JP2002515812A

JP2002515812A - 超音波装置用冷却システム

Info

Publication number: JP2002515812A
Application number: JP55047998A
Authority: JP
Inventors: ウォーレンテイラー; ジャックマナード; ディヴィッドフォッシー
Original assignee: アンジオソニックスインコーポレイテッド
Priority date: 1997-05-19
Filing date: 1998-05-15
Publication date: 2002-05-28
Also published as: WO1998052478A1; AU7575998A; EP0981298A1; EP0981298A4; IL132878A0; CA2290530A1; TW384227B

Abstract

(57)【要約】本発明は、血管の狭窄及び閉塞領域を治療するために超音波を利用するための超音波治療システム及び方法であって、エネルギー源（８１５）と、治療部位へ超音波エネルギーを適用するための、少なくとも１つの伝達部材（Ａ）を含んでいる超音波探針（２００）と、超音波探針（２００）の伝達部材と連通する通路（２４５）と、駆動機構（３６）と駆動機構により駆動されるプッシャーブロック（３４）と探針（２００）を冷却するために通路（２４５）に液体を供給するための注入器（５０）とを含む液体送出システムと、操作中に駆動機構からプッシャーブロック（３４）が係合解除されるのを防止するためのロック機構（１５０）とから成る超音波治療システム及び方法である。

Description

【発明の詳細な説明】超音波装置用冷却システム関連出願についてのクロス・リファレンス本出願は、合衆国法典第３５巻１１９(ｅ)、１２０に基づき、「超音波装置用冷却システム」と題する１９９７年５月１９日出願の米国特許出願番号第６０／０４７，０２２号、及び「超音波伝達装置及びその使用法」と題する１９９７年５月１９日出願の米国特許出願番号第０８／８５８，２４７号の同時継続先行出願に優先権を請求する。発明の属する技術分野本発明は、一般的には超音波装置用冷却システムに関し、更に特定すれば、人間又は他の哺乳動物内の部位を治療するために超音波エネルギーを用いる医療装置に流体を送り込むためのポンプを含む冷却システムに関する。発明の背景血管等を閉塞する物質を剥離又は除去するために超音波装置を使用することは当該技術分野においてはよく知られている。これらの装置では、血管を閉塞する物質を除去しやすくするために、超音波エネルギーを単独で使用することもあれば他の治療手段と併用することもある。そのような装置の１つとして、超音波エネルギー源、ホーン、伝達部材、作動片又は先端部を含む長く伸びた超音波伝達探針が人間又は他の哺乳動物の血管内の閉塞物を剥離させるために使用されてきた。そのような装置の１例が、米国特許第５，２６９，２９７号に開示されており、その内容をここに参考文献として挙げる。冠状動脈の末梢部のような小さな血管内の遠い位置まで、長い距離、超音波エネルギーを伝達する必要がある場合、成功裏に行うのは難しかった。これが困難なのは、部分的には、患者の血管に深刻な損傷を生じさせかねない過度の加熱を引き起こすことなく探針の先端部に十分な超音波エネルギーを送り込むのが難しかったからである。この問題は、先に触れた参考文献米国特許第５，２６９，２９７号に述べられている。初期には、超音波発振器を流体の流れるカテーテル内に配置する冷却装置を考案して熱損失問題に取り組んでいる。このようなシステムの１つが、米国特許第４，８７０，９５３号に述べられており、その内容をここに参考文献として挙げる。しかし、このシステムは、追加の欠点を呈することなく、十分なエネルギーを持った十分な冷却性を提供するのに完全に満足できるものではなかった。加熱の問題に加えて、患者内の遠隔位置に到達するように設計される探針は、使用者が探針の先端部を治療位置に速やか且つ正確に配置できるように、容易に操縦、誘導できるようなサイズでなければならない。操縦、誘導性を改善するためには、探針は小さな案内カテーテル内に合うようなサイズになる。しかし、小さな案内カテーテル内に合うように探針のサイズと断面積が小さくなるにつれ、伝達ワイヤを冷却するために流体の通路として割くことのできる断面積も又減少する。このように、超音波探針を小さな案内カテーテル内に適合させることのできる冷却システムが必要とされている。従って、先行技術の不適切な点を克服する、超音波探針を冷却するための改善されたシステムを提供するのが望ましい。発明の概要概略すれば、本発明は、超音波を利用して血管、特に冠状動脈の狭窄及び閉塞領域を治療するための超音波治療システム及び方法を提供する。超音波治療システムは、エネルギー源と、近位端と遠位端とを有する伝達ワイヤ、ロッド又はその両方のような伝達部材を含む少なくとも１つの超音波探針を含んでいる。伝達部材は、伝達部材上に送り込まれる冷却流体を入れるためのシースで被うことができる。エネルギーがエネルギー源から伝達部材の近位端に供給されると、エネルギーは先端部を含む遠位端に伝達され、治療部位では長手方向の変位となる。案内カテーテルを、その中に探針が滑動可能に配置できるように設けることもできる。伝達部材は、流体がシースと伝達部材との間の経路を移動できるようにするシース内に、部分的に入れることができる。案内カテーテルを注入器の出口に導管で接続し、流体が注入器ポンプによって注入器から供給されるようにすることもできる。注入器ポンプは、ハウジングと、モーター、ギア、リードスクリューを含む駆動機構と、注入器のプランジャーを押すようにリードスクリュー上に装着されているプッシャブロックを含んでいる。駆動機構はプッシュブロックを駆動し、プッシュブロックは注入器のプランジャーを押し、次に注入器が流体を注入器の出口経由で探針に供給する。超音波治療システムは当該システムを冷却するための冷却システムを含んでいてもよい。制御システムは、駆動システム内に故障が生じたか又は起ころうとしているか否かを検知するための手段と、注入ポンプ又は流体導管システムの不調を検知するために、注入器に掛けられる力又は圧力の上下限をモニターするための手段と、流体の流量又は圧力の調整ができるように、プランジャー上で計測される力に基づいて注入器プランジャーに掛けられる力を調節するための手段と、そして／又は、ホーンの探針シースに対する望ましくない軸方向相対変位を避けるための、ホーンとトランスジューサーを接続するための迅速脱着継ぎ手とを含んでいる。従って、とりわけ、先行技術における欠点を克服した超音波装置用の冷却システムを提供することが望まれている。本発明のもう一つの目的は、血栓、狭窄等を治療するための改良された装置を提供することである。本発明の又もう一つの目的は、超音波装置を冷却するための改良された方法を提供することである。本発明の更に又もう一つの目的は、医療装置に流体を送り込むための改良されたポンプを提供することである。本発明のこの他の目的及び利点は、明細書及び図面からある程度明らかになるであろう。従って本発明は、幾つかの段階及び１つ又はそれ以上のそのような段階の他の各段階に対する関係、そのような段階を作り出すために適用されるエレメントと部晶の配置の構造と組合せの特徴を具現化する装置を含んでおり、全て以下の詳細な開示に説明する通りである。本発明の範囲は請求の範囲に示す。図面の簡単な説明添付図面と関係付けながら以下の説明を読めば、本発明はより十分に理解できるであろう。図１は、本発明の実施例に従って構築された冷却システムを含む、超音波伝達システムの斜視図である。図２は、本発明の実施例に従って構築された冷却システムの斜視図である。図３は、本発明の実施例に従って構築された注入ポンプタイプアッセンブリの斜視図である。図４は、本発明の実施例に従って構築された注入ポンプアッセンブリーの平面図である。図５は、本発明の実施例に従って構築された超音波伝達装置の側面図である。図６は、本発明の実施例に従って構築されたシース付き超音波伝達装置の遠位端部の拡大側面図である。図７は、本発明の実施例に従って構築された、プランジャー付き注入器と係合されたロック機構の断面図である。図８は、本発明の実施例に従って構築されたロック機構の側面図である。図９は、図８に示すロック機構の側面図である。図１０は、本発明の実施例に従って構築された図９のロック機構の１０−１０矢視断面図である。図１１は、本発明の実施例に従って構築された図８のロック機構の１１−１１矢視断面図である。図１２Ａ及び１２Ｂは各々、本発明の実施例に従って構築されたロック機構の非係合及び係合位置における断面図である。図１３Ａ及び１３Ｂは各々、本発明の他の実施例に従って構築されたロック機構の非係合及び係合位置における断面図である。図１４Ａ及び１４Ｂは各々、本発明の他の実施例に従って構築されたロック機構の非係合及び係合位置における断面図である。図１５Ａ及び１５Ｂは各々、本発明の他の実施例に従って構築されたロック機構の非係合及び係合位置における断面図である。