(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を関節腔内に送信するとともに関節腔内で反射した超音波を反射エコーとして受信する超音波探触子と、該超音波探触子が配設された傾転自在な先端部位と、該先端部位と離間した対向位置に配設された把持本体部と、該先端部位と該把持本体部間に基軸と前後移動軸を配設し、該基軸と該前後移動軸の一端部側は該先端部位の離間した位置で回動自在に軸支するとともに、該基軸の他端部は把持本体部に固着し、該前後移動軸の他端部は把持本体部の縦軸線方向に刻設された溝部に沿って前後動させることによって該先端部位を起立位置から水平位置間で傾転自在な構成としたことを特徴とする関節内超音波内視鏡。
【請求項２】
該把持本体部側の該前後移動軸の端部をＬ字状に曲折したことを特徴とする請求項１記載の関節内超音波内視鏡。
【請求項３】
超音波を関節腔内に送信するとともに関節腔内で反射した超音波を反射エコーとして受信する超音波探触子と、該超音波探触子が配設された傾転自在な先端部位と、該先端部位と離間した対向位置に配設された把持本体部と、該把持本体部の途中に周方向に一定幅に開口された開口部と、該開口部に内周部にねじが刻設されて回動自在に配設されたねじ付きロールと、該先端部位と該把持本体部間に基軸と前後移動軸を配設し、該前後移動軸の途中に該前後移動軸より大径かつ該ねじ付きロールと噛合可能に配設したねじ軸部と、該基軸と該前後移動軸の一端部側は該先端部位の離間した位置で回動自在に軸支し、該基軸の他端部は把持本体部に固着するとともに該前後移動軸は自由端とし、該基軸の途中に該基軸より大径で該ねじ付きロールの内側に摺動する半円形形状の摺動部材を該ねじ付きロール位置に配設し、該ねじ付きロールを左右に回動させることによって該先端部位を起立位置から水平位置間で傾転自在な構成としたことを特徴とする関節内超音波内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関節軟骨を含む関節近傍組織の診断を行う関節内超音波内視鏡とその測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より超音波の照射角度を変更できる関節内超音波内視鏡については、様々な形態の装置が発明されている。例えば、微小な超音波探触子の角度を少しずつ変えて多数配列して、それを電子的に駆動する順番を変えることにより超音波の照射角度を変更する機構の発明がある。（例えば、特許文献１、特許文献２）
【０００３】
また、図１１に示す直胴状の関節内超音波内視鏡６０の先端部域には凹部状の刻設部があり、ここにプローブである超音波探触子６２が配設してある。超音波探触子６２から関節軟骨表面６４に対して超音波１５が照射されるようになっている。なお、符号６６は切開位置を示す。（特許文献３）
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２２５５４５７号公報
【特許文献２】特開２００４−１６７２７号公報
【特許文献３】特開２００２−３４５８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１と特許文献２にあっては、これらの装置を用いて測定しても測定対象物に対する超音波の照射位置が明確ではなく、また測定対象物に対して垂直に超音波が照射されていることが確認できないといった問題がある。また、特許文献３では、超音波探触子から照射される超音波の照射角度の自由度が小さく、可動部分がないために関節腔内で測定する際には、超音波の角度を適切に合わせることができず関節腔内で関節軟骨に適切な角度で超音波が照射できず、そのため測定可能部位がごく限られた領域のみでの測定にとどまってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、これらの問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は硬い構造をしていながら、超音波探触子が関節腔内の周囲組織に接触等を起こさないようにしながら、関節腔内で超音波を関節軟骨表面に垂直に照射できるように自由に調整可能とした関節内超音波内視鏡とその測