(57)【要約】      （修正有）【課題】検出結果の確認を容易にするとともに、ケーブルに邪魔されることなく磁性流体の検出作業を行うことができる磁性流体検出装置を提供する。【解決手段】生体に注入した磁性流体を検出する磁性流体検出装置１であって、生体に接触又は近接した状態で生体内部の磁性流体を検出する検出部２と、検出結果を所定の出力形態で出力する出力部３と、検出部２から入力した検出値に基づいて出力部３を制御する制御部と、電池を電源として検出部２、出力部３及び制御部に電源供給を行う電源部と、を備えるとともに、検出部２、出力部３、制御部及び電源部が片手で把持可能に一体化されていることである。【選択図】図２
0003217157.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
生体に注入した磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、  生体に接触又は近接した状態で生体内部の磁性流体を検出する検出部と、  検出結果を所定の出力形態で出力する出力部と、  前記検出部から入力した検出値に基づいて前記出力部を制御する制御部と、  電池を電源として前記検出部、前記出力部及び前記制御部に電源供給を行う電源部と、を備え、  前記検出部は、  磁気センサと、  該磁気センサを対称中心として該磁気センサの周囲に対称状に配置され、生体に向けて磁束を発生させる永久磁石と、を備え、  前記永久磁石は、近くに磁性流体が存在しないときは磁束密度が略０となり、且つ、磁性流体の接近に応じて磁束密度が上昇する磁束密度空白領域を形成し、  前記磁気センサは、前記磁束密度空白領域に配置され、  さらに、前記検出部、前記出力部、前記制御部及び前記電源部が片手で把持可能に一体化されていることを特徴とする磁性流体検出装置。
【請求項２】
前記制御部は、マイクロコントローラユニットを用いて構成され、  前記磁気センサは、外部に露出しない配線を介して前記制御部に接続されることを特徴とする請求項１に記載の磁性流体検出装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記磁気センサの温度を検出する温度センサを備え、  前記制御部は、  前記磁気センサの検出値を前記温度センサの検出値に基いて補正する温度補正手段と、  補正された前記磁気センサの検出値を所定の出力形態で前記出力部から出力させる検出結果出力手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁性流体検出装置。
【請求項４】
前記制御部は、  所定の基準値リセット操作に応じて前記磁気センサの検出値を磁気センサ基準値として保持する磁気センサ基準値保持手段と、  前記基準値リセット操作に応じて前記温度センサの検出値を温度センサ基準値として保持する温度センサ基準値保持手段と、を備え、  前記温度補正手段は、前記磁気センサの現在の検出値と前記磁気センサ基準値との差分である磁気センサ差分値を、前記温度センサの現在の検出値と前記温度センサ基準値との差分である温度センサ差分値に基いて補正し、  前記検出結果出力手段は、補正された磁気センサ差分値を所定の形態で前記出力部から出力させることを特徴とする請求項３に記載の磁性流体検出装置。
【請求項５】
前記出力部は、音を出力可能であり、  前記制御部は、前記磁気センサの検出値を検出音として前記出力部から出力させる検出音出力制御手段を備え、  前記検出音出力制御手段は、所定の周波数の検出音を所定のサイクルで間欠的に前記出力部から出力させるとともに、前記磁気センサの検出値に応じて、検出音の周波数及びサイクルを変化させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の磁性流体検出装置。
【請求項６】
前記検出音出力制御手段は、前記磁気センサの検出値に応じて、検出音の周波数を指数曲線状に変化させることを特徴とする請求項５に記載の磁性流体検出装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、生体に注入した磁性流体を検出する際に用いられる磁性流体検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  今日、固形がんである悪性腫瘍は、腫瘍内の癌細胞がリンパ管を経由して全身に転移することが知られており、リンパ管に入ったがん細胞は、途中のリンパ節に捉えられる。そこで腫瘍が発見された場合、病変部からのリンパ流の下流に位置し、且つ、病変部からのリンパ液が流入するリンパ節であるセンチネルリンパ節（Ｓｅｎｔｉｎｅｌ  Ｌｙｍｐｈ  Ｎｏｄｅ）を特定し、手術の際、前記特定されたセンチネルリンパ節組織を採取し、ここにがん細胞の転移が認められる場合は、病変部の切除及びセンチネルリンパ節とその周辺のリンパ節をすべて除去するリンパ節廓清手術を行う。一方、リンパ節内にがん細胞の転移が認められない場合は、診断用に採取したセンチネルリンパ節組織のみの切除に留め、その周辺のリンパ節は切除することなくそのまま残すようにして患者の負担を軽減する手術手法が施行されている。【０００３】  このようなセンチネルリンパ節を特定する手法として、病変部に磁性流体を注入し、然るべき時間経過後、該注入した磁性流体が蓄積したセンチネルリンパ節を磁気センサで検出する手法が提唱されている（例えば、特許文献１、２参照）。この種の手法に用いる従来の磁性流体検出装置は、生体に接触又は近接した状態で生体内部の磁性流体を検出するプローブと、ケーブルを介してプローブに接続される制御装置と、を備えており、検出結果（例えば、磁束密度検出値）は、制御装置に設けられる出力部から所定の出力形態（例えば、数値表示）で出力されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８４７６９４号公報
