(57)【要約】【課題】注入すべき量の薬剤を病変部に確実に注入することが可能な薬剤注入システムを提供すること。【解決手段】被検体の関心部位を穿刺して、先端部から液体を放出可能な穿刺針を有する処置具１０と、外部から穿刺針に加わる荷重に応じた検出値を、該穿刺針の内部の圧力変化によって検出する検出部と、検出部が検出した荷重の検出値を取得して圧力値に変換する圧力検出部、および該圧力検出部が取得した圧力値と閾値とを比較する比較部を有し、比較部の比較結果に基づいて穿刺針の穿刺部分における組織性状の検出を行なう組織性状検出部と、組織性状検出部による組織性状の検出結果に基づいて、穿刺針から薬剤を放出するための制御を行う制御部と、を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の関心部位を穿刺して、先端部に設けられた開口部から液体を放出可能な穿刺針を有する処置具と、
外部から前記穿刺針に加わる荷重に応じた検出値を、該穿刺針の内部の圧力変化によって検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記検出値を取得して圧力値に変換する圧力検出部、および該圧力検出部が取得した前記圧力値と閾値とを比較する比較部を有し、前記比較部の比較結果に基づいて前記穿刺針の穿刺部分における組織性状の検出を行なう組織性状検出部と、
前記組織性状検出部による前記組織性状の検出結果に基づいて、前記穿刺針から薬剤を放出するための制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする薬剤注入システム。
【請求項２】
前記穿刺針には、中空空間が形成され、該中空空間が、陽圧または陰圧状態に維持されており、
前記検出部は、前記陽圧または陰圧状態における前記圧力変化を、前記中空空間を介して検出することを特徴とする請求項１に記載の薬剤注入システム。
【請求項３】
前記検出部は、前記開口部の近傍に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の薬剤注入システム。
【請求項４】
前記組織性状検出部の検出結果をもとに前記関心部位における薬剤の注入位置を算出する注入位置算出部を備え、
前記制御部は、前記注入位置算出部が算出した前記注入位置を参照して、前記穿刺針による薬剤放出の可否を判断して該薬剤の放出を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の薬剤注入システム。
【請求項５】
音、光および画像情報から選択される少なくとも一以上を出力する出力部を備え、
前記制御部は、前記薬剤の放出が可能であると判断した場合に、前記画像情報を表示する、もしくは前記出力部に前記音および／または光を出力させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の薬剤注入システム。
【請求項６】
前記被検体に対して超音波を送信するとともに前記被検体によって反射された超音波を受信する超音波探触子と、
前記超音波探触子から超音波のエコー信号を受信し、該エコー信号に対して信号処理を施すことによって画像信号を生成する超音波観測装置と、
前記超音波観測装置が生成した画像信号に応じた画像を表示する表示装置と、
を備え、
前記制御部は、前記圧力検出部が変換した圧力値を検出データとして前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の薬剤注入システム。
【請求項７】
前記開口部の縁端部が、面取りされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の薬剤注入システム。
【請求項８】
前記開口部は、前記穿刺針の側面に形成されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の薬剤注入システム。
【請求項９】
前記穿刺針の先端が、穿刺時に前記関心部位に向けて弧状をなすことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の薬剤注入システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば超音波を用いて検体の組織を観測する超音波観測装置に設けられ、検体の体内組織を穿刺して薬剤を注入する穿刺針を有する薬剤注入システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波を用いて被検体内の組織を診断、治療するための組織診断では、被検体の関心部位を穿刺するための処置具である穿刺針が用いられている。この組織診断では、超音波を用いて被検体の組織を観測しながら、穿刺針を関心部位に穿刺し、穿刺針を介して関心部位に薬剤を注入する。
【０００３】
穿刺針を穿刺するための技術として、穿刺針に超音波センサを設けて、穿刺針を効率的に関心部位に穿刺する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。この技術によれば、穿刺針を細胞に対して相対的に変位させない状態で、超音波ビームを効率よく走査して穿刺針の先端部の穿刺状況を把握しながら細胞組織を鑑別診断できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０７４１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、組織における癌などの病変部は、繊維化によって部分的に硬化している場合がある。特に繊維化の激しい部位では、穿刺針の穿刺などの外部からの荷重によって病変部内部の圧力が高くなる。例えば穿刺針を穿刺する場合、繊維化の激しい部位に穿刺針を穿刺して薬剤を注入しても、注入した薬剤が内部圧力により病変部から外部に漏れてしまう。これにより、穿刺する場所によっては、注入すべき量の薬剤を病変部に注入できないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、注入すべき量の薬剤を病変部に確実に注入することが可能な薬剤注入システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる薬剤注入システムは、被検体の関心部位を穿刺して、先端部に設けられた開口部から液体を放出可能な穿刺針を有する処置具と、外部から前記穿刺針に加わる荷重に応じた検出値を、該穿刺針の内部の圧力変化によって検出する検出部と、前記検出部が検出した前記検出値を取得して圧力値に変換する圧力検出部、および該圧力検出部が取得した前記圧力値と閾値とを比較する比較部を有し、前記比較部の比較結果に基づいて前記穿刺針の穿刺部分における組織性状の検出を行なう組織性状検出部と、前記組織性状検出部による前記組織性状の検出結果に基づいて、前記穿刺針から薬剤を放出するための制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる薬剤注入システムは、上記の発明において、前記穿刺針には、中空空間が形成され、該中空空間が、陽圧または陰圧状態に維持されており、前記検出部は、前記陽圧または陰圧状態における前記圧力変化を、前記中空空間を介して検出することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる薬剤注入システムは、上記の発明において、前記検出部は、前記開口部の近傍に設けられることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる薬剤注入システムは、上記の発明において、前記組織性状検出部の検出結果をもとに前記関心部位における薬剤の注入位置を算出する注入位置算出部を備え、前記制御部は、前記注入位置算出部が算出した前記注入位置を参照して、前記穿刺針による薬剤放出の可否を判断して該薬剤の放出を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる薬剤注入システムは、上記の発明において、音、光および画像情報から選択される少なくとも一以上を出力する出力部を備え、前記制御部は、前記薬剤の放出が可能であると判断した場合に、前記画像情報を表示する、もしくは前記出力部に前記音および／または光を出力させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる薬剤注入システムは、上記の発明において、前記被検体に対して超音波を送信するとともに前記被検体によって反射された超音波を受信する超音波探触子と、前記超音波探触子から超音波のエコー信号を受信し、該エコー信号に対して信号処理を施すことによって画像信号を生成する超音波観測装置と、前記超音波観測装置が生成した画像信号に応じた画像を表示する表示装置と、を備え、前記制御部は、前記圧力検出部が変換した圧力値を検出データとして前記表示装置に表示させることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる薬剤注入システムは、上記の発明において、前記開口部の縁端部が、面取りされていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる薬剤注入システムは、上記の発明において、前記開口部は、前記穿刺針の側面に形成されたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる薬剤注入システムは、上記の発明において、前記穿刺針の先端が、穿刺時に前記関心部位に向けて弧状をなすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、穿刺針に加わる圧力を検出して、穿刺開始時の検出値（初期値）と比較することによって、現在の穿刺位置の組織性状が薬剤注入に適したものであるか否かを判断し、この判断結果に基づいて、穿刺針から薬剤を放出するための制御を行うようにしたので、注入すべき量の薬剤を病変部に確実に注入することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる超音波観測システムの構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示す超音波内視鏡の挿入部の先端部の構成を模式的に示す図である。
【図３】図３は、図１に示す超音波観測システムの処置具の一構成例を模式的に示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１にかかる超音波観測システムの要部の構成を模式的に示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１にかかる処置具の要部の構成を模式的に示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１にかかる処置具の要部の構成を示す部分断面図である。
【図７】図７は、図６に示す処置具の矢視Ａ方向の模式図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１にかかる超音波観測装置の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態１にかかる表示装置が表示する画像の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態１にかかる薬剤注入処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態１の変形例１−１にかかる穿刺針の構成を示す模式図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態１の変形例１−２にかかる処置具の要部の構成を示す部分断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態２にかかる穿刺針の構成を示す断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態２にかかる超音波観測システムの要部の構成を模式的に示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態２にかかる穿刺針の要部の構成を示す断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態２の変形例２−１にかかる穿刺針の要部の構成を示す断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態２の変形例２−２にかかる穿刺針の要部の構成を示す断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施の形態２の変形例２−３にかかる穿刺針の要部の構成を示す断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態３にかかる超音波観測システムの要部の構成を模式的に示す図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態３にかかる超音波観測装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施の形態３にかかる注入位置検出処理を示すフローチャートである。
【図２２】図２２は、本発明の実施の形態３にかかる薬剤注入処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。以下、本実施の形態では、薬剤注入システムの例として、超音波観測システムを説明する。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる超音波観測システムの構成を模式的に示す図である。同図に示す超音波観測システム１は、被検体内に挿入可能であり、パルス状の超音波を送信する一方、外部で反射された超音波（エコー）を受信する機能を有するとともに、被写体を撮像することによって画像信号を生成する機能を有する超音波内視鏡２と、超音波内視鏡２から受信した電気的なエコー信号に所定の処理を施すことによって超音波画像を生成する超音波観測装置３と、超音波内視鏡２が生成した画像信号をもとに内視鏡画像を生成する内視鏡観察装置４と、液晶または有機ＥＬ等からなる表示パネルを用いて実現され、超音波観測装置３および内視鏡観察装置４が生成した画像を表示可能な表示装置５と、超音波内視鏡２の先端から外部へ出射する照明光を供給する光源装置６と、超音波内視鏡２と超音波観測装置３とを電気的に接続する超音波ケーブル７と、超音波内視鏡２と内視鏡観察装置４とを電気的に接続するビデオケーブル８と、超音波内視鏡２と光源装置６とを接続し、光源装置６が発生した照明光を超音波内視鏡２へ供給する光ファイバを有する光ファイバケーブル９と、後述する処置具挿入口２２３に挿入されて、一端が超音波内視鏡２の先端から延出し、この一端から薬剤の放出が可能な処置具１０と、を備える。
【００２０】
