(57)【要約】【課題】生体表面から比較的離れた位置に存在する生体組織について、該生体組織の硬さまたは柔らかさを示すための画像を得ることができるような超音波医療システム及びカプセル型医療装置を提供する。【解決手段】超音波を送受波する超音波送受波部と、エコー信号を生成するエコー信号生成部と、被検体内部において前記被検体の状態を変位させるための圧力を加える押圧部と、前記被検体に加えられた圧力を検知する圧力検知部と、前記被検体の断層像である超音波画像を生成する画像生成部と、前記超音波画像に基づき、前記押圧部が加えた圧力により変位した箇所及び該箇所の変位量を示すための変位分布を算出する変位分布計測部と、前記圧力と、前記変位分布とに基づき、所定のフレームから一のフレームまでの期間内に状態が変位した箇所における弾性率を示すための弾性率分布を算出する弾性率分布演算部とを有する。【選択図】図３
2007014424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内部において超音波を送波し、該超音波が該被検体において反射した反射波を受波する超音波送受波部と、
前記反射波に基づいてエコー信号を生成するエコー信号生成部と、
前記被検体内部において、前記被検体の状態を変位させるための圧力を加える押圧部と、
前記被検体に加えられた圧力を検知する圧力検知部と、  
前記エコー信号に基づいて前記被検体の断層像である超音波画像を生成する画像生成部と、
前記超音波画像のうち、一のフレームにおける第１の超音波画像と、該一のフレーム以前の所定のフレームにおける第２の超音波画像とに基づき、前記被検体のうち、前記押圧部が加えた圧力により変位した箇所及び該箇所の変位量を示すための変位分布を算出する変位分布計測部と、
前記圧力検知部が検知した前記圧力と、前記変位分布計測部が算出した前記変位分布とに基づき、前記所定のフレームから前記一のフレームまでの期間内に状態が変位した箇所における弾性率を示すための弾性率分布を算出する弾性率分布演算部と、
を有することを特徴とする超音波医療システム。
【請求項２】
前記押圧部は、伸縮可能な部材により形成されたことを特徴とする請求項１に記載の超音波医療システム。
【請求項３】
被検体内部において超音波を送波し、該超音波が該被検体において反射した反射波を受波する超音波送受波部と、
前記反射波に基づいてエコー信号を生成するエコー信号生成部と、
前記被検体内部において、前記被検体の状態を変位させるための圧力を加える押圧部と、
前記被検体に加えられた圧力を検知する圧力検知部と、
を有することを特徴とするカプセル型医療装置。
【請求項４】
前記押圧部は、伸縮可能な部材により形成されたことを特徴とする請求項３に記載のカプセル型医療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波医療システム及びカプセル型医療装置に関し、特に、被検体における弾性率分布を算出する機能を有する超音波医療システム及びカプセル型医療装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、被検体としての生体内部に留置された状態において、該生体に関する所定の情報を取得した後、取得した該情報を無線にて送信することができ、かつ、該生体の外部に設けられた端末装置等から送信される制御情報等を無線にて受信することができるような医療システムが提案されている。さらに、前述したような医療システムの中には、例えば、生体に対して発した超音波信号が該生体の内部において反射することにより生じるエコー信号に基づき、該生体の断層像を得ることができるような超音波医療システムがある。
【０００３】
また、生体の断層像を得るための装置としては、例えば、特許文献１に提案されているような超音波診断装置がある。特許文献１に提案されている超音波診断装置は、生体の被検部位における二つの断層像を得た後、該二つの断層像における弾性率の演算結果に基づき、該被検部位における生体組織の硬さまたは柔らかさを示すための画像を生成することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３１７３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に提案されている超音波診断装置は、生体表面に接触させた探触子から超音波信号を発するような構成を有する。そのため、特許文献１に提案されている超音波診断装置は、生体表面から比較的離れた位置に存在する生体組織については、前述したような、該生体組織の硬さまたは柔らかさを示すための画像を得ることが困難であるという課題を有している。
【０００６】