図１６Ａ及び１６Ｂは各々、本発明の他の実施例に従って構築されたロック機構の非係合及び係合位置における断面図である。図１７は、先行技術によるトランスジューサーケーブルコネクターの側面図である。図１８は、本発明の実施例に従って構築されたトランスジューサーケーブルコネクターの側面図である。図１９Ａ及び１９Ｂは、先行技術によるハーフナット設計の断面図である。図２０は本発明の実施例に従って構築された電子制御システムの図解である。好適実施例の詳細な説明十分なエネルギーを探針の先端部に伝達して血管内の遠隔位置にキャビテーションを起こすことのできる超音波探針を提供することが望まれている。遠隔位置に到達するのは、探針が通り抜ける必要のある血管系が曲がりくねっているため難しいので、小型案内カテーテル用のサイズになった探針なら誘導性、操縦性、及び探針の効用を大幅に向上させるであろうと判断された。しかしながら、探針の直径のサイズを小さくすると、探針の全体としての断面積が縮小するのにつれて、冷却剤の通路用に使える探針内の断面が縮小される傾向となり、冷却問題が持ち上がった。血栓や閉塞等を剥離する効果的な方法は、超音波探針を使用して超音波エネルギーを患者の血管系内の選択領域に送出することであるのも確認されている。比較的大きな直径の近位端を有する探針に超音波エネルギーを送出することが望ましいということも確認されている。しかしながら、直径が大きいと剛性が高くなりすぎ、挿入の問題が派生する。従って、上記の目的を達成するために、超音波源から超音波エネルギーを受け取る大きな直径の近位ホーンセクションから比較的細く柔軟性のある伝達媒体へと、伝達パワー、強度又は誘導性を著しく損なうことなく迅速な伝達のできる探針が提供される。改良された超音波探針の実施例としては、これに限定するわけではないが、図１、５、６に探針２００として全体的に示しており、又１９９７年５月１９日出願の出願番号第０８／８５８，２４７号の「超音波伝達装置及び同装置の使用方法」と称する同時継続出願にも示しており、後者の内容は参考資料としてここに挙げる。探針２００は、直径Ａiを有する近位端２２９を含む先細のホーン２２５で形成されている。近位端２２９は、超音波エネルギー源に繋がれた場合、装置全体によりサポートされる定常超音波に関して最大変位位置に配置されることが望ましい。ホーン２２５は、近位端２２９からセクションＡの間でテーパが付けられて直径が縮小され、移行域Ｂの間は直径Ａfとなり遠位端２３０に至っている。近位端２２９は、血栓や閉塞等を治療するのに足るエネルギーを受け入れるのに十分に広くなくてはならない。しかしながら、最適な柔軟性を提供するためには、エネルギー、強度及び誘導性を著しく損なうこと無く、探針２００の遠位部の直径をできる限り小さくすることが望まれる。更に、直径の縮小は、超音波振動を増幅するような方法で実現されることが望ましい。探針２００のセクションＣは、移行域Ｂから末端に向けて延び質量即ち先端部２５０で終止している。超音波装置２００は共振周波数モードで作動し、即ち近位端２２９に超音波刺激作用によりエネルギーが与えられると定常波をサポートするように作動するので、質量２５０は最大変位（波腹部）位置に配置されることが望ましい。セクションＣは、１本又は多数のワイヤを有する多数のサブセクションを含んでいてもよい。例えば、セクションＣは、移行域Ｄで並列長の複数の伝達媒体２６０に移行する単一の伝達ワイヤ２４０を含んでもよく、この伝達媒体２６０のそれぞれはワイヤ２４０の直径よりも小さい直径を有している。移行域Ｄは、いくつかの並列長の伝達媒体を単一の伝達ワイヤに連結するジョイント又はカップリング２５５を含んでもよい。そのような配置では、移行域Ｄの機械的強度が最大負荷を支えることは難しく、したがって、移行域Ｄは最大変位（最低応力）位置に又その近くに配置されるべきである。しかし一般的には、移行域Ｄは変位波節部又は波腹部、あるいはその間何れの位置に配置してもよい。熱として失われるエネルギーを消散させるために、本発明による探針は、水、食塩水、又は血管内に導入できる他の流体等の冷却剤で潤されていなくてはいけない。冷却剤は、例えば探針のいくつかのセクション又は全セクションの周りにシース２４５（図６）を組み付けるなどして、探針上及びその周囲に送り込むことができる。シース２４５は、定常波の１つ又はそれ以上の変位波節部で探針に固定してもよいが、近位移行セクションＢであるセクションＡの変位波節部の何れかの位置で固定するのが望ましい。このような装置の１例を図１に示す。意図する位置に装置を操縦したり位置づけたりする役目を負うガイドワイヤ又は他の補助用具のための通路を設けるために、追加的なシースを組み込んでもよい。シース２４５は、ポリイミドのような高強度、薄肉、低摩擦の材料で形成するのが有利である。超音波装置２００の当該セクションを組み立てるための技術は、薬剤の吸収を増強させ、細胞の自滅を引き起こし、そして／又は組織、腫瘍、閉塞症等を治療するために、身体の内外を問わず、超音波エネルギーを増進させたり焦点合わせしたりするシステムに、腹腔鏡外科処置、脂肪吸引で超音波メスの代わりに使用されるシステムに、そして癌放射線療法に関して組織の低体温化を引き起こすシステムなどにも同じように応用できると考えていただきたい。更に、ストレプトキナーゼ、ウロキナーゼ、血小板抑制物質、造影剤、及び他の液体等、その機能及び効用が超音波により強化されるか、或いは治療部位に超音波を当てる効果を増強するような医薬物質を、超音波探針を冷却するための冷却液内に注入してもよいし、超音波探針内外の別の通路を通して治療部位に送り込んでもよい。図５では、ホーンセクションの一部としての一定直径セクションを持つ探針を探針２００として全体的に示している。ホーン２２５は、先細のセクション２２６と第１定直径セクション２２７を有しているが、超音波エネルギー源に連結されるように作られている。図１では、超音波エネルギーは、コントローラ８１５により供給される。エネルギーは、電源２４６により同軸ケーブル２４７を介して迅速脱着器２４８まで供給され、この迅速脱着器２４８が同軸ケーブル２４７をトランスジューサー２４９に接続している。トランスジューサー２４９は、ホーン２２５にしっかりと接続されている。探針２００は又、移行域Ｂ（図５）の遠位端でホーン２２５に連結されている伝達部材２４０、及び伝達部材２４０の遠位端に連結されている先端部２５０も含んでいる。その内容を本願でも参考資料として取り上げている、米国特許第５，２６９，２９７号、並びに出願番号不詳の「超音波探針のためのフィードバック制御システム」という名称の同時継続出願に開示されている超音波エネルギー源が適している。先端部２５０は、先端部２５０の近位端の３つの開口部を使って３本の細いワイヤ２６０に連結されている。好適実施例では、カップリング２５５と先端部２５０の３つの開口部は、カップリング２５５と先端部２５０の中心軸と同軸の正三角形を形成するように配置されている。先端部２５０にはまた、ガイドワイヤ用の開口部が設けられており、ガイドワイヤチューブがその開口部に取り付けられ、その端から近位端（及び遠位端）に向かって延びている。細いワイヤ２６０は、先端部２５０と連結ジョイント２５５の間に延びる細いワイヤ用のシース２６１で別に覆われている。細いワイヤ用シース２６１の遠位端と先端部２５０の近位端の間に設けられる間隙２６０が有用である。この間隙は、探針の作動中に起きるであろうシースの長さの如何なる伸長よりも大きくなければならない。ワイヤ２４０にもシースがかぶせられており、そのシースはワイヤ２６０の別のシース２６１に接合され冷却剤ポートまで近位端に向けて延びているが、その冷却剤ポートを通して２２６、２２７、２４０、２６０の各部の全部又は一部を潤すために冷却剤が注入される。冷却剤を超音波探針２００に送り出すよく知られた方法の１つには、患者に薬品を注入するために普通使用されるような、注入器ポンプ型装置を使用する方法がある。このようなポンプは低圧で作動し、最大プランジャー力は６−１２psi の範囲にある。注入器ポンプ型装置は、一般的には、モーター、プッシャーブロック、リードスクリュー、及び注入器を含んでいる。プッシャーブロックは、一般的にはハーフナットを含み、このナットはリードスクリューの下に配置され、リードスクリューに対して圧縮バネにより保持されている。モーターがリードスクリューを回転させるとハーフナットがリードスクリューのねじに乗って進み、これによりプッシャーブロックが注入器プランジャーに対し押しつけられて、液体を注入ラインに押し出す。液体フローに対する断面許容差は、（７号フレンチ案内カテーテルのような）細い案内カテーテルに適合するサイズへ合わされた探針ではよりタイトであり、且つ伝達ワイヤを冷却するには一定の流量が望ましいので、狭い通路を通って十分な液体を流すためには液体は２０psiよりも高圧で送出しなければならない。