【特許文献２】特許第３９６０５５８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、従来の磁性流体検出装置では、出力部を有する制御装置がプローブから離れた場所に設置されるので、検出結果を確認し難い状況が発生したり、プローブと制御装置を繋ぐケーブルが邪魔になる虞があった。また、手術室に持ち込む機器は、透明な滅菌袋で全体を覆う等の滅菌処理が必要となるが、従来の磁性流体検出装置は、プローブ、制御装置及びケーブルで構成されているため、滅菌処理に手間がかかるという問題があった。【０００６】  また、特許文献１に記載の磁性流体検出装置は、大きな電力を必要とするアクチュエータや電磁石を有するので、どうしても消費電力が大きくなり、消費電力が制限される環境では使用できない虞がある。なお、特許文献２に記載の磁性流体検出装置は、アクチュエータや電磁石を必要としない点で低消費電力化に有利ではあるが、制御部をアナログ回路によって構成しているため、回路が複雑で部品点数が多く、低消費電力化にも限界があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明は、斯かる課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、生体に注入した磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、生体に接触又は近接した状態で生体内部の磁性流体を検出する検出部と、検出結果を所定の出力形態で出力する出力部と、前記検出部から入力した検出値に基づいて前記出力部を制御する制御部と、電池を電源として前記検出部、前記出力部及び前記制御部に電源供給を行う電源部と、を備え、前記検出部は、磁気センサと、該磁気センサを対称中心として該磁気センサの周囲に対称状に配置され、生体に向けて磁束を発生させる永久磁石と、を備え、前記永久磁石は、近くに磁性流体が存在しないときは磁束密度が略０となり、且つ、磁性流体の接近に応じて磁束密度が上昇する磁束密度空白領域を形成し、前記磁気センサは、前記磁束密度空白領域に配置され、さらに、前記検出部、前記出力部、前記制御部及び前記電源部が片手で把持可能に一体化されていることを特徴とする。  また、請求項２の発明は、請求項１に記載の磁性流体検出装置であって、前記制御部は、マイクロコントローラユニットを用いて構成され、前記磁気センサは、外部に露出しない配線を介して前記制御部に接続されることを特徴とする。  また、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の磁性流体検出装置であって、前記検出部は、前記磁気センサに近接して配置され、該磁気センサの温度を検出する温度センサを備え、前記制御部は、前記磁気センサの検出値を前記温度センサの検出値に基いて補正する温度補正手段と、補正された前記磁気センサの検出値を所定の出力形態で前記出力部から出力させる検出結果出力手段と、を備えることを特徴とする。  また、請求項４の発明は、請求項３に記載の磁性流体検出装置であって、前記制御部は、所定の基準値リセット操作に応じて前記磁気センサの検出値を磁気センサ基準値として保持する磁気センサ基準値保持手段と、前記基準値リセット操作に応じて前記温度センサの検出値を温度センサ基準値として保持する温度センサ基準値保持手段と、を備え、前記温度補正手段は、前記磁気センサの現在の検出値と前記磁気センサ基準値との差分である磁気センサ差分値を、前記温度センサの現在の検出値と前記温度センサ基準値との差分である温度センサ差分値に基いて補正し、前記検出結果出力手段は、補正された磁気センサ差分値を所定の形態で前記出力部から出力させることを特徴とする。  また、請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の磁性流体検出装置であって、前記出力部は、音を出力可能であり、前記制御部は、前記磁気センサの検出値を検出音として前記出力部から出力させる検出音出力制御手段を備え、前記検出音出力制御手段は、所定の周波数の検出音を所定のサイクルで間欠的に前記出力部から出力させるとともに、前記磁気センサの検出値に応じて、検出音の周波数及びサイクルを変化させることを特徴とする。  また、請求項６の発明は、請求項５に記載の磁性流体検出装置であって、前記検出音出力制御手段は、前記磁気センサの検出値に応じて、検出音の周波数を指数曲線状に変化させることを特徴とする。
【考案の効果】
