JP5006475B2 - 超音波処置システム及び超音波処置システムの作動方法 - Google Patents

超音波処置システム及び超音波処置システムの作動方法 Download PDF

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Description

本発明は、超音波を用いて処置を行う超音波処置システム及び超音波処置システムの作動方法に関する。
近年、患者に対する治療のための各種の処置が内視鏡を用いた内視鏡観察下で広く行われるようになっている。
また、処置を行い易くするために、超音波振動エネルギーを処置対象の生体組織に与え、脆弱な組織を超音波振動によって破砕して、吸引すると共に、血管等の弾力性に富む組織を破砕せずに露出させる超音波吸引装置または超音波吸引システムが用いられる場合がある。
この場合、脆弱な組織を乳化し、破砕された組織片を円滑に吸引できるように処置対象の生体組織の表面に流体を供給する。そのため、超音波振動エネルギーを処置対象の生体組織に付与した場合、流体にも超音波振動エネルギーが付与されることになるため、流体がミストになって内視鏡の観察窓からの観察機能を低下させる場合が発生する。
観察機能を低下に関連する第１の先行例としての日本国特開平１１−１５５８６９号公報の送気吸引制御システムは、高周波焼灼装置や超音波凝固切開装置により発生した煙やミストが内視鏡による観察を妨げるため、高周波焼灼装置又は超音波凝固切開装置による出力の停止信号に基づいて、吸引手段による吸引を加圧と共に所定時間遅延させて行うように制御している。この制御により、高周波焼灼装置等の出力停止後にも煙やミストを吸引して除去する。
また、第２の先行例としての日本国特開２００７−２９６００２号公報には、高周波焼灼装置により発生する煙やミストが内視鏡先端の観察窓に付着して観察視野を悪化するため、観察窓に加圧ガスを供給する。そして、観察窓の表面に沿って加圧ガスとしてのＣＯ２ガスを流して、煙やミストが観察窓の表面に到達しないように流体カーテンを形成する内容が開示されている。
しかしながら、第１の先行例は、煙やミストの発生量をモニタしていないため、ミストの発生量に適切に対応できない。
また、第２の先行例は、流体カーテンを形成することにより、煙やミストが観察窓の表面に到達しないように制御するが、超音波吸引システムの場合には、流体カーテンにより観察視野を鮮明な状態を確保することができない。
このため、流体を生体組織の表面に供給して超音波による破砕の処置を行う場合、ミストの発生量に応じて超音波出力又は流体を制御して円滑に処置を行うことができる超音波吸引システム及び超音波吸引方法が望まれる。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、内視鏡の観察機能によりミストの発生量に応じて超音波出力又は流体を制御でき、術者による処置を支援できる超音波処置システム及び超音波処置システムの作動方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る超音波処置システムは、超音波駆動信号を発生する超音波駆動信号発生部と、前記超音波駆動信号が印加されることによって処置対象の生体組織を超音波振動によって処置する超音波処置部と、前記処置対象の生体組織を観察する観察機能を有する観察部と、前記観察部を介して前記生体組織の処置中に発生するミスト量に応じて変化する前記生体組織の画像を観察画像として取得する画像取得部と、前記ミストが発生していない状態の前記生体組織の画像を基準画像として予め記憶する記憶部と、前記画像取得部で取得された前記観察画像と前記記憶部に記憶された前記基準画像とを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいて、前記観察画像が前記基準画像に対して輝度が所定以上に変化した画像であるか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記観察画像が前記基準画像に対して輝度が前記所定以上に変化した画像であると判定された場合、前記超音波駆動信号の出力停止、又は出力低減させる制御を行う制御部と、を有する。
本発明の一態様に係る超音波処置システムの作動方法は、処置対象の生体組織を観察しながら超音波振動によって処置を行う超音波処置システムの作動方法であって、前記生体組織の処置中に発生するミスト量に応じて変化する前記生体組織の画像を観察画像として画像取得部が取得する画像取得ステップと、予め記憶された前記ミストが発生していない状態の前記生体組織の基準画像と前記画像取得ステップで取得された前記観察画像とを比較部が比較する比較ステップと、前記比較ステップの比較結果に基づいて、前記観察画像が前記基準画像に対して輝度が所定以上に変化した画像であるか否かを判定部が判定する判定ステップと、前記判定ステップによって前記観察画像が前記基準画像に対して輝度が前記所定以上に変化した画像であると判定された場合、前記超音波振動を停止、又は前記超音波振動を低減させる制御を制御部が行う制御ステップと、を有する。
図１は本発明の第１の実施形態の超音波吸引システムの全体構成を使用状態で示す図。 図２は超音波吸引システムの概略の構成を示すブロック図。 図３Ａはミストが発生しない状態の観察画像の例を示す図。 図３Ｂはミストが発生した状態の観察画像の例を示す図。 図３Ｃは対物レンズの外表面にミストが付着した例を示す図。 図４はミスト判定＆判定信号生成部の具体的構成を示すブロック図。 図５Ａは観察画像におけるミスト発生を検出するための検出領域となる走査線を示す図。 図５Ｂは基準画像の画像信号の例及び閾値を加算した画像信号を示す図。 図５Ｃはミストが発生した場合の観察画像の画像信号の例を示す図。 図６は第１の実施形態における超音波吸引方法の手順を示すフローチャート。 図７は図６における主要部の動作説明のタイミング図。 図８は基準画像の最大値を判定基準に用いる例と、基準画像の最大値に閾値を加算した値を判定基準にする場合の説明図。 図９Ａは第１の実施形態の第１変形例における付着判定部の構成例を示すブロック図。 図９Ｂは画像領域を複数の小領域に分割した説明図。 図１０（Ａ）から図１０（Ｉ）は図９Ａの動作説明用のタイミング図を示し、図１０（Ｊ）から図１０（Ｋ）は第１の実施形態の第２変形例の動作説明用のタイミング図。 図１１は第１の実施形態の第３変形例における主要部の構成図。 図１２は第３変形例の動作説明用のタイミング図。 図１３Ａは第３変形例の変形例の構成を示す斜視図。 図１３Ｂは第３変形例の他の変形例の構成を示す斜視図。 図１４Ａは本発明の第２の実施形態における超音波吸引プローブの概略の構成を示す側面図。 図１４Ｂは図１４Ａにおいて操作レバーを操作した場合の超音波吸引プローブの概略の構成を示す側面図。 図１４Ｃは外シースを除去して傘の構成を示す斜視図。 図１４Ｄは図１４Ｃの状態において操作レバーを操作した場合の傘の構成を示す斜視図。 図１５は第２の実施形態における処置する様子を示す図。 図１６Ａは本発明の第３の実施形態における超音波吸引プローブの先端側の構成を示す側面図。 図１６Ｂは第３の実施形態における超音波吸引プローブの先端側の構成を示す斜視図。 図１７は第３の実施形態における処置する様子を示す図。 図１８は本発明の第４の実施形態における超音波吸引システムの一部の構成を示すブロック図。 図１９（Ａ）から図１９（Ｉ）は第４の実施形態の動作説明用のタイミング図。
以下、図面を参照して、本発明の各実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１に示すように本発明の第１の実施形態の超音波吸引システム１は、ベッド２に横たわる患者３の例えば腹部４内の処置対象となる患部５の生体組織に対して、超音波振動エネルギー（超音波振動と略記）を利用して処置を行う。
このため、超音波吸引システム１は、超音波振動を発生させるための超音波駆動信号を発生する超音波駆動信号発生ユニット６を有する。この超音波駆動信号発生ユニット６は、発生した超音波波駆動信号を信号ケーブル７を介して超音波吸引部としての超音波吸引プローブ８に出力する。
図２に示すようにこの超音波吸引プローブ８は、超音波駆動信号発生ユニット６から信号ケーブル７を介して超音波駆動信号が印加されることにより超音波振動を発生する超音波発生部としての超音波振動子９を内蔵している。この超音波振動子９により、発生した超音波振動は、超音波振動を伝達する振動伝達部としての伝達管１０を介して超音波吸引プローブ８の先端部１１に伝達される。
術者は、この先端部１１を患部５の生体組織の表面に接触させることにより、超音波振動が患部５の生体組織に付与され、生体組織における脂肪組織等の脆弱な生体組織部分が破砕される。さらに、以下のような生体表面に供給される流体（具体的には生理的食塩水）の存在下で、破砕された生体組織片は、乳化される。
