(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内挿入具本体と、該生体内挿入具の先端部側面に設けられ、かつ等角度に配置された少なくとも４つのセンサ部と、該それぞれのセンサ部の表面側および裏面側に設けられた歪みゲージとを備えた生体内挿入具と、該生体内挿入具の少なくとも８つの歪みゲージと電気的に接続される少なくとも１つのブリッジ回路と、該ブリッジ回路からの出力信号を用いて生体内挿入具の先端部の接触状態を演算するための演算機能とを有する演算装置を備える生体内挿入用装置であって、前記演算装置は、それぞれのセンサ部の２つの歪みゲージをブリッジ回路の隣り合う配置とすることにより得ることが可能な少なくとも４つの出力信号のうちの少なくとも２つの出力信号と、それぞれのセンサ部の２つの歪みゲージをブリッジ回路の向かい合う配置とすることにより得ることが可能な少なくとも４つの出力信号のうちの少なくとも２つの出力信号とを利用して生体内挿入具の先端部の応力ベクトル状態を演算する演算機能を備えることを特徴とする生体内挿入用装置。
【請求項２】
前記演算装置は、それぞれのセンサ部の２つの歪みゲージをブリッジ回路の隣り合う配置とすることにより得ることが可能な少なくとも４つの出力信号のうちの少なくとも３つの出力信号と、それぞれのセンサ部の２つの歪みゲージをブリッジ回路の向かい合う配置とすることにより得ることが可能な少なくとも４つの出力信号のうちの少なくとも３つの出力信号とを利用して生体内挿入具の先端部の応力ベクトル状態を演算する演算機能を備えている請求項１に記載の生体内挿入用装置。
【請求項３】
前記演算装置は、それぞれのセンサ部の２つの歪みゲージをブリッジ回路の隣り合う配置とすることにより得ることが可能な少なくとも４つの出力信号と、それぞれのセンサ部の２つの歪みゲージをブリッジ回路の隣り合う配置とすることにより得ることが可能な少なくとも４つの出力信号を利用して生体内挿入具の先端部の応力ベクトル状態を演算する演算機能を備えている請求項１に記載の生体内挿入用装置。
【請求項４】
前記演算装置は、少なくとも１つのブリッジ回路と、それぞれの歪みゲージと前記ブリッジ回路とを電気的に接続する複数の切替スイッチと、それぞれのセンサ部に設けられた２つの歪みゲージが前記ブリッジ回路の向かい合う配置となるように、また、それぞれのセンサ部に設けられた２つの歪みゲージが前記ブリッジ回路の隣り合う配置となるように前記切替スイッチを制御するスイッチ制御機能と、前記ブリッジ回路より出力される信号を用いて生体内挿入具の先端部の応力ベクトル状態を演算する演算機能とを備えている請求項１ないし３のいずれかに記載の生体内挿入用装置。
【請求項５】
前記演算装置は、２つのブリッジ回路を備え、第１のブリッジ回路は、それぞれのセンサ部に設けられた２つの歪みゲージがブリッジ回路の向かい合う配置となるように構成されており、第２のブリッジ回路は、それぞれのセンサ部に設けられた２つの歪みゲージがブリッジ回路の隣り合う配置となるように構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の生体内挿入用装置。
【請求項６】
前記生体内挿入具は、それぞれの歪みゲージと電気的に接続され、生体内挿入具本体の基端側に延びるリード線と該リード線と固定された生体内挿入具側コネクタを備え、前記演算装置は、該生体内挿入具側コネクタを着脱自在に取付可能な演算装置側コネクタを備えている請求項１ないし５のいずれかに記載の生体内挿入用装置。
【請求項７】
前記演算装置は、前記演算機能により演算された生体内挿入具の先端部の応力ベクトル状態を表示装置に表示させるデータに変換する画像データ作成機能を備えている請求項１ないし６のいずれかに記載の生体内挿入用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体内挿入具の先端部の生体との触覚情報を得ることができる生体内挿入用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、生体内挿入具等の体内挿入具には内視鏡による視覚情報など様々な機能を具備したものはある。しかし、先端部が血管内壁や臓器等の体内組織に接触したかどうかの触覚情報は生体内挿入具（例えば、カテーテル）等を伝わってくる感触を頼りに操作者が判断しているのが現状である。そのため、カテーテル等の先端部で血管内壁や臓器等を穿孔したり損傷したりする問題が見られる。
このような問題を解決するものとして、特開平６−１９００５０号公報、特開平６−１４２０３１号公報のように先端部にセンサ部を設けたものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平６−１９００５０号公報のものでは、生体内挿入具の先端部にかかる生体内挿入具の軸線に沿った力情報のみしか検出できない。また、特開平６−１４２０３１号公報のものでは、生体内挿入具の曲がり具合である生体内挿入具の側面が受ける力しか検出できない。よって、特開平６−１９００５０号公報、および特開平６−１４２０３１号公報のものでは、生体内に挿入する際最も必要な生体内挿入具の先端部の突き当たる力と突き当たっている方向、すなわち先端部が受ける力のベクトル情報が得られないため、生体組織との正確な接触状況の把握ができない。
本発明の目的は、上記のような問題点を解消し、生体内に挿入する際最も必要な生体内挿入具の先端部の突き当たる力と突き当たっている方向、すなわち先端部が受ける力のベクトル情報を得ることができる生体内挿入用装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するものは、生体内挿入具本体と、該生体内挿入具の先端部側面に設けられ、かつ等角度に配置された少なくとも４つのセンサ部と、該それぞれのセンサ部の表面側および裏面側に設けられた歪みゲージとを備えた生体内挿入具と、該生体内挿入具の少なくとも８つの歪みゲージと電気的に接続される少なくとも１つのブリッジ回路と、該ブリッジ回路からの出力信号を用いて生体内挿入具の先端部の接触状態を演算するための演算機能とを有する演算装置を備える生体内挿入用装置であって、前記演算装置は、それぞれのセンサ部の２つの歪みゲージをブリッジ回路の隣り合う配置とすることにより得ることが可能な少なくとも４つの出力信号のうちの少なくとも２つの出力信号と、それぞれのセンサ部の２つの歪みゲージをブリッジ回路の向かい合う配置とすることにより得ることが可能な４つの出力信号のうちの少なくとも２つの出力信号とを利用して生体内挿入具の先端部の応力ベクトル状態を演算する演算機能を備える生体内挿入用装置である。
【０００８】
そして、前記演算装置は、それぞれのセンサ部の２つの歪みゲージをブリッジ回路の隣り合う配置とすることにより得ることが可能な少なくとも４つの出力信号のうちの少なくとも３つの出力信号と、それぞれのセンサ部の２つの歪みゲージをブリッジ回路の向かい合う配置とすることにより得ることが可能な少なくとも４つの出力信号のうちの少なくとも３つの出力信号とを利用して生体内挿入具の先端部の応力ベクトル状態を演算する演算機能を備えていることが好ましい。さらに、前記演算装置は、それぞれのセンサ部の２つの歪みゲージをブリッジ回路の隣り合う配置とすることにより得ることが可能な少なくとも４つの出力信号と、それぞれのセンサ部の２つの歪みゲージをブリッジ回路の向かい合う配置とすることにより得ることが可能な少なくとも４つの出力信号を利用して生体内挿入具の先端部の応力ベクトル状態を演算する演算機能を備えていることが好ましい。
【０００９】
また、前記演算装置は、少なくとも１つのブリッジ回路と、それぞれの歪みゲージと前記ブリッジ回路とを電気的に接続する複数の切替スイッチと、それぞれのセンサ部に設けられた２つの歪みゲージが前記ブリッジ回路の向かい合う配置となるように、また、それぞれのセンサ部に設けられた２つの歪みゲージが前記ブリッジ回路の隣り合う配置となるように前記切替スイッチを制御するスイッチ制御機能と、前記ブリッジ回路より出力される信号を用いて生体内挿入具の先端部の応力ベクトル状態を演算する演算機能とを備えていることが好ましい。さらに、前記演算装置は、２つのブリッジ回路を備え、第１のブリッジ回路は、それぞれのセンサ部に設けられた２つの歪みゲージがブリッジ回路の向かい合う配置となるように構成されており、第２のブリッジ回路は、それぞれのセンサ部に設けられた２つの歪みゲージがブリッジ回路の隣り合う配置となるように構成されているものであってもよい。
【００１０】
そして、前記生体内挿入具は、それぞれの歪みゲージと電気的に接続され、生体内挿入具本体の基端側に延びるリード線と該リード線と固定された生体内挿入具側コネクタを備え、前記演算装置は、該生体内挿入具側コネクタを着脱自在に取付可能な演算装置側コネクタを備えていることが好ましい。さらに、前記演算装置は、前記演算機能により演算された生体内挿入具の先端部の応力ベクトル状態を表示装置に表示させるデータに変換する画像データ作成機能を備えていることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の生体内挿入用装置を図面に示す実施例を用いて説明する。