冷却剤通路断面が狭くなるというこの問題には、従来型の低圧ポンプでは小型案内カテーテル内に収まるサイズとされた超音波探針を冷却するために必要な流量を送り出すことができず、探針を冷却する液体を送出するための高圧ポンプを提供することにより対応することができる。しかしながら、従来型の注入器ポンプは冷却剤システムに高圧を供給するのには必ずしも都合のよいものではない。例えば、冷却剤を探針に供給するために注入器のプランジャーを駆動するプッシャーブロックアッセンブリは、リードスクリューに追従できないであろう。先に注記したように、従来型の注入器ポンプは低圧で作動し、プッシャーブロックアッセンブリを、ハーフナットをリードスクリューに対して圧縮バネで付勢するというハーフナット設計と共に使用している。このようなハーフナット設計は、縮小された冷却剤通路断面を有する超音波探針に必要とされる高圧下で作動するには適していない。先行技術のハーフナット設計の１例を、図１９Ａ及び１９Ｂの断面図に示している。プッシャーブロック３３４は、ハーフナット３０５とプランジャー３０８を収容するハウジング３９０を含んでいる。ハーフナット３０５は、リードスクリュー３１０の下にほぼ垂直に配置され、スクリュー３１０に対して圧縮バネ３２０により付勢されている。バネ３２０のバネ力は、ハーフナット３０５をリードスクリュー３１０に対して抑えつけるのを維持するのに足るように選ばれる。プッシャーブロック３３４は押しボタン３６０も含んでおり、このボタン３６０はプランジャー３０８に接合されており、プランジャー３０８からハウジング３９０のボア３９１を通って延びている。押しボタン３６０は、シャフト３６１とキャップ３６２を含んでいる。プッシャーブロック３３４は、押しボタン３６０を押すとリードスクリュー３１０に沿うように位置づけられているので、プランジャー３０８はバネ３２０に対抗して作用することによりハーフナット３０５をリードスクリュー３１０から解放する。リードスクリュー３１０が駆動機構（図示せず）により回転させられると、ハーフナット３０５は、プッシャーブロック３３４がプッシャーブロック３３４と同一線上に置かれた注入器（図示せず）に出合うまでリードスクリュー３１０のねじ山に沿って動く。その時点で、ハーフナット３０５の外端はプッシャーブロック３３４の内側に力を働かせ、それにより注入器に力が及ぶ。プッシャーブロック３３４により働く力が注入器の対抗力よりも大きくなると、プッシャーブロック３３４は注入器のプランジャーを駆動し始め、それにより液体を注入器から「押し出す」。このように、従来のプッシャーブロック３３４は、リードスクリューに対して浮動するように設計されたハーフナットを含んでいた。リードスクリュー３１０が回転を始めると、ハーフナット３０５には、ハーフナット３０５をリードスクリュー３１０のねじ山から離すように働く垂直力が生じる。ハーフナットは、横向きにシフトすることにより垂直力が小さくなり、それにより直角方向の合計力を減少させるように「浮動」する。この浮動状態は、ハーフナット３０５にかかる負荷が軽い場合には有効である。しかし、より大きな圧力がハーフナット３０５に掛けられると、ハーフナットは時としてリードスクリュー上で滑りを起こすこともある。滑りを防ぐための１つの方法は、圧縮バネ３２０のバネ定数ｋを大きくすることである。しかしながら、バネ力が増大すると、作業者が押しボタン３６０を押して、プッシャーブロック３３４をリードスクリュー３１０に沿って位置決めするためにハーフナット３０５を解除するのが非常に困難になる。ハーフナット３０５のねじ山全部をリードスクリュー３１０に完全に係合させるにはバネ力では十分でないことも確認されている。その結果として、ポンプが作動すると、リードスクリューの垂直力のせいでハーフナット３０５は下方にシフトして、ハーフナット３０５の先端だけをリードスクリュー３１０と係合させながら動き続ける。この装置では、ハーフナット３０５の一番上の角のねじ山が過度の摩耗を起こし、その結果リードスクリュー３１０からのハーフナット３０５への力の伝達が弱くなる。このように、作動中は、ハーフナットのねじにかかる垂直力が、ハーフナットがリードスクリューのねじ山をジャンプしたり滑ったりする原因となることもある。これが起きると、プッシャーブロックは、一定の速度で前進しなくなり、それによって液体の流量の変動が起き、探針を冷却するのに一定の流量に頼っている患者を危機に陥れることになる。研究されたある１つの解決策は、ねじに掛かる高い力を補償するためにバネの強さを増すことであった。しかしながら、バネの圧力を上げると、使用者がプッシャーブロックを手動で位置決めするのがより困難になった。改良されたプッシャーブロックアッセンブリを提供するには、第２の付勢力を設けて、ハーフナットをリードスクリューに対して確実に噛み合わせ、プッシャーブロックがリードスクリューを確実に追従するようにし、これにより超音波探針を冷却するための一定の液体流量を供給できるようにするのが有用であると確認された。図１及び図２では、全体を５００として、本発明の１つの好適実施例により構成されている冷却システムが開示されており、図中同じ要素には同じ番号を付けている。冷却システム５００は、ハウジング３２、コントローラ８１５、液体送出用の注入ポンプ３０、液体を受け入れるための超音波探針２００、及びポンプ３０を探針２００に連結するための液体導管９８を含んでいる。探針２００が作動する際には、コントローラ８１５が注入ポンプ３０に注入器５０から液体を汲み上げるように信号を送ると、冷却システム５００は冷却剤を超音波探針２００に供給する。注入器ポンプ３０が作動すると、液体は注入器バルブ９９を介して液体導管９８を通りカテーテルバルブ９６まで、そして最終的に探針２００まで圧送されるが、その際液体はシース２４５と伝達ワイヤセクション２２７、２４０及び／又は２６０の少なくとも一部の間を通過する。伝達ワイヤを潤す冷却剤が無い状態では超音波探針２００が過熱するような速度のときには、伝達ワイヤセクション２２７、２４０、２６０から散布される熱が流れる液体に伝わりそれによって伝達ワイヤセクションから導出されるようにするために、伝達ワイヤ上に液体が一定速度で確実に流れるようにすることがこの上なく重要である。冷却液が無いと、探針２００の伝達ワイヤセクションは患者に重傷を負わしかねないレベルにまで素早く加熱されることもある。図１及び２に示すように、ハウジング３２は、ディスプレイパネル７９、後部パネル１４０、後部ケーシング１４１、前部ケーシング１４２を含んでいるが、これらは全てプラスチック材料で成型して接合することができ、更に、後部パネル１４０にケーシングヒンジ７８で丁番付にされた上部ケーシング８３を含んでいる。上部ケーシング８３は、注入器ポンプ３０を露出させるために、ケーシングヒンジ７８の周りを回転することができる。ディスプレイパネル７９は、オペレータ制御パネル（図示せず）を含んでいる。後部パネル１４０は、フットペダルケーブル（図示せず）を受けるためのフットペダルプラグ１４５、サービスポート１４６、パワープラグ１４７を含んでおり、各々後部パネル１４０内の容易にアクセスできる位置に配置されている。図２と３では、注入器ポンプ３０はハウジング３２内に収められており、そのハウジング３２内に配置されハウジング３２により支持されるサポート９０を含んでいる。図３に示すように、サポート９０は、上部プラットフォーム９１、ハウジング３２内に支持される底部プラットフォーム９２、及び底部プラットフォーム９２と上部プラットフォーム９１に連結されている第１直立部材７６と第２直立部材７７を含んでいる。図７に明快に示すように、ポンプ３０の注入器５０は出口５５を備えた遠位端２０４とフランジ５３を持つ近位端２０５とを有するバレル５２を含んでいる。注入器５０は又、近位フランジ５６を持つ近位端２０７と、バレル５２内に嵌合する寸法の遠位フランジ２０６を持つ遠位端２０６とを有するプランジャー５４を含んでいる。図２と３に戻るが、ポンプ３０のクレードル４６は上部プラットフォーム９１に支持され、上部４７と下部４８とに分割されヒンジ４９で接合されてロックダウン機構５１により解除可能に接続されている。上部４７はヒンジ４９のまわりを軸旋回し、注入器５０のバレル５２がクレードル４６の下部４８内に位置決めできるようにしているので、バレル５２をプッシャーブロック３４と正しく整列させることができる。注入器５０は、プランジャーフランジ５６の上面がプッシャーブロック３４に面するようにクレードル４６内に配置される。クレードル４６の上部４７がバレル５２上で閉じられると、バレルフランジ５３は、クレードル４６によって、プッシャーブロック３４と同じ方向に動かないようにされる。従って、正しく位置づけられた場合には、バレルフランジ５３はクレードル４６内には配置されない。むしろ、フランジ５３の下側５３ａが、図４に関連して以下に説明するが、プッシャーブロック３４が駆動されてリードスクリュー４４に沿って液体分配方向に動くとき、バレル５０がプッシャブロック３４と同じ方向に動くことを防止するために、ロックダウン機構５１に接している。