脂肪除去装置
【課題】周辺組織への伝熱を抑制して脂肪組織を除去する。
【解決手段】脂肪組織Ａに押し付けられる開口部１０ａを有する略筒状の筐体１０と、筐体１０に収容され、開口部１０ａが押し付けられることにより筐体１０の内部に露出される脂肪組織Ａの表面に、集束させた超音波を照射する超音波素子２０と、流動性を有し超音波を伝播する伝播部材Ｗを筐体１０内に供給する供給管３０とを備え、筐体１０が、開口部１０ａから内部に露出される脂肪組織Ａの表面と超音波素子２０との間に、供給管３０により供給される伝播部材Ｗを充満させる貯留空間１２を有する脂肪除去装置１００を提供する。
【解決手段】脂肪組織Ａに押し付けられる開口部１０ａを有する略筒状の筐体１０と、筐体１０に収容され、開口部１０ａが押し付けられることにより筐体１０の内部に露出される脂肪組織Ａの表面に、集束させた超音波を照射する超音波素子２０と、流動性を有し超音波を伝播する伝播部材Ｗを筐体１０内に供給する供給管３０とを備え、筐体１０が、開口部１０ａから内部に露出される脂肪組織Ａの表面と超音波素子２０との間に、供給管３０により供給される伝播部材Ｗを充満させる貯留空間１２を有する脂肪除去装置１００を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脂肪除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、集束超音波を用いて患者の体内の脂肪組織を除去する脂肪除去装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の脂肪除去装置は、患者の体内の脂肪組織に焦点を合わせて体外から集束超音波を照射し、集束超音波の発熱により脂肪組織を融解することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１２７０８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、臓器に付着している脂肪組織を除去する場合において、特許文献１に記載の脂肪除去装置を適用しようとすると、特許文献１の脂肪除去装置は脂肪組織の焦点周辺を除去することができないため、超音波による発熱が脂肪組織の周辺組織に伝達してしまうことがあるという不都合がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、周辺組織への伝熱を抑制して脂肪組織を除去することができる脂肪除去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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、脂肪組織に押し付けられる開口部を有する略筒状の筐体と、該筐体に収容され、前記開口部が押し付けられることにより前記筐体の内部に露出される脂肪組織の表面に、集束させた超音波を照射する超音波素子と、流動性を有し超音波を伝播する伝播部材を前記筐体内に供給する供給管とを備え、前記筐体が、前記開口部から内部に露出される脂肪組織の表面と前記超音波素子との間に、前記供給管により供給される前記伝播部材を充満させる貯留空間を有する脂肪除去装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、生体の臓器等に付着している脂肪組織に開口部を押し当てて筐体内に脂肪組織の表面を露出させることにより、筐体内に伝播部材を貯留可能な貯留空間が形成される。この状態で、供給管により貯留空間内に伝播部材を充満させ、超音波素子により超音波を発生させることで、筐体内に露出されている脂肪組織の表面に伝播部材を介して超音波が照射される。
【０００８】
脂肪組織の表面に焦点を結ぶように超音波が照射されると、超音波の焦点位置である脂肪組織の表面付近で負圧が生じて伝播部材に含まれる気泡核が成長し、キャビテ−ションが発生する。これにより、超音波が照射された脂肪組織が融解または破砕され、臓器等から剥離される。
【０００９】
この場合において、超音波の非線形性により伝播部材に音響流が発生する。音響流は、超音波の音圧が最も高い位置、すなわち、超音波の焦点位置で音速が最大になるため、キャビテ−ションにより臓器等から剥離された脂肪組織を音響流により除去することができる。また、音響流による水冷効果により、脂肪組織が剥離された箇所を冷却することができる。したがって、超音波により発生する熱が周辺組織に伝熱するのを抑制して脂肪組織を除去することができる。
【００１０】
本発明は、脂肪組織に押し付けられる開口部を有する略筒状の筐体と、該筐体に収容され、前記開口部が押し付けられることにより前記筐体の内部に露出される脂肪組織の表面に、集束させた超音波を照射する超音波素子と、前記筐体内に流動性を有する伝播部材を供給する供給管とを備え、前記筐体が、前記供給管により供給される伝播部材が充満される開口部側領域と予め伝播部材が充満されている超音波素子側領域とに区画する音響透過特性を有する区画部材を備える脂肪除去装置を提供する。
【００１１】
本発明によれば、開口部が近接させられる脂肪組織の表面に対して、筐体と共に区画部材により超音波素子を二重に絶縁し、電気安全性を向上することができる。また、供給管により供給される伝播部材が貯留される筐体内の空間を、脂肪組織の表面から超音波素子までの領域全体とする場合と比較して超音波素子側領域の分だけ狭くすることができる。これにより、供給管からの伝播部材に含まれる気泡核の浮遊時間を低減し、キャビテーションの発生効率を向上することができる。また、伝播部材を環流させ易くし、臓器等から剥離された脂肪組織をより効率的に除去することができる。
【００１２】
上記発明においては、前記筐体が、前記貯留空間に貯留されている前記伝播部材を吸引して排出可能な吸引経路を有することとしてもよい。
このように構成することで、超音波を照射して臓器等から剥離させた脂肪組織を伝播部材と共に吸引経路から吸引して排出することができる。これにより、臓器等から剥離させた脂肪組織を患者の体内から容易に除去することができる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記供給管が、前記貯留空間内に前記伝播部材を吐出させる細径の吐出口を有することとしてもよい。
このように構成することで、供給管により貯留空間に伝播部材が供給される際に、伝播部材が細径の吐出口から貯留空間の広い領域に広がることで、伝播部材に気泡核が含まれ易くなる。これにより、予め気泡核が含まれている伝播部材を用いた場合は、気泡核をさらに増加してキャビテ−ションを発生させ易くすることができる。一方、気泡核が含まれていない脱気水のような伝播部材を用いた場合でも、気泡核を含有させてキャビテ−ションの発生を促進することができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記供給管が、鋭利な形状の尖端部を有する穿刺針を挿脱可能に形成されていることとしてもよい。
このように構成することで、供給管から筐体内に伝播部材を供給する前に、供給管に穿刺針を挿入して脂肪組織の表面の心外膜等を穿刺し突き破ることができる。これにより、穿刺針を用いて、心外膜に脂肪組織を除去するための孔を形成することができ、心外膜に孔を開けるためのキャビテーション発生に必要な超音波照射が不要になる。
【００１５】
また、上記発明においては、前記開口部が、前記筐体の中心線に対してその開口面が傾斜して配置されていることとしてもよい。
このように構成することで、脂肪組織の表面に対して略筒状の筐体を傾けた姿勢で開口部を押し付けることになる。したがって、脂肪組織の表面からの距離が狭い狭小空間においても、脂肪組織の表面にアプローチし易くなる。例えば、心外側アプローチでは、心嚢膜までの距離を短くし、心タンポナーゼのリスクを低減することができる。
【００１６】
また、上記発明においては、前記開口部を露出させて前記筐体を覆う筒部材を備え、該筒部材が、前記筐体との間に配置された吸引管と、脂肪組織の表面に前記開口部を押し付けた状態で該脂肪組織の表面に吸着可能な開口孔とを備えることとしてもよい。