本発明は、前述した点に鑑みてなされたものであり、生体表面から比較的離れた位置に存在する生体組織について、該生体組織の硬さまたは柔らかさを示すための画像を得ることができるような超音波医療システム及びカプセル型医療装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における第１の超音波医療システムは、被検体内部において超音波を送波し、該超音波が該被検体において反射した反射波を受波する超音波送受波部と、前記反射波に基づいてエコー信号を生成するエコー信号生成部と、前記被検体内部において、前記被検体の状態を変位させるための圧力を加える押圧部と、前記被検体に加えられた圧力を検知する圧力検知部と、前記エコー信号に基づいて前記被検体の断層像である超音波画像を生成する画像生成部と、前記超音波画像のうち、一のフレームにおける第１の超音波画像と、一のフレーム以前の所定のフレームにおける第２の超音波画像とに基づき、前記被検体のうち、前記押圧部が加えた圧力により変位した箇所及び該箇所の変位量を示すための変位分布を算出する変位分布計測部と、前記圧力検知部が検知した前記圧力と、前記変位分布計測部が算出した前記変位分布とに基づき、前記所定のフレームから前記一のフレームまでの期間内に状態が変位した箇所における弾性率を示すための弾性率分布を算出する弾性率分布演算部とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明における第２の超音波医療システムは、前記第１の超音波医療システムにおいて、前記押圧部は、伸縮可能な部材により形成されたことを特徴とする。
【０００９】
本発明における第１のカプセル型医療装置は、被検体内部において超音波を送波し、該超音波が該被検体において反射した反射波を受波する超音波送受波部と、前記反射波に基づいてエコー信号を生成するエコー信号生成部と、前記被検体内部において、前記被検体の状態を変位させるための圧力を加える押圧部と、前記被検体に加えられた圧力を検知する圧力検知部とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明における第２のカプセル型医療装置は、前記第１のカプセル型医療装置において、前記押圧部は、伸縮可能な部材により形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明における超音波医療システム及びカプセル型医療装置によると、生体表面から比較的離れた位置に存在する生体組織について、該生体組織の硬さまたは柔らかさを示すための画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１から図１８は、本発明の第１の実施形態に係るものである。図１は、本実施形態の超音波医療システムにおける要部の構成を示す図である。図２は、本実施形態の超音波医療システムにおける、カプセル型医療装置の内部構成の一例を示す図である。図３は、図２に示すカプセル型医療装置における、各部の配置状態の一例を示す図である。図４は、本実施形態の超音波医療システムにおける、外部装置の内部構成の一例を示す図である。図５は、本実施形態のカプセル型医療装置が管腔を移動する際の状態の一例を示す図である。図６は、図５のカプセル型医療装置が管腔内において保持された状態の一例を示す図である。図７は、図６のカプセル型医療装置のバルーンが膨張することにより、目的部位の状態が変位した状態の一例を示す図である。図８は、本実施形態の超音波医療システムにおける、カプセル型医療装置の内部構成の、図２及び図３とは別の一例を示す図である。図９は、カプセル型医療装置が図６に示す状態として保持された後、体表が押圧されることにより、目的部位の状態が変位した状態の一例を示す図である。図１０は、本実施形態の超音波医療システムにおいて、カプセル型医療装置が有するバルーンの構成の変形例を示す図である。図１１は、図１０のバルーンにおいて、全体が略均一に膨張していない状態の一例を示す図である。図１２は、図１０のバルーンが設けられたカプセル型医療装置が管腔内において保持された状態の一例を示す図である。図１３は、図１０のバルーンが設けられたカプセル型医療装置が、管腔内において、図１２の状態から回動した後の状態の一例を示す図である。図１４は、本実施形態の超音波医療システムにおいて、カプセル型医療装置が有するバルーンの構成の、図１０とは別の変形例を示す図である。図１５は、図１４のバルーンが設けられたカプセル型医療装置が管腔内において保持された状態の一例を示す図である。図１６は、図１４のバルーンが設けられたカプセル型医療装置が、管腔内において、図１５の状態から回動した後の状態の一例を示す図である。図１７は、図１４のバルーンが設けられたカプセル型医療装置が、管腔内において、図１６の状態からさらに回動した後の状態の一例を示す図である。図１８は、本実施形態の超音波医療システムにおける、カプセル型医療装置にモーター及びローラーを設けた場合の配置を示すための図である。
【００１４】
超音波医療システム１は、図１に示すように、生体としての患者２が嚥下することにより、患者２の内部に留置されるカプセル型医療装置３と、アンテナ部４と、外部装置５とを有して要部が構成されている。
【００１５】
アンテナ部４は、患者２が装着するジャケット１０の表面上に配置され、カプセル型医療装置３から送信される各信号を患者２の体外において受信すると共に、外部装置５から出力される各指示信号を、カプセル型医療装置３に対して送信するためのアンテナ１１を複数有して構成されている。
