(57)【要約】      （修正有）【課題】ノズルの移動速度に拘わらず安定した深さで生物組織を切除可能な医療機器を提供する。【解決手段】液体噴射管１０６の先端に設けられたノズル１０８からパルス状に液体を噴射する。また、液体噴射部あるいは液体噴射管の所定位置に目印部材を取り付けておき、液体噴射部を所定の時間間隔で少なくとも２つの方向からカメラ１５０にて撮影する。そして、撮影された画像の中から目印部材の位置を検出することによってノズルの移動速度を検出して、ノズルの移動速度が速くなると、圧電素子１１２の駆動周波数を増加させる。あるいは、ノズルの移動速度が遅くなると、圧電素子１１２の駆動周波数を減少させる。こうすれば、ノズルの移動速度によって、単位長さ当たりに液体が噴射される回数が変わらないようにすることができるので、安定した切除深さで生物組織を切除することが可能となる。【選択図】図１
2014004198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体噴射管の先端に設けられたノズルから液体を噴射する医療機器であって、
前記液体噴射管が立設され、前記液体噴射管に接続された液体室が内部に形成された液体噴射部と、
前記液体室の容積を圧電素子の変位によって変更して前記液体に脈動を発生させる脈動発生部と、
前記液体室に前記液体を供給する液体供給手段と、
前記液体噴射部を所定の時間間隔で少なくとも２つの方向から撮影する撮影部と、
前記液体噴射部あるいは前記液体噴射管の所定位置に取り付けられた目印部材と、
前記撮影部によって撮影された画像の中から前記目印部材の位置を検出することによって、前記ノズルの移動速度を検出する移動速度検出手段と、
前記ノズルの移動速度が速くなるとき前記圧電素子の駆動周波数を増加させる、もしくは、前記ノズルの移動速度が遅くなるとき前記圧電素子の駆動周波数を減少させる、脈動発生部制御手段と、
を備える医療機器。
【請求項２】
請求項１に記載の医療機器であって、
前記目印部材は、前記液体噴射部あるいは前記液体噴射管の複数箇所に取り付けられており、
前記移動速度検出手段は、複数の前記目印部材の位置に基づいて前記ノズルの向きを検出して、該ノズルの向きも考慮した前記ノズルの移動速度を検出する手段である医療機器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の医療機器であって、
前記目印部材は、前記液体噴射部あるいは前記液体噴射管に貼り付けられた部材である医療機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧液体を噴射して生物組織を切断する医療機器が知られている。例えば、特許文献１には、加圧した液体をノズルから生物組織に向けてパルス状に噴射することによって、生物組織を切開あるいは切除する医療機器が開示されている。また、特許文献２には、ノズルの傾きを検出することによって送液ポンプの流量を調整する医療機器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８２２０２号公報
【特許文献２】特開２０１０−５１８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の何れの特許文献に開示された医療機器においても、ノズルの先端を動かす速度（移動速度）が違うと生物組織の単位長さあたりの噴射回数が変わるので、生物組織が切除される深さ（切除深さ）が変化する。このため、安定した深さで切除することが難しいという問題があった。
【０００５】
この発明は、従来の技術が有する上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、ノズルの先端の移動速度が変わっても、安定した深さで生物組織を切除することが可能な医療機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の医療機器は次の構成を採用した。すなわち、
液体噴射管の先端に設けられたノズルから液体を噴射する医療機器であって、
前記液体噴射管が立設され、前記液体噴射管に接続された液体室が内部に形成された液体噴射部と、
前記液体室の容積を圧電素子の変位によって変更して前記液体に脈動を発生させる脈動発生部と、
前記液体室に前記液体を供給する液体供給手段と、
前記液体噴射部を所定の時間間隔で少なくとも２つの方向から撮影する撮影部と、
前記液体噴射部あるいは前記液体噴射管の所定位置に取り付けられた目印部材と、
前記撮影部によって撮影された画像の中から前記目印部材の位置を検出することによって、前記ノズルの移動速度を検出する移動速度検出手段と、
前記ノズルの移動速度が速くなるとき前記圧電素子の駆動周波数を増加させる、もしくは、前記ノズルの移動速度が遅くなるとき前記圧電素子の駆動周波数を減少させる、脈動発生部制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
