JP6866779B2 - 圧力測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、生体の管腔内に挿入されて、管腔内の流体の圧力を測定する圧力測定装置に関する。

生体の管腔内の流体の圧力、例えば、冠状動脈における血圧を測定する方法として、圧力センサを有するガイドワイヤを血管内に挿入する方法が知られている。特許文献１には、ガイドワイヤの先端部に設けられたハウジングの内部に、圧力検出用のセンサチップが配置されたセンサ付きガイドワイヤが開示されている。

上述のセンサチップは、ウェーハで構成されたダイヤフラムと、このダイヤフラムに設けられたピエゾ抵抗要素と、を備えている。血管内に挿入されたガイドワイヤのダイヤフラムには、血圧が加わる。血圧によってダイヤフラムが撓むと、ピエゾ抵抗要素の電気抵抗値が変化する。ピエゾ抵抗要素に電流が流されることにより、血圧に応じて、ピエゾ抵抗要素を流れる電流量が変化する。電流量の変化に基づいて、血圧が演算される。

特表２０１０−５４０１１４号公報

血圧の測定精度を向上させるためには、センサのゲイン（電圧又は電流の入出力比）は大きいことが望ましい。他方、ゲインの増大のために、センサが大型化することは望ましくない。

本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサのゲインの増大を実現できる圧力測定装置を提供することである。

(1) 本発明に係る圧力測定装置は、可撓性を有し、生体の管腔内に挿入可能なガイドワイヤと、上記ガイドワイヤ内に設けられたセンサと、を備える圧力測定装置であって、上記ガイドワイヤは、上記センサを収容する筒形状のハウジングを有しており、上記センサは、上記ガイドワイヤの軸方向の遠位側に面する遠位端面を有するセンサ本体と、上記遠位端面上に配置されたダイヤフラムと、上記遠位端面上に配置され、上記ダイヤフラムを囲むブリッジ回路と、上記ブリッジ回路と接続された４つの導電線と、を具備する。上記ブリッジ回路は、上記ダイヤフラムの外周部に固定され、上記ダイヤフラムの弾性変形に伴って電気抵抗値が変化する４つの抵抗体と、上記４つの抵抗体及び上記４つの導電線と接続された４つの端子と、を備える。

上記構成によれば、４つの抵抗体がダイヤフラムの外周部に固定されているので、管腔内の流体の圧力によってダイヤフラムが弾性変形すると、４つの抵抗体の電気抵抗値がそれぞれ変化する。したがって、センサのゲインが増大する。

(2) 好ましくは、上記センサの上記遠位端面より遠位側に空間が形成されている。

上記構成によれば、ガイドワイヤの遠位端部と管腔内の壁面との接触による振動が、センサに伝達されにくいので、センサの検出精度が高くなる。さらに上記空間より遠位側に先端ガイド部や螺旋体等を有することによって、管腔内の壁面との接触がより緩衝され、振動がセンサに伝達されにくくなるので、加えてセンサの検出精度が高くなる。

(3) 好ましくは、上記ダイヤフラムの形状は、円板形状である。

上記構成によれば、ダイヤフラムの形状が円板形状であるので、ダイヤフラムが弾性変形したときに、ダイヤフラムの外周部の変形量が周方向の位置によらず均一である。抵抗体の電気抵抗値の変化量は、その抵抗体が固定された位置におけるダイヤフラムの変形量に比例する。そのため、例えば製造上のばらつきなどにより、ダイヤフラムに対する抵抗体の位置に多少のズレが発生しても、抵抗体の抵抗変化特性、すなわち圧力変化に対する電気抵抗値の変化量が大きく変動しない。４つの抵抗体において、抵抗変化特性が均一に保たれるので、製造上のばらつきによるセンサのゲインの変動が小さい。

(4) 上記各端子は、上記４つの抵抗体のうち隣り合う２つの抵抗体の間に配置されている。

上記構成によれば、各端子が隣り合う２つの抵抗体の間に配置されているので、各端子が２つの抵抗体の間から外れた位置に配置される場合と比べて、ブリッジ回路の経路長さが短縮される。これにより、センサの小型化が実現される。

(5) 上記センサ本体は、上記軸方向の近位側に面する近位端面と、上記遠位端面及び上記近位端面に開口しており、上記軸方向に沿って形成された４つの貫通孔と、上記遠位端面のうち上記４つの貫通孔の開口の周囲にそれぞれ積層された４つの導電層と、を有しており、上記各端子は、上記各導電層である。

上記構成によれば、各導電線は、各導電層のうちのセンサ本体の遠位端面に積層された部分に接続されている。したがって、センサ本体の外周面に導電線が配置されることがない。

(6) 好ましくは、上記センサは、上記４つの導電層及び上記４つの導電線の一部を被覆し、かつ上記各導電層と上記各導電線との間の各接続部を少なくとも被覆する被覆部材を備える。

