(57)【要約】      （修正有）【課題】局所的にエネルギーが集中することなく、病変部位に対してエネルギーを均一に照射することができるエネルギー照射装置の提供。【解決手段】先端部を密閉した中空筒体からなり生体内に挿入される挿入部３と、中空筒体１４の側壁において長手方向に延在して設けられた照射窓部１７を介して生体組織に向けてエネルギーを照射するエネルギー照射部とを備えたエネルギー照射装置であって、エネルギー照射部を、照射窓部１７の長手方向に沿うように矢印Ｄ方向に往復移動可能に案内し、かつ等速往復運動で駆動する駆動ユニットとから構成する。【選択図】図１
2004305729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部を密閉した中空筒体からなり生体内に挿入される挿入部と、
前記中空筒体の内部に配設され前記中空筒体の側壁において長手方向に延在して設けられた照射窓部を介して生体組織に向けてエネルギーを照射するエネルギー照射機構と、を備えたエネルギー照射装置であって、
前記エネルギー照射機構は、
前記照射窓部に対向配置されるエネルギー照射端部と、
該エネルギー照射端部を、前記照射窓部の長手方向に沿うように往復移動可能に案内するガイドと、
前記エネルギー照射端部を、実質的に等速往復運動で駆動する駆動ユニットと、
を備えることを特徴とするエネルギー照射装置。
【請求項２】
前記エネルギー照射端部は、エネルギー伝達用の光ファイバの出光面に対向配置されるミラーであり、
前記ガイドは、前記光ファイバの出光面から出力されるエネルギーを前記ミラーで反射し、生体組織の深部に指向させるために、前記往復移動に伴い前記ミラーの前記開口部に対する出光角度を変化させる角度変更メカニズムを、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー照射装置。
【請求項３】
前記駆動ユニットによる実質的等速往復運動の動力伝達を、前記光ファイバを介して行うことを特徴とする請求項２に記載のエネルギー照射装置。
【請求項４】
前記エネルギー照射機構と前記ガイドとを内蔵した前記挿入部と、前記駆動ユニットとは分離可能なように構成され、前記光ファイバの途中部位に固定される被係止部材を、前記駆動ユニットの動力伝達部材の係止部に対して係合することによって、前記挿入部を前記駆動ユニットから着脱可能なように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のエネルギー照射装置。
【請求項５】
前記駆動ユニットは、等速回転運動をするモーターと、前記等速往復運動の方向転換時の１往復時間中の割合を３５％以下にする動力伝達部とを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエネルギー照射装置。
【請求項６】
前記動力伝達部は、ハートカム機構部であることを特徴とする請求項５に記載のエネルギー照射装置。
【請求項７】
前記動力伝達部は、回転自在に軸支された複数の楕円歯車からなるクランク機構部であることを特徴とする請求項５に記載のエネルギー照射装置。
【請求項８】
前記動力伝達部は、セクタギアを外周面に形成し回転自在に軸支される間欠歯車と、前記間欠歯車の前記セクタギアに噛合する歯部を内周面に形成し、直線的に案内される無端ベルトからなることを特徴とする請求項５に記載のエネルギー照射装置。
【請求項９】
前記動力伝達部は、前記モーターからの前記等速回転運動を等速揺動運動に変換するための第１の変換部と、前記変換された前記等速揺動運動を、等速直線運動に変換するための第２の変換部と、を備えることを特徴とする請求項５に記載のエネルギー照射装置。
【請求項１０】
前記第１の変換部は、ローラーギアカム機構部であり、前記第２の変換部は、前記ローラギアカム機構部のギアに噛合するローラを設けた円盤を回転自在に軸支する軸体に固定されるプーリに巻回されるとともに、直線的に案内される可撓性部材であることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載のエネルギー照射装置。
【請求項１１】
前記エネルギーはレーザ光であることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載のエネルギー照射装置。
【請求項１２】
前記モーターは、リニアーモータであることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー照射装置。
【請求項１３】
前記エネルギー照射部は、超音波発振子であることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー照射装置。
【請求項１４】
