JP2007307289A - 超音波内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型、低コストで穿刺処置具を確実に検知できる先端構成部を提供する。
【解決手段】超音波振動子アレイ４０は、被験者の体内組織へ向けて超音波を照射する第１超音波振動子５０ａと、穿刺処置具２６が導出される処置具導出部２３へ向けて超音波を照射する第２超音波振動子５０ｂとを備えている。穿刺処置具２６が処置具導出部２３から僅かに突出された穿刺準備状態へ移行されると、第２超音波振動子５０ｂから照射された超音波がシース２６ｂに反射される。この反射波に基づいて穿刺処置具２６が検知される。
【選択図】図６

Description

本発明は、被験者の体内に挿入される挿入部の先端部に、光学観察機構と、処置具を導出する処置具導出部と、超音波を発生させる超音波振動子ユニットとを備えた超音波内視鏡装置に関するものである。

光学観察機構を備えた内視鏡に超音波検査装置の機能を付加した超音波内視鏡装置が広く知られている。超音波内視鏡装置は、被験者の体腔内に挿入される挿入部の先端部分に、照明部や観察部からなる光学観察機構と、超音波を発生させる超音波振動子ユニットとが設けられており、被験者の体内の検査、診断に用いられる。

検査や診断により患部が発見された場合、所要の処置を施せることが好ましい。このため、超音波内視鏡装置のなかには、挿入部に、鉗子、穿刺処置具、高周波治療具など各種処置具を導入するための処置具通路を設けたものもある。処置具導入通路に導入された処置具は、挿入部の先端部分に形成された処置具導出部から導出される。そして、光学観察機構や超音波検査装置の機能により患部を観察しながら各種処置を行うことができる。

しかし、処置具が処置具導出部から十分に突出し、患部近傍に位置している際は、上述のように、光学観察機構や超音波検査装置の機能によりこの処置具を検知できるが、処置具が処置具導出部近傍に位置している際に、この処置具を検知できないと、例えば、処置具導出部から僅かに突出した処置具により患部を損傷させてしまうなどの問題があった。

このため、処置具導出部が光学観察機構の観察範囲内に位置するように構成した装置がある（下記特許文献１参照）。また、処置具が処置具導出部近傍に位置したことを検知するためのセンサを設けた装置もある（下記特許文献２参照）。
特開平１１−２７６４２２号公報 特開平９−２８７１２号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、挿入部の先端部分が被験者の体腔の狭い部分に位置している際などに、処置具が突出する開口や、光学観察機構を構成する観察窓などに体腔内壁が押し当てられてしまうと、処置具を認識できなくなってしまう恐れがある。

この問題は、上記特許文献２記載の装置のように、センサを設けることで解決できる。しかし、センサを設けると、コストが高くなるといった問題や、装置が大型化してしまうといった問題がある。

本発明は、上記背景を鑑みてなされたものであり、小型で安価であるとともに、処置具を確実に検知できる超音波内視鏡装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の超音波内視鏡装置は、被験者の体内に挿入される挿入部の先端部に、光学観察機構と、処置具を導出する処置具導出部と、超音波を発生させる超音波振動子ユニットとを備えた超音波内視鏡装置において、被験者の体内組織へ向けて超音波を照射する複数の第１超音波振動子と、前記処置具導出側の端部に配置され、前記処置具導出部へ向けて超音波を照射する第２超音波振動子とから前記超音波振動子ユニット を構成するとともに、前記第２超音波振動子から照射された超音波の反射波に基づいて、前記処置具が前記処置具導出部近傍の処置準備位置にセットされたことを検知する処置具検知手段を備えたことを特徴としている。

前記第１超音波振動子を駆動して超音波を発生させる第１駆動部と、前記第２超音波振動子を駆動して超音波を発生させる第２駆動部とが別体に設けられていることが好ましい。

また、前記超音波検査機構は、前記第１超音波振動子を覆うように設けられた第１レンズ部と、前記第２超音波振動子を覆うように設けられた第２レンズ部とを有する音響レンズを備えるとともに、前記第２レンズ部は、前記処置具導出部に隣接して設けられ、前記処置具が前記処置具導出部から導出された際に前記処置具の側部に当接するように、前記第１レンズ部よりも厚みが厚く形成されていることが好ましい。