このように構成することで、脂肪組織の表面に筐体の開口部を押し付けた状態で、筒部材が開口孔により脂肪組織の表面に吸着される。この場合において、筐体の貯留空間に給水された伝播部材が開口部を介して筐体の外側に漏れても、筒部材により伝播部材の流出をせき止めて吸引管により回収することができる。これにより、生体の体内における伝播部材の残存をより確実に防止することができる。
【００１７】
また、上記発明においては、前記開口部に対して近接または離間する方向に前記超音波素子を進退可能な押引機構を備えることとしてもよい。
このように構成することで、押引機構によって超音波素子を進退させることにより、超音波の焦点位置を脂肪組織の厚さ方向に移動させることができる。したがって、脂肪組織が付着している臓器等の表面付近まで、脂肪組織を厚さ方向に掘り進めて除去していくことができる。
【００１８】
また、上記発明においては、前記開口部から前記筐体内に露出される脂肪組織の表面と前記超音波素子との距離を算出する距離算出部と、該距離算出部により算出された距離に応じて前記押引機構を制御する制御部とを備えることとしてもよい。
このように構成することで、距離算出部により算出された脂肪組織の表面と超音波素子との距離に基づいて、制御部により押引機構をフィードバック制御し、脂肪組織を厚さ方向に自動で除去していくことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、周辺組織への伝熱を抑制して脂肪組織を除去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】
【００２０】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る脂肪除去装置を長手方向に切断した縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）の脂肪除去装置の横断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１実施形態の第１変形例に係る脂肪除去装置の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）の脂肪除去装置の横断面図である。
【図３】図２の脂肪除去装置に給水ポンプおよび排水ポンプを接続した状態を示す外観図である。
【図４】本発明の第１実施形態の第２変形例に係る脂肪除去装置の縦断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の第３変形例に係る脂肪除去装置の縦断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の第４変形例に係る脂肪除去装置の縦断面図である。
【図７】（ａ）本発明の第１実施形態の第５変形例に係る脂肪除去装置の外観を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の脂肪除去装置の縦断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態の第６変形例に係る脂肪除去装置の縦断面図である。
【図９】（ａ）は図８の脂肪除去装置により心外膜等を突き破る様子を示す図であり、（ｂ）は心外膜等を突き破った後に貯留空間内に伝播部材を供給する様子を示す図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の第７変形例に係る脂肪除去装置の縦断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態の第８変形例に係る脂肪除去装置の縦断面図である。
【図１２】（ａ）は図１１の脂肪除去装置により脂肪組織の表面に超音波の焦点位置を合わせた状態を示す図であり、（ｂ）は脂肪組織に孔を形成した状態を示す図であり、（ｃ）は、（ｂ）の孔を深く掘り進めた状態を示す図である。
【図１３】図１１の脂肪除去装置の押引機構を自動制御する構成を示す図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る脂肪除去装置を長手方向に切断した縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る脂肪除去装置について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る脂肪除去装置は、生体の心臓等の臓器に付着している脂肪組織を溶解することができるようになっている。この脂肪除去装置１００は、例えば、図１（ａ）に示すように、生体内に挿入される細長い中空略円筒形状の筐体１０と、筐体１０に収容され、集束させた超音波を発生する超音波素子２０と、超音波を伝播する伝播部材Ｗを筐体１０内に供給する供給管３０とを備えている。
【００２２】
筐体１０は、先端部の中心線上に開口する開口部１０ａを有しており、脂肪組織Ａに開口部１０ａを押し付けることにより、開口部１０ａから筐体１０内に脂肪組織Ａの表面を露出させることができるようになっている。また、筐体１０は、開口部１０ａから内部に露出される脂肪組織Ａの表面と超音波素子２０との間に、伝播部材Ｗを満たすように貯留可能な貯留空間１２を有している。伝播部材Ｗとしては、流動性を有する液体、例えば、脱気していない生理食塩水などを用いることとができる。
【００２３】
超音波素子２０は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、中央に貫通孔２０ａを有する円環状に形成され、表面が厚さ方向に窪む凹面形状を有している。この超音波素子２０は、筐体１０の内径寸法よりも若干小さい外形寸法を有する筒形状の素子ホルダ２２の先端に嵌合されて保持され、開口部１０ａに表面を対向させて配置されている。また、超音波素子２０は、集束させた超音波の焦点位置が筐体１０の開口部１０ａにほぼ一致するように位置決めされている。符合Ｐは超音波の焦点位置を示している。
【００２４】
また、超音波素子２０は、集束させた超音波（例えば、中心周波数が１ＭＨｚ）を発生し、開口部１０ａから貯留空間１２に露出させられた脂肪組織Ａの表面に超音波を照射することができるようになっている。超音波素子２０の裏面は空気に接しており、素子ホルダ２２により水密が保たれるようになっている。筐体１０内に超音波素子２０を収容することで、超音波素子２０が生体に直接接触するのを防ぎ電気的安全性を確保することができる。特に、心臓に対して処置する場合に電気安全性を担保することができる。
【００２５】
供給管３０は、超音波素子２０の貫通孔２０ａに挿脱可能に配置されている。この供給管３０は、伝播部材Ｗを吐出する吐出口３０ａを有し、吐出口３０ａが超音波素子２０の表面に対して面一となるように配置されている。筐体１０の開口部１０ａから脂肪組織Ａの表面が貯留空間１２に露出させられた状態で、供給管３０により貯留空間１２に伝播部材Ｗを供給して充満させることにより、脂肪組織Ａの表面と超音波素子２０との間に伝播部材Ｗによる超音波の伝播空間が形成されるようになっている。
【００２６】
次に、このように構成された脂肪除去装置１００の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る脂肪除去装置１００を用いて、生体の臓器等に付着している脂肪組織Ａを除去するには、まず、生体内に筐体１０を挿入し、脂肪組織Ａに筐体１０の開口部１０ａを押し当てる（押付工程）。これにより、筐体１０の開口部１０ａが脂肪組織Ａにより閉塞され、筐体１０の貯留空間１２に脂肪組織Ａの表面が露出される。
【００２７】
次いで、供給管３０により貯留空間１２に伝播部材Ｗを供給し、貯留空間１２内に伝播部材Ｗを充満させる（供給工程）。貯留空間１２が伝播部材Ｗで満たされたら、超音波素子２０から筐体１０の開口部１０ａに向けて集束させた１ＭＨｚの高強度の超音波を発生させ、貯留空間１２に露出されている脂肪組織Ａの表面に伝播部材Ｗを介して超音波を照射する（照射工程）。
【００２８】
脂肪組織Ａの表面に焦点を結ぶように超音波が照射されると、超音波の焦点位置Ｐに一致する脂肪組織Ａの表面付近で負圧が生じて伝播部材Ｗに含まれる気泡核が成長し、キャビテ−ションが発生する。これにより、超音波が照射された脂肪組織Ａが融解または破砕され、臓器等から剥離される。
【００２９】