上記構成によれば、接続部に管腔内の流体が接触しないので、接続部の劣化が抑制され、また接続部が防水絶縁される。

(7) 好ましくは、上記ガイドワイヤは、コアワイヤと、上記コアワイヤの遠位端部に固定されたテーパピンとを備え、上記テーパピンは上記被覆部材に連結されている。

本発明に係る圧力測定装置によれば、センサのゲインの増大が実現できる。

図１は、本発明の実施形態に係る圧力測定装置の模式図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ切断線における拡大断面図である。 図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ切断線における拡大断面図である。 図４は、圧力センサの斜視図である。 図５は、図４のＶ−Ｖ切断線における各断面図である。 図６は、図４の矢視ＶＩから視た図である。 図７は、本発明の実施形態に係るブリッジ回路の回路図である。

以下、本発明の好ましい実施形態が説明される。なお、本実施形態は、本発明の一実施態様にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施態様が変更できることは言うまでもない。

［本実施形態の構成］
＜圧力測定装置１０＞
図１に示されるように、本実施形態に係る圧力測定装置１０は、ガイドワイヤ３０と、ガイドワイヤ３０に設けられた圧力センサ１１とを備える。ガイドワイヤ３０の一端に、演算制御部４０が電気的に接続されている。図１において、ガイドワイヤ３０の両端のうち、固定端（演算制御部４０に接続された端）が近位端（図１における右側）であり、自由端（血管へ挿入されるときの先端）が遠位端（図１における左側）である。以下、ガイドワイヤ３０において、近位端のある側を近位側とし、遠位端のある側を遠位側とする。

ガイドワイヤ３０は、細長な索体であり、冠状動脈等の血管（生体の管腔の一例）内に挿入可能である。圧力センサ１１は、ガイドワイヤ３０の遠位側の端部に設けられている。演算制御部４０は、圧力センサ１１から出力される電気情報（電圧値）に基づいて、血圧（管腔内の流体の圧力の一例）を演算する。つまり、圧力測定装置１０は、血圧の測定に使用される。

図１から図３には、ガイドワイヤ３０の軸心線３０Ｌが示されている。本明細書では、ガイドワイヤ３０を構成する部品に関する方向、すなわち軸方向３０Ａ、径方向３０Ｒ、及び周方向３０Ｃが、以下のように定義されている。軸方向３０Ａ、径方向３０Ｒ、及び周方向３０Ｃは、ガイドワイヤ３０が撓んだり湾曲したりせず、真っ直ぐな状態の軸心線３０Ｌ、つまり直線である軸心線３０Ｌに基づいて、定義されている。軸方向３０Ａは、軸心線３０Ｌと平行な方向であって、遠位向き及び近位向きの双方を含む方向である。径方向３０Ｒは、軸心線３０Ｌに直交する全ての方向である。周方向３０Ｃは、軸心線３０Ｌ周りの方向である。

＜ガイドワイヤ３０＞
図１に示されるように、ガイドワイヤ３０は、コアワイヤ３１と、先端ガイド部３２と、第１螺旋体３３と、ハウジング３４と、第２螺旋体３５と、ガイドチューブ３８と、を備える。図２に示されるように、ガイドワイヤ３０は、テーパピン３９を備える。図３に示されるように、ガイドワイヤ３０は、連結壁３６と、先端ワイヤ３７と、を備える。

図１に示されるように、コアワイヤ３１は、ガイドワイヤ３０の骨格を構成する部材である。コアワイヤ３１は、ガイドワイヤ３０が屈曲することなく血管内に挿入できるように、ガイドワイヤ３０が湾曲することに対して一定の機械的強度を付与する。コアワイヤ３１は、円筒状の線材であり、近位端から遠位側へ延びている。コアワイヤ３１の材質は、例えば、医療用ステンレス綱である。コアワイヤ３１の軸心線は、軸心線３０Ｌと平行である。

コアワイヤ３１は、遠位側が近位側よりも撓みやすい。コアワイヤ３１は、遠位側に位置する小径部３１ａと、近位側に位置する大径部３１ｂと、小径部３１ａ及び大径部３１ｂを連結するテーパ部３１ｃと、を有する。小径部３１ａ及び大径部３１ｂはそれぞれ一定の外径を有し、大径部３１ｂの外径は、小径部３１ａの外径よりも大きい。テーパ部３１ｃの外径は、近位端において大径部３１ｂの外径に等しく、近位端から遠位端に向けて徐々に小さくなり、遠位端において小径部３１ａの外径に等しい。遠位側へ向かってコアワイヤ３１の外径が次第に小さくなることにより、コアワイヤ３１の剛性は、大径部３１ｂ、テーパ部３１ｃ、小径部３１ａの順に小さくなっている。

図２に示されるように、テーパピン３９は、コアワイヤ３１の遠位端部から遠位側に配置されている。テーパピン３９も、コアワイヤ３１と同様にガイドワイヤ３０の骨格を構成する部材であり、ガイドワイヤ３０が湾曲することに対して一定の機械的強度を付与する。