破砕された生体組織片を円滑に吸引により除去できるように、超音波吸引システム１は、流体供給部を構成する送水＆吸引ユニット１２を有する。この送水＆吸引ユニット１２における送水器４１は、超音波吸引プローブ８に設けた送水チューブ１３ａを介して流体としての生理的食塩水（単に水と略記）を供給（送水）し、吸引器４２は、超音波吸引プローブ８に設けた吸引チューブ１３ｂを介して乳化物としての破砕された生体組織片及び水を吸引する。
また、超音波吸引システム１は、患部５及び超音波吸引プローブ８の先端側等を光学的に観察する内視鏡１４と、この内視鏡１４に設けられた観察部としての（図２に示す）撮像部１５を構成する撮像素子１６に対する信号処理を行うプロセッサ１７と、撮像部１５により撮像される撮像範囲を照明するための光源ユニット１８とを有する。
内視鏡１４から延出されたライトガイドケーブル１９は光源ユニット１８に接続され、内視鏡１４から延出された信号ケーブル２０はプロセッサ１７に接続される。
このプロセッサ１７による画像処理により生成された画像信号（映像信号）は、画像表示手段としてのモニタ２１に出力され、モニタ２１の表示面には撮像部１５により撮像された画像が内視鏡画像として表示される。
なお、図１に示すように内視鏡１４は、トラカール２２を介して腹部４内に挿入される。また、超音波吸引プローブ８も、実際にはトラカールを介して腹部４内に挿入される。図２に示すようにトラカール２２に接続された気腹チューブ２３は気腹ユニット２４に接続される。
この気腹ユニット２４は、気腹器２５を構成する送気＆吸気器により気腹用ガス（気体）を気腹チューブ２３を介して腹部４内に送気し、腹部４内を気体で膨らませ、観察や処置を行い易い状態にする。また、気腹器２５は気腹チューブ２３を介して腹部４内の気体を吸気することもできる。吸気することにより、速やかに腹部４内を所望の圧力に設定することができる。
この気腹器２５は、気腹コントローラ２６により、送気及び吸気の動作が制御される。また、この気腹器２５は、圧力センサ２５ａを備え、気腹コントローラ２６により圧力制御を行うことができるようにしている。そして、この圧力センサ２５ａによる圧力情報によって、腹部４内の気圧を一定に保つことができるようにしている。
また、この超音波吸引システム１は、術者等のユーザが超音波駆動信号発生ユニット６、送気＆吸引ユニット１２、光源ユニット１８、気腹ユニット２４等に対して指示操作を行うユーザインタフェースとしてフットスイッチ２８が設けてある。
フットスイッチ２８には、超音波駆動信号発生ユニット６に対して、超音波駆動信号の発生（ＯＮ）及び停止（ＯＦＦ）の指示操作を行う指示操作スイッチとしての超音波スイッチ２８ａが設けてある。
なお、フットスイッチ２８に、後述する流体噴出部としてのノズル５０から流体を噴出させるために、送気＆送水ユニット５５に対して送気及び送水のＯＮ／ＯＦＦの指示操作を行う送気＆送水スイッチ、気腹ユニット２４の気腹（送気及び吸気）のＯＮ／ＯＦＦの指示操作を行う気腹スイッチ等を設けても良い。
図２は、図１における各部の主要な構成を示す。超音波吸引プローブ８は、細長の外管（又はシース）３１と、この外管３１内に同軸状に挿通され、超音波を伝達する伝達管１０とを備える。外管３１における基端側は拡径にされた把持部３２が設けられ、把持部３２の内部に超音波振動子９が配置されている。
この超音波振動子９は、例えば伝達管１０の後端付近にリング形状に設けてある。超音波振動子９による超音波振動は、伝達管１０により先端部１１に伝達され、図２における矢印で示すように先端部１１は、その軸方向に超音波振動する。
また、伝達管１０の内部空間は、吸引管路を形成し、この伝達管１０の後端は、吸引チューブ１３ｂを介して送水＆吸引ユニット１２に接続される。
一方、送水チューブ１３ａは、超音波吸引プローブ８の基端側に設けた第１の送水管３３ａと接続され、この第１の送水管３３ａは途中で伝達管１０と外管３１との間の第２の送水管３３ｂと連通する。この外管３１の先端は、テーパ状に先細り形状となり、伝達管１０の先端より少し後方で開口している。この伝達管１０の外側のリング状の開口部分から矢印で示すように送水する。
なお、図２においては、外管３１の先端が先細り形状となっているが、先細り形状に限定されるものでない。例えば図１４Ａでは、外管３１の先端側は円管形状である。
一方、伝達管１０の先端開口は吸引口１０ａとなり、この吸引口１０ａから矢印で示すように送水された水に混ざって破砕された生体組織片等を吸引する。なお、図１においても、円形の拡大図において、生体組織に対して処置している様子を示している。
超音波駆動信号発生ユニット６は、交流の発振信号を発生する発振器３６と、この発振信号の発振信号を増幅すると共に絶縁して超音波駆動信号として出力する出力回路３７と、発振器３６による発振及び発振停止の制御と、出力回路３７からの出力制御を行う発振＆出力コントローラ３８とを有する。
この出力回路３７から信号ケーブル７を介して超音波吸引プローブ８の超音波振動子９に超音波駆動信号が印加され、超音波振動子９は超音波を発生、又は超音波振動を発生する。出力回路３７は、超音波振動子９に出力する超音波駆動信号の電流値を可変するアンプ又は減衰器３７ａを内蔵し、発振＆出力コントローラ３８の出力コントローラはアンプ又は減衰器３７ａを制御して、超音波駆動信号の出力の低減を含む制御を行う。なお、超音波駆動信号の出力を可変する場合、超音波駆動信号の振幅を可変させることにより、超音波駆動信号の出力の低減を含む制御を行うようにしても良い。
フットスイッチ２８は、発振＆出力コントローラ３８と接続され、術者はこのフットスイッチ２８を操作して、超音波駆動信号の出力指示と、出力停止（発振停止）指示等を行うことができる。
送水＆吸引ユニット１２は、上記のように送水を行う送水器４１と、吸引を行う吸引器４２と、送水器４１及び吸引器４２の動作を制御する送水＆吸引コントローラ４３とを有する。
送水器４１は、送水チューブ１３ａと接続され、この送水チューブ１３ａを介して超音波吸引プローブ８の送水管３３ａ、３３ｂ側に送水する。
また、吸引器４２は、吸引チューブ１３ｂと接続され、この吸引チューブ１３ｂと接続される超音波吸引プローブ８の吸引管路としての機能を持つ伝達管１０を介して、伝達管１０の先端の吸引口１０ａから吸引する。
また、内視鏡１４は、細長の挿入部４５と、この挿入部４５の後端に設けられた把持部４６とを有する。挿入部４５の先端部４７には、照明窓と観察窓とが設けられている。照明窓には、照明レンズ４８が取り付けられて照明部が形成される。また、観察窓には対物レンズ４９が取り付けられており、この対物レンズ４９の結像位置に撮像素子１６が配置されて観察部としての撮像部１５が形成されている。
また、観察部による観察視野を形成する対物レンズ４９の近傍には、この対物レンズ４９に向かうように噴出口が望むノズル５０が配置されている。
光源ユニット１８からの照明光は、内視鏡１４内を挿通されたライトガイド５１により伝送され、ライトガイド５１の末端から照明レンズ４８を介して出射される。照明レンズ４８からの照明光で照明された患部５等の光学像が、対物レンズ４９によりその結像位置に配置された撮像素子１６に結ばれる。
光源ユニット１８は、光源ランプ５３により発生した照明光をレンズ５４により集光してライトガイド５１の基端に入射する。また、光源ユニット１８は、送気及び送水する送気＆送水ユニット５５を有し、送気＆送水ユニット５５による動作は送気＆送水コントローラ（コントローラと略記）５６により制御される。
送気＆送水ユニット５５は、送気＆送水チューブ５７を介して内視鏡１４内に設けられた送気＆送水チューブ５８と接続される。送気＆送水ユニット５５は、送気＆送水チューブ５８の先端に設けられた流体噴出部を構成するノズル５０から、観察窓の対物レンズ４９の外表面に向けて、気体及び水を噴出する。この噴出動作によって、この外表面に付着した付着物を除去して、観察窓を清浄な状態、つまり良好な観察視野を確保できるようにしている。なお、流体噴出部がノズル５０と、送気＆送水ユニット５５とを含めて構成されると定義しても良い。
信号ケーブル２０が接続されるプロセッサ１７は、撮像素子１６と接続された撮像素子ドライブ回路（ドライブ回路と略記）６１を有し、このドライブ回路６１は撮像素子にドライブ信号を印加する。撮像素子１６は、ドライブ信号の印加により、撮像面に結像された光学像を光電変換した画像信号を出力する。
この撮像素子１６から出力される画像信号は、プロセッサ１７内の画像処理ユニット６２を構成する色分離回路６３により色成分の画像信号に色分離された後、Ａ／Ｄ変換器６４によりデジタルの色成分の画像信号に変換されてメモリ６５に一時記録（記憶）される。
このメモリ６５により記録された色成分の画像信号は、さらに画像処理回路６６によりガンマ補正等の画像処理が施されて標準の画像信号が生成され、モニタ２１に出力される。術者は、モニタ２１に表示される内視鏡画像を観察画像として観察しながら、超音波吸引プローブ８による処置を行う。
上述したように、術者は、送水及び吸引を行いながら超音波吸引プローブ８によって、脆弱な生体組織を破砕し、破砕した生体組織片が混ざった水（乳化物）を効率良く吸引することができるが、水が存在している状態での超音波振動により、水又は水と生体組織片とが混ざった乳化物が、ミストとして飛散する現象が起こる場合がある。
