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1. WO2013125493 - 断層画像取得装置

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明 細 書

発明の名称 断層画像取得装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006   0007   0008  

課題を解決するための手段

0009  

発明の効果

0010  

図面の簡単な説明

0011  

発明を実施するための形態

0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103  

符号の説明

0104  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

明 細 書

発明の名称 : 断層画像取得装置

技術分野

[0001]
 本発明は、生体内に挿入されて断層画像を取得し、生体に対して処置を行う処置具が突出する断層画像取得装置に関する。

背景技術

[0002]
 従来のこの種の断層画像取得装置としては、例えば特許文献1に記載されているようなものがある。この特許文献1には、断層画像取得装置の一例を示す超音波プローブから生体に対して処置を行う処置具の一例を示す穿刺針を突出させる技術が記載されている。
[0003]
 特許文献1に記載された技術では、まず超音波プローブを生体内に挿入し、処置を行う処置対象部位の画像を取得する。そして、超音波プローブが取得した画像を観察した状態で穿刺針を処置対象部位に穿刺している。
[0004]
 また、断層画像取得装置の本体部が挿入される気管支や血管等の壁面から離れた位置に処置を行う処置対象部位がある場合、本体部の先端を傾かせて処置具が突出する突出角度を調節している。

先行技術文献

特許文献

[0005]
特許文献1 : 特開2003-164455号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
 しかしながら、特許文献1に開示された技術では、処置具が突出する突出角度が一定であった。そのため、断層画像取得装置の本体部が挿入される気管支や血管等の壁面から離れた位置に処置を行う処置対象部位がある場合、本体部の先端の位置や姿勢を操作して、処置具が突出する突出角度を調節する必要があり、作業が大変煩わしいものであった。
[0007]
 また、術者が取得した生体の断層画像を観察しながら、人の手で本体部を操作して突出角度を調節していたため、正確に処置具を処置対象部位に到達させるには、術者の力量が大きく影響していた。
[0008]
 本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、作業の簡易化を図ると共に術者の力量に影響されることなく正確に処置具を処置対象部位に到達させることができる断層画像取得装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009]
 上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の断層画像取得装置は、管状の本体部と、センサ部と、挿入口と、突出口と、突出角度調節機構と、制御部とを備えた。
 本体部は、生体内に挿入される。センサ部は、本体部における生体内に挿入される先端部に設けられ、生体へ信号を送受信する。挿入口は、本体部に設けられ、生体における処置対象部位に対して処置を行う処置具が挿入される。突出口は、本体部に設けられ、本体部に挿入された処置具の先端部を突出させる。突出角度調節機構は、突出口に設けられ、処置具の突出角度を調節する。そして、制御部は、センサ部が受信した信号に基づいて断層画像を生成し、生成した断層画像に基づいて突出角度調節機構を操作する。

発明の効果

[0010]
 本発明の断層画像取得装置によれば、本体部の位置や姿勢を変えることなく、処置具の突出角度を変更することができるため、作業を簡易化することができる。また、断層画像に基づいて制御部が自動的に処置具の突出角度を調節しているため、術者の力量に影響されることなく、正確に処置具を処置対象部位に到達させることができる。

図面の簡単な説明

[0011]
[図1] 本発明の第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置を示す概略構成図である。
[図2] 本発明の第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置の要部を示す断面図である。
[図3] 本発明の第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置の制御系を示すブロック図である。
[図4] 本発明の第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置の使用状態を示すもので、断層画像取得装置を気管支内に挿入した状態を示す説明図である。
[図5] 本発明の第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置の本体部を生体内に挿入した状態を示す説明図である。
[図6] 本発明の第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置の画像表示部に表示される例を示す説明図である。
[図7] 本発明の第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置の調節片の角度を変更した状態を示す断面図である。
[図8] 本発明の第2の実施の形態例にかかる断層画像取得装置の要部を示す断面図である。
[図9] 本発明の第3の実施の形態例にかかる断層画像取得装置を示す概略構成図である。
[図10] 本発明の第4の実施の形態例にかかる断層画像取得装置を示すもので、図10Aは第1センサを本体部に挿入した状態を示す断面図、図10Bは第2センサを本体部に挿入した状態を示す断面図である。
[図11] 本発明の第4の実施の形態例にかかる断層画像取得装置の固定機構の変形例を示すもので、図11Aは断面図、図11Bは正面図である。