図１は、本発明の生体内挿入用装置に使用される生体内挿入具の外観図である。図２は、生体内挿入具の部分省略断面図である。図３は、生体内挿入具の先端部を説明するための説明図である。図４は、センサ部を説明するための説明図である。図５は、本発明の生体内挿入用装置の実施例のブロック図である。図６は、図５に示した生体内挿入用装置に用いられるブリッジ回路を示す配線図である。図７は、Ｘ軸方向の歪み信号を得るときのブリッジ回路を示す図である。図８は、Ｙ軸方向の歪み信号を得るときのブリッジ回路を示す図である。図９は、Ｚ軸方向の歪み信号を得るときのブリッジ回路を示す図である。図１０は、生体内での生体内挿入具の先端部の状態を説明するための説明図である。図１１は、本発明の生体内挿入用装置の演算装置の他の例を示すブロック図である。図１２は、図１１に示した生体内挿入用装置に用いられるブリッジ回路を示す配線図である。
【００１２】
本発明の生体内挿入用装置１（第１実施例）は、生体内挿入具本体１１と、生体内挿入具本体１１の先端部側面に設けられ、かつ等角度に配置された４つの歪みゲージ３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａとを備えた生体内挿入具１０と、生体内挿入具１０の４つの歪みゲージと電気的に接続される少なくとも１つのブリッジ回路５０と、ブリッジ回路からの出力信号を用いて生体内挿入具１０の先端部の接触状態を演算するための演算機能とを有する演算装置４０を備える。演算装置４０は、向かい合う２組の歪みゲージをブリッジ回路５０ｂの隣り合う配置とすることにより得られる２つの出力信号と、向かい合う任意の組の歪みゲージをブリッジ回路５０ａの向かい合う配置とすることにより得られる１つの出力信号とを利用して、生体内挿入具１０の先端部の応力ベクトル状態を演算する演算機能を備えている。
【００１３】
この実施例の生体内挿入用装置１は、生体内挿入具１０としてカテーテルを用いている。そして、生体内挿入用装置１は、図５に示すように、カテーテル１０と、演算装置４０と表示装置６０（ディスプレイ）を備えている。
【００１４】
この実施例のカテーテル１０は、柔軟先端部と、この柔軟先端部に等角度に配置された４つのセンサ部３１，３２，３３，３４を備えており、センサ部はそれぞれ歪みゲージを備えている。
【００１５】
生体内挿入具本体であるカテーテル１０は、生体内挿入具本体であるカテーテル本体１１とその基端に固着されたハブ１２からなり、カテーテル１０の先端は開口しており、ハブ１２の基端も開口しており、先端より基端まで貫通したルーメン２５を備える。カテーテル１０は、カテーテルハブに一端が接続され他端がカテーテル（生体挿入具）側コネクタ１３に接続されたコード１４を備える。また、コード内には、一端が歪みゲージに接続され、他端がカテーテル側コネクタ１３に接続された複数（具体的には８本）のリード線１５を備える。カテーテル側コネクタ１３は、装置側コネクタ４８に着脱可能かつ電気的に接続可能となっている。
【００１６】
カテーテル１０は、例えば、心臓または脳内血管造影用カテーテル、心臓または脳内血管用内薬剤投与カテーテル、脳血管等に塞栓術をほどこすための塞栓術用カテーテルなどの血管内挿入用カテーテルとして使用される。この実施例のカテーテル１０は、本発明のカテーテルを心臓内血管造影用カテーテルに応用した実施例である。なお、カテーテル以外の生体挿入具としては、ガイドワイヤ、内視鏡用チューブ、気管内チューブなどが考えられる。
【００１７】
この実施例では、カテーテル１０の先端は、血管壁の損傷の防止、さらにカテーテルの操作性向上のために、角のない曲面となっている。そして、先端部は、合成樹脂により形成されているため、十分な柔軟性を有している。
【００１８】
カテーテルは、柔軟な先端側チューブとこの基端に剛性の高い基端側チューブを接続固定したもの、剛性の高い基端側チューブの表面に柔軟な合成樹脂を被覆するとともに、柔軟な合成樹脂を基端側チューブより突出させて先端側チューブを形成させたものなどどのような構成でもよい。
【００１９】
この実施例のカテーテル１０は、図１および図２に示すように、短い高柔軟性チューブ２１とこのチューブ２１の基端に接続された柔軟性先端側チューブ２２と、さらにこの先端側チューブ２２の基端に接続された剛性の高い基端側チューブ２３を備えている。そして、高柔軟性チューブ２１の外面には、図２および図３に示すように、それぞれ歪みゲージを備える４つのセンサ部３１，３２，３３，３４が等角度に配置され固定されている。高柔軟性チューブ２１は歪み伝達部を形成している。
【００２０】
それぞれの歪みゲージ３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａにはリード線１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが接続されており、これらリード線１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、高柔軟性チューブ２１、先端側チューブ２２および基端側チューブ２３の外面にほぼ等角度となるように配置されており、チューブのトルク伝達用補強体としても機能している。
【００２１】
そして、歪みゲージを備えるセンサ部３１，３２，３３，３４およびリード線１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、カテーテルの外面層を形成する樹脂被膜２４により被覆され、外面に露出しないように構成されている。なお、高柔軟性チューブ２１の外面には、４つのセンサ部収納用湾曲凹部を備え、この湾曲凹部に対応した湾曲状に形成された歪みゲージが固定されている。固定は、接着剤を用いて行ってもよく、上述したカテーテルの外面層を形成する樹脂被膜２４によって行ってもよい。
【００２２】
センサ部は個々に形成したものを高柔軟性チューブ２１の先端部に複数個貼り付けたもの、また、シート上の基材に複数個（例えば、４つ）の歪みゲージを形成し４つのセンサ部を有するものを高柔軟性チューブ２１の先端部に貼り付けたもの、チューブ上の基材に複数個（例えば、４つ）の歪みゲージを形成し４つのセンサ部を有するものとしたものを高柔軟性チューブ２１の先端部に貼り付けたものなどいずれでもよい。
【００２３】
センサ部３１，３２，３３，３４としては、図４に示すように基材３０の片面に金属薄膜の抵抗体である歪みゲージ３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａが図のようなミアンダリングパターンに形成されたものが使用される。なお、センサ部３２，３３，３４についても同様である。なお、基材３０としては、外力に対して容易に変形可能な可撓性もしくは弾性材料が使用される。
【００２４】
歪みゲージ３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａは、一般的には半導体の拡散抵抗体や金属薄膜抵抗体が用いられる。抵抗体に力が加わると弾性歪みがかかり、抵抗率自体や抵抗体の長さが変わるため、変形に応じて抵抗値が変化する。このような性質により力や圧力の測定に利用されている。歪みゲージの材料としては、ＳｉのＰ型及びＮ型の拡散を施したもの、Ｃｕ／Ｎｉ系の合金であるアドバンスやコンスタンタン、Ｎｉ／Ｃｒ系の合金などがある。それぞれの材質の抵抗温度係数から考えて、温度特性の小さいアドバンス（Ｃｕ：５４％，Ｎｉ：４６％）が好適である。
【００２５】
歪みゲージの形成方法としては、基材表面に上記のアドバンスのような材質の薄膜を真空蒸着やＣＶＤ、スパッタリングによって形成し、フォトリソグラフィー技術によりミアンダリングパターンにマスキングし、不必要な部分をエッチングしパターンを形成する。この時に、抵抗体自体の温度係数はある程度素材によるが、基材と抵抗体のように異なる熱膨張係数のものが貼り合わさっていると抵抗体には見かけ上の温度係数が生じる。薄膜や基材の膜厚や素材を組み合わせることにより、見かけ上の温度係数を小さくすることが、測定精度を高める上で好ましい。そして、耐湿性等の耐環境性を高めるためと、生体に対しての漏れ電流及び耐電圧性の確保のため両面に絶縁膜をコーティングすることが好ましい。絶縁膜としては、シリコーンやポリウレタン、ポリイミド等が使用される。
【００２６】
そして、この実施例のカテーテルでは、センサ部３１，３２，３３，３４は等角度に配置されているため、歪みゲージ３１ａと３２ａは向かいあっており、同様に、歪みゲージ３３ａと３４ａも向かい合っている。また、歪みゲージ３１ａと３３ａは隣り合っており、同様に、歪みゲージ３２ａと３４ａも隣り合っている。