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決するために、本発明に係る第１の発明では、超音波を関節腔内に送信するとともに関節腔内で反射した超音波を反射エコーとして受信する超音波探触子と、該超音波探触子が配設された傾転自在な先端部位と、該先端部位と離間した対向位置に配設された把持本体部と、該先端部位と該把持本体部間に基軸と前後移動軸を配設し、該基軸と該前後移動軸の一端部側は該先端部位の離間した位置で回動自在に軸支するとともに、該基軸の他端部は把持本体部に固着し、該前後移動軸の他端部は把持本体部の縦軸線方向に刻設された溝部に沿って前後動させることによって該先端部位を起立位置から水平位置間で傾転自在な構成とした。
【０００８】
本発明に係る第１の発明に係る第２の発明では、該把持本体部側の該前後移動軸の端部をＬ字状に曲折した。
【０００９】
また、本発明に係る第３の発明では、超音波を関節腔内に送信するとともに関節腔内で反射した超音波を反射エコーとして受信する超音波探触子と、該超音波探触子が配設された傾転自在な先端部位と、該先端部位と離間した対向位置に配設された把持本体部と、該把持本体部の途中に周方向に一定幅に開口された開口部５４と、該開口部５４に内周部にねじが刻設されて回動自在に配設されたねじ付きロールと、該先端部位と該把持本体部間に基軸と前後移動軸を配設し、該前後移動軸の途中に該前後移動軸より大径の該ねじ付きロールと噛合可能に配設したねじ軸部と、該基軸と該前後移動軸の一端部側は該先端部位の離間した位置で回動自在に軸支し、該基軸の他端部は把持本体部に固着するとともに該前後移動軸は自由端とし、該基軸の途中に該基軸より大径で該ねじ付きロールの内側に摺動する半円形形状の摺動部材を該ねじ付きロール位置に配設し、該ねじ付きロールを左右に回動させることによって該先端部位を起立位置から水平位置間で傾転自在な構成とした。
【００１０】
また、本発明に係る第４の発明では、関節腔内で関節内超音波内視鏡の先端部位を傾転しながら超音波探触子から測定対象物に対して垂直になるように超音波を発信しながら測定するようにした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、超音波を送受信する超音波探触子が内部に固定されている先端部位を水平状態から垂直状態間を傾転自在とすることにより、関節内超音波内視鏡を手元で操作しながらあまり大きく動かすことなく超音波の照射角度が関節軟骨表面に常に垂直に照射するように自由に変更することができるため、精度の良い測定が簡単にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明による関節内超音波内視鏡とその測定方法に係る発明の実施の形態を実施例１および実施例２に基づき図１〜図１０を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施例１に係る先端部位を起立した場合の関節内超音波内視鏡の縦断面、図２は本発明の実施例１に係る先端部位を関節内超音波内視鏡の軸心と同一軸心となる方向に伸張した場合の関節内超音波内視鏡の縦断面、図３は測定対象物に超音波内探触子から超音波を発信している概要図、図４は本発明の関節内超音波内視鏡で診断する場合の測定可能範囲を図示した模式図、図５は関節内超音波内視鏡の先端部位の動きを表す概要図、図６は超音波が垂直に照射されている状態からの角度のずれと反射エコーの強さとの関係図、図７は図４のＥ〜Ｅから視た関節内超音波内視鏡と内視鏡との相対位置を示す平面図、図８は本発明の実施例２に係る先端部位を起立した場合の関節内超音波内視鏡の縦断面図、図９は本発明の実施例２に係る先端部位を関節内超音波内視鏡の軸心と同一軸心となる方向に伸張した場合の関節内超音波内視鏡の縦断面、図１０は図９のＤ−Ｄから視た横断面、である。
【実施例１】
【００１４】
まず、図１と図２は実施例１に係る関節内超音波内視鏡の縦断面であるが、図１を代表して関節内超音波内視鏡の構造を説明する。図１に示す関節内超音波内視鏡１は、先端部位２、超音波探触子３、基軸４、前後移動軸５、把持本体部６および係止部材８から構成されている。
【００１５】