このような本発明の医療機器においては、液体噴射管の先端に設けられたノズルからパルス状に液体を噴射する。このとき、撮影部によって撮影された画像の中から目印部材の位置を検出することによってノズルの移動速度を検出して、ノズルの移動速度が速くなると、圧電素子の駆動周波数を増加させる。あるいは、ノズルの移動速度が遅くなると、圧電素子の駆動周波数を減少させる。
【０００８】
ノズルの移動速度によらず同じ駆動周波数で液体を噴射したのでは、ノズルの移動速度によって、単位長さ当たりに液体が噴射される回数が変わるので、切除深さも変化する。従って、ノズルの移動速度が速くなったときに圧電素子の駆動周波数を増加させたり、あるいは、ノズルの移動速度が遅くなったときに圧電素子の駆動周波数を減少させたりすれば、ノズルの移動速度によらずに安定した切除深さで生物組織を切除することが可能となる。
【０００９】
また、上述した本発明の医療機器においては、液体噴射部あるいは液体噴射管の複数箇所に目印部材を取り付けておき、複数の目印部材の位置に基づいてノズルの向きを検出する。そして、検出したノズルの向きも考慮して、ノズルの移動速度を検出することとしてもよい。
【００１０】
ノズルの移動速度は、液体噴射部および液体噴射管の移動速度だけでなく、ノズルの向きによっても変化する。従って、ノズルの向きも考慮してノズルの移動速度を検出すれば、ノズルの移動速度をより精度良く検出することが可能となる。
【００１１】
また、上述した本発明の医療機器において、目印部材は、液体噴射部あるいは液体噴射管に貼り付けられた部材としてもよい。
【００１２】
液体噴射部や液体噴射管に貼り付ける部材には、比較的安価な部材（シールなど）を用いることができる。従って、このように安価な部材を目印部材として用いることによって、医療機器を安価に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施例の医療機器の大まかな構成を示した説明図である。
【図２】アプリケーターの詳細な構造を示した説明図である。
【図３】アプリケーターの外観を示した説明図である。
【図４】ノズルの移動速度によって生物組織の切除深さが変化するメカニズムを示した説明図である。
【図５】本実施例の制御部が圧電素子の駆動を制御するために行う駆動制御処理のフローチャートの前半部分である。
【図６】本実施例の制御部が圧電素子の駆動を制御するために行う駆動制御処理のフローチャートの後半部分である。
【図７】ノズルの移動速度に応じて駆動周波数が記憶されているテーブルを概念的に示した説明図である。
【図８】レーザーを利用して液体を噴射する第１変形例の説明図である。
【図９】ヒーターを利用して液体を噴射する第２変形例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、実施例について説明する。
Ａ．装置構成  ：
図１は、本実施例の医療機器１０の大まかな構成を示した説明図である。図示した医療機器１０は、水や生理食塩水などの液体を生物組織に向けて噴射することで、生物組織を切開あるいは切除する手術方法に用いられるものである。
【００１５】
図示されているように、本実施例の医療機器１０は、操作者が手に持って操作して液体を噴射するアプリケーター１００と、アプリケーター１００に液体を供給する液体供給手段３００と、噴射する液体を収容する液体容器３０６と、アプリケーター１００が操作される様子を撮影するカメラ１５０と、アプリケーター１００や液体供給手段３００の動作を制御する制御部２００などから構成されている。
【００１６】
アプリケーター１００は、第１ケース１０２と、第１ケース１０２に取り付けられた第２ケース１０４と、第２ケース１０４から立設された液体噴射管１０６と、液体噴射管１０６の先端に設けられたノズル１０８などから構成されている。第１ケース１０２と第２ケース１０４との合わせ面には液体室１１０が形成されている。液体室１１０は、第２接続チューブ３０４を介して液体供給手段３００が接続されている。液体供給手段３００は、第１接続チューブ３０２を介して液体容器３０６に接続されている。液体供給手段３００を動作させると、液体容器３０６内の液体が液体室１１０に供給される。尚、本実施例の第１ケース１０２および第２ケース１０４は、本発明における「液体噴射部」に対応する。
【００１７】
また、第１ケース１０２には積層型の圧電素子１１２が収容されている。詳細には後述するが、制御部２００から圧電素子１１２に駆動電圧を印加すると、液体室１１０内の液体がノズル１０８からパルス状に噴射される。尚、本実施例の圧電素子１１２は、本発明における「脈動発生部」に対応する。
【００１８】
また、手術台１２を上方から照らす照明器１４には、カメラ１５０が設けられている。カメラ１５０は、照明器１４の複数箇所（本実施例では２か所）に設けられており、それぞれのカメラ１５０が、所定の時間間隔ごとにアプリケーター１００が操作される術部近傍の様子を撮影する。カメラ１５０によって撮影された画像は制御部２００に入力される。詳細には後述するが、制御部２００は、撮影された画像の解析結果に基づいて、アプリケーター１００のノズル１０８の移動速度を検出する。そして、ノズル１０８の移動速度に応じて、圧電素子１１２に対して単位時間あたりに駆動電圧を印加する回数（駆動周波数）を制御する。尚、本実施例のカメラ１５０は本発明における「撮影部」に対応し、本実施例の制御部２００は本発明における「脈動発生部制御手段」および「移動速度検出手段」に対応する。