図４では、ハウジング３２内に取り付けられている注入器ポンプ３０も駆動機構３６を含んでいるが、この駆動機構はレジューサ４２に連結されたシャフト４１を有するモーター４０を含み、レジューサはリードスクリュー４４を回しプッシャーブロック３４をリードスクリューに沿って移動させる。プッシャーブロック３４は、第１レール８０と第２レール８１により案内される。第１レール８０と第２レール８１は、第１直立部材７６と第２直立部材７７各々の端に取り付けられている。リードスクリュー４４の速度は、直立部材７６に取り付けられたエンコーダ３９によりモニターされコントローラ８１５にフィードバックされる。リードスクリュー４４はベアリング（図示せず）により軸支持されており、このベアリングは第１直立部材７６と第２直立部材７７に支持されている。リードスクリュー４４にはねじが切ってあり、好適実施例では鋼製でＵＮＦ３／８”ｘ２４に成形されている。リードスクリュー４４をモーター４０に作動的に連結するリジューサ４２は、モーターシャフト４１の速度を適当なポンプ又はリードスクリュー速度に減速するため、適当なサイズのギアを含んでいる。ある好適実施例では、リジューサ４２は、１２．６対１の比で回転速度を落としながらモーターシャフト４１からの回転をリードスクリュー４４に伝達する、タイミングベルトとプーリとの組み合わせを含んでいる。ギア減速はリードスクリューの速度を下げる一方で、同時に、同じく１２．６対１の比で注入器ポンプに利用できるトルクを上げる。当業者であれば、リードスクリュー４４を適当な速度とトルクで駆動するための他の駆動機構を考案できると理解される。これより図８から１１に入るが、プッシャーブロック３４は、ハウジング６６とそれに付けられたウイング６８を含んでいる。ウイング６８は、Ｔ字棒７３とプッシャーブロック付勢アッセンブリ６２を含んでいる。Ｔ字棒７３は、作動中のプッシャーブロック３４内の振動を低減する一助となるプラスチック材料製であるのが有利である。ハウジング６６は、リードスクリュー４４に実質的に垂直に配置され、アルミニウムのような強くて軽い材料で作られているのが有利である。図１０の断面図に描かれているように、ハウジング６６は、上３分の１部分は概ね筒状であり、中央３分の１部分は両側に張り出してスカート９５を形成しており、次に、上部プラットフォーム９１（図３）を収容するために断面直径を縮小し、それから上部プラットフォーム９１の下に張り出して長方形ブロック状の基部８５を形成している。ハウジング６６には、プッシャーブロック付勢アッセンブリ６２を収容するプラグボア８７を形成するため内孔が開けられている。図１１では、付勢アッセンブリ６２がハウジング６６内に下部プラグ１１９により保持されている。ハウジング６６の上３分の１部分は、Ｔ字棒７３をその上に保持できるようにする２つの相対する溝６７を有している。ウイング６８はＴ字棒７３上に保持されており、Ｔ字棒７３はハウジング６６の溝６７上に保持され、一方に第１アーム７１、他方に第２アーム７２、それからウイングキャッチ７４及びピン７５を含んでいる。第１アーム７１は第２アーム７２及びウイングキャッチ７４と一体的に接合されている。ウイングキャッチ７４は、下面７４ａとノッチ７４ｂを含んでいる。ウイング６８は、金属または複合材料で形成してもよいが、アルミニウムで作られていることが望ましくもあり有利でもある。ハウジング６６の基部８５は、第１ボア８６をその片方に、第２ボア８８をもう片方に、そしてその間に中央ボア８９を有しており、プッシャーブロック３４に安定性を提供するためハウジング６６内で同一面に配置されている。このようにボア８６、８８、８９は、同じ面に沿ってお互いに間隔をあけていることがのぞましい。図８に移るが、ボア８６及び８８内には、基部８５の摩耗を最低限に抑えるためにブッシング８６ａ及び８８ａが配置されており、テフロンで形成されていることが望ましい。ボア８６には、プッシャーブロック３４がリードスクリュー４４に沿って移動する際に安定性を保つため、更にチュービング８６ｂが設けられているが、これは青銅製であることが望ましい。第１ボア８６と第２ボア８８はそれぞれ、ブッシング８６ａとチュービング８６ｂと第１レール８０、ブッシング８８ａと第２レール８１、という組み合わせを収容する寸法である。中央ボア８９は、リードスクリュー４４を収容できるサイズになっている。第１レール８０と第２レール８１は、プッシャーブロック３４が確実にリードスクリューと整列するために、そしてプッシャーブロック３４がプランジャー５４に対して駆動されるとき発生するねじれ力に対抗するために設けられている。このようなやり方で、プッシャーブロック３４は注入器５０のプランジャー５４を滑らかに動かせるようになっている。図８及び１０に最も明瞭に示すように、ハウジング６６の中にはプッシャーブロック付勢アッセンブリ６２が配置されており、又ハウジング６６の上をウイング６８が移動する構造となっている。ハウジング６６はまた、アンチサイホンキャッチ６５と圧力板３５も含んでいて、それらは一体的に接合されており、プラスチック製であることが望ましく、ハウジング６６上に取り付けられている。アンチサイホンキャッチ６５はＶ字形で、中央ボア８９上のスカートのところでハウジング６６に接合されている。アンチサイホンキャッチ６５には、フランジ５６を受け容れる形状をしたノッチ６４がある。ウイングキャッチノッチ７４ｂも同様に、フランジ５６を受け容れる形状となっており、アンチサイホンキャッチノッチ６４の向かい側にある。このように、冷却剤が注入器５０から送出される前に、フランジ５６がアンチサイホンキャッチ６５及びウイングキャッチノッチ７４ｂ内に配置されると、プッシャーブロック３４から独立して移動することはできなくなる。圧力板３５は、ハウジング６６上に取り付けられているため、フランジ５６がキャッチ６５内に配置されると、圧力板３５が注入器プランジャーフランジ５６を直接押して、液体を注入器バレル５２から押し出す。図７、８、１１に示すように、約０．０３インチの厚さであることが好都合な圧力センサー７０は、導電ゴム層の最上に配置される幾層ものトレースと圧力板３５の面で形成することができる。ある好適実施例では、圧力センサー７０はセンサーボタン７０ａを含んでおり、このボタン７０ａは、プランジャーフランジ５６がアンチサオホンキャッチ６５及びウイングキャッチノッチ７４ａと係合されプッシャーブロック３４がモーター４０により駆動されるとき、プランジャーフランジ５６にかかる圧力が押しボタン７０を押して圧力センサー７０の層を圧縮するように、圧力板３５上に取り付けられている。圧力センサー７０は、出力信号をコントローラ８１５に供給し、コントローラ８１５はそれによりプランジャーフランジ５６に掛けられる圧力をモニターする。図１０と１１では、ウイング６８は、ハウジング６６の平面図から見た場合に「Ｔ」の形であるＴ字棒７３と重なるように形成されている。Ｔ字棒７３は、その外端が第１アーム７１及び第２アームのところでウイング６８に取り付けられている上部１３２と、溝６７を通ってハウジング６６のプラグボア８７内へ延びてその上に乗っているステム１３３を含んでいる。Ｔ字棒７３は、アーム７１と７２にボルト留めされていることが望ましい。上部プラグ１１９は筒状で、プラグボア８７内に嵌合するサイズであり、ステム１３３にぴったりと嵌合するよう加工されている。ステム１３３は、ボルト１３４を受けるために、長さ寸法に垂直に、プラグボア８７の方向に内孔があけられており、ボルト１３４はプランジャーバネ１１２の下端をステム１３３にそしてアッパープラグ１１９に接合させている。アッパープラグ１１９は青銅を加工したものであるのが好ましく、プラグボア８７の中央ウイング６８を補助したり、ウイング６８が溝６７に沿って上方に引かれるときにウイング６８を案内したりする働きをする。このような上方へ引っ張る力が無ければ、プランジャーバネ１１２は、溝６７内の行程の低い箇所に向けてウイング６８を付勢する。図１０と１１に示すように、プッシャーブロック３４のプッシャーブロック付勢アッセンブリ６２は、押しボタン６０、プランジャー上端１１３とプランジャーアクチュエータ１１４を有するプランジャー１１０、圧縮バネ１１５、及びロック機構１００を含んでいる。プランジャー１００は青銅製であることが望ましい。上端１１３は、押しボタン６０に接合され、プランジャーバネ１１２の上端を受けるために内孔があけられている。押しボタン６０はアルミニウム製であることが望ましく、シャフト６３を有し、そのシャフトにはプランジャーバネ１１２が挿入できるように内孔があけられている。このように、プランジャーバネ１１２は、ステム１１３、プランジャー１１０、及び押しボタン６０により形作られる空間を占有する。プランジャー動作端１１４は、圧縮バネ１１５を収容するよう加工されており、圧縮バネ１１５はハウジング６６内の下部プラグ１１９とプランジャーアクチュエータ１１４の間に配置されている。本発明のある好適実施例では、図１０及び１１に示すように、プランジャー１１０は、上端１２６と下端１２７、並びに上部１２８と下部１２９とを有するボア１２５を有している。