(57)【要約】  結石（Ｘ）を破砕する処置用レーザ光を射出するレーザ光射出部（３５）と、ガイド光を射出するガイド光射出部（３４）と、ガイド光の照射により結石（Ｘ）から反射されて戻る戻り光を検出する戻り光検出部（３６）と、戻り光に基づいて、レーザ光射出部（３５）から結石（Ｘ）までの距離を計測する距離計測部（３７）と、距離計測部（３７）により計測された距離に基づいてレーザ光射出部（３５）と結石（Ｘ）との間に生ずるバブルの状態を判定する判定部（３８）と、判定されたバブルの状態に基づいて、処置用レーザ光の光量を調節する光量制御部（３９）とを備える結石破砕装置（３）である。
2020174686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結石を破砕する処置用レーザ光を射出するレーザ光射出部と、
ガイド光を射出するガイド光射出部と、
前記ガイド光の照射により前記結石から反射されて戻る戻り光を検出する戻り光検出部と、
前記戻り光に基づいて、前記レーザ光射出部から前記結石までの距離を計測する距離計測部と、
該距離計測部により計測された前記距離に基づいて前記レーザ光射出部と前記結石との間に生ずるバブルの状態を判定する判定部と、
判定された前記バブルの状態に基づいて、前記処置用レーザ光の光量を調節する光量制御部とを備える結石破砕装置。
【請求項２】
結石を破砕する処置用レーザ光を射出するレーザ光射出部と、
ガイド光を射出するガイド光射出部と、
前記ガイド光の照射により前記結石から反射されて戻る戻り光を検出する戻り光検出部と、
前記戻り光に基づいて、前記レーザ光射出部から前記結石までの距離を計測する距離計測部と、
該距離計測部により計測された前記距離に基づいて前記レーザ光射出部と前記結石との間に生ずるバブルの状態を判定する判定部と、
判定された前記バブルの状態を表示する表示部とを備える結石破砕装置。
【請求項３】
前記判定部が、前記距離計測部により計測された前記距離の時間的な変動に基づいて前記バブルの状態を判定する請求項１または請求項２に記載の結石破砕装置。
【請求項４】
前記光量制御部は、前記距離の変化量が非周期的であり、且つ所定の閾値を超えて増大したときに前記処置用レーザ光の光量を低減させる請求項１に記載の結石破砕装置。
【請求項５】
前記ガイド光が、前記処置用レーザ光の前記結石における照射位置を前記判定部による判定結果に応じた色で可視化する請求項２に記載の結石破砕装置。
【請求項６】
前記距離計測部は、Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ法により前記距離を計測する請求項１から請求項５のいずれかに記載の結石破砕装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の結石破砕装置と、
前記結石の画像を取得する画像取得部と、
取得された前記画像を表示する表示部とを備える結石破砕システム。
【請求項８】
前記画像取得部により取得された前記画像と、前記距離計測部により計測された前記距離とに基づいて、前記結石の大きさを推定する結石サイズ推定部を備え、
前記表示部が、前記結石サイズ推定部により推定された前記結石の大きさを表示する請求項７に記載の結石破砕システム。
【請求項９】
前記結石を回収する結石回収部と、
該結石回収部により回収可能な前記結石の大きさである回収サイズを記憶する回収サイズ記憶部と、
前記距離計測部により計測された前記距離と前記回収サイズとに基づいて、前記結石と対比可能な回収サイズを示す情報を生成する回収サイズ情報生成部とを備え、
前記表示部が、前記回収サイズを示す前記情報を表示する請求項７に記載の結石破砕システム。
【請求項１０】
前記回収サイズ情報生成部が、前記回収サイズを示す仮想画像を生成し、
前記表示部が、前記仮想画像を前記結石の前記画像に重ね合わせて表示する請求項９に記載の結石破砕システム。
【請求項１１】
前記画像取得部により取得された前記画像と、前記距離計測部により計測された前記距離とに基づいて、前記結石の大きさを推定する結石サイズ推定部と、
該結石サイズ推定部により推定された前記結石の大きさと前記回収サイズとに基づいて前記結石回収部により回収可能か否かを判定する回収可否判定部とを備え、