【００１６】
外部装置５は、患者２の体外に配置され、ケーブル４ａを介し、アンテナ部４に対して着脱自在に構成されている。また、外部装置５は、アンテナ部４から、ケーブル４ａを介して出力される各信号に対する処理を行い、該処理結果等を表示するための表示部１２と、カプセル型医療装置３に対し、例えば、後述するバルーン３７を膨張または収縮させる指示を行うためのバルーン内圧調整指示信号といった、各種操作指示等を行うための各指示信号を、ケーブル４ａを介して出力するためのスイッチ等から構成される操作部１３とを有して構成されている。
【００１７】
カプセル型医療装置３は、図２に示すように、アンテナ３１と、データ受信部３２ａと、データ送信部３２ｂと、制御部３３と、バルーン圧力制御部３４と、圧力センサ３５ａ及び３５ｂと、超音波振動子３６と、バルーン３７とを有して構成される。また、制御部３３は、データ分離部３３ａと、超音波発生部３３ｂと、超音波信号生成部３３ｃと、データ加算部３３ｄとを有して構成される。
【００１８】
アンテナ３１は、患者２の体外に配置されたアンテナ部４から出力される各指示信号を受信し、該指示信号をデータ受信部３２ａに対して出力する。
【００１９】
データ受信部３２ａは、アンテナ３１から出力される各指示信号に対し、例えば、復号化処理等の処理を行った後、該処理を行った後の該各指示信号を制御部３３に対して出力する。
【００２０】
データ分離部３３ａは、データ受信部３２ａから出力される各指示信号のうち、超音波振動子３６において発生される超音波の調整を行うための超音波調整指示信号を超音波発生部３３ｂに対して出力し、また、バルーン３７の内圧の調整を行うためのバルーン内圧調整指示信号をバルーン圧力制御部３４に対して出力する処理を行う。
【００２１】
超音波送受波部としての超音波発生部３３ｂは、データ分離部３３ａから出力される超音波調整指示信号に基づき、超音波振動子３６において超音波を発生するための超音波パルス信号を、超音波振動子３６に対して出力する。
【００２２】
超音波振動子３６は、超音波発生部３３ｂから出力される超音波パルス信号に基づき、被検体としての生体の内部における生体組織等に対して超音波を送波すると共に、該生体組織等において超音波が反射した反射波を受波し、受波した反射波をエコー信号生成部３３ｃに対して出力する。
【００２３】
バルーン圧力制御部３４は、データ分離部３３ａから出力されるバルーン内圧調整指示信号に基づき、例えば、図示しないポンプにより生体内に存在する気体等を吸い上げ、及び吸い上げた該気体等を排出することにより、バルーン３７における内圧を制御するような構成を有している。
【００２４】
押圧部としてのバルーン３７は、空気等の気体または水等の液体が注入された際に膨張し、注入された気体または液体が取り除かれた際に収縮するような、ゴム等の伸縮可能な部材により形成されている。また、バルーン３７は、カプセル型医療装置３の外周面上の長手方向側における所定の位置に配置されており、例えば、膨張して図３に示すような状態となることにより、生体内におけるカプセル型医療装置３の位置及び超音波振動子３６の超音波送波方向を保持することができる。バルーン３７は、例えば、図３に示すような状態からさらに膨張することにより、カプセル型医療装置３が生体を押圧して状態を変位させるための圧力を与える。
【００２５】
圧力センサ３５ａ及び３５ｂは、バルーン３７が膨張または収縮することにより、カプセル型医療装置３が生体内の管壁等に加える圧力を検知し、検知した圧力を圧力値データ信号としてデータ加算部３３ｄに対して出力する。
【００２６】
エコー信号生成部３３ｃは、超音波振動子３６から出力される反射波に基づいてエコー信号を生成した後、生成したエコー信号をデータ加算部３３ｄに対して出力する。
【００２７】
データ加算部３３ｄは、エコー信号生成部３３ｃから出力されるエコー信号と、圧力センサ３５ａ及び３５ｂから出力される圧力値データ信号とに対して加算処理を行い、該加算処理を行った後の信号である取得データ信号をデータ送信部３２ｂに対して出力する。
【００２８】
データ送信部３２ｂは、制御部３３から出力される取得データ信号に対し、例えば、符号化処理等の処理を行った後、該処理を行った後の該取得データ信号をアンテナ３１に対して出力する。
【００２９】
アンテナ３１は、データ送信部３２ｂから出力される取得データ信号を、アンテナ部４に対して送信する。
【００３０】
図４に示すように、外部装置５は、前述した表示部１２及び操作部１３に加え、データ受信部５１ａと、データ送信部５１ｂと、データ分離部５２と、超音波画像生成部５３と、画像記録部５４と、変位分布計測部５５と、弾性率分布演算部５６と、弾性率分布画像生成部５７と、加圧状態演算部５８と、画像重畳部５９とを内部に有して構成されている。
【００３１】
データ受信部５１ａは、外部装置５に接続された状態のアンテナ部４から出力される取得データ信号に対し、例えば、復号化処理等の処理を行った後、該処理を行った後の該取得データ信号を制御部３３に対して出力する。
