JP2007289715A - 超音波診断治療システム - Google Patents
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Abstract
【課題】処置部位の所望の位置に容易、且つ、的確に高密度の超音波エネルギーを照射可能な超音波診断治療システムを提供する。
【解決手段】プローブの先端部に設けられ、形状を変位することにより、治療用超音波出射手段から治療対象部位である患部までに超音波集束距離を変位せしめることにより、超音波観測手段により得られる観察領域を可変可能とするバルーン33aまたは湾曲部15の形状の変位を制御し、超音波集束距離の調整終了後に、前記治療用超音波出射手段からの収束した超音波が、超音波観測手段により観察される患部を含む観察領域に対して含まれるように制御する。
【選択図】図14
【解決手段】プローブの先端部に設けられ、形状を変位することにより、治療用超音波出射手段から治療対象部位である患部までに超音波集束距離を変位せしめることにより、超音波観測手段により得られる観察領域を可変可能とするバルーン33aまたは湾曲部15の形状の変位を制御し、超音波集束距離の調整終了後に、前記治療用超音波出射手段からの収束した超音波が、超音波観測手段により観察される患部を含む観察領域に対して含まれるように制御する。
【選択図】図14
Description
本発明は、体腔内に挿入して超音波診断と集束超音波による超音波治療とを行う超音波プローブを有する超音波診断治療システムに関する。
近年、超音波振動子から生体組織内に超音波パルスを繰り返し送信し、この生体組織から反射される超音波パルスのエコーを同一、或は、別体に設けた超音波振動子で受信して、この超音波パルスを送受信する方向を徐々にずらすことによって、生体内の複数の方向から収集した情報を可視像の超音波診断画像として表示する超音波診断装置が種々提案されている。
これらは、体外式超音波プローブによるものが一般的であるが、内視鏡に組み合わせたものや、細径の超音波プローブ、体腔内に挿入する体腔内超音波プローブなどの体内式超音波プローブも広く用いられている。
一方、結石破砕装置や超音波温熱治療装置など、集束した超音波により種々の治療を行う超音波治療装置も種々提案されている。これらの超音波による治療装置の中には、集束した高強度の超音波により癌細胞などの生体組織を瞬時に高温焼灼して治療する超音波高温治療装置があった。
この超音波高温治療装置は、高強度の集束超音波を得るため、大きな開口の超音波振動子を有する体外アプリケータから目的部位に集束させるもののほかに、例えばPCT WO93/16641号公報に示されるように、比較的小型の超音波振動子を内蔵し、直腸に挿入して肥大した前立腺を治療する体腔内プローブが知られている。
また、前記PCT WO93/16641号公報に示される超音波治療装置には深部処置部位(焦点)の位置決めを行うための位置決め手段として例えば、超音波断層像を得る超音波診断装置などが組み合わされている。従って、体外アプリケータや体腔内プローブに焦点位置決め用の診断用超音波振動子が内蔵されているものが種々提案されている。
しかしながら、PCT WO93/16641号公報に示される体腔内プローブではプローブ本体の外径寸法が太径であると共に、硬性であり、診断用及び治療用超音波を放射するプローブ先端部を自由に湾曲させることができなかった。このため、体腔内プローブの適用が直腸や大腸など、極めて限られた部位となり、上部消化管,下部消化管,或は、腹腔などに挿入するのに適さなかった。
また、プローブ先端部を自由に湾曲させることができないため及び、治療用超音波トランスデューサの照射方向を変えるための駆動性が十分でないため、目的とする処置部位へ超音波エネルギーを的確に照射し難いという問題があった。
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、上部消化管、下部消化管、胸腔、腹腔や脳室などの体腔内に挿入して、処置部位の所望の位置に容易、且つ、的確に高密度の超音波エネルギーを照射することができる超音波プローブを有する超音波診断治療システムを提供することを目的としている。
本発明の超音波診断治療システムは、体腔内に挿入可能な挿入部を備えたプローブと、前記挿入部に設けられ、極座標的な超音波を出射し、前記体腔内の超音波画像を得るために、前記体腔内から反射される超音波エコーを受信する超音波観測手段と、前記挿入部に設けられ、収束するように超音波を出射可能な治療用超音波出射手段と、前記治療用超音波出射手段により収束位置および収束方向の少なくとも一方を可変する第2の可変手段と、前記治療用超音波出射手段からの収束した超音波を前記患部に対して出射するように前記第2の可変手段を制御する第2の制御手段と、前記プローブの先端部に設けられ、形状を変位することにより、前記治療用超音波出射手段から治療対象部位である患部までに超音波集束距離を変位せしめることにより、前記超音波観測手段により得られる観察領域を可変可能とする第1の可変手段と、患部を含む前記観察領域の超音波画像を得るように前記第1の可変手段の形状の変位を制御する第1の制御手段と、前記第1の制御手段の制御による前記第1の可変手段の変位によって前記超音波集束距離の調整終了後、前記治療用超音波出射手段からの収束した超音波が、前記超音波観測手段により観察される患部を含む観察領域に対して含まれるように、前記第2の制御手段を制御する第3の制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、上部消化管、下部消化管、胸腔、腹腔や脳室などの体腔内に挿入して、処置部位の所望の位置に容易、且つ、的確に高密度の超音波エネルギーを照射することができる超音波プローブを有する超音波診断治療システムを提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1ないし図4は本発明の第1実施の形態に係り、図1は超音波診断治療システムの概略構成を示す全体図、図2は電子内視鏡的な光学観察手段を有する超音波プローブの斜視図、図3は超音波プローブの先端部の概略構成を示す断面図、図4は超音波プローブの作用を示す説明図である。
図1に示すように第1実施の形態の超音波診断治療システム1は、例えば電子内視鏡的な構成を有する超音波プローブ2と、この超音波プローブ2に照明光を供給する光源装置3と、超音波プローブ2に内蔵された撮像手段に対する信号処理を行うカメラコントロールユニット(以下、CCUと略記)4と、超音波画像を生成する信号処理系5Aと治療のための信号を生成する治療用信号生成系5Bとを内蔵した超音波診断治療回路5と、CCU4の映像信号処理系(不図示)及び超音波信号処理系5Aの映像信号より内視鏡画像と超音波画像とを表示するカラーモニタ6などから構成されている。
図1及び図2に示すように前記電子内視鏡的な構成の超音波プローブ2は、体腔内に挿入可能なように細管状になった挿入部7と、この挿入部7の後端に形成され、術者が把持し操作を行う操作部8と、この操作部8から延出されたユニバーサルケーブル9とを有している。このユニバーサルケーブル9の端部に設けた光源コネクタ10を介して光源装置3に着脱自在に接続することができるようになっている。
この光源コネクタ10には信号ケーブル11の一端の信号コネクタ12aが接続される一方、この信号ケーブル11の他端側にはCCU4に接続されるCCUコネクタ12bと、超音波診断治療回路5に接続される超音波コネクタ12cとが設けられている。
前記挿入部7は、硬質な先端部14と、湾曲自在な湾曲部15と、可撓性を有する可撓部16とが先端側から順次連接して形成されている。そして、この先端部14には後述する超音波治療手段17,超音波観測手段18,処置機能ガイド部19,光学的観察手段30,超音波集束点調整手段33などが配設されるようになっている。
