JPS5847232A - 光学フアイバ圧力センサ - Google Patents
光学フアイバ圧力センサInfo
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0076—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using photoelectric means
- G01L9/0077—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using photoelectric means for measuring reflected light
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
- A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
- A61B5/0215—Measuring pressure in heart or blood vessels by means inserted into the body
- A61B5/02154—Measuring pressure in heart or blood vessels by means inserted into the body by optical transmission
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は圧力の測定に関し、更に詳しくは光学ファイバ
を利用した圧力センサに関する。
を利用した圧力センサに関する。
ここに開示する実施例は血管カテーテルテップ圧力セン
サ（１ｎｔｒａｖａｓｃｕｌａｒ ｃａｔｈｅｔｅｒ
ｔｉｐ ｐｒｅ−８Ｂｕｒｅ ８ｅｎ８０ｒ ）につい
てのものであるが本発明は血管の血圧の測定に制限され
るべきものではない。
サ（１ｎｔｒａｖａｓｃｕｌａｒ ｃａｔｈｅｔｅｒ
ｔｉｐ ｐｒｅ−８Ｂｕｒｅ ８ｅｎ８０ｒ ）につい
てのものであるが本発明は血管の血圧の測定に制限され
るべきものではない。
血管の血圧の測定は通常食塩水で満たされ、かつ、外部
の変換器に接続される中空のカテーテルチューブを用い
て行われる。これは流体カラムが長いので、周波数応答
が悪いという欠点を有する。
の変換器に接続される中空のカテーテルチューブを用い
て行われる。これは流体カラムが長いので、周波数応答
が悪いという欠点を有する。
更に、食塩水は絶縁が悪いので電気シロツクの危険には
要注意である。
要注意である。
１本又は複数本の束になったファイバからの光がミラー
ダイヤフラムで反射され、別の光学ファイバに戻るよう
にしてなるカテーテルテップセンサは提案されてきてい
る。ダイヤフラムが圧力に応動することによシ戻りの光
の強さが変調され、それが測定されて圧力が推測される
。かかる圧力変換器の例は米国特許第３，５０３，１１
６号およびその分割に係る米国特許第３，５８０，０８
２号に開示されている。
ダイヤフラムで反射され、別の光学ファイバに戻るよう
にしてなるカテーテルテップセンサは提案されてきてい
る。ダイヤフラムが圧力に応動することによシ戻りの光
の強さが変調され、それが測定されて圧力が推測される
。かかる圧力変換器の例は米国特許第３，５０３，１１
６号およびその分割に係る米国特許第３，５８０，０８
２号に開示されている。
本発明における光学ファイバ圧力センサは反射ダイヤフ
ラムによシレンズーミラー結合の焦点距離が変調される
ものである。圧力によシ変形する単一の反射曲面ダイヤ
フラムは光学ファイバの端部にあるレンズすなわち屈折
要素と共に光学要素として用いられる。このレンズ要素
はファイバからの円錐状の光を平行光線にし、カラム内
の光をレンズから極めて小さな距離しか離れていない反
射ダイヤフラムに導ひく。この光学ファイバの端部にお
る反射要素は、モールドされたプラスチックレンズ、例
えば、表面が球状曲面をした透明合成樹脂部材からなる
ものが望ましい。
ラムによシレンズーミラー結合の焦点距離が変調される
ものである。圧力によシ変形する単一の反射曲面ダイヤ
フラムは光学ファイバの端部にあるレンズすなわち屈折
要素と共に光学要素として用いられる。このレンズ要素
はファイバからの円錐状の光を平行光線にし、カラム内
の光をレンズから極めて小さな距離しか離れていない反
射ダイヤフラムに導ひく。この光学ファイバの端部にお
る反射要素は、モールドされたプラスチックレンズ、例
えば、表面が球状曲面をした透明合成樹脂部材からなる
ものが望ましい。
以下、本発明を図面によシ説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示す光学ファイバ圧力セ
ンサの一部のブロックならびに回路図である。図には、
カテーテルセンサチップ１０を始めとした光学ファイバ
圧力センサ装置で単一ファイバの例が一部は概略図で示
されている。このセンサチラノ１０は表面１２が球状曲
面をしたモールドされた光学プラスチックレンズ１１を
具備し、前記表面の反対側において光学ファイバ１３は
レンズに挿入され、しつかシと取付けられている。
ンサの一部のブロックならびに回路図である。図には、
カテーテルセンサチップ１０を始めとした光学ファイバ
圧力センサ装置で単一ファイバの例が一部は概略図で示
