(57)【要約】【課題】製作歩留りが高く、且つ、流体速度を計測可能な汎用性のある医療用流れ測定装置を提供する。【解決手段】径方向に貫通する貫通穴４２ａが局所的に形成された円筒状の支持管４２の外周面に、一対のセンサ回路パターン４７ａ、４７ｂが内周面に形成された担体樹脂フィルム４４が、その一対のセンサ回路パターン４７ａ、４７ｂのマイクロヒータ素子４０ａ、４０ｂが貫通穴４２ａ内に位置するように巻き着けられることで、気流センサ２２が構成されている。このため、気流センサ２２は、バスケット鉗子とは独立して設計し且つ製作することができるので、設計や製作の自由度が得られるとともに製作歩留りが高くなり、また、使用目的に応じた医療用ツールに実装できるので、使用時における汎用性を高めることができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の速度を計測する医療用流れ測定装置であって、
径方向に貫通する貫通穴又は径方向に凹む凹穴が局所的に形成された円筒状又は円柱状の支持体と、
前記支持体の外周面に巻き着けられた担体樹脂フィルムと、
マイクロヒータ素子を有し、前記マイクロヒータ素子が前記貫通穴又は凹穴内に位置するように前記担体樹脂フィルムの内周面に形成されたセンサ回路パターンと、
を含むことを特徴とする医療用流れ測定装置。
【請求項２】
前記担体樹脂フィルムの内周面に形成された前記センサ回路パターンはセンサ端子パッドを備え、
前記支持体の外周面のうちの前記センサ端子パッドに対応する位置には、導体回路パターンを外周面において支持する支持フィルムが固着され、
前記導体回路パターンは、前記センサ端子パッドに対向してそれに接触させられる導体端子パッドおよびリード線接続端部を備える
ことを特徴とする請求項１の医療用流れ測定装置。
【請求項３】
前記導体回路パターンの前記リード線接続端部は、異方性導電膜を介してリード線と接続されている
ことを特徴とする請求項２の医療用流れ測定装置。
【請求項４】
前記担体樹脂フィルムの内周面に形成された前記センサ回路パターンは、リード線接続パッドを備え、
前記センサ回路パターンの前記リード線接続パッドは、導電性ペーストを介してリード線と接続されている
ことを特徴とする請求項１の医療用流れ測定装置。
【請求項５】
前記担体樹脂フィルムは、サブミクロン乃至ミクロンオーダの厚みを有するパラキシレン系ポリマーから構成され、
前記担体樹脂フィルムの内周面に形成されている前記センサ回路パターンの一部である前記マイクロヒータ素子は、前記円筒状又は円柱状の支持体に局所的に形成された前記貫通穴又は凹穴内に位置させられている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１の医療用流れ測定装置。
【請求項６】
流体の速度を計測する医療用流れ測定装置の製造方法であって、
平坦な治具の一面に所定厚みの担体樹脂フィルムを蒸着する担体樹脂フィルム形成工程と、
前記担体樹脂フィルムの上に、マイクロヒータ素子およびセンサ端子パッドを有するセンサ回路パターンをホトリソグラフィーにより形成するセンサ回路パターン形成工程と、
径方向に貫通する貫通穴又は径方向に凹む凹穴が局所的に形成された円筒状又は円柱状の支持体を、前記治具の一面上の前記センサ回路パターンが形成されている前記担体樹脂フィルムの上で転動させることで、前記貫通穴又は凹穴内に前記マイクロヒータ素子が位置するように前記センサ回路パターンが形成されている前記担体樹脂フィルムを前記支持体の外周面に巻き着けるセンサ回路パターン巻着け工程と
を、含むことを特徴とする医療用流れ測定装置の製造方法。
【請求項７】
支持フィルムの上に、導体端子パッドおよびリード線接続端部を有する導体回路パターンをホトリソグラフィーにより形成する導体回路パターン形成工程と、
前記導体回路パターンのリード線接続端部に異方性導電膜を介してリード線の端部を保持する保持フィルムを加熱押圧し、前記導体回路パターンの前記リード線接続端部に前記リード線の端部を接続するリード線接続工程と、
前記センサ回路パターン巻着け工程に先立って、前記支持体を、前記導体回路パターンが形成されている前記支持フィルムの上で転動させることで、前記導体回路パターンの前記導体端子パッドが前記センサ回路パターンの前記センサ端子パットと重なるように前記導体回路パターンが形成されている前記支持フィルムを前記支持体の外周面に巻き着ける導体回路パターン巻着け工程と
を、さらに含むことを特徴とする請求項６の医療用流れ測定装置の製造方法。
【請求項８】
前記担体樹脂フィルムの上に形成された前記センサ回路パターンは、リード線接続パッドを備え、
前記センサ回路パターンの前記リード線接続パッドを、導電性ペーストを介してリード線と接続するリード線接続工程を、さらに含むことを特徴とする請求項６の医療用流れ測定装置の製造方法。
【請求項９】
前記担体樹脂フィルム形成工程は、パラキシレン系ポリマーを前記治具の一面に蒸着することで、サブミクロン乃至ミクロンオーダの厚みを有するパラキシレン系ポリマーから構成されている前記担体樹脂フィルムを前記治具の一面に生成するものである
ことを特徴とする請求項６から８のいずれか１の医療用流れ測定装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用流れ測定装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流体の速度、たとえばヒトの末梢気道で呼気や吸気の流速を測定することが望まれている。これに対して、バスケット鉗子に気流センサを実装するバスケット鉗子型気流計が提案されている。特許文献１に記載されたものがそれである。上記バスケット鉗子型気流計は、鉗子の先端が半径方向に拡径或いは縮径されるために気管支の内径に応じてバスケット鉗子と共にその表面に取り付けた気流センサを位置決め固定することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１２５８４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記気流センサは、熱線風速計の回路のうちのヒータ部分を、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）を応用して微小厚みで微小に形成されたセンサ回路で構成されていて、そのセンサ回路をバスケット鉗子の近傍に装着している。このため、気流センサの製作に際しての歩留りが低いという問題があった。また、バスケット鉗子に一体的に装着されるので、バスケット鉗子が挿入され得ない末梢気道などの測定が不可能で、その使用範囲が制限され、汎用性が乏しいという問題もあった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、製作歩留りが高く、且つ、流体速度を計測可能な汎用性のある医療用流れ測定装置を提供することにある。
【０００６】
