(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
診断トランスデューサと、
治療用トランスデューサと、
硬性細径棒状の生体挿入プローブと、
前記生体挿入プローブの一端に回動自在に前記診断トランスデューサの一端を取り付けるとともに、前記生体挿入プローブの生体挿入時には前記生体挿入プローブの長手方向に延びて前記診断トランスデューサをまっすぐに伸ばし、生体診断時には回動して前記診断トランスデューサを前記生体挿入プローブに対して折り曲げる診断トランスデューサ取り付け部材と、
前記診断トランスデューサ取り付け部材の回動を制御する制御部と、
前記診断トランスデューサ取り付け部材の回動角度を検出する検出手段と、
前記生体挿入プローブの長手方向に移動可能であるように前記治療用トランスデューサを収容する収容部と、
前記治療用トランスデューサの移動方向と前記診断トランスデューサの診断視野との関係が明示されるように表示するモニタ部と、
生体治療時には前記治療用トランスデューサの一部が前記生体挿入プローブの前記収容部より出て患部を治療することを特徴とする生体内診断治療器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は生体内診断治療器具に関し、特に、例えば、生体内での超音波診断を行いながら同時にレーザ治療を行うことができる生体内診断治療器具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、癌に関する診断機器の発達や治療法の進歩に伴って、早期癌については手術後の治癒率や治療後の生存率が飛躍的に向上している。この背景には、特に診断の分野において、Ｘ線ＣＴ、ＭＲＩ、超音波、電子内視鏡などの画像診断装置の発達が大きく寄与している。また、治療法の分野においては、従来からの外科的手術法に加えて、カテーテル治療、内視鏡下治療、温熱治療、超音波治療、レーザ治療などの侵襲性の少ない治療法の進歩が大きな貢献をしている。
【０００３】
このような診断装置を用いて画像診断を行いながら、できる限り開腹や開胸手術を行わずに治療を行う方法は、インターベンショナル・ラジオロジーとして知られるようになってきている。例えば、レーザによる肝癌治療は切除不可能な肝癌に対して有効な方法となってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例の方法では、開腹してレーザ治療を行う術式であると、侵襲性が大きいという点や術後回復に要する時間が長くなるという点から問題があった。また、例えば、超音波診断装置を用いながら経腹的にレーザ治療を行う術式であると、患部を固定できないので手術が手間取るばかりか、患部の特定が難しく誤って患部以外を傷つけてしまった場合の対応（止血など）が遅れてしまう点や超音波トランスデューサの視野に死角がある点などの問題があった。
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、侵襲性が小さく、かつ、患部を正確に特定して効率的に手術を行うことができる生体内診断治療器具を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の生体内診断治療器具は、以下の様な構成からなる。即ち、診断トランスデューサと、治療用トランスデューサと、硬性細径棒状の生体挿入プローブと、前記生体挿入プローブの一端に回動自在に前記診断トランスデューサの一端を取り付けるとともに、前記生体挿入プローブの生体挿入時には前記生体挿入プローブの長手方向に延びて前記診断トランスデューサをまっすぐに伸ばし、生体診断時には回動して前記診断トランスデューサを前記生体挿入プローブに対して折り曲げる診断トランスデューサ取り付け部材と、前記診断トランスデューサ取り付け部材の回動を制御する制御部と、前記診断トランスデューサ取り付け部材の回動角度を検出する検出手段と、前記生体挿入プローブの長手方向に移動可能であるように前記治療用トランスデューサを収容する収容部と、前記治療用トランスデューサの移動方向と前記診断トランスデューサの診断視野との関係が明示されるように表示するモニタ部と、生体治療時には前記治療用トランスデューサの一部が前記生体挿入プローブの前記収容部より出て患部を治療することを特徴とする生体内診断治療器具を備える。
【作用】
以上の構成により本発明は、生体挿入プローブの生体挿入時には診断トランスデューサがまっすぐとなり、生体診断時には診断トランスデューサが生体挿入プローブに対して折り曲がり、さらに、生体治療時には治療用トランスデューサの一部が生体挿入プローブの収容部より出てゆくよう動作する。
【０００６】
【実施例】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