超音波内視鏡２は、体内に挿入される挿入部２１と、挿入部２１の基端側に連結される操作部２２と、操作部２２から延在するユニバーサルケーブル２３と、ユニバーサルケーブル２３の先端部に設けられるコネクタ２４と、を有する。
【００２１】
挿入部２１は、先端に設けられる超音波探触子２１１と、超音波探触子２１１に連結され、硬質部材からなる硬性部２１２と、硬性部２１２の基端側に湾曲可能に連結される湾曲部２１３と、湾曲部２１３の基端側に設けられるとともに可撓性を有する可撓管部２１４とを有する。挿入部２１の内部には、照明光を伝送するライトガイドと、各種電気信号を伝送する複数の信号線が設けられている。また、挿入部２１の内部には、処置具を挿通するための処置具挿通路が形成されている。
【００２２】
図２は、挿入部２１の先端部の構成を模式的に示す図である。超音波探触子２１１は、コンベックス型の超音波探触子であり、複数の超音波振動子が規則的に配列されてなる振動子部２１５を有する。超音波振動子は、音響レンズ、圧電素子および整合層を有し、被検体の体壁よりも内部の超音波断層画像に寄与する超音波信号を取得する。複数の超音波振動子は、凸型の円弧を形成するように配列されている。
【００２３】
硬性部２１２の先端部には、各種処置具を延出させる処置具チャンネル２１２ａが形成されている。図２では、処置具チャンネル２１２ａから処置具である穿刺針１０２が延出している場合を示している。処置具チャンネル２１２ａからの穿刺針１０２の延出角度は、挿入部２１の種類に応じて定められている。なお、穿刺針１０２の延出角度を調整する機構を挿入部２１に設けることも可能である。
【００２４】
超音波探触子２１１は、後述する送受信部３１（図８参照）から受信した電気的なパルス信号を超音波パルス（音響パルス信号）に変換するとともに、外部の検体で反射された超音波エコーを電気的なエコー信号に変換する機能を有する。超音波探触子２１１が変換したエコー信号は、超音波ケーブル７を介して超音波観測装置３へ送信される。なお、超音波探触子２１１における超音波振動子の走査方式は、電子走査方式である。
【００２５】
硬性部２１２の先端部には、所定の視野領域に位置する被写体を撮像して内視鏡画像用の画像信号を生成する撮像素子が設けられている（図示せず）。撮像素子が生成した撮像信号は、ビデオケーブル８を介して内視鏡観察装置４へ送信される。
【００２６】
硬性部２１２の先端部からは、光源装置６によって供給される照明光が照射可能である。具体的には、硬性部２１２の先端部には、光源装置６から伝送されてくる照明光を照射するための照明窓が設けられている。
【００２７】
操作部２２は、湾曲部２１３を上下方向または左右方向に湾曲操作する湾曲ノブ２２１と、各種操作を行うための複数の操作部材２２２と、挿入部２１内に形成された処置具用挿通路に連通し、処置具用挿通路へ処置具を挿入するための処置具挿入口２２３とを有する。
【００２８】
ユニバーサルケーブル２３には、電気信号を伝達する複数の信号線や、照明光を伝送する光ファイバ等が挿通している。
【００２９】
コネクタ２４は、超音波観測装置３、内視鏡観察装置４および光源装置６との間で、超音波ケーブル７、ビデオケーブル８および光ファイバケーブル９をそれぞれ介した信号の送受信を行う。
【００３０】
図３は、処置具１０の一構成例を模式的に示す図である。図４は、本実施の形態１にかかる超音波観測システム１の要部の構成を模式的に示す図である。図５は、本実施の形態１にかかる処置具１０の要部の構成を模式的に示す図である。図６は、本実施の形態１にかかる処置具１０の穿刺針１０２の構成を示す部分断面図である。図７は、図６に示す処置具の矢視Ａ方向の模式図である。
【００３１】
処置具１０は、処置具挿入口２２３に挿入されて、一端が超音波内視鏡２の先端から延出可能な挿入部１００と、挿入部１００に対する操作を行なう略管状の操作部１１０と、を有する。また、挿入部１００は、可撓性を有する管状の可撓管部１０１と、可撓管部１０１の操作部１１０との連結側と異なる側の端部から突出可能な針状をなす穿刺針１０２と、を有する。穿刺針１０２は、直線状をなし、針の長手方向に貫通する貫通孔が形成されている。ここで、可撓管部１０１の管の中空空間には、一端に穿刺針１０２が設けられた可撓性を有するチューブ１３０が挿通されている。
【００３２】
処置具１０は、このチューブ１３０によって、操作部１１０の端部に接続されたシリンジ１２３を介して、挿入部１００の先端（穿刺針１０２）から薬液を放出することができる。また、チューブ１３０には、内部配管１３１が設けられている。チューブ１３０の内表面と内部配管１３１の外表面とによって筒状をなす中空空間Ｓ１が形成されている。
【００３３】
操作部１１０は、可撓管部１０１と接続する接続部１１１と、可撓管部１０１の接続部１１１からの延出位置を示すメモリが設けられた第１指標部１１２と、第１指標部１１２の外周を覆うとともに、第１指標部１１２の長手方向に進退自在に設けられ、第１指標部１１２の長手方向への進退に応じて、可撓管部１０１の接続部１１１からの延出位置を変更する第１調整部１１３と、第１指標部１１２に連なり、穿刺針１０２における可撓管部１０１の先端からの突出長を示すメモリが設けられた第２指標部１１４と、第２指標部１１４の長手方向に進退自在に設けられ、第２指標部１１４の長手方向への進退に応じて、穿刺針１０２における可撓管部１０１の先端からの突出長を変更する第２調整部１１５と、第２調整部１１５の移動を規制する規制部材１１６と、操作部１１０の一端に位置して第２調整部１１５に連なる取付部１１７と、を有する。また、処置具１０には、内部に形成された中空空間にスタイレット１１８が挿通されている。
【００３４】
第１調整部１１３は、可撓管部１０１に連結されており、自身の進退動作によって、可撓管部１０１の接続部１１１からの延出位置を変更する。また、第１調整部１１３は、外周から内部に向けて貫通するネジ穴が形成され、固定ネジ１１３ａを螺合し、固定ネジ１１３ａが第１指標部１１２の表面に当接することによって第１指標部１１２に対して固定される。このとき、第１調整部１１３は、端部（本実施の形態１では、接続部１１１側の端部）の位置によって、可撓管部１０１の接続部１１１からの延出位置に応じた第１指標部１１２のメモリの位置を指し示す。
【００３５】
第２調整部１１５は、上述したチューブに連結されており、第２指標部１１４に沿った自身の進退動作によって、穿刺針１０２における可撓管部１０１の先端からの突出長を変更する。このとき、第２調整部１１５は、端部（本実施の形態１では、接続部１１１側の端部）の位置によって、穿刺針１０２における可撓管部１０１の先端からの突出長に応じた第２指標部１１４のメモリの位置を指し示す。
【００３６】
規制部材１１６は、円筒状をなし、中空空間に第２指標部１１４が挿通されている。規制部材１１６は、外周から内部に向けて貫通するネジ穴が形成され、固定ネジ１１６ａを螺合し、固定ネジ１１６ａが第２指標部１１４の表面に当接することによって第２指標部１１５の移動を規制する。
【００３７】
取付部１１７には、第２調整部１１５に連なる側と異なる側の端部１１７ａにおいて後述するスタイレット１１８またはシリンジなどが取り付けられる。
【００３８】
スタイレット１１８は、挿入部１００および操作部１１０に挿通される可撓性の紐状部材の一端に設けられ、この紐状部材の挿入部１００および操作部１１０への進退を操作する操作部１１８ａと、他端に設けられ、穿刺針１０２の貫通孔の径に応じた径の棒状をなす剛性の棒状部材１１８ｂと、を有する。スタイレット１１８は、穿刺針１０２を生体に穿刺する際、棒状部材１１８ｂを穿刺針１０２の内部に配設することによって、穿刺によって抉られた体内組織が穿刺針１０２内部に入り込むことを防止するとともに、穿刺時の外圧による穿刺針１０２の変形を抑制する。