テーパピン３９は、近位側に位置する軸部３９ａと、軸部３９ａから遠位側に伸びるテーパ部３９ｂとを備える。軸部３９ａの外径は一定である。軸部３９ａは、コアワイヤ３１の小径部３１ａに挿入されている。軸部３９ａは、例えばレーザー溶接又は接着剤により、小径部３１ａに固定されている。テーパ部３９ｂの外径は、遠位側に向けて先細りに形成されている。そのため、テーパ部３９ｂの剛性は、遠位側に向けて徐々に小さくなっている。このテーパピン３９が配置されたガイドワイヤ３０の遠位端部が容易に曲がるので、ガイドワイヤ３０は、血管に沿って案内されやすい。また、テーパピン３９の近位端からテーパ部３９ｂの近位側部分まで軸方向３０Ａと平行に、テーパピン３９の外周面に開口する溝３９ｃが形成されている。圧力センサ１１の４つの導電線１５（後述）は、この溝３９ｃを経由してコアワイヤ３１内を通過し、演算制御部４０に接続されている。

図１、図２に示されるように、ガイドチューブ３８は、コアワイヤ３１の小径部３１ａの径方向３０Ｒの外側に位置し、小径部３１ａの近位側部分を覆っている。ガイドチューブ３８の形状は、円筒形状である。ガイドチューブ３８の軸心線は、軸心線３０Ｌと平行である。ガイドチューブ３８は、コアワイヤ３１の小径部３１ａの外周面に固定されている。ガイドチューブ３８は、可撓性を有する。ガイドチューブ３８は、例えば、医療用合成樹脂であり、例えば、コアワイヤ３１の外周面に熱溶着されている。

図１、図３に示されるように、先端ガイド部３２は、ガイドワイヤ３０の遠位端に配置されている。先端ガイド部３２は、ガイドワイヤ３０が血管内へ挿入されるときに、血管壁に当接することにより、ガイドワイヤ３０の進行方向を血管に沿うように案内する部位である。先端ガイド部３２は、遠位側に位置する半球部３２ａと、半球部３２ａから近位側に延びる円柱部３２ｂとを備える。半球部３２ａは、血管壁を損傷しないように、遠位側に突出した半球形状である。半球部３２ａの外径は第２螺旋体３５の外径とほぼ同等である。円柱部３２ｂは、半球部３２ａから近位側へ突出しており、半球部３２ａの外径よりも小さな外径の円柱形状である。円柱部３２ｂが第２螺旋体３５内に挿入されることにより先端ガイド部３２が第２螺旋体３５に対して位置決めされて、半球部３２ａ及び第２螺旋体３５の外面が段差なく滑らかに連続する。先端ガイド部３２の材質は、例えば、医療用ステンレスである。

図１、図３に示されるように、ガイドワイヤ３０の遠位側には、第１螺旋体３３及び第２螺旋体３５が設けられている。第１螺旋体３３及び第２螺旋体３５は、テーパピン３９より曲げ剛性が弱い、すなわち曲がりやすい。第１螺旋体３３は、螺旋形状に巻回された線材によって構成されている。第１螺旋体３３の材質は、例えば、医療用ステンレス綱である。第１螺旋体３３の軸心線は、軸心線３０Ｌと平行である。図２に示されるように、テーパピン３９のテーパ部３９ｂは、第１螺旋体３３内に挿入されている。第１螺旋体３３は、近位端部３３ａ（図２）及び遠位端部３３ｂ（図３）を有する。図２に示されるように、近位端部３３ａは、テーパピン３９のテーパ部３９ｂの外周面に、例えば、レーザー溶接又は接着剤により固定されている。これにより、第１螺旋体３３の曲げ剛性が、テーパピン３９により補強される。

図１、図３に示されるように、ハウジング３４は、その内部空間３４Ｓに圧力センサ１１を収納する筐体である。ハウジング３４は、円筒形状であり、上記内部空間３４Ｓを有する。ハウジング３４の材質は、例えば、医療用ステンレス綱である。ハウジング３４の軸心線は、軸心線３０Ｌと平行である。ハウジング３４の近位端部には、第１螺旋体３３の遠位端部３３ｂが、例えば、レーザー溶接又は接着剤により固定されている。

ハウジング３４は、複数の貫通孔３４ａを有する。本実施形態では、ハウジング３４は、２つの貫通孔３４ａを有する。貫通孔３４ａは、径方向３０Ｒに沿ってハウジング３４の円筒形状の壁を貫通する。貫通孔３４ａを介して、ハウジング３４の内部空間３４Ｓと外部とが連通している。２つの貫通孔３４ａは、ガイドワイヤ３０の周方向３０Ｃに沿って、軸心線３０Ｌ周りに１８０度ずつの間隔を空けて、配置されている。

