JP2002511781A - 医療映像化装置と方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
医療映像化システムが患者に隣接配置可能なビデオ・スクリーンと患者の内部器官の映像を発生する超音波スキャナーとを有している。ビデオ・スクリーンは可撓性の基材上に設けられた可撓性のスクリーンであってもよく、互いに蝶番結合されたパッドまたは板上に配置された複数のスクリーンであってもよい。ビデオ・スクリーンまたは隣接するスクリーン間に孔を設けて、医療器具を患者中に挿入できるようにする。
Description
【発明の詳細な説明】
医療映像化装置と方法発明の背景
この発明は特に医療用として有用な映像化装置またはシステムに関するもので
あり、より詳しくは好ましくは超音波圧力波を利用して患者の内部器官などの対
象の三次元形態を判定する装置またはシステムおよび方法に関するものである。
近年医療コストの高騰が各メディアにおいて関心の的となっている。コンピュ
ーター・トモグラフィー(CAT走査)や磁気反響映像化(MRI)や放射線技
術などが医療設備コスト高騰の主因となっている。高価であるのに加えて、それ
らの装置は大型で重量があり、搬送に適していないのである。
かかる医療コスト高騰の状態にあって診断や医療には体内侵入医療処置が注目
されている。多くの場合末端鏡や腹腔鏡などが従来からの古い診断治療外科技術
を凌ぐようになっている。発明の要約
この発明の目的は、比較的安価でしかも搬送が容易な映像化装置またはシステ
ムを提供すること、にある。
この発明の他の目的は、所謂体内侵入式医療処置中に用いる医療用映像化シス
テムを提供すること、にある。
この発明の他の目的は、低コストでリアルタイム映像化を与える方法を提供す
ること、にある。
このための医療映像化装置は患者に適合可能な可撓性ウェブと、ウェブに取り
付けられた少なくとも1個の電気音響変換器と、変換器に作動接続されて所定の
超音波亜周波数の電気信号で変換器を励動して第1の圧力波を生成するAC電流
源とを含んでなるものである。ウェブには少なくとも1個の音響電気変換器が取
り付けられており、分析要素がこの音響電気変換器に作動接続されており、第1
の圧力波に反応して患者の内部器官において生成された第2の圧力波に反応して
音響電気変換器により信号を分析して、器官の三次元形態を判定する。ウェブに
は少なくとも1個の孔が形成されており、これを通って医療器具が患者中に挿入
されて、その先端は患者内に位置されるが医療器具のキャリアーは患者の皮膚に
隣接配置される。
またこの発明の医療処置実施方法は医療器具と患者に適合する可撓性ウェブを
利用するものである。ウェブには少なくとも1個の電気音響変換器と少なくとも
1個の音響電気変換器とが取り付けられている。このウェブは患者の皮膚に対し
て圧力波送信接触状態に隣接配置される。医療器具の先端は患者の内部に挿入さ
れ、その先端は患者内にウェブは皮膚に隣接位置される。ついで電気音響変換器
を所定の超音波周波数の電気信号で励動して、第1の圧力波を生成する。第1の
圧力波に反応して器官および医療器具先端において生成された第2の圧力波に反
応して音響電気変換器により発生された信号は自動的に分析されて、器官の三次
元形態と器官に対する医療器具先端の位置とが判定され、それにより医療器具が
リアルタイムで操作されて、選択された器官に医療処置が施される。
超音波的に引き出された内部器官の映像を使って種々の医療処置を実施するこ
とができる。例えば医療診断や医療処置のために肝臓や腎臓や肺の生検および腹
腔鏡や排液管やカテーテルなどの管状医療器具の配置が可能である。
ウェブに複数の電気音響変換器が所定の列状に取り付けられている場合には、
それらの変換器を所定の順序で励動することもできる。ウェブに複数の音響電気
変換器が所定の列状に取り付けられている場合には、これらの変換器から所定の
順序で信号を受信することもできる。
またこの発明の医療映像化装置は流体充填房室を画定する容器アセンブリーを
有している。この容器アセンブリーは患者に適合する可撓性のパネルを具えてお
り、さらに房室と作動接続された少なくとも1個の電気音響変換器を有していて
、房室内の流体中に圧力波を生成する。変換器にはAC電流源が作動接続されて
いて、所定の超音波周波数の電気信号で変換器を励動して、流体中に第1の圧力
波を生成する。容器アセンブリーはさらに房室と作動接続された少なくとも1個
の音響電気変換器が設けられており、流体中の圧力波を検知する。この変換器に
は分析要素が作動接続されていて、第1の圧力波に反応して内部器官において生
成されて流体中を送信された第2の圧力波に反応して分析要素により発生された
信
号を分析して器官の三次元形態を判定する。
またこの発明の方法は、医療器具と患者に適合する可撓性の壁を具えた容器ア
センブリーとを、使用する。容器アセンブリーは少なくとも1個の電気音響変換
器と流体房室と作動接続された少なくとも1個の音響電気変換器とを有しており
、いずれも流体中の超音波を発生しかつ検知する。医療器具の先端が患者内に挿
入されて、流体房室は患者の皮膚に隣接配置される。所定の超音波周波数の電気
信号により音響電気変換器が励動されると、流体中に第1の圧力波が生成され、
患者にも送信される。第1の圧力波に反応して患者の器官と医療器具の先端とに
生成された第2の圧力波に反応して音響電気変換器により発生された信号は自動
的に分析されて、器官の三次元形態と医療器具の先端位置とが判定され、器官の
選択された部位にリアルタイムで医療処置を施すことができる。
この発明の基本的な実施例においては、スキャナーは超音波圧力波を利用して
器官映像が構成されている三次元形態データを集める。該スキャナーは少なくと
も1個の電気音響変換器と、変換器に作動接続されて所定の超音波周波数の電気
信号で変換器を励動して第1の圧力波を生成するAC電流発生器と、少なくとも
1個の音響電気変換器とを有している。音響電気変換器には分析コンピューター
が作動接続されていて、第1の圧力波に反応して対象において生成された第2の
圧力波に反応して音響電気変換器により発生される信号を分析して、対象の三次
元形態を判定する。
この発明の映像化装置は特に医療診断や治療に用いると有利である。基材また
は1個以上のビデオ・スクリーンを具えた基材が患者の身体の選択された部位に
重複するように対面離間配置される。ついでスキャナーが作動して1以上のビデ
オ信号を発生してビデオ・スクリーンに送信する。これらのビデオ信号は患者の
内部器官を符号化したものである。ビデオ・スクリーンは好ましくは映像を再生
して、スクリーン上に表示された映像が実際の対応する器官と実質的に重複する
ようにする。多くの用途において、使用者は皮膚を通して下側の選択された器官
、組織を観察できる。
この発明の医療方法においては映像化装置を用いるもので、該装置はコネクタ
ーにより相互に締結された複数の平らな基材を有している。各基材はビデオ・ス
クリーンとそれに作動接続されたスキャナーとを有している。該基材は患者の身
体部位に適合するように配置されて、ビデオ・スクリーンは身体部位に対して離
間対面する。爾後スキャナーが作動してビデオ・スクリーンに器官の映像を符号
化したビデオ信号を与える。図面の簡単な説明
図1はこの発明の超音波映像化装置を組み入れた医療診断システムのブロック線
図であり、
図2は該システムの一動作を示すフローチャートであり、
図3はその他の動作を示すフローチャートであり、
図4は他の医療診断システムのブロック線図であり、
図5は該システムに用いるモジュールのブロック線図であり、
図6はコンピューター化されたスライド・スキャン・システムのブロック線図で
あり、
図7は診断パラメーターの測定装置のブロック線図であり、
図8は超音響映像装置の線図であり、
図9は図8の装置の変形を示す線図であり、
図10は超音響映像式映像化装置のブロック線図であり、
図11はその変形を示すブロック線図であり、
図12は超音響映像式映像化装置の一使用態様を示す斜視図であり、
図13は超音響映像式映像化装置の他の使用態様を示す斜視図であり
図14は超音響映像式映像化装置の他の実施例を示す斜視図であり、
図15はセンサー・ベストの一例を示す斜視図であり、
図16は超音波診断映像化装置の一例を示す斜視図であり、
図17は超音波診断映像化装置の一使用態様を示す斜視図であり、
図18は超音波診断映像化装置の他の使用態様を示す斜視図であり、
図19は超音波診断映像化装置の他の実施例を示す斜視図であり、
図20はこの発明の超音波映像システムの一部ブロック斜視図であり、
図21は該システムの一使用態様を示す斜視図であり、
図22A、22Bは超音波映像システムの他の使用態様を示す斜視図であり、
図23Aは超音波映像システムの他の使用態様を示す斜視図であり、
図23Bは超音波映像システムの他の使用態様を示す斜視図であり、
図24は超音波映像システムの他の使用態様を示す斜視図であり、
図25は超音波映像システムの他の実施例を示す斜視図であり、
図26は超音波映像システムの他の使用態様を示す斜視図であり、
図27Aはビデオ・スクリーン表示の前面図であり、
図27Bは他のビデオ・スクリーン表示の前面図であり、
図28は超音波映像システムの他の実施例を示す斜視図である。好ましき実施例の記載
この発明は医療診断および治療に利用される超音響映像化システムに関するも
のである。その全体構成を図8以下および図20以下などに示して説明する。該