【００３２】
データ送信部５１ｂは、操作部１３から出力される各指示信号に対し、例えば、符号化処理等の処理を行った後、該処理を行った後の該各指示信号をアンテナ部４に対して出力する。
【００３３】
データ分離部５２は、データ受信部５１ａから出力される取得データ信号のうち、圧力値データ信号を、弾性率分布演算部５６及び加圧状態演算部５８に対して出力し、また、エコー信号を超音波画像生成部５３に対して出力する処理を行う。
【００３４】
超音波画像生成部５３は、データ分離部５２から出力されるエコー信号に基づいて、超音波振動子３６が反射波を受波した場所における、生体の断層像である超音波画像を生成し、生成した該超音波画像を、画像記録部５４と、画像重畳部５９とに対して出力する。
【００３５】
画像記録部５４は、超音波画像生成部５３から出力される超音波画像のうち、一のフレームにおける第１の超音波画像と、該一のフレーム以前の所定のフレームにおける第２の超音波画像とを記録し、これら２つの超音波画像を併せて変位分布計測部５５に対して出力する。
【００３６】
変位分布計測部５５は、画像記録部５４から出力される第１の超音波画像及び第２の超音波画像に基づき、例えば、第１の超音波画像と第２の超音波画像とに対して差分を取るための演算を行うことにより、第１の超音波画像において、前記所定のフレームから前記一のフレームまでの期間内に状態が変位した箇所及び該箇所が変位した度合いとしての変位量を示すための、変位分布を算出して出力する。
【００３７】
弾性率分布演算部５６は、データ分離部５２から出力される圧力値データ信号と、変位分布計測部５５から出力される変位分布とに基づき、例えば、圧力値データ信号が有する圧力値Ｐを、変位分布が有する各変位量Ｄ１、Ｄ２、・・・を用いて各々除する（Ｐ／Ｄ１、Ｐ／Ｄ２、・・・）演算を行うことにより、前記所定のフレームから前記一のフレームまでの期間内に状態が変位した箇所における弾性率を示すための、弾性率分布を算出して出力する。なお、本実施形態においては、弾性率は、圧力値を変位量により除することにより算出される値であるため、変位量が０の場合には算出されない値であるとする。また、弾性率の計算において使用される圧力値Ｐは、圧力値データ信号に含まれる、圧力センサ３５ａ及び３５ｂが各々検知した２つの圧力値のうち、一方の値が用いられるものであっても良いし、また、該２つの圧力値の平均値が用いられるものであっても良い。そして、本実施形態においては、弾性率の計算において使用される圧力値Ｐは、圧力センサ３５ａ及び３５ｂが各々検知した２つの圧力値の平均値であるとする。
【００３８】
弾性率分布画像生成部５７は、弾性率分布演算部５６から出力される弾性率分布に基づき、例えば、弾性率が比較的高い箇所、すなわち、比較的硬い箇所が青系統の色により表示されるように、また、弾性率が比較的低い箇所、すなわち、比較的柔らかい箇所が赤系統の色により表示されるような処理を行うことにより、弾性率の分布をカラー画像として示すための、弾性率分布画像を生成して出力する。
【００３９】
加圧状態演算部５８は、データ分離部５２から出力される圧力値データ信号に基づき、圧力センサ３５ａ及び３５ｂが各々検知した２つの圧力値の平均値を算出し、算出した該平均値を画像重畳部５９に対して出力する。
【００４０】
画像重畳部５９は、超音波画像生成部５３から出力される、一のフレームにおける第１の超音波画像と、弾性率分布画像生成部５７から出力される、該一のフレームにおける弾性率分布画像と、加圧状態演算部５８から出力される、該一のフレームにおいて圧力センサ３５ａ及び３５ｂが各々検知した２つの圧力値の平均値とを重畳し、重畳後の超音波画像を表示部１２に対して出力する。
【００４１】
前述したような一連の処理が行われることにより、表示部１２には、カプセル型医療装置３の生体組織等に対する加圧状態が数値等により表示されると共に、カプセル型医療装置３により加圧されている該生体組織等の断層像上における弾性率の分布がカラー画像表示される。
【００４２】
なお、カプセル型医療装置３において、圧力センサ３５ａ及び３５ｂは、カプセル型医療装置３が生体内の管壁等に加える圧力を直接的に検知するために、図３に示すような、超音波振動子３６の両脇に配置されたものに限るものではない。圧力センサ３５ａ及び３５ｂは、例えば、カプセル型医療装置３が生体内の管壁等に加える圧力を間接的に検知するために、図８に示すような、バルーン３７の内圧を検知可能な位置に、圧力センサ３５ｃとして配置されるものであっても良い。
【００４３】
前述したような、カプセル型医療装置３が圧力センサ３５ａ及び３５ｂの代わりに圧力センサ３５ｃを有して構成される場合、圧力センサ３５ｃは、バルーン３７の膨張または収縮に伴う、バルーン３７の内圧を検知し、検知した該内圧を圧力値データ信号として制御部３３に対して出力する。
【００４４】
