(57)【要約】【課題】不感帯に位置する検出コイルを無くし、カテーテル先端の位置を確実に検出できるカテーテル検出装置を提供する。【解決手段】カテーテルの先端に配置した被検出部と、被検出部の位置を検出する検出部とを備えたカテーテル検出装置である。被検出部は電磁波を発生する送信コイルからなり、検出部は、直交する座標軸上で座標軸の交点に対する対称な位置にそれぞれ配置され、それぞれのコイル軸が交点に向かう方向に一致する４個の第１検出コイル２３Ｂ，２３Ｄ，２３Ｆ，２３Ｈと、座標軸上で座標軸の交点に対する対称な位置にそれぞれ配置され、それぞれのコイル軸が交点に向かう方向と直交する方向に一致する４個の第２検出コイル２３Ａ，２３Ｃ，２３Ｅ，２３Ｇとを有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カテーテルの先端に配置した被検出部と、該被検出部の位置を検出する検出部とを備えたカテーテル検出装置であって、
前記被検出部は電磁波を発生する送信コイルからなり、
前記検出部は、直交する座標軸上で該座標軸の交点に対する対称な位置にそれぞれ配置され、それぞれのコイル軸が前記交点に向かう方向に一致する４個の第１検出コイルと、前記座標軸上で該座標軸の交点に対する対称な位置にそれぞれ配置され、それぞれのコイル軸が前記交点に向かう方向と直交する方向に一致する４個の第２検出コイルとを有することを特徴とするカテーテル検出装置。
【請求項２】
前記検出部を搭載する基板をさらに備え、
前記第１検出コイルが前記基板の表面に、前記第２検出コイルが前記基板の裏面にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１に記載のカテーテル検出装置。
【請求項３】
前記検出部を搭載する基板をさらに備え、
前記第１検出コイルおよび前記第２検出コイルが前記基板の片面にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１に記載のカテーテル検出装置。
【請求項４】
前記検出部の検出結果に基づいて前記被検出部の位置を表示する表示部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のカテーテル検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カテーテルの先端に配置した被検出部と、被検出部の位置を検出する検出部とを備えたカテーテル検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カテーテルは、治療や検査を行うために血管、消化管、尿管などに挿入、留置される医療用の管である。例えばもっとも頻用されている消化管に用いられるカテーテル（経鼻栄養チューブ）は、経口摂取の困難な患者に使用し、患者の鼻から食道を経由して胃に留置され、このチューブから流動食の投与を行うことでカロリー摂取が行われる。経鼻栄養チューブは臨床の場で広く用いられているが、栄養チューブ先の先端が正しく胃内に留置されることが重要で、誤って気管に留置されると、気胸を生じたり、気づかずに流動食を投与した場合には窒息死や重症肺炎を惹起し、重大な医療過誤を引き起こす。
【０００３】
従来、その確認方法は、留置したチューブから注射器で１０ｍｌ程度の空気を注入し、その気泡音を聴取することでなされてきた。しかしながら、気泡音を聴取することのみでは不確実な場合があり、複数の方法を用いて確実に判定することが医療安全情報により推奨されている。現在、もう一つの確認方法としてチューブを吸引して吸引内容物が胃の内容物であることをｐＨ試験紙で確認する方法や胸部エックス線写真を撮影して胃内に先端部位が存在することを確認する方法が行われている。しかし、留置部位が適切でもチューブを吸引しても胃内容物が引けない場合も多いこと、エックス線撮影装置を持たない施設も多いこと等などいずれの方法も十分とはいえない。また、エックス線撮影装置を所有している病院においても、患者の放射線被爆の問題、さらにエックス線撮影室に患者を移動し、撮影し、読影し、連れ帰る手間、を考慮するとより簡便な方法が求められている。例えば、特許文献１には、十字状に配置した送信コイルを患者の体外に、棒状の検出コイルをカテーテルと共に体内にそれぞれ配置しており、電磁誘導を利用してカテーテルの深さ、その先端の位置や方向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】
【０００４】
【特許文献１】特表平７−５００９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術は、カテーテル先端の位置を送信コイルと検出コイルとの角度から特定しており、カテーテル先端の位置を平面座標で特定するものではない。