システム中で特に映像を呈するための部分はスキャナー42および映像発生装置
78a、78b、78iである。また超音響映像化システムの診断および治療分
野での使用例は図12、13などに示されている。
図1に示すように医療診断システムは生化学または生理生体学的なパラメータ
ーをモニター測定するモニター測定装置20を有している。モニター測定装置2
0は患者に隣接配置されて患者の状態に付いての個人化された医療データを収集
する。モニター測定装置20は電気的な温度計、電気的な血圧計、心肺機能装置
、ドップラー調査装置、EEG機械、EKG機械、圧力測定装置またはそれらの
組合せであってもよい。
モニター測定装置20はデジタイザー22に接続されており、デジタイザーは
通常アナログタイプの信号を符号化された二進法パルスに変換して、結果として
選られるデジタル測定信号をコンピューター24に送信する。デジタイザー22
は図示しないケース(モニター測定装置20の全ての部品を収容する)に組み込
んでもよい。またモニター測定装置20と一体構造としてもよい。
コンピューター24はキーボード26から指令と追加的な入力を受ける。キー
ボード26はコンピューター24に患者を識別する情報(例えば年齢、性別、体
重、病歴、現症状など)を供給するのに用いられる。勿論過去の医療履歴なども
この情報に含まれる。
コンピューター24はまた外部メモリー28と出力装置30(プリンター、モ
ニターなど)にも接続されている。メモリー28は多数の医療データを記憶して
おり、これをモニター測定装置20により検知することができる。
図2に示すように、モニター測定装置20はステップ32において所定の生化
学的または生理生態学的なパラメーターの強度を検知する。ステップ34におい
てデジタイザー22は検知された強度を予設定デジタル・フォーマットに変換し
、ステップ36においてデジタル信号をコンピューター24に送信する。コンピ
ューター24はステップ38において作動されて、モニター測定装置20からの
デジタル信号をメモリー28に記憶されたデータと比較し、患者の状態について
の診断を引き出す。この診断はステップ40において出力装置30により使用者
から患者へと通信される。
モニター測定装置20が複数の異なる変数により特徴付けられた生理生態学的
な機能(例えば患者の身体上の異なる部位での電位)を測定したときは(EEG
、EKG、EMG)、これらの変数はコンピューター24により1以上のパラメ
ーター(例えば周波数パケット)に分割される。これらの予設定されたパラメー
ターの測定値は28に記憶されたパラメーター領域と、パラメーターのタイプや
患者の種類などについて、比較される。測定値が予期された領域内に入るならば
、メモリー28は出力装置30を介して「正常であること」を通信する。測定値
が予期された領域内から外れるならば、医療状態の診断がプリントアウトされる
。
さらに図1において、システムにはスキャナー42が設けられており、可視読
み取りできる患者の器官部分の映像を電気的に符号化された形で発生する。スキ
ャナー42はMRI装置、CATスキャナー、X腺機械、超音響映像装置または
拡大光学系などを具えた(または具えない)ビデオ・カメラなどでもよい。ビデ
オ・カメラは患者の身体部分の映像を得るために用いられる。
スキャナー42はインターフェイス44を介してコンピューター24に接続さ
れている。
図3に示すようにスキャナー42はステップ46において組織または器官の映
像を得る。ステップ48において、スキャナー42またはインターフェイス44
により、映像はデジタル化され、ステップ50においてコンピューター24に送
信される。コンピューター24はステップ52において作動されて、スキャナー
42からの映像を分析して、所定のパラメーターのために特定の値を判定する。
例えばスキャナー42が皮膚病診断用のビデオ・カメラである場合には、患者の
皮膚表面の映像がコンピューター24により分析されて、異常な状態で覆われた
皮膚の割合、各潰瘍のサイズの範囲、色変化の範囲などのパラメーターを引き出
す。
スキャナー42から送信された電気的に符号化された映像からコンピューター
24により算出された予設定されたパラメーターの値はコンピューター24によ
りメモリー28に記憶されている所定のパラメーター範囲と比較される。例えば
妊娠している女性の胎児が生理生態学的に走査される場合には、胎児の肢体の長
さが互いに比較されて、母体と胎児に関する種々の値やその範囲が出産のために
メモリー28に記憶される。いずれかの肢体がないまたは異常長さである場合に
は、可能な変形診断がプリント・アウトされる。胎児の内部器官も同様にスキャ
ナー42とコンピューター24とにより検査される。妊娠がもっと進むと、鼓動
の速度などの胎児の身体的な機能がモニターされて、異常な状態の有無がチェッ
クされる。
スキャナー42からの映像についてコンピューター24により行われる分析は
走査されている患者の身体の領域により一部左右される。女性の胸や人の皮質が
腫瘍の成長についてモニターされている場合には、コンピューター24はプログ
ラムされて組織の映像を異なる構造の領域に分割する。異なる構造の領域はサイ
ズや形態や位置などについてパラメーター化され、引き出されたデータはメモリ
ー28中の値と比較されて、腫瘍の存在が判定される。さらに追加的な分析が行
われて、器官本体の存在を示す映像中の腺が検知される。
同様な分析によりスライド上で組織標本を評価できる。例えば組織標本を器官
の壁からスライスすれば、種々の倍率で構造と組織の走査が行われる。高倍率で
はこのような構造と腺の分析により血液中の微生物を検知できる。
メモリー28は異なる病気に関連する全ての映像を記憶することもできる。例
えば、スキャナー42がビデオ・カメラの形で与えられる場合には、メモリーは
皮膚の状態を記憶できる。図3のステップ54においてコンピューター24は患
者の皮膚の映像をメモリー28中に記憶した映像と比較する。これには例えば、
現在の映像を記憶された映像と重複するいくつかの映像に種々の倍率で分ける。
スキャナー42がMRI装置、CATスキャナーまたは以下に記載する超音響
映像スキャナーである場合には、メモリー28に記憶される映像は内部器官の構
造である。ステップ54(図3)においては、コンピューター24は器官の映像
をメモリー28中の器官映像と比較する。コンピューター24はMRI装置また
はCATスキャナーからの映像をいくつかのサブ領域に区分けし、これらを記憶
されている映像と種々の倍率で比較する。
最終ステップ40(図3)においてコンピューター24はその診断評価の結果
を患者に通信する。
図4に示すように、医療診断システムは複数の遠隔自動化診断ステーション6
0a、60bを有しており、これらは中央コンピューター64に電気通信リンク
62a、62bにより接続されている。これに代えて各診断ステーション60a
、60bは図4に示すような形であってもよく、それぞれデジタイザー出力ユニ
ット70a、70b、...70nを介して局地的コンピューター68に作動接続
されたモニター測定装置66a、66b、...66nを有している。
コンピューター68はキーボード72から指令とデータとを受けて、モニター
74またはプリンター76を介して診断結果を通信する。図1のモニター測定装
置20について説明したように、各モニター測定装置66a、66b、...66
nは患者に隣接配置されて患者の状態についての医療データを収集する。モニタ
ー測定装置66a、66b、...66nは電気的温度計、電気的血圧計、肺機能
装置、ドップラー検査装置、EEG機械、EKG機械、EMG機械、圧力測定器
などであってもよい。
デジタイザー70a、70b、...70nは通常アナログ・タイプの信号を符
号化二進数パルスに変換し、選られたデジタル測定信号をコンピューター68に
送信する。デジタイザー70a、70b、...70nはモニター測定装置66a
、66b、...66nの全ての部品を収容するケースに組み込んでもよい。
キーボード72はコンピューター68に患者を識別する情報(例えば年齢、性
別、体重、病歴および現症状など)を供給するのに用いられる。
複数の診断映像発生装置またはスキャナー78a、78b、...78iが電気
通信リンク80a、80b、...80iを介してコンピューター64に接続され
ている。各スキャナー78a、78b、...78iは患者の器官の可視映像を電
気的に符号化された形で発生する。スキャナー78a、78b、...78iはM
RI装置、CATスキャナー、X線機械、超音響映像装置、拡大光学機構付きの
(なしの)ビデオ・カメラなどであってもよい。
映像を記憶するに必要な膨大なデータの故に、コンピューター64は中央記憶
情報処理施設84のメモリー・バンク82に接続されている。患者の診断状態は
コンピューター64単独またはコンピューター24またはコンピューター68と
協働して処理してもよい。
図5に示すようにコンピューター24、コンピューター68は二進法ビット8
6の第1のストリングを含むデータパケットまたはモジュールで情報をコンピュ
ーター64に送信する。該情報は送信ステーション60a、60bを示し、第2
のビット・ストリング88は患者を識別し、ビット群90は送信されるパラメー
ターを指定し、ビット群92はパラメーターの測定値を符号化し、ビット・セッ
ト94は患者上の側定点を識別し、ビット・セット96は測定の時間とデータと