第２螺旋体３５は、螺旋形状に巻回された線材によって構成されている。第２螺旋体３５の材質は、例えば、医療用ステンレス綱である。第２螺旋体３５の軸心線は、軸心線３０Ｌと平行である。第２螺旋体３５は、近位端部３５ａ及び遠位端部３５ｂを有する。第２螺旋体３５の近位端部３５ａは、ハウジング３４の遠位端部に固定されている。第２螺旋体３５とハウジング３４とは、例えば、レーザー溶接又は接着剤により固定されている。第２螺旋体３５の遠位端部３５ｂには、先端ガイド部３２の円柱部３２ｂが挿入されている。遠位端部３５ｂは、円柱部３２ｂの外周面に固定されている。第２螺旋体３５と先端ガイド部３２とは、例えば、レーザー溶接又は接着剤により固定されている。

連結壁３６は、先端ワイヤ３７をハウジング３４に連結するための部材である。連結壁３６は、ハウジング３４の遠位端部に固定されている。連結壁３６は、例えば、金属ハンダ材料によって構成される。

先端ワイヤ３７は、第２螺旋体３５の曲げ剛性を補強するものである。先端ワイヤ３７は、例えば、医療用ステンレス綱の線材である。先端ワイヤ３７の軸心線は、軸心線３０Ｌと平行である。先端ワイヤ３７の近位端部は連結壁３６に固定されている。先端ワイヤ３７の遠位端部は、先端ガイド部３２の円柱部３２ｂに、例えば、レーザー溶接又は接着剤により固定されている。

上述した構成により、テーパピン３９及び先端ガイド部３２は、第１螺旋体３３、ハウジング３４及び第２螺旋体３５を介して連結されている。また、ハウジング３４及び先端ガイド部３２は、先端ワイヤ３７を介して連結されている。テーパピン３９はコアワイヤ３１に固定されている。このようにして、（コアワイヤ３１を除く）ガイドワイヤ３０自体が、コアワイヤ３１によって支持され、機械的強度が付与されている。

このような構成により、近位端においてガイドワイヤ３０を血管へ送り出す操作が行われたときに、この操作に追従して、ガイドワイヤ３０が屈曲することなく血管内を進行する。また、先端ガイド部３２が血管壁に接触した場合に、ガイドワイヤ３０は、その血管壁に沿って湾曲する。

＜圧力センサ１１＞
図３に示されるように、圧力センサ１１は、ハウジング３４の内部空間３４Ｓ内に配置されている。内部空間３４Ｓの近位側部分は、圧力センサ１１によって殆ど埋められている。一方、内部空間３４Ｓの遠位側部分、つまり圧力センサ１１の遠位側に位置する内部空間３４Ｓは、空間のまま存在している。この内部空間３４Ｓの遠位側部分に、ハウジング３４の貫通孔３４ａは開口している。

図３から図６に示されるように、圧力センサ１１は、センサ本体１２と、ダイヤフラム１３と、ブリッジ回路１４と、４つの導電線１５と、被覆部材１６と、を備える。

図４に示されるように、センサ本体１２の形状は円柱形状である。センサ本体１２には、ダイヤフラム１３、ブリッジ回路１４、及び４つの導電線１５が取り付けられている。センサ本体１２の軸心線は、軸心線３０Ｌと平行である。センサ本体１２は、遠位側に面する遠位端面１２ａと、近位側に面する近位端面１２ｂと、径方向３０Ｒに面する外周面１２ｃと、を有する。

図５に示されるように、センサ本体１２は、凹部２１を有する。凹部２１は、ダイヤフラム１３が管腔内の流体の圧力によって変形しやすくなるように、センサ本体１２に設けられている。凹部２１は、遠位端面１２ａに開口している。センサ本体１２の遠位側から視て、凹部２１の形状は、円形である。軸方向３０Ａにおける凹部２１の深さは、一定である。凹部２１の軸心線は、センサ本体１２の軸心線に一致している。

図４から図６に示されるように、センサ本体１２は、４つの貫通孔２２を有する。４つの貫通孔２２は、センサ本体１２に後述の４つの端子１８を設けるために、センサ本体１２に形成されている。４つの貫通孔２２は、周方向３０Ｃに沿って、センサ本体１２の軸心線の周りに９０度ずつの間隔を空けて、配置されている。各貫通孔２２は、軸方向３０Ａに沿って伸びており、センサ本体１２の遠位端面１２ａ及び近位端面１２ｂの双方に開口している。軸方向３０Ａから視て、貫通孔２２の形状は、円形である。

図４から図６に示されるように、ダイヤフラム１３は、センサ本体１２の遠位端面１２ａ上に配置され且つ固定されている。ダイヤフラム１３の形状は、円板形状である。より詳しくは、ダイヤフラム１３の形状は、軸方向３０Ａから視て円形形状であり、径方向３０Ｒから視て長方形形状である。ダイヤフラム１３の軸心線とセンサ本体１２の軸心線は一致している。遠位端面１２ａ、ダイヤフラム１３、凹部２１は同軸に配置されている。ダイヤフラム１３の外径は、凹部２１の内周面の径よりも大きい。ダイヤフラム１３は、凹部２１の開口の全体を覆っている。