さらに、前記第２レンズ部は、前記第２超音波振動素子が発生させた超音波を、前記処置具導出部側へ向けて屈曲させることが好ましい。

また、前記処置具が前記処置準備位置にセットされた際に、この旨を報知する報知手段を備えていることが好ましい。

本発明の超音波内視鏡装置は、超音波振動子ユニットから処置具導出部へ向けて照射された超音波の反射波に基づいて処置具を検知するので、確実に処置具を検知できる。また、従来より用いていた超音波振動子ユニットを利用して処置具を検知するので、処置具を検知するためのセンサを新たに設ける場合と比較して、装置の大型化やコストを抑えることができる。

図１において、超音波内視鏡装置１０は、医師等の術者が手で把持して操作するための操作部１２と、操作部１２に軟性部１４を介して連設された先端構成部１６と、モニタ１７及びスピーカ１８を備え、操作部１２に接続コード１９を介して接続される超音波観測機２０とから構成される。

先端構成部１６には、光学観察機構２１と、後述する超音波振動子ユニット４０（図３、図４、図５参照）を有する超音波トランスデューサ２２とが設けられている。そして、この超音波内視鏡装置１０では、光学観察機構２１により得られた内視鏡画像を内視鏡用モニタ（図示せず）にて観察できる。また、超音波振動子ユニット４０が発生させた超音波の反射波に基づいて生成される超音波画像をモニタ１７にて観察できる。なお、モニタ１７を内視鏡用モニタとして兼用してもよい。

また、先端構成部１６には、処置具導出部２３が設けられている。処置具導出部２３は、内視鏡（光学）画像や超音波画像により患部が発見された場合に、発見された患部に対して各種処理を施す処置具を導出するためのものである。処置具は、操作部１２に形成された処置具導入開口２４より導入され、軟性部１４や先端構成部１６に形成された処置具通路２５（図３、図４、図５参照）を経由して、処置具導出部２３より導出される。本実施形態では、処置具として、患部に穿刺されて薬液の注射や体液の吸引などの処置を施す穿刺処置具２６（図３、図４、図５参照）を用いる例について説明する。

図２、図３において、先端構成部１６は、その外殻を形成するケーシング３０の後端側に形成された第１平坦面３０ａに、送気送水口３１と、光学観察機構２１を構成する観察窓３２と照明窓３４、３６とが設けられている。光学観察機構２１では、照明窓３４、３６から照射される照明光により体腔内を照明し、観察窓３２を介して取り込まれた画像光を観察できる。

処置具導出部２３は、第１平坦面３０ａに形成された開口部２３ａと、この開口部２３ａからケーシング３０の先端側へ向かう第２平坦面３０ｂに形成されたガイド部２３ｂとから構成される。ガイド部２３ｂは、先端側へ向かうほどその深さが浅くなるテーパー形状の溝から構成されている。前述のように、処置具導出部２３は、処置具通路２５を経由した処置具を導出するために設けられ、本実施形態ではこの処置具導出部２３から穿刺処置具２６が導出される。

図３、図４、図５に示すように、穿刺処置具２６は、穿刺針２６ａと、この穿刺針２６ａを出没自在に保持するシース２６ｂとからなり、図３に示す収納状態、図４に示す穿刺準備状態、図５に示す処置状態の３つの状態の間で移行される。収納状態は、穿刺針２６ａがシース２６ｂに納められ、このシース２６ｂごと処置具導出部２３の奥の処置具通路２５内に収納された状態であり、先端構成部１６が被験者の体腔内へ挿入されていく過程では、穿刺処置具２６はこの収納状態にセットされる。