【０００８】  請求項１の発明によれば、検出部、出力部、制御部及び電源部が片手で把持可能に一体化されているので、検出結果の確認が容易になるだけでなく、ケーブルに邪魔されずに磁性流体の検出作業を行うことができる。また、一体化された磁性流体検出装置は、滅菌袋で簡単に覆うことができるので、施術室に持ち込む際の滅菌処理が容易になる。また、永久磁石と磁気センサの組み合わせで磁性流体を検出するので、アクチュエータや電磁石を用いる場合に比べて消費電力を大幅に低減でき、その結果、電池駆動が可能になるだけでなく、電池による使用可能時間を延ばすことができる。しかも、磁気センサは、磁束密度空白領域に配置されるので、低消費電力化されたものでありながら、磁性流体の接近に伴う磁束密度の変化を感度良く検出することができる。  また、請求項２の発明によれば、制御部は、マイクロコントローラユニット（デジタル回路）を用いて構成されているので、制御部をアナログ回路で構成する場合に比べて部品点数が大幅に削減されるだけでなく、電池駆動が可能なレベルまで消費電力を低減させることができる。また、デジタル化を実現する際の課題として、検出部から得られるアナログ信号をデジタル信号へ変換する時に発生する誤差（量子化誤差）で信号の精度が低下し、磁性流体の量が少ない場合に検出が困難になることが挙げられるが、本発明では、検出部と制御部とを一体化し、外部に露出しない配線を介して接続するので、配線に由来するノイズを低減し、量子化誤差による信号精度の低下を補うことができる。  また、請求項３の発明によれば、磁気センサの検出値を温度センサの検出値に基いて補正するので、磁気センサに温度依存性があっても、温度変化による検出値（出力値）の変動を抑制し、磁性流体を高精度に検出することができる。  また、請求項４の発明によれば、基準値リセット手段が操作された際の磁気センサの検出値を基準とし、該基準に対する検出値の変化量（磁気センサ差分値）を出力するので、磁気センサの個体差や、地磁気、ノイズなどの外部環境誤差要因の影響を低減し、磁性流体の検出精度を向上させることができる。また、基準値リセット手段が操作された際の温度センサの検出値を基準とし、該基準に対する検出値の変化量（温度センサ差分値）に基いて磁気センサ差分値を補正するので、温度センサの個体差に影響を受けることなく磁気センサ差分値を精度良く補正することができる。  また、請求項５の発明によれば、磁気センサの検出値を検出音として出力するにあたり、磁気センサの検出値に応じて、検出音の周波数及びサイクルを変化させるので、検出音の周波数及びサイクルに基づいて磁気センサの検出値を容易に認識することができる。  また、請求項６の発明によれば、磁気センサの検出値に応じて、検出音の周波数を指数曲線状に変化させるので、磁性流体の接近に伴って磁気センサの検出値が上昇した際に、検出音の周波数を大きく変化させて磁性流体の接近を確実に報知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る磁性流体検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る磁性流体検出装置を示す全体側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る磁性流体検出装置の検出部を示す拡大断面図であり、（Ａ）は図２のＸ−Ｘ断面図、（Ｂ）は図２のＹ−Ｙ断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る磁性流体検出装置の検出原理を示す説明図であり、（Ａ）は近くに磁性流体が存在しない状態の磁束線分布を示す模式図、（Ｂ）は磁性流体が接近した状態の磁束線分布を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る制御部の検出制御手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る磁性流体検出装置の検出磁束密度と検出音との関係を示す説明図であり、（Ａ）は検出磁束密度と検出音の周波数との関係を示すグラフ、（Ｂ）は検出磁束密度と検出音のパルスサイクルとの関係を示すグラフである。
【考案を実施するための形態】
【００１０】  以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は生体に注入した磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、該磁性流体検出装置１は、生体に接触又は近接した状態で生体内部の磁性流体を検出する検出部２と、検出結果を所定の出力形態で出力する出力部３と、検出部２から入力した検出値などに基づいて出力部３を制御する制御部４と、電池Ｂを電源として検出部２、出力部３及び制御部４に電源供給を行う電源部５と、を備える。
【００１１】  図１及び図２に示すように、磁性流体検出装置１を構成する検出部２、出力部３、制御部４及び電源部５は、片手で把持可能に一体化されている。具体的に説明すると、磁性流体検出装置１は、片手で把持可能なグリップ形状（円筒形状）のケース６を備え、該ケース６の内部に制御部４及び電源部５が収容されている。また、ケース６の前端部には、非磁性シャフト７が延設され、該非磁性シャフト７の先端部に検出部２が設けられている。また、本実施形態では、出力部３を構成する表示器８がケース６の周面部に設けられ、出力部３を構成するスピーカ９がケース６の後端部に設けられているが、磁性流体検出装置１に一体化されていれば、これらの配置は任意である。なお、非磁性シャフト７は、検出部２と制御部４とを接続する配線Ｃを通すための中空部を有する中空シャフトであり、その先端側には、検出部２の向きを適正化するための湾曲部７ａが形成されている。