往復運動のストローク全長に対する等速往復運動区間の長さの割合が７０％以上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血管、食道や直腸等の消化管、尿道、腹腔等の生体内腔あるいは管腔に挿入部を挿入し、エネルギーを生体組織に向けて照射して加熱治療を行うエネルギー照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー照射装置は、生体腔もしくは生体に施した小切開より長尺状の挿入部を挿入し、その生体の病変部位に選択的にエネルギーを照射し、病変部位の組織を加温、変性、壊死、凝固、焼灼あるいは蒸散させて消滅、治癒させるために使用されている。このようなエネルギー照射装置は、一般に生体組織の表層、またはその近傍に位置する病変部位にエネルギーを照射して行うように構成されている。
【０００３】
また、例えば、前立腺肥大症の加熱治療のように、生体組織の深部に位置する病変部位、つまり深部病変部位の治療を目的として、前立腺病変部位に直接エネルギー照射部を穿刺する等して生体組織の深部へエネルギーを照射する技術も知られている。
【０００４】
前立腺は、男性の膀胱の底部位において尿道後部を取り囲む部位に位置しており、前立腺肥大症に対するエネルギー照射治療を行う場合には、経尿道的手法が多く用いられている。しかしながら、尿道からエネルギーを長時間照射したり、尿道内から針状のエネルギー照射部を穿刺することは、尿道表面に傷を作ることとなるため、傷口からの感染症の発生原因となることがある。
【０００５】
このような問題に鑑みて、尿道内表面に傷を作らず、深部の前立腺患部のみを治療する装置として、エネルギーの出射部を連続的に移動させながら、深部に生体深達性を有するエネルギーを集束する装置についても提案されている（例えば、特許文献１、２、３）。
【特許文献１】特開平１１−３３３００５号公報
【特許文献２】特開２０００−３１９号公報
【特許文献３】特開２００１−４６３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の各特許文献１〜３に記載されるような生体深達性を有するエネルギーを集束する装置によれば、エネルギー照射端部を往復周期移動することにより、尿道表層ではエネルギーを分散させて組織を温存する一方で、病変部位である生体組織深部については、エネルギーを集束させることで効果的な加熱治療を施すようにしている。
【０００７】
しかしながら、このような装置によれば、往復周期移動の運動を発生させるために回転駆動される円盤に一端が支持され他端が往復移動される移動体に支持されるリンクを用いた往復移動機構を用いているために、往復運動が角速度運動となる。この結果、往復の中央付近と両端付近で運動速度に偏りが生じる。
【０００８】
このように往復の両端付近では速度が遅くなり、中央付近が最も早くなる往復移動機構を用いてエネルギーの照射を行うと、往復動作の両端付近では長くエネルギーが照射されてしまい、局所的に尿道表層が加熱されて表層組織の温存が得られなくなるか、十分な治療効果が得られなくなる虞があった。
【０００９】
したがって、本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであり、局所的にエネルギーが集中することなく、病変部位に対してエネルギーを均一に照射することができるエネルギー照射装置の提供を目的としている。
【００１０】
加えて、生体組織の病変部位の深部のみにエネルギーを均一に照射して、正常表層の生体組織の温存を図ることのできるエネルギー照射装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、先端部を密閉した中空筒体からなり生体内に挿入される挿入部と、前記中空筒体の内部に配設され前記中空筒体の側壁において長手方向に延在して設けられた照射窓部を介して生体組織に向けてエネルギーを照射するエネルギー照射機構と、を備えたエネルギー照射装置であって、前記エネルギー照射機構は、前記照射窓部に対向配置されるエネルギー照射端部と、このエネルギー照射端部を、前記照射窓部の長手方向に沿うように往復移動可能に案内するガイドと、前記エネルギー照射端部を、実質的に等速往復運動で駆動する駆動ユニットと、を備えることを特徴としている。
【００１２】
ここで、前記エネルギー照射端部は、エネルギー伝達用の光ファイバの出光面に対向配置されるミラーであり、前記ガイドは、前記光ファイバの出光面から出力されるエネルギーを前記ミラーで反射し、生体組織の深部に指向させるために、前記往復移動に伴い前記ミラーの前記開口部に対する出光角度を変化させる角度変更メカニズムを、さらに備えている。
【００１３】
そして、前記駆動ユニットによる実質的等速往復運動の動力伝達を、前記光ファイバを介して行う。
【００１４】
また、前記エネルギー照射機構と前記ガイドとを内蔵した前記挿入部と、前記駆動ユニットとは分離可能なように構成され、前記光ファイバの途中部位に固定される被係止部材を、前記駆動ユニットの動力伝達部材の係止部に対して係合することによって、前記挿入部を前記駆動ユニットから着脱可能なように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