穿刺準備状態は、穿刺針２６ａがシース２６ｂごと処置具導出部２３から僅かに突出され、シース２６ｂの側面がガイド部２３ｂ及び後述する第２レンズ部６４と当接した状態であり、穿刺処置具２６は穿刺の直前に収納状態からこの穿刺準備状態へ移行される。処置状態は、穿刺準備状態において穿刺針２６ａがシース２６ｂから繰り出されて患部に穿刺される状態であり、穿刺処置具２６は処置を行う際にこの処置状態へ移行される。

この処置具導出部２３よりもさらにケーシング３０の先端側に、超音波トランスデューサ２２が設けられている。超音波トランスデューサ２２は、超音波振動子ユニット４０、バッキング材５４、整合層５６、並びに、音響レンズ５８とから構成される。

超音波振動子ユニット４０は、ケーシング３０の幅方向に長い複数の超音波振動子５０が、ケーシング３０の長手方向先端側から後端側へかけて円弧状に並べて配置されたものである。超音波振動子ユニット４０は、各超音波振動子５０が配線６０を介して超音波観測機２０に接続され、超音波観測機２０により駆動される。

各超音波振動子５０は、例えば、印加電圧に応じて伸縮変形する圧電素子と、この圧電素子の前面側及び背面側に配置された一対の電極とからなり、前記電極間に印加される電圧により振動して超音波を発生させる。また、各超音波振動子５０は、超音波の反射波を受信すると前記電極間に電位差が発生するようになっている。超音波観測機２０は、前記電極間に電圧を印加することで各超音波振動子から超音波を発生させるとともに、各超音波振動子５０の前記電極間の電位差を監視することで、反射波の到達時間や強度などを検知する。

バッキング材５４は、超音波振動子ユニット４０の背後に設けられ、超音波振動子ユニット４０の背後に照射された余分な超音波を吸収する機能を有する。整合層５６は、超音波振動子ユニット４０の前面側に配置される。整合層５６は、例えば、超音波振動子ユニット４０が発生する超音波の波長の１／４の厚みに形成され、超音波振動子ユニット４０からの超音波を被験者の体内に効率よく浸透させる機能を有する。

図６に示すように、音響レンズ５８は、整合層５６を覆うように設けられ、長手方向前端側が第１レンズ部６２とされ、長手方向後端部が第２レンズ部６４とされている。第１レンズ部６２の背後に配置された超音波振動子５０（以降、第１超音波振動子５０ａと称する）から照射された超音波は、第１レンズ部６２を介して、部分ドーナツ形状の範囲Ａ１に照射される。また、この超音波の反射波が、第１レンズ部６２を介して、第１超音波振動子５０ａにより受信される。

他方、第２レンズ部４２の背後に配置された超音波振動子５０（以降、第２超音波振動子５０ｂと称する）から照射された超音波は、第２レンズ部６４を介して、処置具導出部２３の近傍の範囲Ａ２へ向けて照射される。また、この超音波の反射波が、第２レンズ部６４を介して、第２超音波振動子５０ｂにより受信される。

また、第２レンズ部６４は、第１レンズ部６２よりも厚みが厚く形成され、ガイド部２３ｂに段差なく接続されている。これにより、穿刺処置具２６は、収納状態から穿刺準備状態へ移行される際に、ガイド部２３ｂ及び第２レンズ部６４によりガイドされ、スムーズに移動できる（図３、図４参照）。さらに、穿刺処置具２６は、処置状態において、ガイド部２３ｂと第２レンズ部６４により下側から支持されることで、穿刺針２６ａが第１レンズ部６２の上方に位置され、超音波走査範囲から外れないようになっている（図５参照）。

図７において、超音波観測機２０には、超音波画像生成部７０、処置具検知部７２が設けられ、超音波画像生成部７０には第１超音波振動子５０ａが、処置具検知部７２には第２超音波振動子５０ｂが、それぞれ配線６０を介して接続されている。

