JP5784348B2 - Ｘ線画像システムの湾曲部を移動させるためのシステムを備えた圧力波処置装置 - Google Patents

Description

本発明は、砕石処置として体内の固形の凝固物を破壊するための装置に関する。

周知のように、砕石装置は、凝固物や腎石、胆石、または唾石を破壊するために用いられる、音響衝撃波のような圧力波の発生器を含む。砕石装置は、患者または動物の体内の結石の検出および表示を行う画像装置に連結されている。結石を発生器の焦点へ、または発生器の焦点を結石へ導く機械的な移動システムによって、結石と発生器の中心とが一致する。

この一致を行なうには、結石を表示しその位置を三次元で決定するための画像システムを用いるとよい。超音波Ｘ線画像システムは、現在最も多く使用されている画像装置である。

超音波画像装置は、解剖学的な断面の形で二次元の画像平面を生成する。断面の方向は、超音波検査用プローブを操作するオペレータによって決められる。この断面の平面に結石が表示されると、超音波検査用プローブの位置および方向ならびに超音波検査画像平面における結石の位置を知ることによって空間内の結石の位置を決定することができる。

結石の空間的な位置特定は、文献EP 0 715 831やDE 103 03 462、EP 0 397 980に記載されたような湾曲部を有するタイプのＸ線画像システムで行うと、実質的により複雑になる。あるＸ線画像システムは、一方の端部にＸ線源を備えるとともに向かい合う他方の端部に画像センサを備えた湾曲部を含む。この湾曲部は、Ｘ線源と画像センサを通る軸を垂直に横切る揺動軸を中心に回転できるように取り付けられている。この種の画像システムは、画像センサの平面上での、生物学的構造の解剖学的投影から生成された二次元画像を利用する。超音波画像システムの場合とは対照的に、この二次元画像は、湾曲部の位置が正確に分かっている場合でも、空間内の結石の位置特定に必要な空間的情報を含んでいない。この空間的情報を得るには、結石に対する湾曲部の入射を、最初の画像を撮ったときの湾曲部の入射から異ならせて、例えば数十度差で別の画像を撮ることが必要である。撮られた２つの画像が２つの異なる投影によって結石を表わす。これら２つの画像の各々に映った結石を識別する際に、周知の算定方式または連続アライメント方法を用いて空間内の結石の位置を決定することができる。

もちろん、結石の空間的な位置が２つのフレーム間で変わることのないよう、これら２つのフレームの生成は連続的に行われなければならない。すなわち、患者は静止したままでいる。実際、オペレータは、湾曲部を第１の位置に配置して最初のフレームを撮り、その後、２番目のフレームを撮るための第２の入射の位置に湾曲部を配置するために、湾曲部の入射を変えなければならない。

ただし、フレームを撮るためにＸ線源がＸ線を発しているときは、オペレータはＸ線源の近くに居続けることはできない。また、各フレームごとにオペレータは防護スクリーンの後ろに隠れ、その後装置に戻って湾曲部の入射を変え、当該フレームに起因する放射から身を守るために再び退かなければならない。実際、患者が２つのフレーム間で何度も動いてしまい、撮像手順を再度始めなければならないような場合には、２つのフレームを撮るのは比較的長い工程となる。

この問題を解決する試みとして、先行技術では、２つの画像を撮る間でのオペレータによる湾曲部の入射変更のための介入を阻止すべく、湾曲部を電動式にしたＸ線画像システムが提案されている。このようなＸ線画像システムは非常に高価であり、また実際の条件下において砕石装置に連結させるのに適しているとは思われない。実際、湾曲部の電動制御は一般的に画像システムのフレーム上で行われるので、オペレータが画像システムと砕石装置の両方を制御するのは難しいと思われる。

本発明は、そのような画像システムを砕石装置と協同して使用する場合に、Ｘ線画像システムの湾曲部を、２つの安定位置に自動的に、簡単に、スムーズに配置するための解決策を提案することによって、先行技術の不利な点を改善することを目指す。

