WO2022172693A1 - 超音波処置具装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
既存の装置、設備で、構造物の温度を短時間で上昇させることができる超音波処置具装置及びその駆動方法を提供する。 超音波振動子（５１ａ、５１ｂ）は超音波を発振する。超音波用駆動部（１９）は、超音波が、構造物Ｓにおいて一方から他方に向かう第１方向Ｄ１に伝搬し、且つ、第１方向Ｄ１とは反対の第２方向Ｄ２に伝搬するように、超音波振動子（５１ａ、５１ｂ）を駆動する。超音波用駆動部（１９）は、超音波振動子（５１ａ、５１ｂ）に流れる電流値が極大電流値となるように超音波振動子（５１ａ、５１ｂ）の周波数を変化させて超音波振動子（５１ａ、５１ｂ）を駆動する。
Description
本発明は、血管などの構造物の温度を上昇させて構造物の封止等を行う超音波処置具装置及びその駆動方法に関する。
医療分野において、超音波振動を発生させる超音波処置具を用いて被検体に各種処置を施すことが知られている。特許文献１には、血管等の構造物を把持する一対の把持部と、超音波振動子（超音波トランスデューサ；ultrasonic transducer）とを備え、把持部を介して超音波振動を伝達し、血管等の封止、切開など処置を行う超音波処置具が記載されている。超音波振動子は、圧電材等の各種デバイスから構成され、供給された電力を超音波振動に変換する。
上記特許文献１に記載のような超音波処置具では、把持部で把持した血管等の構造物を封止するため、把持部の温度をタンパク質等の変性温度である約６０°Ｃ～９０°Ｃまで短時間で上昇させる必要がある。把持部の温度を短時間で上昇させるためには、超音波振動子の各デバイスに可能な限り大きな電力を供給する必要がある。そこで、大きな電力を供給するための装置を別途用いることなく、既存の装置、設備で、大きな電力を超音波振動子に供給して構造物の温度を短時間で上昇させることが求められていた。
本発明は、超音波を構造物に伝搬させて構造物の温度を上昇させる場合において、大きな電力を供給するための装置を別途用いることなく、既存の装置、設備で、構造物の温度を短時間で上昇させることができる超音波処置具装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。
本発明の超音波処置具装置は、先端部に設けられる一対の把持片により被検体内の構造物を把持する把持部と、一対の把持部の少なくともいずれかに設けられ、超音波を発振する超音波振動子と、超音波が、構造物において一方から他方に向かう第１方向に伝搬し、且つ、第１方向とは反対の第２方向に伝搬するように、超音波振動子を駆動するプロセッサであって、超音波振動子に流れる電流値が極大電流値となるように超音波振動子の周波数を変化させて超音波振動子を駆動する周波数変動モードを行うプロセッサとを備える。
周波数変動モードでは、超音波振動子の共振周波数を含む周波数範囲において、超音波振動子の周波数を変化させることが好ましい。プロセッサは、第１方向の超音波についての電流値の波形を示す第１範囲と、第２方向の超音波についての電流値の波形を示す第２範囲との重複部分の電流値をモニタリングし、重複部分の電流値が極大電流値となる超音波振動子の周波数を維持するように制御することが好ましい。構造物は血管を含むことが好ましい。内視鏡の鉗子チャンネルを通して被検体内に挿入される内視鏡用処置具であることが好ましい。
本発明は、先端部に設けられる一対の把持片により被検体内の構造物を把持する把持部、及び、一対の把持部の少なくともいずれかに設けられ、超音波を発振する超音波振動子を有する超音波処置具装置の駆動方法において、プロセッサは、超音波が、構造物において一方から他方に向かう第１方向に伝搬し、且つ、第１方向とは反対の第２方向に伝搬するように、超音波振動子を駆動するプロセッサであって、超音波振動子に流れる電流値が極大電流値となるように超音波振動子の周波数を変化させて超音波振動子を駆動する周波数変動モードを行うステップを有する。