【００１２】  図３に示すように、検出部２は、非磁性シャフト７の先端部に設けられる磁気センサ１０、温度センサ１１及び永久磁石１２と、磁気センサ１０、温度センサ１１及び永久磁石１２を覆う断熱部材１３と、を備えている。本実施形態の磁気センサ１０はホール素子であり、温度センサ１１はサーミスタであるが、それ以外の検出素子を用いてもよい。
【００１３】  永久磁石１２は、磁気センサ１０を対称中心として該磁気センサ１０の周囲に対称状に配置され、生体に向けて磁束を発生させる。具体的には、永久磁石１２として円筒状の希土類磁石を用い、そのＮ極側を先端面、Ｓ極側を後端面として配置している。希土類磁石は、磁気特性（残留磁束密度（Ｂｒ）、保磁力（ｂＨｃ、ｉＨｃ）、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）等）が高い超強磁性の永久磁石であり、例えば、希土類元素であるサマリウム（Ｓｍ）やネオジウム（Ｎｄ）を用いて製造された汎用のものを採用することができる。
【００１４】  上記のように永久磁石１２を配置すると、永久磁石１２の中心軸上に磁束密度空白領域Ｓが形成される。図４に示すように、磁束密度空白領域Ｓは、近くに磁性流体が存在しないときは磁束線が及ばずに磁束密度が略０となり、且つ、磁性流体の接近に応じて磁束線が集約することで磁束密度が上昇する領域であり、このような磁束密度の変化が大きい領域に磁気センサ１０を配置することにより、磁気センサ１０による磁性流体の検出感度が高められる。
【００１５】  ちなみに、本実施形態では、図４に示すように、円筒状である永久磁石１２のＮ極（先端面側）から永久磁石１２の内周側を通って永久磁石１２のＳ極（後端面側）に向かう磁束線と、永久磁石１２のＮ極から永久磁石１２の外周側を通って永久磁石１２のＳ極に向かう磁束線と、の境界部分に生じる領域を磁束密度空白領域Ｓとしている。
【００１６】  温度センサ１１は、磁気センサ１０に近接配置され、該磁気センサ１０の温度を検出する。このとき、磁気センサ１０と温度センサ１１との間には、熱伝導率の高い熱伝導部材１４（例えば、金属板、熱伝導性接着剤など）を介設することが好ましい。その理由は、磁気センサ１０の温度変化が熱伝導部材１４を介して温度センサ１１に迅速に伝わり、磁気センサ１０の温度をリアルタイムに精度良く検出することが可能になるからである。
【００１７】  断熱部材１３は、例えば、熱伝導率が低い樹脂材料で形成されており、磁気センサ１０、温度センサ１１及び永久磁石１２を覆っている。そして、断熱部材１３は、生体に注入した磁性流体を検出する際に、該生体と、磁気センサ１０及び温度センサ１１との間に介在することにより、体温による磁気センサ１０の温度変化を抑制する。また、断熱部材１３は、磁気センサ１０や温度センサ１１の保護部材としても機能しており、例えば、希土類磁石からなる永久磁石１２がその強力な磁力で磁性体と吸着した際、断熱部材１３が保護部材として介在することで磁気センサ１０及び温度センサ１１の破損が防止される。
【００１８】  図１に示すように、電源部５は、電源である電池Ｂと、電池Ｂの逆接続を防止する逆接続防止回路１５と、電池Ｂの電圧を検出部２、出力部３及び制御部４の要求電圧に変圧する電源回路１６と、を備える。なお、電池Ｂは、電池残量の減少に応じて交換される乾電池であってもよいし、電池残量の減少に応じて充電される充電池であってもよい。
【００１９】  図１に示すように、制御部４は、マイクロコントローラユニット（例えば、１チップマイコン）を用いて構成される制御ユニットであり、その入力側には、前述した磁気センサ１０及び温度センサ１１に加え、地磁気補正用の磁気センサ１７がＡ／Ｄコンバータ１８を介して接続されるとともに、電源スイッチに兼用されるリセットスイッチ１９、スピーカ９の音量を上げ／下げする音量アップスイッチ２０、音量ダウンスイッチ２１などのスイッチ類が接続されている。また、制御部４の出力側には、磁気センサ１０の検出値を数値として出力するための表示器８（例えば、７セグメントＬＥＤ表示器、液晶表示器など）がドライバ２２を介して接続されるとともに、磁気センサ１０の検出値を検出音として出力するためのスピーカ９がアンプ２３を介して接続されている。
【００２０】  地磁気補正用の磁気センサ１７は、地磁気を検出すべくケース６内に配置され、磁気センサ１０の検出値との差分を取ることにより、地磁気による検出誤差を排除するが、地磁気補正処理の詳細な説明は省略する。また、リセットスイッチ１９の長押し操作に応じた電源ＯＮ／ＯＦＦ制御処理や、音量アップスイッチ２０及び音量ダウンスイッチ２１の操作に応じた音量制御処理についても、詳細な説明は省略する。
【００２１】  制御部４は、ＲＯＭに書き込まれたプログラムとの協働により、磁気センサ１０の検出値を温度センサ１１の検出値に基いて補正する温度補正手段、補正された磁気センサ１０の検出値を所定の形態で出力する検出結果出力手段、磁気センサ１０の検出値を検出音として出力部３（スピーカ９）から出力させる検出音出力制御手段、などとして機能する。
【００２２】  温度センサ１１の検出値に基いて磁気センサ１０の検出値を補正するための数式としては、下記のようなものを用いることができる。ただし、Ｖ′は磁気センサ１０の補正後の検出値（出力値）、Ｖは磁気センサ１０の補正前の検出値、Ｔは温度センサ１１の検出値、Ｂは磁場（磁気センサ１０の検出値）、α、β、γ、δは補正係数とする。  補正用の数式１  Ｖ′＝Ｖ−αＴ  補正用の数式２  Ｖ′＝Ｖ−αＴ＋βＴ２  補正用の数式３  Ｖ′＝（１−γＴ）Ｖ  補正用の数式４  Ｖ′＝Ｖ−αＴ−δＢＴ