ミストが殆ど発生しない状態又は超音波振動を停止している状態においては、例えば図３Ａに示すように、符号Ｉａで示す生体組織部分の画像を良好に観察することができる観察画像となる。図３Ａの観察画像Ｉａの状態において、所定値を超えるミストが発生すると、図３Ｂに模式的に示すように観察画像Ｉａ中に花火又は雨のように輝度が高いライン状のミストが伴う観察画像になってしまう。
このようなライン状のミストが伴う観察画像になると、術者は処置対象の生体組織部分の観察画像Ｉａを、図３Ａのように良好な観察状態で観察することが困難になってしまう。このような場合、術者は、超音波スイッチ２８ａをＯＦＦにして超音波振動を停止させ、超音波振動による処置を中断する。そして、ミストの発生を停止ないしはミストの発生を所定値以下にして、生体組織の状態を確認した後、再び超音波スイッチ２８ａをＯＮにする。その後においても、所定値を超えるミストが発生すると同様に処置を中断する作業が繰り返される。
また、このような所定値を超えるミストが頻繁に発生すると、飛散したミストが対物レンズ４９の外表面に付着物として付着する。ミストが飛散して対物レンズ４９の外表面に付着すると、例えば図３Ｃに示すようになる。図３Ｃのように観察窓の外表面、つまり対物レンズ４９の外表面にミストが付着すると、図３Ａに示す観察画像は、付着したミストのために不鮮明な観察画像となってしまう。
このため、本実施形態においては、以下のように予め（実質的に）ミストが発生していない状態での観察画像を取得して基準となる基準画像を設定し、以後の観察画像を基準の観察画像と比較して、所定以上の変化を検出した場合には、所定値を超えるミストが発生した観察画像であると判定し、その判定結果から所定値を超えるミストの発生に対応したミスト判定信号を生成する構成にしている。
図２に示すようにプロセッサ１７における、メモリ６５に記録された色成分の画像信号は、ミスト判定＆判定信号生成部６８を構成する画像取得回路６９に入力される。なお、この場合、画像取得回路６９は、１つの色成分の画像信号を取得しても良いし、複数の画像信号を取得しても良い。また、例えばＲ，Ｇ，Ｂの色信号から、輝度信号Ｙを生成して、画像取得回路６９は、輝度信号Ｙを取得しても良い。
この画像取得回路６９は、取得した画像信号から所定値を超えるミストの発生を検出するための基準画像（の画像信号）を生成すると共に、所定値を超えるミストが発生しているか否かの判定対象の観察画像を時系列に取得する。
この画像取得回路６９は、ミストが発生していない状態から超音波スイッチ２８ａがＯＦＦからＯＮにされた時（タイミング）に撮像された観察画像から例えば所定の領域の画像部分を抽出して、基準画像メモリ７０に基準画像として記録する。
なお、以下のように基準画像を記録（取得）するタイミングとして超音波スイッチ２８ａがＯＮされた時の他に、ＯＮ時ないしはＯＮ直後までの任意のタイミングのもので設定するようにしても良い。
ＯＮ時ないしはＯＮ直後までの状態は、超音波駆動信号が超音波振動子９に印加され、超音波振動子９が超音波振動し、その超音波振動が伝達管１０を介して超音波プローブ８の先端部１１に付与された付与時ないしは付与直後の状態に相当する。このように付与時から付与直後までのミストが実質的に発生していない状態で撮像された観察画像（又はその所定の領域の画像部分）を基準画像にしても良い。以下の説明では主に付与時に相当するＯＮ時のタイミングの場合で説明する。
また、この画像取得回路６９は、基準画像の取得以後の超音波スイッチ２８ａがＯＮされた状態で、メモリ６５から同じ所定の領域の観察画像の一部を抽出し、比較回路７１に出力する。
比較回路７１は、基準画像メモリ７０に記録された基準画像と、超音波スイッチ２８ａがＯＮされた状態において画像取得回路６９により取得された観察画像とを比較する。
比較回路７１は、比較結果を判定回路７２に出力する。判定回路７２は、比較回路７１による比較結果から、所定値以上に変化にあったか否かを判定し、判定結果を制御部を構成するコントローラ７３に出力する。判定回路７２は、基準画像に比較して、観察画像が所定値以上に変化があったと判定した場合のみ、所定値を超えるミストが発生している状態であると判定して、ミスト判定信号を出力する。
このコントローラ７３は、判定回路７２による判定結果に応じて、少なくとも超音波駆動信号発生ユニット６と、送水＆吸引ユニット１２の動作を制御する制御部の機能を持つ。コントローラ７３は、ミスト判定信号が入力された場合には、超音波駆動信号発生ユニット６に対して超音波駆動信号の出力停止又は出力低減させる制御を行うと共に、送水＆吸引ユニット１２に対して送水及び吸引の動作を停止、又は（送水及び吸引の）動作機能を低減させる制御を行う。
コントローラ７３は、プロセッサ１７内の各部を制御すると共に、超音波吸引システム１を構成する超音波駆動信号発生ユニット６、送水＆吸引ユニット１２、気腹ユニット２４、光源ユニット１８の各コントローラ３８，４３，２６，５６に制御信号を送ることにより各ユニットの動作を制御することができる。
なお、コントローラ７３による制御信号により、各コントローラ３８，４３，２６，５６を介することなく、直接的に超音波駆動信号発生ユニット６、送水＆吸引ユニット１２、気腹ユニット２４、光源ユニット１８の動作を集中制御する構成にしても良い。
また、プロセッサ１７には、基準画像を設定したり、所定値を超えるミストの発生の判定の他に、後述するように対物レンズ４９の外表面にミストの飛散による付着物が付着して、不鮮明な観察視野の状態になったか否かを判定する動作モードの設定操作を行う設定部７４が設けてある。術者等のユーザは、この設定部７４から基準画像の設定、選択や、動作モードの選択等を行うことができる。
設定部７４から設定、選択した場合の信号は、コントローラ７３に入力され、コントローラ７３は、この信号に対応して、基準画像の設定、選択や、動作モードの制御を行う。
なお、超音波スイッチ２８ａがＯＮされた場合、超音波駆動信号を連続的に出力する連続出力モードと、間欠的に出力する間欠出力モードとを選択設定する出力モード設定部を設けても良い。そして、後述する第４の実施形態において図示するように間欠出力モードで動作させるようにしても良い。
図４はミスト判定＆判定信号生成部６８のより具体的な構成例を示す。
メモリ６５は、画像取得回路６９を構成するクロック回路６９ａからのクロックに基づくアドレス信号により各フレームの画像信号が読み出され、画像処理回路６６に出力されると共に、カウンタ６９ｂを介してゲート６９ｃに入力される。
ゲート６９ｃは、カウンタ６９ｂにより設定された設定値に対応した所定の領域に対応した期間、開となり、その期間の画像信号がスイッチ６９ｄを介して基準画像メモリ７０に基準画像として格納される。図５Ａの実線は、所定の領域としての走査線Ｌｈを示す。走査線Ｌｈに対応した期間Ｔｈ、画像信号がゲート６９ａを通過する。
図５Ａの実線では、１本の走査線Ｌｈに対応した所定の領域を示しているが、点線で示すように複数の走査線Ｌｈにより所定の領域を設定してもよい。
また、水平方向の走査線Ｌｈに限らず、２点鎖線で示すように例えば対角線Ｌｄ上の画像部分においてミスト判定を行う所定の領域を設定するようにしても良い。この他に、垂直方向に沿って所定の領域を設定しても良い。
また、例えば図９Ｂに示すように複数の小領域Ｒｓに分割して、１つ或いは複数の小領域Ｒｓをミスト判定を行う所定の領域に設定しても良い。また、所定の領域の代わりに所定の期間を設定しても良い。
なお、スイッチ６９ｄは、超音波スイッチ２８ａのＯＮ操作による超音波ＯＮ信号が入力されない状態においては接点ａが選択され、超音波ＯＮ信号が入力されると接点ｂが選択される。このため、接点ａが選択された状態においては、基準画像メモリ７０の基準画像は、新しいものに順次更新される。そして、超音波ＯＮ信号が発生すると、この超音波ＯＮ信号のタイミングおいて観察部により取得された観察画像の一部が基準画像メモリ７０に基準画像としてフリーズされる。
接点ｂが選択されると、メモリ６５からの画像信号がゲート６９ｃの開となる所定の水平期間、比較回路７１に入力される。この場合、基準画像メモリ７０に記録された基準画像の画像信号も、ゲート６９ｃの開と同期して比較回路７１に入力される。
そして、比較回路７１は所定の期間Ｔｈにそれぞれ同期して入力される２つの画像信号を比較する。比較回路７１は、両画像信号の輝度値を直接比較するのでなく、基準画像の輝度値に比較して観察画像の画像信号が十分に高い輝度値を有しているか否かの比較を行う。
このような比較を行うため、比較回路７１は、比較器７１ａと閾値設定器７１ｂ（図４では単に、格納されている閾値７１ｂで略記）とを有する。なお、後述する閾値設定器７２ｃに関しても同様である。
比較器７１ａは、基準画像の画像信号Irに（閾値設定器７１ｂで設定された）閾値７１ｂを加算した輝度値と、観察画像の画像信号とを比較して判定回路７２に出力する。