【０００７】
［生体内診断治療システムの使用環境の説明（図１）］
図１は、本発明の代表的な実施例である生体内診断治療システムの使用環境である腹腔鏡下手術の様子を示す図である。図１に示すように本実施例では生体挿入プローブ１には超音波プローブとレーザ穿刺プローブ１０が装着され、超音波プローブによって肝癌を探索し、探索された病巣５０をレーザ照射によって焼灼除去するような場合を考える。
【０００８】
図１に示されるように、腹壁６０は公知の気腹法或は吊り上げ法によって、上方に持ち上げられ、臓器と腹壁６０との間に手術空間６１が設けられる。腹部には直径約５〜１０mm程度の穴を数か所開け、その穴より生体挿入プローブ１や腹腔鏡２０を手術空間６１に挿入する。腹腔鏡２０からは接続コード２１がＴＶモニタ３００に接続され、腹部内部の様子が映像としてＴＶモニタ３００に表示される。また、腹腔鏡２０は接続コード２２によって、光源装置４００に接続されている。
【０００９】
さて、生体挿入プローブ１からは接続コード１１が出て、後述する超音波プローブの出力が超音波診断装置１００に伝えられ超音波診断装置１００のモニタ部１１０に超音波診断による肝癌断層面が表示される。さらに、レーザ穿刺プローブ１０の先端部からのレーザビーム照射のために電力が接続コード１２によってレーザ制御装置２００より供給される。レーザ穿刺プローブ１０の先端部からはレーザがほぼ球状に照射され、癌の病巣を焼灼除去する。
【００１０】
なお図１において、２は生体挿入プローブ１のパイプ部、５は先端部であり、その詳細については後述する。
【００１１】
［生体挿入プローブシステムの外観説明（図２〜図３）］
図２は、超音波プローブ４とレーザ穿刺プローブ１０を装着した生体挿入プローブ１を示す外観図である。図２に示されるように、生体挿入プローブ１のパイプ部２の内部を貫通する鉗子穴３に超音波プローブ４とレーザ穿刺プローブ１０が挿入され、パイプ部２の先端部５に超音波プローブ４の一端がクリップ４１によって固定される。また、先端部５は軸６を中心として回動自在となっており、パイプ部２に取りつけられたワイヤ７を介して、生体挿入プローブ１のグリップ部８を操作することによって、先端部５が回転し、超音波プローブ４の視野を変化させることができるようになっている。図２では、パイプ部２と先端部５との角度はθ1 となっている。本実施例の場合、このパイプ部２と先端部５の直径は１cm弱である。
【００１２】
レーザ穿刺プローブ１０は、パイプ部２において超音波プローブ４の下側に挿入されていて、矢印９４の方向に対して前後方向に移動可能となっている。レーザ穿刺プローブ１０の先端部からレーザ照射のための電力は接続コード１２からレーザ制御装置２００より供給される。
【００１３】
グリップ部８は、支持体８２と、握り部８３と、握り部８３の回転の中心となる支点８４と、支持体８２と握り部８３との間に設けられ両者の間の距離を保とうとするバネ部材８５（板バネ８５ａと板バネ８５ｂとを組み合わせて構成される）と、支点８４を介して握り部８３の握り方向とは逆方向に移動して握り部８３の動きを先端部５に伝えるワイヤ止メ８６（ワイヤ７はワイヤ止メヒンジ８１に固定される）及び滑車８７と、支持体８２と握り部８３との間隔を調節し先端部５の曲がり具合を保持する調整部８８とで構成されている。握り部８３には滑り止めのために凹凸が、また調整部８８には握り部８３を握ったときのグリップロックとしてストッパ８９が設けられている。
【００１４】
さらに調整部８８は軸９５を中心としてＡ方向及びＢ方向に回転可能となっている。ここで、調整部８８に対してＡ方向の力を何も加えないなら、板バネ８５ａの弾性力によって調整部８８は常にＢ方向の力が加えられており、その結果、握り部８３を常にロックするように作用する。
【００１５】
パイプ部２の内部にはリニアポテンシオメータ９が取り付けられていて、握り部８３を握ったときに引っ張られるワイヤ７の移動量（ｘ）を検出する。その移動量（ｘ）はデータライン１３から生体挿入プローブ１の外部に出力できる。本実施例ではデータライン１３は超音波診断装置１００に接続され、移動量（ｘ）から、先端部２のパイプ部５に対する角度（θ）が求められる。また、図２において、ｌは超音波プローブ４の超音波放射部４２の一端と軸６との間の長さである。
【００１６】
図３は、生体挿入プローブ１のパイプ部２と先端部５との間の角度がθ2 である様子を示す図である。
【００１７】
なお、図２〜図３において、生体挿入プローブ１に装着されている超音波プローブは視野角度がＳ1 のコンベックス走査方式のプローブを用いており、扇状の領域（図２〜図３において、超音波プローブ４の超音波放射部４２と破線で囲まれた領域４３）を診断することが可能である。
【００１８】
［データ処理系の概要説明（図４〜図５）］