【００２７】
そして、センサ部３１と３２（歪みゲージ３１ａと３２ａ）は、図３に示すカテーテル本体１１（高柔軟性チューブ２１）の軸方向であるＺ軸と直交するＸ軸と交差するカテーテル本体１１（高柔軟性チューブ２１）の外面に位置している。また、センサ部３３と３４（歪みゲージ３３ａと３４ａは）、図３に示すカテーテル本体１１（高柔軟性チューブ２１）の軸方向であるＺ軸およびこれと直交するＸ軸の両者と直交するＹ軸と交差するカテーテル本体１１（高柔軟性チューブ２１）の外面に位置している。言い換えれば、センサ部３１，３２は図３のＸ軸上に、センサ部３３，３４は、Ｙ軸上に配置されている。
【００２８】
また、センサ部３１，３２，３３，３４は、高柔軟性チューブ２１の先端より若干基端側となる位置に、具体的には、０．１〜５ｍｍ、好ましくは、０．５〜３ｍｍ先端より後端側となる位置に配置されている。このように、センサ部（歪みゲージ）をカテーテルの先端より若干基端側とすることにより、カテーテルの先端の柔軟性を確保することができる。
【００２９】
なお、高柔軟性チューブ２１としては、長さは、１〜１５ｍｍ、より好ましくは、３〜１０ｍｍ、外径が、０．４〜３．０ｍｍ、好ましくは、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度であり、肉厚２５〜２００μｍ、より好ましくは、５０〜１００μｍのものである。
【００３０】
先端側チューブ２２としては、長さは、５０〜１０００ｍｍ、より好ましくは、１００〜５００ｍｍ、外径が、０．４〜３．０ｍｍ、好ましくは、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度であり、肉厚２５〜２００μｍ、より好ましくは、５０〜１００μｍのものである。
【００３１】
基端側チューブ２３としては、長さは、５０〜２０００ｍｍ、より好ましくは、１００〜１７００ｍｍ、基端側チューブ２３の外径は、０．４〜７．０ｍｍ、好ましくは、０．５〜６．０ｍｍ程度であり、肉厚は、１０〜２００μｍ、より好ましくは、５０〜１００μｍのものである。先端部３４ａの長さとしては、３〜５００ｍｍ、より好ましくは、５〜３００ｍｍ、外径が、０．５〜６．０ｍｍ、より好ましくは、０．７〜５．０ｍｍ、肉厚が３０〜１００μｍである。
【００３２】
高柔軟性チューブ２１、先端側チューブ２２および樹脂被膜２４の形成材料としては、熱可塑性樹脂が望ましく、ポリエチレンエラストマー、ポリプロピレンエラストマー、ポリブテンエラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン系エラストマー、軟質ポリ塩化ビニル、軟質フッ素系樹脂、軟質メタクリル樹脂、軟質ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、スチレン系エラストマーなどの熱可塑性エラストマー系の材料が使用できる。またこれらの樹脂をベースとしたポリマーアロイあるいはポリマーブレンドを用いてもよい。なお、高柔軟性チューブ２１の形成材料としては、先端側チューブ２２の形成材料より柔軟なもの、言い換えれば可撓性の高いものが選択される。なお、高柔軟性チューブ２１と先端側チューブ２２の接続を容易にすることおよび接合強度を高いものとするために、高柔軟性チューブを形成する高柔軟性樹脂と先端側チューブ２２を形成する柔軟性樹脂は、相溶性が良いことが好ましい。相溶性が良いとは、熱力学的な相互溶解性が良好であることを示すものであり、言い換えれば、硬化後両者間において分離しないことを示すものである。
【００３３】
基端側チューブ２３の形成材料としては、熱可塑性樹脂が望ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのオレフィン系樹脂もしくはそれらのポリオレフィン系エラストマー、フッ素系樹脂もしくは軟質フッ素樹脂、メタクリル樹脂、ポリフェニレンオキサイド、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミドもしくはポリアミド系エラストマー、ポリカーボネート、ポリアセタール、スチレン系樹脂もしくはスチレン系エラストマー、熱可塑性ポリイミドなどが使用できる。またこれらの樹脂をベースとしたポリマーアロイあるいはポリマーブレンドを用いることも可能である。
【００３４】
なお、先端側チューブ２２と基端側チューブ２３の接続を容易にすることおよび接合強度を高いものとするために、先端側チューブ２２を形成する柔軟性樹脂と基端側チューブ２３を形成する樹脂は、相溶性が良いことが好ましい。相溶性が良いとは、熱力学的な相互溶解性が良好であることを示すものであり、言い換えれば、硬化後両者間において分離しないことを示すものである。
【００３５】
樹脂の組み合わせとしては、すべての樹脂を系統が同じものとすることが望ましい。例えば、柔軟性樹脂としてポリエーテルポリアミドブロック共重合体を高柔軟性樹脂としてそのポリエーテルポリアミドブロック共重合体より柔軟性の高いポリエーテルポリアミドブロック共重合体を選択し、基端側チューブ用樹脂としてはナイロン１２を選択し、３者をポリアミド系樹脂とすること、また、柔軟性樹脂としてポリオレフィン系エラストマー（例えば、ポリエチレンエラストマー）を高柔軟性樹脂としてそのポリオレフィン系エラストマーより柔軟性の高いポリオレフィン系エラストマー（例えば、ポリエチレンエラストマー）を選択し、基端側チューブ用樹脂としてはポリオレフィンを選択し、３者ポリオレフィン系樹脂とすること、また、高柔軟性樹脂としてポリエステル系エラストマー（例えば、ソフトセグメントとハードセグメントを備えソフトセグメント部分が多いポリエステルエラストマー）を、柔軟性樹脂としてポリエステル系エラストマー（例えば、ソフトセグメントとハードセグメントを備えソフトセグメント部分が上記高柔軟性樹脂より少ないポリエステルエラストマー）を選択し、基端側チューブ用樹脂としてはポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレートもしくは柔軟性樹脂より硬いポリエステル系エラストマー）を選択し、３者をポリエステル系樹脂とすること、柔軟性樹脂として可塑化塩化ビニル樹脂を高柔軟性樹脂としてその可塑化塩化ビニル樹脂より柔軟性の高い高可塑化塩化ビニル樹脂を選択し、基端側チューブ用樹脂としては低可塑化塩化ビニル樹脂を選択し、３者を塩化ビニル系樹脂とすることなどが考えられる。
【００３６】
次に、演算装置４０について説明する。
演算装置４０は、少なくとも１つのブリッジ回路５０と、歪みゲージ３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａとブリッジ回路５０ａ，５０ｂとを電気的に接続する複数の切替スイッチ４１，４２，４３，４４と、向かい合う組の歪みゲージ（３１ａと３２ａおよび３３ａと３４ａ）がブリッジ回路の向かい合う配置となるように、また、向かい合う組の歪みゲージ（３１ａと３２ａおよび３３ａと３４ａ）がブリッジ回路の隣り合う配置となるように切替スイッチを制御するスイッチ制御機能と、ブリッジ回路５０より出力される信号を用いてカテーテル１０の先端部の応力ベクトル状態を演算する演算機能と、演算機能により演算されたカテーテル１０の先端部の応力ベクトル状態を表示装置に表示させるデータに変換する画像データ作成機能を備えている。
【００３７】
この実施例の演算装置４０は、図５に示すように、２つのブリッジ回路５０ａ，５０ｂを備え、第１のブリッジ回路５０ａは、向かい合う組の歪みゲージ３１ａ（Ｒ１）と３２ａ（Ｒ２）または３３ａ（Ｒ３）と３４ａ（Ｒ４）がブリッジ回路５０ａの向かい合う配置となるように構成されている。また、第２のブリッジ回路５０ｂは、向かい合う組の歪みゲージ３１ａ（Ｒ１）と３２ａ（Ｒ２）または３３ａ（Ｒ３）と３４ａ（Ｒ４）がブリッジ回路の隣り合う配置となるように構成されている。
【００３８】
そして、演算装置４０は、切替スイッチ４１，４２，４３，４４の切替のためのスイッチコントローラ４５と、スイッチコントローラ４５の制御およびブリッジ回路５０ａ，５０ｂより出力される信号を用いてカテーテル１０の先端部の応力ベクトル状態を演算する演算機能を備えた制御および演算処理部４６と、制御および演算処理部４６より出力されるデータを用いてカテーテル１０の先端部の応力ベクトル状態を表示装置に表示させるデータに変換するディスプレイコントローラ４７と、カテーテル側コネクタを着脱自在に取付可能な演算装置側コネクタ４８と、ブリッジ回路のための電圧源５１を備えている。
【００３９】
この演算装置４０では、ブリッジ回路に所定の組み合わせの歪みゲージを接続することにより、カテーテルの先端部の状態、図３のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれにおける歪みに関連する信号を得ることができるように構成されている。