前記表示部が、前記回収可否判定部による判定結果を表示する請求項９に記載の結石破砕システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結石破砕装置および結石破砕システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連続するパルス状のレーザ光を用いて結石を破砕する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この特許文献1においては、結石破砕用のレーザ光が結石において反射して戻る戻り光の光量を用いて結石までの距離を測定し、測定された距離に基づいてレーザ光の条件を決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１７／３５４４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、レーザ光の照射によって、レーザ光が通過する位置に存在する液体が蒸発することによるバブルの発生と、発生したバブルが冷却されることによる消滅とが繰り返され、結石の周囲の環境が時々刻々と変動する。レーザ光は液体によって吸収されるため、結石を効率的に破砕するには、適正なバブルが形成されている状態でレーザ光が照射されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、結石を破砕する処置用レーザ光を射出するレーザ光射出部と、ガイド光を射出するガイド光射出部と、前記ガイド光の照射により前記結石から反射されて戻る戻り光を検出する戻り光検出部と、前記戻り光に基づいて、前記レーザ光射出部から前記結石までの距離を計測する距離計測部と、該距離計測部により計測された前記距離に基づいて前記レーザ光射出部と前記結石との間に生ずるバブルの状態を判定する判定部と、判定された前記バブルの状態に基づいて、前記処置用レーザ光の光量を調節する光量制御部とを備える結石破砕装置である。【０００６】
また、本発明の他の態様は、結石を破砕する処置用レーザ光を射出するレーザ光射出部と、ガイド光を射出するガイド光射出部と、前記ガイド光の照射により前記結石から反射されて戻る戻り光を検出する戻り光検出部と、前記戻り光に基づいて、前記レーザ光射出部から前記結石までの距離を計測する距離計測部と、該距離計測部により計測された前記距離に基づいて前記レーザ光射出部と前記結石との間に生ずるバブルの状態を判定する判定部と、判定された前記バブルの状態を表示する表示部とを備える結石破砕装置である。
さらに、本発明の他の態様は、上記いずれかの結石破砕装置と、前記結石の画像を取得する画像取得部と、取得された前記画像を表示する表示部とを備える結石破砕システムである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の各態様によれば、結石の周囲の環境要因に依らず、結石を効率的に破砕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】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る結石破砕装置および結石破砕システムを示す全体構成図である。
【図２】図１の結石破砕装置による処置用レーザ光の照射中に適正なバブルが形成されている状態で距離計測部により計測される距離の情報の一例を模式的に示す図である。
【図３】図１の結石破砕装置による処置用レーザ光の照射中に小さいバブルが形成されている状態で距離計測部により計測される距離の情報の一例を模式的に示す図である。
【図４】図１の結石破砕装置による処置用レーザ光の照射中に大きいバブルが形成されている状態で距離計測部により計測される距離の情報の一例を模式的に示す図である。
【図５】図１の結石破砕装置および結石破砕システムの第１の変形例を示す全体構成図である。
【図６】図１の結石破砕装置および結石破砕システムの第２の変形例を示す全体構成図である。
【図７】図６の結石破砕システムのモニタに画像とともに表示される結石と対比可能な回収サイズを示す情報の一例を示す図である。
【図８】図６の結石破砕システムのモニタに画像とともに表示される結石と対比可能な回収サイズを示す情報の他の例を示す図である。
【図９】図１の結石破砕装置および結石破砕システムの第３の変形例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る結石破砕装置３および結石破砕システム１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る結石破砕システム１は、図１に示されるように、内視鏡（画像取得部）２と、本実施形態に係る結石破砕装置３と、内視鏡２により取得された画像Ｇ１を表示するモニタ（表示部）４とを備えている。
【００１０】
内視鏡２は、体腔内に挿入される挿入部２１の先端に体腔内の結石Ｘに向かって照明光を照射する照明光学系２２と、結石Ｘにおける照明光の反射光を撮影する撮像光学系２３とを備えている。また、内視鏡２は、挿入部２１に長手方向に沿って貫通するチャンネル２４を備えている。そして、内視鏡２は、後述する光ファイバ３１，３２，３３が挿入されたチャンネル２４内の空間を利用して、基端側から生理食塩水を供給し、体腔内の液体を還流させる機能を有している。
【００１１】
結石破砕装置３は、内視鏡２のチャンネル２４内に挿入される３本のシングルモードの光ファイバ３１，３２，３３を備えている。