超音波画像生成部７０は、第１超音波振動子５０ａを駆動して超音波を発生させるとともに、第１超音波振動子５０ａの電極間電圧に基づき、発生させた超音波の反射波の到達時間や強度など反射波の状態を検出する。そして、超音波画像生成部７０は、検出結果に基づいて、超音波画像を生成する。第１超音波振動子５０ａからの超音波は、第１レンズ部６２を介して被験者の体内組織へ向けて照射されるので、生成される超音波画像は、被験者の体腔内組織の様子を表すものであり、この超音波画像に基づいて診断や各種処置が行われる。

また、処置具検知部７２は、第２超音波振動子５０ｂを駆動して超音波を発生させるとともに、第２超音波振動子５０ｂの電極間電圧に基づき、発生させた超音波の反射波の到達時間や強度など反射波の状態を検出する。第２超音波振動子５０ｂからの超音波は、処置具導出部２３の近傍に照射されるので、穿刺処置具２６が収納状態にある場合、処置具導出部２３の近傍を通過して被験者の体内組織により反射されるため反射波の到達時間は長くなり強度も弱くなる。他方、穿刺処置具２６が穿刺準備状態へ移行されると、第２超音波振動子５０ｂからの超音波がシース２６ｂにより反射されるため反射波の到達時間は短くなり強度も強くなる。

処置具検知部７２は、この反射波の到達時間及び強度の違いを調べることで、穿刺処置具２６が収納状態から穿刺準備状態へ移行される際にこれを検知する。なお、本実施形態では、超音波振動子のうち２つを用いて穿刺処置具２６の状態を検知しているが、１つの超音波振動子を用いて前記検知を行ってもよいし、２つ以上の超音波振動子を用いて前記検知を行ってもよい。

これら、超音波画像生成部７０と処置具検知部７２、並びに超音波観測機２０の各部は、制御部７４に接続されて駆動制御される。制御部７４は、超音波画像生成部７０により生成された超音波画像をモニタ１７に表示するとともに、処置具検知部７２により、穿刺処置具２６が穿刺準備状態へ移行されたことが検知されると、この旨を報知する報知音をスピーカ１８から出力する。報知音としては、ビープ音や、予め録音されたアナウンス音声などが用いられる。

なお、報知音を用いる以外にも、例えば、モニタにメッセージを表示したり、パイロットランプを点灯させることによって報知を行ってもよい。さらに、第２レンズ部からの超音波の反射波に基づいて超音波画像を生成し、この超音波画像をモニタに表示して穿刺処置具の状態を報知するといったことも考えられる。

以下、上記構成による本発明の作用について説明する。超音波内視鏡装置１０を用いて検査を行う際は、操作部１２を操作し、挿入部１４を被験者の体腔内に挿入する。このとき、穿刺処置具２６は収納状態にセットされている。先端構成部１６が検査部位に到達すると、内視鏡（光学）画像や超音波画像を参照しながら被験者の検査が行われる。

検査の結果、穿刺処置具２６を用いて薬液の注射や体液の吸引などの処置を施す必要があると判断された際には、穿刺処置具２６を穿刺準備状態へ移行させる。穿刺処置具２６が穿刺準備状態へ移行されるとこの旨を報知する報知音がスピーカ１８から出力されるので、穿刺処置具２６を確実に穿刺準備状態にセットすることができる。この後、穿刺針２６ａがシース２６ｂから突出されて、前記処理が行われる。

このように、超音波内視鏡装置１０は、超音波により穿刺処置具の状態を確実に検知できる。また、従来より用いていた超音波振動子ユニットの一部を利用して前記検知を行うため装置の大型化やコストを抑えることができる。

さらに、超音波内視鏡装置１０は、超音波振動子ユニットの超音波振動子を、体腔内の超音波画像を得るための第１超音波振動子と、穿刺処置具検出用の第２超音波振動子とに区別して用いるとともに、第１超音波振動子を駆動して超音波画像を生成する超音波画像生成部と、第２超音波振動子を駆動して穿刺処置具を検出する処置具検知部とをそれぞれ設けたので、より確実に穿刺治療具を検知できる。