【０００６】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、不感帯に位置する検出コイルを無くし、カテーテル先端の位置を確実に検出できるカテーテル検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、カテーテルの先端に配置した被検出部と、該被検出部の位置を検出する検出部とを備えたカテーテル検出装置であって、前記被検出部は電磁波を発生する送信コイルからなり、前記検出部は、直交する座標軸上で該座標軸の交点に対する対称な位置にそれぞれ配置され、それぞれのコイル軸が前記交点に向かう方向に一致する４個の第１検出コイルと、前記座標軸上で該座標軸の交点に対する対称な位置にそれぞれ配置され、それぞれのコイル軸が前記交点に向かう方向と直交する方向に一致する４個の第２検出コイルとを有することを特徴としたものである。
【０００８】
第２の技術手段は、前記検出部を搭載する基板をさらに備え、前記第１検出コイルが前記基板の表面に、前記第２検出コイルが前記基板の裏面にそれぞれ配置されることを特徴としたものである。
第３の技術手段は、前記検出部を搭載する基板をさらに備え、前記第１検出コイルおよび前記第２検出コイルが前記基板の片面にそれぞれ配置されることを特徴としたものである。
【０００９】
第４の技術手段は、前記検出部の検出結果に基づいて前記被検出部の位置を表示する表示部をさらに備えることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１検出コイルのコイル軸と第２検出コイルのコイル軸とが互いに交差するように配置されるので、第１検出コイルが仮に不感帯に位置しても、同じ組に属する第２検出コイルは不感帯に位置しない。よって、カテーテル先端の位置を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るカテーテル検出装置の受信機の外観斜視図である。
【図２】（Ａ）は図１の受信機の正面図、（Ｂ）は受信機の表示部を説明するための図である。
【図３】（Ａ）はカテーテルの正面図、（Ｂ）は送信機の構造を説明するための図である。
【図４】図１の受信機に適用可能な回路ブロック図である。
【図５】不感帯の発生を説明するための図である。
【図６】第１実施例による検出コイルの配置を説明するための図である。
【図７】第１実施例による検出コイルおよび送信コイルの配置を説明するための図である。
【図８】図１の受信機による位置検出制御のフローチャートである。
【図９】図４の演算部の演算結果と送信コイルの位置との関係を示す図である。
【図１０】図１の表示部によるカテーテル先端の位置表示を説明するための図である。
【図１１】第２実施例による検出コイルの配置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明のカテーテル検出装置について説明する。図１は、本発明に係るカテーテル検出装置の受信機の外観斜視図であり、図２（Ａ）は図１の受信機の正面図、図２（Ｂ）は受信機の表示部を説明するための図である。
カテーテル検出装置１は、受信機２０や後述する送信機を有した電磁波検出方式の位置検出装置であり、送信コイルの位置を複数個の検出コイルで得られた信号から求め、カテーテル先端の位置を検出することができる。
【００１３】
図１に示すように、受信機２０は、作業者が片手で把持可能な例えば直方体状の受信機本体２１を有する。受信機本体２１の上面には、カテーテル先端の位置を表示できる表示部４０や、受信機本体２１内に向けて押し下げ可能なスイッチ５０が設けられている。
受信機２０の電源オフ時にスイッチ５０を押し下げると、受信機２０の電源をオンにでき、受信機２０の電源オン時にスイッチ５０を例えば１秒間以上継続して押し下げると、受信機２０の電源をオフにできる。
【００１４】
図２（Ａ）に示すように、表示部４０は例えば十字状に開口した窓に樹脂パネルが嵌め込まれており、樹脂パネルの下側には例えばＬＥＤが複数設置されている。詳しくは、図２（Ｂ）に示すように、樹脂パネルの下側には実装基板４１が設けられ、例えば丸型の原点用ＬＥＤ４４を中心にして例えば計２０個の角型のＬＥＤ４２Ａ〜４２Ｊ，４３Ａ〜４３Ｊが十字状に交差して配置されている。ＬＥＤ４２Ａ〜４２Ｊは、図２（Ｂ）に示したＸ軸方向に沿って設けられ、原点用ＬＥＤ４４を挟んでＸ軸の負方向と正方向とにそれぞれ５個ずつ配置されている。ＬＥＤ４３Ａ〜４３Ｊは、Ｙ軸方向に沿って設けられており、原点用ＬＥＤ４４を挟んでＹ軸の負方向と正方向とにそれぞれ５個ずつ配置されている。
【００１５】
図３（Ａ）はカテーテルの正面図、図３（Ｂ）は送信機の構造を説明するための図である。図３（Ａ）に示したカテーテル１４は、例えば外径２〜４ｍｍ程度、長さ１５０ｃｍ程度で形成され、例えば消化管に用いられる。また、カテーテル１４の例えば先端付近には貫通孔（図示省略）が設けられ、カテーテル１４の側面には例えば２０ｃｍ間隔で深度目盛（図示省略）が付され、カテーテル１４の後端には注射筒（図示省略）に連結されるアダプタ１５が設けられている。
【００１６】
カテーテル１４は、患者体内への挿入を容易にするために、ガイドワイヤ（スタイレットともいう）１６と組み合わせて使用することができ、送信機１０はこのガイドワイヤ１６を利用している。具体的には、図３（Ｂ）に示すように、送信機１０は発振回路１２や送信コイル１８を有し、送信コイル１８は、カテーテル１４の先端に配置できるようにガイドワイヤ１６の先端に設置され、コード１７を用いて発振回路１２に接続されている。
【００１７】