本発明によれば、超音波を構造物に伝搬させて構造物の温度を上昇させる場合において、大きな電力を供給するための装置を別途用いることなく、既存の装置、設備で、構造物の温度を短時間で上昇させることができる。
図１に示すように、内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１５と、ディスプレイ１６と、ユーザインターフェース１７と、超音波処置具装置２０とを備える。内視鏡１２は、観察対象を撮影する。光源装置１４は、観察対象に照射する照明光を発する。プロセッサ装置１５は、内視鏡システム１０のシステム制御を行う。ディスプレイ１６は、内視鏡画像に基づく観察画像等を表示する表示部である。ユーザインターフェース１７は、マウス、タッチパッド、キーボードなどであり、プロセッサ装置１５等への設定入力等を行う入力デバイスである。
内視鏡１２は、光源装置１４と光学的に接続され、且つ、プロセッサ装置１５と電気的に接続される。内視鏡１２は、被検体内に挿入する挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けた内視鏡用操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けた湾曲部１２ｃと、先端部１２ｄとを有している。内視鏡用操作部１２ｂのアングルノブ１２ｅを操作することにより、湾曲部１２ｃが湾曲する。その結果、先端部１２ｄが所望の方向に向く。また、内視鏡用操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、鉗子口２１（図２参照）が設けられている。鉗子口２１は、超音波処置具１８を挿入する入り口である。鉗子口２１に挿入した超音波処置具１８は、先端部１２ｄの鉗子出口２２（図２参照）から突出する。
先端部１２ｄとの先端面には、図示は省略するが観察窓や照明窓が設けられている。観察窓の奥にはイメージセンサ（図示せず）などが配置され、照明窓の奥には光ファイバケーブル（図示せず）が配置されている。イメージセンサの信号線や光ファイバケーブルは、プロセッサ装置１５、光源装置１４にそれぞれ接続される。
プロセッサ装置１５は、ディスプレイ１６及びユーザインターフェース１７と電気的に接続される。プロセッサ装置１５は、イメージセンサにより撮像した内視鏡画像に画像処理等を施してディスプレイ１６に表示させる。超音波処置具装置２０は、内視鏡の鉗子チャンネル２３（図２参照）を通して被検体内に挿入される内視鏡用処置具の一つである超音波処置具１８と、超音波処置具１８に対して電力を供給する超音波用駆動部１９とを備える。
図２に示すように、挿入部１２ａ内には、超音波処置具１８を挿通するための鉗子チャンネル２３が配設されている。鉗子チャンネル２３の一端は鉗子出口２２に接続し、他端は内視鏡用操作部１２ｂに設けられた鉗子口２１に接続している。鉗子口２１には、鉗子栓２４が設けられている。また、鉗子チャンネル２３は、鉗子出口２２から水等の洗浄液を送液するための経路、及び血液等の体液や体内老廃物等の内容物を吸引するための経路としても用いられる。超音波用駆動部１９（図１参照）は、超音波処置具１８の後述する超音波振動子５１に電力を供給する。
超音波処置具１８は、鉗子チャンネル２３を通して挿入部１２ａとともに被検体内に挿入される内視鏡用処置具である。なお、本実施形態では、内視鏡１２と組み合わされる内視鏡用処置具として超音波処置具１８を上げているが、実際はこれに限らず、生検鉗子、スネア、又は電気メス等の処置具も内視鏡１２と組み合わされる。
超音波処置具１８は、可撓性シース３１と、操作ワイヤ３２（図３参照）と、把持部３３と、超音波振動子ユニット３４（図３参照）と、処置具用操作部３５とを備える。可撓性シース３１は、可撓性を有する材料、例えば軟質樹脂から形成された管状のシースであり、内視鏡１２の鉗子チャンネル２３に挿入される。操作ワイヤ３２は、把持部３３と一体に設けられており、可撓性シース３１に挿通されている。