カプセル型医療装置３が、圧力センサ３５ａ及び３５ｂの代わりに圧力センサ３５ｃを有して構成される場合、バルーン３７の内圧が圧力値データ信号として圧力センサ３５ｃから出力される。そのため、圧力センサ３５ｃから出力される圧力値データ信号に基づく演算を行う、外部装置５の弾性率分布演算部５６は、弾性率分布を算出する以前に、バルーン３７の内圧値を、カプセル型医療装置３が生体内の管壁等に加える圧力値に換算する処理を行う。また、圧力センサ３５ｃから出力される圧力値データ信号に基づく演算を行う、外部装置５の加圧状態演算部５８は、前述した処理に代わり、バルーン３７の内圧値を、カプセル型医療装置３が生体内の管壁等に加える圧力値に換算する処理を行う。
【００４５】
次に、本実施形態の超音波医療システム１の作用について説明を行う。
【００４６】
患者２は、アンテナ部４が設けられたジャケット１０を装着し、かつ、アンテナ部４と外部装置５とがケーブル４ａにより接続された状態において、カプセル型医療装置３を嚥下する。
【００４７】
患者２により嚥下されたカプセル型医療装置３は、例えば、図５に示すような、バルーン３７が収縮している状態のまま、患者２の体内における管腔１０１内を移動してゆく。
【００４８】
そして、弾性率分布の確認を行う対象部位となる目的部位２０１が超音波振動子３６から送波される超音波の送波方向上に存在する時点において、術者は、操作部１３を操作することにより、図６に示すようにバルーン３７を膨張させ、管腔１０１内を移動するカプセル型医療装置３の位置を保持する。なお、本実施形態においては、管腔１０１内を移動するカプセル型医療装置３が目的部位２０１の近辺に到達したか否かの判断は、例えば、表示部１２に表示される、患者２の生体組織等の断層像を確認することにより行われるものとする。
【００４９】
さらに、術者は、例えば、操作部１３を操作することにより、管腔１０１内において図６に示すように保持されたカプセル型医療装置３のバルーン３７を更に膨張させる指示を行う。そして、例えば、図７に示すようにバルーン３７が膨張することにより、カプセル型医療装置３は、管腔１０１の管壁越しに、目的部位２０１の生体組織に対して圧力を加え、目的部位２０１の生体組織の状態を変位させる。
【００５０】
なお、目的部位２０１の生体組織の状態を変位させる方法は、バルーン３７の膨張によるものに限るものではなく、例えば、図９に示すように、管腔１０１内において図６に示すように保持されたカプセル型医療装置３を、患者２の体表越しに押圧することによるものであっても良い。
【００５１】
また、目的部位２０１の生体組織に対して圧力が加えられる前後の時点において、超音波振動子３６は、目的部位２０１に対して超音波を送波すると共に、超音波が目的部位２０１において反射した反射波を受波して出力する。また、目的部位２０１の生体組織に対して圧力が加えられる前後の時点において、圧力センサ３５ａ及び３５ｂは、カプセル型医療装置３が生体内の管壁等に加える圧力を検知し、検知した圧力を圧力値データ信号として制御部３３に対して出力する。
【００５２】
そのため、外部装置５においては、例えば、目的部位２０１の生体組織に対して圧力が加えられた以後の、一のフレームにおける第１の超音波画像と、目的部位２０１の生体組織に対して圧力が加えられる以前の、所定のフレームにおける第２の超音波画像とが生成されると共に、該第１の超音波画像及び該第２の超音波画像に基づき、該一のフレームにおける弾性率分布画像が生成される。そして、外部装置５の表示部１２においては、前記第１の超音波画像と、前記一のフレームにおける前記弾性率分布画像と、前記一のフレームにおいて圧力センサ３５ａ及び３５ｂが各々検知した２つの圧力値の平均値とが重畳された画像が表示される。
【００５３】
なお、以上に述べたような作用を実現するためには、図６及び図７に示したように、カプセル型医療装置３の超音波振動子３６が目的部位２０１に正対した状態において、超音波が送波されることが望ましい。しかし、生体内においては、蠕動運動等の生体運動により、カプセル型医療装置３は、常に図６に示すような状態として保持される訳ではない。そのため、カプセル型医療装置３は、超音波振動子３６が目的部位２０１に正対していない状態において保持された場合に、カプセル型医療装置３自身を回動させることにより、超音波振動子３６を目的部位２０１に対して正対させることができるような、以降に記すような構成を有するものであっても良い。
【００５４】
まず、カプセル型医療装置３において、バルーン３７の代わりとして、図１０に示すようなバルーン３７Ａが設けられた場合について説明を行う。
【００５５】
バルーン３７の代わりとしてカプセル型医療装置３に設けられたバルーン３７Ａは、図１０に示すように、２つの部材により、周方向における一の部分と他の部分とのヤング率が異なるように形成されている。より具体的には、バルーン３７Ａは、例えば、周方向における一の部分が、ヤング率の低い部材である軟質ゴムにより、軟質部３７ａとして形成され、また、周方向における他の部分が、ヤング率の高い部材である硬質ゴムにより、硬質部３７ｂとして形成されているような構成を有している。そのため、バルーン３７Ａは、全体が略均一に膨張することがなく、例えば、第１の内圧が加えられた際においては、図１１に示すような形状として膨張し、該第１の内圧以上の内圧である第２の内圧が加えられた際に、図１０に示すような形状として膨張する。