図５Ｂは実線で示す基準画像の画像信号に閾値Ｖｔｈを加算して設定された基準画像の画像信号Ｉｒａを点線で示す。ミストが発生していない状態においては、画像信号の輝度値はほぼ連続的に変化し、短い期間内ではその変化量はあまり大きくない。
これに対して、所定値を超えるミストが発生した状態での画像信号は、図５Ｃに示すように（照明光がミストで反射されるため）パルス（又はライン）状に輝度値が激しく変化するパルスＰが伴う画像信号Ｉｏとなる。所定値を超えるミストが発生した場合、所定の領域としての例えば走査線Ｌｈ上に離散的に複数のパルスＰが伴うことが頻繁に起こる。
図５Ｂに示す画像信号Ｉｒａと、図５Ｃに示す画像信号Ｉｏとの輝度値を比較することにより、所定値を超えるミストの発生を有効に判定することができる。
また、判定回路７２は、比較回路７１の出力信号を、所定の周期のクロック回路７２ａによる所定のクロックに同期してカウンタ７２ｂで計数する。上記のようにミストは輝度値がパルス状に高くなるように発生するため、その平均的なパルス幅Ｌｐよりも若干長い幅Ｌａに対応するクロックＣ（Ｌａ＞Ｌｐ）を用いて、カウンタ７２ｂにより計数する。
そして、カウンタ７２ｂの計数値が閾値７２ｃよりも大きいか否かを比較回路７２ｄにより判定する。比較回路７２ｄはカウンタ７２ｂの計数値が閾値７２ｃよりも大きい場合には、アンド回路７２ｅを介してミスト判定信号をコントローラ７３に出力する。このようにして観察画像に基づく画像処理により、ミストの特徴となるパルスＰを伴うパルス状画像を有効に判定することができる。
なお、アンド回路７２ｅには、例えばフットスイッチ２８の超音波スイッチ２８ａからの超音波ＯＮ信号が入力され、この超音波ＯＮ信号が入力されている状態においてのみ、判定回路７２は、所定値を超えるミストの発生を判定したミスト判定信号を発生する。
コントローラ７３は、このミスト判定信号が入力されると、ミストの発生を抑制するための抑制信号を発生する。コントローラ７３は、この抑制信号により超音波駆動信号発生ユニット６の発振＆出力コントローラ３８を介して超音波駆動信号の発生を停止または低減させる制御を行う。
また、コントローラ７３は、この抑制信号により送水＆吸引ユニット１２のコントローラ４３を介して送水器４１の送水を停止又は低減させる制御を行う。超音波駆動信号の発生を停止させることにより、超音波振動子９による超音波振動が速やかに停止する。従って、所定値を超えるミストが発生していた場合、超音波振動の停止によりミストの発生が速やかに低減ないしは停止する。
一方、送水器４１の送水を停止しても、超音波吸引プローブ８の先端部１１付近から実際に送水が停止するには、時間的な遅延が発生する。このため、所定値を超えるミストの発生を応答性良く、かつ短い期間で低減ないしは停止させる場合には、送水を停止しないで、超音波駆動信号の発生を停止させるのみでも良い。また、送水と吸引との動作は連動させる（つまり、流体としての送水の供給を低減または停止する場合には、吸引を低減又は停止するように連動させる）方が良いが、短い期間においては送水の動作のみを停止させるようにしても良い。
また、超音波駆動信号の発生を完全に停止させる代わりに、超音波駆動信号の出力値を低減させるように制御しても良い。また送水の動作を停止させる代わりに、送水量を低減するように制御しても良い。また、吸引の動作を停止させる代わりに、吸引量を低減するように制御しても良い。
上述した構成の超音波吸引システム１は、超音波駆動信号を発生する超音波駆動信号発生部としての超音波駆動信号発生ユニット６と、前記超音波駆動信号の印加により超音波振動エネルギーを発生する超音波発生部としての超音波振動子９及び該超音波発生部で発生した超音波振動エネルギーを先端部１１に伝達し、処置対象の生体組織に対して、前記先端部１１から超音波振動エネルギーを付与し、前記生体組織を破砕すると共に、破砕された生体組織片を吸引するための吸引口１０ａが設けられた超音波吸引プローブ８とを有する。
また、超音波吸引システム１は、前記生体組織を光学的に観察する観察部としての撮像部１５が挿入部４５の先端部４７に設けられた内視鏡１４と、前記生体組織の表面に流体を供給する流体供給部を構成する送水器４１と、前記超音波振動エネルギーが付与された状態における前記生体組織の表面からミストが発生する可能性のある観察画像を、前記観察部を介して取得するための画像取得部としての画像取得回路６９とを有する。また、超音波吸引システム１は、前記ミストが（実質的に）発生していない状態に対応する基準画像と、前記画像取得部により取得された前記観察画像とを比較した比較結果に基づいて、前記超音波駆動信号発生部による前記超音波駆動信号の出力を制御する制御部としてのコントローラ７３と、を有することを特徴とする。
次に図６を参照して、本実施形態による超音波吸引プローブ８を用いて患部５の生体組織に対する処置を行う場合の超音波吸引方法の手順を説明する。
最初のステップＳ１において術者は、図１に示すように超音波吸引システム1を処置する状態に設定する。また、術者は、超音波吸引プローブ８を超音波駆動信号発生ユニット６及び送水＆吸引ユニット１２に接続する。
次のステップＳ２において術者は、患者３の腹部４内にトラカール２２を介して内視鏡１４の挿入部４５を挿入し、内視鏡１４の観察部により腹部４内の患部５等を観察できる状態にする。
次のステップＳ３において術者は、内視鏡１４による観察下で、超音波吸引プローブ８を腹部４内に挿入し、超音波吸引プローブ８の先端部側を患部５の生体組織の近くに対向するように設定する。
次のステップＳ４において術者は、送水＆吸引ユニット１２を送水及び吸引する動作状態、つまり灌流させる状態に設定する。なお、超音波駆動信号発生ユニット６は、フットスイッチ２８における超音波スイッチ２８ａがＯＮされた場合のみ超音波駆動信号を発生する状態となる。
次のステップＳ５において術者は、内視鏡１４の観察下で、超音波スイッチ２８ａを操作して、患部５の生体組織に対して超音波吸引プローブ８による処置を開始する。
ステップＳ６、７に示すように術者は超音波スイッチ２８ａを足で踏む操作を行ったり、踏む操作を停止する。術者が足で超音波スイッチ２８ａを踏む操作を行った場合は、超音波スイッチ２８ａは、超音波ＯＮ信号を発生し、踏む操作を停止すると超音波ＯＮ信号は発生停止する（ＯＦＦとなる）。
超音波ＯＮ信号が発生すると、ステップＳ８に示すように超音波振動子９が超音波振動し、術者は、内視鏡１４による観察下で、超音波吸引プローブ８の先端部を患部５の生体組織に接触させることにより超音波振動による処置を行うことができる。
また、超音波ＯＮ信号が発生すると、ステップＳ９に示すようにミスト判定＆判定信号生成部６８は、基準画像メモリ６９に超音波ＯＮ信号のタイミングで基準画像をフリーズし、基準画像を確定する。また、ミスト判定＆判定信号生成部６８は、超音波ＯＮ信号以後の観察画像を取得し、基準画像と比較して所定値を超えるミストの発生の判定を開始する。
次のステップＳ１０においてミスト判定＆判定信号生成部６８の判定部は、所定値を超えるミストの発生の有無を判定し、判定結果を出力する。そして、ミスト判定信号が出力された場合には、ステップＳ１１に示すようにコントローラ７３は超音波駆動信号を短い時間、出力停止（又は低減）と、送水動作を短い時間、停止（又は低減）させる制御を行う。
超音波駆動信号の出力停止により、ステップＳ１２に示すように所定値を超えるミストが発生している場合、そのミストの発生を停止ないしは抑制することができる。ミストが発生しない又は抑制された状態に設定することにより、術者はミストの発生が停止又は低減した観察画像により良好な観察ができる。
一方、ミスト判定信号が出力されない場合には、ステップＳ１１に示すような制御を行わない。つまり、ミスト判定信号が出力されない場合には、ステップＳ１３に示すように、術者は観察画像を見ながら、超音波駆動信号の出力状態及び送水動作状態で、超音波吸引プローブ８による処置を続行する。
ステップＳ１１又はＳ１３の処理の後、ステップＳ１４に示す処置を終了する指示操作がされていないと、ステップＳ６の処理に戻る。そして、上述したステップＳ６以降の処理を繰り返す。
なお、ステップＳ７において超音波ＯＮ信号が発生しない場合には、ステップ１５に示すようにミスト判定＆判定信号生成部６８は、基準画像を更新する処理を行い、この処理の後、ステップＳ６の処理に戻る。
このようにして患部５の生体組織に対する処置が終了した場合には、ステップＳ１６に示すように超音波吸引プローブ８による処置を終了する。
図７（Ａ）〜図７（Ｆ）は、図６における主要部の動作説明のタイミング図を示す。図６のステップＳ４により、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように例えば時間ｔ１で送水及び吸引の動作が開始する。その時間ｔ１よりも後の時間ｔ２において図７（Ｃ）に示すように超音波スイッチ２８ａがＯＮされる。そして、この超音波スイッチ２８ａがＯＮされると、超音波ＯＮ信号が発生し、超音波駆動信号発生ユニット６は図７（Ｄ）に示すように超音波駆動信号を超音波振動子９に出力する。超音波振動子９は超音波振動し、術者は、図６のステップＳ８に示すように超音波吸引プローブ８により処置を行う。
