(57)【要約】【課題】超音波照射目標位置に対する超音波発生源の位置を固定する。【解決手段】挿入部２６０に設置された音源２７０は、焦点Ｆに集束する集束超音波を射出する。挿入部２６０の先端部に配置された第１のバルーン２１０には、液体タンク１９０に蓄えられた液体が、第１のポンプ１７０及び第２のポンプ１７５によって、第１のチューブ２３０を介して、注入及び排出される。これにより、第１のバルーン２１０は、膨張及び収縮する。同様に、挿入部２６０の先端部に配置された第２のバルーン２２０は、第２のチューブ２３５を介して、その内部に液体が注入及び排出され、膨張及び収縮する。壁面９１０と接する第１のバルーン２１０は、音源２７０と壁面９１０との距離を規定する。第１のバルーン２１０と異なる位置で壁面９１０と接する第２のバルーン２２０は、第１のバルーン２１０とともに、壁面９１０に対する挿入部２６０の位置を固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部を壁面が覆う空間において、対象領域に向けて超音波を射出する、保持部材に保持された音源と、
前記壁面の第１の領域において該壁面を押圧して前記音源と前記対象領域との距離を設定値に保つ、前記保持部材に設けられた第１の支持部材と、
前記壁面のうち前記第１の領域以外の領域を含む第２の領域において該壁面を押圧して、前記第１の支持部材と共に前記音源を該壁面に対して固定する、前記保持部材に設けられた第２の支持部材と、
を具備することを特徴とする超音波照射装置。
【請求項２】
前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とは、前記保持部材を挟んで対設されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項３】
前記第１の支持部材は、前記音源の前記対象領域の側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の超音波照射装置。
【請求項４】
前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とのうち少なくとも一方は、内部に充填する流体の量に応じて大きさが変化するバルーンを含むことを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の超音波照射装置。
【請求項５】
前記第１の支持部材は、内部に充填する流体の量に応じて大きさが変化する第１のバルーンを含み、
前記第２の支持部材は、内部に充填する流体の量に応じて大きさが変化する第２のバルーンを含む、
ことを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の超音波照射装置。
【請求項６】
前記第１のバルーンの内部に充填する前記流体の組成と、前記第２のバルーンの内部に充填する前記流体の組成とは、同一であることを特徴とする請求項５に記載の超音波照射装置。
【請求項７】
前記第１の支持部材は、内部に充填する流体の量に応じて大きさが変化する第１のバルーンを含み、
前記第２の支持部材は、内部に充填する流体の量に応じて大きさが変化する第２のバルーンを含み、
前記第１のバルーンと前記音源とは、前記第２のバルーン内に配置されており、
前記第１の領域を押圧する部分において、前記第１のバルーンの外面と前記第２のバルーンの内面とは接している、
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項８】
前記第１のバルーンの内部に充填する前記流体の組成と、前記第２のバルーンの内部に充填する前記流体の組成とは、同一であることを特徴とする請求項７に記載の超音波照射装置。
【請求項９】
前記保持部材は、棒形状であり、ばね機構を有し屈曲する関節部を備え、
前記音源は、前記棒形状の保持部材の周面の一部に配置されており、
前記第１の支持部材は、前記音源の前記対象領域の側に設けられており、
前記第２の支持部材は、前記保持部材の長手方向について前記関節部よりも前記音源が配置されている側と反対側に配置されており、
前記ばね機構は、前記保持部材の前記関節部よりも前記音源が配置された側が前記対象領域の方向に変位するように力を加える、
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項１０】
前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とを連動して変形させ、前記音源と前記対象領域との距離を変化させる制御手段を更に具備する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の超音波照射装置。
【請求項１１】
前記第１のバルーン内に充填する流体量と、前記第２のバルーン内に充填する流体量とを変化させる流体調節手段と、
前記流体調節手段を制御して、前記第１のバルーンと前記第２のバルーンとの大きさを変化させ、前記音源と前記対象領域との距離を変化させる制御手段と、
を更に具備することを特徴とする請求項５乃至８のうち何れか１項に記載の超音波照射装置。
【請求項１２】
前記第１の支持部材は、内部に充填する流体の量に応じて大きさが変化する第１のバルーンを含み、
前記第２の支持部材は、内部に充填する流体の量に応じて大きさが変化する第２のバルーンを含み、
前記第１のバルーン内に充填する流体量を変化させる流体調節手段と、
前記流体調節手段を制御して、前記第１のバルーンの大きさを変化させ、前記音源と前記対象領域との距離を変化させる制御手段と、
を更に具備することを特徴とする請求項９に記載の超音波照射装置。
【請求項１３】
複数の前記第２の支持部材を具備することを特徴とする請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項１４】
前記第１の支持部材は、内部に充填する流体の量に応じて大きさが変化する第１のバルーンを含み、
前記複数の第２の支持部材は、それぞれ内部に充填する流体の量に応じて大きさが変化する複数の第２のバルーンを含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の超音波照射装置。
【請求項１５】
前記音源は、フェーズドアレイにより、焦点位置を変化させられるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１４のうち何れか１項に記載の超音波照射装置。