【００５６】
前述したような構成のバルーン３７Ａを有するカプセル型医療装置３は、図１２に示すように、超音波振動子３６が目的部位２０１に正対していない状態として管腔１０１内に保持された場合に、例えば、バルーン３７Ａに対する加圧状態が、前記第１の内圧と前記第２の内圧との間において交互に変化されることにより、図１３に示すように、超音波振動子３６が目的部位２０１に正対するように回動される。
【００５７】
次に、カプセル型医療装置３において、バルーン３７に加え、図１４に示すような補助バルーン３７Ｂ及び３７Ｃが設けられた場合について説明を行う。
【００５８】
補助バルーン３７Ｂ及び３７Ｃは、バルーン３７が配置された位置に対し、例えば、カプセル型医療装置３の短手方向側の外周面を３等分するような位置に配置されている。また、バルーン３７、補助バルーン３７Ｂ及び補助バルーン３７Ｃは、各々における膨張状態及び収縮状態を個別に設定可能な構成を有している。
【００５９】
バルーン３７に加え、補助バルーン３７Ｂ及び３７Ｃを有するカプセル型医療装置３は、超音波振動子３６が目的部位２０１に正対していない状態として管腔１０１内に保持された場合に、例えば、図１５、図１６及び図１７に示すように、バルーン３７、補助バルーン３７Ｂ、そして補助バルーン３７Ｃを順次膨張及び収縮させることにより、超音波振動子３６が目的部位２０１に正対するように回動される。
【００６０】
なお、カプセル型医療装置３自身を回動させることにより、超音波振動子３６を目的部位２０１に対して正対させるための構成は、前述したもののみに限るものではない。カプセル型医療装置３は、例えば、図１８に示すように、カプセル型医療装置３の内部において回転駆動するモーター３７Ｍと、外周面の一部がカプセル型医療装置３の外周面において露出するように設けられ、モーター３７Ｍの回転駆動に連動して回転するローラー３７Ｒとを有して構成されるものであっても良い。また、カプセル型医療装置３は、外部において放射される磁界に基づき、自身が回動されるような構成を有するものであっても良い。
【００６１】
本実施形態におけるカプセル型医療装置３は、例えば、長手方向の一端に、内部に信号線が設けられた図示しない紐等が設けられているものであっても良い。
【００６２】
また、本実施形態におけるカプセル型医療装置３は、超音波振動子３６から超音波を送波することにより、被検体の生体組織等の断層像を観察可能な構成を有するものに限らず、例えば、図示しない対物レンズ及び図示しない撮像素子等の撮像系が被検体を撮像することにより、被検体の生態組織表面を観察可能な構成を有するものであっても良い。
【００６３】
本実施形態の超音波医療システム１は、患者２の体内におけるカプセル型医療装置３の位置を検知するために、例えば、外部に対して磁界を放射するための図示しない磁界放射部がカプセル型医療装置３に設けられ、また、該磁界放射部が放射した磁界を検出するための図示しない磁界検出部が患者２の体外に設けられているような構成を有していても良い。
【００６４】
以上に述べたように、本実施形態の超音波医療システム１は、カプセル型医療装置３が患者２の体内に留置された状態において、超音波画像に弾性率分布画像が重畳された画像を表示部１２に表示することができる。すなわち、本実施形態の超音波医療システム１は、患者２の体表から比較的離れた位置に存在する生体組織について、該生体組織の硬さまたは柔らかさを示すための画像を得ることができる。
【００６５】
（第２の実施形態）
図１９から図２３は、本発明の第２の実施形態に係るものである。なお、第１の実施形態と同様の構成を持つ部分については、詳細説明は省略する。また、第１の実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を用いて説明は省略する。
【００６６】
図１９は、本実施形態の超音波医療システムにおける要部の構成を示す図である。図２０は、本実施形態の超音波医療システムにおける、カプセル型医療装置の内部構成及び各部の配置状態の一例を示す図である。図２１は、本実施形態のカプセル型医療装置が管腔を移動する際の状態の一例を示す図である。図２２は、図２１のカプセル型医療装置が管腔内において保持された状態の一例を示す図である。図２３は、図２２のカプセル型医療装置のバルーンが膨張することにより、目的部位の状態が変位した状態の一例を示す図である。
【００６７】
本実施形態の超音波医療システム１Ａは、図１９に示すように、生体としての患者２が嚥下することにより、患者２の内部に留置されるカプセル型医療装置３Ａと、第１の実施形態と同様の構成であるアンテナ部４と、第１の実施形態と同様の構成である外部装置５とを有して要部が構成されている。
【００６８】
カプセル型医療装置３Ａは、図２０に示すように、アンテナ３１と、データ受信部３２ａと、データ送信部３２ｂと、制御部３３と、バルーン圧力制御部３４と、圧力センサ３５ｄと、超音波振動子３６Ａと、バルーン３７Ｄと、タンク４１を有して構成される。