前記駆動ユニットは、等速回転運動をするモーターと、前記等速往復運動の方向転換時の１往復時間中の割合を３５％以下にする動力伝達部とを備えている。
【００１６】
また、前記動力伝達部は、ハートカム機構部であり、前記動力伝達部は、回転自在に軸支された複数の楕円歯車からなるクランク機構部である。
【００１７】
前記動力伝達部は、セクタギアを外周面に形成し回転自在に軸支される間欠歯車と、前記間欠歯車の前記セクタギアに噛合する歯部を内周面に形成し、直線的に案内される無端ベルトからなることを特徴とする。
【００１８】
前記動力伝達部は、前記モーターからの前記等速回転運動を等速揺動運動に変換するための第１の変換部と、前記変換された前記等速揺動運動を、等速直線運動に変換するための第２の変換部と、を備えている。
【００１９】
また、前記第１の変換部は、ローラーギアカム機構部であり、前記第２の変換部は、前記ローラギアカム機構部のギアに噛合するローラを設けた円盤を回転自在に軸支する軸体に固定されるプーリに巻回されるとともに、直線的に案内される可撓性部材であることを特徴としている。
【００２０】
なお、前記エネルギーはレーザ光であり、前記モーターは、リニアーモータであることを特徴としている。
【００２１】
さらに、前記エネルギー照射部は、超音波発振子である。
【００２２】
また、往復運動のストローク全長に対する等速往復運動区間の長さの割合が７０％以上に設定されている。
【００２３】
その他の本発明の特徴は、以下の発明を実施するための最良の形態の記載及び添付図面により明らかになるものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、局所的にエネルギーが集中することなく、病変部位に対してエネルギーを均一に照射することができるエネルギー照射装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明の各実施形態について、エネルギー照射装置の１つであるレーザ照射装置と超音波照射装置を例にとり、図面を参照して説明する。
【００２６】
先ず、図１はレーザ照射装置１の全体構成を示した外観斜視図であって、以下の各実施形態に略共通する図である。本図において、レーザ照射装置１は生体組織患部の深部の治療を行う側射式であり、そのエネルギーとしてレーザ光を生体組織の患部に対して照射することで、例えば前立腺肥大症の治療に用いられるものであるが、この他には、生体組織の表層部への治療を行うタイプとして後述の超音波式のものがある。
【００２７】
このレーザ照射装置１は、生体に挿入可能な長尺の中空筒体の先端を密閉して形成される挿入部３と、この挿入部３の側壁においてレーザ光を透過するように長手方向に延在するように設けられた破線で示す照射窓部１７を介して生体組織の深部に向けてレーザ光を照射する。この挿入部３の外径寸法は、体腔内に挿入可能な２〜２０ｍｍ程度であって、３〜８ｍｍ程度がより好ましく、特に前立腺肥大症治療のためには男性の尿道から挿入されるので細い程患者への苦痛を和らげることができることになる。
【００２８】
この挿入部３は、図示のように医師の把持によって挿入などの操作が行われるカバー部４に対して固定されるとともに、この挿入部３から引き出された光ファイバ１２の基端は、レーザ光源装置１０１に対して不図示の光コネクタを介して接続される。このレーザ照射装置１には生体組織表面の観察を行う観測装置５が付設される。この観測装置５はレーザ照射装置１に対して脱着可能な内視鏡６を有しており、この内視鏡６はカバー部４の基端側から挿入され、挿入部３の内部において長手方向に移動可能に設置されている。
【００２９】
この内視鏡６は、例えば光ファイバ束と、保護チューブと、先端に設けられる結像レンズとを備えており、内視鏡６の基端側には、ＣＣＤカメラヘッド７が取り付けられており、カメラ信号リード８を通じて画像をモニター装置１０２に送ることができるようにしている。さらに、この内視鏡６の光ファイバは、光源装置１０３に接続されるライトガイド１３を通じて送られる照明光を照射する機能も有している。
【００３０】
挿入部３には二つの流路室が内蔵されており、これらの流路室に接続された給水チューブ１１と排水チューブ１０に対して洗浄液である滅菌された滅菌精製水や滅菌生理食塩水を供給及び取り出すための水供給排水装置１０４が接続される。さらに、挿入部３には光ファイバ１２が挿入部３の長手方向（矢印Ｄ方向）に往復駆動するように内蔵されており、この光ファイバ１２を往復駆動するための駆動モータへの通電を行うための電源装置１０５がリード線９を介して接続されている。
【００３１】