【００３９】
穿刺針１０２には、内部に管状の内部配管１０３が設けられ、穿刺針１０２の内表面と内部配管１０３の外表面とがなす中空空間Ｓ２が形成されている。中空空間Ｓ２は、チューブ１３０の筒状をなす中空空間Ｓ１と連結している。ここで、中空空間Ｓ１，Ｓ２には液体Ｌｑが収容されている。液体Ｌｑには、例えば生理食塩水などが用いられる。また、内部配管１０３は、端部１１７ａに連通しており、薬剤は、シリンジ、内部配管１０３の内部空間を介して、先端（開口部）から放出される。
【００４０】
また、中空空間Ｓ２の一端（外部露出側の端部）が封止部材１０４によって封止されている。一方、チューブ１３０の筒状をなす中空空間Ｓ１の一端（穿刺針１０２との連結側と異なる側の端部）は、封止部材１０５によって封止されている。封止部材１０４は、例えば樹脂などを用いて形成される略円環状の弾性材料からなり、外部からの荷重に応じて変形可能である。また、封止部材１０５は、金属または樹脂などにより形成された略筒状をなし、中空空間Ｓ１を密閉するようにチューブ１３０の内表面および内部配管１３１の外表面に対して摺接可能に設けられる。これにより、挿入部１００の液体Ｌｑ充填部分は、陽圧状態となっている。また、封止部材１０５の端部には、外部からの荷重に応じて変形可能な弾性部１０５ａが設けられている。
【００４１】
ここで、処置具１０には、処置具１０にかかる動作の制御を行う処置具制御装置１２０と、封止部材１０５を中空空間Ｓ１に対して挿脱動作を行わせて、液体Ｌｑに圧力変動（信号）を発生させる信号発生部１２１と、封止部材１０５（弾性部１０５ａ）に加わる圧力を検出するセンサ部１２２（検出部）と、が接続されている。処置具１０は、穿刺針１０２を病変部に穿刺した後、スタイレット１１８を抜き取り、シリンジ１２３を接続することによって、内部配管１０３を介して薬剤の放出が行われる。処置具制御装置１２０は、超音波観測装置３と電気的に接続し、センサ部１２２が検出した検出値を超音波観測装置３に出力する。
【００４２】
信号発生部１２１は、例えば封止部材１０５を中空空間Ｓ１（チューブ１３０）に対して相対的に移動させることにより、中空空間Ｓ１の体積を変化させる。この体積変化によって液体Ｌｑに圧力が加わることにより、センサ部１２２が、この圧力に応じた弾性部１０５ａの変形の度合いに応じた電気信号に基づく値を検出値として検出する。また、センサ部１２２は、図示しない信号線を介して処置具制御装置１２０と電気的に接続されている。
【００４３】
なお、封止部材１０５位置を固定して、中空空間Ｓ１の体積が変化しないようにしてもよい。このとき、信号発生部１２１は、設定された位置に封止部材１０５を移動させる場合に用いられる。この場合、外部から加わる圧力に応じて封止部材１０４が変形し、この変形による荷重が液体Ｌｑを介して封止部材１０５（弾性部１０５ａ）に加わり、弾性部１０５ａが変形する。センサ部１２２は、弾性部１０５ａの変形の度合いに基づく電気信号を検出値として出力する。また、封止部材１０５が穿刺針１０２の中空空間Ｓ２を封止するもの、すなわち、穿刺針１０２の中空空間Ｓ２のみに液体Ｌｑが充填され、センサ部１２２が弾性部１０５ａの変形を検出するものであってもよい。
【００４４】
また、穿刺針１０２には、略凹球面状をなす微小な複数の凹部１０２ａが空間的に規則的なパターンを形成している。複数の凹部１０２ａは、超音波探触子２１１から送信される超音波を効率よく散乱して描出されやすくするために設けられる。複数の凹部１０２ａは、隣接する凹部１０２ａの間隔が全て等しくなるように形成されている。
【００４５】
次に、超音波観測装置３の構成を説明する。図８は、超音波観測装置３の構成を示すブロック図である。同図に示す超音波観測装置３は、超音波探触子２１１からエコー信号を受信し、該エコー信号に対して信号処理を施す装置である。超音波観測装置３は、超音波内視鏡２、表示装置５および処置具制御装置１２０との間で電気信号の送受信を行う送受信部３１と、エコー信号に対応する画像データの生成を行う画像処理部３２と、キーボード、マウス、タッチパネル等のインタフェースを用いて実現され、各種情報の入力を受け付ける入力部３３と、体内における組織性状の検出を行なう組織性状検出部３４と、音および／または光などの各種情報を出力する出力部３５と、超音波による検体の観測を行うための各種情報を記憶する記憶部３６と、超音波観測装置３の動作制御を行う制御部３７と、を備える。本実施の形態１において、「組織性状」とは、例えば癌、内分泌腫瘍、粘液性腫瘍、などの組織における軟質性、硬質性などの性状をいう。
【００４６】
送受信部３１は、超音波探触子２１１と電気的に接続され、パルス信号を超音波探触子２１１へ送信するとともに、超音波探触子２１１からエコー信号を受信する。具体的には、送受信部３１は、予め設定された波形および送信タイミングに基づいてパルス信号を生成し、この生成したパルス信号を超音波探触子２１１へ送信する。
【００４７】
送受信部３１は、エコー信号に対してフィルタリング等の処理を施した後、Ａ／Ｄ変換することによってデジタルＲＦ信号を生成して出力する。なお、超音波探触子２１１が複数の超音波振動子を電子的に走査させるものである場合、送受信部３１は、複数の超音波振動子に対応したビーム合成用の多チャンネル回路を有する。
【００４８】
画像処理部３２は、エコー信号に対応する画像データの生成を行う。ここで、超音波内視鏡２から受信するエコー信号は、極座標に基づいたデータである。このため、画像処理部３２は、極座標を直交座標に変換して各画素に付与する画像データを生成する。
【００４９】
入力部３３は、キーボード、マウス、タッチパネル等のインタフェースを用いて実現される。入力部３３は、画像処理部３２によって生成された画像を見た超音波観測装置３のユーザによって関心領域を指定する情報の入力を受け付ける。
【００５０】
組織性状検出部３４は、センサ部１２２が検出した検出値を取得する圧力検出部３４１と、圧力検出部３４１が取得した検出値と閾値とを比較する比較部３４２とを有する。
【００５１】
出力部３５は、制御部３７の制御のもと、音および／または光などを出力する。出力部３５は、例えば、スピーカーやＬＥＤなどによって実現される。
【００５２】
記憶部３６は、超音波観測装置３の作動プログラムや所定のＯＳを起動するプログラム等が予め記憶されたＲＯＭ、および各処理の演算パラメータやデータ等を記憶するＲＡＭ等を用いて実現される。
【００５３】
制御部３７は、演算および制御機能を有するＣＰＵを用いて実現される。制御部３７は、記憶部３６が記憶、格納する情報および超音波観測装置３の作動プログラムを含む各種プログラムを記憶部３７から読み出すことにより、超音波観測装置３の作動方法に関連した各種演算処理を実行することによって超音波観測装置３を統括的に制御する。制御部３７は、表示装置５に表示させるための画像に応じた画像データを出力して、表示装置５に画像を表示させる。
【００５４】
図９は、本実施の形態１にかかる表示装置５が表示する画像の一例を示す図である。図９に示す画像表示領域Ｗ１には、画像処理部３２によってエコー信号に基づき生成された画像データに対応する超音波画像が表示されるとともに、圧力検出部３４１が取得した検出値が検出データプロファイルＤ１として表示される。
【００５５】
なお、超音波観測装置３の作動プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。
【００５６】