【００１９】
図２は、アプリケーター１００の詳細な構造を示した説明図である。図２（ａ）には、アプリケーター１００の断面を取った分解組立図が示されており、図２（ｂ）には、組み立て後の断面図が示されている。第１ケース１０２には、第２ケース１０４と合わさる面のほぼ中央に、大きな円形の浅い凹部１０２ｃが形成されており、凹部１０２ｃの中央位置には、第１ケース１０２を貫通して円形断面の貫通穴１０２ｈが形成されている。
【００２０】
凹部１０２ｃの底部には、貫通穴１０２ｈを塞ぐような状態で金属製の薄いダイアフラム１１４が設けられ、ダイアフラム１１４の周縁部は、ロウ付けあるいは拡散接合などの手法によって凹部１０２ｃの底部に対して気密に固着されている。ダイアフラム１１４の上からは、円環形状をした金属製の補強板１２０が、凹部１０２ｃに緩く嵌め込まれている。ダイアフラム１１４によって塞がれた貫通穴１０２ｈには、圧電素子１１２が収容され、圧電素子１１２の後側では、円板形状で金属製の底板１０１によって貫通穴１０２ｈが塞がれている。圧電素子１１２とダイアフラム１１４との間には、金属製の円形シム１１６が設けられている。
【００２１】
第２ケース１０４には、第１ケース１０２と合わさる側の面に、円形の浅い凹部１０４ｃが形成されている。この凹部１０４ｃの内径は、第１ケース１０２に嵌め込まれた補強板１２０の内径とほぼ同じ大きさに設定されている。第２ケース１０４に第１ケース１０２を組み付けると、第１ケース１０２側に設けられたダイアフラム１１４および補強板１２０の内周面と、第２ケース１０４に設けられた凹部１０４ｃとによって、略円板形状の液体室１１０が形成される。第２ケース１０４には、第２ケース１０４の側方から液体室１１０に液体を供給するための供給通路１０４ｉが設けられている。凹部１０４ｃの中央位置には、液体室１１０で加圧された液体が通過する噴射通路１０４ｏが貫通している。この噴射通路１０４ｏが開口する部分には、液体噴射管１０６が内径部分で挿着されており、液体噴射管１０６の先端にはノズル１０８が形成されている。
【００２２】
このような構成のアプリケーター１００では、圧電素子１１２に電圧を印加して伸張させると、ダイアフラム１１４が変形して液体室１１０の容積が減少し、圧電素子１１２に印加した電圧を解除すると、ダイアフラム１１４の変形が戻って液体室１１０が元の容積に復帰する。このため、液体室１１０に液体を供給しながら圧電素子１１２に駆動電圧を印加して液体室１１０の容積を減少させると、液体室１１０内の液体が加圧されてノズル１０８からパルス状に噴射される。また、圧電素子１１２に印加した電圧を解除して液体室１１０を元の容積に復帰させると、噴射した分の液体が液体室１１０内に供給される。そして、この状態から再び圧電素子１１２に駆動電圧を印加すると、液体室１１０の容積が減少して液体室１１０内の液体がノズル１０８からパルス状に噴射される。このため、圧電素子１１２に対して所定の駆動周波数で駆動電圧を印加することによって液体室１１０内の液体が脈動し、ノズル１０８からパルス状の液体が一定周期で噴射される。尚、液体をパルス状に噴射するとは、噴射する液体の流量または移動速度が周期的または不定期に変動した液体の噴射を意味する。パルス状の噴射の一例として、液体の噴射と非噴射とを繰り返す間欠噴射が挙げられるが、噴射する液体の流量または移動速度が周期的または不定期に変動していればよく、必ずしも間欠噴射である必要はない。
【００２３】
図３は、アプリケーター１００の外観を示した斜視図である。図示されているように、本実施例のアプリケーター１００には、表面の複数箇所（本実施例では２か所）にマーカー１３０（目印部材）が貼り付けられている。尚、本実施例のアプリケーター１００では、マーカー１３０ａ，１３０ｂは、第１ケース１０２の図面上方の端部に貼り付けられている。しかし、マーカー１３０ａ，１３０ｂを張り付ける位置はこれらの位置に限られず、アプリケーター１００の表面に何れかの位置に設けられていればよい。
【００２４】
以上のような構成の医療機器１０では、アプリケーター１００のノズル１０８からパルス状の液体を一定周期で噴射しながらノズル１０８の位置を移動させることによって、生物組織を切開あるいは切除する。ここで、このような医療機器１０を用いて生物組織を切開あるいは切除する場合、操作者がノズル１０８の位置を移動させる速度によって、生物組織が切除される深さ（切除深さ）が変化する。これは以下のような理由による。
【００２５】
