(57)【要約】【課題】探触子開閉機構付体腔用プローブにおいて、測定位置において略垂直に開閉を行うことができ、トラブルのときでも体腔内から安全に取り出すことができるようにすることである。【解決手段】探触子開閉機構付体腔用プローブ１０において、操作ダイヤル３０を回転することで中心シャフト４０がＸ方向に移動する。中心シャフト４０の周囲には開閉用シャフト５０が配置され、開閉用シャフト５０のＸ方向の移動に応じて探触子開閉機構７０が作動し探触子９０を略Ｚ方向に開く。中心シャフト４０の操作側係止部４６と、開閉用シャフト５０の開閉側係止部５４と、バネ５６とは、緩衝機構の機能を有し、通常動作のときは中心シャフト４０と開閉用シャフト５０の運動は一致するが、トラブルのときは探触子９０に懸かる外力に応じて開閉用シャフト５０は手前側に戻り、探触子９０が閉じる。【選択図】図２
2005287989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内に挿入し、手元の操作部により先端の探触子を開閉操作する体腔用プローブにおいて、
操作部の操作により筐体内部を軸方向に沿って直進移動可能な中心シャフトと、
筐体内部に中心シャフトと平行に配置される開閉用シャフトと、
筐体の先端に設けられ、開閉用シャフトの軸方向の移動に応じて探触子を筐体の軸方向に略垂直方向に開閉させる探触子開閉機構と、
中心シャフトと開閉用シャフトとの間に設けられる緩衝機構であって、中心シャフトが軸方向に沿って手元側に戻されるときは開閉用シャフトを手元側に戻して探触子を閉じ、中心シャフトが軸方向に沿って先端側に向けて進められるときは開閉用シャフトを先端側に進めて探触子を開き、体腔側から探触子に外力が加わったときには開閉用シャフトが手元側に戻ることで探触子を閉じる緩衝機構と、
を備えることを特徴とする探触子開閉機構付体腔用プローブ。
【請求項２】
請求項１に記載の探触子開閉機構付体腔用プローブにおいて、
開閉用シャフトは、筐体に一端を支持される弾性体により軸方向に沿って先端側に向けて押し付け力を付勢され、
緩衝機構は、中心シャフトに設けられる操作側係止部と、開閉用シャフト側に設けられる探触子側係止部と、弾性体とで構成され、中心シャフトが手元側に戻されるときは操作側係止部が探触子係止部と協働して弾性体を圧縮しつつ開閉用シャフトを手元側に押し付けつつ戻し、中心シャフトが先端側に向けて進められるときは探触子係止部が弾性体の押し付け力により操作側係止部に追随して開閉用シャフトを先端側に進め、体腔側から探触子に外力が加わったときに弾性体の伸縮性により開閉用シャフトが手元側に戻ることを特徴とする探触子開閉機構付体腔用プローブ。
【請求項３】
請求項２に記載の探触子開閉機構付体腔用プローブにおいて、
探触子開閉機構は、
開閉用シャフトの先端に一端が回動自在に取り付けられ、他端に探触子が取り付けられる探触子アームと、
筐体に一端が回動自在に取り付けられ、他端は探触子アームの一端と他端との略中間の位置に回動自在に取り付けられ、その一端と他端との間の長さが探触子アームの一端と他端との間の長さの略半分である支えアームと、
を含み、開閉用シャフトの軸方向の移動に従い、探触子アームの先端の探触子が軸方向に略垂直に開閉することを特徴とする探触子開閉機構付体腔用プローブ。
【請求項４】
請求項３に記載の探触子開閉機構付体腔用プローブにおいて、
探触子は、体腔の生体組織に接触する接触面を有して探触子アームの先端に回動自在に取り付けられ、体腔の生体組織に接触したときに生体組織の形状に倣ってその接触面が接触することを特徴とする探触子開閉機構付体腔用プローブ。
【請求項５】
請求項１に記載の探触子開閉機構付体腔用プローブにおいて、
開閉用シャフトは、探触子の数に応じて中心シャフトの周りに複数本設けられ、各開閉用シャフトに対応して、それぞれ緩衝機構が独立に設けられることを特徴とする探触子開閉機構付体腔用プローブ。
【請求項６】
請求項１に記載の探触子開閉機構付体腔用プローブにおいて、
開閉用シャフトの軸方向の変位量を検出することにより、探触子の変位を検出する変位センサを備えることを特徴とする探触子開閉機構付体腔用プローブ。
【請求項７】
請求項１に記載の探触子開閉機構付体腔用プローブにおいて、
探触子は、体腔の生体組織に押し付けられるときの生体組織からの反力から、生体組織に与える応力を検出する応力検出センサを有することを特徴とする探触子開閉機構付体腔用プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体腔用プローブに係り、特に体腔内に挿入し、手元の操作部により先端の探触子を開閉操作する探触子開閉機構付体腔用プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