第１の光ファイバ３１の基端側には、ガイド光を射出するガイド光用光源（ガイド光射出部）３４が接続されている。第２の光ファイバ３２の基端側には、結石Ｘを破砕するための処置用レーザ光を射出する処置用レーザ光源（レーザ光射出部）３５が接続されている。また、第３の光ファイバ３３の基端側には、結石Ｘに照射され反射して戻るガイド光の戻り光のうち、第３の光ファイバ３３の先端から入射した戻り光を検出する光検出器（戻り光検出部）３６が接続されている。３本の光ファイバ３１，３２，３３の先端は、同一位置に揃えて配置されている。
【００１２】
ガイド光は、可視光領域のパルス光（例えば、緑色）であり、処置用レーザ光は、例えば近赤外光である。ガイド光は、結石Ｘにおける処置用レーザ光の照射位置とほぼ同一位置に照射されて、処置用レーザ光とは異なる波長である緑色のスポットＹを形成することにより、処置用レーザ光の照射位置を可視化する。
【００１３】
ガイド光用光源３４と光検出器３６には、ガイド光と戻り光とに基づいて、ガイド光を射出する３本の光ファイバ３１，３２，３３の先端と結石Ｘとの間の距離を計測する距離計測部３７が接続されている。
距離計測部３７は、ガイド光用光源３４から射出された所定周波数のパルスレーザ光であるガイド光の結石Ｘにおける戻り光を光検出器３６により検出することにより、ガイド光がガイド光用光源３４から射出されてから戻り光が光検出器３６で検出されるまでの時間を算出し、算出された時間に光速を乗算して２で割ることにより、距離を算出する。また、結石Ｘと光ファイバ３３の間に生理食塩水などの媒質がある場合には、その媒質を考慮し距離が計算される。
【００１４】
また、距離計測部３７には、判定部３８が接続され、判定部３８には光量制御部３９が接続されている。
判定部３８は、処置用レーザ光を射出している状態において、距離計測部３７により計測された距離に基づいて、第３の光ファイバ３３の先端から結石Ｘまでの間において発生するバブルの状態を判定する。
具体的には、距離計測部３７により計測された距離の時間的変動が、所定の周期範囲を定める下限周期以上、かつ、上限周期未満であるか否かを判定する。
【００１５】
距離の時間的変動が下限周期未満である場合には、射出している処置用レーザ光の光量に対して、距離が近すぎると判定することができる。一方、距離の時間的変動が上限周期以上である場合には、射出している処置用レーザ光の光量に対して、距離が遠すぎると判定することができる。これらの判定結果は、モニタ４に表示される。
【００１６】
光量制御部３９は、処置用レーザ光源３５に接続され、判定部３８における判定結果に基づいて、処置用レーザ光源３５を制御して、処置用レーザ光源３５から射出される処置用レーザ光の光量を増減させる。すなわち、光量制御部３９は、判定部３８において距離が近すぎると判定された場合には、処置用レーザ光の光量を低下させる。一方、光量制御部３９は、判定部３８において距離が遠すぎると判定された場合には、処置用レーザ光の光量を増大させる。
【００１７】
また、光量制御部３９は、内視鏡２が挿入される体腔内に充満している液体の成分に基づく補正値を設定可能である。処置用レーザ光が射出されていない状態でガイド光を射出することにより距離が計測された場合には、光量制御部３９が、計測された距離と補正値とに基づいて処置用レーザ光の光量を調整する。ここで、補正値は、処置用レーザ光が射出され且つバブルが消滅している時機の処置用レーザ光および／またはガイド光による結石Ｘからの反射光量と、処置用レーザ光が射出されていない状態でガイド光のみによる結石Ｘからの反射光量との差分であってもよい。
距離計測部３７、判定部３８、および光量制御部３９はプロセッサにより構成されている。
【００１８】
このように構成された本実施形態に係る結石破砕装置３および結石破砕システム１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る結石破砕システム１を用いて、例えば、尿管等の体腔内に形成された結石Ｘを破砕するには、内視鏡２を体腔内に挿入し、照明光学系２２から照明光を体腔内に照射しながら、撮像光学系２３により体腔内の画像Ｇ１を取得し、取得された画像Ｇ１をモニタ４に表示する。
【００１９】
操作者は、モニタ４を確認しながら、画像Ｇ１内に結石Ｘが現れるまで内視鏡２を体腔内において前進させていき、モニタ４上の画像Ｇ１に結石Ｘが現れた時点で前進を停止する。この状態で、内視鏡２のチャンネル２４を経由して、内視鏡２の先端から３本の光ファイバ３１，３２，３３を突出させる。そして、結石Ｘの周囲に生理食塩水を還流させた状態で、ガイド光用光源３４を作動させ、第１の光ファイバ３１を経由してガイド光を射出し、モニタ４を確認しながら内視鏡２の位置を調整することにより、処置用レーザ光を照射したい位置にガイド光のスポットＹを配置する。
【００２０】