【請求項１６】
前記第１のバルーンは、前記音源の前記対象領域の側に設けられており、
前記第１のバルーン内部に前記音源と前記対象領域との音響インピーダンスをマッチングさせるための超音波伝播媒体を充填する、
ことを特徴とする請求項５乃至８のうち何れか１項に記載の超音波照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波照射装置、特に内視鏡の挿入部に超音波発生源を配置する超音波照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体組織に集束超音波を照射し、例えば癌細胞等の病変部を焼灼する処置が知られている。このような処置を体内で行うため、集束超音波発生源を内視鏡の体内に挿入する部分に配置した超音波照射装置が知られている。このような超音波照射装置に関する技術として、例えば特許文献１には次のような技術が開示されている。この技術では、集束超音波発生源を内視鏡に配置した超音波照射装置において、超音波発生源近傍にバルーンが取り付けられている。このバルーンの大きさによって、集束超音波発生源と超音波照射の対象である壁面との距離を規定する。即ち、集束超音波の焦点位置と、例えば病変部等、超音波を照射したい目標位置との距離を規定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８５００９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記した集束超音波によって病変部を焼灼するような処置においては、超音波を照射したい目標位置に集束超音波の焦点位置を一致させることが求められる。しかしながら、例えば特許文献１に開示されている技術を用いても、胃の内部等、比較的広い空間においては、超音波発生源が設置されている内視鏡の挿入部の位置を固定することが困難である。即ち、集束超音波を照射したい目標位置と、集束超音波の焦点位置とを一致させた状態で、集束超音波源の位置を維持することが困難である。
【０００５】
そこで本発明は、目標位置に対する超音波発生源の相対位置を固定できる超音波照射装置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】
【０００６】
前記目的を果たすため、本発明の超音波照射装置の一態様は、少なくとも一部を壁面が覆う空間において、対象領域に向けて超音波を射出する、保持部材に保持された音源と、前記壁面の第１の領域と接して前記音源と前記対象領域との距離を設定値に保つ、前記保持部材に設けられた第１の支持部材と、前記壁面のうち前記第１の領域以外の第２の領域と接して、前記第１の支持部材と共に前記音源を該壁面に対して固定する、前記保持部材に設けられた第２の支持部材と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、目標位置と超音波発生源との距離を保つ第１の支持部材と、第１の支持部材と別の場所で、超音波発生源を支持する第２の支持部材とを有するので、目標位置に対する超音波発生源の相対位置を固定できる超音波照射装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波照射装置の構成例を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る超音波照射装置の挿入部の移動を説明する為の概略図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る超音波照射装置のプローブ部の構成例を示す図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る超音波照射装置の挿入部の移動を説明する為の概略図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る超音波照射装置のプローブ部の構成例を示す図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る超音波照射装置の挿入部の移動を説明する為の概略図。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る超音波照射装置のプローブ部の構成例を示す図。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る超音波照射装置の挿入部の移動を説明する為の概略図。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る超音波照射装置のプローブ部の別の構成例を示す図。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る超音波照射装置のプローブ部の構成例を示す図。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る超音波照射装置の挿入部の移動を説明する為の概略図。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係る超音波照射装置の構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る超音波照射装置は、集束超音波を照射できる内視鏡型の超音波照射装置である。例えば、本超音波照射装置は、体内に挿入され、標的位置の組織（例えば腫瘍等）に集束超音波を照射し、当該組織を焼灼する。図１に第１の実施形態に係る超音波照射装置の構成を示すブロック図を示す。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態に係る超音波照射装置は、被検体の外部から本超音波照射装置の各部を制御するコントロール部１００と被検体内に挿入されるプローブ部２００とを有する。プローブ部２００は、例えば胃に挿入される細長い形状をした挿入部２６０を有している。挿入部２６０の、被検体内に挿入される側を先端側と、コントロール部１００側を基端側と称することにする。挿入部２６０の先端付近の周面には、超音波を射出する音源２７０が配置されている。音源２７０は、例えばチタン・ジルコン酸塩（ＰＺＴ）等の圧電素子で構成されている。音源２７０の超音波を射出する面は、例えば凹面形状をしており、音源２７０から射出される超音波は、焦点Ｆに集束する集束超音波となる。
【００１１】