発振回路１２は、送信機本体１１内に設置されており、所定の周波数（例えば１２５ｋＨｚ）の方形波を生成可能である。発振回路１２と送信コイル１８とはコンデンサ１３を介して直列に接続されている。送信コイル１８は、軸部材と、この軸部材の周囲に螺旋状に巻回される導体とからなり、軸部材は導体の巻回軸（コイル軸ともいう）に沿って延びている。送信コイル１８の径は例えば１．２ｍｍ、長さは７ｍｍ、インダクタンスは２３０μＨ（１ｋＨｚ）で形成される。送信コイル１８で電磁波を発生させるために、コンデンサ１３や送信コイル１８は所定の周波数で共振するような定数が設定されている。
【００１８】
図４は、図１の受信機に適用可能な回路ブロック図である。
受信機２０は、表示部４０の他、検出回路２２や検出コイル２３Ａ〜２３Ｈを有している。検出コイル２３Ａ〜２３Ｈは同じ性能を有して検出回路２２に接続され、検出回路２２は、マルチプレクサ２６、アンプ２７、Ａ／Ｄコンバータ２８、およびマイコン２９を有し、マイコン２９が表示部４０に接続されている。
【００１９】
検出コイル２３Ａ〜２３Ｈは例えば計８個で形成される。各検出コイル２３Ａ〜２３Ｈは、いずれも軸部材と、この軸部材の周囲に螺旋状に巻回される導体とからなり、軸部材はコイル軸に沿って延びている。各検出コイル２３Ａ〜２３Ｈの径は例えば１．２ｍｍ、長さは７ｍｍ、インダクタンスは２３０μＨ（１ｋＨｚ）で形成される。また、各検出コイル２３Ａ〜２３Ｈは、送信コイル１８の駆動周波数（例えば１２５ｋＨｚ）で共振するように、コンデンサ２４Ａ〜２４Ｈとそれぞれ並列に接続されている。
【００２０】
そして、送信コイル１８が検出コイル２３Ａ〜２３Ｈに近づき、送信コイル１８から照射された電磁波の周波数が自己の共振周波数と同一である場合、検出コイル２３Ａ〜２３Ｈには電磁誘導によって共振して起電力が発生し、所定の周波数の正弦波が発生する。検出コイル２３Ａ〜２３Ｈに対する送信コイル１８の向きが一定であれば、この正弦波の振幅は、送信コイル１８が検出コイル２３Ａ〜２３Ｈに近づくに連れて大きくなる。しかし、送信コイルと検出コイルとの位置に応じて不感帯が発生する。
【００２１】
図５は、不感帯の発生を説明するための図である。図５（Ａ）に示すように、送信コイル１８のコイル軸（図中に一点鎖線で示す）が検出コイル２３のコイル軸に対して中心で直交している場合、あるいは、図５（Ｂ）に示すように、検出コイル２３のコイル軸（図中に一点鎖線で示す）が送信コイル１８のコイル軸に対して中心で直交している場合、いずれも不感帯が発生し、送信コイル１８と検出コイル２３との距離が変わっても、検出コイル２３には起電力が発生しない。
【００２２】
この不感帯を避けるために、本発明の検出コイル２３Ａ〜２３Ｈは、直交する座標軸上でこの座標軸の交点に対する対称な位置にそれぞれ配置され、それぞれのコイル軸が交点に向かう方向に一致する４個の第１検出コイル２３Ｂ，２３Ｄ，２３Ｆ，２３Ｈと、それぞれのコイル軸がこの交点に向かう方向と直交する方向に一致する４個の第２検出コイル２３Ａ，２３Ｃ，２３Ｅ，２３Ｇとを有している。
【００２３】
（第１実施例）
図６は、第１実施例による検出コイルの配置を説明するための図であり、図６（Ａ）は実装基板の表面を、図６（Ｂ）は実装基板の裏面をそれぞれ示している。
図４で説明した計８個の検出コイル２３Ａ〜２３Ｈは、送信コイル１８を検出するための同じ座標軸上の正方向あるいは負方向に対して２個ずつの組をなし、同じ組に属する検出コイルのコイル軸が例えば直交方向に交差するように配置されており、例えば直径６０ｍｍ程度の円形の検出範囲を形成できる。
【００２４】
より具体的には、まず、図６に示すＸ軸の正方向の位置は第１検出コイル２３Ｆと第２検出コイル２３Ｅで１組をなし、Ｘ軸の負方向の位置は第１検出コイル２３Ｂと第２検出コイル２３Ａで１組をなしている。一方、図６に示すＹ軸の正方向の位置は第１検出コイル２３Ｈと第２検出コイル２３Ｇで１組をなし、Ｙ軸の負方向の位置は第１検出コイル２３Ｄと第２検出コイル２３Ｃで１組をなしている。
【００２５】
次に、図６（Ａ）に実線で示すように、第１検出コイル２３Ｂ，２３Ｄ，２３Ｆ，２３Ｈは実装基板２５の表面２５ａに搭載され、各第１検出コイル２３Ｂ，２３Ｆのコイル軸が例えばＸ軸に沿って延び、各第１検出コイル２３Ｄ，２３Ｈのコイル軸が例えばＹ軸に沿って延びている。このため、各第１検出コイル２３Ｂ，２３Ｄ，２３Ｆ，２３Ｈのコイル軸が、ＸＹ座標の原点で交差するように十字状に配置されている。なお、実装基板２５が、本発明の基板に相当し、例えば図２（Ｂ）で説明した実装基板４１の下側に設けられ、丸型の原点用ＬＥＤ４４を実装基板２５のＸＹ座標の原点に一致させている。
【００２６】
これに対し、図６（Ｂ）に実線で示すように、第２検出コイル２３Ａ，２３Ｃ，２３Ｅ，２３Ｇは実装基板２５の裏面２５ｂに搭載されており、各第２検出コイル２３Ａ，２３Ｃ，２３Ｅ，２３Ｇのコイル軸が、ＸＹ座標の原点とは別の位置で交差するように十字状に配置されている。
Ｘ軸の正方向の位置を検出する第１検出コイル２３Ｆと第２検出コイル２３Ｅの例で説明すると、この同じ組に属する検出コイル２３Ｅ，２３Ｆのコイル軸は実装基板２５を挟んで互いに交差している。より具体的には、第２検出コイル２３ＥはＸ軸に対して垂直に、第１検出コイル２３ＦはＸ軸に対して水平にそれぞれ配置されている。これにより、送信コイルに対し、仮に一方の検出コイルが不感帯に位置しても、他方の検出コイルは不感帯に位置しないようにできる。