この状態で、第３の光ファイバ３３により受光されたガイド光の結石Ｘによる戻り光が光検出器３６により検出され、ガイド光用光源３４から射出されるガイド光と光検出器３６により検出された戻り光とに基づいて、距離計測部３７により距離が計測される。
本実施形態によれば、距離の計測が処置用レーザ光の光量に基づいて行われる従来技術とは異なり、ガイド光を用いたＴｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ法に基づいて行われるため、結石Ｘとの間の液体による吸収が発生しても、距離を精度良く測定することができるという利点がある。
【００２１】
また、処置用レーザ光の照射位置を可視化するガイド光により距離を計測するので、処置用レーザ光の照射中にも、処置用レーザ光の光量変動に関わらず、距離を精度よく計測し続けることができるという利点がある。
計測された距離は光量制御部３９に送られ、設定されている補正値を用いて補正され、補正後の距離に基づいて処置用レーザ光の光量が決定される。
【００２２】
光量制御部３９は処置用レーザ光源３５を制御して、決定された光量の処置用レーザ光を処置用レーザ光源３５から射出させる。これにより、第２の光ファイバ３２からガイド光によって指示された位置に処置用レーザ光が照射され、結石Ｘの破砕が開始される。
【００２３】
処置用レーザ光が第２の光ファイバ３２の先端から射出されると、第２の光ファイバ３２と結石Ｘとの間に配置されている液体が処置用レーザ光のエネルギによって瞬時に蒸発させられてバブルが発生する。発生したバブルは周囲の液体によって冷却されて消滅する。液体内におけるガイド光の光路長と、バブル内における光路長とは異なるので、液体内を通過する場合とバブル内を通過する場合とで、距離計測部３７により計測される距離が変動する。
【００２４】
ガイド光に用いる光のパルス幅は数十ｎｓｅｃ程度であり、一方、バブルの発生周期は数十μｓｅｃ程度である。ガイド光による距離測定時間は、バルブ発生と消滅との周期よりも十分小さいので、バブルの発生と消滅とにより、距離計測部３７により計測される距離は、図２から図４に示されるように時間的に変動する周波数成分が主なデータとして得られる。図２から図４は距離の時間的変動を模式的に示したものであり、現実には主な周波数成分よりも高い高周波成分も存在するため、図示されるような滑らかな変動とはならないが、周期的に変動する成分を抽出することでバブルに由来する主な周波数成分が取得される。バブルの発生と消滅との周期はバブルの大きさと相関があり、バブルが大きい程、その発生と消滅の周期は長くなる。一方、バブルは光ファイバ３２の先端と結石Ｘとの間にできるので、その距離とバブルのサイズとには相関がある。つまり、測定される距離の時間変化の周期と光ファイバ３２の先端と結石Ｘとの距離と相関がある。
【００２５】
すなわち、図２は、所定範囲内の適正な周期で距離が変動している場合を示す。この場合には、第２の光ファイバ３２と結石Ｘとの間にバブルが適正に形成されている。
図３は、所定範囲のうちの下限周期よりも小さい周期で距離が変動している場合を示す。この場合には、第２の光ファイバと３２結石Ｘとの間のバブルが小さく、距離が近すぎることを示している。
図４は、所定範囲のうちの上限周期よりも大きい周期で距離が変動している場合を示す。この場合には、第２の光ファイバ３２と結石Ｘとの間のバブルが大きく、距離が離れすぎていることを示している。
【００２６】
図３の場合には、光量制御部３９は、光量を低減させるよう処置用レーザ光源３５を制御する。一方、図４の場合には、光量制御部３９は、光量を増大させるよう処置用レーザ光源３５を制御する。
【００２７】
そして、図２に示される適正なバブルが形成されている状態を維持することにより、処置用レーザ光がバブル内を通過して、液体による吸収を抑えて、処置用レーザ光のエネルギを結石Ｘに無駄なく供給し、効率的に砕石することができるという利点がある。
適正なバブルが形成されている状態であるか否かについては、複数の異なる波長の可視光を選択的にガイド光用光源３４から射出し得るようにし、ガイド光のスポットＹの色を、適正な場合には「緑」、不適正な場合には「赤」にしてもよいし、実際のガイド光の色を変更することなく、モニタ４上に表示される画像Ｇ１上のスポットＹの色を変更してもよい。この場合、ガイド光用光源３４は、複数の異なる波長の可視光を射出するとともに、判定部３８に接続して、判定部３８における判定結果に基づいて射出するガイド光の色を変更できるようにすればよい。
【００２８】
なお、本実施形態においては、ガイド光を導光する第１の光ファイバ３１、処置用レーザ光を導光する第２の光ファイバ３２、戻り光を導光する第３の光ファイバ３３をそれぞれ別個の光ファイバにより構成したが、偏光ビームスプリッタとダイクロックミラーとを単一のマルチコアファイバの基端側に配置することにより、全ての光を単一の光ファイバで導光しながら、各種光を同時に結石Ｘに対し照射するとともに、結石Ｘからの反射光を光検出器３６に入射させることにしてもよい。