次に、図２は挿入部３の中心断面図である。また、図３は図２の内部構成を示した外観斜視図である。図２と図３において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、挿入部３は長尺状の中空筒体１４を基部としており、その内部においてレーザ照射機構２０を設けている。このレーザ照射機構２０はレーザ光を伝達するための光ファイバ１２の出光面から出力されたレーザ光を平滑なレーザ反射面を有するレーザ出射端部としてのミラー２１で反射することで照射窓部１７に指向させるように構成されている。挿入部３の中空筒体１４はステンレス鋼などの硬質のパイプ材料から構成されており、その先端側面側には、開口１５が形成されている。この開口１５を含めて中空筒体１４の外周面全体は、レーザ透過性の良好な外層チューブ１６により覆われており、この外層チューブ１６により覆われた状態で照射窓部１７を構成している。
【００３２】
中空筒体１４の先端には、キャップ３０が密閉状態で固定されており、このキャップ３０には、さらに挿入部３の生体への挿入時に前方を観察するための前方窓３１が設けられている。この前方窓３１には、例えば光透過性の良好な透光板３２が固着されている。また、挿入部３の先端部分の内側には、内部空間を規定する一対の壁部材４０、４１が設けられている。
【００３３】
レーザ照射部２０のミラー２１は、例えば樹脂、ガラス、金属、あるいはこれらの複合材料からコーティングされている。具体的には、例えば金属を基材として表面を鏡面に研磨したもの、または樹脂や金属を基材として金属などの薄膜を蒸着などにより形成して鏡面としたもの、あるいはガラス製の鏡などの反射材を樹脂や金属などの基材に接着して形成されている。
【００３４】
この挿入部３の内部には、レーザ光を伝達する光ファイバ１２が配置されている。この光ファイバ１２は、挿入部３内では先端部分を除いて例えばステンレス鋼製の保護パイプによって破損や湾曲を起こさないように覆われている。この光ファイバ１２の出光面側は、ミラー２１を回動自在に設けた往復移動部材２３に固定されている。
【００３５】
この往復移動部材２３には長手方向に貫通孔２４（図３を参照）が穿設されており、この貫通孔２４に対して挿入部３の軸線と平行に保たれたモノレールパイプ２５が挿通されており、往復移動部材２３を図２の矢印Ｄ方向に移動自在に案内するようにしている。このようにモノレールパイプ２５で案内することで光ファイバ１２に対する往復運動力を後述するように与え、往復移動部材２３を挿入部３の軸線と平行に安定して摺動するように構成されている。
【００３６】
一方、ミラー２１は一対の回動部２７により往復移動部材２３に対して回動自在に軸支されるとともに先端の両側部において一対の突起２６が設けられている。これらの突起２６は、壁部材４０、４１に形成された一対の溝４２に挿入されて摺動可能に支持されている。図示のようにこれらの溝４２、４２は挿入部３の軸方向に対して傾斜していることから、ミラー２１は光ファイバ１２の往復運動に伴って、溝４２への摺接作用によって傾斜角度が変化されつつ往復運動することで、図２において二点鎖線で示すレーザ軌跡で照射窓部１７から外部に出力されて患部Ｋに集中する。
【００３７】
また、モノレールパイプ２５は中空筒体として形成されておりその内部に洗浄液を供給することができるようにしている。このようにして供給された洗浄液は、キャップ３０内に形成された流路３３により前方窓３１の前方へ曲げられた後に、透光板３２の外側を洗浄するように流れるようにしている。
【００３８】
次に、図２のＸ−Ｘ線矢視断面図である図４(ａ)と、図２のＹ−Ｙ線矢視断面図である図４(ｂ)をさらに参照して、挿入部３の内部は、一対の壁部材４０、４１により区画されており、冷却水の注入用の流路室５０と排出用の流路室５１とが形成されている。冷却水はレーザ光を受ける生体組織の表面及びレーザ照射部２０全体を冷却するために利用される。流路室５０は図１に基づき説明した給水チューブ１１に接続されており、流路室５１は排水チューブ１０に接続されている。この給水チューブ１１を経て供給された冷却水は、流路室５０に流入した後に、挿入部３の先端近傍の孔３４から流路室５１中に流れ込み、排水チューブ１０を経て流出される。注入された冷却水の一部は、壁部材４１に形成された小孔４３（図４(ａ)参照）から流路室５２に対しても流入する。この冷却水についても孔３４から流路室５１に流れ込むこととなる。
【００３９】
以上のように、挿入部３の内部において冷却水を循環させることにより、冷却能率の向上が図られることとなる。この冷却水の温度は、レーザ光の照射によるレーザ照射部２０や、生体組織の照射表面の損傷を低減できれば特に限定されないが、好ましくは０〜３７℃、より好ましくは凍傷の虞れが少なく、かつ冷却効果の高い８〜２５℃が良い。冷却水としては、上記のように滅菌された液体、例えば滅菌精製水や滅菌生理食塩水を使用することが好ましい。
【００４０】
内視鏡６は挿入部３の側方の照射窓部１７及び前方の前方窓３１の双方からの観察視野を有している。したがって、この内視鏡６によって照射窓部１７あるいは前方窓３１を通して、レーザ光が照射されるときの生体組織表面の観察と、内視鏡６の観察に基づく挿入部３の位置決めとレーザ光照射位置の視覚的な確認を行うことができるように構成されている。