を搬送する。必要に応じてさらなるビットを加えてもよい。
図6に示すように、コンピューター化されたスライド走査システムはスライド
・キャリアー100と該キャリアーに機械的にリンクされたスライド位置決め装
置102とを有しており、位置決め装置102はコンピューター104により判
定された経路に沿ってキャリアーを移動させる。コンピューター104は供給ア
センブリー106に接続され、このアセンブリーは一連のスライド(図示せず)
をキャリアー100に引き渡し走査後にスライドを除く。
コンピューター104は光学システム108に接続されていて、連続するスラ
イド走査相間において拡大力を変更する。光学システム108から発した光はコ
ンピューター104に接続されてデジタル化ビデオ映像を供給する充電結合装置
(CCD)110上に焦点される。
コンピューター104はCCD110からのデジタル化情報について線および
構造分析を行い、異なる器官の構造と微生物との存在を判定する。異なる構造化
領域はサイズ、形態および位置に関してパラメーター化され、引き出されたパラ
メーターはメモリー中の値と比較されて、微細構造を判定する。構造と線との走
査は種々の倍率で繰り返される。
コンピューター104はキーボード112、プリンター114およびモデム1
6に接続されている。モデム116はコンピューター104をコンピューターの
ような遠隔データ処理ユニットに接続する電気通信リンクの一部をなしている。
スキャナー42は図6のコンピューター化されたスライド走査システムであっ
てもよい。
図7に示すように診断パラメーターを測定して測定値を電話ラインに送信する
装置はモニター測定装置118を有しており、これは例えば電気的温度計、電気
的血圧計、肺機能装置、ドップラー検査装置、EEG機械、EKG機械、EMG
機械または圧力測定器などであってもよい。モニター測定装置118は出力側に
おいてデジタイザー120に接続され、デジタイザーは変調器122に接続され
ている。変調器122は周波数発生器124からの搬送周波数を変調して、増幅
器128を介して変調信号を電気音響変換器126に送信する。変換器126は
取付け要素130により電話機に着脱可能に取り付けられていて、圧力波信号を
発生し、これがマイクロフォンにより変換されて電気信号となり、電話ラインに
送られる。変換器126は省略して、変調器122を直接電話ラインに接続して
もよい。
図7のシステムにより、特殊化された医療データが直接電話ラインを経て中央
コンピューター(例えばコンピューター64)に送信されて、そこで患者の診断
評価に利用される。
モニター測定装置118はステレオスコープやCCDなどの医療設備を含んで
いる。
図8に示すのは超音響映像発生装置であって、図1または図4の医療診断シス
テムに使うことができる。可撓性のウェブ132が複数の圧電気電気音響変換器
134を実質的に方形列状態に支持している。変換器はそれぞれスイッチ回路1
38を介して超音波信号発生器136に接続でき、スイッチ回路138は制御ユ
ニット140に作動されて、超音波適に走査された患者の身体領域に応じて、変
換器134を所定の順序で信号発生器136に接続する。
ウェブ132は多数の音響電気センサー142を実質的に方形列状態に支持し
ている。センサー142は制御ユニット140により作動されるスイッチ回路1
44に接続されている。スイッチ回路144の出力側は増幅器148を介して音
または圧力分析器146に接続されている。
ウェブ132は患者の走査されるべき身体部分に巻き付けるか載置される。爾
後制御ユニット140が信号発生器136を励動スイッチ回路138を作動して
、変換器134を所定の順序で励動する。励動される変換器またはその組合せに
応じて、制御ユニット140はスイッチ回路144を作動して、所定の順序のセ
ンサー142を圧力波分析器146に接続する。分析器146と制御ユニット1
40とはセンサー142からの三次元形態を判定すべく機能する。
制御ユニット140は超音波信号発生器136に接続されて、発生される信号
の周波数を変化させる。
図9に示すウェブ150は制限された個数の電気音響変換器152とセンサー
154とを、一般にウェブ132と同じ個数および配置で、有している。
ウェブ132または150は実質的には図示よりも小さくて、対応する個数の
変換器134と152およびセンサー142と154とを有している。患者の胴
体や腕に巻き付けるだけ大きなシートの代わりに、ウェブ132または150は
スリップ状でもよく、使用中に周期的に患者の身体上で所定の異なる位置に動か
される。制御ユニット140と圧力波分析器146とはプログラムされて、ウェ
ブが近接する身体部位において得られたデータから内部器官構造を検知する。
図10に示す超音響映像装置の変化実施例は医療器具を患者に挿入することを
含む診断または治療処置に使用される。制御ユニット156は制御ユニット14
0の作動を行うものであって、出力側をビデオ・モニター158に接続されてい
る。図12、13において説明するように、ビデオ・モニター158からのフィ
ードバック信号に応じて医療専門家は医療器具の先端を患者に挿入する。
図10に示すようにAC電流または超音波信号発生器160はスイッチ回路1
62を介して異なる圧電気タイプの電気音響変換器164に接続されている。変
換器162が可撓性のウェブ166に取り付けられており、このウェブが圧電気
タイプの音響電気変換器168を列状態に支持している。
ウェブは患者の皮膚に隣接配置されるときにはウェブ166と皮膚との間に流
体層を介在させると、ウェブから患者へおよびその逆の超音波送信が促進される
。変換器162が励動されると、超音波圧力波が患者の内部器官から反射されて
、変換器168により検知される。反射された圧力波に反応して変換器168に
より発生された電気信号はスイッチ回路170を介して制御ユニット156に供
給される。
図8の制御ユニット140について述べたように、制御ユニット156はスイ
ッチ回路162、170を制御して変換器164を所定の順序で励動し、所定の
順序で変換器168を制御ユニット156中の超音波周波数分析器172に結合
する。これらの順序はモニターされる患者の部位に応じて定められる。
分析器172の他にも、制御ユニット156は映像セレクター174とフィル
タ・ステージ176とを有している。映像セレクター174は入力側において分
析器172に出力側においてビデオ・モニター158に作動接続されており、分
析器172により検知された多くの映像のうちからひとつの映像を表示のために
選択する。映像セレクター174にはキーボードなどからの入力端178を設け
てもよく、これにより使用者は所望の映像を選択できる。例えば医療処置のため
に患者に医療器具を挿入している間、使用者は種々の角度から順次映像を選んで
、医療器具の先端と患者の器官との間の最適な空間的関係を認識することができ
る。
フィルタ・ステージ176は分析器172とビデオ・モニター158とに作動
接続されて、表示された映像から選択された器官を除去する。フィルタ・ステー
ジ176にはキーボードなどからの入力端180が設けられていて、これにより
使用者は表示された映像から除去する器官を選択できる。一例を挙げると、血管
中を移動する血液を除去して、モニター158上に血管壁を可視表示できる。こ
の除去はドップラー検知などの従来の手法により容易に実施できる。
フィルタ・ステージ176は選択された器官を強調する機能を具えてもよい。
上記したパターン認識技術は選択された器官を支持するのに用いられる。この強
調には例えば色彩、クロス・ハッチングおよびアウトラインなどの手法が用いら
れる。
さらに図10において、制御ユニット156は出力側においてフレーム・グラ
バー182に作動接続されており、プリンター184においてコピーを再生する
ための特定の器官を選択する。さらに電気通信リンク80a、80b、...80
iに関して上記したように、超音波的に引き出されたリアルタイム情報はモジュ
レーター186により搬送波上に符号化され、無線送信器188により遠隔地に
送られる。
図11に示す実施例にあっては、図10の制御ユニット156を特別にプログ
ラムされた汎用目的型デジタル・コンピューター190の形で与えたものである
。マルチ・プレクサー192が各音響電気変換器168からの信号を所定の相関
順序でアナログ/デジタル変換器194にリレーするものであり、該変換器の出
力はコンピューター190のサンプリング回路198によりメモリー196に記
憶される。
コンピューター190のモジュール200はメモリー196からデジタル信号
を受けかつ処理して、患者の器官の寸法的な構造を判定する。この三次元構造デ
ータは視野選択モジュール202に送られて、モニター158に二次元映像を引
き出す。フィルタ・モジュール204がモニター158上の映像から選択された
器官を除去する。サンプリング回路198、波形分析モジュール200、視野選
択モジュール202とフィルタ・モジュール204とはコンピューター190の
プログラム変形汎用デジタル回路を構成する。
図12に示す可撓性超音波センサー・ウェブ206は複数の孔208を具えて
いる。ウェブ206を患者Pの皮膚と圧力波送信接触状態にすると、腹腔鏡など
の外科用具210、212などの長い医療器具が孔208を通って挿入されて、
患者の内部器官に対して外科処置を行う。この処置はコンピューター190など
により判定された器官に対する医療器具の先端の映像を見ながら行われる。