本発明の別の主題は、Ｘ線画像システムを砕石装置から独立して使用するために、このＸ線画像システムの湾曲部を電動化するための解決策を提案することである。

これらの目的を達成するために、本発明の主題は、圧力波発生器を支持するシャーシを含む、圧力波による処置装置に関する。

本発明によれば、この処置装置は、
−前記シャーシに取り付けられた固定部、及び前記処置装置から独立した画像システムの湾曲部の揺動軸に実質的に垂直な方向に移動する可動部、を含む作動システムと、
−前記湾曲部と前記作動システムの移動する可動部との間で分解可能なアセンブリ構造を有する、湾曲部との連結システムと、
−前記画像システムの前記湾曲部の異なる２つの入射位置に対応する少なくとも２つの安定位置に前記連結システムを配置するための、前記作動システムの制御ユニットと、を含む。

また、本発明による処置装置には、以下の追加の特徴のうちの少なくとも１つおよび／またはその他を組み合わせることができる。
−前記作動システムの前記可動部の進路に対する制御装置が、前記制御ユニットに接続されている。
−前記分解可能なアセンブリ構造が、圧力ねじが取り付けられたクランプを含む。
−前記湾曲部との連結システムが、関節構造によって前記作動システムの前記可動部に接続されている。
−前記関節構造が、前記アセンブリ構造に対する前記作動システムの前記可動部の垂直および／または水平回転を可能にする、実質的に水平かつ前記湾曲部の前記揺動軸に実質的に平行な関節軸と、実質的に垂直な関節軸とを含む。
−前記作動システムの前記固定部が、関節構造によって前記シャーシに取り付けられている。
−前記関節構造が、前記シャーシに対する前記作動システムの前記固定部の垂直および／または水平回転を可能にする、実質的に水平な関節軸と、実質的に垂直な関節軸とを含む。
−前記可動部の移動方向が前記湾曲部の前記揺動軸から離れる方向となるように、前記作動システムが前記シャーシに取り付けられている。
−前記作動システムが、前記圧力波発生器の下に延びるように前記シャーシに取り付けられている。
−前記シャーシには複数の保護壁が設けられており、そのうち少なくとも１つの保護壁が前記作動システムの前記可動部のための通過口を有する。

湾曲部を有するタイプの画像システムに連結された本発明の処置装置は、圧力波による結石の処置のための医療装置を構成する。

すなわち、この装置は、
−揺動軸にしたがって揺動するように取り付けられた湾曲部を含む画像システムと、
−前記画像システムから独立するとともに特に前記湾曲部との連結システムを含む、圧力波による処置装置であって、前記連結システムが、前記湾曲部と前記処置装置の一部を構成する作動システムの移動する可動部との間の分解可能なアセンブリ構造を有する処置装置と、を含む。

他の様々な特徴が、本発明の主題の実施態様を限定されない例として示す添付の図面を参照する以降の記載から明らかになる。

図１は、本発明に係る圧力波による処置装置を示す透視図である。 図２Ａおよび２Ｂは、画像システムの湾曲部の配置において特徴的な２つの位置にある処置装置を示す図である。 図３は、画像システムの湾曲部と処置装置との間の連結の前方からの詳細図である。 図４は、画像システムの湾曲部と処置装置との間の連結の側方からの詳細図である。 図５は、処置装置のシャーシへの作動システムの固定を示す詳細図である。

図からより明らかなように、本発明の主題は、Ｘ線タイプの画像システム２を用いた、患者または動物の体内で位置特定される凝固物または体内の結石に対する圧力波による処置装置１に関する。

通常、Ｘ線画像システム２は、一方の端にＸ線源４が設けられ他方の端に画像センサ５が設けられた、半円形の湾曲部３を含む。図示された例では、湾曲部３は両側で横面３₂に縁どられながら内側に曲がった平面的な形状の主面３₁を有している。Ｘ線源４と画像センサ５は、患者の配置を可能とすべく離されることにより、通常のＸ方向に互いに向かい合って配設されている。湾曲部３は、水平方向Ｙに延びる揺動軸７にしたがってシャーシ６に対して回転できるように取り付けられる。揺動軸７は、揺動軸７の水平方向ＹがＸ線源４の延長線と画像センサ５とに共通な方向Ｘを垂直に横切るように、湾曲部３の中央に位置する。

図２Ａおよび２Ｂからより明らかなように、湾曲部３は、このように入射の異なる２つの安定位置を占めることができ、それぞれの位置においてＸ線源４と画像センサ５との間に配置された人のフレーム撮影をすることができる。例えば、図２Ａと２Ｂに示された、湾曲部３が揺動軸７を中心に回転するときの２つの位置の間の入射の差は、数十度程度である。画像システム２は専門家によく知られており、また本発明の主題の一部ではないため、さらに詳細に記載しない。