発明を実施するための形態

[0012]
 以下、本発明の断層画像取得装置の実施の形態例について、図1~図11を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。
[0013]
<1.第1の実施の形態例>
[断層画像取得装置の構成例]
 次に、図1~図3を参照して本発明の断層画像取得装置の第1の実施の形態例(以下、「本例」という。)の構成例について説明する。
 図1は、本例の断層画像取得装置を示す概略構成図、図2は、本例の断層画像取得装置の要部を示す断面図である。
[0014]
 図1に示す断層画像取得装置1は、生体内の断層画像を取得すると共に生体に対して処置を行う処置具が突出する装置である。断層画像取得装置1は、生体に挿入される超音波プローブ2と、画像診断部7と、回転駆動ユニットを示すモータドライブユニット8とを有している。
[0015]
[超音波プローブ]
 超音波プローブ2は、管状に形成された本体部11と、この本体部11に内蔵されたセンサ部12と、ドライブシャフト13(図2参照)とを有している。この超音波プローブ2には、生体に対して処置を行う処置具3が進退移動可能に取り付けられる。
[0016]
 処置具3としては、例えば、生体における処置対象部位の組織を採取する生検デバイスや、処置対象部位の位置をマーキング、さらに/あるいは生検デバイスをガイドするガイドワイヤや、スタイレット等が挙げられる。
[0017]
 本体部11は、細長い略円筒状に形成されており、その両端は閉じている。なお、本体部11の形状は、略円筒状に限定されるものではなく、例えば角筒状や軸方向と直交する方向で切断した断面が楕円状の形状等のその他各種の形状を適用することができる。本体部11における軸方向の先端部、すなわち生体に挿入される側は、生体の管腔内に挿入し易くするために略半球状に形成されている。また、本体部11は、管腔の屈曲に応じて屈曲するために可撓性を有している。
[0018]
 本体部11における基端部側には、挿入口14が形成され、本体部11における先端部側には、突出口15が形成されている。この挿入口14と突出口15は、挿通孔16を介して連通される。そして、本体部11には、挿入口14から処置具3が挿入される。挿入口14に挿入した処置具3は、挿通孔16を挿通する。また、挿通孔16に挿通された処置具3の先端部は、突出口15から本体部11の外部に突出する。
[0019]
 以下、本体部11の軸方向を第1の方向Xとし、第1の方向Xと処置具3が突出する方向で形成される平面内において第1の方向Xと直交する方向を第2の方向Yとして説明する。
[0020]
 図2に示すように、本体部11には、処置具3の突出角度θを調節する突出角度調節機構17が設けられている。突出角度調節機構17は、調節片21と、操作ワイヤ22と、付勢部材23と、不図示の調節駆動部とを有している。
[0021]
 調節片21は、処置具3に当接することで、処置具3の先端部を曲げて処置具3における突出口15からの突出角度を調節するものである。調節片21は、舌片状に形成され、突出口15における本体部11の先端部側に配置される。この調節片21における突出口15側の一端には、支軸24が取り付けられている。また、調節片21は、支軸24によって本体部11に回動可能に支持される。そして、調節片21は、第1の方向X及び第2の方向Yで形成される平面に沿って回動する。
[0022]
 また、調節片21における本体部11の先端部と反対側の当接面21aに処置具3が当接する。そして、図2に示す初期状態では、調節片21の当接面21aは、第2の方向Yに沿って立設し、突出口15の開口及び挿通孔16が延在する方向(第1の方向X)に対して直交している。
[0023]
 調節片21における支軸24が設けられた一端と反対側の他端には、付勢部材23が取り付けられている。付勢部材23は、引っ張りコイルばねから形成されている。付勢部材23は、調節片21の他端に固定され、調節片21の他端を常に本体部11の先端側に付勢している。
[0024]
 また、調節片21の他端には、操作ワイヤ22が取り付けられている。操作ワイヤ22は、本体部11が延在する第1の方向Xに沿って進退移動可能に設けられている。操作ワイヤ22における調節片21と反対側の端部は、調節駆動部に接続されている。
[0025]
 調節駆動部を駆動させて操作ワイヤ22を本体部11の軸方向の基端部側に操作する(引っ張る)と、付勢部材23の付勢力に抗して、調節片21の他端が突出口15に近づく方向に調節片21が回動する(図7参照)。すなわち、調節片21は、第1の方向Xに対して傾斜する。
[0026]
 また、調節駆動部の駆動を停止して操作ワイヤ22の引っ張りを緩めると、付勢部材23の付勢力により、調節片21の他端が突出口15から離れる方向に調節片21が回動する。このように、調節片21を回動操作することにより、処置具3が突出口15から突出する角度(以下、「突出角度」という。)が調節される。
[0027]
 なお、本例では、突出角度調節機構17の調節片21を舌片状に形成した例を説明したが、これに限定するものではない。例えば、調節片21を処置具3が貫通する管状に形成してもよい。調節片21を管状に形成した場合、調節片21の筒孔が突出口15の開口と連通するように調節片21を配置することが好ましい。
[0028]