【００４０】
まず、Ｘ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合には、Ｘ軸上に配置されている歪みゲージ３１ａ（Ｒ１），３２ａ（Ｒ２）がブリッジ回路５０ｂに接続され、ブリッジ回路の隣り合う抵抗となる。具体的には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ４１を作動させ歪みゲージ３１ａ（Ｒ１）をブリッジ回路５０ｂのａ２，ｂ２に、また切替スイッチ４２を作動させ歪みゲージ３２ａ（Ｒ２）をブリッジ回路５０ｂのｃ，ｄに接続させる。この状態が、図７に示す状態であり、得られる出力信号ｅ１は、制御および演算処理部４６に入力される。
【００４１】
次に、Ｙ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合には、Ｙ軸上に配置されている歪みゲージ３３ａ（Ｒ３），３４ａ（Ｒ４）がブリッジ回路５０ｂに接続され、ブリッジ回路の隣り合う抵抗となる。具体的には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ４３を作動させ歪みゲージ３３ａ（Ｒ３）をブリッジ回路５０ｂのａ２，ｂ２に、また切替スイッチ４４を作動させ歪みゲージ３４ａ（Ｒ４）をブリッジ回路５０ｂのｃ，ｄに接続させる。この状態が、図８に示す状態であり、得られる出力信号ｅ２は、制御および演算処理部４６に入力される。
【００４２】
次に、Ｚ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合には、歪みゲージ３１ａ（Ｒ１）と３２ａ（Ｒ２）もしくは３３ａ（Ｒ３）と３４ａ（Ｒ４）がブリッジ回路５０ａに接続され、ブリッジ回路の向かい合う抵抗となる。具体的には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ４１を作動させ歪みゲージ３１ａ（Ｒ１）をブリッジ回路５０ａのａ１，ｂ１に、また切替スイッチ４２を作動させ歪みゲージ３２ａ（Ｒ２）をブリッジ回路５０ａのｅ，ｆに接続させる。この状態が、図９に示す状態であり、得られる出力信号ｅ３は、制御および演算処理部４６に入力される。
【００４３】
なお、Ｚ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合には、歪みゲージ３３ａ（Ｒ３），３４ａ（Ｒ４）をブリッジ回路５０ｂに接続してもよい。この場合には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ４３を作動させ歪みゲージ３３ａ（Ｒ３）をブリッジ回路５０ａのａ１，ｂ１に、また切替スイッチ４４を作動させ歪みゲージ３４ａ（Ｒ４）をブリッジ回路５０ａのｅ，ｆに接続させる。そして、得られる出力信号ｅ３は、制御および演算処理部４６に入力される。そして、Ｚ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合に、上記のＺ軸の関する２つの信号を利用することが好ましい。つまり、向かい合う２組の歪みゲージを用いて得られる２つの出力信号を用いることにより、正確なＺ軸の歪みを測定でき、ひいては正確なカテーテル１０の先端部の応力ベクトル状態を測定できる。なお、図６ないし図９におけるＥは、ブリッジ電源であり、Ｒａは固定抵抗である。
【００４４】
そして、Ｘ軸に関する出力信号ｅ１、Ｙ軸に関する出力信号ｅ２、Ｚ軸に関する出力信号ｅ３は、制御および演算処理部４６に入力され、デジタル変換された後、処理部内のベクトル演算回路にて、Ｘ軸上の曲げ応力とＹ軸上の曲げ応力とＺ軸上の圧縮応力とをベクトル合成され、先端部にかかる３軸の触覚情報が演算される。
【００４５】
そして、演算処理部４６において演算された３軸ベクトル値は、ディスプレイコントローラに入力され、ディスプレイコントローラは画像信号を作成し、表示器に出力する。これにより、表示器には、カテーテル１０の先端部の応力ベクトル状態が表示される。
【００４６】
次に、この実施例の生体内挿入用装置の作用について説明する。
まず、図１０にカテーテル１０が体内５５の管腔内（例えば、血管，消化器官）に挿入され、カテーテル先端部が内壁面に接触し、力Ｆ５６がかかっている状態を示す。先端部には、４つのセンサ部が配置されているため、力Ｆ５６によりセンサ部が変形し、先端にかかる曲げ応力５６ａと管の長手方向にかかる圧縮応力５６ｂが検出される。作用・反作用の法則により先端部にかかる力と同等の力が内壁面を押す力としてかかっている。その力により、粘弾性の性質を持つ生体組織は変形し先端との接触状態が複雑となる。そのため、３軸の触覚情報を得ることで、従来のような曲げ応力のみ圧縮応力のみ、あるいは方向性のはっきりしない検出手段や触覚センサのない状態と比べ、生体との接触状況を正確に捉える事が出来る。さらに、その接触状況を操作者に伝えることにより、過大な力が生体組織にかかる危険を警告するとともに未然に防ぐことが可能となる。
【００４７】
なお、上記説明では、演算装置４０は、２つのブリッジ回路を備えるものであったが、これに限られるものではなく、例えば、図１１および図１２に示すように、１つのブリッジ回路のみを備えるものとしてもよい。この実施例の演算装置４０ａは、ブリッジ回路に予め組み込まれている固定抵抗Ｒａと同じ抵抗Ｒａ１とこのＲａ１のための切替スイッチ６５を備えている。
【００４８】
まず、Ｘ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合には、Ｘ軸上に配置されている歪みゲージ３１ａ（Ｒ１），３２ａ（Ｒ２）がブリッジ回路５０に接続され、ブリッジ回路の隣り合う抵抗となり、Ｒａ１がブリッジ回路の固定抵抗Ｒａと隣り合うように接続される。具体的には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ４１を作動させ歪みゲージ３１ａ（Ｒ１）をブリッジ回路５０のａ，ｂに、また切替スイッチ４２を作動させ歪みゲージ３２ａ（Ｒ２）をブリッジ回路５０のｃ，ｄに、また切替スイッチ６５を作動させ抵抗Ｒａ１をブリッジ回路５０のｅ，ｆに接続させる。それ以外の結線については、当然ながら電気的に接続されていない状態にする。この状態は図７に示す状態である（ただし、ＲａはＲａ１となる）。そして、得られる出力信号は、制御および演算処理部４６に入力される。
【００４９】
次に、Ｙ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合には、Ｙ軸上に配置されている歪みゲージ３３ａ（Ｒ３），３４ａ（Ｒ４）がブリッジ回路５０に接続され、ブリッジ回路の隣り合う抵抗となり、Ｒａ１がブリッジ回路の固定抵抗Ｒａと隣り合うように接続される。具体的には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ４３を作動させ歪みゲージ３３ａ（Ｒ３）をブリッジ回路５０のａ，ｂに、また切替スイッチ４４を作動させ歪みゲージ３４ａ（Ｒ４）をブリッジ回路５０のｃ，ｄに、また切替スイッチ６５を作動させ抵抗Ｒａ１をブリッジ回路５０のｅ，ｆに接続させる。そして、得られる出力信号は、制御および演算処理部４６に入力される。この状態は図８に示す状態となる（ただし、ＲａはＲａ１となる）。
【００５０】
次に、Ｚ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合には、歪みゲージ３１ａ（Ｒ１）と３２ａ（Ｒ２）（もしくは３３ａ（Ｒ３）と３４ａ（Ｒ４））がブリッジ回路５０に接続され、ブリッジ回路の隣り合う抵抗となり、Ｒａ１がブリッジ回路の固定抵抗Ｒａと向かい合うように接続される。具体的には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ４１を作動させ歪みゲージ３１ａ（Ｒ１）をブリッジ回路５０のａ，ｂに、また切替スイッチ４２を作動させ歪みゲージ３２ａ（Ｒ２）をブリッジ回路５０ａのｅ，ｆに、また切替スイッチ６５を作動させ抵抗Ｒａ１をブリッジ回路５０のｃ，ｄに接続させる。そして、得られる出力信号は、制御および演算処理部４６に入力される。この状態は図９に示す状態となる（ただし、ＲａはＲａ１となる）。
【００５１】
なお、Ｚ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合には、歪みゲージ３３ａ（Ｒ３）と３４ａ（Ｒ４）をブリッジ回路５０に接続してもよい。この場合には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ４３を作動させ歪みゲージ３３ａ（Ｒ３）をブリッジ回路５０のａ，ｂに、また切替スイッチ４４を作動させ歪みゲージ３４ａ（Ｒ４）をブリッジ回路５０のｅ，ｆに、また切替スイッチ６５を作動させ抵抗Ｒａ１をブリッジ回路５０のｃ，ｄに接続させる。そして、得られる出力信号は、制御および演算処理部４６に入力される。