光学的観察手段30は、ライトガイド31a及び照明窓のレンズ31bを経て照明光を出射する照明光出射手段と、この照明光で照明された対象組織側の光学像を結ぶ対物レンズ32a及びこの対物レンズ32aの焦点面に配置したCCD32bとを有する撮像手段とで構成されている。
前記ライトガイド31aは、挿入部内などを挿通して、光源コネクタ10を介して光源装置3に接続されるようになっており、ランプ34で発生した照明光をレンズでライトガイド31aの後端面に集光させてライトガイド31aの先端部側に伝送し、照明レンズ31bを透過して斜め前方を照らすようになっている。
この斜め前方に出射された照明光で照明される範囲は、対物レンズ32aによる観察範囲と略一致し、この対物レンズ32aによって、照明光で照明された観察部位の被写体像がCCD32bの撮像面に結像するようになっている。このCCD32bに結像した被写体像の電気信号は、信号線36によってCCU4内の映像信号処理系に伝達され、映像信号に変換されて、スーパインポーズ回路29を経てカラーモニタ6に内視鏡画像37として表示されるようになっている。
図3に示すように超音波を処置部に出射して超音波高温治療などを行うための超音波治療手段17は、例えば挿入軸方向に円弧状の凹面を形成し、一端を第1のフレキシブルシャフト22aに接続し、挿入軸方向に対して直角方向に回転自在な固定部材20aに一体的に固定したメカニカルラジアルスキャン型の治療用超音波振動子20である。この治療用振動子20は、操作部8に配設したモータ34aの回転力が第1のフレキシブルシャフト22aに伝達されることによって挿入軸方向に対して直角方向に回転するようになっている。そして、図1に示す挿入部内などを挿通するリード線21に接続された超音波診断治療回路5に設けた駆動電圧発生回路22で駆動信号を印加することにより、治療用超音波が凹面状部から指向性を有する治療用超音波ビームとなって破線(図3参照)に示すような出射範囲23で出射され、所定の距離の収束点23aに収束するようになっている。
この治療用超音波振動子20から出射される治療用超音波は、収束点23aで非常に高強度の超音波ビーム、つまり、音響的に高エネルギ密度になる。従って、収束点23a付近に例えば、腫瘍などの病変組織を位置させた状態で、治療用超音波振動子20に駆動信号を印加して、高密度の音響的エネルギを病変組織に照射することによって、病変組織を焼灼して治療処置が行えるようになっている。
なお、この治療用超音波振動子20が挿入軸方向に対して直角方向に回転自在であることから、治療用超音波振動子20を挿入軸方向に対して直角方向に回転させることによって、治療用超音波振動子20の出射面を処置部に容易に対設させることができるので、後述する超音波集束点調整手段をも兼ねる構成となっている。
また、超音波画像を得るための超音波観測手段18は、例えば平板状に構成され、一端を第2のフレキシブルシャフト22bに接続し、挿入軸方向に対して直角方向に回転自在な固定部材24aに一体的に固定したメカニカルラジアルスキャン型の観察用超音波振動子24である。この観察用超音波振動子24は、操作部8に配設したモータ34bの回転を第2のフレキシブルシャフト22bに伝達することによって挿入軸方向に対して直角方向に回転するようになっている。そして、図1に示す挿入部内などを挿通するリード線24を介して送信パルス発生回路26及び受信処理回路27を備えた信号処理系5Aに接続され、送信パルス発生回路26の送信パルスを印加することにより、観察用超音波振動子24から図中一点鎖線に示すように放射状の超音波観測領域28に超音波を対象組織側に送波し、対象組織側で反射した超音波を再び観察用超音波振動子24で受波し、電気信号に変換した後、受信処理回路27で信号処理され、超音波画像に対応する映像信号に変換した後、スーパインポーズ回路29を経てカラーモニタ6に入力して、内視鏡的画像37と共に超音波断層画像37′が表示されるようになっている。
さらに、前記観察用超音波振動子24及び治療用超音波振動子20を配設した超音波プローブ2の先端部14の外周には治療用超音波振動子20から出射される超音波を治療対象部位へ高エネルギ密度で照射することが可能なように治療用超音波振動子20から治療対象部位までの超音波集束距離を制御する超音波集束点調整手段33として、バルーン33aが設けられている。このバルーン33aは、手元側に設けた注入孔33bより音響伝達媒体としての生食水などを注入することによって膨張可能となっている。
なお、湾曲部15は、多数の湾曲駒を互いに回動自在に連接して形成され、湾曲部15の一端側を先端部14に固定し、他端側を可撓部16に固定している。そして、操作部内のプーリ38に接続されたアングルワイヤ39をアングルノブ40の回動操作によって牽引・弛緩させることにより、湾曲部15をアングルワイヤ39が牽引される方向、すなわち上下左右の4方向、或は、上下ないし左右の2方向に湾曲するようにしている。このように、超音波プローブ2の湾曲部15の構成は通常の内視鏡に用いられる湾曲部と略同様の構成となっている。
また、前記操作部8の先端部付近には鉗子などの処置具を導入する導入口41が設けてあり、この導入口41は挿入部内に設けた処置具チャンネル42と連通し、先端部14に設けた処置機能ガイド部19の開口を鉗子出口42aとしている。この鉗子出口42aは、光学的観察手段30の至近位置に開口するように設けることによって、この鉗子出口42aから例えば処置具を突出させて生体に対して処置などを行う場合、鉗子出口42aから突出する処置具及び処置具による処置状況を容易に観察することができるようになっている。
また、前記操作部8の先端部付近には鉗子などの処置具を導入する導入口41が設けてあり、この導入口41は挿入部内に設けた処置具チャンネル42と連通し、先端部14に設けた処置機能ガイド部19の開口を鉗子出口42aとしている。この鉗子出口42aは、光学的観察手段30の至近位置に開口するように設けることによって、この鉗子出口42aから例えば処置具を突出させて生体に対して処置などを行う場合、鉗子出口42aから突出する処置具及び処置具による処置状況を容易に観察することができるようになっている。
さらに、操作部8には符号45に示す送気・送水釦や、この送気・送水釦45に隣接して吸引釦46が設けられると共に、光学的観察手段30の撮像手段による内視鏡的画像のフリーズ、或は、表示切換え制御などをそれぞれ行う画像制御釦(又は画像制御スイッチ)47,48が設けられている。これら画像制御釦47,48から出力される信号は、CCU4及びコントローラ49に入力されるようになっている。このコントローラ49は、キーボード50及びフットスイッチ51に接続され、このキーボード50によって、超音波治療手段17から出射する超音波出射時間の設定や患者のカルテ情報などを入力することが可能となっている。そして、フットスイッチ51を操作することによって超音波治療手段17による治療開始及び停止を行えるようになっている。
又、コントローラ49は、超音波診断治療回路5内の送信回路26などと接続され、超音波観測画像の超音波送信条件の変更や、受信した信号に対する信号処理の条件変更及び超音波治療の出力条件の変更などを行うことができるようになっている。
更に、コントローラ49は、CCU4とも接続され、キーボード50からCCU4を制御することができるようになっている。
上述のように構成した超音波診断治療システム1の作用を説明する。