体腔内に挿入し、手元の操作部により先端の探触子を開閉操作する体腔用プローブは、探触子を閉じた細い状態で、例えば、狭い挿入部から体腔内に挿入でき、体腔内に挿入した後に手元の操作部において探触子を開き、体腔組織の接触する等の処理を行うことができ便利である。このような体腔内プローブの開閉機構として、特許文献１に記載されるようなはさみ型のものが知られている。はさみ型は、手元で開閉あるいは、押し引きすることで、支点を中心に２つの部材が開閉するものである。また、はさみ型を発展させ、リンク機構により先端の探触子を開閉させる工夫等も知られている。
【０００３】
また、特許文献２には、長棒状の探触子基部に軸方向に沿って板バネを取り付け、板バネの先端に探触子を設け、探触子基部に沿って移動可能なスリーブによって板バネの押し付けあるいは戻す構成が開示される。この構成では、スリーブを軸方向に移動させて板バネを押し付けあるいは戻すことができ、それにより板バネの先端の探触子を開閉させることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９９７４６号公報
【特許文献２】特開２００３−２２００３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されるはさみ型の機構は簡明であるが、動きを精密に確実に行うのには向いていないことがある。特許文献２に開示される構成の探触子開閉機構付体腔用プローブでは、探触子が閉じた状態で所望の体腔内深さまで探触子基部を挿入し、そこでスリーブを移動操作して探触子を開閉する。したがって、スリーブの動きを制御することで探触子の位置はある程度正確にコントロールできる。しかし、探触子の開閉の軌跡は、板バネが探触子基部に取り付けられる取付部を中心として略円弧を描く。したがって、探触子が開いて体腔と接触する位置は、探触子基部を挿入した深さと、この開き状態における円弧軌跡によって定まる。例えば、体腔の一例として、特許文献１に説明されるような膣の管部に体腔用プローブを挿入し、測定したい深さで探触子を開く場合、探触子の軌跡は探触子基部の軸方向に垂直でなく円弧を描く。したがって、探触子基部の挿入深さが同じでも、探触子が開く程度によって測定位置が異なることになり、測定データの対応する測定位置がばらついてしまう。
【０００６】
そこで、はさみ型を発展させ、軸方向の動きをこれと直角方向の動きに変換する周知のリンク機構を用いることが考えられる。このようなリンク機構を用いれば、体腔用プローブの軸方向に略垂直方向に探触子を開閉することを可能にすることができる。しかし、リンク機構は、回動自在な複数の支点と、その間を結合するリンク棒の組み合わせで構成されるため、何らかのトラブルでリンク機構が動かなくなると、その開いたままで閉じなくなり、細い挿入部から取り出すことができなくなる。例えば、リンク機構の開閉を行うモータが動作しなくなり、あるいは体腔内でリンク機構が変形等により動かなくなる等のトラブルが起こる恐れがある。
【０００７】
特許文献２に記載の板バネ構成では、このような場合でも細い挿入部から引き出すことにより、板バネがその弾性により体腔の形状等に沿って閉じ、挿入部から取り出すことが可能である。しかし、上記のように、探触子が円弧状軌跡を描いて開閉するという課題が残る。
【０００８】
このように、従来技術の探触子開閉機構付体腔用プローブでは、挿入した位置でそのまま軸方向に略垂直に開閉を行うことが困難なことがあり、あるいは、トラブルのときに体腔内から安全に取り出すことが不十分なことがある。
【０００９】
本発明の目的は、トラブルのときでも体腔内から安全に取り出すことができる新しい構成の探触子開閉機構付体腔用プローブを提供することである。また、他の目的は、測定位置において略垂直に開閉を行うことができる探触子開閉機構付体腔用プローブを提供することである。本願の各請求項に係る発明は、上記目的の少なくとも１つに貢献するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る探触子開閉機構付体腔用プローブは、体腔内に挿入し、手元の操作部により先端の探触子を開閉操作する体腔用プローブにおいて、操作部の操作により筐体内部を軸方向に沿って直進移動可能な中心シャフトと、筐体内部に中心シャフトと平行に配置される開閉用シャフトと、筐体の先端に設けられ、開閉用シャフトの軸方向の移動に応じて探触子を筐体の軸方向に略垂直方向に開閉させる探触子開閉機構と、中心シャフトと開閉用シャフトとの間に設けられる緩衝機構であって、中心シャフトが軸方向に沿って手元側に戻されるときは開閉用シャフトを手元側に戻して探触子を閉じ、中心シャフトが軸方向に沿って先端側に向けて進められるときは開閉用シャフトを先端側に進めて探触子を開き、体腔側から探触子に外力が加わったときには開閉用シャフトが手元側に戻ることで探触子を閉じる緩衝機構と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