ボア１２５は、リードスクリュー４４が上部１２８または下部１２９のどちらでもその内に位置づけられるようなサイズになっている。ボア１２５の下端１２７は、リードスクリュー４４と係合できるようにねじが切ってある。第１位置では、圧縮バネ１１５は下端１２７をリードスクリュー４４に対して付勢する。第２位置では、プランジャー１１０が押しボタン６０にかけられた下方向への力により動かされると、下端１１４は圧縮バネ１１５の力に対抗し、下端１２７のねじ山はリードスクリュー４４のねじ山から外れ、プランジャー１１０は下方向に移動し、それによりリードスクリュー４４はボア１２５の上部２８に収められる。この方法で、プッシャーブロック３４はリードスクリュー４４の長さに沿って位置決めできるようになる。冷却システム５００の作動について、図２と７を参照しながら説明する。まずプッシャーブロック３４がリードスクリュー４４との係合を解かれるとと、使用者は、プランジャーフランジ５６をアンチサイホンキャッチ６５内に位置決めすることにより、注入器５０とプッシャーブロック３４を整列させる。プランジャーフランジ５６をアンチサイホンキャッチ６５に位置決めすると、使用者はプッシャーブロック３４をリードスクリューと係合させる。従来のハーフナット設計で指摘された滑り問題を克服するには、リードスクリュー４４をプッシャーブロック３４に対して「ロックする」ために追加的な付勢力が必要であることが確認されている。図１６Ａと１６Ｂに示す本発明のある好適実施例は、従来のハーフナット設計の構成要素のいくつかを採用して設計された。ハーフナット１２０をリードスクリュー４４に対して付勢するのに圧縮バネ１１５のみに頼るのではなくて、ロック機構１５０が本発明の１つの実施例に従って追加された。ロック機構１５０はアルミニウム製であることが望ましく、さね１０１、動作部１０２、爪バネ１１８を有する爪１０３で形成されている。ハーフナット１２０にはリードスクリュー４４と噛み合うためにねじ山が切られ、さね１０１を受けるためにノッチ１２２の切欠きが設けられている。爪バネ１１８は、ハウジング６６上でハーフナット１２０より上の位置で爪１０３を丁番付けにするようにハウジング６６に接続されており、プランジャー１１０とハーフナット１２０の間に配置されている。ロック機構１５０を係合位置で描いている図１６Ａに示すように、ロック機構１５０は、さね１０１がハーフナット１２０のノッチ１２２中に収まるようにバネ付勢されている。クレードル４６に注入器５０を充填するに当たっては、使用者はウイング６８を図１６Ｂに矢印Ｘで示す方向に持ち上げると同時に、押しボタン６０を図１６Ａの矢印Ｙで示す方向に押し下げる。プッシャーブロック３４は、作業者が押しボタン６０を親指で押す一方で、２本の指をウイング６８の下側６９にあてがいウイング６８を上げるように設計されている。ウイング６８は、プッシャーブロックハウジング６６の溝６７を、ウイング６８が上方行程移動の限界に到達するまで移動できるようになっている。図１６Ａに示す第１位置若しくはロックされた位置では、ハーフナット１２０はリードスクリュー４４のねじ山に接触し、ウイング６８はプランジャーバネ１１２によりその下位置に付勢される。図１６Ｂに示す第２位置若しくは解放位置では、ウイング６８はその行程の上限位置にあり、押しボタン６０はプランジャー１１０をハーフナット１２０内に押し込むように押され、これによりハーフナット１２０がリードスクリュー４４から解放される。この実施例では、使用者が押しボタン６０を矢印Ｙの方向に押すと、プランジャー１１０はリードスクリュー４４に対し実質的に垂直な方向に下向きに力を加えられることになる。押しボタン６０にかけられる下向きの力は、ハーフナットプランジャー１１０に伝えられ、ハーフナットプランジャー１１０はハーフナット１２０に向けて下向きに移動する。選択された距離を移動すると、プランジャー１１０のアクチュエータ１１４は、爪１０３の動作部分１０２に接触し、それにより爪１０３を矢印Ｚで示す反時計回りに軸旋回させ、さね１０１をハーフナットノッチ１２２から係合解除する。このような方法で、プランジャー１１０はハーフナット１２０に接触し、使用者により押しボタン６０に働きかけられた力を圧縮バネ１５０に伝送することができ、それによってハーフナット１２０をリードスクリュー４４との係合から解く。この位置で、使用者がプッシャーブロック３４をリードスクリュー４４の上に位置決めすると、注入器５０は作動可能状態になる。本実施例では、爪１０３を開放するには押しボタン６０を押すだけでよい。しかしながら、この位置では、ウイングキャッチ７４の底面７４ａからアンチサイホンキャッチ６５の上面６５ａまでの距離Ｗは、注入器プランジャーフランジ５６をウイングキャッチ７４とアンチサイホンキャッチ６５の間に配置するのに十分に長いとはいえない。従って、注入器５０のプランジャーフランジ５６をアンチサイホンキャッチ６５内に配置するには、使用者はウイング６８を図１６Ｂの矢印Ｘで示す方向に引き上げる。こうして、ウイング６８に接合されている上部プラグ１１９がプランジャーバネ１１２を底つきさせるまで、ウイング６８をプランジャーバネ１１２に抗して溝６７内を上方に移動させてると、距離Ｗ’はプランジャーフランジ５６を収容するのに十分な長さとなる。使用者はここで、注入器バレル５２をクレードル４６に置き、プッシャーブロック３４を注入器プランジャー５４までスライドさせて、プランジャーフランジ５６をアンチサイホンキャッチ６５内に配置する。一旦プランジャーフランジ５６がアンチサイホンキャッチ５６内に正しく配置されると、使用者はウイング６８を解放してウイングキャッチ７４にプランジャーフランジ５６を圧力板３５に対してロックさせる。プランジャー５４は、プランジャーバネ１１２の圧縮力によりこの位置に保持される。使用者が押しボタン６０にかけた圧力を解除すると、ハーフナット１２０は圧縮バネ１１５によりリードスクリュー４４に対して付勢され、爪１０３は爪バネ１１８の力により矢印Ｚとは反対の時計回りに軸旋回するので、さね１０１はノッチ１２２と係合して、それによりハーフナット１２０はリードスクリュー４４に対してロックされる。この位置では、使用者はもはや、プッシャーブロック３４をリードスクリュー４４に沿った移動方向に動かすことはできない。本発明のこの実施例では、使用者が押しボタン６０を押す前にウイング６８を持ち上げるようにさせるため、圧縮バネ１１５のバネ定数ｋをプランジャーバネ１１２のバネ定数よりも大きな値に設定するのが好都合である。即ち、使用者が押しボタン６０を押しながらウイング６８を引き上げると、使用者は通常、最初にプランジャーバネ１１２のより軽いバネ負荷に打ち勝ってから、次に、ロックナット１２０をリードスクリュー４４から係合解除する前に、ウイング６８を上げることになる。したがって、本発明のある好適実施例では、ロック機構１５０は、ユーザーがウイング６８を持ち上げながら同時に押しボタン６０を押す場合に限り解除できるようになっている。本発明の第２実施例につき図１０と１１で示すが、同じ部分には同じ番号をふっている。図１６Ａ及び１６Ｂでハーフナット１２０と符号の付けられた構造はプランジャー１１０と一体的になっており、プランジャー１１０はロック機構１００により第１位置に維持されている。本実施例は、ロック機構１００がプランジャー１１０の全長に沿ってどこにでも配置できるようになっている。図１１、１２Ａ、及び１２Ｂに示すように、ロック機構１００は、ハウジング６６内のチャネル１０７とプランジャー１１０の凹部１０９内に配置されているボールベアリング１０８を含んでいる。この実施例の動作について、図１２Ａと１２Ｂを参照しながら説明する。プッシャーブロック３４は、ロック機構１００が係合状態である第１位置にあり、それによりプランジャーねじ山１２８はリードスクリュー４４に対して付勢された状態になっている。この位置では、ボールベアリング１０８は、プランジャー１１０の凹部１０９内に位置付けられていることにより、プランジャー１１０が下方向に移動することを防いでいる。この位置では、ボールベアリング１０８は中央部７３により保持されており、中央部７３はバールベアリング１０８が矢印Ｖの方向に移動することを防いでいる。このように、ポンプ注入器３０が作動して例えば８５psiまでの圧力を伝達すると、リードスクリュー４４はプランジャーねじ山１２７に対してロックされているので、プッシャーブロック３４はリードスクリュー４４上で確実に噛み合い、超音波探針２００を冷却するために一定流量の液体を送り出す。使用者が第１アーム７１と第２アーム７２（図１０）を図１２Ｂの矢印Ｘが示す方向に引き上げると、ウイング６８は溝６７上を上方に移動しプランジャーバネ１１２を圧縮する。押しボタン６０を押して、中央部７３がボールベアリング１０８をもはや保持しない位置に到達すると、プランジャー１１０の最初の下方移動の力によってボールベアリング１０８はチャネル１０７内に移動し、もはやプランジャー１１０の移動を防げなくなるので、プランジャー１１０は下方向に移動することができるようになる。