また、超音波スイッチ２８ａがＯＮされると、図７（Ｅ）に示すようにミスト判定＆判定信号生成部６８はミストの発生の有無を判定するミスト判定動作を開始する。ミスト判定＆判定信号生成部６８の判定回路７２は、判定結果を出力する。
図１の拡大図に示すように患部５の生体組織の表面に対して超音波吸引プローブ８の先端部１１を接触させて、超音波振動を付与することにより、脆弱な脂肪組織などを破砕することができ、弾力性に富む血管等を露出させることができる。
また、この先端部１１の近傍から送水及び吸引することにより破砕した生体組織片を送水した水と共に、乳化状態で効率良く吸引して、除去する（又は回収する）ことができる。
しかし、表面付近に送水された状態において生体組織に超音波振動を付与すると、超音波振動により表面付近の水が、破砕された生体組織片を含むミストとなって、周囲に飛び散る現象が発生する。
そして、所定値を超えるミストが発生すると、判定回路７２は、図７（Ｆ）に示すように例えば時間ｔ３に示すようにミスト判定信号を出力する。ミスト判定信号が出力されると、コントローラ７３は、直ちに送水を停止させると共に、超音波駆動信号の出力を停止させる。
超音波吸引プローブ８の先端部１１は超音波振動しなくなるので、時間ｔ３から短い時間後の例えば時間ｔ４になるとミストの発生が停止又は十分に小さくなる。すると、ミスト判定信号が出力されなくなるので、送水の停止が解除されると共に、超音波駆動信号の出力停止が解除される。
なお、図７（Ｂ）の点線で示すようにコントローラ７３は、送水の停止に連動して吸引を停止させるようにしても良い。この場合には時間ｔ４において吸引の停止が解除される。
そして、送水及び吸引された状態で、超音波振動により処置が行われる。この場合の動作は、上述した時間ｔ２以後の動作に類似した動作となる。つまり、時間ｔ４から時間ｔ６までの動作は、時間ｔ２から時間ｔ４までの動作の繰り返しとなる。
術者は、超音波吸引プローブ８による処置を終了した場合には、超音波スイッチ２８ａを例えば時間ｔ７でＯＦＦにする。また、術者は、送水の動作も時間ｔ８で停止させる。
このようにして、患部５の生体組織に対する超音波吸引プローブ８による処置が終了する。
このように動作する本実施形態は、超音波吸引プローブ８による超音波振動を利用して、患部５の生体組織における脆弱な脂肪組織を破砕して除去する処置を行った場合、観察画像に対する画像処理により、所定値を超えるミストの発生を検出（判定）する。そして、ミスト発生の判定結果により、直ちに超音波駆動信号の出力停止又は低減を行うようにしているので、所定値を超えるミストが発生した場合、そのミストを停止又は低減して、良好な観察状態に設定できる。
従って、術者は、内視鏡１４の観察下で、ミストが発生する可能性がある環境で処置を行った場合にも、所定値を超えるミストの発生を抑制して超音波吸引プローブ８による処置を効率良く行うことができる。
なお、このように制御していないと、図３Ｂを参照して説明したように術者は観察の妨げとなるミストの発生を停止させるために、超音波スイッチ２８ａをＯＦＦにする操作を頻繁に行うことが必要になる。そして、ミストの発生が低減ないしは停止した場合、再び超音波スイッチ２８ａをＯＮにする操作が必要になる。
これに対して、本実施形態によれば、所定値を超えるミストの発生を監視し、所定値を超えるミストの発生を検出した場合には、ミストの発生が低減ないしは停止する状態となるように自動的に超音波駆動信号の出力を停止（又は低減）し、かつ送水動作も停止（又は低減）する。なお、吸引動作も送水動作に連動させることができる。
そして、本実施形態は、ミストの発生量が所定値以下の状態を検出すると、自動的に超音波駆動信号の出力停止を解除すると共に、送水等の動作の停止も解除する。従って、本実施形態によれば、術者は、煩わしい操作を行うことを必要としない操作性が良い状態で、上述したように超音波吸引プローブ８による処置を円滑に、かつ効率良く行うことができる。
なお、上述した説明において、基準画像と観察画像とを比較して判定を行う場合、閾値Ｖｔｈを加算した基準画像の画像信号Ｉｒａと観察画像の画像信号Ｉｏとを比較して判定を行っていた。このような判定を行う代わりに、図８に示すように基準画像の画像信号Ｉｒにおける最大値Ｖｍと、図５Ｃに示す観察画像の画像信号Ｉｏとを比較して判定を行うようにしても良い。
あるいは、図８に示すように閾値Ｖｔｈを加算した基準画像の画像信号Ｉｒの最大値Ｖｍｒを設定し、この最大値Ｖｍｒと観察画像の画像信号Ｉｏとを比較して判定を行うようにしても良い。このような設定は、例えば設定部７４による選択設定の指示操作により行うことができる。
次に本実施形態の第１変形例における機能を説明する。上述した第１の実施形態が備える基本の機能においては、プロセッサ１７には観察画像からミストの発生の有無を判定するミスト判定＆判定信号生成部６８を設けていた。
本変形例は、さらに対物レンズ４９の外表面がミストに起因する付着物の付着により、観察画像が不鮮明になる現象を、観察画像の画像信号から判定（検出）する付着判定部（又は不鮮明判定部）８１を設けている。
付着判定部８１は、付着有りと判定した場合には、付着判定信号をコントローラ７３に出力する。コントローラ７３は、付着判定信号が入力されると、光源ユニット１８内に設けた送気＆送水ユニット５５による送気及び送水動作を行うように制御する。
図９Ａは、付着判定部８１の概略の構成を示す。メモリ６５の画像信号は、コントローラ７３からの制御信号により、画像取得部の機能を持つ周波数／輝度分析回路８１ａを介して基準メモリ８１ｂに格納される。
コントローラ７３は、例えば最初の超音波スイッチ２８ａのＯＮ時の時間に、制御信号を出力する。この時間以降においてミストが発生する可能性があるが、始動時においては観察窓の対物レンズ４９はミストが付着していない清浄な状態と見なすことができる。
この時間において、周波数／輝度分析回路８１ａは、メモリ６５の１フレーム分の基準画像となる画像信号を取り込み、かつ１フレーム分の画像領域を小領域に分割して、それぞれの小領域での周波数と輝度の分析を行い、その分析データを基準メモリ８１ｂに基準分析データとして格納する。
この基準メモリ８１ｂの基準分析データは、比較回路８１ｃに出力される。また、この基準分析データの格納後においては、周波数／輝度分析回路８１ａは、例えば超音波スイッチ２８ａがＯＦＦにされた後から各１フレーム分の観察画像の画像信号を取り込み、各１フレーム分の画像領域を図９Ｂに示すように小領域Ｒｓに分割して、それぞれの小領域Ｒｓでの周波数と輝度の分析を行い、その分析データを比較回路８１ｃに出力する。
比較回路８１ｃは、対応する各小領域において基準分析データと、分析データとで周波数データ及び輝度分布の比較を行う。対物レンズ４９の外表面にミスト等が付着すると、付着物のために対物レンズ４９による本来の結像機能が低下する。このため、取得された観察画像の空間周波数の分布は、付着物の無い状態と比較すると、高周波成分が少なく、低周波成分が多くなる。
また、同様に、輝度成分に関しても、付着物の無い状態と比較すると、付着物のために不鮮明な画像成分が多くなるため、最大輝度値と最低輝度値の差が小さくなる。また、このような特徴又は傾向は、時間的に継続する。
このような特徴を考慮して、基準分析データの周波数データの高周波成分と、輝度の最大値と最小値間の差分値、換言するとコントラスト値とに比較して、分析データ側が予め設定された値以下に小さい場合には、比較回路８１ｃは、付着有りの可能性があるとの比較信号を、判定回路８１ｄに出力する。
判定回路８１ｄは、例えば所定時間内に入力された比較信号の数が、閾値８１ｅ以上の場合には付着有りと判定した付着判定信号をコントローラ７３に出力する。付着判定信号が入力されると、コントローラ７３は、送気＆送水ユニット５５による送気及び送水動作を行うように制御する。この制御により、対物レンズ４９の外表面には、流体噴出部としてのノズル５０から気体及び水が噴出され、外表面に付着したミストの飛散物等の付着物が除去されて、対物レンズの外表面は清浄な状態に設定される。
なお、付着判定信号が入力された場合、コントローラ７３は、さらに超音波駆動信号発生ユニット６による前記超音波駆動信号の出力停止又は出力低減させる制御と共に、流体供給部としての送水＆吸引ユニット１２による流体の供給を低減または停止させる制御を行うようにしても良い。また、コントローラ７３は、吸引の動作を送水の動作に連動して、吸引を低減または停止させる制御を行うようにしても良い。
また、上記の説明においては、例えば１フレームの観察画像を複数の領域に分割した例で説明したが、付着有りか否かを判定する所定領域として、１フレーム分の観察画像で行うようにしても良い。
上記付着判定部８１による動作例を図１０（Ａ）〜図１０（Ｇ）に示す。図１０（Ａ）に示すように送水器４１による送水動作後、図１０（Ｂ）に示す超音波スイッチ２８ａによる超音波ＯＮ信号に同期して、図１０（Ｃ）に示す超音波駆動信号が超音波吸引プローブ８の超音波振動子９に印加される。