また、光量制御部３９は、距離計測部３７により計測された距離の増加量が所定の閾値を超えている場合に、処置用レーザ光源３５を制御して処置用レーザ光の光量を低減することにしてもよい。
【００２９】
距離が大きく増加する場合は、処置用レーザ光のエネルギによって結石Ｘが遠ざかる方向に移動したものと考えられるため、処置用レーザ光の光量を低下させることにより、次回同じ条件で処置用レーザ光が結石Ｘに照射されたときに結石Ｘが移動してしまうことを防止することができる。
【００３０】
また、本実施形態に係る結石破砕システム１においては、図５に示されるように、撮像光学系２３により取得された画像Ｇ１と、処置用レーザ光が射出されておらずガイド光が射出されている状態で距離計測部３７により計測された距離とに基づいて、結石Ｘの大きさを推定する結石サイズ推定部５を備えていてもよい。結石サイズ推定部５もプロセッサにより構成されればよい。
そして、結石サイズ推定部５により推定された結石Ｘの大きさは、モニタ４に表示される。
モニタ４に表示される結石Ｘの大きさとしては、画像Ｇ１上に現れている結石Ｘの最大長さ寸法、周長あるいは面積等の任意の大きさを採用してもよい。
【００３１】
また、チャンネル（結石回収部）２４先端から出没させるバスケット鉗子等の回収手段（図示略）により結石を把持して、チャンネル２４内に回収する場合には、以下の構成を備えていてもよい。すなわち、図６に示されるように、チャンネル２４内に取り込み可能な結石Ｘのサイズを記憶する回収サイズ記憶部６と、距離計測部３７により計測された距離と回収サイズとに基づいて結石Ｘと対比可能な回収サイズを示す情報を生成する回収サイズ情報生成部７とを備えていてもよい。
【００３２】
結石Ｘと対比可能な回収サイズを示す情報としては、図７に示される目盛あるいは図８に示されるように、チャンネル２４の内径寸法に等しい円形の仮想画像Ｇ２を挙げることができる。目盛をモニタ４に表示されている画像Ｇ１上に表示することにより、操作者は目盛と対比して、結石Ｘの大きさを認識することができる。また、円形の仮想画像Ｇ２をモニタ４に表示されている結石Ｘの画像Ｇ１に重ね合わせて表示することにより、結石Ｘが円形の仮想画像Ｇ２内に入る大きさであれば回収でき、入らなければ回収できないことを簡易に確認することができる。
【００３３】
回収サイズ記憶部６はメモリ、回収サイズ情報生成部７はプロセッサにより構成されている。
この結石破砕システム１によれば、内視鏡２により取得された画像Ｇ１を処理する必要がないので、簡易に、結石Ｘが回収可能な程度まで破砕されたか否かを判定可能な情報を提供することができる。
結石回収部としては、チャンネル２４の他、バスケット鉗子を出没可能に挿通させるシースを採用してもよい。
【００３４】
また、モニタ４上に回収サイズを示す情報を表示することに代えて、図９に示されるように、推定された結石Ｘの大きさと回収サイズとに基づいて、結石Ｘをチャンネル２４内に回収可能か否かを判定する回収可否判定部８を備え、回収可否判定部８による判定結果をモニタ４に表示することにしてもよい。判定結果としては、「回収可」あるいは「回収不可」のような文字、音声あるいは、赤または緑の点灯等を採用してもよい。モニタ４等により表示された判定結果に基づけば、操作者が結石Ｘを回収可能か否かについて、迅速かつ正確に確認することができる。
【００３５】
本実施形態においては、結石破砕装置３および結石破砕システム１を適用可能な体腔として尿管を例示したが、これに代えて、胆管その他の任意の体腔に適用することにしてもよい。
【００３６】
また、本実施形態においては、適正なバブルを形成可能な状態でない場合に、処置用レーザ光の光量を光量制御部３９により調節することとしたが、これに代えて、バブルの状態の判定結果をモニタ４に表示することで、操作者に手動で光量の調節を促すことにしてもよい。この場合、上述したようにガイド光のガイド光のスポットＹの色を変更することで、判定結果の表示を行うようにしてもよい。
また、本実施形態においては、適正なバブルを形成可能な状態ではない場合に、処置用レーザ光の光量を増減させることとしたが、これに代えて、バブルの状態の判定結果に基づき結石破砕装置３と結石Ｘとの距離を調節することにしてもよい。
【００３７】
距離の調節は、調節機構を設けて電動で行ってもよいし、モニタ４に「結石から光ファイバを離してください」あるいは「光ファイバを結石に近づけてください」などの判定結果としての指示情報を表示することで、操作者に距離調節を促すことにしてもよい。
すなわち、距離計測部３７により計測された距離が、図３に示されるように、小さいバブルが発生していることを示している場合には、距離を遠ざけることが好ましい。その一方、図４に示されるように、大きいバブルが発生していることを示している場合には、距離を近づけることが好ましい。