 また、本体部11の先端部には、信号を送受信するセンサ部12が回転可能に設けられている。センサ部12は、本体部11に設けた突出口15よりも本体部11の先端部側に配置されている。このセンサ部12は、第2の方向Yにおいて本体部11の軸中心よりも突出口15から離れる方向に偏倚して設けられている。なお、センサ部12を設ける位置は、軸中心から偏倚した位置に限定されるものではない。例えば、センサ部12を本体部11の軸中心に配置してもよく、センサ部12を設ける位置は、特に限定されるものではない。
[0029]
 センサ部12は、生体へ超音波を発信させる略円柱状の超音波振動子と、生体から反射した反射超音波信号を受信する受信子とから構成されている。すなわち、本例の断層画像取得装置1は、生体内の断層画像を超音波画像として取得する装置である。このセンサ部12には、ドライブシャフト13が取り付けられている。
[0030]
 ドライブシャフト13は、本体部11をその先端部から基端部にわたって挿通している。このドライブシャフト13は、本体部11における軸方向の基端部に設けられたモータドライブユニット8(図3参照)に接続されている。モータドライブユニット8が駆動することで、その回転力がドライブシャフト13を介してセンサ部12に伝達される。そして、センサ部12は、第1の方向Xを回転中心として回転する。これにより、本例の断層画像取得装置1は、本体部11の側面部周り、すなわち第1の方向Xと直交する方向に360度の範囲の走査範囲を有する。
[0031]
 なお、本例では、センサ部12を回転させて360度の範囲で超音波画像を取得する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、センサ部12を回転させなくてもよく、あるいは超音波振動子を円弧状に配列し、360度以下の範囲で超音波画像を取得するようにしてもよい。すなわち、本発明は、処置対象部位M1を含む生体内の断層画像を取得できればよい。
[0032]
[ガイドシース]
 図1に示すように、超音波プローブ2は、ガイドシース6に挿入した状態で使用される。ガイドシース6は、両端が開口したチューブ状に形成されて、可撓性を有している。このガイドシース6は、超音波プローブ2を気管支N1の中枢部まで案内し、超音波プローブ2の挿入を支持するためのものである。
[0033]
 ガイドシース6における軸方向の先端部には、伸縮性を有し、膨縮可能なバルーン6aが設けられている。ガイドシース6を生体の管腔内に挿入した状態でバルーン6aを膨らませると、バルーン6aは、管腔の壁面に密着する(図5参照)。
[0034]
 なお、本例では、バルーン6aをガイドシース6に設けた例を説明したが、これに限定されるものではなく、バルーン6aを超音波プローブ2における本体部11の先端部に設けてもよい。すなわち、バルーン6aは、超音波プローブ2及びガイドシース6のうち少なくとも一方に設けられていればよい。
[0035]
 さらに、センサ部12の周囲を囲むように、本体部11の側面部にバルーン6aを設けてもよい。この場合は、バルーン6a内には、超音波振動を伝達可能な液体が注入される。
[0036]
[断層画像取得装置の制御系]
 次に、上述した構成を有する断層画像取得装置1の制御系について図3を参照して説明する。
 図3は、断層画像取得装置1の制御系を示すブロック図である。
[0037]
 図3に示すように、画像診断部7は、制御部31と、画像表示部32とから構成されている。制御部31は、角度調節信号送受信部33と、超音波信号送受信部34と、モータ制御回路35と、信号処理部36とを有している。
[0038]
 角度調節信号送受信部33は、超音波プローブ2における突出角度調節機構17に接続されている。また、角度調節信号送受信部33は、信号処理部36に接続されている。この角度調節信号送受信部33は、信号処理部36によって算出された角度調節信号を受信する。また、角度調節信号送受信部33は、受信した角度調節信号を突出角度調節機構17に送信する。そして、突出角度調節機構17は、受信した角度調節信号に基づいて調節駆動部を駆動し、調節片21(図2参照)の角度を調節する。
[0039]
 さらに、角度調節信号送受信部33は、突出角度調節機構17から調節片21(図2参照)の角度情報を受信し、信号処理部36に送信している。
[0040]
 超音波信号送受信部34は、超音波プローブ2のセンサ部12と信号処理部36に接続されている。なお、超音波信号送受信部34は、後述するロータリージョイント41を経由し、ドライブシャフト13を介してセンサ部12に接続される。この超音波信号送受信部34は、信号処理部36から超音波発振信号を受信し、受信した超音波発振信号をセンサ部12に送信する。そして、センサ部12は、超音波信号送受信部34からの超音波発振信号に基づいて超音波振動子を発振させる。
[0041]
 また、超音波信号送受信部34には、センサ部12の受信子が受信した反射超音波信号がセンサ部12から送られる。そして、超音波信号送受信部34は、受信した反射超音波信号を信号処理部36に送信する。この信号処理部36は、画像表示部32に接続されている。
[0042]
 また、信号処理部36は、モータ制御回路35を介してモータドライブユニット8に接続されている。モータドライブユニット8は、ロータリージョイント41と、回転駆動装置42とを有している。
[0043]
 回転駆動装置42は、ロータリージョイント41を介して超音波プローブ2のドライブシャフト13に接続される。回転駆動装置42は、ラジアル走査モータ43と、エンコーダ部44とを有している。
[0044]