図４は超音波診断のためのデータ処理を行う処理系の概要を示す図である。本実施例におけるデータ処理系では、主に２つの情報が処理される。１つは、超音波プローブ４の超音波トランスデューサ４４から出力された超音波エコーのデータであり、もう１つはリニアポテンシオメータ９より出力された先端部５の回転角度に依存したワイヤ７の移動量（ｘ）のデータである。
【００１９】
図４に示すように、これら２つのデータはそれぞれ接続コード１１とデータライン１３を経て超音波診断装置１００に入力される。さて、入力された超音波エコーのデータは画像処理部１２０において画像処理され、患部の断層面の画像が形成される。画像処理部１２０において画像処理データは映像合成部１４０に転送される。なお、この超音波画像処理には公知のＢモード法が用いられる。
【００２０】
次に、入力されたワイヤ７の移動量（ｘ）のデータは制御部７に入力され、その移動量（ｘ）が先端部５の回転角度（θ）に変換される。続いて、この回転角度（θ）に基づいて、レーザ穿刺プローブ１０の移動方向と超音波プローブ４の診断視野との関係が明示されるようにしてモニタ部１１０表示するためのガイドラインデータを生成する。そのガイドラインデータは映像合成部１４０に転送され、モニタ部１１０では超音波診断による断層画像とレーザ穿刺プローブ１０のガイドラインが重ね合わせられて同時に表示される。
【００２１】
図５（ａ）と図５（ｂ）はモニタ部１１０に表示された超音波診断による断層画像とガイドラインの例を示す図である。図５（ａ）〜図５（ｂ）において、５０が肝臓の患部（肝癌である場所）を、Ｇ1,Ｇ2 はそれぞれ、先端部５のパイプ部２に対する回転角度（θ）がθ1,θ2 である時のレーザ穿刺プローブ１０の移動方向を示すガイドラインを示している。図５（ａ）〜図５（ｂ）に従うならば、θ＝θ1 であるときにレーザ穿刺プローブ１０を矢印９４の方向に前進させてもその先端部は目的とする患部に到達しないが、グリップ部８の操作によって先端部５を回動させて、θ＝θ2 としたときに、レーザ穿刺プローブ１０を矢印９４の方向に前進させれば、レーザ穿刺プローブ１０の先端部が目的とする患部に達することになる。
【００２２】
このように本実施例によれば、先端部５のパイプ部２に対する回転角度（θ）によってモニタ部１１０でのガイドラインの表示位置も変化するので、ガイドラインをモニタ部で視認しながら、グリップ部８を操作して回転角度（θ）を変化させて、ガイドラインが断層画像に示される患部と交差するようにすれば、レーザ穿刺プローブ１０の先端部を患部に正確に到達させることが可能になる。或は、図５（ｃ）に示すように生体挿入プローブ１をおおよそ並行移動して、患部とガイドラインＧ１が交差するようにすることもできる。
【００２３】
［生体挿入プローブシステムの動作説明（図６〜図７）］
さて次に、以上のような構成をもつ超音波プローブの動作について説明する。なお、ここで説明する動作は、腹部に小さな穴を開けて肝癌の腹腔鏡下手術を行うことを前提としている。
【００２４】
（１）生体挿入プローブシステムの腹部への挿入（図６）
まず超音波プローブ４を生体挿入プローブ１のパイプ部２に通して、その先端部を鉗子穴３より外に出し、先端部５のクリップ４１によって超音波プローブ４の先端部の超音波放射部４２が外側となるように固定する。このとき、レーザ穿刺プローブ１０の先端部は、生体を傷つけないように、パイプ部２の内部に収容しておく。
【００２５】
超音波プローブの腹部への挿入は、図６に示すようにグリップ部８の操作によって先端部５がパイプ部２と直線になるようにして行う。腹部からの取り出し時も同様にして行う。これによって、超音波プローブの挿入と取り出しはパイプ部２の直径程度（約１cm）の穴があればよいことになる。
【００２６】
（２）超音波プローブによる診断（図７）
さて、先端部５がパイプ部２と直線になるようにして挿入したプローブは、グリップ部８の支持体８２をもち握り部８３を図１の矢印９０方向に移動させてワイヤ７を引っ張る。これによって、先端部５がパイプ部２に対して傾くので診断しようとする対象に対して、最適な角度でグリップロックする。この際、生体挿入プローブ１を回転させて、診断位置を特定できることは言うまでもない。
【００２７】
この診断に際しては、腹腔鏡２０によって観察される腹部内部の様子をＴＶモニタ３００に表示しながら、先端部５に装着された超音波放射部４２を手術対象の肝臓に接触させる。さらに、グリップ部８を操作して、超音波診断装置１００のモニタ部１１０に表示される患部５０とレーザ穿刺プローブのガイドラインが交差するように、先端部５の角度（θ）を調節する。
【００２８】
（３）レーザ穿刺プローブによる治療