処置具用操作部３５は、操作部本体３６と、操作部本体３６にスライド自在に支持されたスライダ３７とを備える。操作部本体３６は、可撓性シース３１の基端部に連設されている。操作部本体３６には、指掛け部３６Ａ、円柱部３６Ｂ、及びコネクタ部３６Ｃが設けられている。円柱部３６Ｂは、可撓性シース３１の軸方向と平行な方向に延在している。スライダ３７は、円柱部３６Ｂに係合しており、円柱部３６Ｂに沿って、可撓性シース３１の軸方向にスライド移動する。患者に処置を施す際には、指掛け部３６Ａにユーザの親指が掛けられ、同じユーザの人指し指と中指がスライダ３７に掛けられる。スライダ３７には、操作ワイヤ３２の基端が固定されている。このため、操作ワイヤ３２は、スライダ３７のスライド移動に伴って、可撓性シース３１内でその軸方向に押し引き動作される。コネクタ部３６Ｃは、超音波用駆動部１９（図１参照）と電気的に接続される。
図３に示すように、把持部３３は、可撓性シース３１の先端部に設けられ、上下に配された一対の把持片４１と、リンク機構４２と、これらを支持する支持部材４３とを備える。一対の把持片４１の内面４１Ａ、つまり互いに対向する面には超音波振動子ユニット３４が設けられている。そして、把持部３３を閉じた場合、一対の把持片４１の内面４１Ａ同士が当接する。これによって、一対の把持片４１間に血管等の構造物Ｓ（図５参照）を挟み込むようにして把持することができる。把持部３３を構成する一対の把持片４１は支持軸４１Ｂを中心として上下方向に開閉可能となっている。支持軸４１Ｂは、支持部材４３に支持されている。把持部３３を閉じた場合、外周面が連続した円柱状になるように、把持片４１はそれぞれ半円柱状に形成されている。
リンク機構４２は、リンク板４２Ａと、連結ピン４２Ｂと、嵌着ピン４２Ｃとを備える。リンク板４２Ａは、一方の端部が一対の把持片４１と連結ピン４２Ｂを介して連結されている。一対の把持片４１がリンク板４２Ａと連結される位置は、把持片４１の基端部であり、支持軸４１Ｂよりも基端側の位置である。リンク板４２Ａの他方の端部は、操作ワイヤ３２の先端に設けられた連結部材３２Ａと、嵌着ピン４２Ｃを介して連結されている。嵌着ピン４２Ｃは、連結部材３２Ａに対してリンク板４２Ａを回動自在に連結する。
連結部材３２Ａは、円柱形状に形成されている。連結部材３２Ａは、支持部材４３に形成された貫通孔４３Ａを貫通して、一部が可撓性シース３１の内部に位置する。支持部材４３は、略円筒形状に形成され、可撓性シース３１の先端に固着されている。支持部材４３は、先端から切り欠かれた切欠き４３Ｂを有する。一対の把持片４１及びリンク板４２Ａは、切欠き４３Ｂの内側で移動するため、支持部材４３が把持片４１及びリンク板４２Ａの移動を妨げることがない。
リンク機構４２は、操作ワイヤ３２の押し引き動作による直動運動を回動運動に変換し、把持片４１を開閉動作させる。すなわち、スライダ３７を指掛け部３６Ａ側に引くと、図３（Ａ）及び図４に示すように、把持片４１が閉じられて把持部３３が閉じた状態となる。逆に、スライダ３７を把持部３３側に押すと、図３（Ｂ）及び図５に示すように、把持片４１が開かれて把持部３３が開いた状態となる。
図６に示すように、超音波振動子ユニット３４は、超音波振動子５１（図７参照）と、バッキング材層５２と、音響整合層５３とを積層させることで構成されている。