上記構成により、操作部の操作により軸方向に移動する中心シャフトと、探触子開閉機構を開閉動作させる開閉用シャフトとの間に緩衝機構が設けられる。この緩衝機構は、中心シャフトが軸方向に沿って手元側に戻されるときは開閉用シャフトを手元側に戻して探触子を閉じ、中心シャフトが軸方向に沿って先端側に向けて進められるときは開閉用シャフトを先端側に進めて探触子を開く通常動作とともに、体腔側から探触子に外力が加わったときには開閉用シャフトが手元側に戻ることで探触子を閉じる機能を有する。したがって、体腔用プローブを体腔内から引き出すときは、通常動作に従い、探触子を閉じてから引き出すのであるが、万一トラブルにより操作部の操作によっても探触子が閉じないときでも、体腔内から引き出すときに、探触子が接触する体腔組織からの力に応じて開閉用シャフトが手前に戻って探触子を閉じるように働くので、体腔用プローブを体腔内から安全に取り出すことができる。
【００１２】
また、本発明に係る探触子開閉機構付体腔用プローブにおいて、開閉用シャフトは、筐体に一端を支持される弾性体により軸方向に沿って先端側に向けて押し付け力を付勢され、緩衝機構は、中心シャフトに設けられる操作側係止部と、開閉用シャフト側に設けられる探触子側係止部と、弾性体とで構成され、中心シャフトが手元側に戻されるときは操作側係止部が探触子係止部と協働して弾性体を圧縮しつつ開閉用シャフトを手元側に押し付けつつ戻し、中心シャフトが先端側に向けて進められるときは探触子係止部が弾性体の押し付け力により操作側係止部に追随して開閉用シャフトを先端側に進め、体腔側から探触子に外力が加わったときに弾性体の伸縮性により開閉用シャフトが手元側に戻ることが好ましい。
【００１３】
上記構成により、中心シャフトが手元側に戻されているときは、操作側係止部が探触子係止部と協働して弾性体を圧縮しており、開閉用シャフトは手元側に押し付けつつ戻されている。そして、中心シャフトを先端側に向けて進めるにつれ、探触子係止部が弾性体の押し付け力により操作側係止部に追随して開閉用シャフトを先端側に進める。このようにして、通常動作のときは、中心シャフトの移動と開閉用シャフトの移動とは一致し、中心シャフトの操作により、探触子を開閉操作できる。そして、体腔側から探触子に外力が加わったときは、弾性体の伸縮性により、操作側係止部と探触子係止部とが離れ、中心シャフトとは独立して開閉用シャフトが手元側に戻る。したがって、トラブルのときでも、体腔用プローブを体腔内から安全に取り出すことができる。
【００１４】
また、探触子開閉機構は、開閉用シャフトの先端に一端が回動自在に取り付けられ、他端に探触子が取り付けられる探触子アームと、筐体に一端が回動自在に取り付けられ、他端は探触子アームの一端と他端との略中間の位置に回動自在に取り付けられ、その一端と他端との間の長さが探触子アームの一端と他端との間の長さの略半分である支えアームと、を含み、開閉用シャフトの軸方向の移動に従い、探触子アームの先端の探触子が軸方向に略垂直に開閉することが好ましい。
【００１５】
上記構成により、探触子アームのほぼ半分の長さの支えアームの他端が探触子アームの略中間位置に回動自在に取り付けられ、支えアームの一端は筐体に回動自在に取り付けられる。このような機構で、探触子アームの一端を開閉用シャフトにより軸方向、すなわち支えアームの筐体側回動支点に向けて移動すると、（探触子アームの他端である探触子）−（支えアームの筐体側回動支点）−（探触子アームの一端である開閉用シャフト側回動支点）で構成される図形が略直角三角形のままで、移動が起こる。つまり、開閉用シャフトの軸方向の動きが、軸方向に略垂直な方向の直角探触子の動きに変換される。したがって、体腔内の任意の測定位置に探触子を接触等させたいときは、操作部により中心プローブをその測定深さに対応する量だけ軸方向に進ませあるいは戻せば、その測定位置で、軸方向に略垂直に探触子が開閉し、体腔用プローブの軸中心から体腔組織までの距離によらず、その測定深さの位置での測定ができる。
【００１６】
また、探触子は、体腔の生体組織に接触する接触面を有して探触子アームの先端に回動自在に取り付けられ、体腔の生体組織に接触したときに生体組織の形状に倣ってその接触面が接触することが好ましい。上記構成により、探触子の体腔内組織への接触状態を良好にすることができる。
【００１７】