本発明者等は、以上の事情を背景として種々検討を重ねるうち、比較小径の支持管の一部に径方向に貫通する貫通穴もしくは凹みを設ける一方で、平坦な板の表面上に薄い担体シートおよびその担体シートの上にセンサ回路を順次形成し、支持管を平坦な板の上を転動させることで、そのセンサ回路のヒータが前記貫通穴もしくは凹み内に位置するように、センサ回路が形成されている担体シートを支持管の外周に巻き着けると、バスケット鉗子とは独立して設計し且つ製作することができるので、設計や製作の自由度が得られるとともに製作歩留りが高くなることを見いだした。また、使用目的に応じた医療用ツールに実装できるので、使用時における汎用性を高めることを見いだした。本発明は、このような知見に基づいて為されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、第１発明の要旨とするところは、（ａ）流体の速度を計測する医療用流れ測定装置であって、（ｂ）径方向に貫通する貫通穴又は径方向に凹む凹穴が局所的に形成された円筒状又は円柱状の支持体と、（ｃ）前記支持体の外周面に巻き着けられた担体樹脂フィルムと、（ｄ）マイクロヒータ素子を有し、前記マイクロヒータ素子が前記貫通穴又は凹穴内に位置するように前記担体樹脂フィルムの内周面に形成されたセンサ回路パターンとを、含むことにある。
【０００８】
第２発明の要旨とするところは、第１発明において、前記担体樹脂フィルムの内周面に形成された前記センサ回路パターンはセンサ端子パッドを備え、前記支持体の外周面のうちの前記センサ端子パッドに対応する位置には、導体回路パターンを外周面において支持する支持フィルムが固着され、前記導体回路パターンは、前記センサ端子パッドに対向してそれに接触させられる導体端子パッドおよびリード線接続端部を備えることにある。
【０００９】
第３発明の要旨とするところは、第２発明において、前記導体回路パターンの前記リード線接続端部は、異方性導電膜を介してリード線と接続されていることにある。
【００１０】
第４発明の要旨とするところは、第１発明において、前記担体樹脂フィルムの内周面に形成された前記センサ回路パターンは、リード線接続パッドを備え、前記センサ回路パターンの前記リード線接続パッドは、導電性ペーストを介してリード線と接続されていることにある。
【００１１】
第５発明の要旨とするところは、第１発明から第４発明のいずれか１の発明において、前記担体樹脂フィルムは、サブミクロン乃至ミクロンオーダの厚みを有するパラキシレン系ポリマーから構成され、前記担体樹脂フィルムの内周面に形成されている前記センサ回路パターンの一部である前記マイクロヒータ素子は、前記円筒状又は円柱状の支持体に局所的に形成された前記貫通穴又は凹穴内に位置させられていることにある。
【００１２】
第６発明の要旨とするところは、（ａ）流体の速度を計測する医療用流れ測定装置の製造方法であって、（ｂ）平坦な治具の一面に所定厚みの担体樹脂フィルムを蒸着する担体樹脂フィルム形成工程と、（ｃ）前記担体樹脂フィルムの上に、マイクロヒータ素子およびセンサ端子パッドを有するセンサ回路パターンをホトリソグラフィーにより形成するセンサ回路パターン形成工程と、（ｄ）径方向に貫通する貫通穴又は径方向に凹む凹穴が局所的に形成された円筒状又は円柱状の支持体を、前記治具の一面上の前記センサ回路パターンが形成されている担体樹脂フィルムの上で転動させることで、前記貫通穴又は凹穴内に前記マイクロヒータ素子が位置するように前記センサ回路パターンが形成されている担体樹脂フィルムを前記支持体の外周面に巻き着けるセンサ回路パターン巻着け工程とを、含むことにある。
【００１３】
第７発明の要旨とするところは、第６発明において、（ｅ）支持フィルムの上に、導体端子パットおよびリード線接続端部を有する導体回路パターンをホトリソグラフィーにより形成する導体回路パターン形成工程と、（ｆ）前記導体回路パターンのリード線接続端部に異方性導電膜を介してリード線の端部を保持する保持フィルムを加熱押圧し、前記導体回路パターンのリード線接続端部に前記リード線の端部を接続するリード線接続工程と、（ｇ）前記センサ回路パターン巻着け工程に先立って、前記支持体を、前記導体回路パターンが形成されている前記支持フィルムの上で転動させることで、前記導体回路パターンの導体端子パッドが前記センサ回路パターンのセンサ端子パットと重なるように前記導体回路パターンが形成されている前記支持フィルムを前記支持体の外周面に巻き着ける導体回路パターン巻着け工程とを、さらに含むことにある。
【００１４】
第８発明の要旨とするところは、第６発明において、前記担体樹脂フィルムの上に形成された前記センサ回路パターンは、リード線接続パッドを備え、
前記センサ回路パターンのリード線接続パッドを、導電性ペーストを介してリード線と接続するリード線接続工程を、さらに含むことにある。
【００１５】
第９発明の要旨とするところは、第６発明乃至第８発明のいずれか１の発明において、前記担体樹脂フィルム形成工程は、パラキシレン系ポリマーを前記治具の一面に蒸着することで、サブミクロン乃至ミクロンオーダの厚みを有するパラキシレン系ポリマーから構成されている担体樹脂フィルムを前記治具の一面に生成するものである。
【発明の効果】
【００１６】
第１発明の医療用流れ測定装置は、径方向に貫通する貫通穴又は径方向に凹む凹穴が局所的に形成された円筒状又は円柱状の支持体の外周面に、センサ回路パターンが内周面に形成された担体樹脂フィルムが、そのセンサ回路パターンのマイクロヒータ素子が前記前記貫通穴又は凹穴内に位置するように巻き着けられることで構成されている。このため、第１発明の医療用流れ測定装置によれば、バスケット鉗子とは独立して設計し且つ製作することができるので、設計や製作の自由度が得られるとともに製作歩留りが高くなり、また、使用目的に応じた医療用ツールに実装できるので、使用時における汎用性を高めることができる。
【００１７】
第２発明の医療用流れ測定装置は、第１発明において、前記担体樹脂フィルムの内周面に形成された前記センサ回路パターンはセンサ端子パッドを備え、前記支持体の外周面のうちの前記センサ端子パッドに対応する位置には、導体回路パターンを外周面において支持する支持フィルムが固着され、前記導体回路パターンは、前記センサ端子パッドに対向してそれに接触させられる導体端子パッドおよびリード線接続端部を備えている。このため、第２発明の医療用流れ測定装置によれば、センサ回路パターン中のマイクロヒータ素子から前記導体回路パターンを介してその導体回路パターンのリード線接続端部に接続されたリード線により、位置固定に設けられた測定回路に容易に接続することができる。
【００１８】
第３発明の医療用流れ測定装置では、前記導体回路パターンの前記リード線接続端部は、異方性導電膜を介してリード線と接続されている。このため、前記導体回路パターンのリード線接続部の線幅および線間隔、およびそれに接続するリード線の線径および線間隔を大幅に小さくすることができる。
【００１９】
第４発明の要旨とするところは、第１発明において、前記担体樹脂フィルムの内周面に形成された前記センサ回路パターンは、リード線接続パッドを備え、前記センサ回路パターンの前記リード線接続パッドは、導電性ペーストを介してリード線と接続されている。このため、導体回路パターンを設けなくても、前記マイクロヒータ素子を位置固定の測定回路に接続することができる。
【００２０】