超音波振動子５１は対向する２つの超音波振動子５１ａ、５１ｂから構成される。超音波振動子５１ａは圧電材５４ａ（圧電素子ともいわれる。）と、電極５６ａ、５７ａとから構成されている。圧電材５４ａは板状に形成されている。電極５６ａ、５７ａは、圧電材５４ａよりも薄い板状に形成され、圧電材５４ａの両面に積層されている。超音波振動子５１ａは、把持部３３が把持した血管等の構造物と対面するように、把持片４１の内面４１Ａと平行に配されている。また、超音波振動子５１が振動する方向Ｄｋは、圧電材５４ａ、及び電極５６ａ、５７ａが積層された方向Ｄｘと平行である。そして、把持部３３で構造物Sを把持した場合には、超音波振動子５１ａから発せられる超音波は、構造物Sの断面方向に沿って、第１方向Ｄ１（超音波振動子５１ａから超音波振動子５１ｂに向かう方向）に振動し、また、超音波振動子５１ｂから発せられる超音波は、第２方向Ｄ２（超音波振動子５１ｂから超音波振動子５１ａに向かう方向）に振動する（図１０参照）。例えば、構造物Ｓを生体模擬材７３とした場合には、生体模擬材７３の断面方向Ｄｐが構造物Ｓの断面方向となる（図１０参照）。
電極５６ａ、５７ａは、図示しない信号ケーブルを介して処置具用操作部３５のコネクタ部３６Ｃ（図２参照）に接続されている。信号ケーブルは、例えば、可撓性シース３１の内周面又は外周面に沿って配線されている。コネクタ部３６Ｃに超音波用駆動部１９が接続された場合、電極５６ａ、５７ａは、信号ケーブル、コネクタ部３６Ｃを介して超音波用駆動部１９と電気的に接続される。電極５６ａ、５７ａのうち、一方は信号ケーブル等を介してグランドに接続され、他方は超音波用駆動部１９から後述する交流電圧信号の電力が供給される。なお、超音波振動子５１ｂは圧電材５４ｂと、電極５６ｂ、５７ｂとから構成されている。圧電材５４ｂは圧電材５４ａと同様であり、電極５６ｂ、５７ｂは電極５６ａ、５７ａと同様である。
音響整合層５３は、患者の人体と超音波振動子５１との間の音響インピーダンス整合をとるために設けられたものである。音響整合層５３は、超音波振動子５１の外側に配置され、厳密には、超音波振動子５１に対して、把持部３３が把持する構造物と対面する側に重ねられている。すなわち、音響整合層５３は、把持片４１の内面４１Ａから露呈する位置に設けられている。
音響整合層５３が設けられていることにより、超音波の透過率を高めることが可能となる。音響整合層５３の材料としては、音響インピーダンスの値が超音波振動子４８の圧電材に比して、より患者の人体のものの値に近い様々な有機材料を用いることができる。音響整合層５３の材料としては、具体的にはエポキシ系樹脂、シリコンゴム、ポリイミド及びポリエチレン等が挙げられる。また、音響整合層５３は、複数の層から形成され、要求される音響インピーダンスの値に応じて、材料、構成される層の数が適宜選択される。
バッキング材層５２は、超音波振動子５１を裏側（音響整合層５３とは反対側）から支持する。なお、バッキング材は、例えば、硬質ゴム等の剛性を有する材料等から構成される。また、バッキング材層５２と超音波振動子５１との間には、エアギャップ層５８、すなわち、バッキング材層５２と超音波振動子５１との間に介在する隙間が形成されている。エアギャップ層５８は、内部の空気によって超音波を反射させることができるため、超音波振動子５１の裏側から発せられた超音波を反射させる機能を有する。これにより、血管Ｓ等の構造物に超音波振動を効率良く伝達させることができる。なお、これに限らず、バッキング材層５２には、エアギャップ層５８を設けずに超音波を反射させる材料を充填してもよい。
図７に示すように、超音波処置具装置２０において、超音波振動子５１を有する超音波処置具１８は超音波用駆動部１９と電気的に接続されている。これにより、超音波用駆動部１９から超音波処置具１８に対して電力が供給される。
超音波用駆動部１９は、信号発信器６１と、アンプ６２と、インピーダンス整合回路６３と、制御部６５とを備える。信号発信器６１は、任意の周波数と波形を持った交流電圧信号を生成する機能を有しており、例えば、周知のファンクションジェネレータと同様の構成及び機能を有する。超音波振動子５１を駆動している際に実際に使用している周波数については、周波数モニタ６１ａに表示される。なお、超音波駆動部１９には、電流プローブ７１と、オシロスコープなどで構成される電流値モニタ７２とを設けることが好ましい。