また、挿入部２６０の音源２７０付近には、挿入部２６０の先端部を例えば胃内に固定するための、第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０とが配置されている。本実施形態では、第１のバルーン２１０は、音源２７０の超音波を射出する面側に膨張及び収縮するように配置されている。一方、第２のバルーン２２０は、第１のバルーン２１０と挿入部２６０を挟んで対峙する位置に、膨張及び収縮するように配置されている。第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０とは、例えばラテックスゴムやその他のゴム等の膨張や収縮が可能な材料で構成されている。
【００１２】
第１のバルーン２１０は、第１のチューブ２３０と接続している。第１のチューブ２３０は、挿入部２６０の内部を挿通しコントロール部１００に接続されている。第１のバルーン２１０の内部には、第１のチューブ２３０を介して、液体が注入及び排出される。この液体の注入及び排出によって、第１のバルーン２１０は、膨張及び収縮する。ここで、液体は、例えば生理食塩水や脱気水である。同様に、第２のバルーン２２０は、挿入部２６０の内部を挿通し、コントロール部１００と接続する第２のチューブ２３５と接続している。第２のバルーン２２０の内部には、第２のチューブ２３５を介して、液体が注入及び排出され、第２のバルーン２２０は、膨張及び収縮する。また、第１のバルーン２１０内には、第１のバルーン２１０内の液体の圧力を計測するための、第１の圧力センサ２４０が設置されている。同様に、第２のバルーン２２０内には、第２のバルーン２２０内の液体の圧力を計測するための、第２の圧力センサ２４５が設置されている。
【００１３】
コントロール部１００は、制御部１１０と、入力部１２０と、記憶部１３０と、音源制御部１４０と、音源駆動部１５０と、ポンプ制御部１６０と、第１のポンプ１７０と、第２のポンプ１７５と、第１の三方弁１８０と、第２の三方弁１８５と、液体タンク１９０とを備える。制御部１１０は、入力部１２０と、記憶部１３０と、音源制御部１４０と、ポンプ制御部１６０と接続している。制御部１１０は、本超音波照射装置全体の制御を行う。入力部１２０は、例えばキーボード等であり、使用者からの指示を入力する。記憶部１３０は、本超音波照射装置の制御等に関わる情報を記憶しており、制御部１１０の求めに応じて、適宜情報を制御部１１０に出力する。音源制御部１４０は、音源２７０の出力等の制御を行う。音源駆動部１５０は、音源制御部１４０の制御の下、音源２７０を駆動する。
【００１４】
ポンプ制御部１６０は、第１のポンプ１７０、第２のポンプ１７５、第１の三方弁１８０、及び第２の三方弁１８５の動作を制御する。また、ポンプ制御部１６０は、第１の圧力センサ２４０と接続しており、第１の圧力センサ２４０の出力値を入力し、第１のバルーン２１０内の液体の圧力を取得する。同様に、ポンプ制御部１６０は、第２の圧力センサ２４５と接続しており、第２の圧力センサ２４５の出力値を入力し、第２のバルーン２２０内の液体の圧力を取得する。
【００１５】
液体を蓄える液体タンク１９０は、第１のポンプ１７０に接続されている。液体タンク１９０には、図示しない液体温度調整器及び脱気装置が含まれている。第１の三方弁１８０は、第１のチューブ２３０、第１のポンプ１７０、及び第２のポンプ１７５に接続されている。第２の三方弁１８５は、第２のチューブ２３５、第１のポンプ１７０、及び第２のポンプ１７５に接続されている。
【００１６】
第１のポンプ１７０は、液体を、液体タンク１９０から第１の三方弁１８０及び第２の三方弁１８５の方へ送出したり、逆に、第１の三方弁１８０及び第２の三方弁１８５から液体タンク１９０の方へ送出したりする。したがって、第１の三方弁１８０を、第１のポンプ１７０と第１のチューブ２３０とを接続するようにし、第２の三方弁１８５を、第１のポンプ１７０と第２のチューブ２３５とを接続するようにすると、第１のポンプ１７０は、液体を液体タンク１９０から第１のチューブ２３０及び第２のチューブ２３５の方へ送出したり、逆に、液体を第１のチューブ２３０及び第２のチューブ２３５から液体タンク１９０の方へ送出したりすることができる。その結果、液体の移動により、第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０との体積を変化させることができる。
【００１７】
第２のポンプ１７５は、液体を第１の三方弁１８０の方から第２の三方弁１８５の方へ、及びその逆の方へ、送出することができる。したがって、第１の三方弁１８０を第２のポンプ１７５と第１のチューブ２３０とを接続するようにし、第２の三方弁１８５を第２のポンプ１７５と第２のチューブ２３５とを接続するようにすると、第２のポンプ１７５は、液体を第１のチューブ２３０の方から第２のチューブ２３５の方へ、及びその逆の方へ、送出することができる。その結果、第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０との間で、液体を移動させることができる。即ち、第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０との体積比を変化させることができる。このように、第１のポンプ１７０、第２のポンプ１７５、第１の三方弁１８０、及び第２の三方弁１８５の動作を制御することで、第１のバルーン２１０の体積と第２のバルーン２２０の体積とを自在に調整することができる。このように、本実施形態では、第１のバルーン２１０に充填されている液体と第２のバルーン２２０に充填されている液体とは、同一の液体である。
【００１８】
このように、例えば挿入部２６０は、保持部材として機能し、例えば音源２７０は、音源として機能し、例えば第１のバルーン２１０は、第１の支持部材として機能し、例えば第２のバルーン２２０は、第２の支持部材として機能し、例えば第１のポンプ１７０、第２のポンプ１７５、第１の三方弁１８０、及び第２の三方弁１８５は、流体調節手段として機能し、例えばポンプ制御部１６０は、制御手段として機能する。
【００１９】
次に本実施形態に係る超音波照射装置の動作を説明する。使用者は、本超音波照射装置の挿入部２６０を、例えば、被検者の口から食道を通じて胃に挿入する。このとき、第１のバルーン２１０及び第２のバルーン２２０には、液体は注入されておらず、第１のバルーン２１０及び第２のバルーン２２０は、収縮し、挿入部２６０内に収まっている。したがって、プローブ部２００は、例えば、食道を通るほど十分細い形態となる。使用者は、集束超音波を照射したい部分に対して、音源２７０の超音波を射出する面を対向させる。その状態で、本超音波照射装置に対して、プローブ部２００を固定するように、入力部１２０から指示を入力する。
