体の他の取付例を示す説明図である。
【図１０】第１の実施形態に係る医療用チューブの先端位置検出システムの構成および使用状態を示す説明図である。
【図１１】第２の実施形態に係る医療用チューブの先端位置検出システムの機能構成を示す機能ブロック図である。
【図１２】第２の実施形態に係る医療用チューブの先端位置検出システムの構成および使用状態を示す説明図である。
【図１３】第３の実施形態に係る医療用チューブの先端位置検出システムの構成および使用状態を示す説明図である。
【図１４】医療用チューブに適用される被検出体の他の形状を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、本発明の一例としての実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００４７】
各実施の形態を説明する前に、本発明に係る医療用チューブの先端位置検出システムの検出原理について説明する。
【００４８】
本発明に係る医療用チューブの先端位置検出システムでは、体表においた励起コイルによって特定周波数の磁界（第１の交流磁界）を発生させ、チューブ先端に固定した被検出体を交流的に磁化させる。そして、被検出体によって発生した信号磁界（第２の交流磁界）を、励起コイルに近接させた位置にある磁界検出器によって検出し、誘導電圧の変化から被検出体の位置を推定するというものである。
【００４９】
なお、被検出体が発生する信号磁界は非常に小さいため、検出感度は励起周波数成分の除去率に依存することを付言する。
【００５０】
［第１の実施形態］
図１から図１０を参照して、本発明についての第１の実施形態に係る医療用チューブの先端位置検出システムＳ１について説明する。
【００５１】
まず、図１を参照して医療用チューブの先端位置検出システムＳ１の機能構成について説明する。
【００５２】
本実施の形態に係る医療用チューブの先端位置検出システムＳ１は、図１に示すように、軟質磁性体で構成されて、医療用チューブＴの先端部に設けられる被検出体（マーカー）１０と、被検出体１０を患者の体外から検出する検出装置Ｍ１とから構成される。
【００５３】
ここで、軟質磁性体（ｓｏｆｔ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌ）とは、保磁力が小さく透磁率が大きいことを特徴とする材料を指す。被検出体１０を構成する軟質磁性体としては、特には限定されないが、例えば、 鉄、ケイ素鋼、パーマロイ、センダスト、パーメンジュール、ソフトフェライト、アモルファス磁性合金、ナノクリスタル磁性合金等を用いることができる。
【００５４】
これらの軟質磁性体、特に固体の鉄，フェライトは人体に取り込まれず、酸化鉄や鉄の酸化物であるフェライトは人体に無害であるので、万一、被検出体１０が体内で脱落する等の事態を生じた場合にも人体の安全を確保することができる。
【００５５】
検出装置Ｍ１は、磁界の向きと強度が時間的に変化する第１の交流磁界を体外において発生させる交流磁界発生装置２０（発生手段の一例）と、交流磁界発生装置２０によって発生された第１の交流磁界によって磁化される被検出体１０から発生される第２の交流磁界を体外で検出する磁界検出器３０（検出手段の一例）と、磁界検出器３０による検出結果に基づいて被検出体１０の位置を推定する先端位置推定部４０（推定手段の一例）とから構成される。
【００５６】
交流磁界発生装置２０は、例えば５０Ｈｚ〜５０ｋＨｚの交流磁界を発生させる１つまたは２つの矩形状の励起コイル２０１で構成することができる。これにより、医療用チューブＴの先端位置をより正確に検出することができる。
【００５７】
交流磁界を発生させるための交流電流の供給は、例えば５０Ｈｚ〜５０ｋＨｚの周波数帯域を有するオーディオアンプ等のアンプ２０２等で行うことができる。
【００５８】
また、励起コイル２０１は、被検出体１０の長手方向と略平行で、且つ反磁界係数が小さくなる方向に交流磁界を発生させる直線状の励起電流が供給される部位を有するようになっている。
【００５９】