【００５２】
次に、図１３ないし図１６に示す本発明の生体内挿入用装置の他の実施例を説明する。
この実施例の生体内挿入用装置７０（第２実施例）は、生体内挿入具本体１１と生体内挿入具本体１１の先端部側面に設けられ、かつ等角度に配置された４つのセンサ部８１，８２，８３，８４とそれぞれのセンサ部の表面側および裏面側に設けられた歪みゲージとを備えた生体内挿入具９０と、生体内挿入具９０の８つの歪みゲージと電気的に接続される少なくとも１つのブリッジ回路と、ブリッジ回路からの出力信号を用いて生体内挿入具９０の先端部の接触状態を演算するための演算機能とを有する演算装置７９を備える。
【００５３】
演算装置７９は、それぞれのセンサ部の２つの歪みゲージをブリッジ回路の隣り合う配置とすることにより得ることが可能な４つの出力信号のうちの少なくとも２つの出力信号と、それぞれのセンサ部の２つの歪みゲージをブリッジ回路の向かい合う配置とすることにより得ることが可能な４つの出力信号のうちの少なくとも２つの出力信号とを利用して生体内挿入具９０の先端部の応力ベクトル状態を演算する演算機能を備えている。
【００５４】
この生体内挿入用装置７０の基本構成は、上述した生体内挿入用装置１と同じであり、相違は、上述した実施例のものでは、センサ部の表面もしくは裏面に歪みゲージが形成されており、合計４つの歪みゲージを有していたが、この実施例の生体内挿入用装置７０では、センサ部の表面および裏面にそれぞれ歪みゲージが形成されており、合計８つの歪みゲージを有する点およびそれに付随し切替スイッチが４つ増加した点のみである。そこで、相違点を中心に説明する。
なお、歪みゲージがセンサ部の両面に形成されている以外、生体内挿入具９０（カテーテル）は上述した実施例と同じであり、歪みゲージ、センサ部、生体内挿入具９０（カテーテル）の構造、形成材料などは上述したものと同じである。
【００５５】
図１３は、生体内挿入具の先端部を説明するための説明図である。図１４は、センサ部の説明図である。図１５は、生体内挿入用装置のブロック図である。図１６は、図１５に示した生体内挿入用装置に用いられるブリッジ回路を示す配線図である。図１７は、本発明の生体内挿入用装置の演算装置の他の例を示すブロック図である。図１８は、図１７に示した生体内挿入用装置に用いられるブリッジ回路を示す配線図である。図１９は、Ｘ軸方向の歪み信号を得るときのブリッジ回路を示す図である。図２０は、Ｙ軸方向の歪み信号を得るときのブリッジ回路を示す図である。図２１は、Ｚ軸方向の歪み信号を得るときのブリッジ回路を示す図である。
【００５６】
本発明の生体内挿入用装置７０は、上述した実施例と同様に、生体挿入具としてカテーテルが用いられている。そして、生体内挿入用装置７０は、図１５に示すように、カテーテル９０と、演算装置７９と表示装置６０（ディスプレイ）を備えている。
【００５７】
カテーテル９０は、例えば、心臓または脳内血管造影用カテーテル、心臓または脳内血管用内薬剤投与カテーテル、脳血管等に塞栓術をほどこすための塞栓術用カテーテルなどの血管内挿入用カテーテルとして使用される。この実施例のカテーテル９０は、本発明のカテーテルを心臓内血管造影用カテーテルに応用した実施例である。なお、カテーテル以外の生体挿入具としては、ガイドワイヤ、内視鏡用チューブ、気管内チューブなどが考えられる。
【００５８】
この実施例のカテーテルは、柔軟先端部と、この柔軟先端部に等角度に配置された４つのセンサ部８１，８２，８３，８４を備えており、センサ部はそれぞれ２つの歪みゲージを備えている。
【００５９】
カテーテル９０は、図１および図２に示すものと同様に、生体内挿入具本体１１であるカテーテル本体１１とその基端に固着されたハブ１２からなり、カテーテル９０の先端は開口しており、ハブ１２の基端も開口しており、先端より基端まで貫通したルーメン２５を備える。カテーテル９０は、カテーテルハブに一端が接続され他端がカテーテル（生体内挿入具）側コネクタ１３に接続されたコード１４を備える。また、コード内には、一端が歪みゲージに接続され、他端がカテーテル側コネクタに接続された複数（具体的には１６本）のリード線１５を備える。カテーテル側コネクタ１３は、装置側コネクタ４８に着脱可能かつ電気的に接続可能となっている。
【００６０】
この実施例のカテーテルは、図１および図２に示した実施例のものと同様に（図１および図２を参照する）、短い高柔軟性チューブ２１とこのチューブ２１の基端に接続された柔軟性先端側チューブ２２と、さらにこの先端側チューブ２２の基端に接続された剛性の高い基端側チューブ２３を備えている。そして、高柔軟性チューブ２１の外面には、図１３に示すように、歪みゲージを備える４つのセンサ部８１，８２，８３，８４が等角度に配置され固定されている。そして、高柔軟性チューブ２１は歪み伝達部を形成している。
【００６１】
それぞれの歪みゲージにはリード線が接続されており、これらリード線は、高柔軟性チューブ２１、先端側チューブ２２および基端側チューブ２３の外面にほぼ等角度（４５度間隔）となるように配置されており、チューブのトルク伝達用補強体としても機能している。
【００６２】
センサ部８１，８２，８３，８４としては、図１４に示すように基材の両面に金属薄膜の抵抗体である歪みゲージ８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂ，８４ａ，８４ｂが図のようなミアンダリングパターンに形成されたものが使用される。なお、基材８５としては、外力に対して容易に変形可能な可撓性もしくは弾性材料が使用される。両面に歪みゲージを形成するには、第１の実施例で示した片面に形成する場合と同様に、裏面にも回路パターンを形成する。その時に両面パターニング技術を用いて、表面と裏面のゲージ位置を合わせ込む。裏面のパターンエッチングの際には表面は全体にマスクをし回路パターンを保護する。また、両面パターニングをせずに表面だけにパターンを形成した、歪みゲージをダイボンダー等で位置出しを行い、貼り合わせる事も可能である。
【００６３】
そして、この実施例のカテーテルでは、センサ部８１，８２，８３，８４は等角度に配置されているため、歪みゲージ８１ａと８２ａ、８１ｂと８２ｂは向かい合っており、同様に、歪みゲージ８３ａと８４ａ、８３ｂと８４ｂも向かい合っている。また、歪みゲージ８１ａと８３ａ、８１ｂと８３ｂは隣り合っており、同様に、歪みゲージ８２ａと８４ａ、８２ｂと８４ｂも隣り合っている。
【００６４】
そして、センサ部８１と８２（歪みゲージ８１ａと８２ａ、８１ｂと８２ｂ）は、図１３に示すカテーテル本体１１（高柔軟性チューブ２１）の軸方向であるＺ軸と直交するＸ軸と交差するカテーテル本体１１（高柔軟性チューブ２１）の外面に位置している。また、センサ部８３と８４（歪みゲージ８３ａと８４ａ、８３ｂと８４ｂ）は、図１３に示すカテーテル本体１１（高柔軟性チューブ２１）の軸方向であるＺ軸、これと直交するＸ軸の両者と直交するＹ軸と交差するカテーテル本体１１（高柔軟性チューブ２１）の外面に位置している。言い換えれば、センサ部８１，８２は、図１３のＸ軸上に、センサ部８３，８４は、Ｙ軸上に配置されている。また、センサ部８１，８２，８３，８４は、高柔軟性チューブ２１の先端より若干基端側となる位置に、具体的には、０．１〜５ｍｍ、好ましくは、０．５〜３ｍｍ先端より後端側となる位置に配置されている。このように、センサ部（歪みゲージ）をカテーテルの先端より若干基端側とすることにより、カテーテルの先端の柔軟性を確保することができる。
【００６５】
次に、演算装置７９について説明する。
演算装置７９は、少なくとも１つのブリッジ回路８０と、歪みゲージ８１ａ，８２ａ，８３ａ，８４ａ、８１ｂ，８２ｂ，８３ｂ，８４ｂとブリッジ回路とを電気的に接続する複数の切替スイッチ７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７，７８と、それぞれのセンサ部の歪みゲージ（８１ａと８１ｂ、８２ａと８２ｂ、８３ａと８３ｂ、８４ａと８４ｂ）がブリッジ回路の向かい合う配置となるように、また、それぞれのセンサ部の歪みゲージ（８１ａと８１ｂ、８２ａと８２ｂ、８３ａと８３ｂ、８４ａと８４ｂ）がブリッジ回路の隣り合う配置となるように切替スイッチを制御するスイッチ制御機能４５と、ブリッジ回路８０より出力される信号を用いてカテーテル９０の先端部の応力ベクトル状態を演算する演算機能と、演算機能により演算されたカテーテル９０の先端部の応力ベクトル状態を表示装置に表示させるデータに変換する画像データ作成機能を備えている。
【００６６】
この実施例の演算装置７９は、２つのブリッジ回路８０ａ，８０ｂを備え、第１のブリッジ回路８０ａは、それぞれのセンサ部の歪みゲージ（８１ａと８１ｂ、８２ａと８２ｂ、８３ａと８３ｂ、８４ａと８４ｂ）がブリッジ回路８０ａの向かい合う配置となるように構成されている。また、第２のブリッジ回路８０ｂは、それぞれのセンサ部の歪みゲージ（８１ａと８１ｂ、８２ａと８２ｂ、８３ａと８３ｂ、８４ａと８４ｂ）がブリッジ回路の隣り合う配置となるように構成されている。