図4に示すように例えば、食道などの管腔臓器内61に、まず、超音波プローブ2の挿入部15を挿入していく。このとき、挿入部15に設けた湾曲部15を湾曲操作しながら光学観察手段30による光学像並びに超音波観察手段18による超音波診断画像を元に先端部14を治療処置する処置部62の近傍に配置させる。このとき、モータ34bで観察用超音波振動子24を回転させてラジアル走査を行って、挿入軸方向に対して直角方向の位置制御を行い、処置部62の超音波が像をモニタ6に映し出すと共に、モータ34aで治療用超音波振動子20を所望の量だけ回転させて、治療用超音波振動子20の出射面の挿入軸方向に対して直角方向の位置制御を行う。
図4に示すように例えば、食道などの管腔臓器内61に、まず、超音波プローブ2の挿入部15を挿入していく。このとき、挿入部15に設けた湾曲部15を湾曲操作しながら光学観察手段30による光学像並びに超音波観察手段18による超音波診断画像を元に先端部14を治療処置する処置部62の近傍に配置させる。このとき、モータ34bで観察用超音波振動子24を回転させてラジアル走査を行って、挿入軸方向に対して直角方向の位置制御を行い、処置部62の超音波が像をモニタ6に映し出すと共に、モータ34aで治療用超音波振動子20を所望の量だけ回転させて、治療用超音波振動子20の出射面の挿入軸方向に対して直角方向の位置制御を行う。
次に、管腔臓器内61の病変部近傍に配置した先端部内に設けた治療用超音波振動子20の出射面に対して処置部62の深さ方向の位置が治療用超音波の集束点となるように、先端部外周に配設したバルーン33aに注入孔33bより生食水を注入してバルーン33aを徐々に膨張させ、処置部62が治療用超音波振動子20の超音波集束点の位置調整を行う。
次いで、コントローラ49,キーボード50により処置部62に出射される超音波の出力条件を確認後、モニタ6の内視鏡画像37及び超音波画像37′を観察しながら、フットスイッチ51を操作して治療用超音波振動子20から処置部62に向かって治療用超音波を出射する。
すると、集束点に位置する処置部62に高エネルギ密度の治療用超音波が集束し、処置部62が急激に温度上昇して焼灼される。この焼灼による組織の蛋白質変性の様子を超音波断層画像37′を観察しながら、病変細胞が壊死を起こすに必要なだけの蛋白質変性が進むまで治療用超音波を処置部62に照射する。しかる後、フットスイッチ51を操作して治療用超音波の処置部62への照射を停止し、治療の達成度を超音波断層画像37′上で確認し、不十分であるときには再び処置部62に治療用超音波を追加照射し、治療の達成度を再確認して十分であるとき治療を終了する。
このように、超音波治療手段を挿入軸方向に対して直角方向に回転自在で超音波集束点調整手段を兼ねるメカニカルラジアルスキャン型の治療用超音波振動子を用いると共に、超音波治療手段を配設した先端部を超音波集束点調整手段としてのバルーンで覆うことにより、治療用超音波振動子を挿入軸方向に対して直角方向に回転し、治療用超音波振動子の出射面を処置部に対設させ、バルーンの膨張径を適宜調整して、治療用超音波振動子の超音波集束点と処置部の深さ方向とを一致させることによって、処置部に高エネルギ密度の超音波を照射して所望の治療を達成することができる。
なお、メカニカルラジアルスキャン型の観察用超音波振動子及び治療用超音波振動子を接着等により一つの固定部材に一体的に固定して同時にメカニカルラジアル走査するようにしたり、超音波プローブに観察用超音波振動子と治療用超音波振動子との2つを設ける代わりに観察及び治療の両機能を有する1つの観察・治療用超音波振動子を設けることによって、固定部材を1つだけにすることができるので超音波プローブの外形寸法を細径にすることができる。
図5は本発明の第2実施の形態に係る超音波プローブの概略構成を示す断面図である。
図に示すように本実施の形態においては、超音波プローブ2の超音波治療手段を挿入軸方向に対して直角方向に回転自在なメカニカルラジアルスキャン型の治療用超音波振動子を配設する代わりに、モータ34aの回転をラックアンドピニオン機構63を介してシャフト64に伝達して治療用振動子20を挿入軸方向(図中矢印方向)に直線運動させて、メカニカルリニア走査させて、治療用振動子20の出射面を処置部位に対設するように位置制御を行うようにしている。その他の構成は前記第1実施の形態と同様であり同部材には同符号を付して説明を省略する。
図に示すように本実施の形態においては、超音波プローブ2の超音波治療手段を挿入軸方向に対して直角方向に回転自在なメカニカルラジアルスキャン型の治療用超音波振動子を配設する代わりに、モータ34aの回転をラックアンドピニオン機構63を介してシャフト64に伝達して治療用振動子20を挿入軸方向(図中矢印方向)に直線運動させて、メカニカルリニア走査させて、治療用振動子20の出射面を処置部位に対設するように位置制御を行うようにしている。その他の構成は前記第1実施の形態と同様であり同部材には同符号を付して説明を省略する。
前記第1実施の形態の図4に示すように例えば、食道などの管腔臓器内61に、まず、超音波プローブ2の挿入部15を挿入していく。このとき、光学観察手段30による光学像並びに超音波観察手段18による超音波診断画像を元に先端部14を治療処置する処置部62の近傍に配置する。そして、超音波プローブ2の操作部8を捻るようにして、挿入軸方向に対して直角方向の位置制御を行って、処置部62をモニタ6に映し出すと共に、モータ34aで治療用超音波振動子20を軸方向に移動させて、治療用超音波振動子20の出射面を処置部62に対設させる。その他の作用及び効果は前記第1実施の形態と同様である。
図6ないし図10は本発明の第3実施の形態に係り、図6は腹腔内用の超音波プローブの外形形状を示す説明図、図7は腹腔内用超音波プローブの先端部の概略構成を示す断面図、図8はプローブ先端部の超音波振動子の拡大図、図9は腹腔内用超音波プローブを腹腔内に挿入した状態を示す図、図10は腹腔内用超音波プローブの作用を示す説明図である。
図6に示すように本実施の形態においては、超音波診断治療システム1に用いる超音波プローブが腹腔内用超音波プローブ2Aである。この腹腔内用超音波プローブ2Aは、先端側より後述する超音波治療手段17及び超音波観測手段18を内設した先端部71,例えば上下左右方向に湾曲自在な湾曲部72及び硬性な挿入管73を連接して形成した挿入部70と、腹腔内に超音波プローブ2Aの挿入部70を挿抜する際に把持する第1の把持部74と、前記湾曲部72を湾曲操作する湾曲操作ノブ75aを備えた操作部75と、腹腔内に挿抜する際及び腹腔内の超音波プローブ2Aの先端部71を所望の位置に配置させる際に把持する第2の把持部76などから構成されている。
前記先端部71には生食水などの音響伝達媒体を注入することによって、膨張自在なバルーン71aが着脱自在に取り付けられるようになっている。また、第2の把持部76の後端側からユニバーサルケーブル77を延出している。
なお、生食水は、第2の把持部76に設けた注入孔76aより、バルーン71a内に注入されるようになっている。
図7に示すように腹腔内用超音波プローブ2Aの先端部71には先端部71の略中央部に超音波観測手段18として帯状で全周に渡り電子ラジアルアレイ型の観察用超音波振動子78が固定され、この観察用超音波振動子78の両側に超音波治療手段17として帯状で全周に渡り電子ラジアルアレイ型の治療用超音波振動子79,79′とが固定されている。
図8に示すように治療用超音波振動子79,79′は、同じ曲率で対称的に形成されており、観察用超音波振動子78の照射範囲内に集束するようになっている。観察用超音波振動子78及び治療用超音波振動子79,79′から延出するリード線78a,79a,79bは前記第1実施の形態と同様に図示しない超音波診断治療回路に導出されている。その他の構成は前記第1実施の形態と同様である。