即ち、例えば、図２の（ａ）〜（ｃ）に示すように、矩形状の励起コイル２０１の各辺（線分部分）２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄの何れかに、被検出体１０の長手方向と略平行であり、且つ反磁界係数が小さくなる方向に励起磁界が発生するよう直線状の励起電流（線状電流）が供給される。
【００６０】
これにより、検出精度が向上され医療用チューブＴの先端位置をより正確に検出することができる。
【００６１】
なお、図２の（ａ）は単体の矩形状の励起コイル２０１を、図２の（ｂ）は辺２０１ｄにおいて線状電流が同一方向となるように形成した励起コイル２０１を、図２の（ｃ）は各辺２０１ａ〜２０１ｄにおいて線状電流が同一方向となるように形成した励起コイル２０１を模式的に示したものである。
【００６２】
ここで、反磁場係数（Ｄｅｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｅｆｆｃｉｅｎｔ）、とは、反磁場の大きさを決める定数であり、磁化された物質の形状によって左右され、０〜１の間の値を取り得る係数である。
【００６３】
参考のため、図３として反磁場係数（Ｎ）と寸法比（ｌ／ｄ）の関係を示すグラフおよび図４として丸棒、細長楕円形、扁平楕円形の寸法比と反磁場係数の一般的な関係を示す表（出典元は「磁性体ハンドブック」）を示す。
【００６４】
なお、本実施の形態において、被検出体１０は、０．１以下の反磁界係数を有している。
【００６５】
これにより、交流磁界の印加により磁化して医療用チューブＴの先端位置を確実に検出することができる。
【００６６】
磁界検出器３０としては検出コイルや磁気センサが使われる。図５（ａ）の矩形状の励起コイルと垂直な検出面を有する検出コイルや磁気センサなどの磁界検出器で構成され、被検出体１０が発生する交流磁界のなかで励起コイルによる交流磁界と直交する信号成分を検出する検出器として構成される。
【００６７】
また、図５の（ｂ）に示す例は、所定の距離で対向される２つの矩形状の励起コイル２０１Ａ、２０１Ｂを設け、この励起コイル２０１Ａと２０１Ｂの中間近傍に，検出面が励起コイルと垂直になるように磁界検出器３０を設けて感度を向上させた構成とした場合を示す。
【００６８】
このように、磁界検出器３０によって第１の交流磁界と直交する信号磁界成分を検出するので、励起磁界や地磁気等に影響されず医療用チューブＴの先端位置をより正確に検出することができる。
【００６９】
なお、図５の（ａ）、（ｂ）において、符号Ｂｅは矩形状の励起コイル２０１によって発生される第１の交流磁界を、符号Ｂｓは磁化された被検出体１０から発生される信号磁界としての第２の交流磁界を示す。
【００７０】
また、本実施の形態における先端位置推定部４０は、磁界検出器３０による検出磁界を増幅する低雑音アンプ４０２と、低雑音アンプ４０２出力の振幅、位相を調節する振幅、位相調節器４０３，検出結果に応じた音、光を出力して報知するスピーカ、ＬＥＤ等で構成される報知部４０１（報知手段の一例）で構成される。
【００７１】
これにより、光や音により医療用チューブＴの先端位置を容易に把握することができる。
【００７２】
図６には、検出装置Ｍ１を実現可能な具体的な回路の例を示す。なお、図６において符号４１５は所定の励起周波数を発生する交流電源、４１６は所定の電圧降下を得る抵抗である。
【００７３】
また、振幅、位相調節器４０３は、次の目的のために設けられている。
【００７４】
即ち、検出コイル３０の出力に残存する励起磁界成分を除去するために、励起電流に比例する信号を取り出し、その振幅と位相を調節して、検出磁界ないし検出出力に符号を反転させて負の値とした後に付加することで、励起磁界残留成分を最小とするために位相調節器４０３を設けている。
【００７５】
ここで、医療用チューブＴの実施の形態について説明する。
【００７６】
可撓性を有するチューブ本体５００と、チューブ本体５００の一方の先端部５００ａに固定される前述の被検出体１０とから構成される。
【００７７】
チューブ本体５００の素材は、特には限定されないが、例えば、ナイロンエラストマー、シリコンゴム、ポリウレタン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンなどが用いられる。