【００２３】  さらに、本実施形態の制御部４は、磁気センサ１０及び温度センサ１１の個体差やノイズなどの誤差要因の影響を低減するために、各センサ１０、１１の基準値を設定し、該基準値と現在の検出値との差分を用いて補正処理を行う。具体的に説明すると、本実施形態の制御部４は、リセットスイッチ１９の操作に応じて磁気センサ１０の検出値Ｖを磁気センサ基準値Ｖ０として保持する磁気センサ基準値保持手段、リセットスイッチ１９の操作に応じて温度センサ１１の検出値Ｔを温度センサ基準値Ｔ０として保持する温度センサ基準値保持手段、として機能する。そして、温度補正手段は、磁気センサ１０の現在の検出値Ｖと磁気センサ基準値Ｖ０との差分である磁気センサ差分値を、温度センサ１１の現在の検出値Ｔと温度センサ基準値Ｔ０との差分である温度センサ差分値に基いて補正する。そして、検出結果出力手段は、補正された磁気センサ差分値ΔＶ′を所定の形態で出力する。
【００２４】  このような補正処理を行うための数式としては、下記のようなものを用いることができる。  補正用の数式５  ΔＶ′＝（Ｖ−Ｖ０）−α（Ｔ−Ｔ０）  補正用の数式６  ΔＶ′＝（Ｖ−Ｖ０）−α（Ｔ−Ｔ０）＋β（Ｔ−Ｔ０）２  補正用の数式７  ΔＶ′＝｛１−γ（Ｔ−Ｔ０）｝（Ｖ−Ｖ０）  補正用の数式８  ΔＶ′＝（Ｖ−Ｖ０）−α（Ｔ−Ｔ０）−δＢ（Ｔ−Ｔ０）
【００２５】  以下、数式５を用いて補正処理を行う場合の制御手順について図５を参照して説明する。
【００２６】  図５に示すように、検出制御では、まず、磁気センサ１０の検出値Ｖ及び温度センサ１１の検出値Ｔを入力した後（Ｓ１、Ｓ２）、リセットスイッチ１９の操作を判断する（Ｓ３）。この判断結果がオンである場合は、磁気センサ１０の検出値Ｖを磁気センサ基準値Ｖ０にセットするとともに（Ｓ４：磁気センサ基準値保持手段）、温度センサ１１の検出値Ｔを温度センサ基準値Ｔ０にセットする（Ｓ５：温度センサ基準値保持手段）。
【００２７】  これらの基準値セット処理が終わった後、或いはリセットスイッチ１９がオフであると判断した場合は、磁気センサ１０の現在の検出値Ｖと磁気センサ基準値Ｖ０との差分である磁気センサ差分値を、温度センサ１１の現在の検出値Ｔと温度センサ基準値Ｔ０との差分である温度センサ差分値に基いて補正する（Ｓ６：温度補正手段）。
【００２８】  その後、補正された磁気センサ差分値ΔＶ′を、数値として表示器８に表示するとともに（Ｓ７：検出結果出力手段）、検出音としてスピーカ９から出力させる（Ｓ８：検出結果出力手段、検出音出力制御手段）。そして、これらの処理ステップ（Ｓ１〜Ｓ８）は、電源ＯＦＦ操作があるまで無限ループで繰り返される。なお、本実施形態では、磁気センサ差分値ΔＶ′を磁束密度（単位はμＴ）に変換し、該磁束密度を数値として表示器８に表示させるが、棒グラフなどによる表示としてもよい。
【００２９】  図６に示すように、検出音出力制御手段は、所定の周波数の検出音を所定のサイクルで間欠的にスピーカ９から出力させるとともに、磁気センサ１０の検出値（磁束密度検出値）に応じて、検出音の周波数及びサイクルを変化させる。
【００３０】  具体的に説明すると、本実施形態の検出音出力制御手段は、図６の（Ｂ）に示すように、検出音の出力サイクル（パルスサイクル）を、磁束密度が極めて低い領域（１０μＴ以下）では磁束密度に対して逆比例させ、それを超える領域では磁束密度に拘らず一定とする。つまり、磁性流体を検出していない初期状態では、「ピッ＿＿ピッ＿＿ピッ＿＿・・・」という出力間隔の大きい検出音を出力し、磁性流体の検出が始まると、「ピッピッピッ・・・」という出力間隔の小さい検出音を出力することで、磁性流体の検出開始を報知するようになっている。以下に、磁束密度から検出音の出力サイクルを求める式を示す。ただし、出力サイクル（単位はｍｓｅｃ）をｙ、磁束密度（単位はμＴ）をＭＦＤとする。  ［０≦ＭＦＤ≦５］の場合：ｙ＝−１０３＊ＭＦＤ＋７１０  ［５≦ＭＦＤ≦１０］の場合：ｙ＝−３５＊ＭＦＤ＋３８０  ［１０≦ＭＦＤ］の場合：ｙ＝２０
【００３１】  また、本実施形態の検出音出力制御手段は、図６の（Ａ）に示すように、検出音の周波数を、磁束密度に対して指数曲線状に変化させる。つまり、磁性流体の接近に伴って磁束密度が上昇した際に、検出音の周波数を大きく変化させて磁性流体の接近を確実に報知するようになっている。以下に、磁束密度から検出音の周波数を求める式を示す。ただし、周波数（単位はＨｚ）をｆとする。  ［ＭＦＤ＜１０の場合］：ｆ＝１５０１  ［１０≦ＭＦＤ≦１００］の場合：ｆ＝１３６５．５６／（１−０．００９０３６６＊ＭＦＤ）  ［１００＜ＭＦＤ］の場合：ｆ＝１４１７８
【００３２】  叙述の如く構成された本実施形態の磁性流体検出装置１によれば、検出部２、出力部３、制御部４及び電源部５が片手で把持可能に一体化されているので、検出結果の確認が容易になるだけでなく、ケーブルに邪魔されずに磁性流体の検出作業を行うことができる。また、一体化された磁性流体検出装置１は、滅菌袋で簡単に覆うことができるので、施術室に持ち込む際の滅菌処理が容易になる。
【００３３】  また、電池Ｂを電源とするものでありながら、永久磁石１２と磁気センサ１０の組み合わせで磁性流体を検出するので、電磁石と磁気センサの組み合わせに比べて消費電力を抑制し、電池Ｂによる使用可能時間を延ばすことができる。
【００３４】  また、磁気センサ１０は、磁束密度空白領域Ｓに配置されるので、省電力でありながら、磁性流体の接近に伴う磁束密度の変化を感度良く検出することができる。