 ラジアル走査モータ43は、モータ制御回路35を介して信号処理部36から送られた回転信号に基づいて回転駆動する。そして、ラジアル走査モータ43の回転力は、ロータリージョイント41を介して超音波プローブ2のドライブシャフト13及びセンサ部12に伝達される。また、ラジアル走査モータ43の回転情報は、エンコーダ部44によって検出される。エンコーダ部44は、検出したラジアル走査モータ43の回転情報を、モータ制御回路35を介して信号処理部36に送信する。
[0045]
 信号処理部36は、センサ部12が受信した反射超音波画像信号と、エンコーダ部44から受信したラジアル走査モータ43の回転情報に基づいて超音波断層画像を生成する。そして、信号処理部36が生成した超音波断層画像は、画像表示部32に表示される。
[0046]
 なお、本例では断層画像取得装置として超音波振動子を有する超音波プローブ、いわゆる超音波内視鏡装置を適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。断層画像取得装置としては、例えば、生体へ光を照射する光照射部と、生体から反射した光を受光する受光部から構成されたセンサ部を設け、光の干渉を用いた光干渉断層装置(Optical Coherent Tomography:OCT)を適用してもよい。すなわち、断層画像取得装置としては、生体内の断層画像を取得できる装置であればよい。
[0047]
[断層画像取得装置の動作例]
 次に、図4~図7を参照して本例の断層画像取得装置1の動作例について説明する。
 図4は、超音波プローブ2を生体内に挿入した状態を示す説明図である。なお図4ではガイドシース6を削除して示している。図5は、超音波プローブ2の先端部を処置対象部位の近傍まで挿入した状態を示す側面図である。図6は、画像診断部7の画像表示部32に表示される断層画像の一例を示す図、図7は、処置具3を処置対象部位に穿刺した状態を示す断面図である。
[0048]
 なお、本例では、患者Rにおける肺Qの気管支N1に超音波プローブ2を挿入する例について説明する。
[0049]
 まず、図4に示すように、患者Rの口腔Pから生体の一例を示す肺Qの気管支N1に超音波プローブ2を挿入する。このとき、超音波プローブ2は、図1及び図5に示すようにガイドシース6の筒孔内を挿通する。
[0050]
 次に、図5に示すように、ガイドシース6の先端に設けられたバルーン6aを膨らまし、バルーン6aを気管支N1の壁面に密着させる。これにより、バルーン6aより先の気管支N1の末梢が閉塞される。次に、バルーン6aよりも気管支N1の末梢側に超音波伝達媒体である液体を注入する。注入される液体としては、例えば生理食塩水が挙げられる。
[0051]
 気管支N1の末梢側が液体で満たされることで、超音波の伝搬を阻害する空気層を除去することができる。これにより、超音波プローブ2によって鮮明な超音波画像を取得することが可能となる。
[0052]
 次に、処置対象部位M1、いわゆる結節が発見された箇所まで超音波プローブ2を挿入する。なお、液体を注入してから超音波プローブ2を処置対象部位M1まで挿入した例を説明したが、超音波プローブ2を処置対象部位M1まで挿入してから液体を注入してもよい。
[0053]
 次に、センサ部12を駆動させ、気管支N1内から反射された反射超音波信号を受信する。そして、センサ部12は、受信した反射超音波信号を画像診断部7の制御部31に送信する。このとき、モータドライブユニット8が駆動することで、センサ部12及びドライブシャフト13は、第1の方向Xを中心に回転する(図7参照)。このセンサ部12の回転情報は、エンコーダ部44から制御部31に送られる。
[0054]
 制御部31は、反射超音波信号とセンサ部12の回転情報から超音波断層画像を生成する。生成された超音波断層画像は、画像表示部32に表示される。これにより、本体部11の側面部周り、すなわち第1の方向Xと直交する方向に360度の範囲の超音波画像を取得することができる。
[0055]
 そして、超音波プローブ2によって得られる超音波画像上に処置対象部位M1を捉えるように超音波プローブ2の位置を調節する。超音波画像上に処置対象部位M1を捉えると、画像診断部7の画像表示部32には、例えば図6に示すように、超音波プローブ2の本体部11の断面画像と、気管支N1内の断層画像からなる超音波画像が表示される。
[0056]
 ここで、センサ部12は、第2の方向Yにおいて本体部11の軸心から偏倚した位置、すなわち第2の方向Yにおいて突出口15から離反する配置されている。これにより、断面が略円形をなす本体部11において、処置具3が突出する突出口15の位置を容易に判別することができる。そして、術者は、突出口15が第2の方向Yにおいて処置対象部位M1側を向くように超音波プローブ2を回転させる。
[0057]
 また、本体部11における突出口15が設けられた側、すなわち処置具3が突出する位置を示すマークPを画像表示部32に表示させてもよい。この場合、センサ部12を本体部11の軸心に設けても、突出口15の位置を容易に判別することができる。
[0058]
 次に、術者は、表示された超音波画像から処置を行う処置対象部位M1を指定し、処置対象部位M1の位置情報を画像診断部7(図3参照)に入力する。画像診断部7の制御部31は、入力された位置情報に基づいて、本体部11の側面部の外壁から処置対象部位M1の中心部までの第2の方向Yの距離Dを計測する。
[0059]
 なお、本例では、処置対象部位M1を術者が指定する例を説明したが、制御部31が自動的に超音波画像から処置対象部位M1を探索し、距離Dを計測するようにしてもよい。また、処置対象部位M1を指定した際に、第1の方向Xと処置具3が突出する方向で形成される平面A内(図6参照)に処置対象部位M1が位置していない場合、制御部31は、超音波プローブ2を回転させる必要がある旨を画像表示部32に表示させてもよい。