【００７８】
被検出体１０の形状も特には限定されないが、例えば、図７に示すように、チューブ本体５００の先端部５００ａに固定されるように、鉄等の軟質磁性体を円柱に成形した被検出体１０Ａとすることができる。
【００７９】
被検出体１０Ａの固定方法は、特には限定されないが、例えば、チューブ本体５００の先端部５００ａに埋め込んだり、樹脂でモールドすることなどが考えられる。
【００８０】
また、図８に示すように、複数の細線状の軟質磁性体部材１０Ｂを円柱状に束ね，医療用チューブ本体５００の先端部５００ａに固定して被検出体１０を構成するようにしてもよい。
【００８１】
この場合における細線状の軟質磁性体部材１０Ｂの固定方法は、特には限定されないが、上記と同様に例えば、チューブ本体５００の先端部５００ａに埋め込んだり、樹脂でモールドすることなどが考えられる。
【００８２】
また、細線状の軟質磁性体部材１０Ｂに代えて軟磁性体の薄板を渦巻き状に丸めたり円筒状に重ねた形状や複数の短冊状の軟質磁性体部材を用いるようにしてもよい。
【００８３】
また、被検出体１０は、０．１以下の反磁界係数を有するのが望ましい。これにより、交流磁界の印加により容易に磁化して医療用チューブの先端位置を確実に検出することができる。
【００８４】
また、被検出体１０は、径方向の長さよりも長手方向の長さの方が大きい所謂細長い形状とすることが望ましい。反磁場係数の値が小さく、かつ先端部の方向が検出し易くなるためである。
【００８５】
さらに、被検出体１０は、長手方向の長さが１．５ｃｍ以下とすることが望ましい。人体Ｈの鼻孔等から医療用チューブＴを挿管するための医学的な理由からである。
【００８６】
また、図９に示すように、軟質磁性体部材を長手方向に複数個（図９に示す例では、３個）直列に並べて構成するようにしてもよい。これにより、発生される第２の交流磁界の強度を高めることができ、医療用チューブＴの先端位置をより確実に検出することができる。
【００８７】
なお、何れの形状の被検出体においても、図７，図８に示すように，チューブ先端の磁性体の手前には液体状の栄養または薬剤などを体腔に注入するための複数の小穴５００ｂを有する。
【００８８】
［第１の実施形態］
次に、図１０を参照して、本実施の形態に係る医療用チューブの先端位置検出システムＳ１の動作および使用方法の具体例について説明する。
【００８９】
まず、図１０の（ａ）、（ｂ）に示すように、人体Ｈの体内において便宜的にＹ方向と平行に被検出体１０が存在すると仮定する。
【００９０】
被検出体１０としては、直径４．６ｍｍ、長さ２３ｍｍの円柱状の強磁性体（鉄３ｇ）を使用した。
【００９１】
そして、医療用チューブの先端位置を検出する場合には、検出装置Ｍ１を起動する。
【００９２】
ここで、平行に対向される２つの励起コイル２０１Ａ、２０１Ｂとして、１２ｃｍ（体表の横方向の長さ：Ｘ軸方向）×１０．４ｃｍ（体表に垂直方向の長さ：Ｚ軸方向）、銅線の直径０．８ｍｍ、巻き数１２０回、抵抗２．８Ω、インダクタンス２．９ｍＨのものを用いた。
【００９３】
また、励起コイル２０１Ａと２０１Ｂとの中間付近に配置される検出コイル３０として、３ｃｍ×１．５ｃｍ、銅線の直径０．２ｍｍ、巻き数１００回のものを用いた。
【００９４】
まず、励起コイル２０１Ａおよび２０１Ｂによって、第１の交流磁界Ｂｙを発生する。
【００９５】
より具体的には、励起コイル２０１Ａおよび２０１Ｂに、周波数１ｋＨｚの交流電流１．０Ａを流して第１の交流磁界Ｂｙを発生させた。
【００９６】
そして、第１の交流磁界Ｂｙによって磁化される被検出体１０によって発生される信号磁界としての第２の交流磁界Ｂｚを検出コイル３０によって検出する。
【００９７】
実験の結果、例えば検出コイル３０からＺ方向に１５ｃｍ離れた位置の被検出体１０が発生する信号磁界Ｂｚを検出したところ最大０．０２ｍＧの磁界が検出された。さらに、被検出体１０をＹ方向に移動させて計測を行った結果、被検出体１０の真上で信号磁界がゼロとなり、その前後で符号が反転して極大、極小を示す変化を確認することができた。
【００９８】
なお、検出コイル３０で検出される電圧信号はμＶオーダと非常に小さいため、低雑音アンプ４０２で信号を増幅して検出している。