図４、図６、図７に示されるように、ブリッジ回路１４は、４つの抵抗体１７（１７Ａ、１７Ｂ）と、４つの端子１８（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄ）と、４つの接続体１９とを備える。ブリッジ回路１４は、ダイヤフラム１３を囲んでいる。

ブリッジ回路１４は、４つの抵抗体１７の全てが測定用の歪みゲージとして機能するフルブリッジ回路である。そのため、４つの抵抗体１７は、抵抗変化特性の異なる２種類の抵抗体からなっている。２種類の抵抗体は、第１抵抗体１７Ａ及び第２抵抗体１７Ｂである。本明細書において、第１抵抗体１７Ａ及び第２抵抗体１７Ｂを区別する必要がない場合には、これらが抵抗体１７と称される。

４つの抵抗体１７は、ダイヤフラム１３の遠位側の面に固定されている。軸方向３０Ａから視て、４つの抵抗体１７は、ダイヤフラム１３の外周部に固定されている。４つの抵抗体１７は、周方向３０Ｃに沿って、センサ本体１２の軸心線の周りに９０度ずつの間隔を空けて、配置されている。ここで、第１抵抗体１７Ａ及び第２抵抗体１７Ｂが、周方向３０Ｃに沿って、交互に配置されている。

第１抵抗体１７Ａ及び第２抵抗体１７Ｂは、共に、ピエゾ抵抗効果を利用した半導体である。抵抗体１７は、ダイヤフラム１３に固定されているので、ダイヤフラム１３の弾性変形に伴って、弾性変形する。抵抗体１７が弾性変形すると、抵抗体１７の電気抵抗値が変化する。

第１抵抗体１７Ａ及び第２抵抗体１７Ｂの形状は、互いに異なっている。第１抵抗体１７Ａ及び第２抵抗体１７Ｂのダイヤフラム１３に対する姿勢も、互いに異なっている。このような形状及び姿勢の違いにより、第１抵抗体１７Ａ及び第２抵抗体１７Ｂの間で、上述した抵抗変化特性の相違がもたらされている。

軸方向３０Ａから視て、第１抵抗体１７Ａの形状は、Π字形状である。ダイヤフラム１３に対する姿勢において、第１抵抗体１７Ａは、周方向成分５１と、２つの径方向成分５２と、を備える。周方向成分５１は、概ねダイヤフラム１３の周方向に沿って伸びている。径方向成分５２は、概ねダイヤフラム１３の径方向に沿って伸びている。第１抵抗体１７Ａは、加圧時のダイヤフラム１３の変形に伴ってその電気抵抗値が増加するように構成されている。

軸方向３０Ａから視て、第２抵抗体１７Ｂの形状は、長方形形状である。ダイヤフラム１３に対する姿勢において、第２抵抗体１７Ｂは、概ねダイヤフラム１３の周方向に沿って伸びる周方向成分によって構成されている。第２抵抗体１７Ｂは、加圧時のダイヤフラム１３の変形に伴ってその電気抵抗値が減少するように構成されている。

図６、図７に示されるように、４つの端子１８は、ブリッジ回路１４における２つの入力端子１８Ａ、１８Ｃ及び２つの出力端子１８Ｂ、１８Ｄである。本明細書において、入力端子１８Ａ、１８Ｃ及び２つの出力端子１８Ｂ、１８Ｄを区別する必要がない場合には、これらが端子１８と称される。図５に示されるように、４つの端子１８は、それぞれ、センサ本体１２の４つの貫通孔２２に対応して設けられた４つの導電層である。導電層は、遠位端面１２ａにおける各貫通孔２２の開口の周辺に積層された遠位導電層２４からなる。

図４、図６に示されるように、４つの端子１８は、径方向３０Ｒにおいて、ダイヤフラム１３の外側に配置されている。４つの端子１８は、周方向３０Ｃに沿って、センサ本体１２の軸心線の周りに９０度ずつの間隔を空けて、配置されている。４つの端子１８及び４つの抵抗体１７は、周方向３０Ｃにおいて、交互に配置されている。各端子１８は、４つの抵抗体１７のうち隣り合う２つの抵抗体１７の間に配置されている。

図４から図６に示されるように、４つの接続体１９は、それぞれ、４つの端子１８に対応して設けられている。各接続体１９は、遠位端面１２ａにおける各貫通孔２２の開口の周辺に積層された導電層である。各接続体１９は、隣り合う２つの抵抗体１７と、この隣り合う２つの抵抗体１７の間に位置する端子１８とを、電気的に接続する。このようにして、４つの抵抗体１７と４つの端子１８とが、交互に電気的に接続されている。

図６に示されるように、ブリッジ回路１４において、２つの入力端子１８Ａ、１８Ｃは、互いに１８０度の間隔を空けて配置され、２つの出力端子１８Ｂ、１８Ｄは、互いに１８０度の間隔を空けて配置されている。図６、図７に示されるように、ブリッジ回路１４は、一方の入力端子１８Ａから他方の入力端子１８Ｃに向けて、２つの経路、一方経路２７および他方経路２８を有する。一方経路２７は、第１抵抗体１７Ａ、一方の出力端子１８Ｂ、第２抵抗体１７Ｂを経由する経路である。他方経路２８は、第２抵抗体１７Ｂ、他方の出力端子１８Ｄ、第１抵抗体１７Ａを経由する経路である。ここで、一方の入力端子１８Ａが高圧側、他方の入力端子１８Ｃが低圧側である。