超音波用駆動部１９には、各種処理に関するプログラムがプログラム用メモリ（図示しない）に格納されている。プロセッサによって構成される制御部６５がプログラム用メモリ内のプログラムを実行することによって、信号発信器６１、アンプ６２、及び、インピーダンス整合回路６３の機能を実現する。
信号発信器６１は、例えば、ｓｉｎ波の波形の交流電圧信号を出力する。一対の超音波振動子５１ａ、５１ｂに電力を供給するため、各超音波振動子５１ａ、５１ｂに対してアンプ６２及びインピーダンス整合回路６３がそれぞれ設けられている。信号発信器６１は、同じ周波数と同じ波形とを持った交流電圧信号をアンプ６２にそれぞれ出力する。アンプ６２は、信号発信器６１から出力された交流電圧信号を、超音波振動子５１ａ、５１ｂを駆動可能なレベルの電圧まで増幅させる。インピーダンス整合回路６３は、アンプ６２と直列に接続され、アンプ６２から出力された交流電圧信号の入力インピーダンスを超音波振動子５１ａ、５１ｂのインピーダンスに整合させることができる。
制御部６５は、設定可能な動作モードとして、周波数変動モードに設定されると、超音波振動子５１ａの周波数に関する一定の周波数範囲において、超音波振動子５１ａに流れる電流値が極大電流値となるように超音波振動子５１の周波数を変化させて超音波振動子５１を駆動させる周波数変動モードを設けている。周波数変動モードを実行する際の極大電流値の検出は、周波数変動モードの設定開始から一定時間内に行うことが好ましい。一定時間内に検出された電流値のうち一番大きい電流値を極大電流値とする。超音波処置具１８を使用する処置の途中では、血管又は超音波振動子５１の状態が変化（例えば、加熱の影響）し、超音波処置具１８の最適な駆動条件が変化することも想定されるため、このような状況にも対応できるようにするために、周波数変動モードを設けている。なお、制御部６５は、周波数変動モード用の制御プログラムに従って、周波数変動モードを実行することが好ましい。
超音波振動子５１の周波数を変化させる周波数走査では、超音波振動子５１の共振周波数を中心周波数とし、中心周波数を含む周波数範囲内で周波数を変化させることが好ましい。周波数範囲は、中心周波数よりも小さい周波数下限値と中心周波数よりも大きい周波数上限値との間で定められる。超音波振動子５１ａに流れる電流値は、インピーダンス整合回路６３と超音波振動子５１ａの区間で超音波振動子５１ａに流れる電流値とすることが好ましく、その区間の電流値を電流プローブ７１でモニタリングすることが好ましい。なお、超音波振動子５１ａを流れる電流値が極大電流値又はその近傍になった場合には、そのタイミングで周波数走査を停止して、周波数を固定化することが好ましい。一方、超音波振動子５１ａを流れる電流値が極大電流値から再び変化した場合には、周波数走査を再開することが好ましい。また、共振周波数の算出方法については後述する。
超音波振動子５１ａから発せられる超音波は、構造物Ｓのうち一方から他方に向かう第１方向Ｄ１に伝搬する。一方、超音波振動子５１ｂから発せられる超音波は、第１方向とは反対の第２方向Ｄ２に伝搬する。電流値モニタ７２では、時間を横軸で表し、電流値を縦軸で表しており、所定の周波数での電流値が表示される。周波数走査に対して電流値が一定間隔で大きくなったり、小さくなったりする。これは、超音波振動子５１ａ、５１ｂから発振する超音波の波長と超音波が伝搬する距離との関係性から、超音波の強め合い又は弱め合いが生じていると考えられる。強め合う周波数では、圧電材５４のインピーダンスが低下し、結果として電流値が大きくなると考えらえる。なお、超音波の伝搬方向が、第１方向Ｄ１又は第２方向Ｄ２のいずれかの一方向のみの場合には、電流値の変化は生じない。