この場合において、超音波の非線形性により伝播部材Ｗに音響流が発生する。音響流は、超音波の照射方向に沿って流れ、超音波の音圧が最も高い位置、すなわち、超音波の焦点位置Ｐで音速が最大になる。したがって、脂肪組織Ａの表面付近で発生したキャビテ−ションにより臓器等から剥離された脂肪組織Ａを音響流により押し流すことができる。また、音響流による水冷効果により、脂肪組織Ａが剥離された箇所を冷却することができる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態に係る脂肪除去装置１００によれば、筐体１０の開口部１０ａから内部に露出された脂肪組織Ａの表面に対して超音波素子２０により超音波を照射することで、キャビテ−ションを発生させて臓器等から脂肪組織Ａを剥離させることができる。また、剥離させた脂肪組織Ａを伝播部材Ｗの音響流により押し流しつつ、その水冷効果により脂肪組織Ａが剥離された箇所を冷却することができる。これにより、超音波により発生する熱が周辺組織に伝熱するのを抑制して脂肪組織Ａを除去することができる。
【００３１】
本実施形態は以下のように変形することができる。
第１変形例としては、図２に示すように、例えば、筐体１０が、貯留空間１２に貯留されている伝播部材Ｗを吸引して排出可能な吸引経路１４を有することとしてもよい。この場合、筐体１０の内壁と素子ホルダ２２の外壁との間に隙間を設け、この隙間を吸引経路１４として機能させることとすればよい。また、図３に示すように、供給管３０に給水ポンプ３１を接続するとともに吸引経路１４に排水ポンプ１５を接続し、給水ポンプ３１から送られてくる伝播部材Ｗを供給管３０により貯留空間１２内に供給しつつ、排水ポンプ１５により吸引経路１４を介して貯留空間１２内の伝播部材Ｗを吸引して排出し、貯留空間１２内に伝播部材Ｗを満たした状態で脂肪組織Ａの表面に超音波を照射することとすればよい。
【００３２】
このようにすることで、超音波の照射により臓器等から剥離させて音響流によって押し流した脂肪組織Ａを、伝播部材Ｗと共に吸引経路１４から吸引して排出する（吸引工程）ことができる。これにより、臓器等から剥離させた脂肪組織Ａを患者の体内から容易に除去することができる。
以下、下記の変形例および実施形態においては、筐体１０が吸引経路１４を有する構成を例示して説明する。また、下記の変形例２〜５，７，８および第２実施形態においても、図３に示すような給水ポンプ３１および排水ポンプ１５をそれぞれ供給管３０および吸引経路１４に接続することとすればよい。
【００３３】
第２変形例としては、図４に示すように、例えば、伝播部材Ｗが貯留空間１２に勢いよく吐出され易くなるように、供給管３０の吐出口３０ａを細径に形成することとしてもよい。この場合、供給管３０の先端をテーパ状に形成し、超音波素子２０の貫通孔２０ａに挿入される供給管３０の先端のみを局所的に細径にすることとしてもよい。
【００３４】
このようにすることで、供給管３０により貯留空間１２に伝播部材Ｗが供給される際に、伝播部材Ｗが細径の吐出口３０ａから貯留空間１２の広い領域に勢いよく広がることで、伝播部材Ｗに気泡核が含まれ易くなる。これにより、予め気泡核が含まれている伝播部材Ｗを用いた場合は、気泡核をさらに増加してキャビテ−ションを発生させ易くすることができる。一方、気泡核が含まれていない脱気水のような伝播部材Ｗを用いた場合でも、気泡核を含有させてキャビテ−ションの発生を促進することができる。
【００３５】
第３変形例としては、供給管３０の吐出口３０ａを超音波素子２０の表面と面一になるように配置することとに代えて、図５に示すように、供給管３０の先端が超音波素子２０の表面よりも突出して筐体１０の開口部１０ａに向かって延び、開口部１０ａの近傍に吐出口３０ａが配置されていることとしてもよい。
【００３６】
このようにすることで、開口部１０ａから露出されている脂肪組織Ａの表面から供給管３０の吐出口３０ａまでの距離が近づくため、伝播部材Ｗの音響流の効果に加え、超音波の焦点位置Ｐ近傍における環流の流速を向上することができる。
【００３７】
第４変形例としては、図６に示すように、超音波素子２０が円盤状に形成され、超音波素子２０の半径方向外方に供給管３０の吐出口３０ａを配置することとしてもよい。この場合、素子ホルダ２２の外側に複数の供給管３０を周方向に間隔を空けて配置し、超音波素子２０から発せられる超音波の照射方向に沿って各供給管３０の吐出口３０ａから伝播部材Ｗを吐出させることとすればよい。このようにすることで、伝播部材Ｗの音響流の効果に加え、超音波の焦点位置Ｐ近傍における環流の流速を向上することができる。
【００３８】
第５変形例としては、筐体１０の中心線に対して開口面が直交するように開口部１０ａを配置することに代えて、図７（ａ），（ｂ）に示すように、筐体１０の中心線に対して開口部１０ａの開口面を傾斜させて配置することとしてもよい。この場合、筐体１０の中心線と開口部１０ａの開口面とが成す角度が鋭角となるように、開口部１０ａを配置することとすればよい。また、開口部１０ａの位置および向きに合わせて、超音波の焦点位置Ｐが開口部１０ａに一致するように超音波素子２０の配置を調整することとすればよい。
【００３９】
このようにすることで、脂肪組織Ａの表面に対して筐体１０を傾けた姿勢で開口部１０ａを押し付けることになる。したがって、脂肪組織Ａの表面からの距離が狭い狭小空間においても、脂肪組織Ａの表面にアプローチし易くなる。例えば、心外側アプローチでは、心嚢膜までの距離を短くし、心タンポナーゼのリスクを低減することができる。
【００４０】
第６変形例としては、図８に示すように、供給管３０が、例えば、鋭利な形状の尖端部３２ａを有する穿刺針３２を挿脱可能なシースとして機能することとしてもよい。この場合、例えば、供給管３０の基端部を二股に分岐させ、一方の分岐路は伝播部材Ｗが送り出されるポンプ等に接続し、他方の分岐路は穿刺針３２を進退可能に収容するように形成することとすればよい。
【００４１】
この場合、図９（ａ）に示すように、供給管３０から貯留空間１２に伝播部材Ｗを供給する前に、供給管３０に穿刺針３２を挿入して脂肪組織Ａの表面の心外膜Ｂ等を穿刺し突き破る（穿刺工程）。次いで、図９（ｂ）に示すように、供給管３０内の穿刺針３２を後退させ、供給管３０から貯留空間１２内に伝播部材Ｗを供給する。このようにすることで、穿刺針３２を用いて、心外膜Ｂに脂肪組織Ａを除去するための孔を形成することができ、心外膜Ｂに孔を開けるためのキャビテーション発生に必要な超音波照射が不要になる。
【００４２】
第７変形例としては、図１０に示すように、筐体１０よりも大径の筒部材４０により、筐体１０の開口部１０ａを露出させて筐体１０の半径方向外方を覆うこととしてもよい。この場合、筒部材４０が、筐体１０の外壁面との間の隙間に配置される吸引管４２と、脂肪組織Ａの表面に開口部１０ａを押し付けた状態で脂肪組織Ａの表面に吸着可能な開口孔４０ａとを備えることとしてもよい。図１０では、筐体１０の周囲および吸引経路１４に間隔を空けて複数の吸引管４２が配置されている。
【００４３】
筒部材４０の開口孔４０ａを脂肪組織Ａの表面に吸着させることで、筐体１０の貯留空間１２に給水された伝播部材Ｗが開口部１０ａを介して筐体１０の外側に漏れても、筒部材４０により伝播部材Ｗの流出をせき止めて吸引管４２により回収することができる。これにより、生体の体内における伝播部材Ｗの残存をより確実に防止することができる。
【００４４】
第８変形例としては、図１１に示すように、筐体１０の開口部１０ａに対して近接または離間する方向に超音波素子２０を進退可能な押引機構５０を備えることとしてもよい。この場合、素子ホールド２２の基端部側に押引機構５０を配置し、押引機構５０により素子ホールド２２の基端部を押したり引いたりすることで、素子ホールド２２ごと超音波素子２０を進退させることとすればよい。押引機構５０としては、小型に作製できるものであればよく、例えば、形状記憶合金や、筐体１０の中心線方向に伸縮可能な圧電素子等を用いることができる。
【００４５】
押引機構５０によって超音波素子２０を進退させることにより、超音波の焦点位置Ｐを脂肪組織Ａの厚さ方向に移動させることができる。したがって、脂肪組織Ａが付着している臓器等の表面付近まで、脂肪組織Ａを厚さ方向に掘り進めて除去していくことができる。
【００４６】