【００４１】
再度、図３において光ファイバ１２の途中には被係止部材であるスライダ８０が固定されている。このスライダ８０には係止溝８１が形成されており、この係止溝８１に対して係止部材であるフック８５が係止する。フック８５は軸体８６が固定されており、この軸体８６に対して動力を伝達する。
【００４２】
次に、図５(ａ)はレーザ照射装置１のカバー部４が開かれ、カバー部４内に駆動ユニット５５が取り付けられた状態を示す外観斜視図であり、図５(ｂ)は駆動ユニット５５を取り外した後の様子を示す外観斜視図である。
【００４３】
図５において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、カバー部４の内部には着脱自在に収納される駆動ユニット５５が設けられる。この駆動ユニット５５は、後述する駆動機構とこれを内蔵するケーシングとリード９とを含んでいる。このカバー部４は所定樹脂材料から射出成形されており、ヒンジ部７０を介して開閉自在に接続された第１ケース７１と第２ケース７２とを有しており、駆動ユニット５５はこれらの第１ケース７１と第２ケース７２との間で不動状態に保持されることによって着脱自在に収納される。この第１ケース７１の略中央部には、一対のガイド板８３が図示のように対向配置されており、これらのガイド板８３の空間部において、図３で示した薄板のスライダ８０が保持される。そして、このスライダ８０の係止溝８１に対して駆動ユニット５５に設けられたフック８５が係止することで、光ファイバ１２を挿入部３の軸方向に沿ってスライド移動するように構成されている。すなわち、スライダ８０が往復運動すると、この往復運動は光ファイバ１２を介して往復移動部材２３に伝えられる一方で、レーザ光はミラー２１に照射される結果、前述したように、レーザ照射部２０において、ミラー２１の傾斜角度が変化されつつ往復運動するように構成されている。このようにスライダ８０は、駆動ユニット５５から出力された往復運動の伝達を受けて等速度で往復運動する。
【００４４】
図６(ａ)は、フック８５を左側に移動した後の第１実施形態の駆動ユニットを示す正面図、図６(ｂ)はフック８５を右側に移動した後の第１実施形態の駆動ユニットを示す正面図である。本図において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、往復運動自在なフック８５はスライダ８０の係合溝８１に係合して等速往復運動の動力伝達を光ファイバ１２を介して上述のように行う。この駆動ユニット５５は、等速回転運動をするモータ２２０からの等速回転運動を等速直線往復運動に変換する。動力源であるモータ２２０と、モータ出力軸２２８と同軸の入力軸を持つローラーギアカム２２１と、ローラー状のカムフォロア２２４を備えたタレット２２３と、タレット出力軸２２９と同軸の入力軸を持つプーリー２２５とから構成されている。
【００４５】
このローラーギアカム２２１には複数のリブ２２２が設けられており、これらのリブ２２２によりカムフォロアに運動が伝えられる。そのテーパーはタレット２２３が１２０°の揺動運動をするように配置されており、ローラーギアカム２２１の１回転につき、タレット２２３の揺動運動が１往復される。また、揺動運動の方向転換のために、一旦タレット２２３が減速、停止し、反対方向に再度元の速度になるまで加速を行うことになるが、その方向転換時間を動力伝達に影響を及ぼさない範囲において可能な限り短くなるように、さらにはその方向転換を除いた運動は等速運動となるように構成されている。なお、ここで１２０°の揺動運動と説明したが、この角度に限定されるものではなく、レーザ照射部１２０の往復運動させるストローク長やプーリー２２５の径によって変えることができることは言うまでもない。
【００４６】
このカムフォロア２２４の揺動運動は、回転軸を同軸に持つプーリ２２５に伝えられる。このプーリ２２５の外周には可撓性材料であるワイヤ２２６が少なくとも１２０°の円周分巻かれており、一方の末端２３０は接着点においてプーリ２２５に固定されている。ワイヤ２２６のもう一方の末端２３１は、フック８５が止めピンによって固着されている滑子２１７が接続されており、この滑子２１７を摺動溝２１６内において摺動可能に嵌合している。したがって、このワイヤ２２６を介して、タレット２２３の揺動運動がフック８５の等速直線往復運動に変換される。ここで、ワイヤ２２６は撓むことなく、運動を滑子２１７に確実に伝えられれば特に材質などには限定されないが、ニッケル／チタン形状記憶合金などが好ましい。
【００４７】
以上のようにフック８５の等速直線往復運動を発生させるために、フック８５をスライダ８０の係合溝８１へ係合することによって、運動をスライダ８０に伝達し、最終的にはスライダ８０と連動して動くレーザ照射部２０に伝えられることになる。このために、モータ２２０の回転運動が、レーザ照射部２０の等速直線往復運動に変換されることになる。