以下、実際の超音波処置具１８の使用時における駆動方法の流れについて、図８のフローチャートに沿って説明する。まず、超音波処置具１８によって、把持部３３で構造物Ｓを把持する。構造物Ｓを把持する場合には、対向する超音波振動子５１ａ、５１ｂが特定の位置関係となるようにする。特定の位置関係は、構造物Sが一定の厚みを有する場合には、構造物Sの厚みに応じて、超音波振動子５１ａ、５１ｂが支持軸４１Ｂを中心に特定の角度（例えば、０度を超えて９０度未満）で開いた状態の位置関係が含まれることが好ましい。なお、超音波振動子５１ａ、５１ｂの開閉動作に支持軸４１Ｂを使用しないタイプの超音波処置具１８の場合には、特定の位置関係には、超音波振動子５１ａ、５１ｂが平行の位置関係が含まれる。
次に、制御部６５を周波数変動モードに設定し、超音波振動子５１ａ、５１ｂの周波数を変化させて駆動する周波数走査を行う。周波数走査では、電流プローブ７１を超音波処置具１８のプローブ装着部に装着して、インピーダンス整合回路６３と超音波振動子５１ａとの間に流れる電流値を測定できるようにする。また、電流プローブ７１で検出した電流値は、電流値モニタ７２で表示する。
続いて、周波数走査において、超音波振動子５１ａ、５１ｂに流れる電流値が極大電流値となるように駆動制御する。即ち、制御部６５は、一定電圧で超音波振動子５１を駆動させ、且つ、超音波振動子５１ａ、５１ｂに流れる電流値が極大電流値となるように超音波振動子５１ａ、５１ｂの周波数を変化させて超音波振動子５１ａ、５１ｂを駆動させる制御を行う。超音波振動子５１ａ、５１ｂの周波数を変化させる周波数範囲は、超音波振動子５１ａ、５１ｂの共振周波数を含む範囲である。そして、極大電流値に達した場合には、周波数走査を停止して、超音波振動子５１ａ、５１ｂの周波数を固定化する。これにより、把持部３３で把持された構造物Ｓの温度を短時間で上昇させることができる。
以下、構造物Ｓに対して伝搬する超音波と電流値の関係について、詳細を説明する。図９は、縦軸が、超音波振動子５１ａ、５１ｂに流れる電流値を示し、横軸が、超音波振動子５１ａ、５１ｂから超音波が発信されている時間を示している。第１範囲Ａに相当する時間は、第１方向Ｄ１（図７参照）の超音波が発信されている時間である。したがって、第１範囲Ａは、第１方向Ｄ１に伝搬する超音波の電流値の波形を表している。また、第２範囲Ｂに相当する時間は、第２方向Ｄ２（図７参照）の超音波が発信されている時間である。したがって、第２範囲Ｂは、第２方向Ｄ２の超音波が伝搬する超音波の電流値の波形を表している。第１範囲Ａと第２範囲Ｂの重複部分Ｃに相当する時間は、第１方向Ｄ１の超音波と第２方向Ｄ２の超音波の双方が発信されている時間である。したがって、重複部分Ｃは、第１方向Ｄ１の超音波と第２方向Ｄ２の超音波とが合波した超音波の電流値の波形を表している。
制御部６５は、重複部分Ｃの電流値をモニタリングし、重複部分の電流値が極大電流値となる超音波振動子５１の周波数を維持するように制御する。この場合、極大電流値を検出するためモニタリング期間は、周波数変動モードの設定開始から一定時間内とすることが好ましい。
以下、共振周波数の算出方法について、説明する。図１０に示すように、生体上の構造物Ｓを模擬した生体模擬材７３を把持部３３で把持した場合における電極５７ａ、５７ｂ間の距離をＬ、超音波振動子５１の周波数をｆ、超音波Ｖの音速をｃとし、終端反射部の位相ズレをθとした場合において、超音波振動子５１ａ、５１ｂの両方から超音波を発振した場合、第１方向Ｄ１の超音波と第２方向Ｄ２の超音波が共振するための条件（共振条件）としては、「（Ｌ×ｆ／ｃ）＋θ」が整数（Ｎ）であること（Ｎ＝（Ｌ×ｆ／ｃ）＋θ）である。したがって、超音波振動子５１ａ、５１ｂの両方から超音波を発振した場合において、共振条件を満たす場合における超音波振動子５１の周波数である共振周波数ｆｒは、「（ｃ×（Ｎ－θ））／Ｌ」と表すことができる。なお、終端反射部を固定端とした場合における終端反射部の位相ズレθを「０」とし、終端反射部を自由端とした場合における終端反射部の位相ズレθを「０．５」とする。終端反射部は電極５７ａ、５７ｂに相当する。