【００３８】
なお、本実施形態においては、以下の態様を導くことができる。
本発明の一態様は、結石を破砕する処置用レーザ光を射出するレーザ光射出部と、ガイド光を射出するガイド光射出部と、前記ガイド光の照射により前記結石から反射されて戻る戻り光を検出する戻り光検出部と、前記戻り光に基づいて、前記レーザ光射出部から前記結石までの距離を計測する距離計測部と、該距離計測部により計測された前記距離に基づいて前記レーザ光射出部と前記結石との間に生ずるバブルの状態を判定する判定部と、判定された前記バブルの状態に基づいて、前記処置用レーザ光の光量を調節する光量制御部とを備える結石破砕装置である。
【００３９】
本態様によれば、ガイド光射出部から射出されたガイド光が結石に照射されることで結石から反射されて戻る戻り光が戻り光検出部により検出されることにより、結石におけるレーザ光の照射位置が可視化される。また、戻り光検出部により検出された戻り光に基づいて距離計測部によりレーザ光射出部から結石までの距離が計測される。
【００４０】
計測された距離に応じた光量の処置用レーザ光がレーザ光射出部から射出されると、結石までの間に配置されている液体が蒸発してバブルが発生する。ガイド光が液体を通過するときの空気換算長は、ガイド光がバブル内を通過するときの距離とは異なるため、距離計測部により計測される距離は、バルブの発生と消滅によって周期的に変動する。
【００４１】
距離計測部により計測される距離の変動の周期は、バブルの大きさに関係する。すなわち、バブルが大きいほど空気換算長が長くなるのでバブルが発生する都度に、計測される距離が、バブルの大きさに応じた周期でほぼ一定のピッチにより断続的に増減を繰り返す。かかる周期的な距離の変動に基づいて、判定部がバブルの状態を判定することにより、適正なバブルが形成される条件でレーザ光を照射することができ、結石を効率的に破砕することができる。
【００４２】
上記態様においては、前記判定部が、前記距離計測部により計測された前記距離の時間的な変化量が所定範囲か否かに基づいて前記バブルの状態を判定してもよい。
レーザ光の光量が一定である場合、発生するバブルが大きいときには、バブルの発生と消滅の周期が大きくなり、発生するバブルが小さい場合には発生と消滅の周期が小さくなる。
したがって、計測される距離の時間的な変動に基づいてバブルの状態を判定することにより、距離の時間的変動が所定の閾値より大きい場合には、レーザ光射出部から射出されるレーザ光の光量を増大させ、距離の時間的変動が所定の閾値以下の場合には、レーザ光射出部から射出されるレーザ光の光量を低減させる。これにより、適正なバブルが形成される条件でレーザ光を照射することができ、結石を効率的に破砕することができる。
【００４３】
また、上記態様においては、前記光量制御部は、前記距離の変化量が非周期的であり、且つ所定の閾値を超えて増大したときに前記処置用レーザ光の光量を低減させてもよい。
この構成により、処置用レーザ光の射出中に、ガイド光の戻り光に基づいて計測された距離が大きく変化したときには、処置用レーザ光のパワーによって結石が離れる方向に移動したと考えられるので、処置用レーザ光の光量を低減させることにより、次の照射時に結石が再度移動してしまうことを防止することができる。
【００４４】
また、本発明の他の態様は、結石を破砕する処置用レーザ光を射出するレーザ光射出部と、ガイド光を射出するガイド光射出部と、前記ガイド光の照射により前記結石から反射されて戻る戻り光を検出する戻り光検出部と、該距離計測部により計測された前記距離に基づいて前記レーザ光射出部と前記結石との間に生ずるバブルの状態を判定する判定部と、判定された前記バブルの状態を表示する表示部とを備える結石破砕装置である。
上記態様においては、前記ガイド光が、前記処置用レーザ光の前記結石における照射位置を前記判定部による判定結果に応じた色で可視化してもよい。
この構成により、操作者は、表示部に表示されたガイド色の色を見ることで結石までの距離が所定の範囲よりも遠いか近いかを把握できる。
【００４５】
また、上記いずれかの態様においては、前記距離計測部は、Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ法により前記距離を計測してもよい。
この構成により、ガイド光射出部と結石との間に存在する液体による吸収によってガイド光および戻り光の光量が低下しても、精度よく距離を計測することができる。  
【００４６】
また、本発明の他の態様は、上記いずれかの結石破砕装置と、前記結石の画像を取得する画像取得部と、取得された前記画像を表示する表示部とを備える結石破砕システムである。
本態様によれば、画像取得部により取得された結石の画像が表示部に表示される。結石の画像においては、ガイド光射出部から射出されたガイド光により、処置用レーザ光の照射位置が可視化されているので、操作者は結石破砕装置を操作して、ガイド光を結石の所望の位置に配置し、処置用レーザ光を照射することができる。