【００２０】
入力部１２０は、使用者のプローブ部２００を固定することの指示を入力し、それを制御部１１０に出力する。制御部１１０は、ポンプ制御部１６０に、プローブ部２００を固定するための制御を開始する指示を出力する。ポンプ制御部１６０は、制御部１１０から、指示を入力する。ポンプ制御部１６０は、第１のポンプ１７０と、第２のポンプ１７５と、第１の三方弁１８０と、第２の三方弁１８５との動作を制御し、第１のバルーン２１０及び第２のバルーン２２０に液体を注入して、第１のバルーン２１０及び第２のバルーン２２０を膨張させる。
【００２１】
第１のポンプ１７０は、ポンプ制御部１６０の制御の下、液体タンク１９０に貯蓄されている適度に加温もしくは冷却、及び良く脱気された液体を、第１のチューブ２３０及び第２のチューブ２３５の方へ送出する。また、このとき、第２のポンプ１７５と、第１の三方弁１８０と、第２の三方弁１８５とを調整することによって、第１のバルーン２１０の大きさと、第２のバルーン２２０の大きさとはそれぞれ調整される。その結果、挿入部２６０の先端部の位置が維持されたまま、第１のバルーン２１０及び第２のバルーン２２０は、例えば胃壁等の、壁面９１０に接する。これらの動作において、ポンプ制御部１６０は、第１の圧力センサ２４０及び第２の圧力センサ２４５の出力値に基づいて、第１のバルーン２１０内の液体の圧力と、第２のバルーン２２０内の液体の圧力とを取得する。そして、焦点Fが目標位置に一致かつ固定されたことを確認した後、第１のバルーン２１０内の液体の圧力と、第２のバルーン２２０内の液体の圧力とを取得し、以後、これらの値が維持されるように、第２のポンプ１７５の動作を制御し、液体の送出を行う。
【００２２】
第１のバルーン２１０及び第２のバルーン２２０が、所定の力で壁面９１０を押すことで、第１のバルーン２１０及び第２のバルーン２２０が配置されている挿入部２６０は、壁面９１０に対して固定される。この際、第１のバルーン２１０により挿入部２６０を押す力と第２のバルーン２２０により挿入部２６０を押す力とが等しいので、挿入部２６０の先端部の位置は、第１のバルーン２１０側に偏ったり、第２のバルーン２２０側に偏ったりしない。なお、第１のバルーン２１０が挿入部２６０に接触する面積と第２のバルーン２２０が挿入部２６０に接触する面積が常に等しくなるように構成すれば、第１のバルーン２１０内の液体の圧力と第２のバルーン２２０の液体の圧力は常に等しくなる。
【００２３】
使用者は、集束超音波を照射したい位置と、焦点Ｆの位置とが重なり合うことを確認したら、超音波を照射する指示を、入力部１２０に入力する。なお、使用者は、挿入部２６０が壁面９１０に対して固定されている様子などを、体外から超音波を照射して体内を観察する超音波診断装置等を用いて、確認することができる。
【００２４】
超音波照射の指示を入力された入力部１２０は、当該指示を制御部１１０に出力する。制御部１１０は、音源制御部１４０に、音源に超音波の射出を開始させる指示を出力する。音源制御部１４０は、制御部１１０の指示を入力し、この指示に基づいて超音波照射の時間、強度等を決定し、音源駆動部１５０を制御する。音源駆動部１５０は、音源制御部１４０の制御の下、音源２７０を駆動する。音源２７０は、音源駆動部１５０に駆動され、集束超音波を射出する。
【００２５】
また、例えば超音波の照射位置を奥から手前へ又は手前から奥へ移動させる場合等は、使用者はその旨を入力部１２０を用いて本超音波照射装置に入力する。超音波の照射位置を変化させる指示を入力した入力部１２０は、その指示を制御部１１０に出力する。制御部１１０は、入力した超音波の照射位置を変化させる指示に基づいて、第１のバルーン２１０の体積と第２のバルーン２２０の体積とをどのように変化させるか決定する。即ち、第１のバルーン２１０の体積の増加量又は減少量と、第２のバルーン２２０の体積の増加量又は減少量とを決定する。例えば、挿入部２６０の位置を第１のバルーン２１０側から第２のバルーン２２０側へ移動させる指示が入力されたら、図２に模式図を示すように、第１のバルーン２１０の体積を大きくし、第２のバルーン２２０の体積を小さくする。制御部１１０は、決定した第１のバルーン２１０の体積変化量と第２のバルーン２２０の体積変化量とを、ポンプ制御部１６０に出力する。
【００２６】
ポンプ制御部１６０は、入力された第１のバルーン２１０の体積変化量と第２のバルーン２２０の体積変化量とに基づいて、第１のポンプ１７０と、第２のポンプ１７５と、第１の三方弁１８０と、第２の三方弁１８５との動作を制御する。例えば、挿入部２６０の位置を、第１のバルーン２１０側から第２のバルーン２２０側へ移動させるには、第１のポンプ１７０は動作させず、第２のポンプ１７５のみを動作させて、第２のバルーン２２０内の液体を、第１のバルーン２１０内へ移動させればよい。また、第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０との大きさが大きく異なる場合、或いは、挿入部２６０の移動量が大きい場合であって、第１のバルーン２１０に含まれる液体と、第２のバルーン２２０に含まれる液体との体積の合計が変化するような場合には、必要に応じて、第１のポンプによって、第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０とに含まれる液体の一部を液体タンク１９０に移動させたり、液体タンク１９０から液体を、第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０とに補充したりすればよい。これらの動作において、第１のバルーン２１０内の液体により挿入部２６０を押す力と、第２のバルーン２２０内の液体により挿入部２６０を押す力とが互いに等しくなるように、第２のポンプ１７５の動作を制御し、液体の送出を行う。  
【００２７】
ポンプ制御部１６０の制御の下、第１のポンプ１７０と、第２のポンプ１７５とは、液体を移動させ、第１のバルーン２１０と、第２のバルーン２２０との体積を変化させる。
その際、図示しない観察用超音波プローブや位置センサにより、挿入部２６０から壁面９１０までの距離を、第１のバルーン２１０側と、第２のバルーン２２０側のそれぞれにて計測し、これらの位置情報を制御部１１０もしくはポンプ制御部１６０にフィードバックし、設定した位置に挿入部２６０が設置されるようフィードバック制御を行うようにしても良い。