図４は、ノズル１０８の移動速度によって生物組織の切除深さが変化するメカニズムを示した説明図である。図４（ａ）にはノズル１０８の移動速度が遅い場合が例示されており、図４（ｂ）には移動速度が速い場合が例示されている。圧電素子１１２に駆動電圧を印加する駆動周波数が同じであれば、単位時間あたりにノズル１０８からパルス状に液体を噴射する回数は同じとなる。従って、例えば図４（ｂ）に示すように、ノズル１０８の移動速度が速くなると、液体がまばらに噴射されるようになる（単位長さ当たりに液体が噴射される回数が少なくなる）。その結果、図４（ａ）に比べて図４（ｂ）では生物組織の切除深さが浅くなる。ノズル１０８の移動速度が遅くなった場合も同様なことが成り立つ。すなわち、ノズル１０８の移動速度が遅くなった場合は液体が密に噴射される（単位長さ当たりに液体が噴射される回数が多くなる）ので、生物組織の切除深さが深くなる。
【００２６】
このように、ノズル１０８を移動させる速度によって生物組織の切除深さが変化すると、安定した深さで切除することが困難となる。また、操作者にノズル１０８の移動速度を変化させた覚えがない場合には、あたかも医療機器１０の切れ味が変化したかのように誤解させてしまうこととなり好ましくない。そこで本実施例の医療機器１０では、以下のように圧電素子１１２の駆動を制御することによって、ノズル１０８の移動速度によって生物組織の切除深さが変化することを回避している。
【００２７】
Ｂ．本実施例の駆動制御処理  ：
図５および図６は、本実施例の制御部２００が圧電素子１１２の駆動を制御するために行う駆動制御処理のフローチャートである。尚、図５には本実施例の駆動制御処理のフローチャートの前半部分が示されており、図６には本実施例の駆動制御処理のフローチャートの後半部分が示されている。前述したように、本実施例の医療機器１０には２台のカメラ１５０が設けられている（図１を参照）。そして、これらのカメラ１５０で所定の時間間隔ごとに画像が撮影され、その画像が制御部２００に入力される。制御部２００では、カメラ１５０から画像が入力される度に、以下の処理を行う。尚、以下の説明では、２台のカメラ１５０のうちの一方のカメラ１５０をカメラ１とよび、他方のカメラ１５０をカメラ２と呼ぶこととする。
【００２８】
図５に示されているように、駆動制御処理を開始すると、先ず初めに、入力された画像を解析する（ステップＳ１００）。そして解析の結果、カメラ１の画像中からアプリケーター１００のマーカー１３０（図３を参照）を抽出することができたか否かを判断する（ステップＳ１０２）。カメラ１の画像中からマーカー１３０が抽出されていれば（ステップＳ１０２：ｙｅｓ）、その画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出されたか否かを判断する（ステップＳ１０４）。カメラ１の画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出されていれば（ステップＳ１０４：ｙｅｓ）、カメラ２についても同様の判断を行う。すなわち、カメラ２の画像中からアプリケーター１００のマーカー１３０を抽出することができたか否かを判断し（ステップＳ１０６）、カメラ２の画像中からマーカー１３０が抽出されていれば（ステップＳ１０６：ｙｅｓ）、その画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出されたか否かを判断する（ステップＳ１０８）。そして、カメラ２の画像中からも２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出されていれば（ステップＳ１０８：ｙｅｓ）、２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂの３次元的な移動速度を算出する（図６のステップＳ１１０）。
【００２９】
カメラ１およびカメラ２のそれぞれの画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出された場合（ステップＳ１０２〜ステップＳ１０８：ｙｅｓ）、マーカー１３０ａおよびマーカー１３０ｂは何れも２台のカメラで撮影されている。このため、マーカー１３０ａおよびマーカー１３０ｂのそれぞれの３次元的な位置が取得される。また、カメラ１およびカメラ２は、ごく短い時間間隔ごとに画像を撮影しているので、今回の撮影によってマーカー１３０ａおよびマーカー１３０ｂの３次元的な位置が取得されていれば、前回の撮影によってもマーカー１３０ａおよびマーカー１３０ｂの３次元的な位置が取得されている。そして、前回の撮影時に取得したマーカー１３０ａおよびマーカー１３０ｂの３次元的な位置は、制御部２００のＲＡＭに記憶されている。そこで、前回取得したマーカー１３０ａ，１３０ｂの位置と今回取得したマーカー１３０ａ，１３０ｂの位置との距離を算出し、その距離を撮影の時間間隔で除算することによって、マーカー１３０ａ，１３０ｂの３次元的な移動速度を算出する（ステップＳ１１０）。
【００３０】