【００４７】
上記態様においては、前記画像取得部により取得された前記画像と、前記距離計測部により計測された前記距離とに基づいて、前記結石の大きさを推定する結石サイズ推定部を備え、前記表示部が、前記結石サイズ推定部により推定された前記結石の大きさを表示してもよい。
この構成により、結石サイズ推定部が、画像取得部により取得された画像を処理して結石の輪郭形状を検出することができ、距離計測部により計測された距離を用いることにより、結石の大きさ、例えば、輪郭形状の最大寸法等の実際の寸法を精度よく推定することができる。このようにして推定された結石の大きさを表示部に表示することにより、操作者が、破砕作業が十分に行われたか否かを容易に判定することができる。
【００４８】
また、上記態様においては、前記結石を回収する結石回収部と、該結石回収部により回収可能な前記結石の大きさである回収サイズを記憶する回収サイズ記憶部と、前記距離計測部により計測された前記距離と前記回収サイズとに基づいて、前記結石と対比可能な回収サイズを示す情報を生成する回収サイズ情報生成部とを備え、前記表示部が、前記回収サイズを示す前記情報を表示してもよい。
【００４９】
この構成により、処置用レーザ光が射出されておらずガイド光が射出されている状態で距離計測部により計測された距離と回収サイズ記憶部に記憶されている回収サイズとに基づいて、結石と対比可能な回収サイズを示す情報が回収サイズ情報生成部により生成される。操作者は、表示部に表示された結石の画像と回収サイズを示す情報とを対比して、回収サイズ以下となるまで、結石の破砕作業を行うことができる。これにより、必要最小限の破砕作業を行って、結石を結石回収部により回収することができる。
【００５０】
また、上記態様においては、前記回収サイズ情報生成部が、前記回収サイズを示す仮想画像を生成し、前記表示部が、前記仮想画像を前記結石の前記画像に重ね合わせて表示してもよい。
この構成により、表示部には、回収サイズを示す仮想画像と結石の画像とが重ねて表示されるので、操作者は、これらの画像の対比によって、結石が回収可能な大きさまで破砕されたか否かを簡易に確認することができる。
【００５１】
また、上記態様においては、前記画像取得部により取得された前記画像と、処置用レーザ光が射出されておらずガイド光が射出されている状態で前記距離計測部により計測された前記距離とに基づいて、前記結石の大きさを推定する結石サイズ推定部と、該結石サイズ推定部により推定された前記結石の大きさと前記回収サイズとに基づいて前記結石回収部により回収可能か否かを判定する回収可否判定部とを備え、前記表示部が、前記回収可否判定部による判定結果を表示してもよい。
【００５２】
この構成により、結石サイズ推定部が、結石の画像と計測された距離とに基づいて結石の大きさを推定し、推定された結石の大きさと回収サイズとが、回収可否判定部において比較されることにより回収可能か否かの判定が行われる。そして、判定結果が表示部に表示されることにより、操作者は、結石が回収可能な大きさまで破砕されたか否かを簡易に確認することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  結石破砕システム
２  内視鏡（画像取得部）
３  結石破砕装置
４  モニタ（表示部）
５  結石サイズ推定部
６  回収サイズ記憶部
７  回収サイズ情報生成部
８  回収可否判定部
２４  チャンネル（結石回収部）
３４  ガイド光用光源（ガイド光射出部）
３５  処置用レーザ光源（レーザ光射出部）
３６  光検出器（戻り光検出部）
３７  距離計測部
３８  判定部
３９  光量制御部
Ｇ１  画像
Ｇ２  仮想画像
Ｘ  結石
【図１】
2020174686.tif 000003
【図２】
2020174686.tif 000004
【図３】
2020174686.tif 000005
【図４】
2020174686.tif 000006
【図５】
2020174686.tif 000007
【図６】
2020174686.tif 000008
【図７】
2020174686.tif 000009
【図８】
2020174686.tif 000010
【図９】
2020174686.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和3年8月20日(2021.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結石を破砕する処置用レーザ光を射出するレーザ光射出部と、
ガイド光を射出するガイド光射出部と、
前記ガイド光の照射により前記結石から反射されて戻る戻り光を検出する戻り光検出部と、
前記戻り光に基づいて、前記レーザ光射出部から前記結石までの距離を計測する距離計測部と、