【００２７】
図７は、第１実施例による検出コイルおよび送信コイルの配置を説明するための図である。図６のＹ軸に沿うコイル軸を有した送信コイル１８が、そのコイル軸に直交するＸ軸方向に沿って移動する場合（横方向ともいう）、Ｘ軸に水平に配置された第１検出コイル２３Ｂ，２３Ｆは不感帯の位置を含むことになるが、Ｘ軸に垂直に配置された第２検出コイル２３Ａ，２３Ｅは不感帯の位置にはならない。そこで、Ｙ軸に沿う送信コイル１８に対するＸ軸方向の位置は、図７（Ａ）に示すように、第２検出コイル２３Ａ，２３Ｅで検出される。
【００２８】
また、同じく横方向として、図６のＸ軸に沿うコイル軸を有した送信コイル１８が、そのコイル軸に直交するＹ軸方向に沿って移動する場合、Ｙ軸に水平に配置された第１検出コイル２３Ｄ，２３Ｈは不感帯の位置があるが、Ｙ軸に垂直に配置された第２検出コイル２３Ｃ，２３Ｇは不感帯の位置にはならない。よって、Ｘ軸に沿う送信コイル１８に対するＹ軸方向の位置も、同じく図７（Ａ）に示すように、第２検出コイル２３Ｃ，２３Ｇで検出される。
【００２９】
一方、図６のＸ軸に沿うコイル軸を有した送信コイル１８が、そのコイル軸に一致するＸ軸方向に沿って移動する場合（縦方向ともいう）、Ｙ軸に水平に配置された第２検出コイル２３Ａ，２３Ｅは不感帯に位置するが、Ｙ軸に垂直に配置された第１検出コイル２３Ｂ，２３Ｆは不感帯の位置にはならない。そこで、Ｘ軸に沿う送信コイル１８に対するＸ軸方向の位置は、図７（Ｂ）に示すように、第１検出コイル２３Ｂ，２３Ｆで検出される。
【００３０】
また、同じく縦方向として、図６のＹ軸に沿うコイル軸を有した送信コイル１８が、そのコイル軸に一致するＹ軸方向に沿って移動する場合、Ｘ軸に水平に配置された第２検出コイル２３Ｃ，２３Ｇは不感帯に位置するが、Ｘ軸に垂直に配置された第１検出コイル２３Ｄ，２３Ｈは不感帯の位置にはならないので、Ｙ軸に沿う送信コイル１８に対するＹ軸の位置も、同じく図７（Ｂ）に示すように、第１検出コイル２３Ｄ，２３Ｈで検出される。
【００３１】
このように、第１検出コイル２３Ｂ，２３Ｄ，２３Ｆ，２３Ｈのコイル軸と第２検出コイル２３Ａ，２３Ｃ，２３Ｅ，２３Ｇのコイル軸とが直交するように配置されるので、不感帯の位置を確実に無くすことができ、送信コイルの検出精度がより一層向上する。特に、送信コイルおよび検出コイルが棒状に延びた構造では、本発明の不感帯解消効果がより有益となる。
【００３２】
また、第１実施例では、同じ組に属する第１，２検出コイルのコイル軸が、実装基板を挟んで互いに交差する。言い換えれば、Ｘ軸の正方向の位置を検出する第１検出コイル２３Ｆと第２検出コイル２３Ｅの例を挙げて説明すると、第１実施例では、第１検出コイル２３Ｆを例えば表面２５ａに、第２検出コイル２３Ｅを例えば裏面２５ｂに分けて配置しているので、いずれの検出コイルを実装基板の片面に配置する場合に比べて実装基板の面積を小さくでき、カテーテル検出装置の小型化を図ることができる。
【００３３】
さらに、同じ組に属する第１検出コイル２３Ｆと第２検出コイル２３Ｅ、同じ組に属する第１検出コイル２３Ｂと第２検出コイル２３Ａの例で説明すると、第１実施例では、第１検出コイル２３Ｆの中心と第２検出コイル２３Ｅの中心とを一致させ、第１検出コイル２３Ｂの中心と第２検出コイル２３Ａの中心とを一致させている。このため、第２検出コイル２３Ｅ（第１検出コイル２３Ｆ）と第２検出コイル２３Ａ（第１検出コイル２３Ｂ）とは、例えばＸ軸上の対称位置に互いに離間して配置されている。第２検出コイル２３Ｅ（第１検出コイル２３Ｆ）の中心と第２検出コイル２３Ａ（第１検出コイル２３Ｂ）の中心との間の距離は例えば５０ｍｍに設定される。
【００３４】
この第１実施例では、同じ組に属する第１検出コイル２３Ｈと第２検出コイル２３Ｇの各中心が一致すると共に、同じ組に属する第１検出コイル２３Ｄと第２検出コイル２３Ｃの各中心も一致しており、第２検出コイル２３Ｇ（第１検出コイル２３Ｈ）と第２検出コイル２３Ｃ（第１検出コイル２３Ｄ）とは、例えばＹ軸上の対称位置に互いに離間して配置されている。第２検出コイル２３Ｇ（第１検出コイル２３Ｈ）の中心と第２検出コイル２３Ｃ（第１検出コイル２３Ｄ）の中心との間の距離も５０ｍｍに設定される。ただし、例えば、Ｘ軸方向の検出コイル間の距離がＹ軸方向の検出コイル間の距離よりも長くなるように、Ｘ軸方向の検出コイル間の距離とＹ軸方向の検出コイル間の距離とを異なる値に設定してもよい。
【００３５】
ここで、送信コイル１８が、上記の横方向と縦方向を合成した方向に沿って、あるいは上記の横方向や縦方向に沿って移動し、例えば原点の位置から同じ座標軸上に位置する一方の第１検出コイル２３Ｂ、第２検出コイル２３Ａ（第１検出コイル２３Ｄ、第２検出コイル２３Ｃ）に近づくと、一方の第１検出コイル２３Ｂ、第２検出コイル２３Ａ（第１検出コイル２３Ｄ、第２検出コイル２３Ｃ）からの出力信号（検出値をαとする）が大きくなり、他方の第１検出コイル２３Ｆ、第２検出コイル２３Ｅ（第１検出コイル２３Ｈ、第２検出コイル２３Ｇ）からの出力信号（検出値をβとする）が小さくなる。
【００３６】