【００２８】
また、例えば処置が終了し、プローブ部２００を例えば胃から取り出すときには、使用者は、処置終了の指示を入力部１２０から入力する。入力部１２０は、入力した処置終了の指示を制御部１１０に出力する。制御部１１０は、処置終了の指示に基づいて、ポンプ制御部１６０に、第１のバルーン２１０及び第２のバルーン２２０を収縮させる指示を出力する。第１のバルーン２１０及び第２のバルーン２２０を収縮させる指示を入力したポンプ制御部１６０は、第１のポンプを動作させ、第１のバルーン２１０及び第２のバルーン２２０内の液体を、液体タンク１９０に移動させる。その結果、第１のバルーン２１０及び第２のバルーン２２０は収縮し、挿入部２６０の固定は解除される。その後使用者は、プローブ部２００を被検体の体外に取り出すことができる。
【００２９】
上記の通り、本実施形態によれば、挿入部２６０を、壁面９１０に覆われた空間内に固定することができる。その結果、集束超音波を標的位置に確実に照射することができる。また、第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０との体積比を変化させることで、音源２７０の位置を超音波の照射方向に沿って、移動させることができる。即ち、超音波の進行方向に集束超音波の焦点サイズよりも広い部分を焼灼する場合には、第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０との体積比を変化させることで、正確に照射位置を変化させながら、超音波を照射することができる。
【００３０】
なお、第１の圧力センサ２４０は、第１のバルーン２１０内になくてもよく、例えば、第１のチューブ２３０の第１の三方弁１８０付近に設置してもよい。同様に、第２の圧力センサ２４５は、例えば、第２のチューブ２３５の第２の三方弁１８５付近に設置してもよい。
【００３１】
また、本実施形態の説明では、第１のバルーン２１０に充填する液体と、第２のバルーン２２０に充填する液体とを同一の液体とし、互いに移動できるように構成したが、それぞれ別の液体を充填するように構成してもよい。この場合、図示はしないが、例えば、第１のバルーン２１０には、液体タンクＡに貯蔵された液体を、ポンプＡによって注入及び排出するようにし、第２のバルーン２２０には、液体タンクＢに貯蔵された液体を、ポンプＢによって、注入及び排出するように構成してもよい。また、第１のバルーン２１０と、第２のバルーン２２０とに充填するものは、液体に限らず、気体でもよいし、ゲル状の物質でもよい。ただし、第１のバルーン２１０は、超音波伝播媒体として機能するので、第１のバルーン２１０に充填する物質は、例えば生理食塩水や脱気水等、超音波を照射する対象である組織の音響インピーダンスと近い音響インピーダンスを有し超音波の減衰率が小さい物質であることが望ましい。また、本超音波照射装置を生体に対して用いる際には、充填する物質として、生体に対して無害なものが用いられる。
【００３２】
また、音源２７０は、集束超音波を射出するために、超音波の射出面が凹面形状をしていなくてもよく、フェーズドアレイによって、超音波を集束させてもよい。即ち、音源２７０が一つの圧電素子で構成されているのではなく、例えば同心円状に組み合わされる等、複数の圧電素子を組み合わせた構成とし、各々の圧電素子が射出する超音波の位相を適切に調整することによって、射出する超音波を集束させてもよい。フェーズドアレイを利用すると、音源２７０の位置を変えずに超音波の集束位置を変化させることができるので、第１のバルーン２１０及び第２のバルーン２２０の大きさを変化させて音源２７０を大よその位置に変化させた後に、更にフェーズドアレイにより集束超音波の焦点位置を正確に調整することもできる。または、フェーズドアレイにより集束超音波の焦点位置を大よその位置に変化させた後に、更に第１のバルーン２１０及び第２のバルーン２２０の大きさを変化させて音源２７０位置を正確に調整することもできる。なお、音源２７０は、圧電素子に限らず、超音波を射出できる素子であればどのようなものでもよい。
【００３３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。ここで第２の実施形態の説明では、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。本実施形態に係る超音波照射装置は、プローブ部２００の挿入部２６０と、第１のバルーン２１０と、第２のバルーン２２０との位置関係が、第１の実施形態に係る超音波照射装置と異なる。本実施形態に係るプローブ部２００の構成の概略を図３に示す。図３においては、簡単のため、第１の圧力センサ２４０、第２の圧力センサ２４５、それらとポンプ制御部１６０とを接続する配線、音源２７０と音源駆動部１５０とを接続する配線等は、省略され図示されていないが、これらは第１の実施形態の場合と同様に配置されている。
【００３４】
図３に示すように、本実施形態では、挿入部２６０を取り囲むように、第１のバルーン２１０が設置されている。更に、第１のバルーン２１０の挿入部２６０に対して音源２７０と反対側に位置する部分の、挿入部２６０と反対側には、第２のバルーン２２０が配置されている。その他の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。
【００３５】
本実施形態においても、第１のチューブ２３０を介して、第１のバルーン２１０内に液体を注入及び排出し、第２のチューブ２３５を介して、第２のバルーン２２０内に液体を注入及び排出する。このようにして第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０とを、膨張させたり収縮させたりすることができる。本実施形態においても、コントロール部１００内の第１のポンプ１７０、第１のポンプ１７５、第１の三方弁１８０、第２の三方弁１８５及び液体タンク１９０等の構成を第１の実施形態の場合と同様に構成することができる。第１の実施形態と同様の構成であれば、第１のバルーン２１０に充填される液体と第２のバルーン２２０に充填される液体とは、同一の液体となる。
【００３６】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様に、第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０との体積を調整することで、使用者が意図する位置に挿入部２６０の先端を固定することができる。また、第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０との体積比を変化させることで、図４にその概略を示すように、音源２７０の位置を超音波の照射方向に沿って、移動させることができる。