２つの入力端子１８Ａ、１８Ｃ間に電圧が印加された状態では、一方経路２７では、第１抵抗体１７Ａ、第２抵抗体１７Ｂの順に電圧降下が発生し、他方経路２８では、第２抵抗体１７Ｂ、第１抵抗体１７Ａの順に電圧降下が発生する。

ダイヤフラム１３が加圧されていない状態では、第１抵抗体１７Ａ及び第２抵抗体１７Ｂは変形していない。このとき、第１抵抗体１７Ａ及び第２抵抗体１７Ｂの電気抵抗値は同一である。したがって、２つの出力端子１８Ｂ、１８Ｄの間に電位差が発生しない。

一方、ダイヤフラム１３が加圧された状態では、第１抵抗体１７Ａ及び第２抵抗体１７Ｂは変形している。上述したように、加圧時に、第１抵抗体１７Ａの電気抵抗値が増加し、第２抵抗体１７Ｂの電気抵抗値が減少する。つまり、第１抵抗体１７Ａにおける電圧降下量が、第２抵抗体１７Ｂにおける電圧降下量よりも大きくなる。したがって、２つの出力端子１８Ｂ、１８Ｄの間に電位差が発生する。

ガイドワイヤ３０が血管内に挿入されて、圧力センサ１１に血圧が加わった状態では、その血圧に応じて、２つの出力端子１８Ｂ、１８Ｄの間に電位差が発生する。この電位差に基づいて、血圧の大きさが特定できる。

図５に示されるように、４つの導電線１５は、それぞれ、４つの端子１８に電気的に接続されている。端子１８は、上述したように、遠位端面１２ａ上に積層された遠位導電層２４を有する。この遠位導電層２４に、各導電線１５が接続されている。導電線１５は、導体で構成された導電線本体１５ａと、絶縁体で構成された絶縁カバー１５ｂとを有する。絶縁カバー１５ｂは、導電線本体１５ａの両端部を除いて導電線本体１５ａを被覆する。導電線１５の遠位端部において、導電線本体１５ａが遠位導電層２４に、ハンダ付けにより電気的かつ機械的に接続されている。このハンダにより、導電線本体１５ａと遠位導電層２４との間に、接続部２６が形成されている。

図３から図５に示されるように、被覆部材１６は、センサ本体１２の近位側に設けられている。被覆部材１６は、本実施形態では、接着剤によって構成されている。被覆部材１６は、センサ本体１２の近位端面１２ｂに固定され、近位端面１２ｂから近位側に突出している。被覆部材１６の一部は、センサ本体１２の４つの貫通孔２２内に進入しており、近位端面１２ｂにおける４つの貫通孔２２の開口を塞いでいる。４つの導電線１５の遠位側端部と、４つの接続部２６とが、被覆部材１６によって被覆され、且つ被覆部材１６に固定されている。ここで、絶縁カバー１５ｂから露出している導電線本体１５ａの全体が、被覆部材１６によって被覆されている。

図４、図６に示されるように、４つの導電線本体１５ａと、４つの接続部２６は、被覆部材１６によって被覆され、且つ被覆部材１６に固定されているが、説明のために図４、図６から被覆部材１６は省略されている。被覆部材１６の構成は、接着剤に限らず、ハンダまたはソルダーペースト等であってもよい。

図４に示されるように、テーパピン３９は、被覆部材１６に連結され、且つテーパピン３９に固定されている。これにより、センサ本体１２がテーパピン３９に対して固定されている。

＜演算制御部４０＞
図１に示されるように、演算制御部４０は、圧力センサ１１に電気的に接続された４つの導電線１５と、圧力センサ１１に電流を供給する電源部４１と、圧力センサ１１から出力される電気情報を演算処理する演算部４２と、４つの導電線１５に接続されたコネクタ４３と、を有する。

図１に示されるように、電源部４１は、２つの入力端子１８Ａ、１８Ｃに繋がる２つの導電線１５を通じて、圧力センサ１１のブリッジ回路１４に電圧を印加するように構成されている。

演算部４２は、２つの出力端子１８Ｂ、１８Ｄに繋がる２つの導電線１５を通じて、圧力センサ１１のブリッジ回路１４から出力される電圧値を取得する。演算部４２は、取得された出力電圧値の変化に基づいて、圧力センサ１１に作用する血圧を演算する。演算部４２は、メモリ４２ａを備えている。演算部４２は、より詳しくは、以下のようにして血圧を演算する。