第５発明の医療用流れ測定装置では、前記担体樹脂フィルムは、サブミクロン乃至ミクロンオーダの厚みを有するパラキシレン系ポリマーから構成されていて、その内周面に形成されている前記センサ回路パターンの一部である前記マイクロヒータ素子は、前記円筒状又は円柱状の支持体に局所的に形成された前記貫通穴又は凹穴内に位置させられている。このため、円筒状の支持管に形成された貫通穴又は凹穴内に位置させられているマイクロヒータ素子はサブミクロン乃至ミクロンオーダの厚みを有する担体樹脂フィルムにより担持されていて、マイクロヒータ素子の熱容量が大幅に小さくなるので、流速測定において桁違いの高い応答性が得られる。
【００２１】
第６発明の医療用流れ測定装置の製造方法は、平坦な治具の一面に所定厚みの担体樹脂フィルムを蒸着する担体樹脂フィルム形成工程と、前記担体樹脂フィルムの上に、マイクロヒータ素子およびセンサ端子パッドを有するセンサ回路パターンをホトリソグラフィーにより形成するセンサ回路パターン形成工程と、径方向に貫通する貫通穴又は径方向に凹む凹穴が局所的に形成された円筒状又は円柱状の支持体を、前記治具の一面上の前記センサ回路パターンが形成されている担体樹脂フィルムの上で転動させることで、前記貫通穴又は凹穴内に前記マイクロヒータ素子が位置するように前記センサ回路パターンが形成されている担体樹脂フィルムを前記支持体の外周面に巻き着けるセンサ回路パターン巻着け工程とを含む。このため、バスケット鉗子とは独立して設計し且つ製作することができるので、医療用流れ測定装置の設計や製作の自由度が得られるとともに製作歩留りが高くなる。また、使用目的に応じた医療用ツールに実装できるので、医療用流れ測定装置の使用時における汎用性を高めることができる。
【００２２】
第７発明の医療用流れ測定装置の製造方法は、支持フィルムの上に、導体端子パットおよびリード線接続端部を有する導体回路パターンをホトリソグラフィーにより形成する導体回路パターン形成工程と、前記導体回路パターンのリード線接続部に異方性導電膜を介してエナメル細線を接続するリード線接続工程と、前記センサ回路パターン巻着け工程に先立って、前記支持体を、前記導体回路パターンが形成されている前記支持フィルムの上で転動させることで、前記導体回路パターンの導体端子パッドが前記センサ回路パターンのセンサ端子パットと重なるように前記導体回路パターンが形成されている前記支持フィルムを前記支持体の外周面に巻き着ける導体回路パターン巻着け工程とを、さらに含む。このため、センサ回路パターン中のマイクロヒータ素子から前記導体回路パターンを介してその導体回路パターンのリード線接続端部に接続されたリード線により、位置固定に設けられた測定回路に容易に接続することができる。
【００２３】
第８発明の医療用流れ測定装置の製造方法は、前記担体樹脂フィルムの上に形成された前記センサ回路パターンは、リード線接続端パッドを備え、前記センサ回路パターンのリード線接続端パッドを、導電性ペーストを介してエナメル細線と接続するリード線接続工程を、含む。このため、導体回路パターンを設けなくても、前記マイクロヒータ素子を位置固定の測定回路に接続することができる医療用流れ測定装置が得られる。
【００２４】
第９発明の医療用流れ測定装置の製造方法において、前記担体樹脂フィルム形成工程は、パラキシレン系ポリマーを前記治具の一面に蒸着することで、サブミクロン乃至ミクロンオーダの厚みを有するパラキシレン系ポリマーから構成されている担体樹脂フィルムを前記治具の一面に生成するものである。このため、円筒状の支持管に形成された貫通穴又は凹穴内に位置させられているマイクロヒータ素子はサブミクロン乃至ミクロンオーダの厚みを有する担体樹脂フィルムにより担持されていて、マイクロヒータ素子の熱容量が大幅に小さくなるので、流速測定において桁違いに応答性が高い医療用流れ測定装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のー実施例を含む気道内気体流速測定装置の構成、およびそれに含まれる電子制御装置の制御機能の要部を説明する図である。
【図２】生体内の気道を説明する略図である。
【図３】図２の気道内に挿入された気管支鏡の先端もしくは気管支鏡の縦通穴の先端から突き出されたカテーテル、および、そのカテーテルの先端部に設けられた気流センサを示す略図である。
【図４】図３に用いられている気流センサの他の適用例を説明する斜視図である。
【図５】図３の気流センサの構成を斜視図にて説明する略図である。
【図６】図５の気流センサの構成を断面図にて説明する略図である。
【図７】図５および図６の気流センサの製造工程を説明する工程図である。
【図８】図７のリード線接続工程において、平坦な治具板の一面に載置された保持フィルムの上に４本のエナメル細線を固定した状態を斜視図で説明する略図である。
【図９】図７のリード線接続工程において、平坦な治具板の一面に載置された保持フィルムの上に４本のエナメル細線を固定した状態を断面図で説明する略図である。
【図１０】図７のリード線接続工程において、エナメル細線の上に異方性導電膜を載置した状態を斜視図で説明する略図である。
【図１１】図７のリード線接続工程において、エナメル細線の上に異方性導電膜を載置した状態を断面図で説明する略図である。
【図１２】図７のリード線接続工程において、支持フィルムの上に形成された導体回路パターンのリード線接続端部を異方性導電膜の上に位置させて、支持フィルムの上から加熱且つ押圧することで、リード線接続端部と４本のエナメル細線とをそれぞれ電気的に接続する状態を斜視図で説明する略図である。
【図１３】図７のリード線接続工程において、支持フィルムの上に形成された導体回路パターンのリード線接続端部を異方性導電膜の上に位置させて、支持フィルムの上から加熱且つ押圧することで、リード線接続端部と４本のエナメル細線とをそれぞれ電気的に接続する状態を断面図で説明する略図である。
【図１４】図７の導体回路パターン巻着け工程において、リード線接続端部を断面図を用いて説明する略図である。
【図１５】図７の導体回路パターン形成工程、リード線接続工程、および導体回路パターン巻着け工程後の円筒状の支持管を斜視図にて説明する略図である。
【図１６】図７の導体回路パターン形成工程、リード線接続工程、および導体回路パターン巻着け工程後の円筒状の支持管を断面図にて説明する略図である。
【図１７】図７のセンサ回路巻着け工程における巻き始めの状態を斜視図で説明する略図である。
【図１８】図７のセンサ回路巻着け工程における巻き始めの状態を断面図で説明する略図である。
【図１９】図７のセンサ回路巻着け工程における巻き終わりの状態を斜視図で説明する略図である。
【図２０】図７のセンサ回路巻着け工程における巻き終わりの状態を断面図で説明する略図である。
【図２１】図１の気体流速計測回路の具体例を詳細に説明する回路図である。
【図２２】図５の気流センサと図２１の気体流速計測回路とを用いて気体流速を算出するために用いられる予め求められた校正曲線の例を示す図である。
【図２３】応答評価試験における図５の気流センサの出力電圧の時間変化を示す図である。
【図２４】本発明の他の実施例における気流センサの構成を斜視図で説明する略図である。