【００６７】
そして、演算装置７９は、切替スイッチ７１，７２，７３，７４、７５，７６，７７，７８の切替のためのスイッチコントローラ４５と、スイッチコントローラ４５の制御およびブリッジ回路８０ａ，８０ｂより出力される信号を用いてカテーテル９０の先端部の応力ベクトル状態を演算する演算機能を備えた制御および演算処理部４６と、制御および演算処理部４６より出力されるデータを用いてカテーテル９０の先端部の応力ベクトル状態を表示装置に表示させるデータに変換するディスプレイコントローラ４７と、カテーテル側コネクタ１３を着脱自在に取付可能な演算装置側コネクタ４８と、ブリッジ回路のための電圧源５１を備えている。
【００６８】
この演算装置７９では、ブリッジ回路に所定の組み合わせの歪みゲージを接続することにより、カテーテルの先端部の状態、図１３のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれにおける歪みに関連する信号を得ることができるように構成されている。
【００６９】
まず、Ｘ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合には、Ｘ軸上に配置されているセンサ部８１の歪みゲージ８１ａ（Ｒ１），８１ｂ（Ｒ２）もしくはセンサ部８２の歪みゲージ８２ａ（Ｒ３），８２ｂ（Ｒ４）がブリッジ回路８０ｂに接続され、ブリッジ回路８０ｂの隣り合う抵抗となる。具体的には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ７１を作動させセンサ部８１の歪みゲージ８１ａ（Ｒ１）をブリッジ回路８０ｂのａ２，ｂ２に、また切替スイッチ７２を作動させセンサ部８１の歪みゲージ８１ｂ（Ｒ２）をブリッジ回路８０ｂのｃ，ｄに接続させる。この状態が、図１９に示す状態であり、得られる出力信号ｅ１は、制御および演算処理部４６に入力される。また、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ７３を作動させセンサ部８２の歪みゲージ８２ａ（Ｒ３）をブリッジ回路８０ｂのａ２，ｂ２に、また切替スイッチ７４を作動させ歪みゲージ８２ｂ（Ｒ４）をブリッジ回路８０ｂのｃ，ｄに接続させる。この状態が、図１９に括弧で示す状態であり、得られる出力信号ｅ１は、制御および演算処理部４６に入力される。Ｘ軸上にある一方のセンサ部のみを用いてもよいがこのように、Ｘ軸上の２つのセンサ部から得られる２つの信号を用いることにより、正確なＸ軸上の歪みを測定でき、複数の接触点の測定が可能となる。
【００７０】
次に、Ｙ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合には、Ｙ軸上に配置されているセンサ部８３の歪みゲージ８３ａ（Ｒ５），８３ｂ（Ｒ６）もしくはセンサ部８４の歪みゲージ８４ａ（Ｒ７），８４ｂ（Ｒ８）がブリッジ回路８０ｂに接続され、ブリッジ回路８０ｂの隣り合う抵抗となる。具体的には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ７５を作動させセンサ部８３の歪みゲージ８３ａ（Ｒ５）をブリッジ回路８０ｂのａ２，ｂ２に、また切替スイッチ７６を作動させセンサ部８３の歪みゲージ８３ｂ（Ｒ６）をブリッジ回路８０ｂのｃ，ｄに接続させる。この状態が、図２０に示す状態であり、得られる出力信号ｅ２は、制御および演算処理部４６に入力される。また、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ７７を作動させセンサ部８４の歪みゲージ８４ａ（Ｒ７）をブリッジ回路８０ｂのａ２，ｂ２に、また切替スイッチ７８を作動させ歪みゲージ８４ｂ（Ｒ８）をブリッジ回路８０ｂのｃ，ｄに接続させる。この状態が、図２０に括弧で示す状態であり、得られる出力信号ｅ２は、制御および演算処理部４６に入力される。Ｙ軸上にある一方のセンサ部のみを用いてもよいがこのように、Ｙ軸上の２つのセンサ部から得られる２つの信号を用いることにより、正確なＹ軸上の歪みを測定でき、複数の接触点の測定が可能となる。
【００７１】
次に、Ｚ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合には、すべてのセンサ部はＺ軸上に配置されているのでいずれのセンサ部を用いてもよいができる限り正確なカテーテル先端部全体のＺ軸方向の歪みを検知するためには、すべてのセンサ部を用いることが好ましい。このようにすることにより、４カ所でのＺ軸方向の歪み（圧縮歪み）が測定できるため、正確なカテーテルの先端部の変形状態を把握することができる。なお、Ｚ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合には、少なくとも２以上のセンサ部を用いて検知信号を得ることが必要であるものと考える。
【００７２】
Ｚ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合には、センサ部８１の歪みゲージ８１ａ（Ｒ１）と８１ｂ（Ｒ２）、センサ部８２の歪みゲージ８２ａ（Ｒ３）と８２ｂ（Ｒ４）、センサ部８３の歪みゲージ８３ａ（Ｒ５）と８３ｂ（Ｒ６）、センサ部８４の歪みゲージ８４ａ（Ｒ７）と８４ｂ（Ｒ８）のいずれかの組み合わせがブリッジ回路８０ａに接続され、ブリッジ回路の向かい合う抵抗となる。具体的には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ７１を作動させ歪みゲージ８１ａ（Ｒ１）をブリッジ回路８０ａのａ１，ｂ１に、また切替スイッチ７２を作動させ歪みゲージ８１ｂ（Ｒ２）をブリッジ回路８０ａのｅ，ｆに接続させる。この状態が、図２１に示す状態であり、得られる出力信号ｅ３は、制御および演算処理部４６に入力される。
【００７３】
なお、Ｚ軸における歪みに関する信号（電気情報）は、上述したように他のセンサ部を用いても得ることができる。センサ部８２の歪みゲージ８２ａ（Ｒ３），８２ｂ（Ｒ４）を用いる場合には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ７３を作動させ歪みゲージ８２ａ（Ｒ３）をブリッジ回路８０ａのａ１，ｂ１に、また切替スイッチ７４を作動させ歪みゲージ８２ｂ（Ｒ４）をブリッジ回路８０ａのｅ，ｆに接続させる。同様に、センサ部８３の歪みゲージ８３ａ（Ｒ５），８３ｂ（Ｒ６）を用いる場合には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ７５を作動させ歪みゲージ８３ａ（Ｒ５）をブリッジ回路８０ａのａ１，ｂ１に、また切替スイッチ７６を作動させ歪みゲージ８３ｂ（Ｒ６）をブリッジ回路８０ａのｅ，ｆに接続させる。同様に、センサ部８４の歪みゲージ８４ａ（Ｒ７），８４ｂ（Ｒ８）を用いる場合には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ７７を作動させ歪みゲージ８４ａ（Ｒ７）をブリッジ回路８０ａのａ１，ｂ１に、また切替スイッチ７８を作動させ歪みゲージ８４ｂ（Ｒ８）をブリッジ回路８０ａのｅ，ｆに接続させる。これらの状態が、図２１に括弧で示す状態であり、得られる出力信号ｅ３は、制御および演算処理部４６に入力される。なお、図１６ないし図２１におけるＥは、ブリッジ電源であり、Ｒａは固定抵抗である。
【００７４】
そして、Ｘ軸に関する出力信号ｅ１、Ｙ軸に関する出力信号ｅ２、Ｚ軸に関する出力信号ｅ３は、制御および演算処理部４６に入力され、デジタル変換された後、処理部内のベクトル演算回路にて、Ｘ軸上の曲げ応力とＹ軸上の曲げ応力とＺ軸上の圧縮応力とがベクトル合成され、先端部にかかる３軸の触覚情報が演算される。
【００７５】
そして、演算処理部４６において演算された３軸ベクトル値は、ディスプレイコントローラに入力され、ディスプレイコントローラは画像信号を作成し、表示器に出力する。これにより、表示器には、カテーテル９０の先端部の応力ベクトル状態が表示される。
【００７６】
この実施例の生体内挿入用装置の作用について説明する。
図２２に示すように、例えば、血管９１の狭窄部位９３等に体内挿入具９０の先端が挿入される時、臓器と臓器の間を押し入っていくような時、さらには、尿道等の狭い管腔内を押し入っていくときなどは、体内挿入具９０の先端部９２に周囲から力Ｆ９４及び９５等が加わり、複数の接触点を持つことになる。第２実施例で示した触覚センサ（生体挿入部の先端部）では、先端部に取り付けた複数のセンサ部の個々で曲げ応力と圧縮応力を検出できるため、生体内挿入具９０を締め付ける力や挿入抵抗などを検出するときに、先端部に複数の方向から力がかかった状態でも、それぞれの生体組織との接触点での正確な触覚情報をも検出することができる。また、センサ数をブリッジ回路の組み方により、第１の実施例のようにも検出することもできる。