メモリ４２ａは、上述の出力電圧値と血圧との対応関係を、例えば一対一対応のデータとして、記憶している。そのため、出力電圧値が得られると、演算部４２は、メモリ４２ａに記憶された対応関係に基づいて、その出力電圧値に対応する血圧を特定できる。このようにして、演算部４２は、圧力センサ１１から出力される電圧値に基づいて、圧力センサ１１に作用する血圧を演算できる。

＜圧力測定装置１０の使用例＞
圧力測定装置１０は、例えば、冠動脈内において血圧を測定するために使用される。ガイドワイヤ３０は、先端ガイド部３２が設けられた遠位端を、血管への挿入向きの先頭として冠動脈内に挿入される。冠動脈におけるガイドワイヤ３０の位置は、血管のＸ線透視画像に映し出される先端ガイド部３２の位置に基づいて把握される。

圧力センサ１１が、冠動脈内における血圧の測定位置に到達すると、ガイドワイヤ３０の挿入が中断される。このような状態で、ユーザの操作によって、電源部４１から、圧力センサ１１に一定の電圧が供給される。

血管内では、ハウジング３４の内部空間３４Ｓ内に血液が流入し、圧力センサ１１のダイヤフラム１３の表面に血圧が作用する。これにより、ダイヤフラム１３が弾性変形し、それに伴って４つの抵抗体１７の電気抵抗値が変化する。

血流には、心臓の動きによって血圧の上昇及び下降が繰り返される脈動が生じている。４つの抵抗体１７は、血流の脈動に追従して弾性変形する。これにより、脈動する血流の血圧に対応して、４つの抵抗体１７の電気抵抗値が変化する。

演算制御部４０の演算部４２は、圧力センサ１１から出力される電気情報を取得する。演算部４２は、上述したように、この電気情報に基づいて、圧力センサ１１に作用する血圧を演算する。

＜本実施形態の作用効果＞
本実施形態に係る圧力測定装置１０によれば、４つの抵抗体１７がダイヤフラム１３の外周部に固定されているので、管腔（血管）内の流体の圧力（血圧）によってダイヤフラムが弾性変形すると、４つの抵抗体１７の電気抵抗値がそれぞれ変化する。したがって、センサ１１のゲインが増大する。

ダイヤフラム１３の形状が円板形状であるので、ダイヤフラム１３が弾性変形したときに、ダイヤフラム１３の外周部の変形量が周方向の位置によらず均一である。抵抗体１７の電気抵抗値の変化量は、その抵抗体１７が固定された位置におけるダイヤフラム１３の変形量に比例する。そのため、例えば製造上のばらつきなどにより、ダイヤフラム１３に対する抵抗体１７の位置に多少のズレが発生しても、抵抗体１７の抵抗変化特性、すなわち圧力変化に対する電気抵抗値の変化量が大きく変動しない。４つの抵抗体１７において、抵抗変化特性が均一に保たれるので、製造上のばらつきによるセンサ１１のゲインの変動が小さい。

各端子１８が隣り合う２つの抵抗体１７の間に配置されているので、各端子１８が２つの抵抗体１７の間から外れた位置に配置される場合と比べて、ブリッジ回路１４の経路長さが短縮される。これにより、センサ１１の小型化が実現される。

各導電線１５は、センサ本体１２の遠位端面１２ａに積層された部分（遠位導電層２４）に接続されている。したがって、センサ本体１２の外周面１２ｃに導電線１５が配置されることがない。

接続部２６に管腔内の流体が接触しないので、接続部２６の劣化が抑制され、また接続部２６が防水絶縁される。

ガイドワイヤ３０の遠位端部（先端ガイド部３２）と管腔内の壁面との接触による振動が、センサ１１に伝達されにくいので、センサ１１の検出精度が高くなる。

［変形例］
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。本実施形態に係る圧力測定装置１０の各構成要素に関して、実施の形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換、及び追加が行われてもよい。また、上記圧力測定装置１０の各構成要素の形状及び大きさも、実施の形態に応じて、適宜、設定されてよい。例えば、以下の変更が可能である。

本実施形態では、センサ本体１２の形状は円柱形状であり、遠位端面１２ａはガイドワイヤ３０の軸方向３０Ａに対して垂直である。センサ本体１２は、遠位側に面する遠位端面１２ａを有すればよく、センサ本体１２の形状及び遠位端面１２ａの軸方向３０Ａに対する角度は、限定されない。センサ本体１２の形状は、例えば、角柱形状であってもよく、遠位端面１２ａは軸方向３０Ａに対して傾斜していてもよい。

本実施形態では、ダイヤフラム１３の形状は、円板形状である。ダイヤフラム１３の形状は、ダイヤフラム１３に加わる圧力変化に応じて、ダイヤフラム１３が弾性変形しうる形状であれば、限定されない。ダイヤフラム１３は板状部材であって、この板状部材を軸方向３０Ａから視た形状が任意の形状であってもよい。任意の形状は、例えば、多角形形状であって、四角形状、六角形状、八角形状などを含む。

本実施形態では、被覆部材１６は、接着剤によって構成されているが、これに限定されない。被覆部材１６は、例えば、剛体の部品であって、センサ本体１２の近位端面１２ｂに固定される部品であってもよい。