【図２５】図２４の気流センサの構成を断面図にて説明する略図である。
【図２６】図２４および図２５に示す気流センサの製造工程を説明する工程図である。
【図２７】図２６の担体樹脂フィルム形成工程を説明する斜視図である。
【図２８】図２６のリード線接続工程のうち導電性ペーストの塗布状態を断面図を用いて説明する略図であって、図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ視断面図である。
【図２９】図２６のリード線接続工程のうちのリード線の接着を斜視図を用いて説明する略図ある。
【図３０】図２６のリード線接続工程のうちのリード線の接着を断面図を用いて説明する略図である。
【図３１】図２６のセンサ回路パターン巻着け工程の巻き始めの状態を斜視図で説明する略図である。
【図３２】図２６のセンサ回路パターン巻着け工程における巻き始めの状態を断面図で説明する略図である。
【図３３】図２６のセンサ回路パターン巻着け工程における巻き終わりの状態を斜視図で説明する略図である。
【図３４】図２６のセンサ回路パターン巻着け工程における巻き終わりの状態を断面図で説明する略図である。
【図３５】図２４の気流センサと図２１の気体流速計測回路とを用いて気体流速を算出するために用いられる予め求められた校正曲線の例を示す図である。
【図３６】応答評価試験における図２４の気流センサの出力電圧の時間変化を示す図である。
【図３７】応答評価試験における図２４の気流センサの出力電圧の時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施例の気道内気体流速測定装置を、図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の医療用流れ測定装置に対応する気道内気体流速測定装置１０およびそれが備えられた気管支鏡１２を示している。気管支鏡１２は、図２および図３に示すように、生体１４の気道１６内に挿入される可撓性シース１８部分を持ち、その可撓性シース１８内を通してその先端から診断検査用のさまざまなデバイスを突き出すことが可能になっており、例えば光ファイバ若しくはＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）プローブ２０を突き出すことができる。その光ファイバ若しくはＯＣＴプローブ２０の先端部には、流れセンサとして機能する気流センサ２２が着脱可能に設けられている。気流センサ２２の穴径は光ファイバ若しくはＯＣＴプローブ２０の外径に適合するように設定されている。気流センサ２２は、たとえば図４に示すように、可撓性シース１８の先端から突き出し可能に設けられ且つバスケット２４を突き出すカテーテル２６に着脱可能に設けられてもよい。なお、図３および図４の矢印は、周期的に変化する気流の方向を示している。
【００２８】
気道内気体流速測定装置１０は、本発明の医療用流れ測定装置に対応するものである。気道内気体流速測定装置１０には、気流センサ２２と、気流センサ２２からの信号に基づいて気体流速を計測する気体流速計測回路３０と、その気体流速計測回路３０からの出力信号に基づいて気体流速を算出する気体流速算出制御部３２を有する電子制御装置３４と、電子制御装置３４からの出力を表示するための表示出力装置３６とを備えている。電子制御装置３４は、気体流速算出制御部３２において算出された気体流速を表示出力装置３６に表示させる。また、光ファイバ若しくはＯＣＴプローブ２０には、ＣＣＤカメラ等の撮像装置を内蔵した画像処理回路３８が接続されている。電子制御装置３４は、画像処理回路３８の出力信号に基づいて気道１６内の画像を生成して表示出力装置３６に表示させる。
【００２９】
図５は気流センサ２２を示す斜視図であり、図６は気流センサ２２の断面図である。気流センサ２２は、本実施例では２つのマイクロヒータ素子４０ａおよび４０ｂを備える２ヒータ素子型であるが、１ヒータ素子型式、１ヒータ素子型の両側に温度センサ素子を配置した型式等であってもよい。なお、図５において、センサ回路パターンと４７ａおよび４７ｂは担体樹脂フィルム４４の内側に形成されているが、実線で示されている。
【００３０】
図５および図６において、気流センサ２２は、その支持体として機能し、径方向に貫通する貫通穴４２ａが局所的に形成された数ミリメートル程度の外径を有する円筒状の支持管４２と、支持管４２の外周面に巻き着けられた、たとえば０．６μｍ〜３．０μｍ、好適には０．８μｍ〜１．５μｍ、更に好適には１μｍ程度のきわめて薄いサブミクロン乃至ミクロンオーダの厚みを有するパラキシリレン系樹脂製の薄膜状の担体樹脂フィルム４４と、マイクロヒータ素子４０ａおよび４０ｂと一対のセンサ端子パッド４６ａ、４６ａおよび一対のセンサ端子パッド４６ｂ、４６ｂとを有し、２つのマイクロヒータ素子４０ａおよび４０ｂが貫通穴４２ａ内において支持管４２の中心軸線方向に所定間隔を隔てて位置するように担体樹脂フィルム４４の内周面に形成された一対のセンサ回路パターンと４７ａおよび４７ｂとを、備えている。円筒状の支持管４２は、セラミックス製或いはプラスチック製などの電気的絶縁材料から構成される。金属管であっても表面が電気的な絶縁材料によって被覆されていれば差し支えない。
【００３１】
また、気流センサ２２の支持管４２には、導体端子パッド４８ａ、４８ａおよび導体端子パッド４８ｂ、４８ｂと一対のリード線接続端部５０ａ、５０ａおよび５０ｂ、５０ｂ（図１３、図１４を参照）とをそれぞれ備える一対の導体回路パターン５２ａおよび５２ｂを外周面において支持する支持フィルム５４が固着されている。支持フィルム５４はポリイミド樹脂等の可撓性樹脂から構成されている。担体樹脂フィルム４４の内周面に形成されている一対のセンサ回路パターン４７ａおよび４７ｂの一対のセンサ端子パッド４６ａ、４６ａおよび一対のセンサ端子パッド４６ｂ、４６ｂに対向するように、支持フィルム５４の外周面に形成されている導体回路パターン５２ａおよび５２ｂの一対の導体端子パッド４８ａ、４８ａおよび一対の導体端子パッド４８ｂ、４８ｂとリード線接続端部５０ａおよび５０ｂとが、それぞれ相互に対向して位置させられている。これにより、一対のセンサ回路パターン４７ａおよび４７ｂの一対のセンサ端子パッド４６ａ、４６ａおよび一対のセンサ端子パッド４６ｂ、４６ｂと、導体回路パターン５２ａおよび５２ｂの一対の導体端子パッド４８ａ、４８ａおよび一対の導体端子パッド４８ｂ、４８ｂとは、それぞれ相互に電気的に接触させられている。
【００３２】
一対の導体回路パターン５２ａおよび５２ｂのそれぞれの一対のリード線接続端部５０ａ、５０ａおよび５０ｂ、５０ｂには、リード線として機能する４本のエナメル細線５６が、異方性導電膜（ＡＣＦ）５８（図１３、図１４を参照）を介してそれぞれ電気的に接続されている。異方性導電膜５８は、たとえば、金メッキされたニッケル粒子の上に絶縁層を被覆させた微細な金属粒子を熱硬化性樹脂に混合したものを膜状に成形したものであり、圧力が加えられた部分が選択的に導電性となる。リード線接続端部５０ａ、５０ａおよび５０ｂ、５０ｂは支持フィルム５４よりも膜厚分だけ突設されており、４本のエナメル細線５６も保持フィルム６２よりも線径分だけ突設されているので、異方性導電膜５８のうちのそれら両者に挟まれた部分が導電性領域に変化して、リード線接続端部５０ａ、５０ａおよび５０ｂ、５０ｂと４本のエナメル細線５６とがそれぞれ電気的に接続される。