上述のように構成した超音波診断治療システム1の腹腔内用超音波プローブ2Aの作用を説明する。
まず、図9に示すように超音波プローブ2Aの挿入部70は、気腹した腹腔内80にトラカール81を介して挿入して、先端部71を処置部近傍に配置する。次に、処置部近傍に配置させた先端部71が所望の位置(処置部表面にほぼ接触するぐらい)になるように湾曲操作ノブ75aを操作して湾曲部72を湾曲させる。次いで、観察用超音波振動子78を走査させ超音波信号を送受信して、モニター上に臓器内部の病変部を描出する。
まず、図9に示すように超音波プローブ2Aの挿入部70は、気腹した腹腔内80にトラカール81を介して挿入して、先端部71を処置部近傍に配置する。次に、処置部近傍に配置させた先端部71が所望の位置(処置部表面にほぼ接触するぐらい)になるように湾曲操作ノブ75aを操作して湾曲部72を湾曲させる。次いで、観察用超音波振動子78を走査させ超音波信号を送受信して、モニター上に臓器内部の病変部を描出する。
次に、図10に示すように観察用超音波振動子78の超音波観測領域内に処置部62をとらえた後、治療用超音波振動子79,79′から処置部62に向かって出射される治療用超音波集束ビームの集束点が処置部62の所望の位置となるように、超音波断層画像を参考にバルーン71aを少しづつ膨張させると共に、超音波プローブ2Aの湾曲操作及び治療用超音波振動子79,79′を挿入軸方向に対して直角方向に電子ラジアルスキャンさせて位置調整を行う。
そして、前記治療用超音波振動子79,79′と処置部62との位置調整が完了した時点で、前記第1実施の形態と同様に治療用超音波振動子79,79′から処置部62に超音波エネルギーを照射して病変組織を焼灼する。
このように、超音波プローブは、軟性鏡に限定されるものではなく、硬性鏡に用いるようにしても良い。その他の作用及び効果は前記第1実施の形態と同様である。
なお、前記第1実施の形態の応用例で示した電子ラジアルアレイ型の観察用超音波振動子78及び治療用超音波振動子79,79′の代わりに、図11に示すように腹腔内用超音波プローブ2Bの先端部71に超音波観測手段18として軸方向に電子リニアアレイ型の観察用超音波振動子81を配設すると共に、超音波治療手段17として治療用超音波振動子82,82′を設け処置部62に対して超音波を軸方向に走査して位置調整を行うようにしても良い。
また、図12に示すように腹腔内用超音波プローブ2Cの先端部71の湾曲部前方の先端部手元側部に超音波観測手段18として超音波観測領域28を前方斜視方向に設定したコンベックスアレイ型の観察用超音波振動子83を固定し、先端部71の略中央に超音波治療手段17として電子セクタアレイ型の治療用超音波振動子84を固定して処置部62に対して集束点を位置調整して治療処置が行えるようになっている。この腹腔内用超音波プローブ2Cでは観察用超音波振動子83が前方斜視にオフセットしているため、観察用超音波振動子83と治療用超音波振動子84とを分離して配設することができるため、構成が簡単になると共に、治療用超音波振動子84の開口径を大きく形成して治療効率を高めることができる。
なお、治療用超音波振動子84は、この治療用超音波振動子84が対設する挿入軸方向に対して直角方向に対して、電子的に超音波照射制御可能になっている。その他の構成は前述の実施の形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。。
また、図12に示した電子セクタアレイ型の治療用超音波振動子84を、図13に示すようにドラム85上に治療用超音波振動子86を固定して、例えば操作部内に設けたモータ87の回転をラックアンドピニオン機構88で直線運動に変換してシャフト89に伝達することによって、ドラム85上に固定した治療用超音波振動子86をセクタ走査するようにした、いわゆる、メカニカルセクタ型の治療用超音波振動子84′であっても良い。
以下、第1実施の形態を基に他の実施の形態を説明する。
図14は本発明の第4実施の形態に係る超音波プローブ2Dの先端部の概略構成を示す断面図である。
図14は本発明の第4実施の形態に係る超音波プローブ2Dの先端部の概略構成を示す断面図である。
図に示すように本実施の形態では前記第1実施の形態の超音波治療手段17である治療用超音波振動子20を固定部材20aに固定してモーター34aの回転をフレキシブルシャフト22aに伝達してメカニカルラジアル走査させていたのに対して、固定部材20aに超音波治療手段17としてリニア型振動子アレイの超音波振動子91を固定している。このリニア型振動子アレイの超音波振動子91から操作部側に導出したリード線92を介して軸方向の走査を電子的に可能としている。また、第1実施の形態と同様に手元側のモータ34aを回転させることでメカニカルラジアル的走査が可能である。すなわち、本実施の形態において超音波治療手段17である治療用超音波振動子91は、電子リニア的走査及びメカニカルラジアル的に走査の両方が可能となっている。その他の構成は前記第1実施の形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
上述のように構成した超音波治療診断システムでは、挿入部先端部14を前記第1実施の形態と同様に処置部近傍まで挿入後、観察用超音波振動子24をメカニカルラジアル走査させて処置部位の超音波断層画像を得る。そして、モニタ上の超音波断層画像を観察しながら、治療用のリニア型振動子アレイの超音波振動子91を電子リニア走査させて軸方向の制御を行う一方、モータ34aの回転で前記超音波振動子91をメカニカルラジアル走査させて軸方向に対して直角方向の位置制御を行うと共に、バルーン33aの膨張量を調整して深さ方向の距離調整を行って、処置部に対する集束点の位置調整終了後、超音波を処置部に照射するようになっている。その他の作用は前記第1実施の形態と同様である。
このように、超音波治療手段である超音波振動子をリニア型振動子アレイとして、軸方向の走査を電子走査可能とすると共に、手元側で軸方向に対して直角方向にメカニカルラジアル走査可能とし、且つ、バルーンの膨張量で深さ方向の制御を可能としているため、処置部に対して照射する超音波の集束点を三次元的に位置調整することができるので、超音波の処置部への照射精度を向上させて、治療処置を確実に行うことができる。
なお、前記超音波治療手段である超音波振動子をリニア型振動子アレイにする代わりに、先端側に配設した超音波観測手段である電子ラジアル型振動子アレイを手元側の操作部に配設したモータに接続してメカニカルリニア走査可能とする構成としても同様の効果を得ることができる。また、先端側に配設した超音波観測手段である電子セクタ型振動子アレイを手元側の操作部に配設したモータに接続してメカニカルリニア走査可能とする構成であっても良い。さらに、先端側に配設した超音波観測手段であるメカニカルセクタ型振動子を手元側の操作部に配設したモータに接続してメカニカルリニア走査可能とする構成にしても良い。さらに又、先端側に配設した超音波観測手段であるメカニカルリニア型振動子を手元側の操作部に配設したモータに接続してメカニカルラジアル走査可能とする構成にしても良い。
図15は本発明の第5実施の形態に係る超音波プローブ2Eの先端部の概略構成を示す断面図である。
図に示すように本実施の形態においては、前記第1実施の形態と同様、超音波観測手段18である観察用超音波振動子24が固定部材24aに固定され、手元側の操作部内に配設したモータ34bの回転をフレキシブルシャフト22bに伝達してメカニカルラジアル走査可能である。そして、超音波治療手段17としては治療用の平板振動子95が先端部14の先端側に固定される一方、モータ34aの回転をフレキシブルシャフト22aに伝達して回転可能な固定部材20aには前記治療用平板振動子95から出射される超音波を所定の方向に反射するための反射出射面鏡96を固定している。その他の構成は前記第1実施の形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