マーカー１３０ａ，１３０ｂの３次元的な移動速度を算出したら（ステップＳ１１０）、以下の一連の処理を行うことによってノズル１０８の移動速度を算出する。先ず、２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂの３次元的な移動速度の平均値（平均移動速度）を算出する（ステップＳ１１２）。続いて、２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂの３次元的な移動速度に基づいて、アプリケーター１００が軸方向に対して振れ回る動き（以下、首振り動作と呼ぶ）の角速度を算出する（ステップＳ１１４）。更に、算出した首振り動作の角速度に対してアプリケーター１００のスパン（アプリケーター１００を操作者が把持する位置からノズル１０８の先端までの長さ）を乗算することによって、首振り動作によるノズル１０８の移動速度を算出する（ステップＳ１１６）。そして、マーカー１３０の平均移動速度に、首振り動作によるノズル１０８の移動速度を加算することによって、ノズル１０８の合成移動速度を算出する（ステップＳ１１８）。
【００３１】
ノズル１０８の合成移動速度を算出したら（ステップＳ１１８）、合成移動速度からノズル１０８の水平方向の移動速度を算出する（ステップＳ１２０）。そして、算出した移動速度に応じて、圧電素子１１２の駆動周波数を決定する（ステップＳ１２２）。ノズル１０８の移動速度に応じた駆動周波数は、制御部２００のＲＯＭに予め記憶されているテーブルを参照することによって決定する。
【００３２】
図７は、ノズル１０８の移動速度に応じた駆動周波数が記憶されているテーブルを概念的に示した説明図である。図示されるように、ノズル１０８の移動速度が上限速度に達するまでの範囲では、駆動周波数は、ノズル１０８の移動速度と比例する値に設定されている。このため、ノズル１０８の単位長さ当たりのパルス数（液体の噴射回数）は、ノズル１０８の移動速度によらず一定となる。また、ノズル１０８の移動速度が上限速度に達した後は、駆動周波数が上限周波数で保持される。このため、駆動周波数の値が大きくなり過ぎることによって、液体供給手段３００による液体室１１０への液体の供給が追い付かなくなり、その結果としてノズル１０８から液体を噴射することができなくなってしまうことが回避される。尚、図７では、ノズル１０８の移動速度が上限速度に達するまでは、移動速度と駆動周波数とが完全に比例するものとして説明したが、移動速度と駆動周波数とは大まかに比例すれば十分であり、より好ましい結果が得られるように、駆動周波数を移動速度に比例する値から多少増減させることも可能である。
【００３３】
本実施例の駆動制御処理では、こうしたテーブルを参照することによって圧電素子１１２の駆動周波数を決定する（図６のステップＳ１２２）。そして、決定した駆動周波数で駆動電圧を印加することによって、圧電素子１１２を駆動する（ステップＳ１２４）。
【００３４】
以上では、カメラ１の画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出されると共に、カメラ２の画像中からも２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出された場合（図５のステップＳ１０２〜ステップＳ１０８：ｙｅｓ）について説明した。これに対して、カメラ１の画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出され（ステップＳ１０２：ｙｅｓ，ステップＳ１０４：ｙｅｓ）、カメラ２の画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂのうちの１つのみが抽出されることがある（ステップＳ１０６：ｙｅｓ，ステップＳ１０８：ｎｏ）。この場合、カメラ１およびカメラ２の両方の画像から抽出されたマーカー１３０については３次元的な位置が取得され、カメラ１の画像のみから抽出されたマーカー１３０については２次元的な位置が取得される。
【００３５】
ここで、１つのマーカー１３０のみの３次元的な位置が取得されていても、アプリケーター１００の首振り角速度を算出することはできず、従って首振りによるノズルの移動速度も算出することができない。このような場合には（ステップＳ１０８：ｎｏ）、首振りによるノズル１０８の移動速度は考慮せずにノズル１０８の移動速度を算出する。先ず、マーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な位置に基づいて、２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な移動速度をそれぞれ算出する（図６のステップＳ１２６）。このとき、３次元的な位置が取得されたマーカー１３０については、３次元的な位置を示す情報中の２次元的な位置の成分を用いて移動速度を算出する。続いて、２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な移動速度の平均値を算出する（ステップＳ１２８）。そして、算出した値（２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な移動速度の平均値）をノズル１０８の水平方向の移動速度とみなして移動速度に応じた駆動周波数を決定し（ステップＳ１２２）、決定した駆動周波数で駆動電圧を印加することによって圧電素子１１２を駆動する（ステップＳ１２４）。