[0060]
 また、図5に示すように、センサ部12から処置具3が突出する突出口15までの第1の方向Xの距離Lは、常に一定である。なお、この距離Lの情報は、予め制御部31に設定されている。
[0061]
 そして、制御部31は、距離Dと距離Lから処置具3を突出させる突出角度θを算出する。この突出角度θは、例えば次の式1から算出することができる。
[式1] tanθ=D/L
[0062]
 次に、制御部31は、算出した突出角度θに基づいて角度調節信号を生成し、生成した角度調節信号を突出角度調節機構17に送信する。そして、図7に示すように、突出角度調節機構17は、受信した角度調節信号に基づいて調節駆動部を駆動する。調節駆動部が駆動することで、操作ワイヤ22が調節駆動部に引っ張られる。操作ワイヤ22が引っ張られることで、調節片21は、付勢部材23の付勢力に抗して、支軸24を中心に回動する。これにより、調節片21の角度が調節される。
[0063]
 なお、調節片21の当接面21aにおける第1の方向Xに対する傾斜角度が算出した突出角度θよりも小さい場合は、操作ワイヤ22を引っ張る力を緩める。すると、付勢部材23の付勢力により、調節片21は、支軸24を中心に上述した方向と反対方向に回動する。これにより、調節片21の当接面21aの第1の方向Xに対する傾斜角度が大きくなる。
[0064]
 また、本体部11の側面部の外壁から処置対象部位M1の中心部までの距離Dを計測した例を説明したが、これに限定されるものではない。
[0065]
 例えば、図5に示すように、制御部31は、本体部11の側面部の外壁から処置対象部位M1における処置可能な下限位置までの第2の方向Yの下限距離D1と、本体部11の側面部の外壁から処置対象部位M1における処置可能な上限位置までの第2の方向Yの上限距離D2を計測する。そして、計測した下限距離D1及び上限距離D2と、距離Lから突出角度範囲θ1~θ2を算出してもよい。このように、突出角度θに範囲をもたせることで、突出角度調節機構17による角度調節の精度を低く設定することができる。
[0066]
 次に、処置具3を超音波プローブ2の挿入口14に挿入する。なお、超音波プローブ2を気管支N1及びガイドシース6に挿入する際に、処置具3を予め超音波プローブ2の挿通孔に挿通させていてもよい。
[0067]
 そして、処置具3は、調節片21の当接面21aに当接することで曲げられ、その進行方向が調節される。そのため、処置具3の先端部は、突出口15から突出角度θで突出する。ここで、処置具3の突出角度θは、処置具3が確実に処置対象部位M1に到達するように設定されている。よって、さらに処置具3を気管支N1内に挿入すると、処置具3の先端部は、処置対象部位M1に達する。処置具3が処置対象部位M1に達していることを断層画像上にて確認することにより、本例の断層画像取得装置1の動作が完了する。
[0068]
 本例の断層画像取得装置1によれば、センサ部12が取得した超音波画像から制御部31が自動的に処置具3の突出角度θを算出している。そのため、術者の力量に影響されることなく、最適な処置具3の突出角度θを自動的に設定することができる。
[0069]
 また、人の目ではなく、制御部31によって本体部11と処置対象部位M1との正確な距離を計測しているため、処置具3の突出角度θをより正確に設定することができる。これにより、処置具3の到達部位が処置対象部位M1からずれることを抑制することができる。
[0070]
 さらに、算出した突出角度θに基づいて自動的に突出角度調節機構を操作している。これにより、本体部11の先端部の位置や姿勢を変えることなく、処置具3の突出角度を変更することができ、作業の簡易化を図ることが可能となる。
[0071]
<2.第2の実施の形態例>
 次に、本発明の第2の実施の形態例にかかる断層画像取得装置について図8を参照して説明する。
 図8は、第2の実施の形態例にかかる断層画像取得装置における要部を示す断面図である。
[0072]
 この第2の実施の形態例にかかる断層画像取得装置51と、第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置1が異なる点は、超音波プローブにおける突出角度調節機構の構成である。そのため、ここでは、突出角度調節機構について説明し、断層画像取得装置1と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
[0073]
 図8に示すように、断層画像取得装置51における超音波プローブ52には、突出角度調節機構57が設けられている。突出角度調節機構57は、調節片61と、第1の操作ワイヤ62と、第2の操作ワイヤ63と、支軸64と、不図示の調節駆動部とを有している。
[0074]
 調節片61は、舌片状に形成され、突出口15における本体部11の先端部側に配置されている。調節片61における突出口15側の一端には、第1の操作ワイヤ62が取り付けられている。そして、調節片61における一端と反対側の他端には、第2の操作ワイヤ63が取り付けられている。
[0075]
 また、調節片61における一端と他端の中間部には、支軸64が設けられている。調節片61は、支軸64によって本体部11に回動可能に支持されている。そして、調節片61は、第1の方向X及び第2の方向Yで係止される平面に沿って回動する。