【００３７】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。ここで第３の実施形態の説明では、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。本実施形態に係る超音波照射装置は、プローブ部２００の挿入部２６０と、第１のバルーン２１０と、第２のバルーン２２０との位置関係が、第１の実施形態に係る超音波照射装置と異なる。本実施形態に係るプローブ部２００の構成の概略を図５に示す。図３の場合と同様に図５においては、簡単のため、第１の圧力センサ２４０、第２の圧力センサ２４５、それらとポンプ制御部１６０とを接続する配線、音源２７０と音源駆動部１５０とを接続する配線等は、省略され図示されていないが、これらは第１の実施形態の場合と同様に配置されている。
【００３８】
図５に示すように、本実施形態では、挿入部２６０の先端の音源２７０側に、第１のバルーン２１０が設置されている。更に、挿入部２６０の先端と第１のバルーン２１０とを覆うように第２のバルーン２２０が配置されている。ここで、第１のバルーン２１０の外面と第２のバルーン２２０の内面とは、第１のバルーン２１０が壁面９１０と接する部分で、接着されている。また、挿入部２６０は、第２のバルーン２２０を貫通する形状となっている。その他の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。
【００３９】
本実施形態においても、第１のチューブ２３０を介して、第１のバルーン２１０内に液体を注入及び排出し、第２のチューブ２３５を介して、第２のバルーン２２０内に液体を注入及び排出する。このようにして第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０とを膨張させたり収縮させたりすることができる。本実施形態においても、コントロール部１００内の第１のポンプ１７０、第１のポンプ１７５、第１の三方弁１８０、第２の三方弁１８５及び液体タンク１９０等の構成を第１の実施形態の場合と同様に構成することができる。第１の実施形態と同様の構成であれば、第１のバルーン２１０に充填される液体と第２のバルーン２２０に充填される液体とは、同一の液体となる。
【００４０】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様に、第１のバルーン２１０の体積と第２のバルーン２２０の体積とを調整することで、使用者が意図する位置に挿入部２６０の先端を固定することができる。即ち、第２のバルーン２２０を膨張させて、壁面９１０に対して挿入部２６０と第１のバルーン２１０とを含む全体を固定する。そして、第１のバルーン２１０の大きさを調整することで音源２７０と壁面９１０との距離を調節する。また、第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０との体積比を変化させることで、図６にその概略を示すように、音源２７０の位置を超音波の照射方向に沿って、移動させることができる。
【００４１】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。ここで第４の実施形態の説明では、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。本実施形態に係る超音波照射装置は、第１の実施形態に係る超音波照射装置と、プローブ部２００の構成が異なる。本実施形態に係るプローブ部２００の構成の概略を図７に示す。図３の場合と同様に図７においては、簡単のため、第１の圧力センサ２４０、第２の圧力センサ２４５、それらとポンプ制御部１６０とを接続する配線、音源２７０と音源駆動部１５０とを接続する配線等は、省略され図示されていないが、第１の実施形態の場合と同様に配置されている。
【００４２】
図７に示すように、本実施形態では、プローブ部２００は、挿入部２６０の先端付近であり、音源２７０よりも基端側に、関節部２５０を有する。関節部２５０の更に基端側には、第２のバルーン２２０が配置されており、この部分で挿入部２６０は、第２のバルーン２２０を貫通している。第２のバルーン２２０は、壁面９１０に接することができ、壁面に対して挿入部２６０の関節部２５０よりも基端側を固定する。関節部２５０を支点として、挿入部２６０の関節部２５０よりも先端側には、関節部２５０が有するばね機構によって、音源２７０が配置されている側に力が加わっている。挿入部２６０の先端の音源２７０側には、第１のバルーン２１０が設置されている。この第１のバルーン２１０は、前記した関節部２５０が有するばね機構による付勢力のため、壁面９１０に押し付けられる。その他の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。
【００４３】
本実施形態においても、第１のチューブ２３０を介して、第１のバルーン２１０内に液体を注入及び排出し、第２のチューブ２３５を介して、第２のバルーン２２０内に液体を注入及び排出する。このようにして第１のバルーン２１０及び第２のバルーン２２０を膨張させたり収縮させたりすることができる。超音波照射時には、第２のバルーン２２０の体積を調整することで、挿入部２６０の関節部２５０よりも基端側を壁面９１０に対して固定する。関節部２５０のばね機構によって、挿入部２６０は、音源２７０側に押し付けられるので、第１のバルーン２１０の大きさを調節することによって音源２７０と壁面９１０との間隔を変化させることができる。
【００４４】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様に、第１のバルーン２１０の体積と第２のバルーン２２０の体積とを調整することで、使用者が意図する位置に挿入部２６０の先端を固定することができる。即ち、第２のバルーン２２０を膨張させて、壁面９１０に対して関節部２５０よりも基端側を固定することができ、第１のバルーン２１０によって、音源２７０と壁面９１０との間隔を規定することができる。また、第１のバルーン２１０の体積を変化させることで、図８にその概略を示すように、音源２７０の位置を移動させることができる。
【００４５】