【００６９】
圧力センサ３５ｄは、バルーン３７Ｄの内圧を検知し、検知した内圧を圧力値データ信号として制御部３３に対して出力する。
【００７０】
超音波振動子３６Ａは、例えば、カプセル型医療装置３Ａの短手方向の外周面の一部において、全周に渡り配列されて設けられた、複数のアレイ型振動子により構成されている。このような構成により、超音波振動子３６Ａは、カプセル型医療装置３Ａの進行方向に対して直交する方向である、ラジアル方向に超音波を送波する。また、超音波振動子３６Ａは、超音波を送波した生体組織等において、該超音波が反射した反射波を受波し、受波した反射波を制御部３３に対して出力する。
【００７１】
バルーン３７Ｄは、水等の超音波伝達媒体が注入された際に膨張し、注入された超音波伝達媒体が取り除かれた際に収縮するような、ゴム等の伸縮可能な部材により形成されている。また、バルーン３７Ｄは、例えば、カプセル型医療装置３Ａの短手方向の外周面上において、超音波振動子３６Ａの全体を覆うことができる位置に配置されている。
【００７２】
タンク４１は、ゴム等の伸縮可能な部材により形成されており、バルーン圧力制御部３４の制御に基づき、例えば、バルーン３７Ｄを膨張させる制御がバルーン圧力制御部３４により行われた場合において、内部に予め蓄えられた水等の超音波伝達媒体を、バルーン圧力制御部３４と、圧力センサ３５ｄとを介し、バルーン３７Ｄに注入する。また、タンク４１は、バルーン圧力制御部３４の制御に基づき、例えば、バルーン３７Ｄを収縮させる制御がバルーン圧力制御部３４により行われた場合において、バルーン３７Ｄから、圧力センサ３５ｄと、バルーン圧力制御部３４とを介して流れ出る超音波伝達媒体を再び内部に蓄える。
【００７３】
次に、本実施形態の超音波医療システム１Ａの作用について説明を行う。
【００７４】
患者２は、アンテナ部４が設けられたジャケット１０を装着し、かつ、アンテナ部４と外部装置５とがケーブル４ａにより接続された状態において、カプセル型医療装置３Ａを嚥下する。
【００７５】
患者２により嚥下されたカプセル型医療装置３Ａは、例えば、図２１に示すような、バルーン３７Ｄが収縮している状態のまま、患者２の体内における管腔１０１内を移動してゆく。
【００７６】
そして、弾性率分布の確認を行う対象部位となる目的部位２０１が超音波振動子３６から送波される超音波の送波方向上に存在する時点において、術者は、操作部１３を操作することにより、図２２に示すようにバルーン３７Ｄを膨張させ、管腔１０１内を移動するカプセル型医療装置３Ａの位置を保持する。なお、本実施形態においては、管腔１０１内を移動するカプセル型医療装置３Ａが目的部位２０１の近辺に到達したか否かの判断は、例えば、表示部１２に表示される、患者２の生体組織等の断層像を確認することにより行われるものとする。
【００７７】
さらに、術者は、例えば、操作部１３を操作することにより、管腔１０１内において図２２に示すように保持されたカプセル型医療装置３Ａのバルーン３７Ｄを更に膨張させる指示を行う。そして、例えば、図２３に示すようにバルーン３７Ｄが膨張することにより、カプセル型医療装置３Ａは、管腔１０１の管壁越しに、目的部位２０１の生体組織に対して圧力を加え、目的部位２０１の生体組織の状態を変位させる。
【００７８】
また、目的部位２０１の生体組織に対して圧力が加えられる前後の時点において、超音波振動子３６Ａは、目的部位２０１に対して超音波を送波すると共に、超音波が目的部位２０１において反射した反射波を受波して出力する。また、目的部位２０１の生体組織に対して圧力が加えられる前後の時点において、圧力センサ３５ｄは、バルーン３７Ｄの内圧を検知し、検知した該内圧を圧力値データ信号として制御部３３に対して出力する。
【００７９】
そのため、外部装置５においては、例えば、目的部位２０１の生体組織に対して圧力が加えられた以後の、一のフレームにおける第１の超音波画像と、目的部位２０１の生体組織に対して圧力が加えられる以前の、所定のフレームにおける第２の超音波画像とが生成されると共に、該第１の超音波画像及び該第２の超音波画像に基づき、該一のフレームにおける弾性率分布画像が生成される。また、外部装置５においては、圧力センサ３５ｄにより検知されたバルーン３７Ｄの内圧値が、カプセル型医療装置３により生体内の管壁等に加えられた圧力値Ｐ１に換算される。そして、外部装置５の表示部１２においては、前記第１の超音波画像と、前記一のフレームにおける前記弾性率分布画像と、前記一のフレームにおける圧力値Ｐ１とが重畳された画像が表示される。
【００８０】
なお、本実施形態のカプセル型医療装置３Ａは、ラジアル方向に超音波を送波する構成を有しているものであれば、超音波振動子３６Ａのような、電子走査式のものに限らず、例えば、機械走査式のものであっても良い。
【００８１】