また、開閉用シャフトは、探触子の数に応じて中心シャフトの周りに複数本設けられ、各開閉用シャフトに対応して、それぞれ緩衝機構が独立に設けられることが好ましい。上記構成により、複数の探触子の系統に属する各開閉機構等のトラブルが生じたとしても、それぞれ独立に緩衝機構が働くので、複雑なトラブルのときでも、体腔用プローブを体腔内から安全に取り出すことができる。
【００１８】
また、本発明に係る探触子開閉機構付体腔用プローブにおいて、開閉用シャフトの軸方向の変位量を検出することにより、探触子の変位を検出する変位センサを備えることが好ましい。開閉用シャフトの軸方向の変位量は探触子の開閉する位置である測定深さに対応する。上記構成により、変位センサにより探触子の開閉位置である測定深さを得ることができ、正確な測定を行うことができる。
【００１９】
また、探触子は、体腔の生体組織に押し付けられるときの生体組織からの反力から、生体組織に与える応力を検出する応力検出センサを有することが好ましい。上記構成により、体腔の生体組織の弾力性に関するデータを得ることができる。例えば、体腔用プローブを尿失禁症状を有する患者の膣に挿入し、尿道周りの筋肉の弾力性評価を、より安全に、より正確に行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
上記のように、本発明に係る探触子開閉機構付体腔用プローブによれば、トラブルのときでも体腔内から安全に取り出すことができる。また、本発明に係る探触子開閉機構付体腔用プローブによれば、プローブの軸方向に略垂直に探触子が開閉する新しい構成の探触子開閉機構付体腔用プローブを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に図面を用いて実施の形態につき詳細に説明する。なお、以下において、探触子開閉機構付体腔用プローブは、先端に応力検出センサを備え、婦人の膣に挿入して尿道周りの組織に押し付け戻すことでその部位の筋肉の弾力性評価を行うものとして説明するが、これは説明のための１事例であり、探触子の探触対象は、体腔内であればよく、トラカールを通して腹部等に挿入することでもよく、細い挿入部から挿入する場合であれば開腹手術の場合でもよい。また、婦人の膣以外の生体管部、例えば、咽喉部や耳部、鼻部等であってもよい。また、探触子には、応力検出以外のセンサ、例えば視覚センサ、接触センサ等を設けてもよく、光ファイバの端末を設けてもよい。また、センサでなく、作業を行う素子、例えば組織切除子や、レーザ加工子、薬剤等の処理剤供給子等を設けるものとしてもよい。
【００２２】
図１は、探触子開閉機構付体腔用プローブ１０の全体外観図、図２は、断面図である。探触子開閉機構付体腔用プローブ１０は、筐体２０の手元側に操作ダイヤル３０を備え、この操作ダイヤル３０を回転することで、先端の探触子開閉機構７０を動作させ、軸方向である図１のＸ方向に略垂直に探触子９０を開閉させることができる体腔用プローブである。以下、探触子開閉機構付体腔用プローブ１０を、特に断りがなければ、単に体腔用プローブ１０として述べる。この体腔用プローブ１０は、尿失禁症状を有する婦人の膣に挿入し、その尿道周りの組織に探触子９０を押し付け戻し、図示されていないが探触子９０に設けられる応力検出センサにより、その部位の筋肉の弾力性評価を行うために用いられる。なお、図示していないが、先端の探触子開閉機構７０及び探触子９０周りは、弾性のある薄膜フィルムで筐体２０との間に異物や汚れが入り込まないようにされている。
【００２３】
図２の断面図に従い、筐体２０内部の構成を概略説明する。操作ダイヤル３０には中心シャフト４０が接続される。接続は、操作ダイヤル３０に設けられるカム溝３４と、中心シャフト４０の操作側部分４２に設けられるガイドピン４４により行われ、操作ダイヤル３０の回転操作が中心シャフト４０の軸方向であるＸ方向の移動に変換される。中心シャフト４０の周囲に、４本の開閉用シャフト５０がＸ方向に沿って平行に配置される。また、筐体２０の先端には、探触子開閉機構７０が各開閉用シャフト５０に対応して４つ設けられる。各探触子開閉機構７０はそれぞれ、対応する開閉用シャフト５０の先端部分５２に接続される。中心シャフト４０と各開閉用シャフト５０との間には緩衝機構が設けられるが、その内容については後に詳述する。
【００２４】
筐体２０は、先端が丸みを帯びた円筒状の挿入部２２と、膣に挿入する際のストッパの役割を果たすフランジ部２４と、操作者が手で持ちやすいように取っ手状になっている把持部２６と、操作ダイヤル３０が取り付けられるダイヤル取付部２８を含む。把持部２６には、探触子９０からの応力検出信号や、後述する変位センサからの信号を外部に取り出すための信号線を通す穴２７が設けられる。挿入部２２の直径、およびフランジ部２４までの挿入深さは、患者の体格等により異なる寸法のものを用意することができる。代表的な寸法範囲としては、挿入部２２の直径を１５−３０ｍｍ、フランジ部２４までの円筒部の長さを５−１５ｃｍとすることができる。かかる筐体２０は、生体組織になじみやすいプラスチック材料を用い、全体をいくつかの部分に分割してそれぞれ成形し、それらを組み立てることで得ることができる。