【００３６】
また、カメラ１の画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出され（ステップＳ１０２：ｙｅｓ，ステップＳ１０４：ｙｅｓ）、カメラ２の画像中からマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出されないことがある（ステップＳ１０６：ｎｏ）。この場合、カメラ１の画像からマーカー１３０ａおよびマーカー１３０ｂの２次元的な位置が取得される。このような場合には、マーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な位置に基づいて、２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な移動速度をそれぞれ算出する（図６のステップＳ１２６）。その後は上述した場合と同様にして、２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な移動速度の平均値を算出し（ステップＳ１２８）、その平均値（ノズル１０８の水平方向の移動速度に相当）に応じて駆動周波数を決定し（ステップＳ１２２）、決定した駆動周波数で圧電素子１１２を駆動する（ステップＳ１２４）。
【００３７】
また、カメラ１の画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂのうちの１つが抽出され（ステップＳ１０２：ｙｅｓ，ステップＳ１０４：ｎｏ）、カメラ２の画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出されることがある（ステップＳ１３０：ｙｅｓ，ステップＳ１３２：ｙｅｓ）。この場合、カメラ１の画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出され（ステップＳ１０２：ｙｅｓ，ステップＳ１０４：ｙｅｓ）、カメラ２の画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂのうちの１つのみが抽出された場合（ステップＳ１０６：ｙｅｓ，ステップＳ１０８：ｎｏ）と同様に、一方のマーカー１３０の３次元的な位置が取得され、他方のマーカー１３０の２次元的な位置が取得される。従って、以降は同様にしてノズル１０８の移動速度を算出する。すなわち、マーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な位置に基づいて２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な移動速度を算出し（図６のステップＳ１２６）、２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な移動速度の平均値を算出する（ステップＳ１２８）。そして、その平均値（ノズル１０８の水平方向の移動速度に相当）に応じた駆動周波数で圧電素子１１２を駆動する（ステップＳ１２２，ステップＳ１２４）。
【００３８】
また、カメラ１の画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂのうちの１つが抽出され（ステップＳ１０２：ｙｅｓ，ステップＳ１０４：ｎｏ）、カメラ２の画像中からも２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂのうちの一つが抽出され（ステップＳ１３０：ｙｅｓ，ステップＳ１３２：ｎｏ）、且つ、カメラ１の画像中のマーカー１３０とカメラ２の画像中のマーカー１３０とが異なっていることがある（ステップＳ１３４：ｙｅｓ）。この場合、カメラ１およびカメラ２の画像から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な位置が取得される。このような場合には、マーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な位置に基づいて２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な移動速度をそれぞれ算出し（図６のステップＳ１２６）、２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な移動速度の平均値を算出し（ステップＳ１２８）、平均値に応じた駆動周波数で圧電素子１１２を駆動する（ステップＳ１２２，ステップＳ１２４）。
【００３９】