これに対し、例えば原点の位置から他方の第１検出コイル２３Ｆ、第２検出コイル２３Ｅ（第１検出コイル２３Ｈ、第２検出コイル２３Ｇ）に近づくと、他方の第１検出コイル２３Ｆ、第２検出コイル２３Ｅ（第１検出コイル２３Ｈ、第２検出コイル２３Ｇ）からの出力信号βが大きくなり、一方の第１検出コイル２３Ｂ、第２検出コイル２３Ａ（第１検出コイル２３Ｄ、第２検出コイル２３Ｃ）からの出力信号αが小さくなる。
【００３７】
各第１，２検出コイル２３Ａ〜２３Ｈからの検出信号α，β等は、図４に示したマルチプレクサ２６で選択され、アンプ２７で増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ２８でデジタル変換されてマイコン２９に入力される。マイコン２９は演算部３０や出力部３１を有している。
演算部３０は、同じ座標軸上に配置されてコイル軸が同じ方向を向いた、第１，２検出コイルで得られた２つの出力信号の差信号に基づいた値を、同じ第１，２検出コイルで得られた２つの出力信号の和信号をｎ乗（ｎ＞１の実数）した値で除算する。なお、ｎは送信コイル１８の特性、検出コイル２３Ａ〜２３Ｈの特性やマイコン２９での処理のし易さなどで決定される。
【００３８】
より詳しくは、第１，２検出コイル２３Ａ〜２３Ｈからの検出信号α，β等を用い、所定の定数、例えば、送信コイル１８や第１，２検出コイル２３Ａ〜２３Ｈの構造や形状などに応じて設定される定数をｋとすると、演算部３０は式１に示すように演算する。
ｋ（α−β）／（α＋β）ｎ    …式１
演算部３０の演算結果は出力部３１に入力され、出力部３１は、この演算部３０で得られた値から送信コイル１８の位置を例えば表示部４０に出力する。
【００３９】
図８は、図１の受信機による位置検出制御のフローチャートである。
作業者が、先端に送信コイル１８を設置したガイドワイヤ１６をカテーテル１４内に挿入し、送信コイル１８をカテーテル１４の先端に配置させる。次いで、カテーテル１４の先端を先頭にして、カテーテル１４を患者の例えば鼻腔から体内に挿入し、所定の目的位置（例えば胃）に向かうように操作する。そして、仮にカテーテル１４の先端が所定の目的位置に到達したと推測できた場合、電源オン状態の受信機２０を推測した位置の上方に配置する。カテーテル１４の先端に位置する送信コイル１８が第１，２検出コイル２３Ａ〜２３Ｈに近づくと、第１，２検出コイル２３Ａ〜２３Ｈでは所定の周波数の正弦波が発生する。
【００４０】
マイコン２９は、各検出コイルの設定信号をマルチプレクサ２６に出力する（ステップＳ１０）。具体的には、まず第２検出コイル２３Ａで生じた正弦波の振幅値を得るために、第２検出コイル２３Ａを選択する。第２検出コイル２３Ａからマルチプレクサ２６に入力された信号は、アンプ２７による増幅、Ａ／Ｄコンバータ２８によるデジタル化を経てマイコン２９に入力されるが、第２検出コイル２３Ａの振幅値は、Ａ／Ｄコンバータ２８で複数回サンプリングした値を用いて算出される（ステップＳ１１，Ｓ１２）。
【００４１】
この第２検出コイル２３Ａの振幅値を算出した時点では、第１検出コイル２３Ｈまでの選択が未だ済んでいない（ステップＳ１３のＮＯ）。そこで、次に第１検出コイル２３Ｂで生じた正弦波の振幅値を得るために、カウンタに１を加えてステップＳ１０に戻る（ステップＳ１４）。
マイコン２９は、第２検出コイル２３Ａを第１検出コイル２３Ｂに切り替えてマルチプレクサ２６に出力し（ステップＳ１０）、第１検出コイル２３Ｂの振幅値が算出される（ステップＳ１１，Ｓ１２）。以降、第１検出コイル２３Ｈで生じた正弦波の振幅値が算出されるまで、上記ステップＳ１０〜Ｓ１４を繰り返す。なお、第２検出コイル２３Ａ、第１検出コイル２３Ｂ、第２検出コイル２３Ｃ、第１検出コイル２３Ｄ、第２検出コイル２３Ｅ、第１検出コイル２３Ｆ、第２検出コイル２３Ｇ、第１検出コイル２３Ｈの各振幅値をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈとする。
【００４２】
各振幅値Ａ〜Ｈが得られた場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、演算部３０は、実装基板２５の表面２５ａに関する振幅値Ｂ，Ｄ，Ｆ，Ｈを用いた演算と、裏面２５ｂに関する振幅値Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇを用いた演算をそれぞれ実行する（ステップＳ１５）。具体的には、例えば、まず送信コイル１８のＸ軸上の位置を求めるために、演算部３０は、第２検出コイル２３Ａ，２３Ｅで得られた２つの出力信号の和信号（Ａ＋Ｅ）と、第１検出コイル２３Ｂ，２３Ｆで得られた２つの出力信号の和信号（Ｂ＋Ｆ）を演算する。
【００４３】
マイコン２９は、演算した和信号（Ａ＋Ｅ）や和信号（Ｂ＋Ｆ）が所定の閾値を下回るか否かを判別し、いずれも所定の閾値を超えない場合（ステップＳ１６のＹＥＳ）、Ｘ軸については検出なしと判定する。一方、所定の閾値を超えた場合（ステップＳ１６のＮＯ）、裏面２５ｂに関する和信号（Ａ＋Ｅ）が表面２５ａに関する和信号（Ｂ＋Ｆ）以上であるか否かを判別する（ステップＳ１７）。
【００４４】