また、図１０（Ｄ）に示すように超音波スイッチ２８ａのＯＮ期間、ミスト判定＆判定信号生成部６８によるミスト判定動作が行われる。
また、上記超音波スイッチ２８ａによる超音波ＯＮ信号に同期して、図１０（Ｅ）に示すように基準画像の基準分析データが生成され、基準メモリ８１ｂに格納される。
図１０（Ｆ）に示すように超音波スイッチ２８ａがＯＦＦにされた期間、付着判定部８１は付着判定の動作を行う。
つまり、付着判定部８１は、図１０（Ｅ）で基準分析データを確定した後、図１０（Ｂ）に示すように超音波スイッチ２８ａがＯＦＦにされた期間においてメモリ６５から観察画像を取得して、分析データを生成する。さらに、付着判定部８１は、基準分析データと分析データを比較して、付着判定の動作を開始する。
そして、例えば図１０（Ｇ）のように判定回路８１ｄが付着判定信号を発生すると、コントローラ７３の制御により、図１０（Ｈ）のように送気＆送水ユニット５５は、ノズル５０から気体及び水を噴出して、対物レンズ４９の外表面を清浄な状態にする。
本変形例によれば、ミストの発生により、ミストが飛散して対物レンズ４９の外表面に付着して、鮮明な観察画像が得られないような状態になると、自動的にノズル５０から気体及び水を噴出して、対物レンズ４９の外表面を清浄な状態にすることができる。
なお、上述の説明においては、付着判定の動作を図１０（Ｆ）に示すように超音波スイッチ２８ａがＯＦＦにされた期間行う例で説明した。
このような場合に限定されるものでなく、例えば図１０（Ｉ）に示すように超音波スイッチ２８ａがＯＮにされた期間に、行うようにしても良い。この場合には、付着判定とミスト判定＆判定信号生成部６８の動作とが同時に行われる。
また、図１０（Ｉ）の点線で示すように超音波スイッチ２８ａが（ＯＮにされた期間だけでなく）ＯＦＦにされた期間も付着判定の動作を行うようにしても良い。
次に本実施形態における第２変形例の機能を説明する。
第１変形例においては、対物レンズ４９の外表面にミストが付着したか否かを観察画像から判定する。そして、付着している判定結果の場合には流体噴出部としての送気＆送水器５５により、流体としての気体や液体を噴出し、付着物を除去するようにしていた。
本変形例は、さらに対物レンズ４９の外表面にミストによる付着物が付着しないように付着を防止する手段を備える。
具体的には、超音波吸引プローブ８による超音波振動によりミストが発生する可能性があるため、図１０（Ｊ）に示すように超音波スイッチ２８ａがＯＮされた期間と同期して送気＆送水器５５から送気する動作をさせる。
送気することにより、ノズル５０から対物レンズ４９の外表面に向けて気体を噴出し、対物レンズの外表面にミストが付着するのを防止する。
また、この場合、腹部４内の気圧が高くなるので、図１０（Ｋ）に示すように気腹ユニット２４における気腹器２４により吸気して、腹部４内の気圧を一定に保つように圧力制御する。
本変形例によれば、ミストに起因する観察視野が低下することを防止することができる。なお、この場合にも図１０（Ｊ）の点線で示すように超音波スイッチ２８ａがＯＦＦにされた期間にも送気動作を行うようにしても良い。また、この場合には、吸気動作も連動させると良い。
次に本実施形態の第３変形例を説明する。本変形例は、図１，図２に示した構成において、さらに内視鏡１４の先端側に加温する手段を設け、上述した流体噴出部等による機能と組み合わせる。ミストに含まれる脂肪組織は、加温された状態になると、液状化したり、（加温されていない温度の場合に比較して）除去し易い状態になる。
このため、図１１に示すように内視鏡１４の挿入部４５の先端部４７付近には、先端部４７付近を加温する加温装置８５ａが設けられている。この加温装置８５ａは、先端部４７の外周面を形成する円筒部分に形成され、挿入部４５内を挿通された信号ケーブル８５ｂを介して、光源ユニット１８内に設けた加温用の電源回路８５ｃに接続される。この電源回路８５ｃは、コントローラ５６又はコントローラ５６及び７３によりその動作が制御される。
また、加温装置８５ａには温度センサ８５ｄが設けられ、この温度センサ８５ｄは信号ケーブル８５ｅを介して光源ユニット１８内のコントローラ５６に接続されている。コントローラ５６は、この温度センサ８５ｄの温度検知信号により、電源回路８５から加温装置８５ａによる加温する温度を適切な温度を保つように制御する。
例えば、コントローラ５６は、加温装置８５ａが体温よりも若干高い所定の温度Ｔ（例えばＴ＝３７°Ｃ〜４０°Ｃ程度）となるように温度制御する。なお、温度センサ８５ｄの温度検知信号によって、直接的に電源回路８５ｃによる電源供給の制御して所定の温度を維持するようにしても良い。
また、送気＆送水器５５内における例えば送気する気体を加温する加温器５５ａを設けるようにしても良い。この加温器５５ａにより加温した気体を送気＆送水チューブ５７を介して送気し、先端部４７の先端面から突出するノズル５０から、加温された気体を噴出するようにしても良い。
図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）は本変形例における概略の動作説明図を示す。
図１２（Ａ）に示すように超音波吸引プローブ８による超音波振動による処置を行うために送水及び吸引を行っている期間、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）に示すように加温装置８５ａによる加温動作と、加温器５５ａによる加温した気体の送気動作を行う。
また、図１２（Ｄ）に示すように、例えばコントローラ７３又は２６の制御により、腹部４内を一定圧力に保つように吸気の動作も行うように制御する。
このような動作を行うことにより、対物レンズ４９に、超音波振動によるミストが付着することを防止できると共に、付着した場合にも、ミストに含まれる脂肪組織を先端部４７付近の加温により、液状化又は除去し易い状態に設定でき、対物レンズ４９による観察視野を清浄な状態に維持できる。
なお、加温器５５ａにより、加温する気体を送気する動作と共に、加温された水も送水するようにしても良い。また、加温装置を内視鏡内部に設けるようにしても良い。このような構成にした場合には、使用する場合に特別な付加物を必要としないメリットを有する。また、加温する場所として、例えば対物レンズ４９の少なくとも外表面を加温できるようにすると良い。
また、上述の説明においては先端部４７の先端面から１箇所で突出するノズル５０を用いて加温された気体などを送気することを説明したが、このノズル５０を用いた構成の場合に限定されない。
図１３Ａはノズル５０とは異なる場合の送気口（又は噴出口）８６ａを設けた例を示す。挿入部４５の外周面に沿って、例えば半円筒形状の送気管８６ｂが設けられ、この送気管８６ｂは、先端部４７の先端面において半円筒状に開口する送気口８６ａとなる。
この送気口８６ａは、先端面に対向するように開口し、送気された気体は矢印で示すように先端面に沿って噴出される。なお、この先端面には対物レンズ４９と照明レンズ４８が露呈する。
従って、加温された気体を噴出させることにより、対物レンズ４９及び照明レンズ４８の外表面等に付着した脂肪組織を含むミストによる付着物を送気口８６ａと反対側の周縁部側に排除し易くする。
また、図２等においては、内視鏡１４の挿入部４５の内部に設けた送気＆送水チューブ５８の先端部にノズル５０を設けていたが、図１３Ｂに示すように挿入部４５の外周面に沿って設けた送気管８６ｃの先端部に送気口（又はノズル）８６ｄを設ける構成にしても良い。
そして、この送気口８６ｄから加温された気体を噴出又は送出しても良い。
また、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、対物レンズ４９及び照明レンズ４８の外表面に撥水機能を有する撥水膜８７ａ、８７ｂを設けるようにしても良い。撥水膜８７ａ、８７ｂを設けることにより、ミストが付着し難くできると共に、付着した場合にも簡単に除去することができる。
（第２の実施形態）
図１４Ａは本発明の第２の実施形態に係る超音波吸引プローブ８Ｂの構成を示す。本実施形態は、ミストが飛散するような場合においても、その飛散が内視鏡１４の良好な観察視野に及ばないような手段を備えた構成にしている。その他の構成は、例えば第１の実施形態と同様である。
この超音波吸引プローブ８Ｂは、図２に示した超音波吸引プローブ８Ｂの外管３１を内シース９１ａとして、その外側に外シース９１ｂを設けている。
外シース９１ｂの先端は、内シース９１ａの先端よりも後方側に位置し、この内シース９１ａの内側に配置された超音波吸引プローブ８Ｂの先端部１１が、内シース９１ａの先端部から若干突出するように配置されている。
また、内シ−ス９１ａと外シース９１ｂとの間における先端側部分には開閉自在となる傘９２ａが、軸方向に移動自在に配置されている。
また、外シース９１ｂの後端が固定された把持部４６には、前方に移動可能な操作レバー９２ｂが設けられ、術者がこの操作レバー９２ｂを前方側に移動する（押す）操作を行うことにより、外シース９１ｂの先端部内に待避していた傘９２ａを、図１４Ｂに示すように突出させることができる。