一般的にモニター158上の映像は医療器具の挿入可視されて、医療器具の適
切な操作が実施される。モニター158上のビデオ映像はまた腹腔鏡の器官に対
する処置を適切に実施するのにも可視される。厳密に言うと腹腔鏡は器官構造の
継続した映像と医療器具の先端の映像とを与えるものではないから、腹腔鏡処置
とは言えない。
腹腔鏡に代えて超音波ウェブ206を用いることにより、数多くの利点がある
。同じ数の医療器具を用いるのに患者の体内に形成する孔が少なくて済む。腹腔
鏡の場合の単一映像に比べて器官の遥かに多数の映像が得られる。特にウェブ2
06を患者の周りに伸ばすと、腹腔鏡を挿入できないような患者の下側の部分の
視野も得られるのである。
ウェブ206はカテーテルなどの管状の医療器具を挿入するのにも用いられ、
体液を患者該に排出する。これらの管状医療器具は孔208を通って挿入され、
この間モニター158により直接にリアルタイムの観察が行える。
またウェブ206は診断検査にも用いられる。特に生検具214を孔208を
通して挿入して、胸、肝臓、腎臓などの生検を行う。
図13に示すように可撓性超音波センサー・ウェブ216を用いて可撓性の端
末鏡のような用具218を用いて診断または治療処置を行う。用具218は操縦
制御器220を具えていて、用具の端末222の方向を変えることができる。ま
た用具218にはイリガント源(irrigant source)226に接
続されたポート224と吸引源218に接続されたポート228が設けられてい
る。また用具218には生検チャンネルが形成されており、これを通して外科用
具230などが挿入される。
用具218は従来の端末鏡に比べて顕著に簡単であり、患者中にエネルギーを
送り込んだり映像形成のための光ファイバーなどを必要としない。代りに患者の
内部器官の可視化はモニター158、制御ユニット156またはコンピューター
190などにより行われる。ウェブ216が患者に巻き付けられると、用具21
8の末端222のみでなく、映像は種々の角度で得られる。
視野選択器174と器官フィルタ・ステージ176または視野選択モジュール
202およびフィルタ・モジュール204はさらに内部器官の可視化を容易とす
ることができる。器官の除去や強調に加えて、ズーム能力も具えることができる
。拡大ファクターは映像化の解像度によってのみ制約され、この解像度は超音波
圧力波の周波数により一部左右されるものである。
図14、15において、超音波センサー・ウェブ232は衣服状である。セン
サー・ベスト232は孔234、236、首開口部238およびファスナー24
0などが形成され、患者はこれを着用することができる。センサー・ベスト23
2にはさらに複数の長い房室242を有しており、これらは流体を導入すること
により膨張して、患者の体表面に適合する。これによりベストは患者と接触して
、変換器244と患者間での超音波圧力波の送信が可能となる。図14には上記
のコンピューター246、ビデオ・モニター248およびプリンター250など
が示されている。
ベスト232は容器アセンブリーと考えてもよく、流体を絨毬下房室242を
有し、その内面壁は患者に適合するものである。
図16において超音波映像化装置の容器アセンブリー302は実質的に剛性の
板304を有しており、これが可撓性のバッグ306に取り付けられている。こ
のバッグ306には流体が充填されていて、容器アセンブリー302が患者が患
者上に載置されたとき、図17に示すように患者に適合すべく充分な可撓性を具
えている。アセンブリー302を患者上に載置する前に流体を患者上に施しても
よい。
板304には多数の超音波圧力波発生検知器308が設けられている。この発
生検知器308はコンピューター190と同様な構造およびプログラムのコンピ
ューター310に接続されており、順次発生器を励動するとともに順次検知器サ
ンプリングを行う。コンピューター310はモニター312に接続されていて、
患者の内部器官を表示する。コンピューター310は種々の角度からつぎつぎと
器官を表示できるものである。
図18に示す超音波映像化装置は診断検査と外科処置とに使用されるものであ
る。この装置は容器アセンブリー314を有しており、その流体充填バッグ31
6は患者を受ける。バッグ316は可撓性の上壁318を具えており、バッグを
患者に当てるとこれが変形して患者に適合する。バッグ316は2以上の部分に
おいて実質的に剛性のパネル320、322により支持されている。これらのパ
ネルはバッグと一体でも別体でもよい。これらと底パネル324には超音波発生
検知器が設けられていて、コンピューター326(前記のコンピューター190
と同様な)に接続されている。またコンピューター326はモニター328に接
続されて、患者の器官の映像を表示する。このコンピューターは映像を種々の角
度から次々と表示できる。
さらに図18に示すように発生器検知器には底パネル324とバッグ316と
の間に別体のキャリアーが設けられている。
図19に示すように超音波映像化装置はウェブ132、150、206などと
同様な可撓性のシート332を使用している。このシートはコンピューター32
6に作動接続されて、超音波的に引き出された器官の位置および構造データをコ
ンピューター326に与えてモニター328上に表示する。シートを使用するこ
とにより、患者に対して360度の円弧で映像化装置を位置させることができ、
これにより映像の生成を容易とする。シートがウェブ206状であるときには、
孔を設けて、それを通して医療器具を患者内に導入できる。
接触面はできれば流体で湿らせて、圧力波の送信を容易とするのが望ましい。
図20において、ビデオ・モニター158または328はウェブに取り付けた
可撓性のビデオ・スクリーン層であってもよい。この変形により医療処置上非常
に有利となる。ウェブは患者の選択された身体部位に適合配置されて、該部位に
離間対面するようにする。
図20の映像化装置は可撓性のウェブ350を具えており、これが複数の圧電
型電気音響変換器352と複数の圧電型音響電気変換器354とを支持している
。可撓性のビデオ・スクリーン356はキャリアーに同面延在状態に取り付けら
れて平列状に配置された複数のレーザー・ダイオードを有しており、これらのダ
イオードはキャリアーに取り付けられたカバーで保護されている。励動要素がダ
イオードに作動接続されていて、入力されたビデオ信号に応じてダイオードを励
動して、信号中の映像を再生する。ビデオ・モニター中において、ダイオードは
種々の周波数領域に変更されて、着色映像を再生する。カバーはまたダイオード
による光を分散させてより連続的な映像を与える。
ウェブ350とスクリーン356とは超音波ビデオ・カバー358を有してお
り、これが図10、11に示された構成と一緒に用いられる。両図において同じ
参照番号を用いる。
電気音響変換器352はACまたは超音波信号発生器160に接続されており
、異なる周波数の作動接続信号を受信する。該発生器は異なる周波数を生成し、
これらが各電気音響変換器352にスイッチ回路162を介して送られる。異な
る超音波周波数の圧力波は異なる浸透深さと解像度とを有しており、コンピュー
ター360により多量の情報を与える。これは特殊にプログラムされたデジタル
・コンピューターであって、機能モジュールとしてはデジタル処理回路が用いら
れ、これがプログラムされた指令に基づいて作動する。
マルチプレクサー192は変換器354からの信号を所定の相関順序でアナロ
グ/デジタル変換器194にリレーし、その出力はサンプリング回路198によ
りメモリー196に記憶される。波形分析モジュール200はメモリー196か
らのデジタル・データを回収処理して、患者の器官の三次元構造を判定する。こ
の三次元構造データは視野選択モジュール202に送られて、そこで引き出され
た二次元映像がビデオ・スクリーン256に表示される。フィルタ・モジュール
204は選ばれた期間をスクリーン上の映像から除去する。サンプリング回路1
98、波形分析器200、視野選択モジュール202およびフィルタ・モジュー
ル204はコンピューター360のプログラム変更デジタル回路を構成する。
コンピューター360は器官強調器362や重複モジュール364などの機能
モジュールをも含んでいる。強調器362は器官フィルター176その他に述べ
たことと同じ機能を果たす。すなわち異なる色彩またはクロス・ハッチングを与
えて、選択された映像を強調する。器官フィルター204が1以上の選択された
器官を映像を符号化した電気信号から除いた後、強調器362には映像を向上さ
せるいくつかの作動を行う。
重複モジュール364は文字などのシンボルをスクリーン356上の映像に挿
入するものであり、そのようなシンボルとは例えば判定モジュール368による
自動診断に反応してメッセージ発生モジュール366の生成する警告信号などで
ある。モジュール368は波形分析器200からの映像処理情報を受けて、メモ
リー370と協働して形態認識の比較を行い、いずれかの器官が異常構造を有し
ているか否かを判定する。異常構造の検知は、器官を除去したり、期間や組織を
強調したり、映像にアルファベットを重複したりすることにより、処置者に提供
される。したがってメッセージ発生器366は器官フィルター204や器官強調
器362や重複モジュール364に接続されてもよい。異常な構造の通信はプリ
ンター372によりメッセージをプリントしてもよく、スピーチ合成回路374
とスピーカ376とにより可聴メッセージを生成してもよい。