[0076]
 第1の操作ワイヤ62及び第2の操作ワイヤ63は、本体部11が延在する第1の方向Xに沿って進退移動可能に配置されている。この第1の操作ワイヤ62及び第2の操作ワイヤ63における調節片61と反対側の端部には、調節駆動部が接続する。
[0077]
 第1の操作ワイヤ62を引っ張り、第2の操作ワイヤ63を緩めると、調節片61は、支軸64を中心に回動する。この第2の実施の形態例では、調節片61の当接面61aにおける第1の方向Xとの角度が大きくなる。すなわち、調節片61は、当接面61aが第1の方向Xと直交する方向に回動する。
[0078]
 また、第2の操作ワイヤ63を引っ張り、第1の操作ワイヤ62を緩めると、調節片61は、支軸64を中心に上述した方向と反対方向に回動する。この第2の実施の形態例では、調節片61の当接面61aにおける第1の方向Xとの角度が小さくなる。すなわち、調節片61は、当接面61aが第1の方向Xに対して平行となる方向に回動する。
[0079]
 その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置1と同様であるため、それらの説明は省略する。このような突出角度調節機構57を有する断層画像取得装置51によっても、上述した第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置1と同様の作用及び効果を得ることができる。
[0080]
<3.第3の実施の形態例>
 次に、本発明の第3の実施の形態例にかかる断層画像取得装置について図9を参照して説明する。
 図9は、第3の実施の形態例にかかる断層画像取得装置の概略構成図である。
[0081]
 この第3の実施の形態例にかかる断層画像取得装置71と、第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置1が異なる点は、超音波プローブにおける本体部に設けた挿入口の位置である。そのため、ここでは、超音波プローブについて説明し、断層画像取得装置1と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
[0082]
 図9に示すように、断層画像取得装置71における超音波プローブ72は、本体部81と、本体部81に内蔵されたセンサ部12とを有している。本体部81の先端部におけるセンサ部12の近傍には、処置具3が突出する突出口85が形成されている。
[0083]
 また、本体部81における突出口85の近傍には、処置具3を挿入する挿入口84が設けられている。挿入口84は、突出口85よりも本体部81の軸方向の基端部側に形成されている。そして、挿入口84と突出口85は、挿通孔86を介して連通している。また、第3の実施の形態例にかかる超音波プローブ72の挿通孔86は、第1の実施の形態例にかかる超音波プローブ2の挿通孔16よりも短く設定される。そして、本体部81における先端部のみに処置具3が挿通する。
[0084]
 この第3の実施の形態例にかかる断層画像取得装置71によれば、処置具3が挿通する挿通孔86の長さを短くすることができるため、処置具3を残して超音波プローブ72を抜去する作業を容易に行うことができる。また、第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置1に用いられる処置具3に比べて、第3の実施の形態例にかかる断層画像取得装置71に用いられる処置具3の長さを短くすることができる。
[0085]
 なお、第3の実施の形態例にかかる断層画像取得装置71では、処置具3を超音波プローブ72に挿入してから、超音波プローブ72を生体内に挿入することが好ましい。
[0086]
 その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置1と同様であるため、それらの説明は省略する。このような超音波プローブ72を有する断層画像取得装置71によっても、上述した第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置1と同様の作用及び効果を得ることができる。
[0087]
<4.第4の実施の形態例>
 次に、本発明の第4の実施の形態例にかかる断層画像取得装置について図10A及び図10Bを参照して説明する。
 図10A及び図10Bは、第4の実施の形態例にかかる断層画像取得装置の断面図である。
[0088]
 この第4の実施の形態例にかかる断層画像取得装置301が、第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置1と異なる点は、超音波プローブの本体部に対してセンサ部が脱着可能な点である。そのため、ここでは、超音波プローブの本体部及びセンサ部について説明し、断層画像取得装置1と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
[0089]
 図10A及び図10Bに示すように、第4の実施の形態例にかかる断層画像取得装置301の本体部311には、突出角度調節機構17が設けられ、かつ処置具3が挿通する挿通孔16と、第1のセンサ部312及び第2のセンサ部313が脱着可能に挿入される挿入孔314が形成されている。挿入孔314は、本体部311をその軸方向に沿って貫通している。そのため、本体部311の軸方向の先端は、挿入孔314の開口が形成されている。
[0090]