砕石装置のような本発明に係る処置装置１は、音響衝撃波のような圧力波を発生させる圧力波発生器１１を備えた、フレームまたはシャーシ１０を含む。図示された実施形態において、シャーシ１０は実質的に平行六面体の形をしており、利点的には、カウリングまたは複数の保護壁によって覆われる。例えば、シャーシ１０は、実質的に互いに平行に延び、一方側では背面壁１０₂によって、他方側では正面壁１０₃によって互いにつなげられた２つの側壁１０₁を備える。側壁１０₁と正面壁１０₃と背面壁１０₂とは、上部で頂壁１０₄によって互いにつなげられている。通常、シャーシ１０には、シャーシ１０を走らせ移動させるための車輪１３が備えられる。

通常、発生器１１は、凝固物を破壊する観点から、画像システム２による凝固物との一致を目指し、ターゲットに向けて音響衝撃波を発するように構成される。通常、発生器１１は楕円反射体を含み、楕円反射体には楕円反射体の第１焦点で音響衝撃波を発生させるための電極が配置されている。反射体特有の形状により、第１焦点で生成された衝撃波は、今度は発生器の外側にある反射体の第２焦点に向けて反射される。これにより、患者または動物の体内にある凝固物を狙うことができる。発生器１１は本発明の主題の一部ではなく、またその生産については専門家によく知られているため、さらに詳細に記載しない。

図示された例において、発生器１１は、シャーシ１０内部の格納位置（図２Ａ、２Ｂ）と拡張または処置位置（図１）との間で発生器１１を移動させるためのガイド構造１２に取り付けられている。拡張または処置位置では、発生器１１は患者の近くに位置する。もちろん、発生器１１を、移設することによって別の方法でシャーシ１０に取り付けることやシャーシ１０と無関係に取り付けることもできる。

本発明によれば、処置装置１は、画像システム２の湾曲部３のための作動システム２０を含む（図１）。作動システム２０は、湾曲部３に作用してそれを揺動軸７を中心に回転させ、入射が異なる２つの安定位置に湾曲部３を配置する（図２Ａ、２Ｂ）。作動システム２０は、シャーシ１０に取り付けられた固定部２１と、揺動軸７に実質的に垂直な方向に移動する可動部２２とを含む。揺動軸７に実質的に垂直な推進力または牽引力が、作動システム２０によって加えられる。この推進力または牽引力の湾曲部３上の作用点は揺動軸７に対して自然に相殺され、揺動軸７を中心とした湾曲部３の回転が生じる。

好ましい変形形態によれば、作動システム２０は、本体２１がシャーシに固定される一方、ロッド２２が湾曲部３の揺動を可能にするように移動するジャッキを含む。ジャッキ２０は、例えば電気、空圧、油圧等、どのような種類であってもよい。もちろん、作動システム２０は、例えば運動変換システムが組み込まれた、または組み込まれていない、直線運動するアクチュエーターを用いるなど、他の方法によって構成することもできる。

図１に示されるような処置装置１は、作動システム２０の可動部２２に接続された、湾曲部３との連結システム２５も含む。このシステム２５は、異なる２つの入射位置に対応する少なくとも２つの安定位置に湾曲部３を配置するための、作動システム２０と湾曲部３との間の連結または分解可能もしくは一時的なアセンブリを実現する。処置装置１が画像システム２から離れている間も画像システム２が使用できるように、処置装置１および画像システム２は互いに独立するか完全に別々になるように設計されている。必要であれば、連結システム２５は、画像システム２の湾曲部３と処置装置１との間で一時的かつ分解可能なアセンブリを実現する。

変形形態によれば、連結システム２５は、湾曲部３と作動システム２０の可動部２２との間で分解可能なアセンブリ構造３０を含む（図２Ａ、図２Ｂ）。図示された実施形態において、分解可能なアセンブリ構造３０は、一方側に引き延ばされかつ２つのウィング３２によってある角度になる中央コア３１を含むクランプの形をしている。ウィング３２が湾曲部の横面３₂のそれぞれの側で延びる一方でコア３１が主面３₁を覆うように、クランプ３０が湾曲部３に重なるか嵌合するように取り付けられる。クランプ３０は、ウィング３２に設けられた圧力ねじ３５によって湾曲部３に固定される。圧力ねじ３５を絞めたり緩めたりすることにより、クランプ３０を湾曲部３に容易に着脱することができる。換言すれば、連結システム２５が分解可能なアセンブリ構造を介して可動部２２に接続されている限り、画像システム２は処置装置１から容易に独立され得る。ただし、アセンブリ構造３０（クランプと圧力ねじ）の概念は、そのままあらゆるタイプの湾曲部３に適用可能である。