【００４８】
図７は、フック８５を挿入部３の基端側（図中右側）に移動した後の第２実施形態の駆動ユニットを示す正面図である。本図において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、図示のようにモータ２２０の出力軸３２８と同軸となるカム入力軸３２１を備えており、この入力軸３２１を回転中心としてハートカム３２２が回転運動を行うように構成されている。このハートカム３２２は、図示のような左右対称なハート型の板状であり、外周面において滑らかで均一なカム側面３２６を有している。このハートカム３２２の側面３２６に接するようにカムフォロア３２３が配置されている。このカムフォロア３２３は、連動アーム３２４によって、フック８５にピン３１４を介して固着されている滑子３１７と一体に構成されている。したがって、常にカムフォロア３２３と連動してフック８５が動作することになる。フック８５はスライダ８０の係合溝８１に係合し、フック８５の運動を確実にスライダ８０に伝達する。一方、滑子３１７は、摺動溝３１６において摺動可能に嵌合されており、さらには摺動溝３１６に一方の端を固定されているバネ３２５によって、常にハートカム３２２とカムフォロア３２３が接する押し付け力を受けている。これにより、常にハートカム３２２とカムフォロア３２３は、ハートカム３２２の側面３２６に常時接することができる。
【００４９】
以上の構成によりハートカム３２２は、モータ２２０の１回転につき、１回転の回転運動を行い、ハートカム３２２の回転運動により、カムフォロア３２３は側面３２６に沿って１往復の等速直線往復運動をなすように追動する。すなわち、カムフォロア３２３に一体構成されているフック８５も同様の運動をすることでこの運動がスライダ８０に伝えられる。スライダ８０はレーザ照射部２０と連動して動作するため、結果的にレーザ照射部２０は等速直線往復運動を行うことになる。以上のようにモータの回転運動を揺動運動を介することなく、直接等速直線往復運動に変換するため、駆動機構の小型軽量化ならびに部品点数の削減によるコスト低減を行うことができる。
【００５０】
次に、図８は、フック８５を途中に移動した後の第３実施形態の駆動ユニットを示す正面図である。本図において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、モータ２２０の出力軸４２１と同軸をなす入力軸４２２を回転中心にして第１楕円歯車４２３が回転運動を行う。この第１楕円歯車４２３の円周上の歯車に噛み合うようにして第２楕円歯車４２５が配置されている。この第２楕円歯車４２５は軸４２４を中心に回転するとともに、同一平面上にクランクアーム４２６が連結されている。このクランクアーム４２６は、フック８５にピン４１４を介して固着されている滑子４１７と一体に構成されている。滑子４１７は、摺動溝４１６に摺動可能に嵌合している。したがって、常にフック８５はクランクアーム４２６と連動して動作する。フック８５は、スライダ８０の係合溝８１に係合し、フック８５の運動を確実にスライダ８０に伝達する。
【００５１】
図示では、滑子４１７が挿入部３の最も基部側に位置している時に、第１楕円歯車４２３の長径が第２楕円歯車４２５の短径と噛み合うように構成されている。これにより、滑子４１７は等速直線往復運動を行い、この運動はフック８５及びスライダ８０を介して、レーザ照射部２０に伝達されるため、結果的にレーザ照射部２０は等速直線往復運動を行うことになる。
【００５２】
続いて、図９は第４実施形態の構成を説明するための模式図である。本図において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、モータ２２０の出力軸５２１と同軸をなす入力軸５２２を回転中心としてセクタギア５２４を設けた半周歯車５２３が矢印方向の回転運動を行うように構成されている。なお、モータ２２０及び半周歯車５２３は、駆動ユニット５５の図示しないケーシングに固定されている。半周歯車５２３の円周上２点で噛み合うように長円状の摺動体５２５が移動自在に配置されている。この摺動体５２５の内側直線部には、互いに向かい合うように第１歯車部５２６と第２歯車部５２７が形成されており、これらと半周歯車５２３のセクタギア５２４が噛み合ったときのみ、摺動体５２５は、左右に移動するように構成されている。したがって、モータ２２０が回転運動するに伴い、半周歯車５２３が一方向に回転し、そのセクタギア５２４が摺動体５２５の第１歯車部５２６と第２歯車部５２７と噛み合った時のみ、摺動体５２５が左右交互に連続移動し、等速直線往復運動するようにできる。
【００５３】