例えば、図１２（ａ）に示すように、脂肪組織Ａを溶解する治療を開始する際に、超音波の焦点が筐体１０の開口部１０ａ（つまり、脂肪組織Ａの表面。）と略一致する位置に調整する。この状態で、脂肪組織Ａの表面に超音波を照射すると、焦点位置Ｐ付近の脂肪組織Ａの表面が溶解して物理的に除去され、脂肪組織Ａに孔Ｃが形成される。次いで、図１２（ｂ）に示すように、押引機構５０により、脂肪組織Ａに形成された孔Ｃの底面に焦点位置Ｐが略一致するように素子ホルダ２２を前進させる。そして、再び超音波を照射して孔Ｃを深く形成する。
【００４７】
この動作を繰り返すことで、図１２（ｃ）に示すように、心筋近傍まで延びる深く細長い孔Ｃを形成することができる。このような一連の動作は、押引機構５０を手動で操作することとしてもよいし、自動制御することとしてもよい。また、この一連の動作を連続的に行うために、押引機構５０により素子ホルダ２２を連続的に前進させてもよい。
【００４８】
押引機構５０を自動制御する場合は、以下のように構成することができる。例えば、図１３に示すように、パルス信号を生成する送受信回路５２と、パルス信号を送受信する送受信変換器５４と、開口部１０ａから貯留空間１２に露出される脂肪組織Ａの表面と超音波素子２０との距離を算出する距離算出部５６と、距離算出部５６により算出された距離に応じて押引機構５０を制御する制御部５８とを備えることとしてもよい。
【００４９】
この場合、送受信変換器５４は供給管３０内に挿脱可能に設け、供給管３０内に挿入した送受信変換器５４の検出面が超音波素子２０の表面にほぼ一致するように配置することとすればよい。また、距離算出部５６は、送受信変換器５４により検出され送受信回路５２に送られてきた反射波のパルス信号に基づいて、音波の送信時刻と最初の音波の受信時刻までの差分（時間差）を計算し、音源から脂肪組織Ａの表面までの距離を算出することとすればよい。
【００５０】
このようにすることで、距離算出部５６により算出された脂肪組織Ａの表面と超音波素子２０との距離に基づいて、制御部５８により押引機構５０をフィードバック制御し、脂肪組織Ａを厚さ方向に自動で除去していくことができる。
【００５１】
また、制御部５８は、押引機構５０の制御に加えて、反射波の応答に応じて脂肪組織Ａを溶解するための超音波の照射を停止することとしてもよい。例えば、心臓表面の脂肪組織Ａを除去中のモニタリングにおいて、第１反射波と第２反射波の時間差が短い場合は、心筋外側の脂肪除去がほぼ完了しまもなく心筋表面が露出することを意味する。そこで、第１反射波と第２反射波の時間差△Ｔを予め設定し、これを閾値としてモニタリング時の時間差△ｔ≦△Ｔとなった場合に、超音波素子２０を制御して超音波の照射を停止することとしてもよい。
【００５２】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る脂肪除去装置２００について、図１４を参照して説明する。
本実施形態に係る脂肪除去装置２００は、筐体１０が、供給管３０により供給される伝播部材Ｗが充満される開口部側領域６２Ａと予め伝播部材Ｗが充満されている超音波素子側領域６２Ｂとに区画するフィルム（区画部材）６０を備える点で、第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係る脂肪除去装置１００と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５３】
素子ホルダ２２は、超音波素子２０の前面よりも筐体１０の開口部１０ａに向かって突き出た形状を有し、長手方向の途中位置に超音波素子２０を位置決め固定するようになっている。
供給管３０は、素子ホルダ２２と同様に、超音波素子２０の前面よりも筐体１０の開口部１０ａに向かって延びている。
【００５４】
フィルム６０は、音響透過率に優れる樹脂材料、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポリカーボネートなどの樹脂により形成され、薄膜強度が保てる範囲で薄く作製したものが用いられる。望ましくは、音波の波長に対して、フィルム６０の厚みが十分に薄い（例えば、１／１０程度もしくはそれ以下である）ことが望ましい。
【００５５】
また、フィルム６０は、円環形状を有し、素子ホルダ２２の先端部に供給管３０の吐出口３０ａの周囲を取り巻くように配置されている。これにより、素子ホルダ２２と超音波素子２０とフィルム６０とによって供給管３０の周囲に密閉された空間である超音波素子側領域６２Ｂが形成されるようになっている。また、超音波素子側領域６２Ｂの外側に、筐体１０と開口部１０ａから内部に露出される脂肪組織Ａの表面とにより覆われて、供給管３０の吐出口３０ａが開口する開口部側領域６２Ａが形成されるようになっている。
超音波素子側領域６２Ｂに予め充満されている伝搬媒質としては、超音波素子２０と音響整合条件を満たす材料や吸収係数が小さい液体、例えば、水などを用いることができる。
【００５６】
このように構成された本実施径他に係る脂肪除去装置２００によれば、筐体１０の開口部１０ａが近接させられる脂肪組織Ａの表面に対して、筐体１０と共にフィルム６０により超音波素子２０を二重に絶縁し、電気安全性を向上することができる。また、供給管３０により供給される伝播部材Ｗが貯留される筐体１０内の空間を、脂肪組織Ａの表面から超音波素子２０までの領域全体とする場合と比較して、超音波素子側領域６２Ｂの分だけ狭くすることができる。これにより、供給管３０により供給される伝播部材Ｗに含まれる気泡核の浮遊時間を低減し、キャビテーションの発生効率を向上することができる。また、伝播部材を環流させ易くし、臓器等から剥離された脂肪組織Ａをより効率的に除去することができる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記の各実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。また、例えば、上記各実施形態においては、超音波素子２０が中心周波数１ＭＨｚの超音波を照射するとして説明したが、超音波素子２０の中心周波数は、例えば、数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚ程度であればよく、上記実施形態の数値に限定されるものではない。キャビテーションの効果をより高めたい場合は数十ｋＨｚ程度の低めの周波数にし、音響流の効果をより高めたい場合は高めの周波数にすればよい。
【００５８】
さらに、複数の周波数の超音波を組み合わせて照射してもよい。例えば、１ＭＨｚの超音波と１．５ＭＨｚの超音波を同時に照射し、その差音５００ｋＨｚと和音２．５ＭＨｚが焦点で効果的に発生することを利用し、差音成分によるキャビテーション発生の促進と、和音による音響流発生の促進を利用してもよい。複数の周波数の組み合わせは、注入する液体（伝播部材）に含まれる気泡核の大きさ、すなわち、その気泡核の共振周波数に合わせて設定してもよい。
【００５９】
（付記項１）
筐体の開口部を脂肪組織の表面に押し付ける押付工程と、該押付工程により前記開口部から前記筐体内に露出される脂肪組織の表面と超音波素子との間の空間に、流動性を有し超音波を伝播する伝播部材を充満させる供給工程と、前記伝播部材が充満された空間内に露出させられた脂肪組織の表面に対して、前記超音波素子により集束させた超音波を照射する照射工程とを含む脂肪除去方法。
【００６０】
（付記項２）
前記押付工程により押し付けられた脂肪組織を覆う心外膜を穿刺針を穿刺して突き破る穿刺工程を含む付記項１に記載の脂肪除去方法。
【００６１】
（付記項３）
前記照射工程により照射された超音波の発熱により融解させられた脂肪組織を吸引して排出する吸引工程とを含む付記項１または付記項２に記載の脂肪除去方法。
【符号の説明】
【００６２】
Ａ 脂肪組織
１０ 筐体
１０ａ 開口部
１２ 貯留空間
１４ 吸引経路
２０ 超音波素子
２０ａ 貫通孔
２２ フィルム（区画部材）
３０ 供給管
３０ａ 吐出口
３２ 穿刺針
３２ａ 尖端部
４０ 筒部材
４０ａ 開口孔
４２ 吸引管
５０ 押引機構
５６ 距離算出部
５８ 制御部
６２Ａ 開口部側領域
６２Ｂ 超音波素子側領域