【００９９】
そして、低雑音アンプ４０２に接続したスピーカからの信号音の間隔や音程によって、例えば最大値に近づくに従って信号音の間隔を狭くしたり、音程を高くすることによって報知するようにできる。
【０１００】
また、同様に低雑音アンプ４０２に接続したＬＥＤによって、例えば最大値に近づくに従って発光間隔を狭くしたり、輝度を高かめることによって報知するようにしてもよい。
【０１０１】
［第２の実施形態］
次に、図１１および図１２を参照して、本発明についての第２の実施形態に係る医療用チューブの先端位置検出システムＳ２について説明する。
【０１０２】
図１１は、医療用チューブの先端位置検出システムＳ２の機能構成を示す機能ブロックである。なお、第１の実施形態に係る医療用チューブの先端位置検出システムＳ１の機能構成を示す図１と同様の構成については、同一符号を付して重複した説明は省略する。
【０１０３】
医療用チューブの先端位置検出システムＳ２と、医療用チューブの先端位置検出システムＳ１との機能上の相違点は、検出装置Ｍ２において、検出コイル３０による検出結果に基づいて医療用チューブＴの先端位置を解析するマイクロコンピュータ等で構成される位置解析部６０１（解析手段の一例）と、位置解析部６０１による結果を数値情報または画像情報として表示する液晶表示装置等で構成される表示モニタ６０２（表示手段の一例）とを備えている点である。
【０１０４】
即ち、例えば、被検出体１０の位置や向きを２Ｄや３Ｄで表した画像や、座標値等を表示モニタ６０２に表示させることにより、医療用チューブＴの先端位置を容易且つ正確に把握することができる。
【０１０５】
また、図１２に示すように、医療用チューブの先端位置検出システムＳ２における検出装置Ｍ２では、２つの励起コイル２０１Ｃ、２０１Ｄは一つの線分Ｌ１を対向させると共に、それぞれのコイル面が直交するように配置されている。
【０１０６】
なお、励起コイル２０１Ｃ、２０１Ｄの巻線方向は同じであり、同じ向きの線状電流により第１の交流磁界Ｂｙが発生される。
【０１０７】
具体的な実験では、２つの励起コイル２０１Ｃ、２０１Ｄとして、１２ｃｍ（体表の横方向の長さ：Ｘ軸方向）×８ｃｍ（Ｌ１に直角な方向の長さ：ＹＺ軸方向）、銅線の直径０．６ｍｍ、巻き数１２７回、抵抗４．０Ω、インダクタンス３．２ｍＨのものを用いた。
【０１０８】
また、励起コイル２０１Ｃと２０１Ｄの前面側に配置される検出コイル３０としては、５ｃｍ×３．４ｃｍ、銅線の直径０．３ｍｍ、巻き数１００回のものを用いた。
【０１０９】
また、被検出体１０としては、直径４．６ｍｍ、長さ２３ｍｍの円柱状の強磁性体（鉄３ｇ）を使用した。
【０１１０】
そして、励起コイル２０１Ｃ、２０１Ｄに、周波数１ｋＨｚの交流電流１．３５Ａを流し、検出コイル３０から一定の距離（Ｚ＝１０．５ｃｍおよび１５．５ｃｍ）に置いた被検出体１０が作る信号磁界（第２の交流磁界）を検出する実験を行った。
【０１１１】
その結果、Ｚ＝１０．５ｃｍの位置では最大０．０３ｍＧの信号磁界を、Ｚ＝１５．５ｃｍでは最大０．０１ｍＧの信号磁界がそれぞれ検出された。
【０１１２】
さらに、被検出体１０をＹ方向に移動させて計測を行った結果、被検出体１０の真上で信号磁界がゼロとなり、その前後で符号が反転して極大、極小を示す変化を確認することができた。
【０１１３】
これにより、信号磁界の変化を解析することにより、被検出体１０の位置を特定することができる。
【０１１４】
また、この解析結果をマイクロコンピュータ等を用いて処理することにより、被検出体１０の位置や向きを２Ｄや３Ｄの画像情報として表示モニタ６０２に表示させることができる。これにより、医療用チューブの先端位置検出システムＳ２の使用者は、医療用チューブＴの先端位置を容易且つ正確に把握することができ、ひいては医療用チューブＴが挿管される患者の負担を軽減することができる。
【０１１５】
［第３の実施形態］
次に、図１３を参照して、本発明についての第３の実施形態に係る医療用チューブの先端位置検出システムＳ３について説明する。
【０１１６】
なお、医療用チューブの先端位置検出システムＳ３の機能構成については、前出の図１および図１１に示す機能構成と同様である。