好ましい変形形態によれば、連結システム２５は、揺動軸７に垂直な直線の移動力が湾曲部３にかかった場合に湾曲部３を回転させるように構成された、湾曲部３と作動システム２０の可動部２２との間の関節構造３６を含む。図３および４に示された例からより明らかなように、関節構造３６は、作動システム２０の可動部２２とクランプ３０との間に介在する。この関節構造３６は、実質的に水平かつ湾曲部の揺動軸７に実質的に平行な関節軸４０と、実質的に垂直な関節軸４２とを含む。これらの軸の組み合わせにより、作動システム２０の可動部２２がクランプ３０に対して垂直および／または水平に回転可能となっている。図示された例において、水平な関節軸４０は、可動部２２の端と当該水平な関節軸４０を中心に旋回可能な中間連結片４３との間にある。垂直な関節軸４２は、中間連結片４３とクランプ３０の一方のウィング３２に固定されたフランジ４４との間にある。

利点的には、中間連結片４３が分解可能なアセンブリを介して（好ましくはツールなしで）フランジ４４に取り付けられ、これによりクランプ３０の取り付け及び取り外しの操作が可能になる。また、連結システム２５は作動システム２０から取り外すことができ、これによりジャッキのロッド２２の折り畳みが可能になる。

ジャッキ２０はロッドの格納位置に取り付けるのが好ましく、ジャッキ２０はシャーシ１０の内部に完全に収容される。

好ましい変形形態によれば、作動システム２０の固定部２１は、関節構造５０によってシャーシ１０に取り付けられる。例えば、関節構造５０は、実質的に水平な関節軸５１と、実質的に垂直な関節軸５２とを含み、これらの軸により作動システム２０の固定部２１が、シャーシ１０に対して垂直および／または水平に継ぎ目回転可能になっている。図５に示された例において、水平な関節軸５１は、ジャッキの本体２１とシャーシ１０が備えるクランプ５３の２つのブランチとの間にある。垂直な関節軸５２は、ジャッキの本体２１とクランプ５３との間にある。シャーシ１０に対するジャッキ２０の回転におけるこれら２つの自由度は、湾曲部３の移動操作時に利用される。

図示はしていないが、処置装置１はまた、湾曲部３の異なる２つの入射位置に対応する少なくとも２つの安定位置に連結システム２５を配置するための、作動システム２０のユニットを含む。例えば、この制御ユニットは、電気制御信号を送ることによって作動システム２０を操縦する。利点的には、この制御ユニットは、処置装置１の制御管理電子機器の一部を構成する。このように、作動システム２０を動かしたり止めたりするための命令は、処置装置１の制御管理電子機器から制御できる。

好ましい変形形態によれば、この制御ユニットは、作動システム２０の可動部２２の進路に対する制御装置に接続される。このような制御装置は、可動部２２の進路または環境内に置かれた装置との衝突の可能性をオペレータに通知するように、および／または作動システム２０の移動を中断するように設計される。制御装置は、特に運動センサ、力センサおよび／または近接センサを含む。

好ましい変形形態によれば、湾曲部３にかかる力を最小限にするために、可動部２２の移動方向が湾曲部３の揺動軸７から離れる方向となるように、作動システム２０がシャーシ１０に取り付けられる。換言すると、湾曲部３を好ましく揺動させる観点から、加えられる力を最小限にするために、作動システム２０によって加えられる推進力または牽引力の作用点が揺動軸７からできるだけ離れるように作動システム２０が取り付けられる。作用点は、湾曲部３の中心に位置する揺動軸７の上または下に位置し得る。

図示された好ましい例において、作動システム２０は、力の作用点が揺動軸７の下に位置するようにシャーシ１０に取り付けられている。この限定的ではないが好ましい変形によれば、作動システム２０は、発生器１１の下に延びるようにシャーシ１０に取り付けられる。したがって、発生器１１および可動部２２は、正面壁１０₃のレベルで互いに上下に位置している。この正面壁１０₃は、作動システム２０の可動部２２のための通過口６０を有する。