演算部３０は、裏面２５ｂに関する和信号（Ａ＋Ｅ）あるいは表面２５ａに関する和信号（Ｂ＋Ｆ）のうち、位置検出のために条件の良い方を採用する。詳しくは、和信号（Ａ＋Ｅ）が和信号（Ｂ＋Ｆ）以上である場合（ステップＳ１７のＹＥＳ）、ステップＳ１８に進んで裏面２５ｂの値Ａ，Ｅを採用する。この場合、ｋ＝９００、ｎ＝１.５とし、式２のように演算される。
９００×（Ａ−Ｅ）／（Ａ＋Ｅ）１.５    …式２
【００４５】
一方、和信号（Ａ＋Ｅ）が和信号（Ｂ＋Ｆ）以上でない場合（ステップＳ１７のＮＯ）、ステップＳ１９に進んで表面２５ａの値Ｂ，Ｆを採用する。この場合、ｋ＝６０００、ｎ＝２とし、式３のように演算される。
６０００×（Ｂ−Ｆ）／（Ｂ＋Ｆ）２    …式３
演算部３０の演算結果（Ｘ軸上の位置）は、例えば表示部４０で表示するまで保持される（ステップＳ２０）。
【００４６】
続いて、送信コイル１８のＹ軸上の位置の演算が未だ終了していないため（ステップＳ２１のＮＯ）、ステップＳ１５に戻る。演算部３０は、第２検出コイル２３Ｃ，２３Ｇで得られた２つの出力信号の和信号（Ｃ＋Ｇ）と、第１検出コイル２３Ｄ，２３Ｈで得られた２つの出力信号の和信号（Ｄ＋Ｈ）を演算する。なお、いずれも所定の閾値を超えない場合（ステップＳ１６のＹＥＳ）、Ｙ軸については検出なしと判定する。
【００４７】
一方、裏面２５ｂに関する和信号（Ｃ＋Ｇ）や表面２５ａに関する和信号（Ｄ＋Ｈ）が所定の閾値を超えた場合（ステップＳ１６のＮＯ）、和信号（Ｃ＋Ｇ）が和信号（Ｄ＋Ｈ）以上であるか否かを判別する（ステップＳ１７）。
演算部３０は、和信号（Ｃ＋Ｇ）が和信号（Ｄ＋Ｈ）以上である場合（ステップＳ１７のＹＥＳ）、ステップＳ１８に進んで裏面２５ｂの値Ｃ，Ｇを採用する。この場合、ｋ＝９００、ｎ＝１.５とし、式４のように演算される。
９００×（Ｃ−Ｇ）／（Ｃ＋Ｇ）１.５    …式４
【００４８】
これに対し、和信号（Ｃ＋Ｇ）が和信号（Ｄ＋Ｈ）以上でない場合（ステップＳ１７のＮＯ）、ステップＳ１９に進んで表面２５ａの値Ｄ，Ｈを採用する。この場合、ｋ＝６０００、ｎ＝２とし、式５のように演算される。
６０００×（Ｄ−Ｈ）／（Ｄ＋Ｈ）２    …式５
演算部３０の演算結果（Ｙ軸上の位置）は、例えば表示部４０で表示するまで保持される（ステップＳ２０）。２方向の演算が終了しているので（ステップＳ２１のＹＥＳ）、表示部４０の表示を更新する（ステップＳ２２）。
【００４９】
図９は図４の演算部の演算結果と送信コイルの位置との関係を示す図である。
図９（Ａ）は、送信コイル１８をそのコイル軸に直交する方向に沿って移動させた場合（ｋ＝９００、ｎ＝１．５）であり、演算部３０の演算結果を送信コイル１８の位置１ｍｍ刻みで求めている。図７（Ａ）に示したＣＬ＝９０ｍｍを○印、ＣＬ＝１００ｍｍを●印、ＣＬ＝１１０ｍｍを□印、ＣＬ＝１２０ｍｍを■印、ＣＬ＝１３０ｍｍを◇印で示すと、演算部３０の演算結果は、いずれのＣＬの場合も＋３０ｍｍ以上や−３０ｍｍ以下では、やや曲線を描いているが、−３０ｍｍから＋３０ｍｍまでの範囲では、ほぼ直線を描いていると認められた。また、−１０ｍｍから＋１０ｍｍまでの範囲については、各ＣＬの違いはほとんど無いと認められた。
【００５０】
図９（Ｂ）は、送信コイルをそのコイル軸に一致する方向に沿って移動させた場合（ｋ＝６０００、ｎ＝２）であり、演算部３０の演算結果を送信コイル１８の位置１ｍｍ刻みで求めている。図７（Ｂ）に示したＣＬ＝９０ｍｍを○印、ＣＬ＝１００ｍｍを●印、ＣＬ＝１１０ｍｍを□印、ＣＬ＝１２０ｍｍを■印、ＣＬ＝１３０ｍｍを◇印で示すと、演算部３０の演算結果は、いずれのＣＬの場合も＋２５ｍｍ以上や−２５ｍｍ以下では、やや曲線を描いているが、−２５ｍｍから＋２５ｍｍまでの範囲では、ほぼ直線を描いていると認められた。また、−２０ｍｍから＋２０ｍｍまでの範囲については、各ＣＬの違いはほとんど無いと認められた。
【００５１】
このように、送信コイル１８の位置に対し、演算部３０の演算結果が直線的に変化するため、演算部３０の演算結果から送信コイル１８の位置が分かる。そして、この演算部３０の演算結果は、図２（Ｂ）で説明したＬＥＤ４２Ａ〜４２Ｊ，４３Ａ〜４３Ｊの点灯位置に利用できる。
詳しくは、演算部３０の演算結果が＋５以上の場合、Ｘ軸方向ではＬＥＤ４２Ｊが、Ｙ軸方向ではＬＥＤ４３Ｊが点灯する。演算結果が＋５未満であるが＋４以上の場合、Ｘ軸方向ではＬＥＤ４２Ｉが、Ｙ軸方向ではＬＥＤ４３Ｉが点灯する。演算結果が＋４未満であるが＋３以上の場合、Ｘ軸方向ではＬＥＤ４２Ｈが、Ｙ軸方向ではＬＥＤ４３Ｈが点灯する。演算結果が＋３未満であるが＋２以上の場合、Ｘ軸方向ではＬＥＤ４２Ｇが、Ｙ軸方向ではＬＥＤ４３Ｇが点灯する。演算結果が＋２未満であるが＋１以上の場合、Ｘ軸方向ではＬＥＤ４２Ｆが、Ｙ軸方向ではＬＥＤ４３Ｆが点灯する。
【００５２】
ここで、演算結果が＋１未満であるが−１以上の場合について、Ｘ軸方向だけがこの範囲に該当するときには、例えば、丸型の原点用ＬＥＤ４４の両側に位置するＬＥＤ４２Ｆ，４２Ｅが点灯し、Ｙ軸方向だけがこの範囲に該当するときには、丸型の原点用ＬＥＤ４４の両側に位置するＬＥＤ４３Ｆ，４３Ｅが点灯し、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方がこの範囲に該当するときには、丸型の原点用ＬＥＤ４４が点灯する。
【００５３】