上述した構成を有する超音波内視鏡システム１によって、受信した超音波（エコー）に基づく画像を表示するほか、処置具１０が取得した検出値をもとに、組織性状の検出を行なう。また、検出した組織性状に基づいて、穿刺針１０２を穿刺して薬剤の注入を行う。図１０は、本実施の形態１にかかる薬剤注入処理を示すフローチャートである。
【００５７】
まず、制御部３７は、組織性状検出回路をオンにする（ステップＳ１０１）。このとき、医師などの術者は、体内への穿刺針１０２による穿刺を開始する。組織性状検出回路がオン状態になると、組織性状検出部３４の圧力検出部３４１は、処置具１０からセンサ部１２２が検出した検出値を初期値として取得することによって、圧力検出を行なう（ステップＳ１０２）。このとき、圧力検出部３４１は、穿刺開始時の検出値を複数（例えば十個）取得し、その平均値や、最大値、最小値または最大値と最小値との中央値などを検出値として制御部３７に出力する。また、圧力検出時、センサ部１２２は、信号発生部１２１による封止部材１０５の移動に応じて生じる弾性部１０５ａの圧力変化を検出する。
【００５８】
圧力検出部３４１が初期値を取得すると、制御部３７は、この初期値を初期値データＰ０として記憶部３７に記憶させる（ステップＳ１０３）。その後、圧力検出部３４１は、処置具１０から所定間隔で出力される穿刺中の検出値を取得して圧力検出を行なう（ステップＳ１０４）。
【００５９】
圧力検出部３４１は、穿刺中の検出値を取得すると（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、取得した検出値を制御部３７に出力する。制御部３７は、圧力検出部３４１から出力された検出値を取得すると、この検出値を検出データＰ１として記憶部３６に記憶させる（ステップＳ１０５）。その後、画像処理部３２が、取得した初期値データＰ０および検出データＰ１に対してノイズ除去処理を行う（ステップＳ１０６）。画像処理部３２は、例えばローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）などによりノイズを除去する。
【００６０】
ノイズ除去処理後、比較部３４２は、初期値データＰ０および検出データＰ１を比較する（ステップＳ１０７）。具体的には、比較部３４２は、検出された検出値（圧力値）を比較することによって、Ｐ０＞Ｐ１を満たすか否かを判断する。ここで、比較部３４２がＰ０＞Ｐ１を満たしていないと判断した場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、制御部３７は、ステップＳ１０４に戻り、圧力検出を継続する。
【００６１】
一方、比較部３４２がＰ０＞Ｐ１を満たしていると判断した場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、制御部３７は、ステップＳ１０８に移行する。
【００６２】
ここで、薬剤の注入に適している組織性状は、中空または軟質性であって、容易に穿刺可能な性状である。このとき、封止部材１０４が、液体Ｌｑから加わる圧力に対して穿刺対象の組織を押圧して変形するため、穿刺針１０２をこの組織性状に穿刺した場合に液体Ｌｑを介して弾性部１０５ａに加わる圧力は、穿刺針１０２による穿刺時の圧力（体内壁面に穿刺した場合に液体Ｌｑを介して弾性部１０５ａに加わる圧力）と比して小さくなる。すなわち、Ｐ０＞Ｐ１を満たす。
【００６３】
これに対して、薬剤注入に適していない、繊維化が生じている硬質性の組織性状の場合は、封止部材１０４が、液体Ｌｑから加わる圧力に対して穿刺対象の組織を押圧できず、変形しないため、穿刺針１０２をこの組織性状に穿刺した場合に液体Ｌｑを介して弾性部１０５ａに加わる圧力Ｐ１は、穿刺針１０２による穿刺時の圧力（体内壁面に穿刺した場合に液体Ｌｑを介して弾性部１０５ａに加わる圧力）Ｐ０と比して大きくなる。すなわち、Ｐ０＜Ｐ１が成り立つ。
【００６４】
ここで、ステップＳ１０７における判断として、比較部３４２は、まず初期値データＰ０に対して、検出データＰ１が例えば１０％以上で変動しているかを判断するようにしてもよい。比較部３４２は、初期値データＰ０に対して検出データＰ１が１０％変動していないと判断した場合は、Ｐ０＞Ｐ１を満たしていないと判断するようにしてもよい。また、比較部３４２は、初期値データＰ０に対して検出データＰ１が１０％変動したと判断した場合、初期値データＰ０と検出データＰ１との検出値の大小関係を判断し、Ｐ０＞Ｐ１であるか、Ｐ０＜Ｐ１が成り立つかを判断する。これにより、検出値の微小変化に対しては、組織性状が変化していないと判断することができる。なお、上述した例では、１０％変動するか否かを判断するものとして説明したが、１０％以外の所定の割合に設定してもよい。
【００６５】
制御部３７は、ステップＳ１０８に移行すると、出力部３５に、現在の穿刺位置が薬剤注入に適した箇所である旨を報知するよう指示する（ステップＳ１０８）。制御部３７は、表示装置５に現在の穿刺位置が薬剤注入に適した箇所である旨のメッセージ（画像情報）を表示させたり、出力部３５に音を発したり、ランプを点灯させるなどして、報知処理を行う。このとき、術者において、表示装置５に表示された図９に示すような検出データプロファイルＤ１を確認しながら、組織性状を判断して薬剤注入を行うこともできる。
【００６６】
制御部３７は、出力部３５による報知処理を指示した直後、組織性状検出回路をオフにする（ステップＳ１０９）。
【００６７】
その後、制御部３７は、薬剤注入処理が完了後（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、穿刺を継続するか否かを判断する（ステップＳ１１１）。制御部３７は、穿刺を継続すると判断した場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１２に移行して組織性状検出回路をオンにして（ステップＳ１１２）、ステップＳ１０４に戻り、以降の処理を繰り返す。一方、制御部３７は、穿刺を継続しないと判断した場合（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、一連の薬剤注入処理を終了する。なお、各ステップにおいて、圧力を検出されない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、および薬剤注入処理が完了していない場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）は、圧力検出処理および薬剤注入処理をそれぞれ繰り返す。
【００６８】
ここで、制御部３７は、ステップＳ１１０における薬剤注入処理が完了したか否かを、処置具１０の処置具制御装置１２０からの信号に基づいて判断してもよいし、入力部３３において、薬剤注入を完了した旨の入力があったか否かに基づいて判断してもよい。ここで、処置具１０の処置具制御装置１２０からの信号に基づく判断においては、処置具１０に接続されるシリンジ１２３が処置具制御装置１２０の制御によって駆動し、処置具制御装置１２０が、このシリンジ１２３の移動量をもとに薬剤注入の完了を判断し、超音波観測装置３に薬剤注入が完了した旨の信号を出力する。
【００６９】
また、ステップＳ１１２の穿刺を継続するか否かの判断においては、例えば入力部３３において、穿刺を継続する旨の入力があったか否かに基づいて判断する。
【００７０】
上述した実施の形態１によれば、穿刺針１０２の先端に加わる圧力を検出して、この検出値と穿刺開始時の検出値（初期値）とを比較することによって、現在の穿刺位置の組織性状が薬剤注入に適したものであるか否かを判断し、薬剤注入に適している場合に報知処理を行うようにしたので、注入すべき量の薬剤を穿刺した位置（病変部）において確実に注入することができる。