該距離計測部により計測された前記距離に基づいて前記レーザ光射出部と前記結石との間に生ずるバブルの状態を判定する判定部と、
判定された前記バブルの状態に基づいて、前記処置用レーザ光の光量を調節する光量制御部とを備える結石破砕装置。
【請求項２】
結石を破砕する処置用レーザ光を射出するレーザ光射出部と、
ガイド光を射出するガイド光射出部と、
前記ガイド光の照射により前記結石から反射されて戻る戻り光を検出する戻り光検出部と、
前記戻り光に基づいて、前記レーザ光射出部から前記結石までの距離を計測する距離計測部と、
該距離計測部により計測された前記距離に基づいて前記レーザ光射出部と前記結石との間に生ずるバブルの状態を判定する判定部と、
判定された前記バブルの状態を表示する表示部とを備える結石破砕装置。
【請求項３】
前記判定部が、前記距離計測部により計測された前記距離の時間的な変動に基づいて前記バブルの状態を判定する請求項１または請求項２に記載の結石破砕装置。
【請求項４】
前記光量制御部は、前記距離の変化量が非周期的であり、且つ所定の閾値を超えて増大したときに前記処置用レーザ光の光量を低減させる請求項１に記載の結石破砕装置。
【請求項５】
前記ガイド光が、前記処置用レーザ光の前記結石における照射位置を前記判定部による判定結果に応じた色で可視化する請求項２に記載の結石破砕装置。
【請求項６】
前記距離計測部は、Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ法により前記距離を計測する請求項１から請求項５のいずれかに記載の結石破砕装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の結石破砕装置と、
前記結石の画像を取得する画像取得部と、
取得された前記画像を表示する表示部とを備える結石破砕システム。
【請求項８】
前記画像取得部により取得された前記画像と、前記距離計測部により計測された前記距離とに基づいて、前記結石の大きさを推定する結石サイズ推定部を備え、
前記表示部が、前記結石サイズ推定部により推定された前記結石の大きさを表示する請求項７に記載の結石破砕システム。
【請求項９】
前記結石を回収する結石回収部と、
該結石回収部により回収可能な前記結石の大きさである回収サイズを記憶する回収サイズ記憶部と、
前記距離計測部により計測された前記距離と前記回収サイズとに基づいて、前記結石と対比可能な回収サイズを示す情報を生成する回収サイズ情報生成部とを備え、
前記表示部が、前記回収サイズを示す前記情報を表示する請求項７に記載の結石破砕システム。
【請求項１０】
前記回収サイズ情報生成部が、前記回収サイズを示す仮想画像を生成し、
前記表示部が、前記仮想画像を前記結石の前記画像に重ね合わせて表示する請求項９に記載の結石破砕システム。
【請求項１１】
前記画像取得部により取得された前記画像と、前記距離計測部により計測された前記距離とに基づいて、前記結石の大きさを推定する結石サイズ推定部と、
該結石サイズ推定部により推定された前記結石の大きさと前記回収サイズとに基づいて前記結石回収部により回収可能か否かを判定する回収可否判定部とを備え、
前記表示部が、前記回収可否判定部による判定結果を表示する請求項９に記載の結石破砕システム。
【請求項１２】
処置用レーザ光源から結石を破砕する処置用レーザ光を射出するレーザ光射出ステップと、
ガイド光用光源からガイド光を射出するガイド光射出ステップと、
前記ガイド光の照射により前記結石から反射されて戻る戻り光を検出する戻り光検出ステップと、
前記戻り光に基づいて、前記処置用レーザ光源から前記結石までの距離を計測する距離計測ステップと、
該距離計測ステップにより計測された前記距離に基づいて前記処置用レーザ光源と前記結石との間に生ずるバブルの状態を判定する判定ステップと、
判定された前記バブルの状態に基づいて、前記処置用レーザ光の光量を調節する光量制御ステップと、を備える結石破砕方法。
【請求項１３】
処置用レーザ光源から結石を破砕する処置用レーザ光を射出するレーザ光射出ステップと、
ガイド光用光源からガイド光を射出するガイド光射出ステップと、
前記ガイド光の照射により前記結石から反射されて戻る戻り光を検出する戻り光検出ステップと、
前記戻り光に基づいて、前記処置用レーザ光源から前記結石までの距離を計測する距離計測ステップと、
該距離計測ステップにより計測された前記距離に基づいて前記処置用レーザ光源と前記結石との間に生ずるバブルの状態を判定する判定ステップと、
判定された前記バブルの状態を表示する表示ステップと、を備える結石破砕方法。
【国際調査報告】
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2020174686.tif 000013
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