１００，２００ 脂肪除去装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脂肪除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、集束超音波を用いて患者の体内の脂肪組織を除去する脂肪除去装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の脂肪除去装置は、患者の体内の脂肪組織に焦点を合わせて体外から集束超音波を照射し、集束超音波の発熱により脂肪組織を融解することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１２７０８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、臓器に付着している脂肪組織を除去する場合において、特許文献１に記載の脂肪除去装置を適用しようとすると、特許文献１の脂肪除去装置は脂肪組織の焦点周辺を除去することができないため、超音波による発熱が脂肪組織の周辺組織に伝達してしまうことがあるという不都合がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、周辺組織への伝熱を抑制して脂肪組織を除去することができる脂肪除去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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、脂肪組織に押し付けられる開口部を有する略筒状の筐体と、該筐体に収容され、前記開口部が押し付けられることにより前記筐体の内部に露出される脂肪組織の表面に、集束させた超音波を照射する超音波素子と、流動性を有し超音波を伝播する伝播部材を前記筐体内に供給する供給管とを備え、前記筐体が、前記開口部から内部に露出される脂肪組織の表面と前記超音波素子との間に、前記供給管により供給される前記伝播部材を充満させる貯留空間を有する脂肪除去装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、生体の臓器等に付着している脂肪組織に開口部を押し当てて筐体内に脂肪組織の表面を露出させることにより、筐体内に伝播部材を貯留可能な貯留空間が形成される。この状態で、供給管により貯留空間内に伝播部材を充満させ、超音波素子により超音波を発生させることで、筐体内に露出されている脂肪組織の表面に伝播部材を介して超音波が照射される。
【０００８】
脂肪組織の表面に焦点を結ぶように超音波が照射されると、超音波の焦点位置である脂肪組織の表面付近で負圧が生じて伝播部材に含まれる気泡核が成長し、キャビテ−ションが発生する。これにより、超音波が照射された脂肪組織が融解または破砕され、臓器等から剥離される。
【０００９】
この場合において、超音波の非線形性により伝播部材に音響流が発生する。音響流は、超音波の音圧が最も高い位置、すなわち、超音波の焦点位置で音速が最大になるため、キャビテ−ションにより臓器等から剥離された脂肪組織を音響流により除去することができる。また、音響流による水冷効果により、脂肪組織が剥離された箇所を冷却することができる。したがって、超音波により発生する熱が周辺組織に伝熱するのを抑制して脂肪組織を除去することができる。
【００１０】
本発明は、脂肪組織に押し付けられる開口部を有する略筒状の筐体と、該筐体に収容され、前記開口部が押し付けられることにより前記筐体の内部に露出される脂肪組織の表面に、集束させた超音波を照射する超音波素子と、前記筐体内に流動性を有する伝播部材を供給する供給管とを備え、前記筐体が、前記供給管により供給される伝播部材が充満される開口部側領域と予め伝播部材が充満されている超音波素子側領域とに区画する音響透過特性を有する区画部材を備える脂肪除去装置を提供する。
【００１１】
本発明によれば、開口部が近接させられる脂肪組織の表面に対して、筐体と共に区画部材により超音波素子を二重に絶縁し、電気安全性を向上することができる。また、供給管により供給される伝播部材が貯留される筐体内の空間を、脂肪組織の表面から超音波素子までの領域全体とする場合と比較して超音波素子側領域の分だけ狭くすることができる。これにより、供給管からの伝播部材に含まれる気泡核の浮遊時間を低減し、キャビテーションの発生効率を向上することができる。また、伝播部材を環流させ易くし、臓器等から剥離された脂肪組織をより効率的に除去することができる。
【００１２】
上記発明においては、前記筐体が、前記貯留空間に貯留されている前記伝播部材を吸引して排出可能な吸引経路を有することとしてもよい。
このように構成することで、超音波を照射して臓器等から剥離させた脂肪組織を伝播部材と共に吸引経路から吸引して排出することができる。これにより、臓器等から剥離させた脂肪組織を患者の体内から容易に除去することができる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記供給管が、前記貯留空間内に前記伝播部材を吐出させる細径の吐出口を有することとしてもよい。
このように構成することで、供給管により貯留空間に伝播部材が供給される際に、伝播部材が細径の吐出口から貯留空間の広い領域に広がることで、伝播部材に気泡核が含まれ易くなる。これにより、予め気泡核が含まれている伝播部材を用いた場合は、気泡核をさらに増加してキャビテ−ションを発生させ易くすることができる。一方、気泡核が含まれていない脱気水のような伝播部材を用いた場合でも、気泡核を含有させてキャビテ−ションの発生を促進することができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記供給管が、鋭利な形状の尖端部を有する穿刺針を挿脱可能に形成されていることとしてもよい。
このように構成することで、供給管から筐体内に伝播部材を供給する前に、供給管に穿刺針を挿入して脂肪組織の表面の心外膜等を穿刺し突き破ることができる。これにより、穿刺針を用いて、心外膜に脂肪組織を除去するための孔を形成することができ、心外膜に孔を開けるためのキャビテーション発生に必要な超音波照射が不要になる。
【００１５】
また、上記発明においては、前記開口部が、前記筐体の中心線に対してその開口面が傾斜して配置されていることとしてもよい。
このように構成することで、脂肪組織の表面に対して略筒状の筐体を傾けた姿勢で開口部を押し付けることになる。したがって、脂肪組織の表面からの距離が狭い狭小空間においても、脂肪組織の表面にアプローチし易くなる。例えば、心外側アプローチでは、心嚢膜までの距離を短くし、心タンポナーゼのリスクを低減することができる。
【００１６】
また、上記発明においては、前記開口部を露出させて前記筐体を覆う筒部材を備え、該筒部材が、前記筐体との間に配置された吸引管と、脂肪組織の表面に前記開口部を押し付けた状態で該脂肪組織の表面に吸着可能な開口孔とを備えることとしてもよい。
このように構成することで、脂肪組織の表面に筐体の開口部を押し付けた状態で、筒部材が開口孔により脂肪組織の表面に吸着される。この場合において、筐体の貯留空間に給水された伝播部材が開口部を介して筐体の外側に漏れても、筒部材により伝播部材の流出をせき止めて吸引管により回収することができる。これにより、生体の体内における伝播部材の残存をより確実に防止することができる。
【００１７】
また、上記発明においては、前記開口部に対して近接または離間する方向に前記超音波素子を進退可能な押引機構を備えることとしてもよい。
このように構成することで、押引機構によって超音波素子を進退させることにより、超音波の焦点位置を脂肪組織の厚さ方向に移動させることができる。したがって、脂肪組織が付着している臓器等の表面付近まで、脂肪組織を厚さ方向に掘り進めて除去していくことができる。
【００１８】
また、上記発明においては、前記開口部から前記筐体内に露出される脂肪組織の表面と前記超音波素子との距離を算出する距離算出部と、該距離算出部により算出された距離に応じて前記押引機構を制御する制御部とを備えることとしてもよい。