上述のように構成した超音波治療診断システムでは、挿入部先端部14を前記第1実施の形態と同様に処置部近傍まで挿入後、観察用超音波振動子24を手元側の操作部8に配設したモータ34bの回転でメカニカルラジアル走査させて処置部の超音波断層画像を得る。そして、モニタ上の超音波断層画像を観察しながら、手元側の操作部8に配設したモータ34aを回転させて反射出射面鏡96をメカニカルラジアル走査して、処置部に対する反射出射面鏡96の集束位置制御を行う。集束位置制御後、先端に固定した治療用の平板振動子95から超音波を反射出射面鏡96に向かって出射する。すると、平板振動子95から出射した超音波は、反射出射面鏡96で反射して、目的とする処置部に超音波が集束して処置が行えるようになっている。その他の作用及び効果は前記実施の形態と同様である。
図16は本発明の第6実施の形態に係る超音波プローブ2Fの先端部の概略構成を示す断面図である。
図に示すように本実施の形態においては、超音波観測手段18として超音波プローブ2Fの先端部に観察用電子リニア型振動子アレイ101を配設し、この観察用電子リニア型振動子アレイ101から手元側に導出したリード線102で軸方向の観察が可能となっている。
一方、超音波治療手段17である治療用超音波振動子20は、前記第1実施の形態と同様に固定部材20aに固定されているが、この固定部材20aはシャフト103が接続されている。このシャフト103は、超音波プローブ手元側の操作部8に配設したモータ104の回転を直線運動に変換するラックアンドピニオン機構105によって軸方向に対して直線運動するようになっている。
なお、超音波プローブ2Fの先端部14のシャフト103に接するように、シャフト103の直線運動を回転運動に変換する変換部106と、この変換部106の回転量を読み取ってシャフト103の直線運動距離を計測する小型エンコーダ107が接続されている。その他の構成は前記第1実施の形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
上述のように構成した超音波治療診断システムでは、挿入部先端部14を前記第1実施の形態と同様に処置部近傍まで挿入後、まず、観察用電子リニア型振動子アレイ101を走査させて処置部の軸方向の観察を行う。次いで、処置部が定まった時点で、モータ104の回転をラックアンドピニオン機構105を介してシャフト103を直線駆動させて、治療用超音波振動子20をリニア走査する。このとき、治療用超音波振動子20の軸方向への移動量を変換部106,小型エンコーダ107で読み取ると共に、前記観察用電子リニア型振動子アレイ101の超音波断層画像と検出した移動量とを元にして、モータ104の回転量を調節し、治療用超音波振動子20の軸方向への移動量を数値的に制御することによって、移動量を適宜調整して、治療用超音波振動子20から出射される超音波を治療部位に効率良く集束することができる。その他の作用は前記実施の形態と同様である。
このように、治療用超音波振動子の軸方向への移動量を変換部を介してエンコーダで読み取ることによって、治療用超音波振動子から出射される超音波の治療部位への集束精度を向上させることができる。その他の効果は前記第1実施の形態と同様である。
なお、治療用超音波振動子の移動量を検出するエンコーダは、先端部のみに配設するように構成されるものではなく、先端部及び手元側部の両方、或は、手元側部のみに設けるように構成しても良い。
図17ないし図19は本発明の第7実施の形態に係り、図17は超音波プローブ2Fの先端部の概略構成を示す図、図18は回転検出部の構成を示す拡大図、図19は回転検出部の回路図である。
図17に示すように超音波プローブ2Gの先端部14には前記第1実施の形態と同様に、治療用超音波振動子20及び観察用超音波振動子24は、固定部材20a,24aに各々固定して設けられ、図示しないモータの回転をフレキシブルシャフト22a,22bに伝達してメカニカルラジアル走査可能な構成となっている。そして、前記治療用超音波振動子20を回転させるフレキシブルシャフト22aに後述する回転検出部111を設けている。
図18に示すように回転検出部111は、治療用超音波振動子20に対して並列にインダクタ112を接続し、このインダクタ112の外側に治療用超音波振動子20の回転に応じてインダクタ112に電磁誘導による起電力が発生させるうに永久磁石113,113′を配設している。治療用超音波振動子20にはフレキシブルシャフト22aの一端が接続され、このフレキシブルシャフト22aの他端は図示しない駆動ユニット内のモータの回転軸に連結するようになっている。
また、治療用超音波振動子20及びインダクタ112には同軸ケーブル114が接続され、この同軸ケーブル114がフレキシブルシャフト22aの略中心を挿通して後述する送受信回路に接続するようになっている。
図19に示すように治療用超音波振動子20から延出する同軸ケーブル114はスリップリング115を介して送受信切り換え回路116に接続されている。そして、送受信切り換え回路116は、送受駆動パルスを発生する駆動パルサ回路117,プリアンプ118にそれぞれ接続している。
前記プリアンプ118の出力は、ローパスフィルタ(LPF)119を介してコンパレータ120に供給され、このコンパレータ120の出力がエンコーダ121に供給される。エンコーダ121の出力は、駆動パルサ回路117の制御回路122に供給されるようになっている。
上述のように構成した超音波治療診断システムでは、挿入部先端部14を前記第1実施の形態と同様に処置部近傍まで挿入後、観察用超音波振動子24で目的患部の横方向の観察を行う。そして、前記観察用超音波振動子24からの超音波断層画像及び回転検出部111からの検出振動(治療用超音波振動子20の回転によって発生する電極誘導で発生する振動)を読み取り、治療用超音波の集束位置を決定して、位置補正が必要な場合には検出信号を元にモータで治療用超音波振動子20を回転させ、適宜な位置となるように位置補正を行う。その後、治療用超音波振動子20から超音波を処置部に照射して治療処置が行なえるようになっている。
このように、治療用超音波振動子の近傍にその挿入軸方向に対して直角方向の移動量を読み取る検出部を設けることにより、前記第6実施の形態と同様に、治療部位への超音波の集束度を向上させることができる。
図20は本発明の第8実施の形態に係る治療用超音波振動子のリニア走査を示す説明図である。
本発明は前記第6実施の形態の超音波プローブ2Fに設けた治療用超音波振動子20′のリニア走査を手元側に設けたモータ104で行う代わりに、先端部14に設けた静電モータ130で行うようにしたものである。
前記静電モータ130は、ステータ131と、これに対設するロータ132とで構成されており、ステータ131は例えば、シリコン半導体基板133上に二酸化シリコンや窒化シリコンなどで形成した第1の絶縁層134が設けられ、第1の絶縁層134上に第2の絶縁層134′が設けられ、第1の絶縁層134と第2の絶縁層134′との間にアルミニウムなどで形成した複数の電極135を設けて形成されている。
一方、ロータ132は、第1の絶縁層136下に第2の絶縁層136′が固定され、第1の絶縁層136と第2の絶縁層136′との間に複数の電極137を設けている。
そして、前記ステータ131の第2の絶縁層134′と、ロータ132の第2の絶縁層136′とが摺動自在に摺接している。