されている。このセンサチラノ１０は表面１２が球状曲
面をしたモールドされた光学プラスチックレンズ１１を
具備し、前記表面の反対側において光学ファイバ１３は
レンズに挿入され、しつかシと取付けられている。
このチップはまた薄いポリエステルの反射ダイヤフラム
１４を含みこのダイヤスラムは円筒部材１５によってレ
ンズかられずかの距離隔てられかつ固定される。そして
このダイヤフラムは圧力に応動する。レンズを貫通する
細孔状の空気ベント１６によシ圧力はファイバ側の大気
と同じになる。
１４を含みこのダイヤスラムは円筒部材１５によってレ
ンズかられずかの距離隔てられかつ固定される。そして
このダイヤフラムは圧力に応動する。レンズを貫通する
細孔状の空気ベント１６によシ圧力はファイバ側の大気
と同じになる。
レンズ１１は特にファイバ１３からの円錐状の光を平行
ないしほぼ平行な光線にして反射ダイヤフラム１４に導
びくように設計される。このレンズは通常のモールドさ
れた光学プラスチックレンズであるとして説明したが、
制限する意味でそう説明したのではない。レンズは他の
タイプのもの、例えばしばしばグリノ（ＧＲＩＮ ）と
かセルフォック（５ｅｌｆｏｃ ）とか呼ばれるグレー
デッドインデックスレンズでもよい。圧力変形ミラーダ
イヤフラム１４はレンズ・ミラー・レンズ光学装置トシ
テレンズと協働するもので、このダイヤフラムによシ、
レンズ−ミラー結合の実効焦点距離が変調される〇図示
のダイヤフラムはその外部面に対する圧力によシ変形し
た位置にあるもので、圧力がかかつてなければダイヤフ
ラムはもっと平らである。
ないしほぼ平行な光線にして反射ダイヤフラム１４に導
びくように設計される。このレンズは通常のモールドさ
れた光学プラスチックレンズであるとして説明したが、
制限する意味でそう説明したのではない。レンズは他の
タイプのもの、例えばしばしばグリノ（ＧＲＩＮ ）と
かセルフォック（５ｅｌｆｏｃ ）とか呼ばれるグレー
デッドインデックスレンズでもよい。圧力変形ミラーダ
イヤフラム１４はレンズ・ミラー・レンズ光学装置トシ
テレンズと協働するもので、このダイヤフラムによシ、
レンズ−ミラー結合の実効焦点距離が変調される〇図示
のダイヤフラムはその外部面に対する圧力によシ変形し
た位置にあるもので、圧力がかかつてなければダイヤフ
ラムはもっと平らである。
センサチラノはカテーテル２０の端部に取付けられる。
このセンサチラノはカテーテルと同一の径のもので、光
学ファイバ１３の直径は小さく中空カテーテルの内部に
びったシ納まっている。コネクタ２８の近傍のカテーテ
ル２０には大気圧がダイヤフラム１４の内側と連通ずる
ための開口がある。センサチッ７’ＩＯは説明を明瞭な
らしめる目的で第１図では大きく拡大して示しである。
学ファイバ１３の直径は小さく中空カテーテルの内部に
びったシ納まっている。コネクタ２８の近傍のカテーテ
ル２０には大気圧がダイヤフラム１４の内側と連通ずる
ための開口がある。センサチッ７’ＩＯは説明を明瞭な
らしめる目的で第１図では大きく拡大して示しである。
光源２１と適当なレンズ２２は光の焦点を光学ファイバ
の他端２３に結ぶ。光源２１はまたソリッドステートの
光源でファイバの端部に直接接触するものでもよい。通
常の方向カプラー２４は光源からの光をファイバ１３に
送シ反射されてきた光を検出器２５に導ひく。電気的な
信号処理電子回路、例えば、増幅器２６と表示装置２７
は、検出器２５から信号を受けて光学信号を電気信号に
変換し、変換された電気信号は更に演算され、表示され
あるいは記録される。
の他端２３に結ぶ。光源２１はまたソリッドステートの
光源でファイバの端部に直接接触するものでもよい。通
常の方向カプラー２４は光源からの光をファイバ１３に
送シ反射されてきた光を検出器２５に導ひく。電気的な
信号処理電子回路、例えば、増幅器２６と表示装置２７
は、検出器２５から信号を受けて光学信号を電気信号に
変換し、変換された電気信号は更に演算され、表示され
あるいは記録される。
ミラーダイヤフラムが無歪の位置にある場合は、ファイ
バ端部にはそれ自体の上に倍率１の像が結ばれる。ミラ
ーダイヤフラムが圧力によシ歪むと、光は拡がりよシ大
きな領域を覆う。すなわち、レンズ−ミラー結合の焦点
距離が変わる。かくしてファイバによって集められた反
射光の光量は圧力の関数として変化する。
バ端部にはそれ自体の上に倍率１の像が結ばれる。ミラ
ーダイヤフラムが圧力によシ歪むと、光は拡がりよシ大
きな領域を覆う。すなわち、レンズ−ミラー結合の焦点
距離が変わる。かくしてファイバによって集められた反
射光の光量は圧力の関数として変化する。
第２図はセンサヘッド１０′の他の実施例を示し５たも
のでデュアルの光学ファイバ、すなわち、入力ファイバ
２０と出力ファイバ２１はレンズにしっかシ取付けられ
る。入力ファイバ２０から来た光はレンズ２２によ勺平
行光線にされ反射ダイヤフラム２４に導びかれる。反射
光は、レンズ２２によシ再び焦点が結ばれて出力ファイ
バ２１に導ひかれる。ダイヤフラム２４に印加された圧
力によ多、半径ＲＤの球状曲面ができて、これにより、
像は拡大され、出力ファイバ２１の端部２５を越えて焦
点を結ぶ。第２図のセンサヘッドは、今のところ好個な
実施例である。それは再現性にすぐれているからである
。
のでデュアルの光学ファイバ、すなわち、入力ファイバ
２０と出力ファイバ２１はレンズにしっかシ取付けられ