【００２５】
操作ダイヤル３０は、筐体２０のダイヤル取付部２８に設けられる回転軸３２の周りに回転可能に取り付けられる円筒状のダイヤルである。操作ダイヤル３０の裏側、すなわちダイヤル取付部２８に向かい合う面には、らせん状のカム溝３４が形成される。このカム溝３４に対応し、上記のように中心シャフト４０の操作側部分４２にガイドピン４４が設けられる。らせん状のカム溝３４は、操作ダイヤル３０の１回転当り約５ｍｍのピッチで約２回転分形成される。かかる操作ダイヤル３０は、直径が約４５ｍｍ、厚さが約１０ｍｍ程度の円筒状のプラスチック成形品で得ることができる。操作ダイヤル３０の外周には、操作しやすいように、凹凸等の刻みを設け、また、操作の目印となるマークを表側に設けることが好ましい。
【００２６】
中心シャフト４０は、操作ダイヤルにより操作されて図１、図２に示すＸ方向に移動可能な軸である。中心シャフト４０の操作ダイヤル側には操作側部分４２が設けられ、先端には、各開閉用シャフト５０の開閉側係止部５４と係止する操作側係止部４６が設けられる。操作側部分４２は、筐体２０のダイヤル取付部２８と協働し、中心シャフト４０をＸ軸周りに回転させず、Ｘ方向の直進のみを行わせる機能を有する部材である。例えば、筐体２０のダイヤル取付部２８の内側に矩形断面の案内ガイド２９を設け、中心シャフト４０の操作側部分４２の外形をこの案内ガイド２９に対応する矩形断面としてよい。操作側部分４２には上記のガイドピン４４が設けられる。したがって、操作ダイヤル３０を回転させると、カム溝３４に沿ってガイドピン４４が移動するが、その移動は操作側部分４２と案内ガイド２９によりＸ方向の直進にのみ規制されるので、中心シャフト４０がＸ方向に移動する。すなわち、操作ダイヤル３０の回転運動が、中心シャフト４０の直進運動に変換される。上記の例では、１回転当り約５ｍｍ、２回転で約１０ｍｍの直進移動に変換される。
【００２７】
開閉用シャフト５０は、筐体２０の内部に中心シャフト４０の周囲に、Ｘ軸周りに９０度おきに互いに平行に配置される４本の互いに独立した軸である。開閉用シャフト５０の先端には先端部分５２が設けられ、その反対側、つまり操作ダイヤル３０寄りの側には、変位センサ６０の可動子となるセンサ可動子５８が設けられる。そして、先端部分５２とセンサ可動子５８との間の部分にバネ５６が配置される。先端部分５２の先端側には、探触子開閉機構７０に接続される回動中心７６が設けられ、その反対側、つまり根元側には、中心シャフト４０の操作側係止部４６と係止する開閉側係止部５４が設けられる。そして、バネ５６は、開閉側係止部５４と、筐体２０の挿入部２２の固定部分との間に配置される。
【００２８】
中心シャフト４０の操作側係止部４６と、開閉用シャフト５０の開閉側係止部５４と、バネ５６とは、緩衝機構の機能を有する。ここで、緩衝機構とは、通常動作のときは中心シャフト４０と開閉用シャフト５０の運動を一致させ、トラブルが生じて中心シャフト４０の操作によっても探触子開閉機構７０が正常に開閉動作しないときには中心シャフト４０と開閉用シャフト５０の運動を連動させず、探触子９０に懸かる外力に応じて開閉用シャフト５０を手前側に戻し、探触子９０を閉じさせる機能を有する機構をいう。
【００２９】
このように、開閉用シャフト５０には、緩衝機構、探触子開閉機構７０、及び変位センサ６０に関する機能が盛り込まれているので、次にこれらの機能についてそれぞれの構成とともに順を追って詳細に説明する。
【００３０】
図３は、緩衝機構の作用を説明する図で、（ａ）と（ｂ）は通常動作状態のとき、（ｃ）はトラブル状態のときの緩衝機能を説明するものである。これらの図において、２つの開閉用シャフト５０ａ，５０ｂが４つの開閉用シャフトを代表するものとして示され、特に、図３（ｃ）においては、トラブルが生じた探触子開閉機構７０に関連する開閉用シャフト５０ａを示し、その際に比較のため、通常の係止状態のときの開閉用シャフト５０ｂが参考として示されている。
【００３１】
図３（ａ）は、操作ダイヤル３０によって中心シャフト４０が図中の矢印で示される手元側に戻されている状態をあらわす図である。この状態では、中心シャフト４０の操作側係止部４６が、開閉用シャフト５０ａの開閉側係止部５４ａと、開閉用シャフト５０ｂの開閉側係止部５４ｂと係止し、バネ５６ａ，５６ｂを圧縮し、開閉用シャフト５０ａ，５０ｂをともに手元側に押し付けつつ戻している。