プランジャー１１０を一杯に押し込むと、プランジャー１１０は圧縮バネ１１５に抗してこれに打ち勝ち、これによりねじ山１２７をリードスクリュー４４との係合から解放する。ボールベアリング１０８は、チャネル１０７の外端をかしめるか、又はチャネル１０７をハウジング６６の内面側から座ぐって、チャネル１０７の内側の直径がボールベアリングの直径よりも僅かに大きく、且つ外側の直径がボールベアリング１０８の直径よりも僅かに小さくなるようにすることにより、ハウジング６６からの脱落を防止されている。図１４Ａと１４Ｂに、ロッキングシステムの別の実施例を全体的に４５０として示す。図１４Ａは、プランジャー１１０がリードスクリュー４４に対してロックされているロック位置にあるロック機構４５０を示し、図１４Ｂは、プランジャー１１０がバネ１１５に対して作用することのできるロック解除位置にあるロック機構４５０を表している。ロック機構４５０は、三角形の形をした棒１５１と、ノッチ１５２と、バネ押しヒンジ１５３を含んでいる。棒１５１は、プランジャー１１０の長さに沿ってどこに配置してもよい。プランジャー１１０は、プランジャー１１０の断面直径にテーパを付けることにより形成されたノッチ１５２を含み、棒１５１がそのノッチに入り込めるようになっている。ヒンジ１５３は、ハウジング６６と、棒１５１の一方の端とに接合され、棒１５１がプランジャー１１０から離れる方向にバネ力が付勢されている。図１４Ａに示すロックされた位置では、中間部７３は、棒１５１の外端１５１ａに隣接する位置にあることより、棒１５１が矢印Ｔで示す時計回り方向に回転することを防止している。ウイング６８を使用者が持ち上げ、中間部７３が棒１５１を保持するための棒１５１ａの外端と隣接する位置から外れてゆくにつれ、棒１５１はプランジャー１１０から離れてバネ押しヒンジ１５３の力によって図１４Ｂに示す位置へと矢印Ｔの示す方向に回転する。このようにして、使用者が押しボタン６０を押すと、プランジャー１１０が矢印Ｘの方向へ移動できるようになる。このように、本実施例は、高圧負荷の状態でもプッシャーブロックをリードスクリュー４４に対してロックする役目を果たし、使用者がプッシャーブロックをリードスクリュー４４から容易に係合解除しプッシャーブロック３４を選択位置に素早く配置できるようにするという新規な構造を提供する。図１５Ａと１５Ｂに、本発明の別の実施例により構築されたロック機構５５０を示す。図１５Ａはロックされた位置のロック機構５５０を、そして図１５Ｂはロック解除された位置のロック機構５５０を示す。ロック機構５５０は、ラッチ１６１、ノッチ１６２、及びバネ押しヒンジ１６３を含んでいる。ロック機構５５０は、図１４Ａ及び１４Ｂに示すロック機構４５０と、ロック機構４５０の棒１５１が１８０度回転してラッチ１６１を形成している点を除いては、同様である。その結果、バネ押しヒンジ１６３はラッチ１６１を矢印Ｓが示す方向に付勢する。ラッチ１６１は、ラッチ１６１の外端１６１ａに隣接する中間部７３により、矢印Ｓの方向に移動することが防止されている。使用者がウイング６８を持ち上げるにつれ、中間部７３は１５Ａに示す位置から図１５Ｂに示す位置に移動し、ここで中間部７３はラッチ１６１をもはや保持しない状態になる。このようにして、ラッチ１６１は、プランジャー１１０から離れて矢印Ｓで示す方向にバネ押しヒンジ１５３の力により回転し、これにより使用者に押しボタン６０を押してプランジャーねじ山１２８をリードスクリュー４４から容易に係合解除できるようになる。図１３Ａと１３Ｂは、本発明の別の実施例により構築されたロック機構６５０を示す。図１３Ａは、ロックされた位置のロック機構６５０を、そして図１３Ｂはロック解除された位置のロック機構６５０を示す。ロック機構６５０は、複数のボールベアリング６４４、大径部６２０と小径部６４２と保持部６２１とで形成されている上部プラグ６１９、及びハウジング６６からプランジャー１１０を貫通しているチャネル６４３を含んでいる。上部プラグ６１９は青銅製であることが望ましく、ハウジング６６の中央ボア８９内に嵌合するサイズである。上部プラグ６１９は、ウイング６８が使用者により矢印Ｘで示す方向に持ち上げられたとき、上部プラグ６１９が上方に移動するように、Ｔ字棒７３のステム１３３に接合されている。図１３Ｂに示すように、上部プラグ６１９の小径部６４２がボールベアリング６４４に隣接する場所に動かされると、ボールベアリング６４４は小径部６４２に向かって移動し、上部プラグ６１９の大径部により空けられた空間に入る。このようにして、ロック機構６５０は解除され、それにより使用者は押しボタン６０を押すことによりプランジャーねじ山１２７をリードスクリュー４４から係合解除できるようになる。この状態では、ボールベアリング６４４は、小径部６４２の外面とプランジャー１１０内に形成されたチャネル６４３の当該部分との間に保持される。このようにして、ボールベアリング６４４は、ユーザーが押しボタン６０を押したときに、ハウジング６６の内面上に乗るようにされている。この実施例は、ロック機構６５０全体がハウジング６６内に収められているという点で、他の実施例とは違っている。即ち、ボールベアリング６４４は、Ｔ字棒７３の上方移動によるロック機構６５０の解除によるのではなくウイング６８の内部移動によって、保持されるか、又は移動するようになっている。次に図２０に入るが、これは本発明の冷却システム５００を制御するための電子制御システムの概略線図を示しており、ここでは全体的に８００として表している。電子制御システム８００は注入器ポンプ３０の機能をモニターし、全体的にはコントローラ８１５に接続された制御盤８１０で制御されている。図２０に示すように、パルスジェネレータ８７０は、制御盤８１０を介してコントローラ８１５により制御される。コントローラ８１５は、信号８１１によってパルスジェネレータ８７０に、所定長の電子パルスを所定周波数で提供するように命令する。これらのパルスは信号８７１により出力バッファ８８０に送信される。出力バッファ８８０はパルスジェネレータ８７０から信号８７１を受信し、この信号を信号８８１としてモーター駆動装置８９０に送信して、モーター４０から制御システムを電子的にバッファする。最終的に、モーター駆動装置８９０は、従来からの方法でモーター４０を駆動し、モーター４０は注入器ポンプ３０のリードスクリュー４４を駆動する。駆動モーター４０の出力を生成することの他にも、コントローラ８１５は制御盤８１０を介して、３箇所の別々のセンサー域から入力を収集する。まずエンコーダ３９（先に注記済み）は、駆動機構３６の保全性を確認するために、図４に示すリードスクリュー４４の遠位端の回転をモニターする。再度図３と４に戻るが、駆動機構３６は、リードスクリュー４４の遠位端に作動的に連結されているエンコーダ３９を有するものとして示されている。エンコーダ３９は、リードスクリュー４４の回転を感知して、その入力をモーター４０により生成されるパルスの測定値に変換し、リデューサ４２により行われる減速に備える。特に、回転数と、ポンプの固定部分とリードスクリュー４４との間の相対的な位置とが確定される。スクリュー４４のその開始位置に対する移動の距離又は寸法が次に計算される。この値は次に信号８０１としてカウンター８１７に送られ、最終的にはカウンター８１７により供給された値と比較される。カウンター８１７はリードスクリュー４４により行われるべきだった相対移動量を、生成され、リードスクリュー４４を動かすモーター４０に伝えられたパルスの数を数えることにより確定する。このカウンター信号は信号８０２として、元の信号８０１と共に、コントローラ８１５に送信されて、コントローラ８１５はこれら２つの値を比較する。リードスクリュー４４は移動するように命令された距離に等しい距離を移動すべきだったので、これらの値は等しくなるはずである。コントローラ８１５により検知されるこれら２つの値の間の（定義済みの許容誤差を考慮した）差異は、リードスクリュー４４が決められた通りに移動していないこと、そして駆動機構３６がある点では誤作動している可能性があることを表している。このような結果になった場合には、コントローラ８１５は探針２００を運転停止にする。代わりに、探針２００が、患者に悪い影響を与えること無くある時間中冷却液を送出しないで作動できるような場合は、コントローラを、駆動機構３６の問題を使用者に警告するアラームを鳴らすような構造にしてもよい。第２センサー域は、注入器５０にかかる力又は圧力の上限と下限をモニターするために使用される力センサー７０（図示せず）を含んでいる。検知された力又は圧力が下限よりも低い場合には、これは（１）注入器５０がクレードル４６又はアンチサイホンキャッチ６５内の正しい位置にない、（２）注入器５０に食塩水が入っていない、（３）注入器５０、導管９８、又は超音波探針２００に漏れがあるか正しく組み立てられていない、（４）プッシャーブロック３４が詰まっているか正しく機能していない、（５）作業者が間違った型又はサイズの注入器５０をクレードル４６内に置いた、の内の何れかに当てはまると思われる。