波形分析モジュール200から引き出された三次元構造情報は変調器378と
送信器380を介して電気通信リンクに送信されてもよい。送信された情報は遠
隔地またはコンピューターで処理されて、診断結果を発生する。この診断結果は
電気信号中に符合化されて、遠隔地から受信機382に送信され、これに付設さ
れているメッセージ発生モジュール366が診断結果を通信できる。
コンピューター360は出力側においてビデオ信号発生器384に接続されて
いて、これが縦横シンボルを挿入しからビデオ・スクリーン356に送信して、
器官の映像を表示する。
図21は図20の超音波映像化装置を用いた腹腔鏡的腎臓摘出処置のステップ
を示したもので、カバー358は患者の腹の上に皮膚と圧力波送信状態接触配置
される。皮膚は流体で湿らせると圧力波の送信が容易となる。外科用具210、
212はカバー358の開口部386を通って挿入され、患者に外科処置を施す
。患者の器官に対する用具先端のリアルタイム映像を見ることにより処置は容易
となる。用具の挿入中スクリーン356を見て、用具の操作を適正なものとする
。
図21に示すように嚢は他の器官に対して強調され、1以上のそれらの器官は
器官フィルター204により完全に除去される。コンピューター360はキーボ
ードまたはモジュール202、204、362などに作動接続された音声認識回
路388により表示態様を指示されて作業を行う。使用者はコンピューターに選
択された器官に関する質問に答えるように指示する。
一般的に異なる器官の映像は実際の器官と重複するようにビデオ・スクリーン
356上に表示される。このためにマーカー390、392、394が患者の適
宜な身体部位上に載置される。これらのマーカーは、超音波波分析により容易に
検知されるような、形状と材料からなり、コンピューター360に基準フレーム
を与えて、スクリーン上の器官映像の実際の器官との重複を容易とする。この間
視野セレクター202を用いて映像と器官との相対位置を調整し、施される外科
処置を容易とする。超音波映像化装置はその他の処置にも使用できる。
図22Aにおいてビデオ・スクリーンとコンピューター398を伴なったカバ
ー396は肩SHに適合する形態を具えている。このカバーは可撓性なので、肩
が動くとそれに伴なって変形する。また記憶機能を有していて、肩から外すと元
の形態に戻る。さらにカバーの可撓性の故に肩の運動中リアルタイムでビデオ映
像を表示できる。これにより関節の診断が容易となる。
図23Aに示す超音波ビデオ・カフ400はコンピューター402を具えてお
り、図23Bに示すように膝KNに対して圧力波送信状態に添着できる。このカ
フは膝に適合してその運動中膝に沿う。膝の運動中その関節患者はカフ上に映像
化され、処置者は膝の運動中その構造と機能とを観察できる。
ビデオ・スクリーン356は立体的映像を与えるレンズ状のビデオ表示器であ
ってもよい。超音波プロセッサー、すなわちコンピューター190または360
は該表示器上に内部器官の三次元映像を表示するべく作動する。表示機356に
よる映像が立体状なので、外科処置中に医療器具を操作し易いのである。
カバー中の電気音響変換器134、164、352は治療モードで用いて、凝
血塊を解除することができる。カバーは患者の関連する身体部位に巻かれて、電
気音響変換器が目的の血管などを囲繞するようにする。まず走査して凝血塊の位
置を判定し、ついで電気音響変換器を励動して凝血塊の位置に浸透するに適した
周波数の超音波圧力波が生成される。充分に多数の変換器が圧力波を凝血塊の位
置に送信するので、凝血塊は破壊されてその位置から追われる。凝血塊より下流
側の血管内にフィルタ・バスケットを設けて、塞栓が危険な脳や肺に大きな凝血
塊が流れるのを防止するのが望ましい。
以上言及したモニターとビデオ・スクリーンには両凸状のレンズ列を設けて、
ビデオ信号が与えられたときに三次元映像を与えるようにしてもよい。そのよう
な信号は波形分析コンピューター190などにより発生され、視野選択モジュー
ル202を適当にプログラムして、適当な距離を置いて離間する2個の有利な点
を選択する。両凸状レンズ・ビデオ表示器はアメリカ特許第4214257およ
び第4164748号などに開示されている。
この発明の著音波映像化装置、システムはロボット外科処置にも使用すること
ができ、処置者は患者から離間位置する。遠隔制御によるロボット外科処置につ
いてはアメリカ特許第5217003および第5217453号に開示されてい
る。遠隔地に送信されたビデオ信号は超音波の分析により発生される。
この発明の超音波映像化装置およびシステムはその他にも例えばアメリカ特許
第5305748および第5482041号に開示された診断処置装置などにも
使用できる。それらに開示されている電磁波発生器やセンサーをこの発明のカバ
ーに組み込むことができる。
図24に示すように、平らなフィルム基材404、基材上に設けられた実質的
に平らなビデオ・スクリーン406および基材に連結された可撓性のバッグ40
8が設けられている。バッグは水やゲルのような流体を含んでおり、著音波周波
数の圧力波を送信でき、かつ基材のビデオ・スクリーンとは反対側に配置される
。スキャナー410は超音波波形発生器412と信号プロセッサー414とを有
しており、プロセッサーはビデオ・スクリーンに作動接続されてビデオ信号を与
える。バッグと基材とビデオ・スクリーンとを患者に対設すると、ビデオ信号は
患者の器官の映像を符号化する。腹SH、心臓HT、肺LG、小腸SE、大腸L
Eなどの患者の内部器官の映像が実際の器官に重複する位置でスクリーン上に表
示される。
図25、26に示す映像化装置の可撓性のバッグ416は水などの流体を含ん
でいる。複数の実質的に剛性のパッド418はそれぞれバッグの上面に取り付け
られた平らなビデオ・スクリーン420を具えている。このバッグはスクリーン
とともにパッドを互いに可動状態に取り付け、患者の身体の湾曲に応じてビデオ
・スクリーンの配列または相対角度を調節できるようにする。スキャナー422
は超音波波形発生器424とビデオ・スクリーンに作動接続された超音波信号プ
ロセッサー426とを有している。バッグその他416、418、420を患者
上に載置すると、ビデオ信号は患者の器官の映像を符号化する。図27Aに示す
ようにスクリーン420上のビデオ映像は、スクリーンの位置と配列により左右
される対象の視野角度を別とすれば、実質的に同じである。これに代えて拡大視
野においては、対象器官の単一の映像が表示され、各スクリーン420は対象の
部分のみを表示する。これらの表示をビデオ・スクリーン420上に与える技
術は公知である。
スキャナー410、422は超音波スキャナーであり、それぞれバッグ408
、416に沿って列状に配置された複数の電気音響変換器と複数の音響電気変換
器とを有しており、超音波圧力波はバッグ中の流体媒体を通って電気音響変換器
から音響電気変換器へと移動する。プロセッサー414、426は入力した超音
波デジタルセンサー信号(患者中の種々の組織から反射され他圧力波に反応して
生成される)を分析し、器官の三次元形態を判定する。
好ましくはマーカーを身体の特定部位に載置して、表示された組織の映像と実
際の組織の整列を容易とする。これらのマーカーはコンピューター426により
容易に認識されて基準フレームを画定し、それにより患者の組織に対する多数の
ビデオ・スクリーン420の位置と配列とを検知できる。これにより選択された
身体部位がビデオ・スクリーン420上に表示される。マーカーを用いることに
より、スクリーンの位置と配列とに応じて単一の器官の種々の角度からの映像を
スクリーンに表示できる。
プロセッサー414、426はモジュール362(典型的にはプログラム化汎
用コンピューター回路)を有しており、これが患者の選択された器官を強調する
。この強調に際しては選択された対象の色彩や強度を他の表示映像とは変更して
やり、表示された映像中で両者の間にコントラストを与えるのである。強度変更
には他の部分を黒化したり白化して、選択された部分のみがビデオ・スクリーン
上に表示されるようにする。
図24、26の映像化装置には音声認識回路388とプロセッサー414、4
26に作動接続されたスピーチ剛性回路374とを具えてもよく、その利点は前
記したところである。プロセッサー414、426はできればプログラム化して
、パターン認識に基づいた自動診断を行えるようにしてもよく、スピーチ剛性回
路374によりその結果が使用者に送信される。
図26、27の映像化装置には好ましくはビデオ・スクリーン420間に複数
の孔428を形成して、これらを通して管状のカニューレ430を患者の腹壁内
に挿入する。腹腔鉗子などの医療器具432を孔428を通して挿入して、ビデ
オ・スクリーン420により直接観察しながら、所定の処置を行う。医療器具の
先端は映像化システムの視野内の部位に挿入される。このように孔を用いること
により図20、21について記載したと同様な効果が得られる。
1個のバッグ416の代わりに流体媒体を充填した複数のバッグを用いてもよ
く、これらを通って超音波圧力波が送信される。各パッド418とそのビデオ・
スクリーンとはバッグに取り付けてもよい。医療器具挿入用の孔は隣接するバッ
グ間の隙間や空間により自然に形成してもよい。隣接するビデオ・スクリーン間
に別体の結合要素を配して連続構造として、隣接するビデオ・スクリーン間の可
撓性を制約することもできる。