この摺動体５２５の外側中央部には、ピン５１４を介して滑子５１５及びフック８５が固着されている。フック８５はスライダ８０の係合溝８１に係合し、フック８５の運動を確実にスライダ８０に伝達できるようになる。ここで、フック８５は摺動体５２５と連動して動作するため、等速直線往復運動を行うとともに、スライダ８０を介して、レーザ照射部２０に動力伝達される結果、レーザ照射部２０は等速直線往復運動を行うことになる。
【００５４】
上述したような加熱治療時において、レーザ照射部２０は、１〜１０Ｈｚ、好ましくは１〜６Ｈｚの周期で軸方向に往復駆動される。また、生体組織に照射するレーザ光は、発散光、平行光あるいは収束光を用いることができる。レーザ光を収束光とするためには、レーザ光路の途中にレーザ光を収束光にする光学系を設けると良い。また、使用されるレーザ光は生体深達性有するものであれば特に限定されない。しかし、レーザ光の波長は７５０〜１３００ｎｍまたは１６００〜１８００ｎｍ程度が特に優れた生体深達性を有するためにこの波長を使用することが好ましい。上記波長範囲のレーザ光を発生させるレーザ光源装置１０１としては、例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザなどの気体レーザ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザなどの固体レーザ、ＧａＡｌＡｓレーザなどの半導体レーザなどがある。
【００５５】
図１０は、比較のために示した従来の直線往復運動を行う駆動ユニット５５の概略構成図である。本図においてモータ駆動される円盤７０に一端が回動軸支され他端がスライド８５に回動軸支されたリンクからなるクランク機構にて直線往復運動を駆動させていた。このために往復運動はサイン曲線となり常に移動速度は変化している。特に、中間部分Ａと比較して両端部Ｂでの方向転換時間が長くなる問題があった。さらに往復運動の中心を軸として左右対称の運動にすることが困難となり、挿入部３の基部側の端において、より方向転換時間が長くなる傾向があった。なお、図１０において、Ｔは時間軸、Ｓはスライド８５の位置を示す軸である。
【００５６】
図１１は、縦軸を位置（距離）とし、横軸を時間とした場合の、本発明駆動ユニットと従来のそれとの対比を示すグラフである。図１１において、Ｌは往復運動のストローク全長、ｌ（エル）は本発明における等速移動区間の長さ、Ｔは往復運動のストローク時間、ｔ１、ｔ２は本発明における両端部において運動方向を切り替えるための方向転換時間を示している。
【００５７】
即ち、本発明においては、往復運動のストローク全長Ｌに対する等速往復運動区間の長さｌ（エル）の割合Ｘが大きいことと、往復運動のストローク時間Ｔに対する方向転換時間（ｔ１＋ｔ２）の割合Ｙが小さいことが特徴となる。ここで、Ｘ、Ｙは以下の式で表される。
【００５８】
Ｘ（％）＝（１／Ｌ）×１００
Ｙ（％）＝（（ｔ１＋ｔ２）／Ｔ）×１００
なお、Ｘの値としては７０（％）以上であることが望ましく、Ｙの値としては３５（％）以下であることが望ましい。より好ましくは、Ｘ＝７４．８〜８１、Ｙ＝２７．８〜３３．３である。第１の実施形態の構造においては、Ｘが８１を超えたり、Ｙが２７．８を下回ると、カムの動きに支障をきたす可能性がある。
【００５９】
これに対して、図１２のレーザ照射部２０が往復運動中において先端位置Ｐ１、中間位置Ｐ２、基端位置Ｐ３にそれぞれ位置した時のレーザ光路を模式的に示す図において、レーザ照射部２０は先端位置Ｐ１に位置する場合、挿入部３の軸方向に対して垂直に近い向きに起立し、レーザ光を小さな反射角度で反射する。また、レーザ照射部２０は基端位置Ｐ３に位置する場合、挿入部３の軸方向と平行に近い向きに傾き、レーザ光を大きな反射角度で反射する。このためにレーザ照射部２０のミラー２１が傾斜角度を変化させながら往復運動する場合に、レーザ光の出射位置は常に移動するが、レーザ光の光軸は加熱部位であるターゲット部位Ｋ内部のターゲットポイントＫ１に常に集中するとともに、レーザ光はターゲットポイントＫ１にのみに連続照射され、表層などの他の生体組織には間欠的に照射される。したがって、ターゲットポイントＫ１は照射されたレーザ光により加熱され、所望温度に達する。また、表層などの他の生体組織はレーザ光を受光する時間が短く、更に冷却水によって冷却されるため、発生する熱量も少なくほとんど加熱されなくなる。
【００６０】
図１３は、照射窓部１７に密着される表層組織周囲の温度分布の様子を模式的に示した図である。なお、本図においては、従来技術との相違の理解を助けるため、冷却水の循環などの影響は排除したものとなっている。
【００６１】
図１３(ａ)は、従来の角速度運動による往復運動による温度分布を示すものである。図１３(ａ)に示されるように、往復運動の両端部に当たるＢの領域は方向転換時間が長いため、局所的に加熱され、表層組織の温存が得られにくくなる可能性が高くなる。
【００６２】