図１４Ｃに示すように外シース９１ｂを外した構造から分かるように傘９２ａは、スライド棒９２ｃを介して操作レバー９２ｂと連結されている。従って、上記のように術者が操作レバー９２ｂを前方側に移動する操作を行うことにより、図１４Ｂや図１４Ｄに示すように傘９２ａを突出させることができる。
なお、傘９２ａは、基端側に比べて先端側が拡開するように略円錐形状に形成された透明シート９２ｅと、この透明シート９２ｅを補強するようにシース９１ａ、９１ｂの軸方向に沿って設けられた複数本のワイヤ状の骨格部９２ｄとからなる。骨格部９２ｄは、例えばその基端は固定されたリング部において、先端側が拡開する特性を持つように形状記憶金属等で形成されている。なお、内シース９１ａと外シース９１ｂとの隙間に水を灌流させることにより、傘９２ａに付着したミスト等の汚れを定期的に洗浄する。
図１５は、このような構成の超音波吸引プローブ８Ｂを用いて患部５の生体組織に対して超音波振動による処置を行う様子を示す。術者は、操作レバー９２ｂを操作して、傘９２ａを開いた状態に設定しておく。また、傘９２ａは、透明シート９２ｅにより形成されているので、術者は透明シート９２ｅを透過して患部５周辺部を観察することができる。
超音波吸引プローブ８Ｂの先端部１１により生体組織に超音波振動を付与した場合、生体組織の表面には水が送水されているため、超音波振動の付与により、破砕された生体組織片も水に混じってミストとなって周囲に飛散する。なお、図１５においては、飛散するミストを矢印で示している。
ミストが飛散しても傘９２ａにより、内視鏡１４の観察視野側に飛び散ることを防止できる。従って、術者は、この内視鏡１４の観察下で、超音波吸引プローブ８Ｂによる処置を円滑に行うことができる。
また、上記のように内シース９１ａと外シース９１ｂとの隙間に定期的に水を灌流させることにより、傘９２ａの内側がミストで汚れた状態になっても、その汚れを除去して傘９２ａの透明シート９２ｅを通して内視鏡１４により観察し易い状態を維持できる。
（第３の実施形態）
図１６Ａ及び図１６Ｂは本発明の第３の実施形態に係る超音波吸引プローブ８Ｃの先端側の構成を示す。
本実施形態においては、例えば第１の実施形態における図１及び図２に示した超音波吸引プローブ８において、その先端側に例えば透明な部材により形成された袋９５ａを着脱自在に取り付けることにより超音波吸引プローブ８Ｃ形成されるようにしている。
この袋９５ａは、略半球形状ないしは円錐形状であり、その基端にはゴム等の弾性を有するリング９５ｂによって、超音波吸引プローブ８の外管３１に着脱自在に取り付けられるようにしている。また、この袋９５ａの先端側は、略円形に開口している。
また、図１７は、本実施形態における超音波吸引プローブ８Ｃを用いて超音波振動を利用した処置を行う様子を示す。
本実施形態においては、内視鏡１４の観察下で、処置対象の患部５周辺部を袋９５ａの内側となるように設定する。そして、内視鏡１４の観察下で、術者は図示しない処置具を介して袋９５ａの開口する周縁における複数箇所を対向する生体組織の表面にクリップ９６により固定する。
その後、上述した実施形態の場合と同様に超音波吸引プローブ８Ｃにより処置を行う。本実施形態の場合においてはミストが飛散しても、袋９５ａの内部から外部に飛散することを有効に防止できる。また、内視鏡１４により、この透明な袋９５ａを透過して患部５周辺部を観察することができる。
従って、内視鏡１４による観察下で超音波吸引プローブ８Ｃによる処置を円滑に行うことができる。
なお、上述した実施形態又は変形例を変形した構成又は変形した方法を採用しても良い。
例えば第１実施形態の第１変形例の説明においては、図１０（Ａ）から図１０（Ｃ）に示すように、超音波スイッチ２８ａがＯＮされた場合、超音波駆動信号が連続的に出力される場合で説明した。
これに対して、設定部７４に出力モード設定部７４ｂを設け、出力モード設定部７４ｂの選択設定により、超音波駆動信号を間欠的に出力させるようにしても良い。
（第４の実施形態）
図１８は、本発明の第４の実施形態の超音波吸引システムにおけるプロセッサ１７及び超音波駆動信号発生ユニット６の構成を示す。本実施形態は、第１の実施形態において、さらに図１８に示すようにクロック発生回路１０１、ゲート回路１０２、画像取得回路１０３，画像処理回路１０４，モニタ１０５を設けている。
本実施形態においては、超音波スイッチ２８ａがＯＮされた場合には、プロセッサ１７内に設けたクロック発生回路１０１のクロックにより、超音波駆動信号発生ユニット６内のゲート回路１０２の開閉が制御され、発振器３６の出力信号はゲート回路１０２の開閉によって出力回路３７に間欠的に出力される。なお、クロック発生回路１０１は、図４に示したクロック回路６９ａを用いても良い。
また、メモリ６５の画像信号は、クロックに同期して画像を取得する第２の画像取得回路１０３及び画像処理を行う画像処理回路１０４を介して、第２のモニタ１０５に出力される。
この第２の画像取得回路１０３は、超音波駆動信号がＯＦＦとなる期間において、メモリ６５からの画像信号を取得（図１９（Ｅ）参照）し、超音波駆動信号がＯＮとなる期間、メモリ１０３ａでフリーズして保持する（図１９（Ｆ）参照）。
そして、次の超音波駆動信号がＯＦＦとなる期間において取得した画像信号が入力されると、メモリ１０３ａに格納されている画像信号は、更新される。第２の画像取得回路１０３の出力信号は、画像処理回路１０４により標準的な画像信号に変換されてモニタ１０５に出力される。
モニタ１０５には第２の画像取得回路１０３により取得された観察画像が表示される。なお、超音波スイッチ２８ａがＯＮされていない場合には、画像取得回路１０３は、通常のフレームレートでメモリ６５から動画を取得し、その動画がモニタ１０５で表示される。
また、第２の画像取得回路１０３及び画像処理回路１０４はコントローラ７３により制御される。また、設定部７４には、出力モード設定部７４ｂが設けてあり、出力モード設定部７４ｂの選択設定によって、第１の実施形態のように連続出力モードと、以下に説明する間欠出力モードとから一方の出力モードを選択することができる。
なお、連続出力モードが選択された場合には、ゲート回路１０２は常時開となり、第１の実施形態と同様の動作となる。
その他の構成は図２に示した第１の実施形態と同様の構成である。図１９（Ａ）から図１９（Ｆ）は本実施形態における間欠出力モードが選択された場合の動作説明用のタイミング図を示す。
図１９（Ａ）に示すように送水＆吸引動作が開始した後、図１９（Ｂ）に示すように超音波スイッチ２８ａがＯＮ及びＯＦＦされて超音波吸引プローブ８による超音波振動を利用した処置が行われる。
本実施形態においては、超音波スイッチ２８ａがＯＮされた場合には、クロックに同期して、図１９（Ｃ）に示すように超音波駆動信号が間欠的に出力される。また、図１９（Ｄ）に示すようにミスト判定＆判定信号生成部６８は、第１の実施形態で説明したように超音波スイッチ２８ａがＯＮされた期間、ミスト判定動作を開始する。
また、図１９（Ｅ）に示すように間欠的に出力される超音波駆動信号に同期して、第２の画像取得回路１０３は、超音波駆動信号がＯＦＦの期間において観察画像を取得する。そして、この観察画像により生成した標準の画像信号は、モニタ１０５に表示される。なお、超音波スイッチ２８ａがＯＦＦの期間においては、図１９（Ｅ）に示すように所定のフレームレート（例えば２０フレーム／ｓｅｃ又は３０フレーム／ｓｅｃ）で動画の観察画像が取得、つまり通常動画が取得される。
図１９（Ｅ）において、間欠的に取得された観察画像をＡ，Ｂ，Ｃ，…，Ｆ，Ｇとすると、メモリ１０３ａには図１９（Ｆ）で示すように例えば、取得した観察画像が２倍の周期、保持される。そして、モニタ１０５には、２倍の周期（この例では、超音波駆動信号のＯＮ／ＯＦＦの周期）の動画として表示される。
超音波駆動信号のＯＮ／ＯＦＦの周期を設定部７４により、可変設定できるようにしても良い。これにより、間欠出力モードにおける超音波駆動信号をＯＮにする期間とＯＦＦにする期間を処置に応じて術者が選択設定できるようにしても良い。また、ＯＮにする期間とＯＦＦにする期間のヂューティを設定部７４により可変設定できるようにしても良い。
なお、図１９（Ｅ）における間欠的に取得される観察画像Ａ等が、それぞれ複数フレームとなる場合には、その平均値が１フレームの観察画像に設定される。後述する図１９（Ｉ）に示すように１フレーム又は１フィールドの観察画像のみを取得するようにしても良い。また、図１９（Ｆ）において通常画像の場合には、メモリ１０３ａには所定のフレームレートで観察画像が記録される。図１９（Ｆ）ではこの記録の動作を斜線で示している。
本実施形態においては、超音波スイッチ２８ａがＯＮされた場合には、超音波駆動信号を間欠的に出力し、かつ超音波駆動信号が出力されていない期間において取得した観察画像を表示手段としてのモニタ１０５で、通常の動画のフレームレートの１／２以下となる低いフレームレートの動画として表示する。