 図10Aに示すように、第1のセンサ部312は、例えばカメラからなり、本体部311の軸方向の前方を視認可能なセンサである。第1のセンサ部312は、屈曲可能な挿入部材312aの軸方向の先端に取り付けられる。
[0091]
 図10Bに示すように、第2のセンサ部313は、生体へ超音波を発信させる超音波振動子と、生体から反射した反射超音波信号を受信する受信子とから構成されている。この第2のセンサ部313によって生体内の断層画像を超音波画像として取得することができる。また、第2のセンサ部313は、第1のセンサ部312と同様に、屈曲可能な挿入部材313aの軸方向の先端に取り付けられる。
[0092]
 さらに、本体部311と第2のセンサ部313には、第2のセンサ部313を挿入孔314の所定の位置で固定する固定機構315が設けられている。固定機構315は、本体部311の挿入孔314に設けられた本体側磁石315aと、第2のセンサ部313に設けられたセンサ側磁石315bとから構成される。本体側磁石315aとセンサ側磁石315bが互いの磁力により引き合うことで、第2のセンサ部313は、挿入孔314の所定の位置に吸着固定される。
[0093]
 なお、固定機構315として本体部311及び第2のセンサ部313ともに磁石を設けた例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本体部311と第2のセンサ部313のうち少なくとも一方に磁石を設け、本体部311と第2のセンサ部313のうち他方に鉄等からなる強磁性体を設けてもよい。
[0094]
 次に、この第4の実施の形態例にかかる断層画像取得装置301の動作例について説明する。
 まず、図10Aに示すように、本体部311の挿入孔314に前方を視認可能なセンサである第1のセンサ部312を用いて挿入する。次に、第1のセンサ部312からの画像情報を用いて本体部311を生体内における目的の部位まで誘導する。
[0095]
 本体部311が生体内における目的の部位まで到達した後、挿入孔314から第1のセンサ部312を引き抜く。次に、生体内の断層画像を取得する第2のセンサ部313を挿入孔に挿入する。そして、本体側磁石315aとセンサ側磁石315bを吸着固定させる。これより、第2のセンサ部313を挿入孔314における所定の位置に固定することができる。
[0096]
 なお、その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置1と同様であるため、それらの説明は省略する。このような本体部311を有する断層画像取得装置301によっても、上述した第1の実施の形態例にかかる断層画像取得装置1と同様の作用及び効果を得ることができる。
[0097]
[変形例]
 次に、第4の実施の形態例にかかる断層画像取得装置301の固定機構の変形例について図11A及び図11Bを参照して説明する。なお、ここでは、固定機構について説明し、第4の実施の形態例にかかる断層画像取得装置301と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
 図11A及び図11Bは、第4の実施の形態例にかかる断層画像取得装置301の固定機構の変形例を示す図である。
[0098]
 図11A及び図11Bに示すように、固定機構315Bは、本体部311Bの挿入孔314Bに設けられた係合突起316と、係合突起316と係合溝317とから構成されている。係合溝317は、第2のセンサ部313Bに設けられている。係合突起316は、挿入孔314Bの壁面から半径中心方向に向けて突出している。係合突起316と係合溝317が係合することで、第2のセンサ部313Bは、挿入孔314Bにおける所定の位置に固定される。
[0099]
 なお、この変形例では、第1のセンサ部には、係合溝317を設けていない。そのため、第1のセンサ部は、挿入孔314Bにおける係合突起316が設けられた位置では固定されない。しかしながら、第1のセンサ部に係合溝317を設け、第2のセンサ部313Bと同じ位置で固定するようにしてもよい。
[0100]
 また、第1のセンサ部を第2のセンサ部313Bよりも挿入孔314Bにおける軸方向の先端側へ挿入させる場合、第1のセンサ部の直径を第2のセンサ部313Bの直径よりも十分に小さくし、係合突起316と干渉しない大きさに設定してもよい。
[0101]
 また、第4の実施の形態例では、第2のセンサ部313、313Bを挿入孔314、314Bに直接固定した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、筒孔内に第2のセンサ部を収容する筒状部材を備え、筒状部材に固定機構を設けてもよい。この筒状部材の筒孔内で第2のセンサ部をその軸方向周りに回転可能に支持できるようにしてもよい。
[0102]
 なお、本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施の形態例では、本体部を挿入する生体として気管支を適用した例を説明したが、本体部を挿入する生体は気管支に限定されるものではない。例えば、大腸や小腸、食道等の消化器系や尿道などの泌尿器系の管腔、あるいは血管等のその他各部の生体の処置に適用できるものである。
[0103]
 さらに、処置具が突出する突出口を本体部に一つだけ設けた例を説明したが、これに限定されるものではなく、突出口を本体部に複数設けてもよい。これにより、複数の処置具を断層画像下で同時に使用することができる。そして、複数の突出口の全てに突出角度調節機構を設けてもよく、あるいは複数の突出口のうち少なくとも一つの突出口に突出角度調節機構を設けてもよい。