なお、超音波振動子５１ａ、５１のうちいずれか一方からのみ超音波を発振した場合、共振条件は、「（２Ｌ×ｆ／ｃ）＋θ」が整数（Ｎ）であること（Ｎ＝（２Ｌ×ｆ／ｃ）＋θ）である。したがって、超音波振動子５１ａ、５１のうちいずれか一方からのみ超音波を発振した場合において、共振条件を満たす場合の共振周波数ｆｒは、「（ｃ×（Ｎ－θ））／２Ｌ」と表すことができる。
上記実施形態において、信号発信器６１、アンプ６２、インピーダンス整合回路６３、及び、制御部６５といった各種の処理を実行する処理部（processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＧＰＵ（Graphical Processing Unit）、ＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array) などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、各種の処理を実行するために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。
１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合せ（例えば、複数のＦＰＧＡ、ＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ、またはＣＰＵとＧＰＵの組み合わせ等）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウエアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:ＳｏＣ）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。
さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた形態の電気回路（circuitry）である。また、記憶部のハードウェア的な構造はＨＤＤ（hard disc drive）やＳＳＤ（solid state drive）等の記憶装置である。
また、上記実施形態では、本発明の超音波処置具と組み合わせる内視鏡１２について特定はしていないが、処置具を挿入させる鉗子チャンネルを備えたものであればよく、例えば気管支鏡、上部消化管内視鏡又は下部消化管内視鏡などでもよい。
１０ 内視鏡システム
１２ 内視鏡
１２ａ 挿入部
１２ｂ 内視鏡用操作部
１２ｃ 湾曲部
１２ｄ 先端部
１２ｅ アングルノブ
１４ 光源装置
１５ プロセッサ装置
１６ ディスプレイ
１７ ユーザインターフェース
１８ 超音波処置具
１９ 超音波用駆動部
２０ 超音波処置具装置
２１ 鉗子口
２２ 鉗子出口
２３ 鉗子チャンネル
２４ 鉗子栓
３１ 可撓性シース
３２ 操作ワイヤ
３２Ａ 連結部材
３３ 把持部
３４ 超音波振動子ユニット
３５ 処置具用操作部
３６ 操作部本体
３６Ａ 指掛け部
３６Ｂ 円柱部
３６Ｃ コネクタ部
３７ スライダ
４１ 把持片
４１Ａ 内面
４１Ｂ 支持軸
４２ リンク機構
４２Ａ リンク板
４２Ｂ 連結ピン
４２Ｃ 嵌着ピン
４３ 支持部材
４３Ａ 貫通孔
４３Ｂ 切欠き
５１、５１ａ、５１ｂ 超音波振動子
５２ バッキング材層
５３ 音響整合層
５４ａ、５４ｂ 圧電材
５６ａ、５６ｂ 電極
５７ａ、５７ｂ 電極
５８ エアギャップ層
６１ 信号発信器
６１ａ 周波数モニタ
６２ アンプ
６３ インピーダンス整合回路
６５ 制御部
６６ ユーザインターフェース
６８ 超音波振動子
７１ 電流プローブ
７２ 電流値モニタ
７３ 生体模擬材
Ｓ 構造物
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｌ 距離
Ｖ 超音波
１２ 内視鏡
１２ａ 挿入部
１２ｂ 内視鏡用操作部
１２ｃ 湾曲部
１２ｄ 先端部
１２ｅ アングルノブ
１４ 光源装置
１５ プロセッサ装置
１６ ディスプレイ