検知された力又は圧力が上限よりも大きい場合には、コントローラは何時、注入器５０、導管９８、又は探針２００の液体通路が塞がれたのか、或は作業者が何処に間違った型又はサイズの注入器５０を使用しているかを検知する。簡単に言えば、冷却剤は超音波探針２００を所定温度以下に維持するために必要とされているのであるから、冷却剤の送出が妨害された場合には、探針２００は非活動状態とされるのが好都合である。従って、本発明の好適実施例では、冷却システム５００は、力又は圧力が下限の力又は圧力よりも小さい状況と、力又は圧力が上限の力又は圧力よりも大きい状況とをモニターする。超音波探針２００が冷却剤送出なしの状態で作動するのを防止するために、本発明の好適実施例に従って、コントローラは、注入器プランジャー５４を駆動する際に、閉塞や割れが冷却システム５００のどこかに起きていないかどうか、又は注入器５０が液体が入っていない状態で作動していないかどうかを確認するため、プッシャーブロック３４の感知する圧力をモニターする。図７と８では、圧力板３５に圧力がかけられると、わずかに屈曲して、それにより力を力センサー７０に伝える。力センサー７０の抵抗力は、力センサー７０のトレースが導電ゴムの層に接触するにつれ変化する。図２０では、力センサー７０により測定された値が、次に信号８０３として演算増幅器８２０を介してその信号の値を基準信号と比較して増加させるために送り込まれ、次にアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ８３０へとライン８０４に沿って送られる。コンバータ８３０はこの増幅されたアナログ信号を演算増幅器８２０から受信してデジタル信号に変換するが、その信号が今度はコントローラ８１５にライン８０５に沿って制御盤８１０を介して送り込まれる。力センサーの読み値が所定範囲外であるとコントローラ８１５が判断し、ポンプに問題があることを標示すれば、システムは運転停止にされる。圧力の範囲は、多数の異なる注入器のサイズについて力センサー７０により検知される力、並びに比較のためにコントローラ内に記憶されている規定範囲に基づき定義することもできる。使用者は、注入器サイズをディスプレイパネル７９上のユーザーインターフェース１４８（図１）に入力することにより、注入器のサイズを確認することもできる。所与の注入器については、バレルの断面積が知られており、従って、プランジャーフランジにかかる力が分かれば、プランジャーフランジにかかる圧力が計算できる。本発明のある好適実施例では、作動範囲は２８乃至３８psiに設計されている。力センサーの出力が規定範囲外であれば、コントローラは自動的に超音波探針２００へのエネルギー送出を止める。代わりに、探針２００が患者に悪い影響を及ぼすこと無く一定時間冷却液の送出無しでも作動できるような場合には、コントローラは使用者に冷却システム５００に問題があることを警告するアラームを鳴らすようにしてもよい。図２０では、第３センサー域は注入器に残留している液体をモニターするセンサーを含んでいる。特定すれば、第１センサー８４０は、注入器内に約１０ｍｌの液が残留しているときに検知する。この条件に当てはまるときには、信号８０６が入力バッファ８６０に送られ、バッファ８６０は、コントローラ８１５に液体レベルが低くなっていることを警告するため、信号８０７を制御盤８１０を介してコントローラ８１５へ送信する。注入器が最終的に空になると、第２センサー８５０がこの状態を検知して、信号８０８を入力バッファ８６０に送信する。この段階で、空の注入器により危険な状態が生まれることから、パルスジェネレータ８７０は遅滞なく即時運転停止される。信号８０８は又、液体が無くなったことをコントローラ８１５に警告するため、制御盤８１０を介してコントローラ８１５にも送信される。その結果、コントローラ８１５は残りのシステムを運転停止にすることができる。入力バッファ８６０は、適切な論理から成っており、第１及び第２信号８０６及び８０８は制御盤８１０に正しく送信される。この３箇所のセンサー域の何れかのセンサーが冷却システム５００に問題があると標示した場合には、システムは運転停止され、コントローラ８１５はパルスジェネレータ８７０に、モーター４０にそれ以上の信号を送らないように命令する。このようにして、注入器ポンプ３０の全作動が停止される。本発明によるシステムは、注入器プランジャー５４にかかる力を、プランジャー５４で測定される力に基づき調節する方法を含んでいる。従来の注入器ポンプでは、液体の流量はモーターシャフト４１から入手されたフィードバックに基づき調節される。しかしながら、モーターシャフト４１の速度に基づくフィードバックでは、冷却システム５００の何れかの箇所での非能率又は損失が考慮に入れられないかもしれない。効率の悪い初期の方法の結果として、狭い範囲の許容流量又は圧力を必要条件とする活用例は、注入器プランジャー５４にかかる力を微細に調整する能力を有するようにされた冷却システムとは適切に適応できていない。従って、本発明の別の実施例では、力センサー７０からの出力はコントローラに送り込まれるので、モニター入力信号は、モーター４０が駆動機構を駆動する速度を微調整するために修正することができる。モーター速度を効果的に調整すれば、プシャーブロック３４が移動する速度及び注入器ポンプ３０により送出される液体の流量及び圧力が変更できる。更に、薬剤を送出するために使用される注入器ポンプと違い、活用例が超音波エネルギーの送出に係わるものであった場合、冷却剤送出は超音波探針の活動中しか必要ではないことが確認された。このように、超音波探針の温度を維持するために比較的高流量が指定され、注入器のサイズによる制限がある場合には、冷却システム５００の信頼性を保証するためには、探針２００の作動を冷却剤の送出と同調させるのが望ましいと確認された。例えば、本発明の好適実施例では、注入器５０は６０ｍｌの液を送出可能である。超音波探針２００により実行される１つの処置では、探針２００が活動中に２０乃至３０ｍｌの液を必要とする。従って、患者が処置を受けている間に探針２００の活用が中断される必要のないように冷却液を維持する必要がある。従って、冷却剤送出は、コントローラ８１５により探針の操作中だけ有効とされる。即ち、コントローラ８１５は、探針が活動中である間だけ高速で注入器ポンプ３０を駆動するようモーター４０に信号を送る。本発明の好適実施例では、探針２００の活動中、注入器プランジャー５４は約３３psiで駆動され、液は約１０ｍｌ／分の流量で送出される。又別の状態では、探針２００を患者の体に導入するに先立ち、モーター４０には、探針２００を通して正流量を作り出し中に気泡ができるのを防ぐようにするだけの、低速のアイドリングモードで注入器ポンプ３０を駆動させるためにエネルギーが供給される。ある好適実施例では、探針２００がアイドリングモードにあるときには、液体は１ｍｌ／分の流量で提供される。このような方法で、探針２００は患者の体内に導入されるときに空気が患者の血管系に入り込まないようにしており、血液が探針に逆流することを防止している。コントローラ、冷却システム、及び超音波探針を組み立てるには、多数のラインを時には相当の距離に亘って統合する必要がある。その際、使用者は探針の近位端にトランスジューサを接続するケーブルをねじることもしばしばあった。図１７に、先行技術のトランスジューサコネクタ６００が、ケーブル６０２をトランスジューサ６０１に接続している状態を示している。先行技術のこのようなコネクタは、トランスジューサ６０１と一体の部分であった。即ち、ケーブル６０２はトランスジューサ６０１に固定配線されていた。トランスジューサ６０１は超音波装置ホーン（図示せず）上にねじ留めにされているので、ケーブル６０２が捩じれると、超音波ホーンに接続されている超音波装置伝達ワイヤに軸力が働いてしまう。このように、トランスジューサ６０１がホーンに取り付けられているとき、軸力は伝達ワイヤに伝わり、ひいてはワイヤとシースの間のジョイントの保全性に負荷を掛けることになる。このジョイントが屈すると、冷却剤は逸出して探針は冷却されないことになる。ジョイントへの応力を防ぐには、トランスジューサケーブルが捩じれたときにホーンがシースに対して軸方向変位するのを防ぐために、解除可能でカム駆動式の迅速着脱器を超音波ホーンとトランスジューサの間に設けるべきであることが確認された。このような装置を図１８に示す。着脱器７００は、トランスジューサ７０１から解放可能であるように示されている。この方法では、ケーブル７０２がどのように捩じれても、超音波探針には伝わらない。先に述べた目的及び上記の説明から明らかになった目的は効果的に達成されることが理解されるであろう。又、上記説明に含まれ或いはは添付図面に示される全ての事柄は限定するためではなく例証のためであり、上記方法及び構造には、本発明の精神と範囲を逸脱すること無く、変更が加えうることは明らかである。例えば、本発明及び本明細書の教示は医療だけでなく、パイプ清掃等他の活用例にも使用できるが、当業者には容易に理解できるところであろう。以上、本発明の基幹的で新規な特徴を好適実施例に適用して図示、説明、指摘してきたが、本発明の精神を逸脱すること無く、開示された発明の形態と詳細部分において、様々な省略と交換及び変更が、当業者によりなされうるであろう。従って、本発明はここに付随する請求事項の範囲によってのみ限定されることを意図するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者マナードジャックアメリカ合衆国ノースカロライナ州 27713 ダーラムダリアンウェイ６ (72)発明者フォッシーディヴィッドアメリカ合衆国ノースカロライナ州 27502 アペックスセインコート 4601