図１３(ｂ)は、本発明の等速往復運動による温度分布を示すものである。図１３(ｂ)に示されるように、本発明の実施形態によるレーザ照射部２０の往復運動の際の両端での方向転換時間は、上述の通り可能な限り短くなるように設定されていることから、両端での方向転換時間がより短くなるために、両端での局所的な加熱は生じず、表層での照射エネルギーは確実に分散され、中心部で最も加熱されるという効率的な集光が得られることとなる。したがって、表層組織は温存しながら、深部の病変組織のみ加熱・壊死させることが可能となり、治療効果の安定化を図ることができる。
【００６３】
以上説明したように、本発明によれば、両端での方向転換時間がより短く、等速直線往復運動をなすために、表層での照射エネルギーは確実に分散され、中心部で最も加熱されるという効率的な集光が得られる。すなわち、表層組織は温存しながら、深部の病変組織のみ加熱・壊死させることが可能となるので、より治療効果の安定に繋がる。特に、前立腺肥大症、前立腺癌などの前立腺疾患のように、前立腺の近傍に尿道や直腸等の正常組織が存在していても、前立腺内部のみを効果的に加熱治療できることから理想的な治療が可能となる。このために、ミラー２１の傾斜角度範囲を適宜変更することで、深部の深さ変動に対応できることとなる。
【００６４】
最後に、図１３は駆動手段としてリニアーモータを用いエネルギー照射部として超音波発振子２０１を設けた場合を示した外観斜視図である。本図において、挿入部３内部にはリード１２２により通電されることで超音波を発生する超音波発振子２０１が図示の実線と破線で示される間で往復移動可能に設けられており、患部Ｋへの超音波の照射を行うようにしている。このリード１２２にはスライダ８０が固定されており、フック８５に係合することで矢印Ｄ方向に等速往復駆動される。フック８５は軸体８６を介してリニアモータの可動部６０１に固定されている。この可動部６０１は所定極性の通電によりステータ６００の長手方向に往復移動可能にされている。
【００６５】
以上の構成によれば、可動部６１０が停止状態から等速往復速度になったときに超音波発振子２０１への通電を行うことで、生体組織に対して均一な超音波を照射できるようになる。この場合には、両端での方向転換時間が多少長くとも、等速直線往復運動になったときに照射できるので表層でのエネルギー照射に好適となる。
【００６６】
なお、以上説明した実施形態は、本発明を限定するために記載されたものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により種々変更が可能であることは言うまでもない。
【００６７】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、局所的にエネルギーが集中することなく、病変部位に対してエネルギーを均一に照射することができるエネルギー照射装置を提供できる。
【００６８】
加えて、生体組織の病変部位の深部のみにエネルギーを均一に照射して、正常表層の生体組織の温存を図ることのできるエネルギー照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】レーザ照射装置１の全体構成を示す外観斜視図である。
【図２】挿入部３の中心断面図である。
【図３】図２の内部構成を示した外観斜視図である。
【図４】(ａ)は、図２のＸ−Ｘ線矢視断面図、(ｂ)は、図２のＹ−Ｙ線矢視断面図である。
【図５】(ａ)は、レーザ照射装置１のカバー部４が開かれ、カバー部４内に駆動ユニット５５が取り付けられた状態を示す外観斜視図であり、(ｂ)は駆動ユニット５５を取り外した後の様子を示す外観斜視図である。
【図６】(ａ)は、フック８５を左側に移動した第１実施形態の駆動ユニットを示す正面図、(ｂ)はフック８５を右側に移動した第１実施形態の駆動ユニットを示す正面図である。
【図７】第２実施形態の駆動ユニットを示す正面図である。
【図８】第３実施形態の駆動ユニットを示す正面図である。
【図９】第４実施形態の駆動ユニットを示す正面図である。
【図１０】本発明との比較に用いられる従来の駆動ユニットのクランク機構を説明する図である。
【図１１】本発明と図１０の駆動ユニットの動作の対比を説明する図である。
【図１２】挿入部３を生体患部に挿入した動作説明図である。
【図１３】(ａ)は従来のレーザ照射装置による温度分布図、(ｂ)は本発明のレーザ照射装置による温度分布図である。
【図１４】第５実施形態のエネルギー照射装置の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  レーザ照射装置
３  挿入部
４  カバー部
６  内視鏡
１２  光ファイバ
１４  中空筒体
１５  開口
１７  照射窓部
２０  レーザ照射部
２１  ミラー
２３  往復移動体
４２  溝
５５  駆動ユニット
８０  スライダ
８１  係止溝
８５  フック
２２０  モータ
【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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