まず、関節内超音波内視鏡１の先端部位２は、有底部を有するとともに、外形形状が円形または正方形を成し、外径が２〜３ｍｍ、高さが６〜８ｍｍ、好ましくは高さが４〜６ｍｍの寸法を有しており、内部には深さが３〜４ｍｍ、好ましくは２〜３ｍｍの凹部状の刻設部を有している。なお、先端部位２の外形形状は、前述した形状以外に限定されるものではなく、超音波探触子３が先端部位２内に配設されることができれば、例えば、三角形、五角形や六角形のような多角形であってもよい。なお、関節内超音波内視鏡１の材質はステンレス鋼、チタン合金やアルミニウム合金、あるいは非常に硬いプラスチック製などが好ましい。
【００１６】
先端部位２の外周下部位置には、側面が薄板状でかつ正面が半円形状を有した係止部材８が半円形状を外方に向けた状態で固着されている。この係止部材８の対角線位置には、支軸９と支軸１０が配設されている。特に、支軸１０は支軸９を中心にて支軸１０が前後にスムースに移動するため、支軸１０には長穴１０ａが開口されており、支軸１０は長穴１０ａに沿って上下移動可能になっている。基軸４の一端部は支軸９に軸支された状態で回動自在になっており、他端部は、先端部位２と対向した先端部側が截頭円錐形状を有するとともに、内部が中空円筒状に刻設された把持本体部６の底部６ａに固着されている。
【００１７】
一方、支軸１０には、前後移動軸５の端部が回動自在に軸支されており、他端部は自由端でＬ字状を有しており、このＬ字部５ａは、把持本体部６の縦軸心方向に沿って刻設された溝部１１上を図１に示す矢印Ａ方向と図２に示す矢印Ｂ方向に前後動可能な構成を成す。なお、基軸４と前後移動軸５の横断面形状は、矩形形状にしたが、これに限定するものではなく基軸４と前後移動軸５を併合させた状態の横断面形状が円形になるようにしてもよい。
【００１８】
図１に示す方向にＬ字部５ａを例えば親指で矢印Ａ（後退移動方向）のように移動すると、先端部位２は支軸９を中心として起立方向（基軸４と先端部位２が直角となる方向）に移動する。逆に、前後移動軸５を図２に示す矢印Ｂ（前進移動方向）のように移動すると、先端部位２は支軸９を中心にして傾倒方向（基軸４と先端部位２が直線となる方向）に移動する。
【００１９】
図3は測定対象物に超音波探触子から超音波を発信している概要図であり、図６に示すように、この超音波探触子３から超音波１５を測定対象物に照射しながら関節軟骨１６上を縦横に走査させ、その反射エコーを測定する。反射エコーは主に関節軟骨１６および軟骨下骨１７から得られる。測定された反射エコーはオシロスコープ（図示を省略）で表示される。なお、符号１８は海面骨を示す。
【００２０】
本発明における関節内超音波内視鏡１を用いて具体的な関節軟骨の形状、軟骨の硬さおよび厚さの測定方法を述べる。まず、図4は超音波探触子３で膝関節を診断する場合の測定可能範囲を図示した模式図であり、関節内超音波内視鏡１の先端部位２に配設された超音波探触子３から超音波１５を測定対象物に常に垂直に照射するようにＬ字部５ａを前後動させるとともに、関節内超音波内視鏡１も傾動可能な範囲内（実線と点線）で先端部位２の傾転角度を操作する。
【００２１】
この場合、関節内超音波内視鏡１を挿入したい箇所の皮膚の一部をわずかに切開し、ここを切開位置２０とする。関節内超音波内視鏡１を切開位置２０に挿入したまま、関節内超音波内視鏡１の超音波探触子３の先端部位２が測定対象物である関節軟骨表面２１に直接触れることのないようにしながら、図4に示すように関節軟骨表面２１を測定可能範囲Ｃにわたり、超音波１５の照射角度と反射エコーを同時に測定し、関節軟骨１６の諸特性を一度に比較することにより、関節軟骨１６の形状、硬さと厚さなどが判明できるのである。
【００２２】
関節軟骨１６は３次元的な複雑な形状をしているために、図5（ａ）〜図5（ｃ）のように、関節内超音波内視鏡１をそれほど大きく動かすことなく、先端部位２を主体的に可動することにより、超音波探触子３から測定部位２２に対して超音波１５を照射したまま、超音波１５の照射角度のみを容易に変更できる。これにより、測定部位２２に対して正確に超音波１５を照射できる。
【００２３】