【００３３】
図７は、以上のように構成された気流センサ２２の製造工程を示している。図７の導体回路パターン形成工程Ｐ１、リード線接続工程Ｐ２、および導体回路パターン巻着け工程Ｐ３は、図１５および図１６に示す支持フィルム５４の上の形成された導体回路パターン５２ａおよび５２ｂが巻き着けられた円筒状の支持管４２を製造する工程である。図７の担体樹脂フィルム形成工程Ｐ４、センサ回路パターン形成工程Ｐ５、およびセンサ回路パターン巻着け工程Ｐ６は、図１５および図１６に示す円筒状の支持管４２を用いて図５および図６に示す気流センサ２２を製造する工程である。
【００３４】
図７の導体回路パターン形成工程Ｐ１では、ポリイミド樹脂製の支持フィルム５４の上に、一対の導体端子パッド４８ａ、４８ａおよび一対の導体端子パッド４８ｂ、４８ｂとリード線接続端部５０ａおよび５０ｂとをそれぞれ備える一対の導体回路パターン５２ａおよび５２ｂが、たとえば支持フィルム５４上にレジスト塗布、露光、エッチング等のプロセスが含まれるホトリソグラフィー技術と、銅、アルミニウム、金、クロム等の金属膜を成膜する薄膜技術とを用いて形成される。
【００３５】
次いで、リード線接続工程Ｐ２では、導体回路パターン５２ａおよび５２ｂのリード線接続端部５０ａおよび５０ｂに異方性導電膜５８を介して４本のエナメル細線５６の端部を保持する保持フィルム６２を加熱しつつ押圧することで、リード線接続端部５０ａおよび５０ｂとエナメル細線５６とが電気的に接続される。図８および図９は、平坦な治具板６０の一面に載置された保持フィルム６２の上に４本のエナメル細線５６を固定した状態を示し、図１０および図１１は、そのエナメル細線５６の上に異方性導電膜５８を載置した状態を示し、図１２および図１３は、支持フィルム５４の上に形成された導体回路パターン５２ａおよび５２ｂのリード線接続端部５０ａおよび５０ｂを異方性導電膜５８の上に位置させて、支持フィルム５４の上から加熱され且つ図１１の矢印方向へ押圧することで、リード線接続端部５０ａおよび５０ｂと４本のエナメル細線５６とをそれぞれ電気的に接続する状態を示している。
【００３６】
次いで、導体回路パターン巻着け工程Ｐ３では、後述のセンサ回路パターン巻着け工程Ｐ６に先立って、円筒状の支持管４２を、平坦な治具板６０の一面上の導体回路パターン５２ａ、５２ｂが形成されている支持フィルム５４の上で転動させることで、一対の導体回路パターン５２ａ、５２ｂが形成されている面を外側として支持フィルム５４が円筒状の支持管４２の外周面に巻き着けられる。支持フィルム５４の巻き着け位置は、後述のセンサ回路パターン４７ａ、４７ｂが形成された担体樹脂フィルム４４がセンサ回路パターン４７ａ、４７ｂのマイクロヒータ素子４０ａおよび４０ｂが貫通穴４２ａ内に位置するように円筒状の支持管４２の外周面に巻き着けられたとき、一対の導体回路パターン５２ａ、５２ｂの導体端子パッド４８ａ、４８ａおよび４８ｂ、４８ｂが、センサ回路パターン４７ａ、４７ｂのセンサ端子パット４６ａ、４６ａおよび４６ｂ、４６ｂと重なるように、定められている。図１４は導体回路パターン巻着け工程Ｐ３後のリード線接続端部５０ａおよび５０ｂを示す断面図、図１５および図１６は導体回路パターン巻着け工程Ｐ３後の円筒状の支持管４２を示す斜視図および断面図である。
【００３７】
担体樹脂フィルム形成工程Ｐ４では、真空チャンパー内においてパラキシレン系ポリマーをガラス板のような平坦な膜形成治具６４の一面に蒸着することで、サブミクロン乃至ミクロンオーダの厚みたとえば０．６μｍ〜３．０μｍ、好適には０．８μｍ〜１．５μｍ、更に好適には１μｍ程度の厚みを有する薄膜状の担体樹脂フィルム４４が膜形成治具６４の一面に生成される。担体樹脂フィルム４４の厚みの上限値は、必要とされる応答性を得るために設定され、下限値は、マイクロヒータ素子４０ａ、４０ｂを担持するための剛性を得るために設定される。担体樹脂フィルム４４の支持管４２の貫通穴４２ａを覆う形状は、部分円筒状の曲面とされるので、支持管４２の外径が小さいほど剛性が得られる。
【００３８】
センサ回路パターン形成工程Ｐ５では、膜形成治具６４上の担体樹脂フィルム４４の上に、マイクロヒータ素子４０ａ、４０ｂおよびセンサ端子パッド４６ａ、４６ａおよび４６ｂ、４６ｂをそれぞれ有する一対のセンサ回路パターン４７ａおよび４７ｂが、担体樹脂フィルム４４の上にレジスト塗布、露光、エッチング等のプロセスが含まれるホトリソグラフィー技術と、白金、金、クロム等の金属膜を成膜する薄膜技術とを用いて形成される。
【００３９】
センサ回路パターン巻着け工程Ｐ６では、径方向に貫通する貫通穴４２ａが局所的に形成された円筒状の支持管４２を、膜形成治具６４の一面上のセンサ回路パターン４７ａ、４７ｂが形成されている担体樹脂フィルム４４の上で転動させることで、貫通穴４２ａ内に一対のマイクロヒータ素子４０ａ、４０ｂが位置するように担体樹脂フィルム４４が円筒状の支持管４２の外周面に巻き着けられる。図１７および図１８は、巻き始めの状態を示す斜視図および断面図であり、図１９および図２０は、巻き終わりの状態を示す斜視図および断面図である。なお、図１９において、センサ回路パターン４７ａ、４７ｂは担体樹脂フィルム４４の内周面に形成されているが、実線で示されている。
【００４０】
図２１は、気体流速計測回路３０の一構成例であって、定温度型測定回路を示している。図２１において、気体流速計測回路３０は、４つの抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびマイクロヒータ素子４０ａ（抵抗値Ｒｈｄ）から構成され、第１ブリッジ電源電圧Ｖｓ１が印加される第１ブリッジ回路６６ａと、第１ブリッジ回路６６ａの出力電圧Ｖｏｕｔ１を第１帰還増幅器６８ａで増幅し、その信号に応じた電流を第１トランジスタ７０ａにて第１ブリッジ回路６６ａに流す第１計測回路７２ａを、備えている。また、気体流速計測回路３０は、４つの抵抗器Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、およびマイクロヒータ素子４０ｂ（抵抗値Ｒｈｕ）から構成され、第２ブリッジ電源電圧Ｖｓ２が印加される第２ブリッジ回路６６ｂと、第２ブリッジ回路６６ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２を第２帰還増幅器６８ｂで増幅し、その信号に応じた電流を第２トランジスタ７０ｂにて第２ブリッジ回路６６ｂに流す第２計測回路７２ｂを、備えている。出力電圧Ｖｏｕｔ１および出力電圧Ｖｏｕｔ２は気流速度を表している。そして、気体流速計測回路３０は、さらに、第１ブリッジ回路６６ａの出力電圧Ｖｏｕｔ１および第２ブリッジ回路６６ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２の差電圧を増幅して出力電圧Ｖｏｕｔを出力する差動増幅器７４を備えている。抵抗器Ｒ３は、第１ブリッジ回路６６ａの平衡状態を調整する可変抵抗器であり、抵抗器Ｒ７は、第２ブリッジ回路５６ｂの平衡状態を調整する可変抵抗器である。