【００７１】
なお、上述した実施の形態１では、組織性状検出回路をオフにした後、薬剤を注入するようにしたが、この際、穿刺針１０２の挿抜を停止した状態で薬剤を注入してもよいし、穿刺針１０２を抜きながら薬剤を注入してもよい。また、組織性状検出回路をオン状態にしたままで、穿刺針１０２を抜きながら薬剤を注入することも可能である。この場合、薬剤の注入は、出力部３５による報知処理動作中に行うことができる。このため、穿刺針１０２を抜きながらでも、適切な薬剤注入位置において薬剤を注入することが可能である。
【００７２】
また、上述した実施の形態１では、封止部材１０５を移動させて体積を変化させて、外部から穿刺針１０２に加わる圧力に応じた弾性部１０５ａの変化を検出するものとして説明したが、封止部材１０５を設けずに、信号発生部１２１による液体Ｌｑの流量制御によって中空空間Ｓ１，Ｓ２の内部圧力を変化させて、外部から穿刺針１０２に加わる圧力に応じた圧力変化を検出するものであってもよい。
【００７３】
図１１は、本実施の形態１の変形例１−１にかかる穿刺針１０６の構成を示す模式図である。上述した実施の形態１では、穿刺針１０２が直線状をなすものとして説明したが、図１１に示す穿刺針１０６のように、先端側が湾曲した形状をなすものであってもよい。
【００７４】
ここで、例えば、直線状をなす穿刺針１０２を組織に穿刺した場合、針先に加わる組織からの荷重によって、針先が湾曲してしまうことがある。特に、中空部分と充実部分とが複雑に存在する組織に穿刺した場合、針先が大きく湾曲し、穿刺針１０２の針先が画像表示領域Ｗ１から外れてしまうおそれがある。
【００７５】
これに対し、穿刺針１０６のように、組織からの荷重によって湾曲する方向と反対方向に予め湾曲させておくことで、上述したような穿刺針１０６の針先が画像表示領域Ｗ１から外れてしまうのを防止することができる。
【００７６】
図１２は、本実施の形態１の変形例１−２にかかる処置具の要部の構成を示す部分断面図である。上述した実施の形態１では、穿刺針１０２の一部に生理食塩水を充填し、この充填部分を陽圧状態にして外部からの圧力を検出するものとして説明したが、チューブ１３０に吸引部１２４を接続して、中空空間Ｓ１および中空空間Ｓ２を陰圧状態として圧力変化を検出するものであってもよい。
【００７７】
このとき、図１０のステップＳ１０７において組織性状が薬剤注入に適しているか否かの判断は、吸引部１２４による穿刺時の初期値データ（陰圧値）をＰ０、穿刺中に検出される検出データ（陰圧値）をＰ２としたとき、Ｐ０＞Ｐ２であれば、薬剤注入に適した組織性状であると判断され、Ｐ０≦Ｐ２であれば、薬剤注入に適していない組織性状であると判断される。これは、組織性状が薬剤注入に適した中空（腔）または軟性組織である場合、中空に存在する液体や軟性組織自体が吸引されるため、陰圧状態が緩和される。一方で、薬剤注入に適していない硬質性の組織である場合、この組織自体が引き寄せられるのみとなるため、陰圧状態が維持される。
【００７８】
ここで、穿刺針１０７および内部配管１０３の先端（縁端部）の頭頂部Ｅ１〜Ｅ３は、穿刺した際に組織を穿削しないように面取りされている（Ｒ形状をなす）ことが好ましい。
【００７９】
変形例１−２によれば、上述した実施の形態１と同様に、穿刺針１０７の先端に加わる圧力を検出して、この検出値と穿刺開始時の検出値（初期値）とを比較することによって、現在の穿刺位置の組織性状が薬剤注入に適したものであるか否かを判断し、薬剤注入に適している場合に報知処理を行うようにしたので、注入すべき量の薬剤を穿刺した位置（病変部）において確実に注入することができる。
【００８０】
（実施の形態２）
図１３は、本発明の実施の形態２にかかる穿刺針１０８の構成を示す断面図である。図１４は、本実施の形態２にかかる超音波観測システムの要部の構成を模式的に示す図である。以下、図４等で上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。上述した実施の形態１では、長手方向の両端に開口が形成された穿刺針１０２を用いて薬剤を注入するものとして説明したが、実施の形態２は、先端部において長手方向に直交する方向に開口部が形成された穿刺針１０８を有する処置具１０ａを用いて薬剤を注入するものである。
【００８１】
穿刺針１０８は、図１３に示すように、針状をなしている。穿刺針１０８の内部には、長手方向に沿って延びる二つの中空部１４０，１４１が形成されている。また、二つの中空部１４０，１４１は、穿刺針１０８の先端側の端部が長手方向に対して直交する方向に湾曲することによって、穿刺針１０８の側面から外部に連通する開口部１４０ａ，１４１ａを形成している。薬剤は、シリンジ１２３を介して中空部１４０を通過し、開口部１４０ａから外部に放出される。なお、開口部１４０ａ，１４１ａは、穿刺針１０８の長手方向に沿って並んで配置されていることが好ましい。
【００８２】
また、処置具１０ａの穿刺針１０８には、外部から加わる圧力を検出して処置具制御装置１２０に出力するセンサ部１５０が設けられている。センサ部１５０は、開口部１４１ａを封止し、外部からの圧力に対して変形可能な膜状をなす。一方、穿刺針１０８は、チューブ１３０ａと連結している。ここで、チューブ１３０ａには、中空部１４１に連結する内部配管１３２が設けられている。内部配管１３２の端部は、棒状をなす封止部材１０５ｂが摺接可能に設けられることによって密閉されている。
【００８３】
ここで、処置具１０ａには、処置具１０ａにかかる動作の制御を行う処置具制御装置１２０と、封止部材１０５ｂに接続され、封止部材１０５ｂを内部配管１３２に対して挿脱動作を行わせて、液体Ｌｑに圧力変動（信号）を発生させる信号発生部１２１ａと、が接続されている。
【００８４】
信号発生部１２１ａは、例えば封止部材１０５ｂを内部配管１３２に対して相対的に移動させることにより、内部配管１３２の内部の体積を変化させる。この体積変化によって液体Ｌｑを介して加わる圧力と、この圧力により外部（組織）から加わる圧力とよって生じる圧力変化に応じた検出値をセンサ部１５０が検出する。また、センサ部１５０は、図示しない信号線を介して処置具制御装置１２０と電気的に接続され、信号線を介して検出した検出値を出力する。
【００８５】
また、処置具制御装置１２０は、上述したように、この検出値を超音波観測装置３に出力する。超音波観測装置３は、取得した検出値をもとに、組織性状の検出を行なう（図１０参照）。
【００８６】
ここで、封止部材１０５ｂ位置を固定して、内部配管１３２の体積が変化しない状態で液体Ｌｑを充填して陽圧状態とし、外部から開口部１４１ａに加わる圧力を膜の張力変化によって検出するものであってもよい。このとき、信号発生部１２１ａは、設定された位置に封止部材１０５ｂを移動させる場合に用いられる。
【００８７】
図１５は、本実施の形態２にかかる穿刺針１０８の要部の構成を示す断面図である。図１５に示すように、開口部１４０ａは、外部に向けて拡径するように面取りされたＶ字の断面形状をなす。これにより、穿刺針１０８の外表面と開口部１４０ａの内部側面と（縁端部）が鈍角をなすため、穿刺時、この縁端部によって組織を不要に穿削することなく穿刺針１０８を穿刺することができる。
【００８８】
上述した実施の形態２によれば、穿刺針１０８の開口部１４０ａ近傍に加わる圧力を検出して、穿刺開始時の検出値（初期値）と比較することによって、現在の穿刺位置の組織性状が薬剤注入に適したものであるか否かを判断し、薬剤注入に適している場合に報知処理を行うようにしたので、注入すべき量の薬剤を穿刺した位置（病変部）において確実に注入することができる。