【００３２】
図３（ｂ）は、操作ダイヤル３０によって中心シャフト４０が図中の矢印で示されるように、先端側に向けて進められている状態をあらわす図である。この状態では、中心シャフト４０の操作側係止部４６が先端側に進むにつれ、バネ５６ａ，５６ｂの圧縮力により、開閉用シャフト５０ａの開閉側係止部５４ａと、開閉用シャフト５０ｂの開閉側係止部５４ｂとが追随して図中の矢印方向に進む。こうして開閉用シャフト５０ａ，５０ｂが先端側に進められることで後述する探触子開閉機構７０を作動させ、探触子９０を軸方向に略垂直方向に開かせる。
【００３３】
このように、通常状態では、中心シャフト４０の操作側係止部４６と、開閉用シャフト５０ａ，５０ｂの開閉側係止部５４ａ，５４ｂとは、係止状態又は追随状態にあり、中心シャフト４０の動きと開閉用シャフト５０ａ，５０ｂの動きとは一致する。
【００３４】
図３（ｃ）は、図３（ｂ）の状態から中心シャフト４０を手元側に戻そうとしたところ、何らかの理由で手元側に戻らないトラブルにあった場合の状態を説明する図である。このとき、参考として示す開閉用シャフト５０ｂの状態のように、開閉用シャフト５０ｂは中心シャフト４０の動きと一致するものとすると、中心シャフト４０が動かない以上、開閉用シャフト５０ｂも動かず、したがって探触子開閉機構７０の状態は変わらず、探触子９０は開いたままとなる。この状態で無理に体腔用プローブ１０を患者の膣から引き抜くと、開いたままの探触子９０により、患者の膣部分の生体組織を損傷する恐れがある。これが従来技術の問題点である。
【００３５】
図３（ｃ）の開閉用シャフト５０ａの動きが、緩衝機構の作用を示すもので、いま、体腔用プローブ１０を静かに患者の膣から引き抜くと、開いている探触子９０が膣内部の生体組織と接触し、その反力が探触子開閉機構７０を経て、開閉用シャフト５０ａの先端部分５２ａに図中に示す矢印方向の外力として伝えられる。この外力は、バネ５６ａの圧縮力に抗して開閉用シャフト５０ａの先端部分５２ａを手元側に押し戻し、これにより、探触子開閉機構７０は閉じる方向に作動し、探触子９０を接触している生体組織に倣って閉じさせる。なお、このとき、図３（ｃ）に示すように、開閉用シャフト５０ａの開閉側係止部５４ａが中心シャフト４０の操作側係止部４６から離れる。すなわち、中心シャフト４０とは無関係に、開閉用シャフト５０ａはバネ５６ａの伸縮性により、手元側に戻され、探触子９０を閉じさせることができる。
【００３６】
このように、トラブルが生じて、操作ダイヤル３０の操作によっては探触子９０を閉じることができなくなっても、緩衝機構の作用により、探触子９０に加わる外力に応じ、バネ５６が伸縮して開閉用シャフト５０を手元側に戻すことができるので、安全に体腔用プローブ１０を体腔内から引き抜くことができる。なお、開閉用シャフト５０は４本設けられ、それぞれに操作側係止部４６、バネ５６が設けられるので、中心シャフト４０の操作側係止部４６と、開閉用シャフト５０の開閉側係止部５４と、バネ５６とからなる緩衝機構は、各開閉用シャフト５０にそれぞれ独立に機能する。
【００３７】
また、図３の例では、中心シャフト４０の操作側係止部４６と、開閉用シャフト５０の開閉側係止部５４とは、簡単な一方押し付け構造として説明したが、それ以外の構造であっても、軸方向に沿った一方側の動きについて中心シャフト４０と開閉用シャフト５０とが同じ動きをし、他方側の動きについては中心シャフト４０と開閉用シャフト５０とが異なる動きをする構成であればよい。例えば適当なラチェット構造等を用いることができる。また、バネ５６は、図３ではコイルバネとして示したが、筐体２０と開閉用シャフト５０との間に付勢力を与えるものであればよい。例えば板バネにより付勢力を与えてもよく、ゴム等の適当な弾性体を用いてもよい。
【００３８】
再び図２に戻り、探触子開閉機構７０について説明する。探触子開閉機構７０は、開閉用シャフト５０のＸ方向の移動に従い、先端に設けられた探触子９０をＸ方向に対し略垂直、すなわち、ほぼＺ方向に移動させて開閉させる機能を有する機構であり、４つの開閉用シャフト５０のそれぞれに１つづつ設けられる。探触子開閉機構７０は、先端に探触子９０が取り付けられる探触子アーム７２と、探触子アーム７２のほぼ半分の長さを有する支えアーム７４を含んで構成される。探触子アーム７２は、先端の回転中心７８に探触子９０が回動自在に取り付けられ、根元側の回転中心７６は開閉用シャフト５０の先端部分５２に回動自在に取り付けられる。そして、探触子アーム７２の長手方向のほぼ中心に設けられる回転中心８０に支えアーム７４の先端側が回動自在に取り付けられ、根元側の回転中心８２は筐体２０に回動自在に取り付けられる。
【００３９】