【００４１】
以上のように構成された気体流速計測回路３０において、第１ブリッジ回路６６ａの平衡状態から急に気体流速が増加すると、マイクロヒータ素子４０ａの温度が低下してその抵抗値Ｒｈｄが減少するので、第１ブリッジ回路６６ａを当初の平衡状態に戻すように第１帰還増幅器６８ａによって第１ブリッジ電源電圧Ｖｓ１が増加させられ、マイクロヒータ素子４０ａの温度が上昇させられ、マイクロヒータ素子４０ａの温度が定温度に維持される。同様に、第２ブリッジ回路６６ｂの平衡状態から急に気体流速が増加すると、マイクロヒータ素子４０ｂの温度が低下してその抵抗値Ｒｈｕが減少するので、第２ブリッジ回路６６ｂを当初の平衡状態に戻すように帰還増幅器６８ｂによって第２ブリッジ電源電圧Ｖｓ２が増加させられ、マイクロヒータ素子４０ｂの温度が上昇させられ、マイクロヒータ素子４０ｂの温度が定温度に維持される。差動増幅器７４から出力される、第１ブリッジ回路６６ａの出力電圧Ｖｏｕｔ１および第２ブリッジ回路６６ｂの出力電圧Ｖｏｕｔ２の差電圧を表す出力電圧Ｖｏｕｔは、気体流速計測回路３０において、一対のマイクロヒータ素子４０ａおよび４０ｂにおける抵抗変化の差分を反映する信号、すなわち、気道１６内の往方向および復方向の気体流の方向を表す波形となる。すなわち、１呼吸周期で１つの山および谷から成る波形として表す気体流の方向を表す信号となる。
【００４２】
気体流量算出制御部３２では、気体流量ＦＲ（ｃｃ／ｍｉｎ）が、たとえば図２２に示す予め求められた校正曲線すなわち気体流速ＦＳ（ｃｍ／ｓｅｃ）と出力電圧の自乗値との関係から、マイクロヒータ素子４０ａおよび４０ｂを含む第１ブリッジ回路７２ａおよび７２ｂからの出力電圧Ｖｏｕｔ１および出力電圧Ｖｏｕｔ２のうち、マイクロヒータ素子４０ａおよび４０ｂのうちの上流側に位置するマイクロヒータ素子を含むブリッジ回路から出力される出力電圧に基づいて算出される。出力電圧Ｖｏｕｔ１および出力電圧Ｖｏｕｔ２の一方は、気体流速計測回路３０の出力電圧Ｖｏｕｔの正負に基づいて選択される。気体流速計測回路３０から出力される気体流速ＦＳ（ｃｍ／ｓｅｃ）を表す出力電圧Ｖｏｕｔ１および出力電圧Ｖｏｕｔ２に、光ファイバ２０を通して予め求めた画像から算出された気道１６内の流通断面積Ｃ（定数）を乗算することで気流センサ２２が位置する気道１６内を流れる気体流量ＦＲ（ｃｃ／ｍｉｎ）が求められる。この場合には、図２２に示す関係の横軸である気体流量に替えて、気体流速ＦＳ（ｃｍ／ｓｅｃ）が用いられる。
【００４３】
図２３は、応答評価試験における気流センサ２２の出力電圧Ｖｏｕｔ１および出力電圧Ｖｏｕｔ２の時間変化を示している。出力電圧Ｖｏｕｔ１および出力電圧Ｖｏｕｔ２は同様の変化を示すので、１つの図で示している。図２３から明らかなように、１７ｍｓ程度の高い応答性を示している。マイクロヒータ素子４０ａおよび４０ｂが１μｍ程度の厚みの担体樹脂フィルム４４によって担持されて熱容量が小さくされていることに由来すると推定される。
【００４４】
上述のように、本実施例の気道内気体流速測定装置１０の気流センサ２２では、径方向に貫通する貫通穴４２ａが局所的に形成された円筒状の支持管４２の外周面に、一対のセンサ回路パターン４７ａ、４７ｂが内周面に形成された担体樹脂フィルム４４が、その一対のセンサ回路パターン４７ａ、４７ｂのマイクロヒータ素子４０ａ、４０ｂが貫通穴４２ａ内に位置するように巻き着けられることで構成されている。このため、気流センサ２２は、バスケット鉗子とは独立して設計し且つ製作することができるので、設計や製作の自由度が得られるとともに製作歩留りが高くなり、また、使用目的に応じた医療用ツールに実装できるので、使用時における汎用性を高めることができる。
【００４５】
また、本実施例の気道内気体流速測定装置１０の気流センサ２２では、担体樹脂フィルム４４の内周面に形成された一対のセンサ回路パターン４７ａおよび４７ｂはセンサ端子パッド４６ａ、４６ａおよび４６ｂ、４６ｂを備え、支持管４２の外周面のうちの２対のセンサ端子パッド４６ａ、４６ａおよび４６ｂ、４６ｂに対応する位置には、一対の導体回路パターン５２ａ、５２ｂを外周面において支持する支持フィルム５４が固着され、一対の導体回路パターン５２ａ、５２ｂは、センサ端子パッド４６ａ、４６ａおよび４６ｂ、４６ｂに対向してそれに接触させられる導体端子パッド４８ａ、４８ａおよび４８ｂ、４８ｂとリード線接続端部５０ａ、５０ｂとを備えている。このため、マイクロヒータ素子４０ａおよび４０ｂからセンサ回路パターン４７ａおよび４７ｂを介してその導体回路パターン５２ａおよび５２ｂのリード線接続端部５０ａおよび５０ｂに接続されたエナメル細線（リード線）５６により、位置固定に設けられた気体流速計測回路３０に容易に接続することができる。
【００４６】
また、本実施例の気道内気体流速測定装置１０の気流センサ２２では、導体回路パターン５２ａおよび５２ｂのリード線接続端部５０ａおよび５０ｂは、異方性導電膜５８を介してエナメル細線５６と接続されている。このため、導体回路パターン５２ａおよび５２ｂのリード線接続端部５０ａおよび５０ｂの線幅および線間隔、およびそれに接続するエナメル細線５６の線径および線間隔を大幅に小さくすることができる。
【００４７】
また、本実施例の気道内気体流速測定装置１０の気流センサ２２では、マイクロヒータ素子４０ａおよび４０ｂを担持する担体樹脂フィルム４４は、サブミクロン乃至ミクロンオーダの厚み好適には１μｍ程度の厚みを有するパラキシレン系ポリマーから構成されていて、その内周面に形成されているセンサ回路パターンの４７ａ、４７ｂの一部であるマイクロヒータ素子４０ａ、４０ｂは、円筒状の支持管４２に局所的に形成された貫通穴４２ａ内に位置させられているため、マイクロヒータ素子４０ａ、４０ｂの熱容量が大幅に小さくなるので、流速測定において桁違いの高い応答性が得られる。
【００４８】
また、本実施例の気道内気体流速測定装置１０の気流センサ２２の製造方法によれば、膜形成治具６４の一面に所定厚みの担体樹脂フィルム４４を蒸着する担体樹脂フィルム形成工程Ｐ４と、担体樹脂フィルム４４の上に、マイクロヒータ素子４０ａ、４０ｂおよびセンサ端子パッド４６ａ、４６ａおよび４６ｂ、４６ｂをそれぞれ有する一対のセンサ回路パターン４７ａ、４７ｂをホトリソグラフィーにより形成するセンサ回路パターン形成工程Ｐ５と、径方向に貫通する貫通穴４２ａが局所的に形成された円筒状の支持管４２を、膜形成治具６４の一面上のセンサ回路パターンパターン４７ａ、４７ｂが形成されている担体樹脂フィルム４４の上で転動させることで、貫通穴４２ａ内にマイクロヒータ素子４０ａ、４０ｂが位置するようにセンサ回路パターン４７ａ、４７ｂが形成されている担体樹脂フィルム４４を円筒状の支持管４２の外周面に巻き着けるセンサ回路パターン巻着け工程Ｐ６とを、含む。このような工程により構成された気流センサ２２は、バスケット鉗子とは独立して設計し且つ製作することができるので、医療用流れ測定装置の設計や製作の自由度が得られるとともに製作歩留りが高くなる。また、使用目的に応じた医療用ツールに実装できるので、気流センサ２２の使用時における汎用性を高めることができる。
【００４９】