【００３５】    また、制御部４は、マイクロコントローラユニット（デジタル回路）を用いて構成されているので、制御部４をアナログ回路で構成する場合に比べて部品点数が大幅に削減されるだけでなく、電池駆動が可能なレベルまで消費電力を低減させることができる。
【００３６】  また、デジタル化を実現する際の課題として、検出部２から得られるアナログ信号をデジタル信号へ変換する時に発生する誤差（量子化誤差）で信号の精度が低下し、磁性流体の量が少ない場合に検出が困難になることが挙げられるが、本発明では、検出部２と制御部４とを一体化し、外部に露出しない配線Ｃを介して接続するので、配線Ｃに由来するノイズを低減し、量子化誤差による信号精度の低下を補うことができる。
【００３７】  また、磁気センサ１０の検出値を温度センサ１１の検出値に基いて補正するので、磁気センサ１０に温度依存性があっても、温度変化による検出値の変動を抑制し、磁性流体を高精度に検出することができる。
【００３８】  また、リセット操作された際の磁気センサ１０の検出値を基準とし、該基準に対する検出値の変化量（磁気センサ差分値）を出力するので、磁気センサ１０の個体差やノイズなどの誤差要因の影響を低減し、磁性流体の検出精度を向上させることができる。
【００３９】  また、リセット操作された際の温度センサ１１の検出値を基準とし、該基準に対する検出値の変化量（温度センサ差分値）に基いて磁気センサ差分値を補正するので、温度センサ１１の個体差に影響を受けることなく磁気センサ差分値を精度良く補正することができる。
【００４０】  また、磁気センサ１０の検出値を検出音として出力するにあたり、磁気センサ１０の検出値に応じて、検出音の周波数及びサイクルを変化させるので、検出音の周波数及びサイクルに基づいて磁気センサ１０の検出値を容易に認識することができる。
【００４１】  また、磁気センサ１０の検出値に応じて、検出音の周波数を指数曲線状に変化させるので、磁性流体の接近に伴って磁気センサ１０の検出値が上昇した際に、検出音の周波数を大きく変化させて磁性流体の接近を確実に報知することができる。
【符号の説明】
【００４２】１    磁性流体検出装置２    検出部３    出力部４    制御部５    電源部８    表示器９    スピーカ１０  磁気センサ１１  温度センサ１２  永久磁石１９  リセットスイッチＢ    電池Ｓ    磁束密度空白領域 
【図１】
0003217157.tif 000003
【図２】
0003217157.tif 000004
【図３】
0003217157.tif 000005
【図４】
0003217157.tif 000006
【図５】
0003217157.tif 000007
【図６】
0003217157.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月1日(2018.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本考案は、生体に注入した磁性流体を検出する際に用いられる磁性流体検出装置に関す
る。
【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】
本考案は、斯かる課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１
の考案は、生体に注入した磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、生体に接触又
は近接した状態で生体内部の磁性流体を検出する検出部と、検出結果を所定の出力形態で
出力する出力部と、前記検出部から入力した検出値に基づいて前記出力部を制御する制御
部と、電池を電源として前記検出部、前記出力部及び前記制御部に電源供給を行う電源部
と、を備え、前記検出部は、磁気センサと、該磁気センサを対称中心として該磁気センサ
の周囲に対称状に配置され、生体に向けて磁束を発生させる永久磁石と、を備え、前記永
久磁石は、近くに磁性流体が存在しないときは磁束密度が略０となり、且つ、磁性流体の
接近に応じて磁束密度が上昇する磁束密度空白領域を形成し、前記磁気センサは、前記磁
束密度空白領域に配置され、さらに、前記検出部、前記出力部、前記制御部及び前記電源
部が片手で把持可能に一体化されていることを特徴とする。
また、請求項２の考案は、請求項１に記載の磁性流体検出装置であって、前記制御部は
、マイクロコントローラユニットを用いて構成され、前記磁気センサは、外部に露出しな
い配線を介して前記制御部に接続されることを特徴とする。
また、請求項３の考案は、請求項１又は２に記載の磁性流体検出装置であって、前記検
出部は、前記磁気センサに近接して配置され、該磁気センサの温度を検出する温度センサ
を備え、前記制御部は、前記磁気センサの検出値を前記温度センサの検出値に基いて補正
する温度補正手段と、補正された前記磁気センサの検出値を所定の出力形態で前記出力部
から出力させる検出結果出力手段と、を備えることを特徴とする。
また、請求項４の考案は、請求項３に記載の磁性流体検出装置であって、前記制御部は
、所定の基準値リセット操作に応じて前記磁気センサの検出値を磁気センサ基準値として
保持する磁気センサ基準値保持手段と、前記基準値リセット操作に応じて前記温度センサ
の検出値を温度センサ基準値として保持する温度センサ基準値保持手段と、を備え、前記