このように構成することで、距離算出部により算出された脂肪組織の表面と超音波素子との距離に基づいて、制御部により押引機構をフィードバック制御し、脂肪組織を厚さ方向に自動で除去していくことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、周辺組織への伝熱を抑制して脂肪組織を除去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】
【００２０】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る脂肪除去装置を長手方向に切断した縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）の脂肪除去装置の横断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１実施形態の第１変形例に係る脂肪除去装置の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）の脂肪除去装置の横断面図である。
【図３】図２の脂肪除去装置に給水ポンプおよび排水ポンプを接続した状態を示す外観図である。
【図４】本発明の第１実施形態の第２変形例に係る脂肪除去装置の縦断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の第３変形例に係る脂肪除去装置の縦断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の第４変形例に係る脂肪除去装置の縦断面図である。
【図７】（ａ）本発明の第１実施形態の第５変形例に係る脂肪除去装置の外観を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の脂肪除去装置の縦断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態の第６変形例に係る脂肪除去装置の縦断面図である。
【図９】（ａ）は図８の脂肪除去装置により心外膜等を突き破る様子を示す図であり、（ｂ）は心外膜等を突き破った後に貯留空間内に伝播部材を供給する様子を示す図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の第７変形例に係る脂肪除去装置の縦断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態の第８変形例に係る脂肪除去装置の縦断面図である。
【図１２】（ａ）は図１１の脂肪除去装置により脂肪組織の表面に超音波の焦点位置を合わせた状態を示す図であり、（ｂ）は脂肪組織に孔を形成した状態を示す図であり、（ｃ）は、（ｂ）の孔を深く掘り進めた状態を示す図である。
【図１３】図１１の脂肪除去装置の押引機構を自動制御する構成を示す図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る脂肪除去装置を長手方向に切断した縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る脂肪除去装置について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る脂肪除去装置は、生体の心臓等の臓器に付着している脂肪組織を溶解することができるようになっている。この脂肪除去装置１００は、例えば、図１（ａ）に示すように、生体内に挿入される細長い中空略円筒形状の筐体１０と、筐体１０に収容され、集束させた超音波を発生する超音波素子２０と、超音波を伝播する伝播部材Ｗを筐体１０内に供給する供給管３０とを備えている。
【００２２】
筐体１０は、先端部の中心線上に開口する開口部１０ａを有しており、脂肪組織Ａに開口部１０ａを押し付けることにより、開口部１０ａから筐体１０内に脂肪組織Ａの表面を露出させることができるようになっている。また、筐体１０は、開口部１０ａから内部に露出される脂肪組織Ａの表面と超音波素子２０との間に、伝播部材Ｗを満たすように貯留可能な貯留空間１２を有している。伝播部材Ｗとしては、流動性を有する液体、例えば、脱気していない生理食塩水などを用いることとができる。
【００２３】
超音波素子２０は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、中央に貫通孔２０ａを有する円環状に形成され、表面が厚さ方向に窪む凹面形状を有している。この超音波素子２０は、筐体１０の内径寸法よりも若干小さい外形寸法を有する筒形状の素子ホルダ２２の先端に嵌合されて保持され、開口部１０ａに表面を対向させて配置されている。また、超音波素子２０は、集束させた超音波の焦点位置が筐体１０の開口部１０ａにほぼ一致するように位置決めされている。符合Ｐは超音波の焦点位置を示している。
【００２４】
また、超音波素子２０は、集束させた超音波（例えば、中心周波数が１ＭＨｚ）を発生し、開口部１０ａから貯留空間１２に露出させられた脂肪組織Ａの表面に超音波を照射することができるようになっている。超音波素子２０の裏面は空気に接しており、素子ホルダ２２により水密が保たれるようになっている。筐体１０内に超音波素子２０を収容することで、超音波素子２０が生体に直接接触するのを防ぎ電気的安全性を確保することができる。特に、心臓に対して処置する場合に電気安全性を担保することができる。
【００２５】
供給管３０は、超音波素子２０の貫通孔２０ａに挿脱可能に配置されている。この供給管３０は、伝播部材Ｗを吐出する吐出口３０ａを有し、吐出口３０ａが超音波素子２０の表面に対して面一となるように配置されている。筐体１０の開口部１０ａから脂肪組織Ａの表面が貯留空間１２に露出させられた状態で、供給管３０により貯留空間１２に伝播部材Ｗを供給して充満させることにより、脂肪組織Ａの表面と超音波素子２０との間に伝播部材Ｗによる超音波の伝播空間が形成されるようになっている。
【００２６】
次に、このように構成された脂肪除去装置１００の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る脂肪除去装置１００を用いて、生体の臓器等に付着している脂肪組織Ａを除去するには、まず、生体内に筐体１０を挿入し、脂肪組織Ａに筐体１０の開口部１０ａを押し当てる（押付工程）。これにより、筐体１０の開口部１０ａが脂肪組織Ａにより閉塞され、筐体１０の貯留空間１２に脂肪組織Ａの表面が露出される。
【００２７】
次いで、供給管３０により貯留空間１２に伝播部材Ｗを供給し、貯留空間１２内に伝播部材Ｗを充満させる（供給工程）。貯留空間１２が伝播部材Ｗで満たされたら、超音波素子２０から筐体１０の開口部１０ａに向けて集束させた１ＭＨｚの高強度の超音波を発生させ、貯留空間１２に露出されている脂肪組織Ａの表面に伝播部材Ｗを介して超音波を照射する（照射工程）。
【００２８】
脂肪組織Ａの表面に焦点を結ぶように超音波が照射されると、超音波の焦点位置Ｐに一致する脂肪組織Ａの表面付近で負圧が生じて伝播部材Ｗに含まれる気泡核が成長し、キャビテ−ションが発生する。これにより、超音波が照射された脂肪組織Ａが融解または破砕され、臓器等から剥離される。
【００２９】
この場合において、超音波の非線形性により伝播部材Ｗに音響流が発生する。音響流は、超音波の照射方向に沿って流れ、超音波の音圧が最も高い位置、すなわち、超音波の焦点位置Ｐで音速が最大になる。したがって、脂肪組織Ａの表面付近で発生したキャビテ−ションにより臓器等から剥離された脂肪組織Ａを音響流により押し流すことができる。また、音響流による水冷効果により、脂肪組織Ａが剥離された箇所を冷却することができる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態に係る脂肪除去装置１００によれば、筐体１０の開口部１０ａから内部に露出された脂肪組織Ａの表面に対して超音波素子２０により超音波を照射することで、キャビテ−ションを発生させて臓器等から脂肪組織Ａを剥離させることができる。また、剥離させた脂肪組織Ａを伝播部材Ｗの音響流により押し流しつつ、その水冷効果により脂肪組織Ａが剥離された箇所を冷却することができる。これにより、超音波により発生する熱が周辺組織に伝熱するのを抑制して脂肪組織Ａを除去することができる。
【００３１】
本実施形態は以下のように変形することができる。