従って、超音波振動によりミストが発生する可能性がある条件下においても、超音波振動が停止した期間において観察画像を取得して表示するようにしているので、所定値を超えるミストの発生による観察画像が観察しにくい画像になる事を少なくとも低減した状態の観察画像をモニタ１０５に表示することができる。
また、ミスト判定＆判定信号生成部６８により、例えば図１９（Ｇ）に示すように所定値を超えるミストの発生を判定したミスト判定信号が出力された場合には、図１９（Ｈ）に示すようにコントローラ７３は、出力回路３７から出力される超音波出力値を低減する。また、コントローラ７３は、図１９（Ａ）に示す送水＆吸引ユニット１２の送水及び吸引の動作を低減する。
そして、第１の実施形態のようにモニタ２１側に表示される観察画像の品質を維持する。図１９（Ｈ）においては、ミスト判定信号が出力された場合に、超音波出力値を低減する例で説明しているが、図７（Ｄ）に示したように超音波出力値を０，つまり超音波駆動信号の出力を停止させるようにしても良い。
なお、図１９（Ｅ）のように超音波駆動信号がＯＦＦの期間に、複数フレーム又は複数フィールドの画像を取得する代わりに、図１９（Ｉ）に示すように超音波駆動信号がＯＦＦの期間における超音波駆動信号がＯＮする直前の１フレーム又は１フィールドの画像を取得するようにしても良い。
このようにすると、超音波振動によりミストが発生するような条件下においても、所定値を超えるミストの発生による観察画像が観察し難くなることを低減した観察画像を取得してモニタ１０５に表示することができる。
本実施形態は、第１の実施形態と同様の効果を有する他に、第２のモニタ１０５には所定値を超えるミストの発生による悪影響の少ない観察画像を表示できる。従って、術者は、超音波振動による処置を円滑に行うことができる。
なお、本実施形態の変形例として、ミスト判定信号が発生するまでは、第１の実施形態で説明したように超音波駆動信号を連続出力モードで出力させ、ミスト判定信号が発生後は、間欠出力モードに変更させるような動作を選択又は制御するようにしても良い。
なお、上述した実施形態においては、超音波吸引プローブ８内に超音波振動を発生する超音波発生部としての超音波振動子９を備えた構成で説明したが、超音波吸引プローブ８の外部に超音波発生部を設けた構成にしても良い。また、図２等において、コントローラ７３は、例えばミスト判定＆判定信号生成部６８と別体の構成で示しているが、コントローラ７３がミスト判定＆判定信号生成部６８を含む構成にしても良い。また、コントローラ７３が付着判定部８１を含む構成にしても良い。
また、上述した各実施形態等を部分的に組み合わせして異なる実施形態を形成しても良いし、変形例を構成しても良い。
本出願は、２０１０年６月１７日に米国に仮出願された６１／３５５，６４６号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (16)

  1. 超音波駆動信号を発生する超音波駆動信号発生部と、
    前記超音波駆動信号が印加されることによって処置対象の生体組織を超音波振動によって処置する超音波処置部と、
    前記処置対象の生体組織を観察する観察機能を有する観察部と、
    前記観察部を介して前記生体組織の処置中に発生するミスト量に応じて変化する前記生体組織の画像を観察画像として取得する画像取得部と、
    前記ミストが発生していない状態の前記生体組織の画像を基準画像として予め記憶する記憶部と、
    前記画像取得部で取得された前記観察画像と前記記憶部に記憶された前記基準画像とを比較する比較部と、
    前記比較部の比較結果に基づいて、前記観察画像が前記基準画像に対して輝度が所定以上に変化した画像であるか否かを判定する判定部と、
    前記判定部によって前記観察画像が前記基準画像に対して輝度が前記所定以上に変化した画像であると判定された場合、前記超音波駆動信号の出力停止、又は出力低減させる制御を行う制御部と、
    を有することを特徴とする超音波処置システム。
  2. 前記判定部は、前記基準画像に対して前記観察画像が、所定領域中に予め設定された閾値以上の輝度値を離散的に所定数以上含む画像であるか否かを判定する、ことを特徴とする請求項１に記載の超音波処置システム。
  3. 前記判定部は、少なくとも１本の水平走査線の画像において、予め決められた閾値以上の輝度値を離散的に所定数以上含む画像であるか否かを判定する、ことを特徴とする請求項２に記載の超音波処置システム。
  4. 前記判定部は、前記観察画像の対角線の画像において、予め決められた閾値以上の輝度値を離散的に所定数以上含む画像であるか否かを判定する、ことを特徴とする請求項２に記載の超音波処置システム。
  5. 前記比較部は、前記観察画像中における輝度値と前記基準画像中における輝度値に基づいて設定された閾値とを比較し、前記判定部は、前記観察画像が前記閾値以上の輝度値を含む画像であるか否かを判定する、ことを特徴とする請求項１に記載の超音波処置システム。
  6. 前記判定部は、前記観察画像が前記閾値以上の輝度値を離散的に所定数以上含む画像であるか否かを判定する、ことを特徴とする請求項５に記載の超音波処置システム。
  7. 前記判定部は、前記基準画像に対して前記観察画像が、光が発生したミストにより反射されることに起因して所定領域中において離散的に輝度値がパルス状に変位するパルス状画像を含むか否かを判定する、ことを特徴とする請求項１に記載の超音波処置システム。
  8. 前記基準画像は、前記超音波駆動信号発生部による前記超音波駆動信号の発生していない時に前記観察部を介して取得された画像である、ことを特徴とする請求項１に記載の超音波処置システム。
  9. 前記基準画像は、前記超音波駆動信号発生部による前記超音波駆動信号の発生時から発生直後までの任意のタイミングに前記観察部を介して取得された画像である、ことを特徴とする請求項１に記載の超音波処置システム。
  10. 前記生体組織の処置中に前記超音波処置部によって破砕された生体組織片を吸引する吸引部をさらに備え、
    前記判定部によって前記観察画像が前記基準画像に対して前記所定以上に変化したと判定された場合、前記制御部は、前記吸引部による吸引動作を低減、又は停止させる制御を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の超音波処置システム。
  11. 前記生体組織の処置中に前記生体組織の表面に流体を供給する流体供給部をさらに備え、
    前記判定部によって前記観察画像が前記基準画像に対して前記所定以上に変化したと判定された場合、前記制御部は、前記流体供給部による流体供給動作を低減、又は停止させる制御を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の超音波処置システム。
  12. 前記超音波駆動信号発生部は、発生した前記超音波駆動信号を連続的に出力する連続出力モードと、ＯＮ期間とＯＦＦ期間からなる所定の周期で前記超音波駆動信号を間欠的に出力する間欠出力モードを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の超音波処置システム。
  13. 処置対象の生体組織を観察しながら超音波振動によって処置を行う超音波処置システムの作動方法であって、
    前記生体組織の処置中に発生するミスト量に応じて変化する前記生体組織の画像を観察画像として画像取得部が取得する画像取得ステップと、
    予め記憶された前記ミストが発生していない状態の前記生体組織の基準画像と前記画像取得ステップで取得された前記観察画像とを比較部が比較する比較ステップと、
    前記比較ステップの比較結果に基づいて、前記観察画像が前記基準画像に対して輝度が所定以上に変化した画像であるか否かを判定部が判定する判定ステップと、
    前記判定ステップによって前記観察画像が前記基準画像に対して輝度が前記所定以上に変化した画像であると判定された場合、前記超音波振動を停止、又は前記超音波振動を低減させる制御を制御部が行う制御ステップと、を有する超音波処置システムの作動方法。
  14. 前記比較ステップは、前記観察画像中における輝度値と前記基準画像中における輝度値に基づいて設定された閾値とを比較し、前記判定ステップは、前記観察画像が前記閾値以上の輝度値を含む画像であるか否かを判定する、ことを特徴とする請求項１３に記載の超音波処置システムの作動方法。
  15. 前記判定ステップは、前記観察画像が前記閾値以上の輝度値を離散的に所定数以上含む画像であるか否かを判定する、ことを特徴とする請求項１４に記載の超音波処置システムの作動方法。
  16. 前記判定ステップは、前記基準画像に対して前記観察画像が、所定領域中に予め設定された閾値以上の輝度値を離散的に所定数以上含む画像であるか否かを判定する、ことを特徴とする請求項１４に記載の超音波処置システムの作動方法。
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