温度補正手段は、前記磁気センサの現在の検出値と前記磁気センサ基準値との差分である
磁気センサ差分値を、前記温度センサの現在の検出値と前記温度センサ基準値との差分で
ある温度センサ差分値に基いて補正し、前記検出結果出力手段は、補正された磁気センサ
差分値を所定の形態で前記出力部から出力させることを特徴とする。
また、請求項５の考案は、請求項４に記載の磁性流体検出装置であって、前記磁気セン
サと前記温度センサとの間には、熱伝導部材が介設されていることを特徴とする。
また、請求項６の考案は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁性流体検出装置であ
って、前記出力部は、音を出力可能であり、前記制御部は、前記磁気センサの検出値を検
出音として前記出力部から出力させる検出音出力制御手段を備え、前記検出音出力制御手
段は、所定の周波数の検出音を所定のサイクルで間欠的に前記出力部から出力させるとと
もに、前記磁気センサの検出値に応じて、検出音の周波数及びサイクルを変化させること
を特徴とする。
また、請求項７の考案は、請求項６に記載の磁性流体検出装置であって、前記検出音出
力制御手段は、前記磁気センサの検出値に応じて、検出音の周波数を指数曲線状に変化さ
せることを特徴とする。
また、請求項８の考案は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の磁性流体検出装置であ
って、前記制御部及び電源部を収容するケースと、該ケースの前端部から延出して、その
先端部に検出部を備える非磁性シャフトと、を備えており、該非磁性シャフトは、先端側
に湾曲部を有することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
請求項１、８の考案によれば、検出部、出力部、制御部及び電源部が片手で把持可能に
一体化されているので、検出結果の確認が容易になるだけでなく、ケーブルに邪魔されず
に磁性流体の検出作業を行うことができる。また、一体化された磁性流体検出装置は、滅
菌袋で簡単に覆うことができるので、施術室に持ち込む際の滅菌処理が容易になる。また
、永久磁石と磁気センサの組み合わせで磁性流体を検出するので、アクチュエータや電磁
石を用いる場合に比べて消費電力を大幅に低減でき、その結果、電池駆動が可能になるだ
けでなく、電池による使用可能時間を延ばすことができる。しかも、磁気センサは、磁束
密度空白領域に配置されるので、低消費電力化されたものでありながら、磁性流体の接近
に伴う磁束密度の変化を感度良く検出することができる。
また、請求項２の考案によれば、制御部は、マイクロコントローラユニット（デジタル
回路）を用いて構成されているので、制御部をアナログ回路で構成する場合に比べて部品
点数が大幅に削減されるだけでなく、電池駆動が可能なレベルまで消費電力を低減させる
ことができる。また、デジタル化を実現する際の課題として、検出部から得られるアナロ
グ信号をデジタル信号へ変換する時に発生する誤差（量子化誤差）で信号の精度が低下し
、磁性流体の量が少ない場合に検出が困難になることが挙げられるが、本発明では、検出
部と制御部とを一体化し、外部に露出しない配線を介して接続するので、配線に由来する
ノイズを低減し、量子化誤差による信号精度の低下を補うことができる。
また、請求項３の考案によれば、磁気センサの検出値を温度センサの検出値に基いて補
正するので、磁気センサに温度依存性があっても、温度変化による検出値（出力値）の変
動を抑制し、磁性流体を高精度に検出することができる。
また、請求項４、５の考案によれば、基準値リセット手段が操作された際の磁気センサ
の検出値を基準とし、該基準に対する検出値の変化量（磁気センサ差分値）を出力するの
で、磁気センサの個体差や、地磁気、ノイズなどの外部環境誤差要因の影響を低減し、磁
性流体の検出精度を向上させることができる。また、基準値リセット手段が操作された際
の温度センサの検出値を基準とし、該基準に対する検出値の変化量（温度センサ差分値）
に基いて磁気センサ差分値を補正するので、温度センサの個体差に影響を受けることなく
磁気センサ差分値を精度良く補正することができる。
また、請求項６の考案によれば、磁気センサの検出値を検出音として出力するにあたり
、磁気センサの検出値に応じて、検出音の周波数及びサイクルを変化させるので、検出音
の周波数及びサイクルに基づいて磁気センサの検出値を容易に認識することができる。
また、請求項７の考案によれば、磁気センサの検出値に応じて、検出音の周波数を指数
曲線状に変化させるので、磁性流体の接近に伴って磁気センサの検出値が上昇した際に、
検出音の周波数を大きく変化させて磁性流体の接近を確実に報知することができる。
【手続補正４】
【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】
【図１】本考案の実施形態に係る磁性流体検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本考案の実施形態に係る磁性流体検出装置を示す全体側面図である。
【図３】本考案の実施形態に係る磁性流体検出装置の検出部を示す拡大断面図であり、（Ａ）は図２のＸ−Ｘ断面図、（Ｂ）は図２のＹ−Ｙ断面図である。
【図４】本考案の実施形態に係る磁性流体検出装置の検出原理を示す説明図であり、（Ａ）は近くに磁性流体が存在しない状態の磁束線分布を示す模式図、（Ｂ）は磁性流体が接近した状態の磁束線分布を示す模式図である。