超音波探触子３を関節内超音波内視鏡１の先端部に傾転自在に配設することで、関節内に存在する関節液を利用することにより、音響カップリング材を用いることなく、関節腔内１Ａにおいて反射エコーを得ることができる。あるいは関節液が十分量、関節腔内１Ａに存在しない場合には生理食塩水等の治療時に用いる液体で代用してもよい。また、関節液を利用して超音波１５を関節軟骨表面２１に照射するため、超音波探触子３を測定部位２２である関節軟骨１６に直接触れることなく反射エコーを得ることができる。
【００２４】
図９は超音波が垂直に照射されている状態からの角度のずれと反射エコーの強さとの関係図を示す。超音波１５を測定対象物の関節軟骨表面２１に対して垂直に照射すると、最も強い反射エコーが帰ってくる性質がある。このため、超音波探触子３から関節軟骨表面２１に超音波１５を照射する際に、最も反射エコーが強く帰ってくる角度を探索し、測定部位２２に対して超音波１５が垂直に照射できる角度を決定する。図９から、超音波１５が垂直に照射されている状態からの角度がずれると反射エコーの強さが次第に減少することが伺える。
【００２５】
本発明では、先端部位２のみが自由に可動する関節内超音波内視鏡１を用いるため、超音波１５を照射したまま関節内超音波内視鏡１を切開位置２０を中心にそれほど大きく動かす必要がなく、超音波１５を照射している測定部位２２（関節軟骨表面２１）に超音波１５を照射したまま、超音波１５の照射角度のみを変更できる。これにより、測定部位２２に対して正確に超音波１５を照射できる。
【００２６】
図７は図４のＥ〜Ｅから視た関節内超音波内視鏡と内視鏡との相対位置を示す平面図である。本発明の関節内超音波内視鏡１は超音波探触子３が内視鏡１９に併用して使用できるプローブとなっている。図７に示すように、先端部位２を有する関節内超音波内視鏡１と内視鏡１９の両者は、ハの字状に配設されている。一方の内視鏡１９は照明を内蔵しているため、照明で照らしながら関節腔内１Ａの内部の状況を把握できる。このため、超音波探触子３の先端部位２が測定対象物である関節軟骨１６に直接触れることなく、比較的容易に診断できる。なお、図７に示す箇所に内視鏡１９を膝関節に挿入する場合は、前述した関節内超音波内視鏡１と同様に切開するのである。
【００２７】
本発明の関節内超音波内視鏡１を用いることにより、関節軟骨１６に超音波１５を照射すると、関節軟骨表面２１部分および軟骨下骨１７部分から反射エコーが得られる。しかし内部に亀裂が存在すると、その部分からも反射エコーが観察されるため、関節軟骨内部の亀裂・損傷を判別することができるとともに、関節軟骨１６の形状や軟骨硬さと軟骨厚さが測定できる。図１〜図１０では、膝関節を例にとって説明したが、これに限定するものではなく、例えば、肘関節などにも適用できる。
【実施例２】
【００２８】
まず、図８と図９は実施例２に係る関節内超音波内視鏡の縦断面であるが、図８を代表して関節内超音波内視鏡の構造を説明する。図８に示す関節内超音波内視鏡４０は、先端部位４２、超音波探触子４３、基軸４４、前後移動軸４５、把持本体部４６、ねじ付きロール４７および係止部材４８から構成されている。
【００２９】
先端部位４２の外周下部位置には、側面が薄板状でかつ正面が半円形状を有した係止部材４８が半円形状を外方に向けた状態で固着されている。この係止部材４８の対角線位置には、支軸４９と支軸５０が配設されている。特に、支軸５０は支軸４９を中心にて支軸５０が前後にスムースに移動するため、支軸５０には長穴５０ａが開口されており、支軸５０は長穴５０ａに沿って上下移動可能になっている。先端部位４２側の基軸４４の断面が矩形状を有し、支軸４９に軸支された状態で回動自在になっており、把持本体部４６側の他端部は、先端部位４２と対向した先端部側が截頭円錐形状を有するとともに、内部が中空円筒状に刻設された把持本体部４６の底部４６ａに固着されている。
【００３０】
図８に示すように把持本体部４６の途中に周方向に一定幅に開口された開口部５４が配設してある。ここに外形寸法が把持本体部４６の外径より大径で円形形状を有し、内周部にねじが刻設されたねじ付きロール４７が該開口部５４で回動自在に遊嵌状態に保持されている。このため、ねじ付きロール４７自体は開口部５４に挟持されているため、前後移動が不可能な状態を呈する。
【００３１】