さらに送信器380と受信器382とを設けて、スキャナー410、422お
よびプロセッサー414、426および長距離電気通信リンクに作動接続する。
遠隔地のビデオ・モニターに送信された映像データにより、遠隔地の処置者は患
者の内部器官を観察でき、該処置者は長距離電気通信リンクを使って患者をロボ
ット処置することもできる。
映像化装置を肢体または関節の診断または処置に用いる場合には、基材418
とビデオ・スクリーン420とは二次元形態を具えて、対象との適合を容易とす
る。映像化装置を侵入的な外科処置に用いるのを容易にするには、上に得られる
映像を立体化するとよい。これにより医療器具の先端が容易に所望の内部器官に
係合することができる。すなわち映像化装置は患者に立体映像を与える要素を含
んでおり、スキャナーは該要素を連動して立体的映像を生成する手段を具えてい
る。
この発明においては以上の説明に加えて当業者推考可能な範囲で種々の変更を
加えることができる。例えば従来からのウインドウ技術を使って単一の上に複数
の映像を与えて、各ウインドウが異なる視野角度で対象を表示するようにしても
よい。
また各ウインドウが異なる内部器官を表示するようにしてもよく、この場合フ
ァントム画法によって器官を表示することもできる。勿論これらの技法は単一の
みならず複数のビデオ・スクリーンにも採用できる。一方のスクリーンに器官を
、他方のスクリーンにその関連情報(診断情報など)を表示するようにもできる
。
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フロントページの続き
(31)優先権主張番号 08/950,849
(32)優先日 平成9年10月15日(1997.10.15)
(33)優先権主張国 米国(US)
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE),AU,CA,J
P
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.患者と圧力波送信状態に接触可能に配置されるキャリアと、 キャリアに取り付けられた少なくとも1個の電気音響変換器と、 変換器に作動接続されて予設定周波数の電気信号で変換器を励動して第1の圧力 波を生成するAC電流発生器と、 キャリアーに取り付けられた少なくとも1個の音響電気変換器と、 音響電気変換器に取り付けられた分析手段とを含んでなり、 上記のキャリアーには医療器具の通過のための孔が設けられていて、これにより 医療器具の先端が患者内に位置するとともに、キャリアーが患者の皮膚に隣接し て配置され、かつ 上記の分析手段が第1の圧力波に反応して患者の内部器官に生成された第2の圧 力波に反応して音響電気変換器が発生した信号を分析することにより器官の三次 元形態を判定する ことを特徴とする医療システム。 2.さらにビデオ・モニターが設けられていて、分析手段に接続されて器官の映 像を表示する ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 3.さらに視野セレクターが設けられていて、分析手段とビデオ・モニターとに 作動接続されて、器官の複数の映像からひとつの映像を選択する ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。 4.分析手段とビデオ・モニターとに接続されたフィルタ・ステージが設けられ ており、映像から選択された器官を除く ことを特徴とする請求項2に記載のシステム。 5.キャリアーが所定の列状態で取り付けられた複数の電気音響変換器を有して おり、これらの変換器を所定の順序で励動する励動手段が設けられている ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 6.キャリアーが所定の列状態で取り付けられた複数の音響電気変換器を有して おり、これらの変換器から所定の順序で信号を受信する受信手段が設けられてい る ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 7.キャリアーが流体を保持する房室を少なくとも1個有しており、電気音響変 換器と音響電気変換器とがこの房室と圧力波通信状態に連通しており、これによ り圧力波が電気音響変換器から患者にまた患者から音響電気変換器に送信される ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 8.キャリアーが衣服形状の可撓性ウェブである ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 9患者と圧力波送信状接触に配置された医療器具とキャリアーとを用意し、 キャリアーを患者の皮膚に隣接して配置して、皮膚と音響または圧力波送信状態 に接触させ、 爾後所定の超音波周波数の信号により電気音響変換器を励動して、第1の圧力波 を生成し、 医療器具の先端を患者中に挿入して、先端を患者中に位置させるとともに、キャ リアーを皮膚に隣接して配置し、 第1の圧力波に反応して患者の内部器官と医療器具の先端とに生成された第2の 圧力波に反応して音響電気変換器により発生された信号を分析して、器官の三次 元形態と器官に対する医療器具の先端の位置とを判定し、これにより医療器具を リアル・タイムで操作して選択された器官に医療処置を施す ことを含んでなり、かつ 上記のキャリアーが少なくとも1個の電気音響変換器と少なくとも1個の音響電 気変換器とを有している 医療処置を行う方法。 10.キャリアーが少なくとも1個の孔を有しており、医療器具を挿入するに際 しては、この孔に医療器具の先端を通す ことを特徴とする請求項9に記載の方法。 11.医療器具が生検具、排水具、管、カテーテルおよび腹腔鏡具からなる群か ら選ばれる ことを特徴とする請求項10に記載の方法。 12.さらに音響電気変換器により発生された信号の分析に反応して器官の印刷 映像を発生する ことを特徴とする請求項9に記載の方法。 13.器官の三次元形態を符号化した追加の信号を発生して、この追加の信号を 遠隔地に無線送信する ことを特徴とする請求項9に記載の方法。 14.患者に適合する可撓性壁を具えた流体充填容器と、 容器と作動接触して容器内の流体中に圧力波を発生する少なくとも1個の電気音 響変換器と、 変換器に作動接続され、予設定超音波周波数の電気信号により変換器を励動して 、容器中の流体に第1の圧力波を生成するAC電流発生器と、 容器に作動接触して、容器中の流体を通る圧力波を受信検知する少なくとも1個 の音響電気変換器と、 第1の圧力波に反応して器官において生成されかつ容器中の流体から音響電気変 換器に送信される第2の圧力波に反応して音響電気変換器により発生される信号 を分析して器官の三次元形態を判定するために音響電気変換器に作動接続された 分析手段と を含んでなる医療システム。 15.容器がアセンブリーの一部であり、該アセンブリーが容器を囲繞する複数 の実質的に剛性のパネルを有しており、これにより容器と患者とが囲繞される ことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 16.パネルがU型のホルダーを画定しており、容器が該ホルダー内に配置され ている ことを特徴とする請求項15に記載のシステム。 17.電気音響変換器と音響電気変換器との少なくとも1個がいずれかのパネル 上に取り付けられている ことを特徴とする請求項15に記載のシステム。 18.容器がアセンブリーの一部であり、該アセンブリーが実質的に剛性のパネ ルを有しており、電気音響変換器と音響電気変換器との少なくとも1個がいずれ かのパネル上に取り付けられている ことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 19.さらに分析手段に接続されたビデオ・モニターが設けられていて、器官映 像を表示する ことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 20.分析手段とビデオ・モニターとに作動接続されて視野セレクターが設けら れており、器官の複数の映像から前記の映像を選択する ことを特徴とする請求項19に記載のシステム。 21.分析手段とビデオ・モニターとに作動接続されてフィルタ・ステージが設 けられており、前記の映像から選択された器官を除く ことを特徴とする請求項19に記載のシステム。 22.容器が所定の列状態に配置された複数の電気音響変換器と作動接触してお り、所定の順序で電気音響変換器を励動する励動手段が設けられている ことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 23.容器が所定の列状態に配置された複数の音響電気変換器と作動接触してお り、所定の順序で音響電気変換器を励動する励動手段が設けられている ことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 24.