また、演算結果が−１未満であるが−２以上の場合、Ｘ軸方向ではＬＥＤ４２Ｅが、Ｙ軸方向ではＬＥＤ４３Ｅが点灯する。演算結果が−２未満であるが−３以上の場合、Ｘ軸方向ではＬＥＤ４２Ｄが、Ｙ軸方向ではＬＥＤ４３Ｄが点灯する。演算結果が−３未満であるが−４以上の場合、Ｘ軸方向ではＬＥＤ４２Ｃが、Ｙ軸方向ではＬＥＤ４３Ｃが点灯する。演算結果が−４未満であるが−５以上の場合、Ｘ軸方向ではＬＥＤ４２Ｂが、Ｙ軸方向ではＬＥＤ４３Ｂが点灯する。そして、演算結果が−５未満の場合、Ｘ軸方向ではＬＥＤ４２Ａが、Ｙ軸方向ではＬＥＤ４３Ａが点灯する。
【００５４】
図１０は、図１の表示部によるカテーテル先端の位置表示を説明するための図である。
受信機２０を推測した位置の上方に配置すると、上述のように演算部３０は第１，２検出コイル２３Ａ〜２３Ｈの振幅値から送信コイル１８の位置を求め、出力部３１は送信コイル１８の位置を表示部４０に出力する。
例えば、Ｘ軸方向については、演算部３０の演算結果が＋５未満であるが＋４以上となり、Ｙ軸方向については、演算結果が＋４未満であるが＋３以上となった場合、図１０（Ａ）に示すように、Ｘ軸方向はＬＥＤ４２Ｉが点灯し、Ｙ軸方向はＬＥＤ４３Ｈが点灯する。よって、現在のカテーテル１４の先端は、点灯したＬＥＤ４２ＩとＬＥＤ４３Ｈとの交点付近にあると容易に分かる。
【００５５】
続いて、この受信機２０を、点灯したＬＥＤ４２ＩとＬＥＤ４３Ｈとの交点に向けて、言い換えると、図１０（Ａ）の右斜め上方に向けて移動させると、Ｘ座標用およびＹ座標用の各ＬＥＤが表示部４０の交点に近づくように順に点灯する。そして、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方の演算結果が＋１未満であるが−１を超えた場合、図１０（Ｂ）に示すように、丸型の原点用ＬＥＤ４４が点灯する。
【００５６】
なお、受信機２０を推測した位置の上方に配置しても表示部４０で点灯しない場合、この受信機２０を例えば円を描くように移動させる。その後、Ｘ座標用のＬＥＤやＹ座標用のＬＥＤが点灯したときには、その交点が現在のカテーテルの先端の位置であると分かる。
そして、カテーテル１４の先端が所定の目的位置に到達したことを確認後、作業者は、ガイドワイヤ１６と共に送信コイルをカテーテル１４から静かに引き抜く。
【００５７】
なお、上記第１実施例では、第１検出コイル２３Ｂ，２３Ｄ，２３Ｆ，２３Ｈを実装基板２５の表面２５ａに、第２検出コイルＡ，２３Ｃ，２３Ｅ，２３Ｇを裏面２５ｂに配置する例で説明した。しかし、第１検出コイル２３Ｂ，２３Ｄ，２３Ｆ，２３Ｈを表面２５ａと裏面２５ｂとに例えば２個ずつに分けて配置し、第２検出コイル２３Ａ，２３Ｃ，２３Ｅ，２３Ｇを表面２５ａと裏面２５ｂとに例えば２個ずつに分けて配置することもできる。
【００５８】
（第２実施例）
図１１は、第２実施例による検出コイルの配置を説明するための図である。
上記第１実施例では、計８個の第１，２検出コイル２３Ａ〜２３Ｈを実装基板２５の表面２５ａおよび裏面２５ｂにそれぞれ搭載したが、実装基板２５の表面２５ａあるいは裏面２５ｂにのみ搭載することもできる。具体的には、図１１に示すＸ軸の正方向の位置は第１検出コイル２３Ｆ、第２検出コイル２３Ｅで１組をなし、Ｘ軸の負方向の位置は第１検出コイル２３Ｂ、第２検出コイル２３Ａで１組をなし、Ｙ軸の正方向の位置は第１検出コイル２３Ｈ、第２検出コイル２３Ｇで１組をなし、Ｙ軸の負方向の位置は第１検出コイル２３Ｄ、第２検出コイル２３Ｃで１組をなしている。
【００５９】
各第１検出コイル２３Ｂ，２３Ｆのコイル軸が例えばＸ軸に沿って延び、第１各検出コイル２３Ｄ，２３Ｈのコイル軸が例えばＹ軸に沿って延びており、各第１検出コイル２３Ｂ，２３Ｄ，２３Ｆ，２３Ｈのコイル軸が、ＸＹ座標の原点で交差するように十字状に配置されている。また、各第２検出コイル２３Ａ，２３Ｃ，２３Ｅ，２３Ｇのコイル軸が、ＸＹ座標の原点とは異なる位置で交差するように十字状に配置されている。
【００６０】
しかし、第２検出コイル２３Ａ，２３Ｃ，２３Ｅ，２３Ｇは、第１検出コイル２３Ｂ，２３Ｄ，２３Ｆ，２３Ｈの例えば外側に配置されており、Ｘ軸の正方向の位置を検出する第１検出コイル２３Ｆ、第２検出コイル２３Ｅの例で説明すると、この同じ組に属する第１検出コイル２３Ｆ、第２検出コイル２３Ｅのコイル軸は実装基板２５の例えば表面２５ａ上で互いに交差している。これにより、送信コイルに対し、仮に一方の検出コイルが不感帯に位置しても、他方の検出コイルは不感帯に位置しないようにできる。また、この場合には、実装基板２５の表面２５ａと裏面２５ｂとに分けて配置する場合に比べて実装基板の厚み方向に要する長さを小さくでき、カテーテル検出装置の薄型化を図ることができる。
【００６１】
なお、上記各実施例では、送信機と受信機とを分離した例で説明したが、送信機の発信回路を受信機に内蔵し、送信コイルがコードを介して受信機に接続されていてもよい。また、各実施例ではＬＥＤの例を挙げて説明したが、表示部を液晶パネルで形成することもできる。
【符号の説明】
【００６２】