一方、横断面が半円形状の前後移動軸４５の後端部域には該前後移動軸４５より大径で半円形状のねじ軸部５２が設けられ、このねじ軸部５２とねじ付きロール４７とは噛合した状態で保持されている。他方、横断面が半円形形状の基軸４４には、半円形状の基軸４４より大径を成すとともに、ねじ付きロール４７の内側に刻設されたねじ部と常に緩く摺動する程度の大きさを有する半円形形状の摺動部材５６が設けられている。
【００３２】
ここで、関節内超音波内視鏡４０のねじ付きロール４７を図９のＣ−Ｃ側から見て反時計回りに回動させると、ねじ付きロール４７と噛合したねじ軸部５２が前進し、図８のように起立した状態の先端部位４２は次第に前方に傾転するようになり、最後は図９のように水平状態となる。逆にねじ付きロール４７を図９に示すように時計回りに回動させると、ねじ付きロール４７と噛合したねじ軸部５２が後退し、先端部位４２は起立した方向に移動する。なお、関節内超音波内視鏡４０の使用方法は、前述した関節内超音波内視鏡１の使用方法と同様であるため、使用方法についての説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の関節内超音波内視鏡は、関節鏡視下手術に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例１に係る先端部位を起立した場合の関節内超音波内視鏡の縦断面である。
【図２】本発明の実施例１に係る先端部位を関節内超音波内視鏡の軸心と同一軸心となる方向に伸張した場合の関節内超音波内視鏡の縦断面である。
【図３】測定対象物に関節内探触子から超音波を発信している概要図である。
【図４】本発明の関節内超音波内視鏡で診断する場合の測定可能範囲を図示した模式図である。
【図５】関節内超音波内視鏡の先端部位の動きを表す概要図である。
【図６】超音波が垂直に照射されている状態からの角度のずれと反射エコーの強さとの関係図である
【図７】図４のＥ〜Ｅから視た関節内超音波内視鏡と内視鏡との相対位置を示す平面図である。
【図８】本発明の実施例２に係る先端部位を起立した場合の関節内超音波内視鏡の縦断面図である。
【図９】本発明の実施例２に係る先端部位を関節内超音波内視鏡の軸心と同一軸心となる方向に伸張した場合の関節内超音波内視鏡の縦断面である。
【図１０】図９のＤ−Ｄから視た横断面である。
【図１１】従来の関節内超音波内視鏡を用いて関節の診断を図示した模式図である。
【符号の説明】
【００３５】
１、４０、６０    関節内超音波内視鏡
１Ａ      関節腔内
２、４２      先端部位
３、４３、６２    超音波探触子
４、４４      基軸
５、４５      前後移動軸
５ａ    Ｌ字部
６、４６      把持本体部
６ａ、４６ａ    底部
８、４８      係止部材
９、４９      支軸
１０、５０    支軸
１０ａ、５０ａ    長穴
１１    溝部
１５    超音波
１６    関節軟骨
１７    軟骨下骨
１８    海面骨
１９    内視鏡
２０、６６    切開位置
２１、６４    関節軟骨表面
２２    測定部位
４７    ねじ付きロール
４９、５０    支軸
５２    ねじ軸部
５４    開口部
５６    摺動部材
Ｃ      測定可能範囲
【要約】
【課題】  超音波探触子が関節腔内の周囲組織に接触等を起こさないようにしながら、関節腔内で超音波を関節軟骨表面に垂直に照射できるように自由に調整可能とした関節内超音波内視鏡とその測定方法を提供することにある。
【解決手段】  超音波を関節腔内に送信するとともに関節腔内で反射した超音波を反射エコーとして受信する超音波探触子と、該超音波探触子が配設された傾転自在な先端部位と、該先端部位と離間した対向位置に配設された把持本体部と、該先端部位と該把持本体部間に基軸と前後移動軸を配設し、該基軸と該前後移動軸の一端部側は該先端部位の離間した位置で回動自在に軸支するとともに、該基軸の他端部は把持本体部に固着し、該前後移動軸の他端部は把持本体部の縦軸線方向に刻設された溝部に沿って前後動させることによって該先端部位を起立位置から水平位置間で傾転自在な構成とした。
【選択図】        図１
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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