符号の説明

[0104]
 1,51,71,301…断層画像取得装置、 2,52,72…超音波プローブ、 3…処置具、 6…ガイドシース、 6a…バルーン、 7…画像診断部、 8…モータドライブユニット(回転駆動ユニット)、 11,81,311,311B…本体部、 12…センサ部、 13…ドライブシャフト、 14,84…挿入口、 15,85…突出口、 16,86…挿通孔、 17,57…突出角度調節機構、 21,61…調節片、 21a,61a…当接面、 22…操作ワイヤ、 23…付勢部材、 24,64…支軸、 31…制御部、 32…画像表示部、 33…角度調節信号送受信部、 34…超音波信号送受信部、 35…モータ制御回路、 36…信号処理部、 41…ロータリージョイント、 42…回転駆動装置、 43…ラジアル走査モータ、 44…エンコーダ部、 62…第1の操作ワイヤ、 63…第2の操作ワイヤ、 312…第1のセンサ部、 313,313B…第2のセンサ部、 315,315B…固定機構、 D…距離、 D1…下限距離、 D2…上限距離、 L…距離、 M1…処置対象部位、 θ…突出角度

請求の範囲

[請求項1]
 生体内に挿入される管状の本体部と、
 前記本体部における前記生体内に挿入される先端部に設けられ、前記生体へ信号を送受信するセンサ部と、
 前記本体部に設けられ、前記生体における処置対象部位に対して処置を行う処置具が挿入される挿入口と、
 前記本体部に設けられ、前記本体部に挿入された前記処置具の先端部を突出させる突出口と、
 前記突出口に設けられ、前記処置具の突出角度を調節する突出角度調節機構と、
 前記センサ部が受信した信号に基づいて断層画像を生成し、生成した前記断層画像に基づいて前記突出角度調節機構を操作する制御部と、
 を備えた断層画像取得装置。
[請求項2]
 前記制御部は、
 前記断層画像から前記本体部と前記処置対象部位との距離を計測し、
 計測した前記本体部と前記処置対象部位との距離と、予め設定された前記センサ部と前記突出口との距離から、前記突出角度を算出する
 請求項1に記載の断層画像取得装置。
[請求項3]
 前記制御部は、
 前記本体部から前記処置対象部位における処置可能な下限位置までの下限距離と、
 前記本体部から前記処置対象部位における処置可能な上限位置までの上限距離と、を計測し、
 計測した前記下限距離及び前記上限距離と、予め設定された前記センサ部と前記突出口との距離から、前記突出角度の範囲を算出する
 請求項1に記載の断層画像取得装置。
[請求項4]
 前記突出角度調節機構は、
 前記本体部における前記突出口の近傍に回動可能に設けられ、前記処置具が当接する調節片と、
 前記制御部からの信号に応じて前記調節片を回動させる調節駆動部と、有する
 請求項1に記載の断層画像取得装置。
[請求項5]
 前記センサ部を前記本体部の軸方向周りに回転させる回転駆動ユニットを設けた
 請求項1に記載の断層画像取得装置。
[請求項6]
 前記センサ部は、前記生体へ超音波を発信する超音波振動子と、前記生体から反射した前記超音波を受信する受信子とから構成される
 請求項1に記載の断層画像取得装置。
[請求項7]
 前記センサ部は、前記生体へ光を照射する光照射部と、前記生体から反射した前記光を受光する受光部とから構成される
 請求項1に記載の断層画像取得装置。
[請求項8]
 前記処置具は、ガイドワイヤである
 請求項1に記載の断層画像取得装置。
[請求項9]
 前記本体部は、前記センサ部が脱着可能に挿入される挿入孔を有する
 請求項1に記載の断層画像取得装置。
[請求項10]
 前記本体部及び前記センサ部には、前記センサ部を所定の位置で脱着可能に固定する固定機構が設けられている
 請求項9に記載の断層画像取得装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]