なお、前記ステータ131に設けられている電極135のピッチは、ロータ132に設けられている電極137のピッチより短く設定しているので、電極に電圧を印加することで、ロータ132はステータ131に対して左右即ち挿入部軸方向に移動するようになっている。また、前記ロータ132にはシャフト103が接続されている。その他の構成は前記第6実施の形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
上述のように構成した超音波治療診断システムでは、挿入部先端部14を前記第1実施の形態と同様に処置部近傍まで挿入後、処置部が定まった時点で、静電モータ130の電極135に電圧を印加し、シャフト103を直線駆動させて、治療用超音波振動子20′をリニア走査する。このとき、治療用超音波振動子20′の軸方向への移動量を変換部106,小型エンコーダ107で読み取ると共に、前記観察用電子リニア型振動子アレイ101の超音波断層画像と検出した移動量とを元にして、治療用超音波振動子20′の軸方向への移動量を数値的に制御することによって、移動量を適宜調整して、治療用超音波振動子20′から出射される超音波を治療部位に効率良く集束することができる。その他の作用は前記第6実施の形態と同様である。
このように、前記第6実施の形態と同様に治療用超音波振動子の移動量をエンコーダで読み取るため、治療部位への超音波集束精度が向上するばかりでなく、先端アクチュエータにより治療用振動子が駆動するため、術者の操作性が大幅に向上する。
なお、図21及び図22に示すように静電モータ130にシャフト138の一端を接続し、このシャフト138の他端を治療用超音波振動子139aを固定したドラム139に固定して、静電モータ130の直線運動により、治療用超音波振動子139aをセクタ走査させるようにしても良い。このとき、ドラム139の近傍にエンコーダ107を接続すれば、ドラム139の移動量を検出することによって治療用超音波振動子139aの位置を正確に把握することができるので、治療部位への超音波の集束精度が向上する。
図23は本発明の第9実施の形態に係る治療用超音波振動子の概略構成を示す説明図である。
図に示すように治療用超音波振動子140は、一定の曲率で構成された複数の治療用超音波振動子141a,141a,141a...からなるフェーズドアレイを挿入軸に対して先端側から順次で配列させて形成したものであり、各々の治療用超音波振動子141a,,141a,141a...から延出するリード線142が手元側の図示しない制御部に接続されている。
上述のように構成された治療用超音波振動子140は、一定の曲率の治療用超音波振動子141a,141a,141a...を複数配設して形成されているので、Y方向の集束位置は曲率によって一義的に決定する。そして、図示しない手元側の制御部からリード線142を介して印加する電圧を制御することによって、XZ方向の集束位置が所望の位置となるようになっている。
このように、フェーズドアレイを用いて治療用超音波振動子を形成することによって、印加する電圧を制御することによって、超音波集束位置を制御して超音波の集束精度を向上させることができる。
なお、前記軸方向に配列されたの一定の曲率のフェーズドアレイ141aの代わりに図24に示すような円形型のアニュラ振動子141bを中心側から順次配列して、挿入軸方向に対して直角方向の超音波の集束制御を行うようにしてもよい。また、図示しない厚みが連続的に変化する単板出射面振動子で集束点深さ制御を行うようにしても良い。
図25ないし図28は本発明の第10実施の形態に係り、図25は超音波プローブ2Gの先端部の概略構成を示す図、図26は治療用超音波振動子の集束点を調整する状態を示す図、図27は治療用超音波振動子の概略構成を示す平面,背面及び側面図、図28は超音波プローブ2Gの全体構成の概略を示す図である。
図25に示すように超音波観測手段18である診断用超音波振動子24は、固定部材24aに固定されており、この固定部材24aに一端を固定した回転自在な回転シャフト151によりラジアルスキャン可能となっている。
一方、図25及び図27に示すように超音波治療手段17は、複数の治療用超音波振動子152,152,152...をシリコン,ウレタンなど弾性板153上に配設して形成している。この弾性板153の一端部は、内視鏡先端部154に固定され、他端部はガイド部材155に固定されている。
図26に示すように前記ガイド部材155は、内視鏡先端部154に形成した溝部154aに摺動自在に配設されている。なお、ガイド部材155は、このガイド部材155に接続したワイヤ156を押し引きして溝部154aを軸方向に摺動させることによって、弾性板153を所定の曲率で撓ませて超音波の処置部に対する集束点を集束点Aや集束点A′のように変化させることができるようになっている。
そして、前記弾性板153の裏面にはこの弾性板153の撓み量を検出するためのひずみセンサ157が設けられている。
図27及び図29に示すように前記弾性板153の治療用超音波振動子152,152,152...は電極158a,158bを介してリード線159と接続され、手元側の操作部8に導出している。また、ひずみセンサ157の両端は、電極161a,161bを介してリード線160と接続され、手元側の操作部8に導出している。
なお、前記図25に示すように内視鏡の先端部には管路162に連通するバルーン33aが設けられている。
上述のように構成した超音波診断治療システム1は、図28に示すように超音波プローブ2Gに配設したCCDなどの画像素子32bでとらえた光学像をビデオプロセッサ163を介してTVモニタ164に映し出す一方、超音波観測手段18で送受した電気信号を超音波画像用プロセッサ165を介してTVモニタ166に超音波診断画像として映し出すようになっている。
そして、複数の治療用超音波波振動子152を弾性板153に固定して構成した超音波治療手段17は、振動子駆動回路167に接続され、この弾性板153の裏面に配設されたひずみセンサ157はひずみ量検出部168,集束点検出部169,及び超音波画像用プロセッサ165にそれぞれ接続して、弾性板153の撓み量をひずみセンサ157でとらえ、このひずみ量から超音波の集束点位置を演算してTVモニタ166に表示することができるようになっている。
このため、先端部に配設したバルーン33aを膨張させた後、TVモニタ166を観察しながらワイヤ156を押し引きして、弾性板153を湾曲させることによって、ひずみセンサ157が弾性板153の撓み量を検出し、ひずみ量検出部168及び集束点検出部169で演算した超音波集束点をTVモニタ166上で確認しながら適宜な位置になるように調整する。
このように、超音波治療手段である治療用超音波振動子を湾曲自在な弾性板に配設して構成したことにより、ワイヤを押し引きして弾性板の湾曲率を変化させることにより、超音波集束点位置を移動することができる。
また、弾性板に取り付けたひずみセンサによって治療用超音波振動子を取り付けた弾性板の撓み量を演算で求め、超音波集束点をTVモニタ上に表示して、作業性を大幅に向上させることができる。
図29ないし図31は本発明の第11実施の形態に係り、図29は治療用超音波振動子の集束点調整手段を示す図、図30は集束点調整手段の圧電アクチュエータの動作を説明する図、図31は圧電アクチュエータに負荷する電圧パターンを示す図である。