【００８９】
ここで、実施の形態２によれば、薬剤を放出する開口部１４０ａの近傍にセンサ部１５０を配置して、開口部１４０ａ近傍の組織性状に応じた圧力変化を検出するようにしたので、液体を介して圧力の変化を検出する実施の形態１と比して、一段と正確な薬剤注入位置を検出することができる。
【００９０】
図１６は、本実施の形態２の変形例２−１にかかる穿刺針の要部の構成を示す断面図である。図１６に示す開口部１４０ｂは、中空部１４０に連通するとともに、この中空部１４０から、中空部１４０の長手方向に垂直な方向に延びる略円柱状の中空空間を形成し、外部側の一部（縁端部）が面取りされるＹ字の断面形状をなす。
【００９１】
図１７は、本実施の形態２の変形例２−２にかかる穿刺針の要部の構成を示す断面図である。図１７に示す開口部１４０ｃは、中空部１４０に連通するとともに、この中空部１４０から、中空部１４０の長手方向に垂直な方向に延びる略円柱状の中空空間を形成し、外部側の一部（縁端部）が弧状に面取りされるＹ字の断面形状をなす。
【００９２】
図１８は、本実施の形態２の変形例２−３にかかる穿刺針の要部の構成を示す断面図である。上述した実施の形態２では、二つの中空部１４０，１４１のうち、一方の中空部１４１を陽圧状態にして圧力変化を検出するものとして説明したが、陰圧状態において圧力変化を検出する穿刺針１０９であってもよい。
【００９３】
穿刺針１０９は、図１８に示すように、針状をなしている。穿刺針１０９の内部には、長手方向に沿って延びる二つの中空部１４２，１４３が形成されている。また、穿刺針１０９には、中空部１４２，１４３から穿刺針１０９の長手方向に直交する方向に延びる孔であって、穿刺針１０９の側面から外部に連通する開口部１４２ａ，１４３ａがそれぞれ形成されている。また、穿刺針１０９には、開口部１４３ａの近傍に設けられ、中空部１４３から穿刺針１０９の長手方向に直交する方向に延びる孔であって、穿刺針１０９の側面から外部に連通する開口部１４３ｂが形成されている。薬剤は、シリンジ１２３を介して中空部１４２を通過し、開口部１４２ａから外部に放出される。なお、開口部１４２ａ，１４３ａは、穿刺針１０９の周方向に沿って並んで配置されていることが好ましい。
【００９４】
また、開口部１４３ｂには、外部からの圧力に対して変形可能な膜状のセンサ部１５０が配設されている。中空部１４３は、図示しない吸引ポンプに接続され、この吸引ポンプによる吸引によって内部が陰圧状態に維持されている。センサ部１５０は、内部における陰圧状態に応じた検出値を電気信号として信号線を介して処置具制御装置１２０に出力する。処置具制御装置１２０は、上述したように、この検出値を超音波観測装置３に出力する。超音波観測装置３は、取得した検出値をもとに、組織性状の検出を行なう（図１０参照）。
【００９５】
変形例２−３によれば、穿刺針１０９の開口部１４２ａ，１４３ａ近傍における圧力を検出して、穿刺開始時の検出値（初期値）と比較することによって、現在の穿刺位置の組織性状が薬剤注入に適したものであるか否かを判断し、薬剤注入に適している場合に報知処理を行うようにしたので、注入すべき量の薬剤を穿刺した位置（病変部）において確実に注入することができる。
【００９６】
（実施の形態３）
図１９は、本発明の実施の形態３にかかる超音波観測システムの要部の構成を模式的に示す図である。図２０は、本実施の形態３にかかる超音波観測装置３ａの構成を示すブロック図である。以下、図４等で上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。本実施の形態３にかかる処置具１０ｂは、先細な先端形状をなす筒状の穿刺針２００が可撓管部１０１に接続されている。また、本実施の形態３にかかる超音波観測装置３ａは、制御部３７ａの制御のもと、上述した超音波観測装置３の構成に加え、薬剤の注入位置を算出する注入位置算出部３８を有する。
【００９７】
処置具１０ｂには、処置具１０ｂにかかる動作の制御を行う処置具制御装置１２０ｂと、例えばモータによって実現され、シリンジ１２３の進退動作を行う駆動部１２５と、駆動部１２５のモータの回転数および／または消費電流を検出する検出部１２６と、が接続されている。
【００９８】
図２１は、本実施の形態３にかかる注入位置検出処理を示すフローチャートである。まず制御部３７ａは、注入位置検出回路をオンにする（ステップＳ２０１）。その後、制御部３７ａは、穿刺開始指示の入力があるか否かを判断し（ステップＳ２０２）、穿刺開始指示の入力がある場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、穿刺開始の指示信号を処置具制御装置１２０ｂに出力し、穿刺を開始させる（ステップＳ２０３）。なお、穿刺開始指示の入力がない場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）は、穿刺開始指示の入力の確認処理を繰り返す。
【００９９】
制御部３７ａは、穿刺開始後、超音波画像データおよび／または撮像画像データをもとに、組織および穿刺針の輝度値を抽出する（ステップＳ２０４）。制御部３７ａは、この輝度値から穿刺針にかかる針信号をモデル化し（ステップＳ２０５）、モデル化した針信号（針モデル）を記憶部３６に記憶させる（ステップＳ２０６）。
【０１００】
その後、制御部３７ａは、穿刺針が病変部近傍まで穿刺されると、組織形状検出回路をオンし（ステップＳ２０７）、病変部への穿刺針の穿刺を開始する。ここで、駆動部１２５によりシリンジ１２３を駆動して、所定間隔でシリンジ１２３を押圧する。このとき、注入位置算出部３８は、検出部１２６が検出した各押圧時のモータの回転数および／または消費電流をモータのトルクとして検出する（ステップＳ２０８）。また、このとき駆動部１２５は、薬剤を放出する際に加える押圧よりも小さい圧力でシリンジ１２３を駆動させる。なお、この際のシリンジ１２３は、薬剤ではなく生理食塩水が充填されたものであってもよい。
【０１０１】
注入位置算出部３８は、検出したモータの回転数および／または消費電流をもとに、薬剤の注入に適した位置（組織性状）を判断する。具体的には、注入位置算出部３８は、薬剤の注入に適した位置においてモータの回転数および／または消費電流（検出値）が低下することを利用して、取得した検出値に基づいて検出値の変化を算出し、この変化をもとに薬剤注入に適している位置を判断する。このとき、変化の基準となる検出値（閾値）は、病変部に穿刺した直後の検出値となるが、穿刺針の病変部に対する姿勢によって検出値は変化するため、穿刺時に複数回検出値を取得して、その平均値を閾値とすることが好ましい。
【０１０２】
注入位置算出部３８は、薬剤注入に適している位置を判断した後、モデル化された針信号に基づいて、針モデルマッチングを行う（ステップＳ２０９）。マッチング終了後、注入位置算出部３８は、針位置を算出する（ステップＳ２１０）。制御部３７ａは、注入位置算出部３８によって算出された針位置と、薬剤注入に適している位置に応じたトルクとを関連付けて記憶部３６に記憶させる（ステップＳ２１１）。
【０１０３】
その後、制御部３７ａは、穿刺を継続するか否かを判断し（ステップＳ２１２）、穿刺を完了する場合（ステップＳ２１２：Ｙｅｓ）、組織性状検出回路をオフにし（ステップＳ２１３）、一連の処理を終了する。また、制御部３７ａは、穿刺を継続する場合（ステップＳ２１２：Ｎｏ）、ステップＳ２０８に移行して、次の薬剤注入に適している位置の検出を行なう。
【０１０４】