以上の説明から明らかなように、処置装置１は、その通常の機能である、結石を処置する機能と、画像システム２の湾曲部３の回転を制御して画像を撮るための２つの特徴的な位置に湾曲部３を自動的に置く機能を確保する。処置装置１と画像を撮るためのシステム２とで、圧力波による結石の処置に適した装置を構成する。処置装置１と画像システム２との間に取り外し可能なアセンブリがあることで、画像システム２は砕石装置から独立して使用することができる。また、連結システム２５と作動システム２０との間に取り外し可能なアセンブリがあることで、作動システム２０は、画像システム２の湾曲部の回転制御が必要でない場合にシャーシ１０の内部に完全に格納されるように取り付けることができる。

本発明は、記載され、図示された例に限定されず、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更が可能である。

Claims (10)

1. 圧力波発生器（１１）を支持するシャーシ（１０）を含む、圧力波による処置装置であって、
   −前記処置装置から独立した画像システム（２）の湾曲部（３）を、前記圧力波発生器（１１）を移動させることなく、揺動軸（７）を中心に回転させるための推進力又は牽引力を前記湾曲部（３）に作用させるための作動システム（２０）であって、当該作動システム（２０）を前記シャーシ（１０）に取り付けるための固定部（２１）と、前記揺動軸（７）に対して実質的に垂直に移動するロッドである可動部（２２）と、を含む作動システム（２０）と、
   −前記湾曲部（３）と前記作動システム（２０）の前記可動部（２２）との間で前記湾曲部（３）に着脱可能に取り付けられる分解可能なアセンブリ構造（３５）を有し、前記作動システム（２０）と前記湾曲部（３）とを連結する連結システム（２５）と、
   −前記画像システムの前記湾曲部（３）の異なる２つの入射位置に対応する少なくとも２つの安定位置に前記連結システム（２５）が配置されるように、制御信号を送ることによって前記作動システム（２０）を操縦する制御ユニットと、を含むことを特徴とする処置装置。
2. 前記可動部（２２）の進路または環境内に置かれた装置との衝突の可能性をオペレータに通知する、および／または、前記作動システム（２０）の移動を中断させる、前記作動システム（２０）の前記可動部（２２）の進路に対する制御装置が、前記制御ユニットに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の処置装置。
3. 前記分解可能なアセンブリ構造が、前記湾曲部（３）に取り付けられるクランプ（３０）と、前記クランプ（３０）に取り付けられ、かつ、前記クランプ（３０）を前記湾曲部（３）に着脱可能なように締められる又は緩められる圧力ねじ（３５）とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の処置装置。
4. 前記湾曲部（３）との連結システム（２５）が、関節構造（３６）によって前記作動システム（２０）の前記可動部（２２）に接続され、
   前記関節構造（３６）が、前記アセンブリ構造（３０、３５）に対する前記作動システム（２０）の前記可動部（２２）の垂直および／または水平回転を可能にする、実質的に水平かつ前記湾曲部の前記揺動軸（７）に実質的に平行な関節軸（４０）と、実質的に垂直な関節軸（４２）とを含む請求項１に記載の処置装置。
5. 前記作動システム（２０）の前記固定部（２１）が、関節構造（５０）によって前記シャーシに取り付けられ、
   前記関節構造（５０）が、前記シャーシ（１０）に対する前記作動システムの前記固定
   部（２１）の垂直および／または水平回転を可能にする、実質的に水平な関節軸（５１）と、実質的に垂直な関節軸（５２）とを含む請求項１に記載の処置装置。
6. 前記可動部（２２）の移動方向が前記湾曲部の前記揺動軸（７）から離れる方向となるように、前記作動システム（２０）が前記シャーシ（１０）に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の処置装置。
7. 前記作動システム（２０）が、前記圧力波発生器（１１）の下に延びるように前記シャーシに取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の処置装置。
8. 前記シャーシ（１０）には複数の保護壁が設けられており、そのうち少なくとも１つの保護壁（１０₃）が前記作動システム（２０）の前記可動部（２２）のための通過口（６０）を有することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の処置装置。
9. 前記作動システム（２０）が前記湾曲部（３）の揺動を可能にするように前記可動部（２２）を移動させるジャッキを含むことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の処置装置。
10. 圧力波による処置のための装置であって、
    −揺動軸（７）にしたがって揺動するように取り付けられた湾曲部（３）を含む画像システム（２）と、
    −請求項１から９のいずれかに記載の圧力波による処置装置（１）と、を含むことを特徴とする装置。

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