【０１１７】
図１３に示すように、医療用チューブの先端位置検出システムＳ３における検出装置Ｍ３では、２つの励起コイル２０１Ｅ、２０１Ｆはコイル面が同じ平面上に連結されている。
【０１１８】
なお、励起コイル２０１Ｅ、２０１Ｆの電流方向は互いに逆である。その結果２つのコイル間の線状電流は同じ向きとなり、第１の交流磁界Ｂｙが大きな強度で発生される。
【０１１９】
具体的な実験では、２つの励起コイル２０１Ｅ、２０１Ｆとして、１２ｃｍ（体表の横方向の長さ：Ｘ軸方向）×８ｃｍ（縦方向の長さ：Ｙ軸方向）、銅線の直径０．６ｍｍ、巻き数１２７回、抵抗４．０Ω、インダクタンス３．２ｍＨのものを用いた。
【０１２０】
また、励起コイル２０１Ｅと２０１Ｆの上方に配置される検出コイル３０の代わりに磁気センサ（例えば、フラックスゲート磁束計）を被検出体１０の反対側に、検出コイル３０と被検出体１０間と同じ距離を離して配置した。
【０１２１】
また、被検出体１０としては、直径４．６ｍｍ、長さ２３ｍｍの円柱状の強磁性体（鉄３ｇ）を使用した。
【０１２２】
そして、励起コイル２０１Ｅ、２０１Ｆに、周波数２５０Ｈｚの交流電流１Ａを流し、被検出体１０から一定の距離（Ｚ＝１５ｃｍ）に置いた磁気センサが検出する信号磁界（第２の交流磁界）を計測する実験を行った。
【０１２３】
その結果、励起磁界（第１の交流磁界）に対して垂直な磁界成分を最大で約０．０５ｍＧで検出することができた。
【０１２４】
この検出結果は、スピーカやＬＥＤ等で構成される報知部４０１から音や発光で報知したり、あるいは表示モニタに画像情報として表示して報知することができる。
【０１２５】
以上述べたように、第１〜第３の実施の形態に係る医療用チューブの先端位置検出システムＳ１〜Ｓ３によれば、検出コイル３０によって、励起コイル２０１によって発生された第１の交流磁界によって磁化される被検出体１０から発生される第２の交流磁界を体外で検出するので、医療用チューブＴの先端位置を簡易且つ正確に検出するという効果を奏することができる。
【０１２６】
また、被検出体１０として、人体に無害の鉄などを用いることができ、磁石等をマーカーとして用いる従来技術に比して安全性を向上させることができる。
【０１２７】
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈すべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１２８】
例えば、励起コイル２０１と磁界検出器３０のセットにおいて、互いの相対的位置と角度を治具等を用いて正確に合わせるようにするとよい。これにより、磁界検出器３０に鎖交する励起磁界を最小とし、もって励起磁界（第１の交流磁界）と信号磁界（第２の交流磁界）の比（信号対雑音比（ＳＮ比））を最大とすることができる。
【０１２９】
また、被検出体は、例えば図１４の（ａ）に示すように、軟磁性体の薄板を渦巻き状に丸めた形状１０Ｃとしたり、または、図１４の（ｂ）に示すように軟磁性体の薄板からなる円筒状体を重ねた形状１０Ｄとするようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明による医療用チューブの先端位置検出システムおよび当該システムに適用する医療用チューブは、経鼻栄養チューブ、泌尿器用チューブ、尿カテーテル等の各種チューブ、カテーテル等に適用することができる。
【符号の説明】
【０１３１】
Ｓ１〜Ｓ３  先端位置検出システム
Ｍ１〜Ｍ３  検出装置
Ｂｙ  第１の交流磁界
Ｂｚ  第２の交流磁界
Ｈ  人体
Ｔ  医療用チューブ
１０（１０Ａ〜１０Ｄ）  被検出体
２０  交流磁界発生装置
３０  磁界検出器
４０  先端位置推定部
２０１（２０１Ａ〜Ｆ）  励起コイル
２０２  アンプ
４０１  報知部
４０２  低雑音アンプ
４０３  位相調節器
５００  医療用チューブ本体
５００ａ  先端部
６０１  位置解析部
６０２  表示モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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