なお、図９に示すように、第２のバルーン２２０を挿入部２６０の先端側に配置し、それと関節部２５０を挟んで基端側に音源２７０及び第１のバルーン２１０を配置してもよい。この場合、関節部２５０のばね機構による付勢力によって第１のバルーン２１０が壁面９１０に押し付けられるように、挿入部２６０の関節部２５０から音源２７０が配置されている位置までは、剛性を有しているが、挿入部２６０の音源２７０が配置されている位置よりも基端側は、軟性体で構成されている。この場合も図７を参照して説明した構成と同様の効果が得られる。
【００４６】
［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。ここで第５の実施形態の説明では、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。本実施形態に係る超音波照射装置は、第１のバルーン２１０及び第２のバルーン２２０に加えて、第３のバルーン２２５を有する。
【００４７】
本実施形態に係るプローブ部２００の構成の概略を図１０に示す。図１０は、挿入部２６０を、その先端側から見た図である。図１０に示すように、挿入部２６０の先端部には、挿入部２６０の先端側から見て互いに１２０度の角度をなすように、第１のバルーン２１０と、第２のバルーン２２０と、第３のバルーン２２５とが設置されている。ここで、第１のバルーン２１０は、挿入部２６０の音源２７０側に設置されている。第１の実施形態と同様に、第１のバルーン２１０には、第１のチューブ２３０が接続されており、第２のバルーン２２０には、第２のチューブ２３５が接続されている。これらと同様に、第３のバルーン２２５には、第３のチューブ２３７が接続されている。第１のチューブ２３０、第２のチューブ２３５、第３のチューブ２３７は、三方弁を介して第１のポンプ１７０及び第２のポンプ１７５に接続されている。
【００４８】
また、第１の実施形態と同様に、第１のバルーン２１０内には、第１の圧力センサ２４０が配置されており、第２のバルーン２２０内には、第２の圧力センサ２４５が配置されている。これらと同様に、第３のバルーン２２５内には、第３の圧力センサ２４７が配置されている。第１の圧力センサ２４０、第２の圧力センサ２４５、第３の圧力センサ２４７は、それぞれ、ポンプ制御部１６０に接続されている。その他の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。
【００４９】
本実施形態においても、第１のチューブ２３０を介して、第１のバルーン２１０内に液体を注入及び排出し、第２のチューブ２３５を介して、第２のバルーン２２０内に液体を注入及び排出し、第３のチューブ２３７を介して、第３のバルーン２２５内に液体を注入及び排出する。このようにして第１のバルーン２１０、第２のバルーン２２０及び第３のバルーン２２５を、それぞれ膨張させたり収縮させたりすることができる。
【００５０】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様に、第１のバルーン２１０、第２のバルーン２２０及び第３のバルーン２２５の体積を調整することで、使用者が意図する位置に挿入部２６０の先端を壁面９１０に対して固定することができる。また、第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０と第３のバルーン２２５との体積比を変化させることで、図１１にその概略を示すように、音源２７０の位置を自在に移動させることができる。即ち、超音波の進行方向に集束超音波の焦点サイズよりも広い部分を焼灼する場合には、第１のバルーン２１０と第２のバルーン２２０と第３のバルーン２２５との体積比を変化させることで、正確に照射位置を変化させることができる。また、本実施形態と同様に、バルーンの数は、４つ以上に増やすこともできる。
【００５１】
［第６の実施形態］
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。ここで第６の実施形態の説明では、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。第１の実施形態に係る超音波照射装置では、挿入部２６０を壁面に固定するために、バルーンを用いている。これに対して、本実施形態では、バルーンの代わりに、アクチュエータを利用した突っ張り部材を用いている。
【００５２】
本実施形態の構成の概略を図１２に示す。本実施形態に係る超音波照射装置は、第１の実施形態における第１のバルーン２１０の代わりに、第１の突っ張り部材３１０を有し、第２のバルーン２２０の代わりに、第２の突っ張り部材３２０を有する。第１の突っ張り部材３１０は、挿入部２６０の音源２７０側であって、音源２７０から射出される超音波を遮らない位置に配置されている。また、第１の突っ張り部材３１０と第２の突っ張り部材３２０とは、挿入部２６０を挟んで対向するように配置されている。ここで、第１の突っ張り部材３１０と第２の突っ張り部材３２０とは、それぞれ一つずつでなくてもよく、例えば図１２に示すように、複数個ずつ配置されていてもよい。
【００５３】
本超音波照射装置は、第１の実施形態のポンプ制御部１６０、第１のポンプ１７０、第２のポンプ１７５、第１の三方弁１８０、第２の三方弁１８５、及び液体タンク１９０の代わりに、突っ張り部材駆動部３３０及び突っ張り部材制御部３４０を有する。
【００５４】
第１の突っ張り部材３１０と第２の突っ張り部材３２０とは、突っ張り部材駆動部３３０に接続しており、突っ張り部材駆動部３３０によって駆動され、伸縮する。突っ張り部材駆動部３３０は、突っ張り部材制御部３４０に接続している。突っ張り部材駆動部３３０によって駆動される第１の突っ張り部材３１０と第２の突っ張り部材３２０とは、突っ張り部材制御部３４０によって制御される。また、突っ張り部材制御部３４０は、制御部１１０に接続している。
【００５５】
このように、例えば第１の突っ張り部材３１０は、第１の支持部材として機能し、第２の突っ張り部材３２０は、第２の支持部材として機能し、例えば突っ張り部材制御部３４０は、音源と対象領域との距離を変化させる制御手段として機能する。
【００５６】
次に本実施形態に係る超音波照射装置の動作を説明する。使用者は、本超音波照射装置の挿入部２６０を、例えば、被検者の口から食道を通じて胃に挿入する。このとき、第１の突っ張り部材３１０と第２の突っ張り部材３２０は収縮し挿入部２６０に収まっている。したがって、プローブ部２００は、例えば食道を通るほど十分細い形態となる。使用者は、集束超音波を照射したい部分に対して、音源２７０の超音波を射出する面を対向させる。その状態で、本超音波照射装置に対して、プローブ部２００を固定するように、入力部１２０から指示を入力する。