流体充填房室を画定する可撓性壁を有した容器アセンブリーと、 容器アセンブリーに取り付けられて、患者中と流体中に圧力波を発生する少なく とも1個の電気音響変換器と、 変換器に作動接続されて、所定の超音波周波数の電気信号により変換器を励動し て、患者中と流体中とに第1の圧力波を生成するAC電源と、 容器アセンブリーに取り付けられて、患者の内部器官により反射された圧力波を 受信検知する少なくとも1個の音響電気変換器と、 患者の器官分析手段から反射された圧力波と第1の圧力波に反応して医療器具の 先端に生成された圧力波とに反応して電気音響変換器により発生された信号を分 析して、器官の三次元形態と医療器具の先端の位置とを判定するために、電気音 響変換器に作動接続された分析手段と を含んでなり、かつ 容器アセンブリーの可撓性壁が患者に対して適合しかつ圧力波送信関係に配置さ れていてパネルを有しており、 該パネルには複数の孔が設けられていて医療器具の通過を可能とし、これにより 医療器具の先端は患者中に位置し、患者は房室と圧力波送信状態接触している ことを特徴とする医療処置システム。 25.分析手段に接続されたビデオ・モニターが設けられていて、器官の映像を 表示する ことを特徴とする請求項24に記載のシステム。 26.分析手段に作動接続された視野セレクターが設けられていて、器官の複数 の映像から前記の映像を選択する ことを特徴とする請求項25に記載のシステム。 27.分析手段とビデオ・モニターに作動接続されたフィルタが設けられていて 、映像から選択された器官を除く ことを特徴とする請求項25に記載のシステム。 28.容器アセンブリーが所定の列状態に配置された複数の電気音響変換器を有 していて、これらの変換器を所定の順序で励動する励動手段が設けられている ことを特徴とする請求項24に記載のシステム。 29.容器アセンブリーが複数の音響電気変換器を有していて、これらの変換器 を所定の順序で励動する励動手段が設けられている ことを特徴とする請求項24に記載のシステム。 30.医療器具と房室を画定する可撓性の壁を有する容器アセンブリーとを準備 し、 容器アセンブリーと患者とを近接配置して、可撓性の壁が患者の皮膚表面に実質 的に適合して皮膚表面と房室中の流体との間に音響または圧力波送信関係を可能 とし、 容器アセンブリーと患者との近接配置後、所定超音波周波数の電気信号で電気音 響変換器を励動して、流体と患者中に第1の圧力波を生成し、 医療器具の先端を患者中に挿入して、該先端は患者中に可撓性の壁は皮膚表面に 近接して実質的に適合配置し、 第1の圧力波に反応して患者の内部器官と医療器具の先端とに生成された第2の 圧力波に反応して音響電気変換器により発生された信号を自動的に分析して、器 官の三次元形態と器官に対する医療器具先端の位置とを判定して、医療器具をリ アルタイム操作して、選択されて流体を経て音響電気変換器に送信された器官の ひとつに医療処置を施す ことを含んでなり、かつ 可撓性の壁が患者中に圧力波送信関係で適合しており、容器アセンブリーが房室 と作動接触した少なくとも1個の電気音響変換器を有していて患者中および流体 中に圧力波を発生し、容器アセンブリーが房室と作動接触する少なくとも1個の 音響電気変換器を有していて、患者中および流体中の圧力波を検知する ことを特徴とする医療措置を行う方法。 31.容器アセンブリーが患者上に配置されかつ複数の孔を有するカバーを有し ており、 医療器具の挿入に際して、医療器具の先端を孔のひとつに通す ことを特徴とする請求項30に記載の方法。 32.医療器具が生検具、排水具、管、カテーテルおよび腹腔鏡具からなる群か ら選ばれる ことを特徴とする請求項31に記載の方法。 33.容器アセンブリーが所定の列状態に配置された複数の電気音響変換器を有 しており、所定の順序で変換器を励動する励動手段が設けられている ことを特徴とする請求項30に記載の方法。 34.容器アセンブリーが所定の列状態に配置された複数の音響電気変換器を有 しており、所定の順序で変換器を励動する励動手段が設けられている ことを特徴とする請求項30に記載の方法。 35.さらに音響電気変換器により発生された信号の分析に反応して、器官と医 療器具の先端のビデオ映像を発生する ことを特徴とする請求項30に記載の方法。 36.可撓性の基材と、 基材上に配置された可撓性ビデオ・スクリーンと、 ビデオ・スクリーンに作動接続されて、基材近くに位置する対象の映像を符号化 したビデオ信号を与えるスキャナーと を含んでなる映像装置。 37.スキャナーが分析要素を有しており、この要素がスキャナー・センサー信 号を分析して、対象の三次元形態を判定する ことを特徴とする請求項36に記載の装置。 38.分析要素が選択された対象の形態を強調する手段を有している ことを特徴とする請求項37に記載の装置。 39.明るくする手段がビデオ映像強度を変化させる手段を有している ことを特徴とする請求項38に記載の装置。 40.さらに分析要素には音声認識回路が作動接続されている ことを特徴とする請求項37に記載の装置。 41.さらに分析要素にはスピーチ合成回路が接続されている ことを特徴とする請求項37に記載の装置。 42.分析要素がスキャナー・センサー信号に部分的に基づいて自動診断を行う 手段を有している ことを特徴とする請求項37に記載の装置。 43.基材とビデオ・スクリーンとが相互に整列された孔を有しており、これに より医療器具が基材とビデオ・スクリーンとを通過できる ことを特徴とする請求項37に記載の装置。 44.分析手段を含むスキャナーを長距離電気通信リンクに作動接続するトラン シーバ・インターフェイスが設けられている ことを特徴とする請求項37に記載の装置。 45.スキャナーが映像セレクターを含んでおり、このセレクターが分析手段と ビデオ・スクリーンとに作動接続されている ことを特徴とする請求項37に記載の装置。 46.さらにフィルタ・ステージが分析手段とビデオ・スクリーンとに作動接続 されて、映像から選択された対象を除く ことを特徴とする請求項37に記載の装置。 47.スキャナーが 少なくとも1個の電気音響変換器と、 変換器に作動接続されて、所定の超音波周波数の電気信号で変換器を励動して、 第1の圧力波を生成するAC電流発生器と、 少なくとも1個の音響電気変換器と、 第1の圧力波に反応して対象において生成された第2の圧力波に反応して音響電 気変換器により発生された信号を分析して、対象の三次元形態を判定するべく、 音響電気変換器に作動接続された分析要素とを 含んでなることを特徴とする請求項36に記載の装置。 48.少なくとも1個の変換器が基材に取り付けられている ことを特徴とする請求項47に記載の装置。 49.電気音響変換器がそれぞれ他とは異なる周波数で圧力波を発生することの できる複数の電気音響変換器のうちのひとつであり、 AC電流発生器が電気音響変換器に作動接続されて、異なる予設定超音波周波数 の電気信号で電気音響変換器を励動して、それぞれの周波数領域の第1の圧力波 を生成し、 音響電気変換器が複数の異なる周波数領域中の圧力波を検知することのできる複 数の音響電気変換器のひとつである ことを特徴とする請求項47に記載の装置。 50.基材とビデオ・スクリーンとが部分的に人間の肢に適合する形態を有して いる ことを特徴とする請求項36に記載の装置。 51.基材とビデオ・スクリーンとが複層毛布を含んでおり、これが医療器具の 通過を可能とする複数の孔を具えている ことを特徴とする請求項36に記載の装置。 52.ビデオ・スクリーンが看者に立体映像を与える要素を有しており、 スキャナーが該要素を励動して立体映像を生成する手段を有している ことを特徴とする請求項36に記載の装置。 53.基材が所定の列状態で配置された複数の電気音響変換器を有しており、 スキャナーが所定の順序でこれらの電気音響変換器を励動する励動手段を有して いる ことを特徴とする請求項36に記載の装置。 54.基材が所定の列状態で配置された複数の音響電気変換器を有しており、 スキャナーが所定の順序でこれらの音響電気変換器を励動する励動手段を有して いる ことを特徴とする請求項36に記載の装置。 55.可撓性の基材と基材上に配置されたビデオ・スクリーンとビデオ・スクリ ーンに作動接続されたスキャナーとを有した映像化装置を用意し、 基材とビデオ・スクリーンとを患者の身体上に実質的に適合するように配置して 、ビデオ・スクリーンが身体から離間対面するようにし、 スキャナーを作動させてビデオ・スクリーンに患者の内部器官の映像を符号化し たビデオ信号を与える 医療方法。 56.ビデオ・スクリーンを作動させて映像を再生させ、ビデオ・スクリーン上 における器官の表示が患者の対応する実際の組織に実質的に重なるようにする ことを特徴とする請求項55に記載の方法。 57.患者上にマーカーを載置して映像の再生を促進し、ビデオ・スクリーン上 における器官の表示が患者の対応する実際の組織に実質的に重なるようにする ことを特徴とする請求項56に記載の方法。 58.ビデオ映像を与えるべくスキャナーを作動させるに際して、スキャナー・ センサー信号を自動的に分析して、器官の三次元形態を判定する ことを特徴とする請求項55に記載の方法。 59.基材とビデオ・スクリーンとが複数の互いに整列した孔を有しており、医 療器具を用意して、 いずれかの孔を通して医療器具の先端を患者中に挿入し、 患者の外側から医療器具を操作して患者の少なくとも1個の組織に医療処置を施 し、この操作中ビデオ・スクリーン上に映像を提供する ことを特徴とする請求項55に記載の方法。 60.超音波スキャナーを用いて患者の望ましくない物質が寄留する内部組織を 発見し、 該組織を含む患者の部分を可撓性のウェブで圧力波送信接触状態に包んで、 ウェブに取り付けられた複数の電気音響変換器を電気的に励動して、組織に浸透 する超音波圧力波を生成し、 組織への該圧力波の集中により望ましくない物質を破壊する ことを含んでなる医療処置方法。 