続いて、検出された注入位置に基づく薬剤注入処理について説明する。図２２は、本実施の形態３にかかる薬剤注入処理を示すフローチャートである。本実施の形態３にかかる薬剤注入処理では、上述した注入位置検出処理に続き、穿刺針を病変部に刺した状態から抜去する際に薬剤を注入する。まず、制御部３７ａは、注入位置算出回路をオンにする（ステップＳ３０１）。
【０１０５】
その後、注入位置算出部３８は、トルクデータ（モータの回転数および／または消費電流）に基づき、閾値を算出する（ステップＳ３０２）。閾値算出後、注入位置算出部３８は、算出した閾値に基づいて注入位置を算出する（ステップＳ３０３）。制御部３７ａは、注入位置算出部３８が算出した注入位置を記憶部３６に記憶させる。
【０１０６】
制御部３７ａは、穿刺針の抜去指示の入力があるか否かを判断し、抜去指示がある場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、注入位置指示回路をオンにする（ステップＳ３０５）。
【０１０７】
注入位置指示回路をオンにした後、制御部３７ａは、穿刺針の抜去を開始するよう処置具制御装置１２０ｂに指示する（ステップＳ３０６）。ここで、制御部３７ａは、超音波画像データおよび／または撮像画像データをもとに、穿刺針の針位置が、初期位置にあるか否かを判断する（ステップＳ３０７）。ここで、初期位置とは、注入位置検出処理において、穿刺が完了した位置を指す。
【０１０８】
ここで、針位置が初期位置にある場合（ステップＳ３０７：Ｙｅｓ）、処置具制御装置１２０ｂの制御のもと、穿刺針を抜去していく。このとき、順次得られる超音波画像データと、モデル化された針信号とをもとに針モデルマッチングを行って（ステップＳ３０８）、針位置を算出する（ステップＳ３０９）。
【０１０９】
その後、制御部３７ａは、検出された針位置が、記憶部３６を参照して、ステップＳ３０３において算出された注入位置であるか否かを判断する（ステップＳ３１０）。ここで、検出された針位置が注入位置である場合（ステップＳ３１０：Ｙｅｓ）、制御部３７ａは、出力部３５に穿刺針が注入位置にある旨の報知処理を行わせる（ステップＳ３１１）。
【０１１０】
また、制御部３７ａは、報知処理の指示後、組織性状検出回路をオフにし（ステップＳ３１２）、処置具制御装置１２０ｂに薬剤注入を行わせる。この際、薬剤を充填したシリンジ１２３が接続される。処置具制御装置１２０ｂは、制御部３７ａからの指示に応じて、シリンジ１２３を駆動して、薬剤の放出を行う。
【０１１１】
その後、制御部３７ａは、処置具制御装置１２０ｂから薬剤注入処理が完了した旨の情報を取得すると（ステップＳ３１３：Ｙｅｓ）、穿刺針の抜去を継続するか否かを判断する（ステップＳ３１４）。ここで、穿刺針の抜去を継続する旨の指示入力がある場合（ステップＳ３１４：Ｙｅｓ）、制御部３７ａは、ステップＳ３０７に移行して、処理を繰り返す。ここで、ステップＳ３１４からステップＳ３０７に移行した場合の初期位置は、最後に薬剤の注入処理を行った位置に相当する。
【０１１２】
一方、穿刺針の抜去を継続しない旨の指示入力がある場合（ステップＳ３１４：Ｎｏ）、制御部３７ａは、ステップＳ３１５に移行して、注入位置指示回路をオフにし、処理を終了する。また、ステップＳ３０７において、針位置が初期位置にない場合（ステップＳ３０７：Ｎｏ）、制御部３７ａは、ステップＳ３１５に移行して、注入位置指示回路をオフにし、処理を終了する。なお、各ステップにおいて、穿刺針の抜去指示の入力がない場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、および算出された注入位置ではない場合（ステップＳ３１０：Ｎｏ）、薬剤注入処理が完了していない場合（ステップＳ３１３：Ｎｏ）は、入力確認処理、注入位置確認処理および薬剤注入処理をそれぞれ繰り返す。
【０１１３】
上述した実施の形態３によれば、注入位置検出処理において、穿刺針に加わる圧力に応じたトルクを検出し、薬剤注入処理において、このトルクデータをもとに薬剤注入に適した位置を算出し、算出した位置において、薬剤を注入するようにしたので、注入すべき量の薬剤を穿刺した位置（病変部）において確実に注入することができる。
【０１１４】
ここで、実施の形態３によれば、薬剤の注入位置の算出および算出位置での薬剤の注入を自動で行えるようにしたので、術者によらず、簡易かつ正確に薬剤注入を行うことができる。
【０１１５】
また、実施の形態３によれば、シリンジによる薬剤放出動作によって薬剤注入位置を算出して薬剤の注入を行うようにしたので、簡易な構成の穿刺針を用いて、正確に薬剤注入を行うことができる。
【０１１６】
ここで、上述した実施の形態３では、シリンジによる薬剤放出動作によって薬剤注入位置を算出して薬剤の注入を行うものとして説明したが、シリンジによる吸引動作によって薬剤注入位置を算出して薬剤の注入を行うものであってもよい。
【０１１７】
なお、上述した実施の形態１〜３では、超音波観測装置３，３ａ側で注入位置の検出（算出）などを行うものとして説明したが、処置具制御装置１２０，１２０ａに組織性状検出部３４や注入位置算出部３８などが配設されるものであってもよい。
【０１１８】
また、上述した実施の形態１〜３では、超音波観測システムとして検体の体内に導入されて検体の組織を観測するものとして説明したが、例えばＣＴ（Computed  Tomography）検査用の機器に上述した処置具などを組み合わせることも可能である。上述した実施の形態１〜３では、内視鏡観察装置４や光源装置６を有するものとして説明したが、内視鏡観察装置４や光源装置６を有しない超音波観測のみを行う構成であっても適用可能である。
【０１１９】
以上のように、本発明にかかる薬剤注入システムは、注入すべき量の薬剤を病変部に確実に注入するのに有用である。
【符号の説明】
【０１２０】
１  超音波観測システム
２  超音波内視鏡
３，３ａ  超音波観測装置
４  内視鏡観察装置
５  表示装置
６  光源装置
７  超音波ケーブル
８  ビデオケーブル
９  光ファイバケーブル
１０，１０ａ  処置具
２１  挿入部
２２  操作部
２３  ユニバーサルケーブル
２４  コネクタ
３１  送受信部
３２  画像処理部
３３  入力部
３４  組織性状検出部
３５  出力部
３６  記憶部
３７，３７ａ  制御部
３８  注入位置算出部
１００  挿入部
１０１，２１４  可撓管部
１０２，１０６，１０７，１０８，１０９  穿刺針
１０２ａ  凹部
１０３，１３１  内部配管
１０４，１０５，１０５ｂ  封止部材
１０５ａ  弾性部
１１０，１１８ａ  操作部
１１１  接続部
１１２  第１指標部
１１３  第１調整部
１１３ａ，１１６ａ  固定ネジ
１１４  第２指標部
１１５  第２調整部
１１６  規制部材
１１７  取付部
１１８  スタイレット
１１８ｂ  棒状部材
１２０  処置具制御装置
１２１，１２１ａ  信号発生部
１２２，１５０  センサ部
１２３  シリンジ
１２４  吸引部
１２５  駆動部
１２６  検出部
１３０  チューブ
１３１，１３２  内部配管
２１１  超音波探触子
２１２  硬性部
２１２ａ  処置具チャンネル
２１３  湾曲部
２１５  振動子部
２２１  湾曲ノブ
２２２  操作部材
２２３  処置具挿入口
３４１  圧力検出部
３４２  比較部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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