【００５７】
入力部１２０は、使用者のプローブ部２００を固定することの指示を入力し、それを制御部１１０に出力する。制御部１１０は、突っ張り部材制御部３４０に、プローブ部２００を固定するための制御を開始する指示を出力する。突っ張り部材制御部３４０は、制御部１１０から、指示を入力する。突っ張り部材制御部３４０は、第１の突っ張り部材３１０と第２の突っ張り部材３２０とを駆動する突っ張り部材駆動部３３０を制御する。突っ張り部材駆動部３３０によって駆動された第１の突っ張り部材３１０と第２の突っ張り部材３２０は、伸張する。第１の突っ張り部材３１０と第２の突っ張り部材３２０は、壁面９１０を所定の圧力で押圧すると、伸張動作を停止する。ここで、第１の突っ張り部材３１０は、音源２７０と壁面９１０との距離を規定する。第１の突っ張り部材３１０と第２の突っ張り部材３２０とは、壁面９１０に対して挿入部２６０を固定する。その結果、使用者が挿入した挿入部２６０の位置が維持されたまま、挿入部２６０は、第１の突っ張り部材３１０と第２の突っ張り部材３２０とによって、壁面９１０に対して固定される。
【００５８】
使用者は、集束超音波を照射したい位置と、焦点Ｆの位置とが重なり合うことを確認したら、超音波を照射する指示を、入力部１２０に入力する。その後は、第１の実施形態と同様に、本超音波照射装置の音源２７０は、集束超音波を射出する。なお、本実施形態に係る超音波照射装置を用いる際には、超音波の伝搬効率を高めるため、音源２７０と壁面９１０との間に、別途超音波伝播媒体９２０を挿入することが望ましい。
【００５９】
また、例えば超音波の照射位置を移動させる場合等は、使用者はその旨を入力部１２０を用いて入力する。このとき、使用者の超音波の照射位置を変化させる指示を入力した入力部１２０は、その指示を制御部１１０に出力する。制御部１１０は、入力した超音波の照射位置を変化させる指示に基づいて、突っ張り部材制御部３４０に、挿入部２６０を移動させるように指示する。突っ張り部材制御部３４０は、突っ張り部材駆動部３３０を制御して、第１の突っ張り部材３１０及び第２の突っ張り部材３２０を、伸張させたり収縮させたりする。例えば、集束超音波の焦点Ｆの位置を、奥から手前の壁面側に移動させたいときは、第１の突っ張り部材３１０を伸張させ、第２の突っ張り部材３２０を収縮させる。その結果、壁面９１０に対する挿入部２６０の位置は、変化する。
【００６０】
また、例えば処置が終了し、プローブ部２００を例えば胃から取り出すときには、使用者は、処置終了の指示を入力部１２０から入力する。入力部１２０は、入力した処置終了の指示を制御部１１０に出力する。制御部１１０は、処置終了の指示に基づいて、突っ張り部材制御部３４０に、第１の突っ張り部材３１０と第２の突っ張り部材３２０とを収縮させる指示を出力する。突っ張り部材制御部３４０は、突っ張り部材駆動部３３０を制御して、第１の突っ張り部材３１０と第２の突っ張り部材３２０とを収縮させる。第１の突っ張り部材３１０と第２の突っ張り部材３２０とが収縮する結果、挿入部２６０の固定は解除される。その後使用者は、プローブ部２００を被検体の体外に取り出すことができる。
【００６１】
上記の通り、本実施形態によれば、挿入部２６０を、壁面９１０に囲まれた空間内に固定することができる。その結果、集束超音波を標的位置に確実に照射することができる。また、第１の突っ張り部材３１０と第２の突っ張り部材３２０との長さを変化させることで、音源２７０の位置を移動させることができる。
【００６２】
図１２に示した第１の突っ張り部材３１０及び第２の突っ張り部材３２０の形状は、本実施形態を説明する一例であって、挿入部２６０を壁面９１０に対して固定できる形状であれば、どのような形状でもよい。例えば、第１の突っ張り部材３１０及び第２の突っ張り部材３２０は、ステントのような形状をしていてもよい。
【００６３】
また、本実施形態は、第１の実施形態における第１のバルーン２１０の代わりに第１の突っ張り部材３１０を配置し、第２のバルーン２２０の代わりに第２の突っ張り部材３２０を配置しているが、第４の実施形態における第１のバルーン２１０の代わりに第１の突っ張り部材３１０を配置し、第２のバルーン２２０の代わりに第２の突っ張り部材３２０を配置してもよい。この場合、第４の実施形態と同様に動作し、同様の効果が得られる。  
また、第５の実施形態におけるバルーンの代わりに突っ張り部材を配置するようにしても同様である。
【００６４】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても、発明が解決しようとする課題の欄で述べられた課題が解決でき、かつ、発明の効果が得られる場合には、この構成要素が削除された構成も発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。例えば、第１の支持部材として、第１の実施形態に係る第１のバルーン２１０を用い、第２の支持部材として、第７の実施形態に係る突っ張り部材３１０を用いてもよい。また、何れの実施形態においても、音源２７０に、フェーズドアレイによって超音波を集束させることができる超音波発生源を用いることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１００…コントロール部、１１０…制御部、１２０…入力部、１３０…記憶部、１４０…音源制御部、１５０…音源駆動部、１６０…ポンプ制御部、１７０…第１のポンプ、１７５…第２のポンプ、１８０…第１の三方弁、１８５…第２の三方弁、１９０…液体タンク、２００…プローブ部、２１０…第１のバルーン、２２０…第２のバルーン、２２５…第３のバルーン、２３０…第１のチューブ、２３５…第２のチューブ、２３７…第３のチューブ、２４０…第１の圧力センサ、２４５…第２の圧力センサ、２４７…第３の圧力センサ、２５０…関節部、２６０…挿入部、２７０…音源、３１０…第１の突っ張り部材、３２０…第２の突っ張り部材、３３０…突っ張り部材駆動部、３４０…突っ張り部材制御部、９１０…壁面、９２０…超音波伝播媒体。
【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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