また、本実施例の気道内気体流速測定装置１０の気流センサ２２の製造方法によれば、ポリイミド樹脂製の支持フィルム５４の上に、導体端子パッド４８ａ、４８ｂおよびリード線接続端部５０ａ、５０ｂを有する導体回路パターン５２ａ、５２ｂをホトリソグラフィーにより形成する導体回路パターン形成工程Ｐ１と、導体回路パターン５２ａ、５２ｂのリード線接続端部５０ａ、５０ｂに異方性導電膜５８を介してエナメル細線５６を接続するリード線接続工程Ｐ２と、センサ回路パターン巻着け工程Ｐ６に先立って、円筒状の支持管４２を平坦な治具板６０の一面上の導体回路パターン５２ａ、５２ｂが形成されている支持フィルム５４の上で転動させることで、導体回路パターン５２ａ、５２ｂの導体端子パッド４８ａ、４８ａおよび４８ｂ、４８ｂがセンサ回路パターン４７ａ、４７ｂのセンサ端子パット４６ａ、４６ａおよび４６ｂ、４６ｂと重なるように、導体回路パターン５２ａ、５２ｂが形成されている支持フィルム５４を円筒状の支持管４２の外周面に巻き着ける導体回路パターン巻着け工程Ｐ３とを、さらに含む。これにより、センサ回路パターン４７ａ、４７ｂ中のマイクロヒータ素子４０ａ、４０ｂから導体回路パターン５２ａ、５２ｂを介してその導体回路パターン５２ａ、５２ｂのリード線接続端部５０ａ、５０ｂに接続されたエナメル細線（リード線）５６により、位置固定に設けられた気体流速計測回路３０に容易に接続することができる。
【００５０】
また、本実施例の気道内気体流速測定装置１０の製造方法によれば、担体樹脂フィルム形成工程Ｐ４は、パラキシレン系ポリマーを膜形成治具６４の一面に蒸着することで、サブミクロン乃至ミクロンオーダの厚みたとえば１μｍ程度の厚みを有するパラキシレン系ポリマーから構成されている担体樹脂フィルム４４を膜形成治具６４の一面に生成する。このため、円筒状の支持管４２に形成された貫通穴４２ａ内に位置させられているマイクロヒータ素子４０ａ、４０ｂはサブミクロン乃至ミクロンオーダの厚みを有する担体樹脂フィルム４４により担持されていて、マイクロヒータ素子４０ａ、４０ｂの熱容量が大幅に小さくなるので、流速測定において桁違いに応答性が高い医療用流れ測定装置が得られる。
【実施例２】
【００５１】
以下において、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
図２４および図２５は、本発明の他の実施例における流れセンサとして機能する気流センサ８０を説明する斜視図および断面図の略図である。本実施例の気流センサ８０は、導体回路パターン５２ａ、５２ｂが形成された保持フィルム６２が用いられておらず、担体樹脂フィルム４４と同様の担体樹脂フィルム８２に形成された一対のセンサ回路パターン８４ａおよび８４ｂにエナメル細線５６がそれぞれ直接に接続されている点で、相違する。なお、図２４において、センサ回路パターン８４ａおよび８４ｂは、担体樹脂フィルム８２の内周面に形成されているが、実線で示されている。
【００５３】
円筒状の支持管４２の外周面に巻き着けられた担体樹脂フィルム８２に形成された一対のセンサ回路パターン８４ａおよび８４ｂは、Ｌ字状の導体部８６ａおよび８６ｂと、Ｌ字状の導体部８６ａおよび８６ｂのうちの周方向に伸びる部分の端からそれぞれ突き出されて貫通穴４２ａ内に位置させられるマイクロヒータ素子８８ａおよび８８ｂと、Ｌ字状の導体部８６ａおよび８６ｂのうちの支持管４２の中心軸線方向に伸びる部分の端部に形成された一対のリード線接続パッド９０ａ、９０ａおよび９０ｂ、９０ｂとをそれぞれ備えている。リード線接続パッド９０ａ、９０ａおよび９０ｂ、９０ｂは、導電性ペースト９２を介してエナメル細線５６と接続されている。導電性ペースト９２は、たとえば銀等の金属粒子と樹脂接着剤とを混合した高粘性の流動体であり、接着剤として機能をするとともに硬化した状態では導電体として機能する。
【００５４】
図２６は、気流センサ８０の製造工程を説明する工程図である。図２６において、担体樹脂フィルム形成工程Ｐ１１では、前述の担体樹脂フィルム形成工程Ｐ４と同様に、真空チャンパー内においてパラキシレン系ポリマーをガラス板のような平坦な膜形成治具６４の一面に蒸着することで、サブミクロン乃至ミクロンオーダの厚みたとえば１μｍ程度の厚みを有する担体樹脂フィルム８２が膜形成治具６４の一面に生成される。
【００５５】
センサ回路パターン形成工程Ｐ１２では、センサ回路パターン形成工程Ｐ５と同様に、膜形成治具６４上の担体樹脂フィルム８２の上に、マイクロヒータ素子８８ａ、８８ｂおよびリード線接続パッド９０ａ、９０ａおよび９０ｂ、９０ｂをそれぞれ有する一対のセンサ回路パターン８４ａおよび８４ｂが、担体樹脂フィルム８２の上にレジスト塗布、露光、エッチング等のプロセスが含まれるホトリソグラフィー技術と、白金、金、クロム等の金属膜を成膜する薄膜技術とを用いて形成される。図２７はこの状態を示している。
【００５６】
次いで、リード線接続工程Ｐ１３では、図２７、図２８に示すように、一対のセンサ回路パターン８４ａおよび８４ｂのリード線接続パッド９０ａ、９０ａおよび９０ｂ、９０ｂの上に導電性ペースト９２がディスペンサ９４又はスクリーン印刷等により塗布された後、４本のエナメル細線５６の端部を保持する保持フィルム６２を押圧しつつ導電性ペースト９２を加熱硬化することで、リード線接続パッド９０ａ、９０ａおよび９０ｂ、９０ｂとエナメル細線５６とが電気的に接続される。図２９は膜形成治具６４の上において４本のエナメル細線５６がリード線接続パッド９０ａ、９０ａおよび９０ｂ、９０ｂに固定された状態を示し、図３０は、その断面を示す略図である。なお、図２７および図２８に示されるように、センサ回路パターン８４ａおよび８４ｂにおいて、リード線接続パッド９０ａ、９０ａと、マイクロヒータ素子８８ａとの間およびリード線接続パッド９０ｂ、９０ｂとマイクロヒータ素子８８ｂとの間は、それぞれ長さが等しくされて配線抵抗が等しくされている。
【００５７】
そして、センサ回路パターン巻着け工程Ｐ１４では、センサ回路パターン巻着け工程Ｐ６と同様に、径方向に貫通する貫通穴４２ａが局所的に形成された円筒状の支持管４２を、膜形成治具６４の一面上のセンサ回路パターン８４ａ、８４ｂが形成されている担体樹脂フィルム８２の上で転動させることで、貫通穴４２ａ内に一対のマイクロヒータ素子８８ａ、８８ｂが位置するように担体樹脂フィルム８２が円筒状の支持管４２の外周面に直接巻き着けられる。これにより、図２４および図２５に示す気流センサ８０が得られる。なお、図３１および図３２は、巻き始めの状態を示す斜視図および断面図であり、図３３および図３４は、巻き終わりの状態を示す斜視図および断面図である。
【００５８】