【００７７】
なお、上記説明では、演算装置７９は、２つのブリッジ回路を備えているが、これに限られるものではなく、例えば、図１７および図１８に示すように、１つのブリッジ回路を備えるものとしてもよい。この実施例の演算装置７９ａは、ブリッジ回路に予め組み込まれている固定抵抗Ｒａと同じ抵抗Ｒａ１とこのＲａ１のための切替スイッチ６５を備えている。
【００７８】
Ｘ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合には、Ｘ軸上に配置されているセンサ部８１の歪みゲージ８１ａ（Ｒ１），８１ｂ（Ｒ２）もしくはセンサ部８２の歪みゲージ８２ａ（Ｒ３），８２ｂ（Ｒ４）がブリッジ回路８０に接続され、ブリッジ回路８０の隣り合う抵抗となり、ブリッジ回路の固定抵抗Ｒａの隣り合う位置には、Ｒａと同じ抵抗Ｒａ１が接続される。具体的には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ７１を作動させセンサ部８１の歪みゲージ８１ａ（Ｒ１）をブリッジ回路８０ｂのａ２，ｂ２に、また切替スイッチ７２を作動させセンサ部８１の歪みゲージ８１ｂ（Ｒ２）をブリッジ回路８０ｂのｃ，ｄに、切替スイッチ６５を作動させ抵抗Ｒａ１をブリッジ回路８０のｅ，ｆに接続させ、得られる出力信号は、制御および演算処理部４６に入力される。同様に、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ７３を作動させセンサ部８２の歪みゲージ８２ａ（Ｒ３）をブリッジ回路８０のａ，ｂに、また切替スイッチ７４を作動させ歪みゲージ８２ｂ（Ｒ４）をブリッジ回路８０ｂのｃ，ｄに接続させ、また、切替スイッチ６５を作動させ抵抗Ｒａ１をブリッジ回路８０のｅ，ｆに接続させる。これらの状態は、図１９に示す状態と同じになり、得られる出力信号ｅ１は、制御および演算処理部４６に入力される。
【００７９】
次に、Ｙ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ７５を作動させセンサ部８３の歪みゲージ８３ａ（Ｒ５）をブリッジ回路８０のａ，ｂに、また切替スイッチ７６を作動させセンサ部８３の歪みゲージ８３ｂ（Ｒ６）をブリッジ回路８０のｃ，ｄに、また切替スイッチ６５を作動させ抵抗Ｒａ１をブリッジ回路８０のｅ，ｆに接続させる。同様に、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、センサ部８４の歪みゲージ８４ａ（Ｒ７）をブリッジ回路８０のａ，ｂに、また切替スイッチ７８を作動させ歪みゲージ８４ｂ（Ｒ８）をブリッジ回路８０のｃ，ｄに、また切替スイッチ６５を作動させ抵抗Ｒａ１をブリッジ回路８０のｅ，ｆに接続させる。これら状態は、図２０と同じになり、得られる出力信号ｅ２は、制御および演算処理部４６に入力される。
【００８０】
Ｚ軸における歪みに関する信号（電気情報）を得る場合には、センサ部８１の歪みゲージ８１ａ（Ｒ１）と８１ｂ（Ｒ２）、センサ部８２の歪みゲージ８２ａ（Ｒ３）と８２ｂ（Ｒ４）、センサ部８３の歪みゲージ８３ａ（Ｒ５）と８３ｂ（Ｒ６）、センサ部８４の歪みゲージ８４ａ（Ｒ７）と８４ｂ（Ｒ８）のいずれかの組み合わせがブリッジ回路８０に接続され、ブリッジ回路の向かい合う抵抗となり、ブリッジ回路の固定抵抗Ｒａの向かい合う位置には、Ｒａと同じ抵抗Ｒａ１が接続される。
【００８１】
具体的には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ７１を作動させ歪みゲージ８１ａ（Ｒ１）をブリッジ回路８０のａ，ｂに、また切替スイッチ７２を作動させ歪みゲージ８１ｂ（Ｒ２）をブリッジ回路８０のｅ，ｆに、また切替スイッチ６５を作動させ抵抗Ｒａ１をブリッジ回路８０のｃ，ｄに接続させる。同様に、センサ部８２の歪みゲージ８２ａ（Ｒ３），８２ｂ（Ｒ４）を用いる場合には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ７５を作動させ歪みゲージ８２ａ（Ｒ３）をブリッジ回路８０のａ，ｂに、また切替スイッチ７６を作動させ歪みゲージ８２ｂ（Ｒ４）をブリッジ回路８０のｅ，ｆに、また切替スイッチ６５を作動させ抵抗Ｒａ１をブリッジ回路８０のｃ，ｄに接続させる。また、同様に、センサ部８３の歪みゲージ８３ａ（Ｒ５），８３ｂ（Ｒ６）を用いる場合には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ７５を作動させ歪みゲージ８３ａ（Ｒ５）をブリッジ回路８０のａ，ｂに、また切替スイッチ７６を作動させ歪みゲージ８３ｂ（Ｒ６）をブリッジ回路８０のｅ，ｆに、また切替スイッチ６５を作動させ抵抗Ｒａ１をブリッジ回路８０のｃ，ｄに接続させる。さらに、同様に、センサ部８４の歪みゲージ８４ａ（Ｒ７），８４ｂ（Ｒ８）を用いる場合には、制御および演算処理部４６からの信号に基づきスイッチコントローラ４５は、切替スイッチ７７を作動させ歪みゲージ８４ａ（Ｒ７）をブリッジ回路８０のａ，ｂに、また切替スイッチ７８を作動させ歪みゲージ８４ｂ（Ｒ８）をブリッジ回路８０のｅ，ｆに、また切替スイッチ６５を作動させ抵抗Ｒａ１をブリッジ回路８０のｃ，ｄに接続させる。これらの状態は、図２１に示す状態と同じであり、得られる出力信号ｅ３は、制御および演算処理部４６に入力される。
【００８２】
そして、Ｘ軸に関する出力信号ｅ１、Ｙ軸に関する出力信号ｅ２、Ｚ軸に関する出力信号ｅ３は、制御および演算処理部４６に入力され、デジタル変換された後、処理部内のベクトル演算回路にて、Ｘ軸上の曲げ応力とＹ軸上の曲げ応力とＺ軸上の圧縮応力とをベクトル合成することにより、先端部にかかる３軸の触覚情報が演算される。
【００８３】
次に、図２３に示す本発明の生体内挿入用装置の実施例について説明する。
図２３は、本発明の生体内挿入用装置の他の実施例の生体内挿入具先端部の概略図である。図２４は、この実施例の生体内挿入用装置の動作原理図を示すブロック図である。
【００８４】
この実施例の生体内挿入用装置では、センサ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄとブリッジ回路を用いて得られた信号は、演算処理回路１０２内で触覚情報に変化され、この情報は生体内挿入具１００の先端部の湾曲制御回路１０４にフィードバックされる。そして、湾曲制御回路１０４は湾曲機構１０５を自動制御する。そして、演算処理回路１０２により演算された触覚情報は触覚情報表示データ作成回路１０３により表示データに変換されモニタ１０７に表示される。また、湾曲制御回路１０４により演算された湾曲情報は湾曲情報表示データ作成回路１０６により表示データに変換されモニタ１０７に表示される。
【００８５】
生体内挿入具１００の先端部には、形状記憶合金（ＳＭＡ）等のアクチュエーター１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄが取り付けられており、通電による発熱等により、アクチュエーターの温度を変化させ相変態を起こさせることにより湾曲制御可能なものとなっている。形状記憶合金は記憶可能な形状が１種類もしくは２種類なため複数個湾曲部に取り付け、演算処理回路１０２で検出した接触情報を元に、制御回路１０４によりそれぞれのアクチュエーターのヒーター電源電圧を決定する事で、どの方向にも湾曲制御可能となる。先端部に力がかかっていないときには、ヒーター電源をオフにし湾曲動作を行わない。
【００８６】
形状記憶合金アクチュエーターの材質は、例えば単位体積あたりの発生力の大きなＮｉ／Ｔｉなどがある。変態点は、Ｎｉ／Ｔｉとの組成比及びアニール温度により決定されるため、生体環境に影響を与えない程度の温度範囲に変態点を制御する必要がある。他のアクチュエーターとしては、例えば圧電素子を使用したものやバイメタル効果を用いたもの、磁歪効果を用いたもの等が考えられる。
【００８７】
上記構成の作用を図２５を用いて説明する。湾曲機構１０５により、先端部にかかる歪みをゼロにする方向へ湾曲部１０８を湾曲動作させることにより、生体組織に過大な力がかかる前に回避し、生体挿入具１００を目的の方向へ正しく導くことができるため、挿入作業の作業性を向上させる事ができる。
【００８８】
また、図２５に示すような、例えば生体挿入具１００を血管等の管腔内１１０に挿入していき分岐点１１１にさしかかった時や、また管腔内ではなくある程度の広い空間を持っている腹腔内などに挿入し作業をするときには、術者による選択が必要になってくるケースが生じる。そこで、湾曲機構１０５を制御回路１０４を介さずに手動制御に切り替えることで、術者が湾曲部を動作させ先端部の触覚情報と現在の湾曲状態をモニター１０７で確認しながら、安全に目的部位まで挿入動作を行うことが可能となる。
【００８９】