図４は、探触子開閉機構７０の動作を説明する図である。支えアーム７４の根元側の回転中心８２は筐体２０に設けられ、探触子アーム７２の根元側の回転中心７６は開閉用シャフト５０の先端部分５２に取り付けられるので、開閉用シャフト５０をＸ方向に移動させると、探触子９０はＸ方向に対し略垂直、すなわちほぼＺ方向に移動する。すなわち、この探触子開閉機構７０は、開閉用シャフト５０のＸ方向の動きを、探触子９０のＺ方向の動きに変換する。この変換機能は、探触子アーム７２と支えアーム７４に設けられる回転中心７６，８０，７８，８２の相対的な位置関係で定まるものである。
【００４０】
図５に、各回転中心７６，８０，７８，８２の位置関係を示す。このように、（回転中心７６−回転中心８０）の長さ＝（回転中心８０−回転中心７８）の長さ＝（回転中心８０−回転中心８２）の長さの関係を有し、（回転中心７６−回転中心８０−回転中心７８）が一直線上にある構成である。この場合、（回転中心８２−回転中心７６−回転中心８０）のなす角度をαとすると、ほかの角度関係は図５に示すようになり、常に（回転中心７６−回転中心８２−回転中心７８）のなす角度は９０度になる。すなわち、回転中心７８は、回転中心８２からみて、（回転中心７６−回転中心８２）を結ぶ方向、すなわちＸ方向に対し、垂直のＺ方向に常に位置することになる。このことにより、回転中心７６がＸ方向に移動すると、それに従って、探触子９０が取り付けられる回転中心７８は、Ｚ方向に移動することになる。
【００４１】
例えば、探触子アーム７２の長さを約３０ｍｍ、支えアーム７４の長さを約１５ｍｍとして、開閉用シャフト５０をＸ方向に約１０ｍｍ移動させることで、探触子９０は、約２０ｍｍだけ略Ｚ方向に移動する。このようにして、上記の構成によれば、開閉用シャフト５０のＸ方向の動きが、探触子９０の略Ｚ方向の動きに変換される。
【００４２】
探触子９０は、体腔内の生体組織に接触し、その反力を応力として検出する応力検出センサを備えるもので、例えば、回転中心７８の周りに回動自在に取り付けられる支持板の上に応力検出センサを取り付け、その上に、生体組織に接触しやすい滑らかな半球状等の形状の接触ボールをかぶせたもの等で構成することができる。応力検出センサとしては、例えば抵抗ひずみゲージや、応力検出型半導体抵抗体等を用いることができる。探触子９０は、探触子アーム７２の先端の回転中心７８に回動自在に取り付けられるので、Ｚ方向の開閉移動とともに、接触する体腔内の生体組織の形状に倣うことができ、良好な接触を維持することができる。探触子９０の応力検出センサの出力は、信号線により、把持部２６の信号線を通す穴２７を通って、外部の適当な測定装置に接続される。
【００４３】
再び図２に戻り、変位センサ６０と、開閉用シャフト５０との関係について説明する。変位センサ６０は、スライドボリュームタイプの変位検出用センサである。すなわち、摺動抵抗の可動子の移動量に応じ、電圧値を出力する素子を用い、可動子を変位測定の対象物に接続し、出力電圧により対象物の変位を測定するものである。図２では、開閉用シャフト５０の操作ダイヤル３０寄りの側にセンサ可動子５８が設けられ、このセンサ可動子５８が変位センサ６０の可動子に接続される。変位センサ６０は、４本の開閉用シャフト５０のそれぞれに対応して設けられ、各変位センサ６０の出力は、信号線により、把持部２６の信号線を通す穴２７を通って、外部の適当な測定装置に接続される。変位センサ６０の出力は、探触子開閉機構７０の各部の寸法等から、探触子９０の開き度、すなわち、Ｚ方向の位置に容易に換算することができる。
【００４４】
図６は、回転中心７６に加えられるＸ方向の力Ｆによって回転中心７８に現れるＺ方向の力Ｐとの関係を説明する図である。図６に示すように、Ｘ方向に対する探触子アーム７２のなす角度をαとすると、Ｐ＝Ｆｓｉｎαｃｏｓαとなる。この関数形は、αが増大とともに大きな値をとり、α＝４５度で最大となり、それより大きなαでは再び値が減少するものである。ここでＦは、バネ５６により生ずる力であるので、開閉用シャフト５０のＸ方向の位置により変化する。したがって、開閉用シャフト５０のＸ方向の位置に対する探触子９０における力、すなわち生体組織を押し付ける力は、Ｐ＝Ｆｓｉｎαｃｏｓαの関数形より少し変わり、図７の実線のようになる。ここで横軸は開閉用シャフト５０のＸ方向の変位で、右側寄りが先端側の変位、すなわち探触子９０が開く方向である。
【００４５】
図７からわかるように、探触子９０が生体組織を押し付ける力は、探触子９０がある程度開くと、開けば開くほど少ない力となる。この曲線の形は、探触子開閉機構７０の寸法関係と、バネ５６の配置関係等で適宜設計することが可能である。例えば、図７の特性に代えて、探触子９０が開くにつれ押し付け力を増大させるように設計することも可能で、また、押し付け力を探触子９０の開き度にあまり関係しないように設定することも可能である。