る。入力ファイバ２０から来た光はレンズ２２によ勺平
行光線にされ反射ダイヤフラム２４に導びかれる。反射
光は、レンズ２２によシ再び焦点が結ばれて出力ファイ
バ２１に導ひかれる。ダイヤフラム２４に印加された圧
力によ多、半径ＲＤの球状曲面ができて、これにより、
像は拡大され、出力ファイバ２１の端部２５を越えて焦
点を結ぶ。第２図のセンサヘッドは、今のところ好個な
実施例である。それは再現性にすぐれているからである
。
反射ダイヤフラムはポリエステルフィルムカラなるもの
を示したが、他のダイヤフラム材料例えばステンレス鋼
、アルミニュウムおよび真ちゅうも試された。
を示したが、他のダイヤフラム材料例えばステンレス鋼
、アルミニュウムおよび真ちゅうも試された。
第１図は、本発明の一実施例である光学ファイバ圧力セ
ンサを示し、第２図は本発明の圧カセンサノセンサヘッ
ドの一実施例を示す。 第１図中において、 １０・・・センサテップ、１１・・・レンズ、１３・・
・光学ファイバ、１４・・・ダイヤフラム、２０・・・
カテーテル部材、２１・・・光源、２４・・・方向カプ
ラー、２５・・・検出器、２７・・・表示装置、２８・
・・コネクタ、第２図中において １０′・・・センサヘッド、２０・・・入力ファイバ、
２１・・・出力ファイバ、２２・・・レンズ、２４・・
・ダイヤフラム、３０・・・光源、３１・・・表示装置
。 特許出願人 ハネウェル・インコーホレーデラド代 理
人 弁理士 松 下 義 治１０’１ Ｆｉａ、２
ンサを示し、第２図は本発明の圧カセンサノセンサヘッ
ドの一実施例を示す。 第１図中において、 １０・・・センサテップ、１１・・・レンズ、１３・・
・光学ファイバ、１４・・・ダイヤフラム、２０・・・
カテーテル部材、２１・・・光源、２４・・・方向カプ
ラー、２５・・・検出器、２７・・・表示装置、２８・
・・コネクタ、第２図中において １０′・・・センサヘッド、２０・・・入力ファイバ、
２１・・・出力ファイバ、２２・・・レンズ、２４・・
・ダイヤフラム、３０・・・光源、３１・・・表示装置
。 特許出願人 ハネウェル・インコーホレーデラド代 理
人 弁理士 松 下 義 治１０’１ Ｆｉａ、２
Claims (5)
- （１）光学ファイバを含むカテーテル部材と、内側面が
反射表面仕上げされた圧力変形ダイヤプラムを含み前記
カテーテル部材に接続されたセンサチップと、 光源からの光を前記光学ファイ・々を通して前記センサ
チップに導ひくための光指向手段と、前記チップが接続
される側の前記光学ファイバの端部に設けられ、このフ
ァイバから出た光を前記ダイヤフラムに導び、かつ、こ
のダイヤフラムで反射された光をファイバに導びくため
の光−コリメーティングレンズ手段と、 前記光ファイバに導ひかれた反射光の強さを検出する検
出手段とからなる光学ファイバ圧力センサ。 - （２） カテーテル部材は入力光学ファイバと出力光
学ファイバとを含み光指向手段は前記入力光学ファイバ
を通った光源からの光をセンサチップに導ひき、 光−コリメーテングレンズ手段は前記入力光学ファイバ
の端部で前記テップのある側に設けられ、このファイバ
からの光をダイヤスラムに導びき、かつ、このダイヤス
ラムで反射された光を出力光学ファイバに導ひき、 検出手段は出力光学ファイバに導びかれた反射光の強さ
を検出することを特徴とする第１項に記載の光学ファイ
バ圧力センサ。 - （３） カテーテル部拐は中空で、光学ファイバはこ
の中空を通っていることを性徴とする第１項または第２
項に記載の光学ファイバ圧力センサ。 - （４）センサチップは圧力変形ダイヤスラムと光−コリ
メーティングレンズ手段との間に形成される空気室を有
することを特徴とする第１項または第２項に記載の光学
ファイバ圧力センサ。 - （５） センサチップは圧力変形タ゛イヤフラムと光
−コリメーティングレンズ手段との間に形成される空気
室を有し、かつ、前記レンズ手段には前記空気室と中空
とを連通し前記空気室の圧力を大気圧とするための空気
通路が設けられてなることを特徴とする第３項に記載の
光学ファイバ圧力センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US29897281A | 1981-09-03 | 1981-09-03 | |
| US298972 | 1981-09-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5847232A true JPS5847232A (ja) | 1983-03-18 |
Family
ID=23152792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15081482A Pending JPS5847232A (ja) | 1981-09-03 | 1982-09-01 | 光学フアイバ圧力センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0074055A3 (ja) |