第１変形例としては、図２に示すように、例えば、筐体１０が、貯留空間１２に貯留されている伝播部材Ｗを吸引して排出可能な吸引経路１４を有することとしてもよい。この場合、筐体１０の内壁と素子ホルダ２２の外壁との間に隙間を設け、この隙間を吸引経路１４として機能させることとすればよい。また、図３に示すように、供給管３０に給水ポンプ３１を接続するとともに吸引経路１４に排水ポンプ１５を接続し、給水ポンプ３１から送られてくる伝播部材Ｗを供給管３０により貯留空間１２内に供給しつつ、排水ポンプ１５により吸引経路１４を介して貯留空間１２内の伝播部材Ｗを吸引して排出し、貯留空間１２内に伝播部材Ｗを満たした状態で脂肪組織Ａの表面に超音波を照射することとすればよい。
【００３２】
このようにすることで、超音波の照射により臓器等から剥離させて音響流によって押し流した脂肪組織Ａを、伝播部材Ｗと共に吸引経路１４から吸引して排出する（吸引工程）ことができる。これにより、臓器等から剥離させた脂肪組織Ａを患者の体内から容易に除去することができる。
以下、下記の変形例および実施形態においては、筐体１０が吸引経路１４を有する構成を例示して説明する。また、下記の変形例２〜５，７，８および第２実施形態においても、図３に示すような給水ポンプ３１および排水ポンプ１５をそれぞれ供給管３０および吸引経路１４に接続することとすればよい。
【００３３】
第２変形例としては、図４に示すように、例えば、伝播部材Ｗが貯留空間１２に勢いよく吐出され易くなるように、供給管３０の吐出口３０ａを細径に形成することとしてもよい。この場合、供給管３０の先端をテーパ状に形成し、超音波素子２０の貫通孔２０ａに挿入される供給管３０の先端のみを局所的に細径にすることとしてもよい。
【００３４】
このようにすることで、供給管３０により貯留空間１２に伝播部材Ｗが供給される際に、伝播部材Ｗが細径の吐出口３０ａから貯留空間１２の広い領域に勢いよく広がることで、伝播部材Ｗに気泡核が含まれ易くなる。これにより、予め気泡核が含まれている伝播部材Ｗを用いた場合は、気泡核をさらに増加してキャビテ−ションを発生させ易くすることができる。一方、気泡核が含まれていない脱気水のような伝播部材Ｗを用いた場合でも、気泡核を含有させてキャビテ−ションの発生を促進することができる。
【００３５】
第３変形例としては、供給管３０の吐出口３０ａを超音波素子２０の表面と面一になるように配置することとに代えて、図５に示すように、供給管３０の先端が超音波素子２０の表面よりも突出して筐体１０の開口部１０ａに向かって延び、開口部１０ａの近傍に吐出口３０ａが配置されていることとしてもよい。
【００３６】
このようにすることで、開口部１０ａから露出されている脂肪組織Ａの表面から供給管３０の吐出口３０ａまでの距離が近づくため、伝播部材Ｗの音響流の効果に加え、超音波の焦点位置Ｐ近傍における環流の流速を向上することができる。
【００３７】
第４変形例としては、図６に示すように、超音波素子２０が円盤状に形成され、超音波素子２０の半径方向外方に供給管３０の吐出口３０ａを配置することとしてもよい。この場合、素子ホルダ２２の外側に複数の供給管３０を周方向に間隔を空けて配置し、超音波素子２０から発せられる超音波の照射方向に沿って各供給管３０の吐出口３０ａから伝播部材Ｗを吐出させることとすればよい。このようにすることで、伝播部材Ｗの音響流の効果に加え、超音波の焦点位置Ｐ近傍における環流の流速を向上することができる。
【００３８】
第５変形例としては、筐体１０の中心線に対して開口面が直交するように開口部１０ａを配置することに代えて、図７（ａ），（ｂ）に示すように、筐体１０の中心線に対して開口部１０ａの開口面を傾斜させて配置することとしてもよい。この場合、筐体１０の中心線と開口部１０ａの開口面とが成す角度が鋭角となるように、開口部１０ａを配置することとすればよい。また、開口部１０ａの位置および向きに合わせて、超音波の焦点位置Ｐが開口部１０ａに一致するように超音波素子２０の配置を調整することとすればよい。
【００３９】
このようにすることで、脂肪組織Ａの表面に対して筐体１０を傾けた姿勢で開口部１０ａを押し付けることになる。したがって、脂肪組織Ａの表面からの距離が狭い狭小空間においても、脂肪組織Ａの表面にアプローチし易くなる。例えば、心外側アプローチでは、心嚢膜までの距離を短くし、心タンポナーゼのリスクを低減することができる。
【００４０】
第６変形例としては、図８に示すように、供給管３０が、例えば、鋭利な形状の尖端部３２ａを有する穿刺針３２を挿脱可能なシースとして機能することとしてもよい。この場合、例えば、供給管３０の基端部を二股に分岐させ、一方の分岐路は伝播部材Ｗが送り出されるポンプ等に接続し、他方の分岐路は穿刺針３２を進退可能に収容するように形成することとすればよい。
【００４１】
この場合、図９（ａ）に示すように、供給管３０から貯留空間１２に伝播部材Ｗを供給する前に、供給管３０に穿刺針３２を挿入して脂肪組織Ａの表面の心外膜Ｂ等を穿刺し突き破る（穿刺工程）。次いで、図９（ｂ）に示すように、供給管３０内の穿刺針３２を後退させ、供給管３０から貯留空間１２内に伝播部材Ｗを供給する。このようにすることで、穿刺針３２を用いて、心外膜Ｂに脂肪組織Ａを除去するための孔を形成することができ、心外膜Ｂに孔を開けるためのキャビテーション発生に必要な超音波照射が不要になる。
【００４２】
第７変形例としては、図１０に示すように、筐体１０よりも大径の筒部材４０により、筐体１０の開口部１０ａを露出させて筐体１０の半径方向外方を覆うこととしてもよい。この場合、筒部材４０が、筐体１０の外壁面との間の隙間に配置される吸引管４２と、脂肪組織Ａの表面に開口部１０ａを押し付けた状態で脂肪組織Ａの表面に吸着可能な開口孔４０ａとを備えることとしてもよい。図１０では、筐体１０の周囲および吸引経路１４に間隔を空けて複数の吸引管４２が配置されている。
【００４３】
筒部材４０の開口孔４０ａを脂肪組織Ａの表面に吸着させることで、筐体１０の貯留空間１２に給水された伝播部材Ｗが開口部１０ａを介して筐体１０の外側に漏れても、筒部材４０により伝播部材Ｗの流出をせき止めて吸引管４２により回収することができる。これにより、生体の体内における伝播部材Ｗの残存をより確実に防止することができる。
【００４４】
第８変形例としては、図１１に示すように、筐体１０の開口部１０ａに対して近接または離間する方向に超音波素子２０を進退可能な押引機構５０を備えることとしてもよい。この場合、素子ホールド２２の基端部側に押引機構５０を配置し、押引機構５０により素子ホールド２２の基端部を押したり引いたりすることで、素子ホールド２２ごと超音波素子２０を進退させることとすればよい。押引機構５０としては、小型に作製できるものであればよく、例えば、形状記憶合金や、筐体１０の中心線方向に伸縮可能な圧電素子等を用いることができる。
【００４５】
押引機構５０によって超音波素子２０を進退させることにより、超音波の焦点位置Ｐを脂肪組織Ａの厚さ方向に移動させることができる。したがって、脂肪組織Ａが付着している臓器等の表面付近まで、脂肪組織Ａを厚さ方向に掘り進めて除去していくことができる。
【００４６】
例えば、図１２（ａ）に示すように、脂肪組織Ａを溶解する治療を開始する際に、超音波の焦点が筐体１０の開口部１０ａ（つまり、脂肪組織Ａの表面。）と略一致する位置に調整する。この状態で、脂肪組織Ａの表面に超音波を照射すると、焦点位置Ｐ付近の脂肪組織Ａの表面が溶解して物理的に除去され、脂肪組織Ａに孔Ｃが形成される。次いで、図１２（ｂ）に示すように、押引機構５０により、脂肪組織Ａに形成された孔Ｃの底面に焦点位置Ｐが略一致するように素子ホルダ２２を前進させる。そして、再び超音波を照射して孔Ｃを深く形成する。
【００４７】
この動作を繰り返すことで、図１２（ｃ）に示すように、心筋近傍まで延びる深く細長い孔Ｃを形成することができる。このような一連の動作は、押引機構５０を手動で操作することとしてもよいし、自動制御することとしてもよい。また、この一連の動作を連続的に行うために、押引機構５０により素子ホルダ２２を連続的に前進させてもよい。
【００４８】
押引機構５０を自動制御する場合は、以下のように構成することができる。例えば、図１３に示すように、パルス信号を生成する送受信回路５２と、パルス信号を送受信する送受信変換器５４と、開口部１０ａから貯留空間１２に露出される脂肪組織Ａの表面と超音波素子２０との距離を算出する距離算出部５６と、距離算出部５６により算出された距離に応じて押引機構５０を制御する制御部５８とを備えることとしてもよい。