図29に示すように本実施の形態においては前記第10実施の形態の複数の超音波治療用振動子152を配設した弾性板153をワイヤ156の押し引き動作で撓ませて湾曲率を変化させる代わりに、内視鏡先端に配設した圧電アクチュエータ170で行なうようにしたものである。この圧電アクチュエータ170は、本出願人が特願平5―44140号に提案しているものであり、移動体171及び積層圧電素子172から構成されており、図31の(a)に示すような電圧パターンをa、b、cや同図(b)に示すような電圧パターンをd、eと変化させることにより、図30に示すように積層圧電素子172が電圧パターンに対応して伸縮して移動体171を軸方向に移動させて、弾性板の湾曲率を変化させるようになっている。その他の構成及び作用は前記第9実施の形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
このように、治療用超音波振動子を固定している湾曲板の湾曲率を変化させる際、、圧電アクチュエータを駆動する電圧を印加するだけで、弾性板を所望の量だけ撓ませて、超音波集束点を容易に変化させることができる。その他の効果は前述の実施の形態と同様である。
図32は本発明の第12実施の形態に係る超音波プローブ2Hの先端部の概略構成を示す図である。
本実施の形態においては、超音波プローブ2Hの先端部14にモータ181を内蔵し、このモータ181の回転によって診断用超音波振動子24を回転させてメカニカルラジアル走査可能としている。
また、超音波プローブ2Hの先端部14に曲率がR,R′と異なる、すなわち集束点の異なる2つの治療用超音波振動子182a,182bを予め固定している。その他の構成は前述の実施の形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
このように、診断用超音波振動子に直接モータの回転を伝達して回転させることにより、安定したメカニカルラジアル走査が可能となる。
また、集束点の異なる治療用超音波振動子を配設したことにより、治療処置に対応する集束点を有する治療用超音波振動子を用いることによって的確に処置部の処置治療を行うことができる。その他の作用及び効果は前述の実施の形態と同様である。
さらに、同時に2つの治療用超音波振動子から超音波を照射することで、広範な治療部位を同時に処置治療することができる。
なお、本実施の形態では曲率の異なる治療用超音波振動子を2つ設けるようにしているが、先端部に配設する治療用超音波振動子は、2つに限定されるものではなく、3つ以上の治療用超音波振動子を設けるようにしても良い。
また、図33に示すように前記図32に示した曲率がR,R′と異なる2つの治療用超音波振動子182a,182bを配設する代わりに、平板振動子185a,185b上に曲率がR,R′と異なる音響レンズ186a、186bを設けるようにしても同様の作用及び効果を得ることができる。
さらに、図34及び図35に示すように超音波プローブ2Hの先端部14の内部に観察用超音波振動子24を固定する固定部材24aにフレキシブルシャフト22bを固定してメカニカルラジアル走査可能とする一方、超音波集束点位置を制御するバルーン33aを設けると共に、この超音波プローブ2Hの先端部14に曲率R3 ,R4 の2つの異なる治療用超音波振動子187a,187bを軸方向に摺動自在な摺動ユニット188上に固定している。なお、ワイヤ189を押し引きすることで、摺動ユニット188が内視鏡先端部内の軸方向に摺動させて治療に適した超音波集束点23aを有する治療用超音波振動子を適宜選択することができる。
図36は本発明の第13実施の形態に係り、同図の(a)は超音波プローブ2Iの先端部の概略構成を示す図、同図の(b)は超音波プローブ先端部に着脱自在に設けられる振動子ユニット単体を示す図である。
同図(a)に示すように超音波プローブ2Iの先端部14には曲率R1 の治療用超音波振動子191aを配設した第1の振動子ユニット190aが着脱自在に設けられている。前記振動子ユニット190aの上部には弾性膜192が設けられ、振動子ユニット190a内部には生食水などの充填物193が充填されている。
そして、超音波プローブ本体に内蔵されたリード線194と振動子ユニット190aの電極195とが装着状態で電気的に接続するようになっている。
なお、同図(b)の符号190bは、前記振動子ユニット190aと交換可能な外形形状が第1の振動子ユニット190aと同じな第2の振動子ユニットであり、振動子ユニット内部に曲率R2 の治療用超音波振動子191b、弾性膜192、充填物193を内蔵して超音波の集束点を換えられるようになっている。
体腔内に振動子ユニット190aを配設した超音波プローブ2Iを挿入した後、治療用超音波振動子191aから治療用超音波を処置部に向かって照射する。このとき万一、超音波集束点が合わないようなら、超音波プローブ2Iを一旦、体腔内から抜去して、適切な超音波集束点を有する別の振動子ユニット190bに交換して処置部の治療処置を行うことができる。
このように、曲率の異なる治療用振動子を有する振動子ユニットを形成して、超音波プローブに対して交換可能とすることにより、様々な超音波集束点を有する超音波プローブを提供することができる。
また、振動子ユニットを交換する構成とすることによって先端部の形状を簡略することができることにより、プローブ本体の細径化を図ることができる。
さらに、治療用振動子を交換可能としているため、治療用振動子及び超音波プローブの洗浄,消毒,滅菌を容易に行うことができる。
なお、図37に示すように出射面型超音波振動子191a,191bを配設した振動子ユニット190a,190bの代わりに、平板型振動子197を設け、この平板型振動子197の上部に出射面型音響レンズ198を固定して形成する振動子ユニット199であっても良い。
図38は本発明の第14実施の形態に係り、図38の(a)は本発明の第14実施の形態に係る超音波プローブ2Jの先端部の概略構成を示す図、同図の(b)は音響レンズ厚みを厚くして焦点を変えた状態を示す図、同図の(c)は音響レンズ厚みを薄くして焦点を変えた状態を示す図である。
図の(a)に示すように超音波プローブ2Jの先端部14には、平板の治療用超音波振動子201と、音響レンズ202と、焦点可変用音響レンズ203とが配設されている。
焦点可変用音響レンズ203は、弾性袋体の中に生食水やゲル状物質などが封入されており、この焦点可変用音響レンズ203の端部に接続したワイヤ204を進退させることによって、図(b),図(c)に示すように焦点可変用音響レンズ203の曲率を例えばR5 ,R6 と変化させて、治療用超音波振動子から出射されるの超音波集束点を可変することができるようになっている。その他の構成及び作用効果は前述の実施の形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
ところで、内視鏡像や超音波像,X線像あるいはCT像など様々な像を観察しながら治療処置を施す場合、術者は、それぞれの像が写し出されているモニタ画面に視野を移動して像の観察を行っていた。しかしながら、それぞれの像が写し出されているモニタ画面に視野を移動させて観察させていたのでは瞬時に適切な像を選択することができなかった。そこで、図39ないし図42に示すような像観察手段を設けることによって術者の負担を軽減して瞬時に適切な画像を選択することができる。
ところで、内視鏡像や超音波像,X線像あるいはCT像など様々な像を観察しながら治療処置を施す場合、術者は、それぞれの像が写し出されているモニタ画面に視野を移動して像の観察を行っていた。しかしながら、それぞれの像が写し出されているモニタ画面に視野を移動させて観察させていたのでは瞬時に適切な像を選択することができなかった。そこで、図39ないし図42に示すような像観察手段を設けることによって術者の負担を軽減して瞬時に適切な画像を選択することができる。