本実施形態では、被覆部材１６は、接続部２６を覆うだけでなく、圧力センサ１１をテーパピン３９に対して固定している。被覆部材１６は、接続部２６を覆うだけでもよい。この場合、別の部材により、圧力センサ１１は、テーパピン３９に対して固定される。

本実施形態では、４つの抵抗体１７は、センサ本体１２の軸心線の周りに９０度ずつの間隔を空けて、配置されている。４つの抵抗体１７がダイヤフラム１３の外周部に周方向３０Ｃに沿って配置される限り、４つの抵抗体１７の配置は、限定されない。４つの抵抗体１７は、センサ本体１２の軸心線の周りに、不均一な間隔、例えば、１２０度、６０度、１２０度及び６０度の間隔、あるいは６０度、９０度、３０度、１８０度の間隔で、配置されてもよい。

本実施形態では、４つの端子１８を設けるための４つの貫通孔２２は、センサ本体１２の軸心線の周りに９０度ずつの間隔を空けて、配置されている。各貫通孔２２が周方向３０Ｃに沿って隣り合う２つの抵抗体１７の間に配置される限り、４つの貫通孔２２の配置は、限定されない。４つの貫通孔２２は、４つの抵抗体１７と同様に、センサ本体１２の軸心線の周りに、不均一な間隔、例えば、１２０度、６０度、１２０度及び６０度の間隔、あるいは６０度、９０度、３０度、１８０度の間隔で、配置されてもよい。また、本実施形態では、軸方向３０Ａから視られた貫通孔２２の形状は、円形である。軸方向３０Ａから視られた貫通孔２２の形状は、例えば多角形であってもよく、限定されない。

本実施形態では、センサ本体１２のダイヤフラム１３の可動を邪魔しない程度に防水絶縁コーティングをセンサ本体１２外面の全部または一部にされていることが望ましい。特にパリレン（登録商標）コーティングが望ましいがそのコーティング方法は特に限定されない。

１０・・・圧力測定装置
１１・・・圧力センサ
１２・・・センサ本体
１２ａ・・・遠位端面
１２ｂ・・・近位端面
１３・・・ダイヤフラム
１４・・・ブリッジ回路
１５・・・導電線
１６・・・被覆部材
１７・・・抵抗体
１７Ａ・・・第１抵抗体
１７Ｂ・・・第２抵抗体
１８・・・端子
１８Ａ、１８Ｃ・・・入力端子
１８Ｂ、１８Ｄ・・・出力端子
２２・・・貫通孔
２４・・・遠位導電層（導電層のうちの遠位端面に積層された部分）
２６・・・接続部
３０・・・ガイドワイヤ
３０Ａ・・・軸方向
３１・・・コアワイヤ
３４・・・ハウジング
３９・・・テーパピン

Claims (6)

1. 可撓性を有し、生体の管腔内に挿入可能なガイドワイヤと、上記ガイドワイヤ内に設けられたセンサと、を備える圧力測定装置であって、
   上記ガイドワイヤは、上記センサを収容する筒形状のハウジングを有しており、
   上記センサは、
   上記ガイドワイヤの軸方向の遠位側に面する遠位端面及び当該軸方向の近位側に面する近位端面を有するセンサ本体と、
   上記遠位端面上に配置されたダイヤフラムと、
   上記遠位端面上に配置され、上記ダイヤフラムを囲むブリッジ回路と、
   上記ブリッジ回路と接続された４つの導電線と、を具備しており、
   上記ブリッジ回路は、上記ダイヤフラムの外周部に固定され、上記ダイヤフラムの弾性変形に伴って電気抵抗値が変化する４つの抵抗体と、
   上記４つの抵抗体及び上記４つの導電線と接続された４つの端子と、を備えており、
   上記センサ本体は、
   上記遠位端面及び上記近位端面に開口しており、上記軸方向に沿って形成された４つの貫通孔と、
   上記遠位端面のうち上記４つの貫通孔の開口の周囲にそれぞれ積層された４つの導電層と、を有しており、
   上記４つの端子の各々は、上記各導電層である圧力測定装置。
2. 上記センサの上記遠位端面より遠位側に空間が形成されている請求項１に記載の圧力測定装置。
3. 上記ダイヤフラムの形状は、円板形状である請求項１又は２に記載の圧力測定装置。
4. 上記４つの端子の各々は、上記４つの抵抗体のうち隣り合う２つの抵抗体の間に配置されている請求項１から３のいずれかに記載の圧力測定装置。
5. 上記センサは、上記４つの導電層及び上記４つの導電線の一部を被覆し、かつ上記各導電層と上記各導電線との間の各接続部を少なくとも被覆する被覆部材を備える請求項１から４のいずれかに記載の圧力測定装置。
6. 上記ガイドワイヤは、コアワイヤと、上記コアワイヤの遠位端部に固定されたテーパピンとを備え、
   上記テーパピンは上記被覆部材に連結されている請求項５に記載の圧力測定装置。

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