以上に述べたように、本実施形態の超音波医療システム１Ａは、カプセル型医療装置３Ａが患者２の体内に留置された状態において、超音波画像に弾性率分布画像が重畳された画像を表示部１２に表示することができる。すなわち、本実施形態の超音波医療システム１Ａは、患者２の体表から比較的離れた位置に存在する生体組織について、該生体組織の硬さまたは柔らかさを示すための画像を得ることができる。
【００８２】
さらに、本実施形態の超音波医療システム１Ａにおけるカプセル型医療装置３Ａは、ラジアル方向に超音波を送波するため、蠕動運動等の生体運動に関わらず、目的部位２０１が存在する位置に対して超音波の送波方向を合わせ易い。
【００８３】
なお、第１の実施形態の超音波医療システム１及び第２の実施形態の超音波医療システム１Ａにおいては、発明の要旨を逸脱しない範囲において、その構成を種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】第１の実施形態の超音波医療システムにおける要部の構成を示す図。
【図２】第１の実施形態の超音波医療システムにおける、カプセル型医療装置の内部構成の一例を示す図。
【図３】図２に示すカプセル型医療装置における、各部の配置状態の一例を示す図。
【図４】第１の実施形態の超音波医療システムにおける、外部装置の内部構成の一例を示す図。
【図５】第１の実施形態のカプセル型医療装置が管腔を移動する際の状態の一例を示す図。
【図６】図５のカプセル型医療装置が管腔内において保持された状態の一例を示す図。
【図７】図６のカプセル型医療装置のバルーンが膨張することにより、目的部位の状態が変位した状態の一例を示す図。
【図８】第１の実施形態の超音波医療システムにおける、カプセル型医療装置の内部構成の、図２及び図３とは別の一例を示す図。
【図９】カプセル型医療装置が図６に示す状態として保持された後、体表が押圧されることにより、目的部位の状態が変位した状態の一例を示す図。
【図１０】第１の実施形態の超音波医療システムにおいて、カプセル型医療装置が有するバルーンの構成の変形例を示す図。
【図１１】図１０のバルーンにおいて、全体が略均一に膨張していない状態の一例を示す図。
【図１２】図１０のバルーンが設けられたカプセル型医療装置が管腔内において保持された状態の一例を示す図。
【図１３】図１０のバルーンが設けられたカプセル型医療装置が、管腔内において、図１２の状態から回動した後の状態の一例を示す図。
【図１４】第１の実施形態の超音波医療システムにおいて、カプセル型医療装置が有するバルーンの構成の、図１０とは別の変形例を示す図。
【図１５】図１４のバルーンが設けられたカプセル型医療装置が管腔内において保持された状態の一例を示す図。
【図１６】図１４のバルーンが設けられたカプセル型医療装置が、管腔内において、図１５の状態から回動した後の状態の一例を示す図。
【図１７】図１４のバルーンが設けられたカプセル型医療装置が、管腔内において、図１６の状態からさらに回動した後の状態の一例を示す図。
【図１８】第１の実施形態の超音波医療システムにおける、カプセル型医療装置にモーター及びローラーを設けた場合の配置を示すための図。
【図１９】第２の実施形態の超音波医療システムにおける要部の構成を示す図。
【図２０】第２の実施形態の超音波医療システムにおける、カプセル型医療装置の内部構成及び各部の配置状態の一例を示す図。
【図２１】第２の実施形態のカプセル型医療装置が管腔を移動する際の状態の一例を示す図。
【図２２】図２１のカプセル型医療装置が管腔内において保持された状態の一例を示す図。
【図２３】図２２のカプセル型医療装置のバルーンが膨張することにより、目的部位の状態が変位した状態の一例を示す図。
【符号の説明】
【００８５】
１，１Ａ・・・超音波医療システム、２・・・患者、３，３Ａ・・・カプセル型医療装置、４・・・アンテナ部、４ａ・・・ケーブル、５・・・外部装置、１０・・・ジャケット、１１，３１・・・アンテナ、１２・・・表示部、１３・・・操作部、３２ａ，５１ａ・・・データ受信部、３２ｂ，５１ｂ・・・データ送信部、３３・・・制御部、３３ａ，５２・・・データ分離部、３３ｂ・・・超音波発生部、３３ｃ・・・エコー信号生成部、３３ｄ・・・データ加算部、３４・・・バルーン圧力制御部、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ・・・圧力センサ、３６，３６Ａ・・・超音波振動子、３７，３７Ａ，３７Ｄ・・・バルーン、３７ａ・・・軟質部、３７ｂ・・・硬質部、３７Ｂ，３７Ｃ・・・補助バルーン、３７Ｍ・・・モーター、３７Ｒ・・・ローラー、４１・・・タンク、５３・・・超音波画像生成部、５４・・・画像記録部、５５・・・変位分布計測部、５６・・・弾性率分布演算部、５７・・・弾性率分布画像生成部、５８・・・加圧状態演算部、５９・・・画像重畳部、１０１・・・管腔、２０１・・・目的部位
【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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【図２３】
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