また、カメラ１の画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂのうちの１つが抽出され（ステップＳ１０２：ｙｅｓ，ステップＳ１０４：ｎｏ）、カメラ２の画像中からも２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂのうちの１つが抽出され（ステップＳ１３０：ｙｅｓ，ステップＳ１３２：ｎｏ）、且つ、カメラ１の画像中のマーカー１３０とカメラ２の画像中のマーカー１３０とが同一ということがある（ステップＳ１３４：ｎｏ）。この場合、１つのマーカー１３０の３次元的な位置が取得される。前述したように、１つのマーカー１３０の３次元的な位置のみが取得されていてもノズル１０８の首振りによる移動速度を算出することはできない。そこで、１つのマーカー１３０の３次元的な位置を示す情報中の２次元的な位置の成分に基づいて、１つのマーカー１３０の２次元的な移動速度を算出する（図６のステップＳ１３６）。そして、算出した値（１つのマーカー１３０の２次元的な移動速度）をノズル１０８の水平方向の移動速度とみなし、移動速度に応じて駆動周波数を決定し（ステップＳ１２２）、決定した駆動周波数で駆動電圧を印加することによって圧電素子１１２を駆動する（ステップＳ１２４）。
【００４０】
また、カメラ１の画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂのうちの１つが抽出され（ステップＳ１０２：ｙｅｓ，ステップＳ１０４：ｎｏ）、カメラ２の画像中からマーカー１３０が抽出されないことがある（ステップＳ１３０：ｎｏ）。この場合、カメラ１の画像から１つのマーカー１３０の２次元的な位置が取得される。このような場合には、１つのマーカー１３０の２次元的な位置に基づいて１つのマーカー１３０の２次元的な移動速度を算出し（図６のステップＳ１３６）、その移動速度（ノズル１０８の水平方向の移動速度に相当）に応じた駆動周波数で圧電素子１１２を駆動する（ステップＳ１２２，ステップＳ１２４）。
【００４１】
また、カメラ１の画像中からマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出されず（ステップＳ１０２：ｎｏ）、カメラ２の画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出されることがある（ステップＳ１３８：ｙｅｓ，ステップＳ１４０：ｙｅｓ）。この場合、カメラ２の画像から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な位置が取得されるので、マーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な位置に基づいて、２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な移動速度をそれぞれ算出する（図６のステップＳ１２６）。その後は上述した場合と同様にして、２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な移動速度の平均値を算出し（ステップＳ１２８）、平均値に応じた駆動周波数で圧電素子１１２を駆動する（ステップＳ１２２，ステップＳ１２４）。
【００４２】
また、カメラ１の画像中からマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出されず（ステップＳ１０２：ｎｏ）、カメラ２の画像中から２つのマーカー１３０ａ，１３０ｂのうちの１つが抽出されることがある（ステップＳ１３８：ｙｅｓ，ステップＳ１４０：ｎｏ）。この場合、カメラ２の画像から１つのマーカー１３０の２次元的な位置が取得されるので、１つのマーカー１３０の２次元的な位置に基づいて１つのマーカー１３０の２次元的な移動速度を算出する（図６のステップＳ１３６）。その後は上述した場合と同様にして、１つのマーカー１３０の２次元的な移動速度に応じた駆動周波数で圧電素子１１２を駆動する（ステップＳ１２２，ステップＳ１２４）。
【００４３】
また、カメラ１の画像中からマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出されず（ステップＳ１０２：ｎｏ）、カメラ２の画像中からもマーカー１３０ａ，１３０ｂが抽出されないことがある（ステップＳ１３８：ｎｏ）。この場合、マーカー１３０ａ，１３０ｂの２次元的な位置および３次元的な位置の何れも取得することができないので、ノズル１０８の移動速度（水平方向の移動速度）を算出することができない。このような場合には（ステップＳ１３８：ｎｏ）、ノズル１０８の水平方向の移動速度として、標準の移動速度を設定する（ステップＳ１４２）。そして、設定した標準の移動速度に応じた駆動周波数を決定し（ステップＳ１２２）、決定した駆動周波数で圧電素子１１２を駆動する（ステップＳ１２４）。
【００４４】
以上のようにして本実施例の駆動制御処理では、カメラ１５０から画像が入力される度に入力されたアプリケーター１００の画像に基づいてノズル１０８の移動速度を算出し、その移動速度に応じた駆動周波数で圧電素子１１２を駆動する
【００４５】