以上のような操作によってレーザ治療のためのレーザ穿刺プローブの挿入方向を決定すると、モニタ部１１０を見ながら、図１に示されているようにレーザ穿刺プローブ１０の先端部を患部５０の中心まで穿刺する。このとき、その先端部が超音波エコーとして検出されモニタ部１１０に表示されることは言うまでもない。その後、レーザ制御装置２００より電力を供給して、患部５０に対してレーザ照射を行い、病巣を焼灼除去する。
【００２９】
従って本実施例に従えば、超音波診断による断層画像とレーザ穿刺プローブの挿入方向がガイドラインとして重ね合わせられてモニタに表示されるので、超音波プローブによる患部の診断とレーザ穿刺プローブの穿刺位置の特定（レーザ照射位置の特定）を同時に行うことができる。
【００３０】
なお上述の実施例では、超音波プローブ４の超音波放射部４２の一端と軸６との間の長さがｌである場合の生体挿入プローブ１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、その長さをｌ′（ｌ′＜ｌ）として、レーザ穿刺プローブの穿刺可能な範囲を拡げることも可能である。これによって、対象臓器（例えば、肝臓）の表面付近から深部に至る広い範囲に渡ってレーザ照射による治療が可能となる。
【００３１】
また上述の実施例では、ある視野角度（Ｓ1 ）と、ある大きさの超音波放射部４２をもったコンベックス走査方式の超音波プローブを装着した生体挿入プローブについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図９に示すように、より視野角度の広い（ここでは、Ｓ2 （Ｓ1 ＜Ｓ2 ）超音波プローブを用いることができる。これによって、超音波診断によって観察される断層面のかなり浅い部分に対しても、レーザ穿刺プローブを穿刺することができる。さらに、超音波放射部４２（対象臓器への接触面）の面積を小さくしてマイクロコンベックス走査やセクタ走査による対象臓器への接触性を高めた超音波プローブを用いることも可能である。
【００３２】
以上説明した生体内診断治療システムを用いることにより、生体に開けた小さな穴よりプローブが挿入されて診断が行われ、治療トランスデューサの移動方向となるプローブの長手方向が診断トランスデューサによる診断結果の画像とともに表示され、表示画像によって患部と治療トランスデューサの移動方向とが正確に特定できるので、その確認後治療トランスデューサの一部をプローブ内から患部方向に移動させれば侵襲性が小さく患部を正確に特定して効率的に手術を行うことができる。
【００３３】
上述の説明では、本発明の好適な実施例のみが示された。様々な態様が、本明細書に記載の特許請求の範囲によつてのみ限定される本発明の範囲から逸脱することなく、当業者には明らかである。それ故に、本発明はここで示され説明された実施例のみに限定されるものではない。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、生体挿入時には生体挿入プローブはその長手方向に延びて診断トランスデューサをまっすぐに伸ばし、生体診断時には回動してその診断トランスデューサを折り曲げて診断を行い、生体治療時には治療用トランスデューサの一部が生体挿入プローブの収容部より出て患部を治療することができるので、生体に小さな穴より挿入が可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施例である生体内診断治療システムを用いてレーザ治療を行う腹腔鏡下手術の様子を示す図である。
【図２】超音波プローブとレーザ穿刺プローブを装着した生体挿入プローブを示す図である。
【図３】図２で示した生体挿入プローブ先端部が角度θ2 に曲げられた様子を示す図である。
【図４】図２で示した生体挿入プローブから得られた信号を処理して映像化する信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図５】図２で示した生体挿入プローブ先端部の曲げ角度に従ったモニタ部に表示される超音波診断の画像とレーザ穿刺プローブの移動方向のガイドラインを示す図である。
【図６】生体への挿入時の生体挿入プローブの形状を示す図である。
【図７】生体内で超音波診断を行う時の生体挿入プローブの形状を示す図である。
【図８】生体挿入プローブ先端部の別の例を示す図である。
【図９】生体挿入プローブに装着した超音波プローブの診断視野の大小とレーザ穿刺プローブの使用可能範囲の関係を示す図である。
【符号の説明】
１  生体挿入プローブ
２  パイプ部
３  鉗子穴
４  超音波プローブ
５  先端部
６  軸
７  ワイヤ
８  グリップ部
９  リニアポテンシオメータ
１０  レーザ穿刺プローブ
【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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