また、穿刺処置具が穿刺準備状態及び処置状態にセットされている際に、第２レンズ部により穿刺処置具を支持するようにしたので、確実な処置を行うことができる。さらに、穿刺処置具が穿刺準備状態にセットされている際は、第２レンズ部と当接しているため、これらの間に隙間がある場合と比較して、より確実に穿刺処置具を検知できる。

なお、本発明は、超音波検査機構の一部を用いて処置具が処置具導出部近傍にセットされたことを検知すればよいので、細部の構成は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、穿刺処置具の検出を行う検出モードと、穿刺処置具の検出を行わない非検出モードとを設け、非検出モードでは第２超音波振動子を駆動しないようにしてもよい。こうすることで、処置を行わない場合は、非検出モードにセットすることで消費電力を抑えることができる。

また、例えば、図８に示すように、長手方向の先端側よりも後端側の厚みが厚く形成された第２レンズ部８０備えた音響レンズ８２を用い、第２超音波振動子５０ｂから照射される超音波を、処置具導出部２３側へ向けて屈曲させ、範囲Ａ３へ向けて出射させるといったことも考えられる。こうすることによってより確実に穿刺処置具を検知できる。なお、図８において、上述した実施形態と同様の部材については同様の符号を付して説明を省略する。

さらに、上記実施形態では、処置具として穿刺処置具を用いる例で説明をしたが、これ以外の処置具、例えば、鉗子や高周波治療具を用いてもよい。

超音波内視鏡装置の構成図である。 超音波トランスデューサの上面図である。 超音波トランスデューサの長手方向断面図である。 超音波トランスデューサの長手方向断面図である。 超音波トランスデューサの長手方向断面図である。 音響レンズから出射される超音波の照射範囲を表す説明図である。 超音波観測機の構成図である。 第２レンズ部により超音波を屈曲させる例を表す説明図である。

符号の説明

１０ 超音波内視鏡装置
１６ 先端構成部
２２ 超音波トランスデューサ
２３ 処置具導出部
２６ 穿刺処置具
４０ 超音波振動子ユニット
５０ 超音波振動子
５０ａ 第１超音波振動子
５０ｂ 第２超音波振動子
５８、８２ 音響レンズ
６２ 第１レンズ部
６４、８０ 第２レンズ部
７２ 処置具検知部
７４ 制御部

Claims (5)

1. 被験者の体内に挿入される挿入部の先端部に、光学観察機構と、処置具を導出する処置具導出部と、超音波を発生させる超音波振動子ユニットとを備えた超音波内視鏡装置において、
   被験者の体内組織へ向けて超音波を照射する複数の第１超音波振動子と、前記処置具導出側の端部に配置され、前記処置具導出部へ向けて超音波を照射する第２超音波振動子とから前記超音波振動子ユニット を構成するとともに、
   前記第２超音波振動子から照射された超音波の反射波に基づいて、前記処置具が前記処置具導出部近傍の処置準備位置にセットされたことを検知する処置具検知手段を備えたことを特徴とする超音波内視鏡装置。
2. 前記第１超音波振動子を駆動して超音波を発生させる第１駆動部と、前記第２超音波振動子を駆動して超音波を発生させる第２駆動部とが別体に設けられていることを特徴とする請求項１記載の超音波内視鏡装置。
3. 前記超音波検査機構は、前記第１超音波振動子を覆うように設けられた第１レンズ部と、前記第２超音波振動子を覆うように設けられた第２レンズ部とを有する音響レンズを備えるとともに、
   前記第２レンズ部は、前記処置具導出部に隣接して設けられ、前記処置具が前記処置具導出部から導出された際に前記処置具の側部に当接するように、前記第１レンズ部よりも厚みが厚く形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の超音波内視鏡装置。
4. 前記第２レンズ部は、前記第２超音波振動素子が発生させた超音波を、前記処置具導出部側へ向けて屈曲させることを特徴とする請求項３記載の超音波内視鏡装置。
5. 前記処置具が前記処置準備位置にセットされた際に、この旨を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の超音波内視鏡装置。

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