【００４６】
なお、図７の破線は、探触子９０が開いた状態において、探触子９０を押して、閉じた状態にするための押し戻し力の様子を示すものである。この押し戻し力は、図３（ｃ）に関連して説明した、トラブル時にバネの圧縮力に抗して探触子９０が閉じるときに生体組織に与える力に相当する。図７で実線と破線が異なるのは、実線は探触子９０の静的位置に対応する力であるのに対し、破線は、探触子９０をすっかり閉じた状態まで押し戻すに要する仕事のときの最大力をあらわすものであるからである。図７の破線の形状、およびその大きさも、探触子開閉機構７０の寸法関係と、バネ５６の配置関係等で適宜設計することが可能である。
【００４７】
次に、図２の構成による体腔用プローブ１０の使用法および作用を説明する。まず、把持部２６から出ている変位センサ６０の信号線を適当な変位計に接続し、探触子９０に設けられている応力検出センサの信号線を適当な測定器に接続する。そして、操作ダイヤル３０を操作して、全部の探触子９０を閉じた状態にする。その状態の体腔用プローブ１０の把持部２６を操作者が手に持ち、フランジ部２４と患者の体表との位置関係を目安として、所望の測定深さまで患者の膣内に挿入部２２を挿入する。例えば、フランジ部２４に患者の体表が接触するまで挿入する。
【００４８】
その測定深さで、操作ダイヤル３０を操作し、変位計の表示を見つつ、中心シャフト４０を先端方向に進め、探触子９０をＺ方向に開かせる。探触子９０が膣内の生体組織に接触すれば、応力検出センサがそれに対応して出力が出るので、測定器を見て所望の測定を行う。探触子９０は、体腔用プローブ１０の軸方向に略垂直に開くので、開き度により測定深さが異なってくることを防ぐことができ、正確な測定が可能となる。
【００４９】
測定が終了すれば、操作ダイヤル３０を探触子９０が閉じる方向に回し、変位計の出力をみて、探触子９０が完全に閉じた状態にする。そして、体腔用プローブ１０を静かに引き抜く。
【００５０】
もし、何らかのトラブルで、操作ダイヤル３０を一杯に戻しても変位形の出力が十分に変化せず、探触子９０が閉じていない恐れがあるときは、そのまま静かに体腔用プローブ１０を引き抜けばよい。このときは、緩衝機構の作用により、生体組織から探触子９０に加わる外力に応じ、バネ５６が伸縮して開閉用シャフト５０が手元側に戻され、探触子９０が閉じて、生体組織に損傷を与える恐れを少なくする。このように、体腔用プローブ１０をより安全なものとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る実施の形態における探触子開閉機構付体腔用プローブの全体外観図である。
【図２】本発明に係る実施の形態における探触子開閉機構付体腔用プローブの断面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態における緩衝機構の作用を説明する図である。
【図４】本発明に係る実施の形態における探触子開閉機構の動作を説明する図である。
【図５】本発明に係る実施の形態における探触子開閉機構の各回転中心の位置関係を示す図である。
【図６】本発明に係る実施の形態における探触子開閉機構について、一端に加えられるＸ方向の力Ｆによって探触子側に現れるＺ方向の力Ｐとの関係を説明する図である。
【図７】本発明に係る実施の形態において、開閉用シャフトのＸ方向の位置に対する探触子における力の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  探触子開閉機構付体腔用プローブ、２０  筐体、２２  挿入部、２４  フランジ部、２６  把持部、２７  信号線用の穴、２８  ダイヤル取付部、２９  案内ガイド、３０  操作ダイヤル、３２  回転軸、３４  カム溝、４０  中心シャフト、４２  操作側部分、４４  ガイドピン、４６  操作側係止部、５０，５０ａ，５０ｂ  開閉用シャフト、５２，５２ａ  先端部分、５４，５４ａ，５４ｂ  開閉側係止部、５６，５６ａ，５６ｂ  バネ、５８  センサ可動子、６０  変位センサ、７０  探触子開閉機構、７２  探触子アーム、７４  支えアーム、７６，８０，７８，８２  回転中心、９０  探触子。
【図１】
2005287989.tif 000003
【図２】
2005287989.tif 000004
【図３】
2005287989.tif 000005
【図４】
2005287989.tif 000006
【図５】
2005287989.tif 000007
【図６】
2005287989.tif 000008
【図７】
2005287989.tif 000009