【図５】本考案の実施形態に係る制御部の検出制御手順を示すフローチャートである。
【図６】本考案の実施形態に係る磁性流体検出装置の検出磁束密度と検出音との関係を示す説明図であり、（Ａ）は検出磁束密度と検出音の周波数との関係を示すグラフ、（Ｂ）は検出磁束密度と検出音のパルスサイクルとの関係を示すグラフである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
以下、本考案の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は生
体に注入した磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、該磁性流体検出装置１は、
生体に接触又は近接した状態で生体内部の磁性流体を検出する検出部２と、検出結果を所
定の出力形態で出力する出力部３と、検出部２から入力した検出値などに基づいて出力部
３を制御する制御部４と、電池Ｂを電源として検出部２、出力部３及び制御部４に電源供
給を行う電源部５と、を備える。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
また、デジタル化を実現する際の課題として、検出部２から得られるアナログ信号をデ
ジタル信号へ変換する時に発生する誤差（量子化誤差）で信号の精度が低下し、磁性流体
の量が少ない場合に検出が困難になることが挙げられるが、本考案では、検出部２と制御
部４とを一体化し、外部に露出しない配線Ｃを介して接続するので、配線Ｃに由来するノ
イズを低減し、量子化誤差による信号精度の低下を補うことができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
生体に注入した磁性流体を検出する磁性流体検出装置であって、
生体に接触又は近接した状態で生体内部の磁性流体を検出する検出部と、
検出結果を所定の出力形態で出力する出力部と、
前記検出部から入力した検出値に基づいて前記出力部を制御する制御部と、
電池を電源として前記検出部、前記出力部及び前記制御部に電源供給を行う電源部と、
を備え、
前記検出部は、
磁気センサと、
該磁気センサを対称中心として該磁気センサの周囲に対称状に配置され、生体に向けて
磁束を発生させる永久磁石と、を備え、
前記永久磁石は、近くに磁性流体が存在しないときは磁束密度が略０となり、且つ、磁
性流体の接近に応じて磁束密度が上昇する磁束密度空白領域を形成し、
前記磁気センサは、前記磁束密度空白領域に配置され、
さらに、前記検出部、前記出力部、前記制御部及び前記電源部が片手で把持可能に一体
化されていることを特徴とする磁性流体検出装置。
【請求項２】
前記制御部は、マイクロコントローラユニットを用いて構成され、
前記磁気センサは、外部に露出しない配線を介して前記制御部に接続されることを特徴
とする請求項１に記載の磁性流体検出装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記磁気センサの温度を検出する温度センサを備え、
前記制御部は、
前記磁気センサの検出値を前記温度センサの検出値に基いて補正する温度補正手段と、
補正された前記磁気センサの検出値を所定の出力形態で前記出力部から出力させる検出
結果出力手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁性流体検出装置。
【請求項４】
前記制御部は、
所定の基準値リセット操作に応じて前記磁気センサの検出値を磁気センサ基準値として
保持する磁気センサ基準値保持手段と、
前記基準値リセット操作に応じて前記温度センサの検出値を温度センサ基準値として保
持する温度センサ基準値保持手段と、を備え、
前記温度補正手段は、前記磁気センサの現在の検出値と前記磁気センサ基準値との差分
である磁気センサ差分値を、前記温度センサの現在の検出値と前記温度センサ基準値との
差分である温度センサ差分値に基いて補正し、
前記検出結果出力手段は、補正された磁気センサ差分値を所定の形態で前記出力部から
出力させることを特徴とする請求項３に記載の磁性流体検出装置。
【請求項５】
前記磁気センサと前記温度センサとの間には、熱伝導部材が介設されていることを特徴
とする請求項４に記載の磁性流体検出装置。
【請求項６】
前記出力部は、音を出力可能であり、
前記制御部は、前記磁気センサの検出値を検出音として前記出力部から出力させる検出
音出力制御手段を備え、
前記検出音出力制御手段は、所定の周波数の検出音を所定のサイクルで間欠的に前記出
力部から出力させるとともに、前記磁気センサの検出値に応じて、検出音の周波数及びサ
イクルを変化させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁性流体検出
装置。
【請求項７】
前記検出音出力制御手段は、前記磁気センサの検出値に応じて、検出音の周波数を指数
曲線状に変化させることを特徴とする請求項６に記載の磁性流体検出装置。
【請求項８】
前記制御部及び電源部を収容するケースと、該ケースの前端部から延出して、その先端
部に検出部を備える非磁性シャフトと、を備えており、該非磁性シャフトは、先端側に湾
曲部を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の磁性流体検出装置。