このような制御を行うことによって、本実施例の医療機器１０では、ノズル１０８の移動速度が速くなるときには圧電素子１１２の駆動周波数を増加させ、ノズル１０８の移動速度が遅くなるときには駆動周波数を減少させることができる。その結果、ノズル１０８の移動速度が変化しても、ノズル１０８の単位長さあたりの液体の噴射回数を一定とすることができるので、安定した切除深さで生物組織を切除することが可能となる。
【００４６】
また、上述したように本実施例の医療機器１０では、アプリケーター１００の複数箇所（本実施例では２か所）に設けたマーカー１３０の３次元的な移動速度をそれぞれ算出することによって、アプリケーター１００が並進する動作だけでなく、首振り動作も考慮してノズル１０８の移動速度（合成移動速度）を算出している。こうすることで、ノズル１０８の移動速度をより精度良く算出することができる。その結果、算出されたノズル１０８の移動速度に応じた駆動周波数で圧電素子１１２を駆動することによって、安定した切除深さで生物組織を切除することをより確実に実現可能となる。
【００４７】
Ｃ．変形例  ：
上述した本実施例の医療機器１０には幾つかの変形例が存在している。以下では、これらの変形例について簡単に説明する。
【００４８】
Ｃ−１．第１変形例  ：
上述した実施例では、圧電素子１１２に駆動電圧を印加して液体室１１０の容積を減少させることによって、ノズル１０８からパルス状に液体を噴射するものとして説明した。しかし、レーザー光をパルス状に照射することによって、ノズル１０８からパルス状に液体を噴射するものとしてもよい。
【００４９】
図７に示した例では、制御部２００内にレーザー発振器１４０が搭載されており、レーザー発振器１４０からのレーザー光が光ファイバーケーブル１４０ｆで液体室１１０に導かれている。このような第１変形例の医療機器１０では、レーザー発振器１４０からパルス状のレーザーを発射して、液体室１１０内でレーザーが照射された液体を瞬間的に沸騰させることができる。その結果、液体室１１０内の液体が加圧されて、ノズル１０８からパルス状に液体を噴射することができる。
【００５０】
Ｃ−２．第２変形例  ：
また、液体室１１０にヒーター１６０を設けておき、ヒーター１６０に通電して瞬間的に液体を沸騰させることによって、ノズル１０８からパルス状に液体を噴射するものとしてもよい。
【００５１】
図８に示した例では、液体室１１０の一部にヒーター１６０が組み込まれており、制御部２００からパルス状に電流を供給可能となっている。こうすれば液体室１１０内でヒーター１６０に接する部分の液体を瞬間的に沸騰させることができるので、液体室１１０内の液体を加圧することができる。その結果、ノズル１０８からパルス状に液体を噴射することができる。
【００５２】
以上、本発明の医療機器について、実施例および変形例を用いて説明したが、本発明は上記の実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。例えば、本実施例の医療機器１０では、２台のカメラ１５０によってアプリケーター１００を撮影するものと説明した。しかし、より多くのカメラ１５０（３台以上のカメラ）によって、アプリケーター１００を撮影するものとしてもよい。こうすれば、多方向（３方向以上）からアプリケーター１００を撮影することによって、マーカー１３０の位置を高い精度で検出することができる。その結果、ノズルの移動速度を精度よく検出することができるので、圧電素子１１２の駆動周波数をノズル１０８の移動速度に応じた適切な駆動周波数とすることが可能となる。
【００５３】
また、上述した本実施例の医療機器で１０は、カメラ１５０を照明器１４に設けておくものと説明した。しかしカメラ１５０は、アプリケーター１００が操作される術部近傍を撮影可能であれば、別の態様によって設けることとしてもよい。従って、例えば手術台１２の周囲に背の高い台車を配置し、台車の上部にカメラ１５０を固定して、このカメラ１５０でアプリケーター１００を撮影することとしてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１０…医療機器、        １２…手術台、        １４…照明器、
１００…アプリケーター、    １０１…底板、    １０２…第１ケース
１０２ｃ…凹部、    １０２ｈ…貫通穴、    １０４…第２ケース、
１０４ｃ…凹部、    １０４ｉ…供給通路、    １０４ｏ…噴射通路、
１０６…液体噴射管、    １０８…ノズル、    １１０…液体室、
１１２…圧電素子、    １１４…ダイアフラム、    １１６…円形シム、
１２０…補強板、    １３０…マーカー、    １４０…レーザー発振器、
１４０ｆ…光ファイバーケーブル、    １５０…カメラ、    １６０…ヒーター、
２００…制御部、    ３００…液体供給手段、    ３０２…第１接続チューブ、
３０４…第２接続チューブ、    ３０６…液体容器
【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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