Claims

【特許請求の範囲】１．超音波治療システムにおいて、超音波エネルギーを供給するためのエネルギー源と、少なくとも１つの伝達部材と前記伝達部材を冷却するための液体通路を含んでいる、超音波エネルギーを前記エネルギー源から受け取り治療部位へ適用するための超音波探針と、液体送出システムであって、フレームと、リードスクリューと前記リードスクリューに作動的に連結されているモーターから成る、前記フレーム内に取り付けられた駆動機構と、ハウジングと、プッシャーブロックを付勢してリードスクリューと係合させるために付勢力を掛けるためのハウジング内に配置された付勢アッセンブリと、力が付勢力に打ち勝ってプッシャーブロックを係合解除しようと働くときプッシャーブロックがリードスクリューから係合解除されるのを防止するために構築されたロックアッセンブリと、リードスクリューとから成る、前記フレームに取り付けられ前記駆動機構と係合するプッシャーブロックと、フレーム内に取り付けられ、液体を前記通路に供給するように適合化された注入器であって、前記注入器は液体を貯えるためのリザーバと注入器プランジャーがその中に押し込まれたときリザーバから液体を分配するための注入器プランジャーとから形成され、前記プッシャーブロックは前記駆動機構が前記プッシャーブロックを駆動するために作動したときに前記注入器プランジャーをリザーバーの中へ押し込むための注入器プランジャーと連結されている、そのような注入器とから成る液体送出システムとから成ることを特徴とする超音波治療システム。２．前記ロックアッセンブリがハウジング内に配置され、且つ、プッシャーブロックがリードスクリューから係合解除されるのをロックアッセンブリが防止する第１のロック位置と、プッシャーブロックがリードスクリューから係合解除されるのをロックアッセンブリが許容する第２のロック解除位置との間で位置決めすることのできる、ハウジングに連結されているアクチュエーターを含んでいることを特徴とする、上記請求項１に記載の超音波治療システム。３．前記プッシャーブロックが、プッシャーブロックがリードスクリューと係合する第の１ロック位置とプッシャーブロックがリードスクリューから係合解除される第２のロック解除位置との間で、プランジャーアッセンブリを変位させるための押しボタンを含むプッシャーブロックプランジャーアッセンブリから成ることを特徴とする、上記請求項２に記載の超音波治療システム。４．前記注入器が遠位端と近位端を有するバレルを更に含み、出口がその遠位端に形成され、プランジャーはバレルの近位端内に嵌合するサイズの遠位フランジを有する遠位端とプッシャーブロックに解放可能に接合された近位フランジを有する近位端とで形成されていることを特徴とする、上記請求項１に記載の超音波治療システム。５．超音波エネルギーを伝達するための少なくとも１つの伝達部材と、前記伝達部材に冷却液を送出するための通路と、前記通路に液を供給するためのポンプとを有する超音波探針により超音波エネルギーをある箇所まで送出する方法において、前記ポンプは冷却液を貯えてその液を前記通路に吐出するための注入器を含んでおり、前記注入器はプッシャーブロックに連結されたプランジャーを有しており、前記プッシャーブロックはプッシャーブロックプランジャーアッセンブリを有しており、前記プッシャーブロックはプランジャーに対してプシャーブロックを前進させるためのリードスクリューと係合していて、付勢機構によってリードスクリューに対して保持されている、そのような方法であって、（ａ）液を注入器内に配置する段階と、（ｂ）比較的軽い係合解除力を前記プッシャーブロックプランジャーアッセンブリに加えることによって、前記プッシャーブロックを前記リードスクリューから係合解除する段階と、（ｃ）前記注入器プランジャーに対して前記プッシャーブロックを位置決めする段階と、（ｄ）前記注入器プランジャーを前記プッシャーブロックに連結する段階と（ｅ）前記付勢機構により比較的大きな付勢力、即ち係合解除力より大きい付勢力を加えることにより、前記リードスクリューに対して前記プッシャーブロックを付勢する段階と、（ｆ）前記リードスクリューを回すことにより前記プッシャーブロックを注入器プランジャーに対して前進させながら、超音波伝達部材で超音波エネルギーを伝達する段階とから成ることを特徴とする方法。６．前記バイアス機構が２個のウイングと１個の押しボタンから成り、小さい力は前記ウイングを引き上げ押しボタンを押すことにより加えられ、大きい力はバネに前記リードスクリューに対してプッシャーブロックを付勢させることにより加えられることを特徴とする、上記請求項５に記載の超音波エネルギーを送出するための方法。７．超音波治療システムにおいて、超音波エネルギーを供給するためのエネルギー源と、少なくとも１つの伝達部材と前記伝達部材を冷却するための液体通路を含んでいる、超音波エネルギーを前記エネルギー源から受け取り治療部位へ適用するための超音波探針と、液体送出システムであって、フレームと、第１端及び第２端を有するリードスクリューと前記リードスクリューの前記第１端に作動的に連結されているモーターから成る、前記フレーム内に取り付けられた駆動機構と、前記駆動機構の保全性を確認するために前記リードスクリューの速度をモニターするための前記リードスクリューの前記第２端に接続されたセンサーとから成る液体送出システムとから成ることを特徴とする超音波治療システム。８．液体送出システムであって、フレームと、リードスクリューと前記リードスクリューに作動的に連結されているモーターから成る、前記フレーム内に取り付けられた駆動機構と、ハウジングと、プッシャーブロックを付勢してリードスクリューと係合させるために付勢力を掛けるためのハウジング内に配置された付勢アッセンブリと、力が付勢力に打ち勝ってプッシャーブロックを係合解除しようと働くときプッシャーブロックがリードスクリューから係合解除されるのを防止するために構築されたロックアッセンブリと、リードスクリューとから成る、前記フレームに取り付けられ前記駆動機構と係合するプッシャーブロックと、から成ることを特徴とする液体送出システム。９．前記ロックアッセンブリがハウジング内に配置され、且つ、プッシャーブロックがリードスクリューから係合解除されるのをロックアッセンブリが防止する第１のロック位置と、プッシャーブロックがリードスクリューから係合解除されるのをロックアッセンブリが許容する第２のロック解除位置との間で位置決めすることのできる、ハウジングに連結されているアクチュエーターを含んでいることを特徴とする、上記請求項８に記載の液体送出システム。１０．前記プッシャーブロックが、プッシャーブロックがリードスクリューと係合する第の１ロック位置とプッシャーブロックがリードスクリューから係合解除される第２のロック解除位置との間で、プランジャーアッセンブリを変位させるための押しボタンを含むプッシャーブロックプランジャーアッセンブリから成ることを特徴とする、上記請求項９に記載の液体送出システム。１１．フレーム内に取り付けられ、液体を前記通路に供給するように適合化された注入器であって、前記注入器は液体を貯えるためのリザーバと注入器プランジャーがその中に押し込まれたときリザーバから液体を分配するための注入器プランジャーとから形成され、前記プッシャーブロックは前記駆動機構が前記プッシャーブロックを駆動するために作動したときに前記注入器プランジャーをリザーバーの中へ押し込むための注入器プランジャーと連結されている、そのような注入器から成ることを特徴とする、上記請求項８に記載の液体送出システム。１２．前記注入器が遠位端と近位端を有するバレルを更に含み、出口がその遠位端に形成され、プランジャーはバレルの近位端内に嵌合するサイズの遠位フランジを有する遠位端とプッシャーブロックに解放可能に接合された近位フランジを有する近位端とで形成されていることを特徴とする、上記請求項８に記載の液体送出システム。１３．液体送出システムにおいて、フレームと、第１端と第２端を有するリードスクリューと前記リードスクリューの前記第１端に作動的に連結されたモーターとから成る、前記フレーム内に取り付けられた駆動機構と、前記駆動機構の完全性を確認するために前記リードスクリューの速度をモニターするための、前記リードスクリューの前記第２端に接続されたセンサーと、から成ることを特徴とする液体送出システム。