61.電気音響変換器が電気信号により励動され、該電気信号が電気音響変換器 から素子に浸透するべく選択された周波数を有している ことを特徴とする請求項60に記載の方法。 62.薄いビデオ・スクリーンを用意し、 選択された患者の内部組織に重なるようにビデオ・スクリーンを患者に隣接配置 し、 ビデオ・スクリーンに作動接続された超音波スキャナーを作動させて、選択され た組織の映像を符号化したビデオ信号を与え、 ビデオ信号に反応してビデオ・スクリーンを作動させて映像を再生し、ビデオ・ スクリーン上に表示された器官の映像が対応する組織に実質的に重なるようにす る ことを含んでなる医療映像化方法。 63.ビデオ・スクリーンがスキャナーの超音波変換器を含んだ基材に接続され ていて、 この基材を患者と作動折衝状態に配置して、変換器と患者の選択された内部組織 間での超音波圧力波の送信を可能とする ことを特徴とする請求項62に記載の方法。 64.スキャナーを作動させるに際して、スキャナー・センサー信号を自動的に 分析して、器官の三次元形態を判定する ことを特徴とする請求項62に記載の方法。 65.ビデオ・スクリーンと、 ビデオ・スクリーンに接続されて、器官の映像がビデオ・スクリーン上の器官に 実質的に重なる位置に現れるように、ビデオ・スクリーンを患者に対して近接配 置する位置決め要素と、 器官の映像を符号化したビデオ信号を与えるべくビデオ・スクリーンに作動接続 された超音波スキャナーと を含んでなる映像化装置。 66.位置決め手段が可撓性の基材を有しており、ビデオ・スクリーンが可撓性 でかつ基材上に取り付けられている ことを特徴とする請求項65に記載の装置。 67.スキャナーが分析要素を有していて、これがスキャナー・センサー信号を 分析して、対象の三次元形態を判定する ことを特徴とする請求項65に記載の装置。 68.複数の実質的に平らな基材と、 基材を相互に接続して、基材が相互に変化する角度で展開できるようにする少な くとも1個の接続要素と、 少なくとも1個が各基材に指示された複数のビデオ・スクリーンと、 ビデオ・スクリーンに作動接続されて各基材の近くに位置する対象の映像を符号 化したビデオ信号を与えるスキャナーと を含んでなる映像化装置。 69.スキャナーが分析要素を有しており、これがスキャナー・センサー信号を 分析して対象の三次元形態を判定する ことを特徴とする請求項68に記載の装置。 70.医療器具の通過のために、基材間の空間中に複数の孔が形成されている ことを特徴とする請求項69に記載の装置。 71.トランシーバ・インターフェースが設けられていて、分析要素を含むスキ ャナーを長距離電気通信リンクに作動接続する ことを特徴とする請求項69に記載の装置。 72.スキャナーが分析手段とビデオ・スクリーンとに作動接続された視野セレ クターを有していて、対象の複数の映像中からひとつの映像を選択する ことを特徴とする請求項69に記載の装置。 73.分析手段とビデオ・スクリーンとに作動接続されたフィルタ・ステージが 設けられており、映像から選択された対象を除く ことを特徴とする請求項69に記載の装置。 74.スキャナーが 少なくとも1個の電気音響変換器と、 変換器に作動接続されて、所定の超音波周波数の電気信号で変換器を励動して第 1の圧力波を生成するAC電流発生器と、 少なくとも1個の音響電気変換器と、 音響電気変換器に作動接続され、第1の圧力波に反応して対象に生成された第2 の圧力波に反応して音響電気変換器により発生された信号を分析して対象の三次 元形態を判定する分析要素と を含んでなる ことを特徴とする請求項68に記載の装置。 75.少なくとも1個の変換器が少なくとも間接的に基材に取り付けられている ことを特徴とする請求項74に記載の装置。 76.スキャナーが基材に取り付けられて流体状物質を収容した可撓性のバッグ を有していて、超音波圧力波が電気音響変換器から流体状物質を通って音響電気 変換器に移動する ことを特徴とする請求項75に記載の装置。 77.電気音響変換器が複数の電気音響変換器のひとつであり、各変換器は他の 変換器の周波数領域とは異なる周波数領域の圧力波を発生することが可能であり 、AC発生器は電気音響変換器に作動接続されて異なる所定の超音波周波数の電 気信号で変換器を励動して、それぞれの周波数領域中の第1の圧力波を生成し、 音響電気変換器が複数の音響電気変換器のひとつであり、各変換器は複数の異な る周波数領域中の圧力波を検知することが可能である ことを特徴とする請求項75に記載の装置。 78.ビデオ・スクリーンが看者に立体映像を提供する要素を含んでおり、 スキャナーが該要素を励動して立体映像を提供させる手段を有している ことを特徴とする請求項68に記載の装置。 79.基材が所定の列状態で取り付けられた複数の電気音響変換器を有しており 、スキャナーが電気音響変換器を所定の順序で励動する励動手段を有している ことを特徴とする請求項68に記載の装置。 80.基材が所定の列状態で取り付けられた複数の音響電気変換器を有しており 、スキャナーが音響電気変換器を所定の順序で励動する励動手段を有している ことを特徴とする請求項68に記載の装置。 81.少なくとも1個の可撓性コネクターにより互いに固定されて、それぞれが ビデオ・スクリーンとそれに作動接続されたスキャナーとを支持する複数の平ら な基材を有した映像化装置を用意し、 ビデオ・スクリーンとともに基材を患者の身体の部分上に実質的に適合するよう に配置して、ビデオ・スクリーンが身体の部分に対して離間対面するようにし、 爾後スキャナーを作動させて、ビデオ・スクリーンに患者の内部器官の映像を符 号化したビデオ信号を与える ことを含んでなる医療方法。 82.さらにビデオ・スクリーンを作動させて映像を再生し、 ビデオ・スクリーン上に表示された映像が患者の対応する実際の器官に実質的に 重なるようにする ことを特徴とする請求項81に記載の方法。 83.患者上にマーカーを載置して映像の再生を促進し、 ビデオ・スクリーン上に表示された映像が患者の対応する実際の器官に実質的に 重なるようにする ことを特徴とする請求項82に記載の方法。 84.スキャナーがビデオ映像を与えるべく作動する際に、スキャナー・センサ ー信号を自動的に分析して、器官の三次元形態を判定する ことを特徴とする請求項81に記載の方法。 85.器官の選択された状態をビデオ・スクリーン上に明示する ことを特徴とする請求項84に記載の方法。 86.映像化装置が複数の孔を有しており、 孔のひとつを通って医療器具の先端を患者中に挿入し、 外側から医療器具を操作して、器官の少なくとも1個の組織に処置を施し、 該操作中映像をビデオ・スクリーン上に表示する ことを特徴とする請求項81に記載の方法。 87.スキャナーが少なくとも1個の電気音響変換器と、変換器に作動接続され たAC電流発生器と、変換器に作動接続された分析要素とを有しており、 ビデオ・スクリーンとともに基材を患者の身体部分に配置するに際して、基材を 該身体部分と圧力波送信接触状態に置き、 スキャナーを作動させるに際して、 所定の超音波周波数の第1の電気信号を電流発生器から電気音響変換器へ送信し て、変換器を励動して第1の圧力波を生成せしめ、 第1の圧力波を患者中に送信し、 第1の圧力波に反応して患者の内部組織中に生成された第2の圧力波に対応する 第2の電気信号を音響電気変換器から分析要素へと送信し、 分析要素を作動させて第2の電気信号を分析させて、組織の三次元形態を判定す る ことを特徴とする請求項81に記載の方法。 88.電気音響変換器が複数の電気音響変換器のひとつであるとともに、音響電 気変換器が複数の音響電気変換器のひとつであり、 異なる予設定周波数の複数の電気信号を電流発生器から電気音響変換器へ送信励 動して、異なる超音波周波数の圧力波を生成せしめ、 異なる超音波周波数中の圧力波に反応してない武器官に生成された圧力波に対応 する電気信号を音響電気変換器から分析要素へ送信し、 分析要素を励動して音響電気変換器からの電気信号を分析させて、器官の三次元 形態を判定する ことを特徴とする請求項87に記載の方法。 89.平らな基材と、 基材上に設けられた実質的に平らなビデオ・スクリーンと、 ビデオ・スクリーンに対面して基材の一面に連結され、超音波圧力波を送信可能 な流体状媒体を充填した可撓性のバッグと、 ビデオ・スクリーンに作動接続されて、ビデオ・スクリーンにビデオ信号を与え るスキャナーとを含んでなり ビデオ信号は媒体を含んだバッグと基材とビデオ・スクリーンとを患者上に載置 したときに患者の器官の映像を符号化する 医療映像化装置。 90.スキャナーが超音波スキャナーである ことを特徴とする請求項89に記載の装置。 91.スキャナーがいずれも少なくとも間接的に基材に取り付けられた少なくと も1個の電気音響変換器と少なくとも1個の音響電気変換器とを有しており、 超音波圧力波が電気音響変換器から流体状媒体を通って音響電気変換器へ移動可 能である ことを特徴とする請求項90に記載の装置。 92.スキャナーが分析要素を有しており、これがスキャナー・センサー信号を 分析して対象の三次元形態を判定する ことを特徴とする請求項91に記載の装置。 93.分析要素がスキャナー・センサー信号から派生する映像情報に部分的に基 づいて自動診断を行う手段を有している ことを特徴とする請求項92に記載の装置。
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