図39に示すように像観察手段であるフェイスマウントディスプレイ(以下FMDと記載)301には3次元位置センサ302と、レンズ等の光学部303と、液晶ディスプレイ304などが内蔵されている。そして、このFMD301には画像切換え部305が接続されている。この画像切換え部305に超音波画像用プロセッサ306,ビデオプロセッサ307,CT画像ファイル308,X線画像ファイル309が接続されると共に、3次元位置センサ受信部310,位置演算部311が接続されている。
すなわち、FMD301の液晶ディスプレイ304には画像切換え部305に接続された超音波画像用プロセッサ306,ビデオプロセッサ307,CT画像ファイル308,X線画像ファイル309から超音波像,内視鏡像,CT像,X線像が表示されるようになっている。
図40に示すように例えば、術者Aが患者Bに超音波プローブ2を挿入する場合、まず、図41の(a)に示すように、3次元位置センサ302の初期状態設定後、FMD301を前方・水平方向に向けた状態のとき、内視鏡像312がFMD301の液晶ディスプレイ304に表示され、次に、FMD301を水平方向に対してθz上向きにしたとき、MRI画像313が液晶ディスプレイ304に表示され、FMD301を水平方向に対して−θZ 下向きにしたとき、液晶ディスプレイ304がシースルー状態となって患者を見ることができるように設定する。
次いで、図の(b)に示すようにFMD301を前方方向に対してθxy傾けた状態のとき、FMD301の液晶ディスプレイ304に超音波画像314が表示される。又、FMD301を前方方向に対してθxy傾けた状態でFMD301を水平方向に対してθZ 上向きにしたとき、X線画像315が液晶ディスプレイ304に表示され、FMD301を水平方向に対してθxy傾けた状態でFMD301を水平方向に対して−θZ 下向きにしたとき、FMD301がシースルーと状態となって、患者を見ることができるようにしている。このため、術者は身体の向きを上下左右方向に移動させることによって所望の像を得ることができ、術者の操作性が向上する。
なお、前記図40に示すようにMRI像313,内視鏡像312,X線画像315,超音波画像314を手術室や検査室の大モニターに映し出すようにすれば、複数の術者によって診断を行うことができる。
[付記]
(1)上部消化管,下部消化管,腹腔等の体腔内に挿入可能な細管を備えると共に、超音波を用いて生体の治療を行う超音波治療手段及び超音波を用いて生体の診断を行う超音波観測手段を備えた細管を有する超音波診断治療システムにおいて、前記細管に超音波治療手段から処置部位へ出射する超音波を処置部位の所定位置に集束させる超音波集束点調整手段を設けた超音波診断治療システム。
(1)上部消化管,下部消化管,腹腔等の体腔内に挿入可能な細管を備えると共に、超音波を用いて生体の治療を行う超音波治療手段及び超音波を用いて生体の診断を行う超音波観測手段を備えた細管を有する超音波診断治療システムにおいて、前記細管に超音波治療手段から処置部位へ出射する超音波を処置部位の所定位置に集束させる超音波集束点調整手段を設けた超音波診断治療システム。
(2)前記体腔内に挿入可能な細管が可撓性プローブである付記1記載の超音波診断治療システム。
細管を上部消化管,下部消化管など複雑な湾曲形状の体腔内に挿入を行える。
(3)前記体腔内に挿入可能な細管が硬性プローブである付記1記載の超音波診断治療システム。
(4)前記超音波集束点調整手段がプローブ先端部に配設するバルーンである付記1記載の超音波診断治療システム。
超音波集束点をバルーンの膨張量で調整することによって深さ方向の位置調整を確実に行える。
(5)前記超音波治療手段がメカニカルラジアル走査方式であり、メカニカルラジアル走査で焦点位置制御を行う付記1記載の超音波診断治療システム。
(6)前記超音波治療手段が電子ラジアル走査方式であり、電子ラジアル走査で焦点位置制御を行う付記1記載の超音波診断治療システム。
(7)前記超音波治療手段が電子セクタ走査方式であり、電子セクタ走査で焦点位置制御を行う付記1記載の超音波診断治療システム。
(8)前記超音波治療手段がメカニカルセクタ走査方式であり、メカニカルセクタ走査で焦点位置制御を行う付記1記載の超音波診断治療システム。
(9)前記超音波治療手段がメカニカルリニア走査方式であり、メカニカルリニア走査で焦点位置制御を行う付記1記載の超音波診断治療システム。
(10)前記超音波治療手段が電子リニア走査方式であり、電子リニア走査で焦点位置制御を行う付記1記載の超音波診断治療システム。
(11)前記超音波治療手段を超音波プローブ先端部に設けた小型アクチュエータで少なくともラジアル,リニア,セクタの一方向以上を走査して、焦点位置制御を行う付記1記載の超音波診断治療システム。
(12)前記小型アクチュエータが圧電アクチュエータである付記11記載の超音波診断治療システム。
(13)前記小型アクチュエータが静電アクチュエータである付記11記載の超音波診断治療システム。
(14)前記超音波治療手段がラジアル,リニア,セクタの少なくとも2方式以上を組み合わせて焦点位置制御を行う付記1記載の超音波診断治療システム。
(15)前記超音波治療手段が駆動位相制御可能な振動子であり、焦点位置を制御可能な付記1記載の超音波診断治療システム。
(16)前記超音波治療手段が曲率の異なる複数の音響レンズと超音波振動子との組み合わせによる付記1記載の超音波診断治療システム。
(17)前記超音波治療手段の超音波振動子が超音波本体に対して着脱自在で、交換可能である振動子ユニットである付記1記載の超音波診断治療システム。
(18)前記超音波治療手段が曲率可変の音響レンズである付記1記載の超音波診断治療システム。
(19)前記超音波治療手段が曲率の異なる複数の凹面振動子を組み合わせた付記1記載の超音波診断治療システム。
(20)前記超音波治療手段が平板振動子であり、この平板振動子の放射面に対設させて反射凹面鏡を設けた付記1記載の超音波診断治療システム。
(21)前記超音波治療手段の移動量を検出する移動量検出手段を設けた付記1記載の超音波診断治療システム。
(22)前記移動量検出手段がエンコーダであること付記21記載の超音波診断治療システム。
1…超音波診断治療システム
17…超音波治療手段
18…超音波観測手段
33…超音波集束点調整手段
17…超音波治療手段
18…超音波観測手段
33…超音波集束点調整手段
Claims (1)
- 体腔内に挿入可能な挿入部を備えたプローブと、
前記挿入部に設けられ、極座標的な超音波を出射し、前記体腔内の超音波画像を得るために、前記体腔内から反射される超音波エコーを受信する超音波観測手段と、
前記挿入部に設けられ、収束するように超音波を出射可能な治療用超音波出射手段と、
前記治療用超音波出射手段により収束位置および収束方向の少なくとも一方を可変する第2の可変手段と、
前記治療用超音波出射手段からの収束した超音波を前記患部に対して出射するように前記第2の可変手段を制御する第2の制御手段と、
前記プローブの先端部に設けられ、形状を変位することにより、前記治療用超音波出射手段から治療対象部位である患部までに超音波集束距離を変位せしめることにより、前記超音波観測手段により得られる観察領域を可変可能とする第1の可変手段と、
患部を含む前記観察領域の超音波画像を得るように前記第1の可変手段の形状の変位を制御する第1の制御手段と、
前記第1の制御手段の制御による前記第1の可変手段の変位によって前記超音波集束距離の調整終了後、前記治療用超音波出射手段からの収束した超音波が、前記超音波観測手段により観察される患部を含む観察領域に対して含まれるように、前記第2の制御手段を制御する第3の制御手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断治療システム。
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