１…カテーテル検出装置、１０…送信機、１１…送信機本体、１２…発振回路、１３…コンデンサ、１４…カテーテル、１５…アダプタ、１６…ガイドワイヤ、１７…コード、１８…送信コイル、２０…受信機、２１…受信機本体、２２…検出回路、２３Ｂ，２３Ｄ，２３Ｆ，２３Ｈ…第１検出コイル、２３Ａ，２３Ｃ，２３Ｅ，２３Ｇ…第２検出コイル、２４Ａ〜２４Ｈ…コンデンサ、２５…実装基板、２５ａ…表面、２５ｂ…裏面、２６…マルチプレクサ、２７…アンプ、２８…Ａ／Ｄコンバータ、２９…マイコン、３０…演算部、３１…出力部、４０…表示部、４１…実装基板、４２Ａ〜４２Ｊ…Ｘ軸方向のＬＥＤ、４３Ａ〜４３Ｊ…Ｙ軸方向のＬＥＤ、４４…原点用ＬＥＤ、５０…スイッチ。
【図１】
2015188528.tif 000003
【図２】
2015188528.tif 000004
【図３】
2015188528.tif 000005
【図４】
2015188528.tif 000006
【図５】
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【図６】
2015188528.tif 000008
【図７】
2015188528.tif 000009
【図８】
2015188528.tif 000010
【図９】
2015188528.tif 000011
【図１０】
2015188528.tif 000012
【図１１】
2015188528.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月30日(2014.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カテーテルの先端に配置した被検出部と、該被検出部の位置を検出する検出部とを備えたカテーテル検出装置であって、
前記被検出部は電磁波を発生する送信コイルからなり、
前記検出部は、直交する座標軸上で該座標軸の交点に対する対称な位置にそれぞれ配置され、それぞれのコイル軸が前記交点に向かう方向に一致する４個の第１検出コイルと、前記座標軸上で該座標軸の交点に対する対称な位置にそれぞれ配置され、それぞれのコイル軸が前記交点に向かう方向と直交する方向に一致する４個の第２検出コイルとを有し、
前記検出部の検出結果に基づいて前記被検出部の位置を表示する十字状の表示部をさらに備え、
該十字状の表示部の方向を前記座標軸に一致させると共に、前記十字状の表示部の交点を前記座標軸の交点に一致させた状態で、前記表示部を前記第１検出コイルおよび前記第２検出コイルの上側に配置したことを特徴とするカテーテル検出装置。
【請求項２】
前記検出部を搭載する基板をさらに備え、
前記第１検出コイルが前記基板の表面に、前記第２検出コイルが前記基板の裏面にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１に記載のカテーテル検出装置。
【請求項３】
前記検出部を搭載する基板をさらに備え、
前記第１検出コイルおよび前記第２検出コイルが前記基板の片面にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１に記載のカテーテル検出装置。
【請求項４】
４個の前記第１検出コイルのうち同じ座標軸上に配置された２個の前記第１検出コイルで得られた２つの出力信号の差信号に基づいた値を、前記２つの出力信号の和信号をｎ乗（ただしｎ＞１の実数）した値で除算して前記被検出部の位置を求める、あるいは、４個の前記第２検出コイルのうち同じ座標軸上に配置された２個の前記第２検出コイルで得られた２つの出力信号の差信号に基づいた値を、前記２つの出力信号の和信号をｎ乗（ただしｎ＞１の実数）した値で除算して前記被検出部の位置を求めることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のカテーテル検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、カテーテルの先端に配置した被検出部と、該被検出部の位置を検出する検出部とを備えたカテーテル検出装置であって、前記被検出部は電磁波を発生する送信コイルからなり、前記検出部は、直交する座標軸上で該座標軸の交点に対する対称な位置にそれぞれ配置され、それぞれのコイル軸が前記交点に向かう方向に一致する４個の第１検出コイルと、前記座標軸上で該座標軸の交点に対する対称な位置にそれぞれ配置され、それぞれのコイル軸が前記交点に向かう方向と直交する方向に一致する４個の第２検出コイルとを有し、前記検出部の検出結果に基づいて前記被検出部の位置を表示する十字状の表示部をさらに備え、該十字状の表示部の方向を前記座標軸に一致させると共に、前記十字状の表示部の交点を前記座標軸の交点に一致させた状態で、前記表示部を前記第１検出コイルおよび前記第２検出コイルの上側に配置したことを特徴としたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
第４の技術手段は、４個の前記第１検出コイルのうち同じ座標軸上に配置された２個の前記第１検出コイルで得られた２つの出力信号の差信号に基づいた値を、前記２つの出力信号の和信号をｎ乗（ただしｎ＞１の実数）した値で除算して前記被検出部の位置を求める、あるいは、４個の前記第２検出コイルのうち同じ座標軸上に配置された２個の前記第２検出コイルで得られた２つの出力信号の差信号に基づいた値を、前記２つの出力信号の和信号をｎ乗（ただしｎ＞１の実数）した値で除算して前記被検出部の位置を求めることを特徴としたものである。