生体挿入具としては、心臓または脳内血管造影用カテーテル、心臓または脳内血管用内薬剤投与カテーテル、脳血管等に塞栓術をほどこすための塞栓術用カテーテルなどの血管内挿入用カテーテル、中空のガイドワイヤ、内視鏡用チューブ、気管内チューブなどが考えられる。
【００９０】
次に、図２６に示す本発明の生体内挿入用装置の実施例について説明する。
図２６は、本発明の生体内挿入用装置の他の実施例の生体内挿入具の先端部の概略図である。これは、カテーテル又は内視鏡などの生体内挿入具１２１の一つのチャンネルに、上述した実施例のような先端部の機構（３軸の触覚センサ）１２３を備える探触子１２２を設けたものであり、探触子１２２はバネ等のスライド機構（図示していない）により、探触子に力がかかるとカテーテルのチャンネル内に押し込まれる構造となっている。
【００９１】
触覚センサ１２３は、上述した実施例と同じでもよく、また、カテーテル等とは異なりチャンネルを設けなくても良いため、曲げ応力は第１、２の実施例で示した構成で検出し、Ｚ軸の力は先端面に別の歪みゲージを設ける事によって検出してもよい。この構造は、内部にチャンネルを設ける必要のないガイドワイヤー等に関しても同様である。探触子１２２の先端部は生体を傷つける事のないように、半円形の形状をしたポリウレタンやシリコーンが適当である。
【００９２】
この装置の作用を説明する。
探触子を図２６に示すように生体組織１２４に押しあてる事で、探触子が生体組織に接触してから押し込む時の変位と探触子にかかる力の関係より、接触している生体組織の硬さ等の情報を得ることが可能である。押し込む時の変位が一定であれば、対象物が柔らかければ先端部にかかる力は小さく、逆に硬ければ先端部にかかる力は大きくなる。そして、曲げ応力がかからないように押し当てることで、生体組織に対して垂直に押し込むことも可能となる。これにより、この組織内部にある例えば腫瘍１２５等の硬さの異なる異常組織の存在を検出する事が可能となる。
【００９３】
生体挿入具としては、心臓または脳内血管造影用カテーテル、心臓または脳内血管用内薬剤投与カテーテル、脳血管等に塞栓術をほどこすための塞栓術用カテーテルなどの血管内挿入用カテーテル、中空のガイドワイヤ、内視鏡用チューブ、気管内チューブなどが考えられる。
【００９４】
また、この組織上をスキャンして探索するときには、曲げ応力が探触子にはかかる。異物の付近に探触子が近づくと曲げ応力が大きくなるため、必ずしも探触子が異物上に当たらなくても、どの方向に異物があるか検出する事が可能である。尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施出来ることは勿論である。
【００９５】
【発明の効果】
本発明の生体内挿入用装置は、生体内挿入具本体と、該生体内挿入具本体の先端部側面に設けられ、かつ等角度に配置された４つの歪みゲージとを備えた生体内挿入具と、該生体内挿入具の４つの歪みゲージと電気的に接続される少なくとも１つのブリッジ回路と、該ブリッジ回路からの出力信号を用いて生体内挿入具の先端部の接触状態を演算するための演算機能とを有する演算装置を備える生体内挿入用装置であって、前記演算装置は、向かい合う２組の歪みゲージをブリッジ回路の隣り合う配置とすることにより得られる２つの出力信号と、向かい合う任意の組の歪みゲージをブリッジ回路の向かい合う配置とすることにより得られる１つの出力信号とを利用して、生体内挿入具の先端部の応力ベクトル状態を演算する演算機能を備えている。
【００９６】
このため、本発明の生体内挿入用装置では、生体内挿入具の先端部の状態が３軸で検出されるため、体内組織との接触状況、生体内挿入具の先端部の突き当たる力と突き当たっている方向、すなわち先端部が受ける力のベクトル情報を正確に把握することができ、生体内挿入具の生体内への挿入作業容易になるとともに、生体内壁に損傷を与えることが極めて少ない生体内への挿入を可能とする。
【００９７】
また、本発明の生体内挿入用装置は、生体内挿入具本体と、該生体内挿入具の先端部側面に設けられ、かつ等角度に配置された少なくとも４つのセンサ部と、該それぞれのセンサ部の表面側および裏面側に設けられた歪みゲージとを備えた生体内挿入具と、該生体内挿入具の少なくとも８つの歪みゲージと電気的に接続される少なくとも１つのブリッジ回路と、該ブリッジ回路からの出力信号を用いて生体内挿入具の先端部の接触状態を演算するための演算機能とを有する演算装置を備える生体内挿入用装置であって、前記演算装置は、それぞれのセンサ部の２つの歪みゲージをブリッジ回路の隣り合う配置とすることにより得ることが可能な少なくとも４つの出力信号のうちの少なくとも２つの出力信号と、それぞれのセンサ部の２つの歪みゲージをブリッジ回路の向かい合う配置とすることにより得ることが可能な少なくとも４つの出力信号のうちの少なくとも２つの出力信号とを利用して生体内挿入具の先端部の応力ベクトル状態を演算する演算機能を備えている。
【００９８】
このため、本発明の生体内挿入用装置では、生体内挿入具の先端部の状態が３軸で検出されるため、体内組織との接触状況、生体内挿入具の先端部の突き当たる力と突き当たっている方向、すなわち先端部が受ける力のベクトル情報を正確に把握することができ、生体内挿入具の生体内への挿入作業が容易になるとともに、生体内壁に損傷を与えることが極めて少ない生体内への挿入を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の生体内挿入用装置に使用される生体内挿入具の外観図である。
【図２】図２は、生体内挿入具の部分省略断面図である。
【図３】図３は、生体内挿入具の先端部を説明するための説明図である。
【図４】図４は、センサ部を説明するための説明図である。
【図５】図５は、本発明の生体内挿入用装置の実施例のブロック図である。
【図６】図６は、図５に示した生体内挿入用装置に用いられるブリッジ回路を示す配線図である。
【図７】図７は、Ｘ軸方向の歪み信号を得るときのブリッジ回路を示す図である。
【図８】図８は、Ｙ軸方向の歪み信号を得るときのブリッジ回路を示す図である。
【図９】図９は、Ｚ軸方向の歪み信号を得るときのブリッジ回路を示す図である。
【図１０】図１０は、生体内での生体内挿入具の先端部の状態を説明するための説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の生体内挿入用装置の演算装置の他の例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、図１１に示した生体内挿入用装置に用いられるブリッジ回路を示す配線図である。
【図１３】図１３は、本発明の他の実施例の生体内挿入用装置に使用される生体内挿入具の先端部を説明するための説明図である。
【図１４】図１４は、図１３に示した生体内挿入具のセンサ部の説明図である。
【図１５】図１５は、本発明の生体内挿入用装置の演算装置のブロック図である。
【図１６】図１６は、図１５に示した生体内挿入用装置に用いられるブリッジ回路を示す配線図である。
【図１７】図１７は、本発明の生体内挿入用装置の演算装置の他の例を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、図１７に示した生体内挿入用装置に用いられるブリッジ回路を示す配線図である。
【図１９】図１９は、Ｘ軸方向の歪み信号を得るときのブリッジ回路を示す図である。
【図２０】図２０は、Ｙ軸方向の歪み信号を得るときのブリッジ回路を示す図である。
【図２１】図２１は、Ｚ軸方向の歪み信号を得るときのブリッジ回路を示す図である。
【図２２】図２２は、生体内での生体内挿入具の先端部の状態を説明するための説明図である。
【図２３】図２３は、本発明の他の実施例の生体内挿入用装置に使用される生体内挿入具の先端部を説明するための説明図である。
【図２４】図２４は、本発明の他の実施例の生体内挿入用装置の原理を説明するための説明図である。
【図２５】図２５は、生体内での生体内挿入具の先端部の状態を説明するための説明図である。
【図２６】図２６は、本発明の他の実施例の生体内挿入用装置に使用される生体内挿入具の先端部を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１  生体内挿入用装置
１０  生体内挿入具
１１  生体内挿入具本体
３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ  歪みゲージ
５０，５０ａ，５０ｂ  ブリッジ回路
４０  演算装置
６０  表示装置（ディスプレイ）
３１，３２，３３，３４  センサ部
４１，４２，４３，４４  切替スイッチ
４５  スイッチコントローラ
４６  制御および演算処理部
４７  ディスプレイコントローラ
【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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