| JP (1) | JPS5847232A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4687927A (en) * | 1984-12-13 | 1987-08-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pressure measuring system |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4599901A (en) * | 1982-09-30 | 1986-07-15 | University Of California | Pressure-sensitive optrode |
| US4678902A (en) * | 1985-04-30 | 1987-07-07 | Metatech Corporation | Fiber optic transducers with improved sensitivity |
| JPS6415691A (en) * | 1987-04-07 | 1989-01-19 | Kuitsukukoole Corp | Method and apparatus for detecting existence of excrement substance |
| EP0312293A3 (en) * | 1987-10-16 | 1990-03-14 | O.C.T. Optical Chemical Technologies Limited | Sensing device for analysis |
| FR2638523B1 (fr) * | 1988-11-03 | 1991-02-01 | Serbe | Microcapteur de pression, notamment pour etudes medicales |
| GB2234344A (en) * | 1989-06-05 | 1991-01-30 | Medical & Diagnostic Systems L | Fibre optic pressure or temperature transducers |
| GB2374925A (en) * | 2001-04-24 | 2002-10-30 | Anant Sharma | Pressure detectors |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3249105A (en) * | 1963-04-19 | 1966-05-03 | American Optical Corp | Devices for measuring blood pressure |
| US3273447A (en) * | 1963-08-26 | 1966-09-20 | Franklin Institute | Detection and measurement device having a small flexible fiber transmission line |
| US4201222A (en) * | 1977-08-31 | 1980-05-06 | Thomas Haase | Method and apparatus for in vivo measurement of blood gas partial pressures, blood pressure and blood pulse |
| GB2040131A (en) * | 1978-12-13 | 1980-08-20 | United Technologies Corp | Electrooptic instruments |
| DE2937485A1 (de) * | 1979-09-17 | 1981-06-19 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Optische vorrichtung zum messen geringer druckdifferenzen mittels lichtintensitaetsaenderung |
| JPS5760239A (en) * | 1980-09-29 | 1982-04-12 | Mitsubishi Electric Corp | Pressure sensor |
| GB2086572B (en) * | 1980-10-27 | 1984-05-10 | Rosemount Eng Co Ltd | Differential pressure measuring apparatus |
-
1982
- 1982-08-31 EP EP82107979A patent/EP0074055A3/en not_active Withdrawn
- 1982-09-01 JP JP15081482A patent/JPS5847232A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4687927A (en) * | 1984-12-13 | 1987-08-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pressure measuring system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0074055A3 (en) | 1984-09-12 |
| EP0074055A2 (en) | 1983-03-16 |
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