以上のように構成された気流センサ８０は、図２１に示す位置固定に設けられた気体流速計測回路３０と同様の気体流速計測回路に接続されることにより、気体流量ＦＲ（ｃｃ／ｍｉｎ）が、たとえば図３５に示す予め求められた校正曲線すなわち気体流速ＦＳ（ｃｍ／ｓｅｃ）と出力電圧の自乗値との関係から、マイクロヒータ素子８８ａおよび８８ｂを含む第１ブリッジ回路７２ａおよび７２ｂからの出力電圧Ｖｏｕｔ１および出力電圧Ｖｏｕｔ２のうち、マイクロヒータ素子８８ａおよび８８ｂのうちの上流側に位置するマイクロヒータ素子を含むブリッジ回路から出力される出力電圧に基づいて算出される。図３６、図３７は、応答評価試験における気流センサ８０の出力電圧Ｖｏｕｔ１および出力電圧Ｖｏｕｔ２の時間変化を示している。出力電圧Ｖｏｕｔ１および出力電圧Ｖｏｕｔ２は同様の変化を示すので、１つの図で示している。図３６、図３７から明らかなように、１８．５ｍｓ程度の高い応答性を示している。前述の実施例と同様に、マイクロヒータ素子８８ａおよび８８ｂが１μｍ程度の厚みの担体樹脂フィルム８２によって担持されて熱容量が小さくされていることに由来すると推定される。
【００５９】
上述のように、本実施例の気流センサ８０は、前述の気流センサ２２と同様に、径方向に貫通する貫通穴４２ａが局所的に形成された円筒状の支持管４２の外周面に、一対のセンサ回路パターン８４ａ、８４ｂのマイクロヒータ素子８８ａおよび８８ｂが貫通穴４２ａ内に位置するように巻き着けられることで構成されている。このため、気流センサ８０は、バスケット鉗子とは独立して設計し且つ製作することができるので、設計や製作の自由度が得られるとともに製作歩留りが高くなり、また、使用目的に応じた医療用ツールに実装できるので、使用時における汎用性を高めることができる。
【００６０】
また、本実施例の気道内気体流速測定装置１０の気流センサ８０では、担体樹脂フィルム８２の内周面に形成されたセンサ回路パターン８４ａ、８４ｂ、リード線接続パッド９０ａ、９０ａおよび９０ｂ、９０ｂを備え、センサ回路パターン８４ａ、８４ｂのリード線接続パッド９０ａ、９０ａおよび９０ｂ、９０ｂは、導電性ペースト９２を介してエナメル細線５６と接続されている。このため、導体回路パターンを設けなくても、前記マイクロヒータ素子を位置固定の測定回路に接続することができ、構造が簡単となる。
【００６１】
また、本実施例の気道内気体流速測定装置１０の気流センサ８０では、担体樹脂フィルム８２は、サブミクロン乃至ミクロンオーダの厚みを有するパラキシレン系ポリマーから構成されていて、その内周面に形成されているセンサ回路パターン８４ａおよび８４ｂの一部であるマイクロヒータ素子８８ａ、８８ｂは、円筒状の支持管４２に局所的に形成された貫通穴４２ａ内に位置させられている。このため、円筒状の支持管４２に形成された貫通穴４２ａ内に位置させられているマイクロヒータ素子８８ａ、８８ｂは、サブミクロン乃至ミクロンオーダの厚みを有する担体樹脂フィルム８２により担持されていて、マイクロヒータ素子８８ａ、８８ｂの熱容量が大幅に小さくなるので、流速測定において桁違いの高い応答性が得られる。
【００６２】
また、本実施例の気道内気体流速測定装置１０の気流センサ８０の製造方法では、センサ回路パターン８４ａおよび８４ｂはリード線接続パッド９０ａ、９０ａおよび９０ｂ、９０ｂを備えており、センサ回路パターン８４ａおよび８４ｂのリード線接続パッド９０ａ、９０ａおよび９０ｂ、９０ｂを、導電性ペースト９２を介してエナメル細線５６と接続するリード線接続工程Ｐ１３を、含む。このため、導体回路パターン５２ａ、５２ｂを設けなくても、マイクロヒータ素子８８ａ、８８ｂを位置固定の気体流速計測回路３０に接続することができる。
【００６３】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００６４】
たとえば、前述の実施例では、気流センサ２２および８０は、気道１６内の気流を測定するものであったが、気道１６とは異なる部位の生体１４内、また同様な機構をもつ生体外の気流や、生体内の液流の流速を測定するためにも用いられる。たとえば、バルーンカテーテル、スワンガンツカテーテル、点滴装置の輸液管路等に装着されて、尿路内の流速、血管内の流速、輸液の流速を検出するために用いられてもよい。また、気流センサ２２および８０は、生体外の気流又は液流、たとえば、輸液の流量の測定にも用いられ得る。
【００６５】
また、前述の実施例では、一対のセンサ回路パターン４７ａおよび４７ｂの一対のセンサ端子パッド４６ａ、４６ａおよび一対のセンサ端子パッド４６ｂ、４６ｂと、導体回路パターン５２ａおよび５２ｂの一対の導体端子パッド４８ａ、４８ａおよび一対の導体端子パッド４８ｂ、４８ｂとは、相対向して配置されることでそれぞれ相互に電気的に接触させられている。導電性ペースト９２を介して電気的に接続されてもよい。
【００６６】
また、前述の実施例において、担体樹脂フィルム４４の一面に形成されたセンサ回路パターン４７ａ、４７ｂのうち、そのマイクロヒータ素子４０ａ、４０ｂとセンサ端子パッド４６ａ、４６ａおよび４６ｂ、４６ｂとを除く部分には絶縁層がコーティングされてもよい。同様に、支持フィルム５４の一面に形成された導体回路パターン５２ａ、５２ｂのうち、導体端子パッド４８ａ、４８ａ、４８ｂ、４８ｂとリード線接続端部５０ａ、５０ａおよび５０ｂ、５０ｂとを除く部分絶縁層がコーティングされてもよい。また、エナメル細線５６以外の他の種類のリード線が用いられてもよい。
【００６７】
また、前述の実施例では、円筒状の支持管４２の貫通穴４２ａ内にマイクロヒータ素子４０ａ、４０ｂが配設されていたが、支持管４２又は円筒状の中実の支持体の外周面に形成された凹穴内に配設されていてもよい。
【００６８】
また、実施例２の気流センサ８０では、リード線接続パッド９０ａ、９０ａおよび９０ｂ、９０ｂとエナメル細線５６とは導電性ペースト９２を介して接続されていたが、異方性導電膜５８を介して接続されてもよい。
【００６９】
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更が加えられ得るものである。
【符号の説明】
【００７０】
１０：気道内気体流速測定装置（医療用流れ測定装置）
１２：気管支鏡
１４：生体
１６：気道
１８：可撓性シース
２０：光ファイバ
２２：気流センサ（流れセンサ）
２４：バスケット
２６：カテーテル
３０：気体流速計測回路
３２：気体流速算出制御部
３４：電子制御装置
３６：表示出力装置
３８：画像処理回路
４０ａ、４０ｂ：マイクロヒータ素子
４２：円筒状の支持管（支持体）
４２ａ：貫通穴
４４：担体樹脂フィルム
４６ａ、４６ｂ：センサ端子パッド
４７ａ、４７ｂ：センサ回路パターン
４８ａ、４８ｂ：導体端子パッド
５０ａ、５０ｂ：リード線接続端部
５２ａ、５２ｂ：導体回路パターン
５４：支持フィルム
５６：エナメル細線（リード線）
５８：異方性導電膜
６０：治具板
６２：保持フィルム
６４：膜形成治具（治具）
６６ａ：第１ブリッジ回路
６６ｂ：第２ブリッジ回路
６８ａ：第１帰還増幅器
６８ｂ：第２帰還増幅器
７０ａ：第１トランジスタ
７０ｂ：第２トランジスタ
７２ａ：第１計測回路
７２ｂ：第２計測回路
７４：差動増幅器
８０：気流センサ（流れセンサ）
８２：担持樹脂フィルム
８４ａ、８４ｂ：センサ回路パターン
８６ａ、８６ｂ：Ｌ字状の導体部
８８ａ、８８ｂ：マイクロヒータ素子
９０ａ、９０ｂ：リード線接続パッド
９２：導電性ペースト
９４：ディスペンサ
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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