１７ ユーザインターフェース
１８ 超音波処置具
１９ 超音波用駆動部
２０ 超音波処置具装置
２１ 鉗子口
２２ 鉗子出口
２３ 鉗子チャンネル
２４ 鉗子栓
３１ 可撓性シース
３２ 操作ワイヤ
３２Ａ 連結部材
３３ 把持部
３４ 超音波振動子ユニット
３５ 処置具用操作部
３６ 操作部本体
３６Ａ 指掛け部
３６Ｂ 円柱部
３６Ｃ コネクタ部
３７ スライダ
４１ 把持片
４１Ａ 内面
４１Ｂ 支持軸
４２ リンク機構
４２Ａ リンク板
４２Ｂ 連結ピン
４２Ｃ 嵌着ピン
４３ 支持部材
４３Ａ 貫通孔
４３Ｂ 切欠き
５１、５１ａ、５１ｂ 超音波振動子
５２ バッキング材層
５３ 音響整合層
５４ａ、５４ｂ 圧電材
５６ａ、５６ｂ 電極
５７ａ、５７ｂ 電極
５８ エアギャップ層
６１ 信号発信器
６１ａ 周波数モニタ
６２ アンプ
６３ インピーダンス整合回路
６５ 制御部
６６ ユーザインターフェース
６８ 超音波振動子
７１ 電流プローブ
７２ 電流値モニタ
７３ 生体模擬材
Ｓ 構造物
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｌ 距離
Ｖ 超音波
Claims (6)
- 先端部に設けられる一対の把持片により被検体内の構造物を把持する把持部と、
前記一対の把持部の少なくともいずれかに設けられ、超音波を発振する超音波振動子と、
前記超音波が、前記構造物において一方から他方に向かう第１方向に伝搬し、且つ、前記第１方向とは反対の第２方向に伝搬するように、前記超音波振動子を駆動するプロセッサであって、前記超音波振動子に流れる電流値が極大電流値となるように前記超音波振動子の周波数を変化させて前記超音波振動子を駆動する周波数変動モードを行うプロセッサとを備える超音波処置具装置。 - 前記周波数変動モードでは、前記超音波振動子の共振周波数を含む周波数範囲において、前記超音波振動子の周波数を変化させる請求項１記載の超音波処置具装置。
- 前記プロセッサは、前記第１方向の超音波についての前記電流値の波形を示す第１範囲と、前記第２方向の超音波についての前記電流値の波形を示す第２範囲との重複部分の前記電流値をモニタリングし、前記重複部分の電流値が前記極大電流値となる前記超音波振動子の周波数を維持するように制御する請求項１または２記載の超音波処置具装置。
- 前記構造物は血管を含む請求項１ないし３いずれか１項記載の超音波処置具装置。
- 内視鏡の鉗子チャンネルを通して前記被検体内に挿入される内視鏡用処置具である請求項１ないし４いずれか１項記載の超音波処置具装置。
- 先端部に設けられる一対の把持片により被検体内の構造物を把持する把持部、及び、前記一対の把持部の少なくともいずれかに設けられ、超音波を発振する超音波振動子を有する超音波処置具装置の駆動方法において、
プロセッサは、前記超音波が、前記構造物において一方から他方に向かう第１方向に伝搬し、且つ、前記第１方向とは反対の第２方向に伝搬するように、前記超音波振動子を駆動するプロセッサであって、前記超音波振動子の周波数に関する一定の周波数範囲において、前記超音波振動子に流れる電流値が極大電流値となるように前記超音波振動子の周波数を変化させて前記超音波振動子を駆動する周波数変動モードを行うステップを有する超音波処置具装置の駆動方法。
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2023
- 2023-08-09 US US18/447,160 patent/US20230380847A1/en active Pending
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| NENP | Non-entry into the national phase |
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