【００４９】
この場合、送受信変換器５４は供給管３０内に挿脱可能に設け、供給管３０内に挿入した送受信変換器５４の検出面が超音波素子２０の表面にほぼ一致するように配置することとすればよい。また、距離算出部５６は、送受信変換器５４により検出され送受信回路５２に送られてきた反射波のパルス信号に基づいて、音波の送信時刻と最初の音波の受信時刻までの差分（時間差）を計算し、音源から脂肪組織Ａの表面までの距離を算出することとすればよい。
【００５０】
このようにすることで、距離算出部５６により算出された脂肪組織Ａの表面と超音波素子２０との距離に基づいて、制御部５８により押引機構５０をフィードバック制御し、脂肪組織Ａを厚さ方向に自動で除去していくことができる。
【００５１】
また、制御部５８は、押引機構５０の制御に加えて、反射波の応答に応じて脂肪組織Ａを溶解するための超音波の照射を停止することとしてもよい。例えば、心臓表面の脂肪組織Ａを除去中のモニタリングにおいて、第１反射波と第２反射波の時間差が短い場合は、心筋外側の脂肪除去がほぼ完了しまもなく心筋表面が露出することを意味する。そこで、第１反射波と第２反射波の時間差△Ｔを予め設定し、これを閾値としてモニタリング時の時間差△ｔ≦△Ｔとなった場合に、超音波素子２０を制御して超音波の照射を停止することとしてもよい。
【００５２】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る脂肪除去装置２００について、図１４を参照して説明する。
本実施形態に係る脂肪除去装置２００は、筐体１０が、供給管３０により供給される伝播部材Ｗが充満される開口部側領域６２Ａと予め伝播部材Ｗが充満されている超音波素子側領域６２Ｂとに区画するフィルム（区画部材）６０を備える点で、第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係る脂肪除去装置１００と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５３】
素子ホルダ２２は、超音波素子２０の前面よりも筐体１０の開口部１０ａに向かって突き出た形状を有し、長手方向の途中位置に超音波素子２０を位置決め固定するようになっている。
供給管３０は、素子ホルダ２２と同様に、超音波素子２０の前面よりも筐体１０の開口部１０ａに向かって延びている。
【００５４】
フィルム６０は、音響透過率に優れる樹脂材料、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポリカーボネートなどの樹脂により形成され、薄膜強度が保てる範囲で薄く作製したものが用いられる。望ましくは、音波の波長に対して、フィルム６０の厚みが十分に薄い（例えば、１／１０程度もしくはそれ以下である）ことが望ましい。
【００５５】
また、フィルム６０は、円環形状を有し、素子ホルダ２２の先端部に供給管３０の吐出口３０ａの周囲を取り巻くように配置されている。これにより、素子ホルダ２２と超音波素子２０とフィルム６０とによって供給管３０の周囲に密閉された空間である超音波素子側領域６２Ｂが形成されるようになっている。また、超音波素子側領域６２Ｂの外側に、筐体１０と開口部１０ａから内部に露出される脂肪組織Ａの表面とにより覆われて、供給管３０の吐出口３０ａが開口する開口部側領域６２Ａが形成されるようになっている。
超音波素子側領域６２Ｂに予め充満されている伝搬媒質としては、超音波素子２０と音響整合条件を満たす材料や吸収係数が小さい液体、例えば、水などを用いることができる。
【００５６】
このように構成された本実施径他に係る脂肪除去装置２００によれば、筐体１０の開口部１０ａが近接させられる脂肪組織Ａの表面に対して、筐体１０と共にフィルム６０により超音波素子２０を二重に絶縁し、電気安全性を向上することができる。また、供給管３０により供給される伝播部材Ｗが貯留される筐体１０内の空間を、脂肪組織Ａの表面から超音波素子２０までの領域全体とする場合と比較して、超音波素子側領域６２Ｂの分だけ狭くすることができる。これにより、供給管３０により供給される伝播部材Ｗに含まれる気泡核の浮遊時間を低減し、キャビテーションの発生効率を向上することができる。また、伝播部材を環流させ易くし、臓器等から剥離された脂肪組織Ａをより効率的に除去することができる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記の各実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。また、例えば、上記各実施形態においては、超音波素子２０が中心周波数１ＭＨｚの超音波を照射するとして説明したが、超音波素子２０の中心周波数は、例えば、数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚ程度であればよく、上記実施形態の数値に限定されるものではない。キャビテーションの効果をより高めたい場合は数十ｋＨｚ程度の低めの周波数にし、音響流の効果をより高めたい場合は高めの周波数にすればよい。
【００５８】
さらに、複数の周波数の超音波を組み合わせて照射してもよい。例えば、１ＭＨｚの超音波と１．５ＭＨｚの超音波を同時に照射し、その差音５００ｋＨｚと和音２．５ＭＨｚが焦点で効果的に発生することを利用し、差音成分によるキャビテーション発生の促進と、和音による音響流発生の促進を利用してもよい。複数の周波数の組み合わせは、注入する液体（伝播部材）に含まれる気泡核の大きさ、すなわち、その気泡核の共振周波数に合わせて設定してもよい。
【００５９】
（付記項１）
筐体の開口部を脂肪組織の表面に押し付ける押付工程と、該押付工程により前記開口部から前記筐体内に露出される脂肪組織の表面と超音波素子との間の空間に、流動性を有し超音波を伝播する伝播部材を充満させる供給工程と、前記伝播部材が充満された空間内に露出させられた脂肪組織の表面に対して、前記超音波素子により集束させた超音波を照射する照射工程とを含む脂肪除去方法。
【００６０】
（付記項２）
前記押付工程により押し付けられた脂肪組織を覆う心外膜を穿刺針を穿刺して突き破る穿刺工程を含む付記項１に記載の脂肪除去方法。
【００６１】
（付記項３）
前記照射工程により照射された超音波の発熱により融解させられた脂肪組織を吸引して排出する吸引工程とを含む付記項１または付記項２に記載の脂肪除去方法。
【符号の説明】
【００６２】
Ａ 脂肪組織
１０ 筐体
１０ａ 開口部
１２ 貯留空間
１４ 吸引経路
２０ 超音波素子
２０ａ 貫通孔
２２ フィルム（区画部材）
３０ 供給管
３０ａ 吐出口
３２ 穿刺針
３２ａ 尖端部
４０ 筒部材
４０ａ 開口孔
４２ 吸引管
５０ 押引機構
５６ 距離算出部
５８ 制御部
６２Ａ 開口部側領域
６２Ｂ 超音波素子側領域
１００，２００ 脂肪除去装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脂肪組織に押し付けられる開口部を有する略筒状の筐体と、
該筐体に収容され、前記開口部が押し付けられることにより前記筐体の内部に露出される脂肪組織の表面に、集束させた超音波を照射する超音波素子と、
流動性を有し超音波を伝播する伝播部材を前記筐体内に供給する供給管とを備え、
前記筐体が、前記開口部から内部に露出される脂肪組織の表面と前記超音波素子との間に、前記供給管により供給される前記伝播部材を充満させる貯留空間を有する脂肪除去装置。
【請求項２】
脂肪組織に押し付けられる開口部を有する略筒状の筐体と、
該筐体に収容され、前記開口部が押し付けられることにより前記筐体の内部に露出される脂肪組織の表面に、集束させた超音波を照射する超音波素子と、
前記筐体内に流動性を有する伝播部材を供給する供給管とを備え、
前記筐体が、前記供給管により供給される伝播部材が充満される開口部側領域と予め伝播部材が充満されている超音波素子側領域とに区画する音響透過特性を有する区画部材を備える脂肪除去装置。
【請求項３】
前記筐体が、前記貯留空間に貯留されている前記伝播部材を吸引して排出可能な吸引経路を有する請求項１または請求項２に記載の脂肪除去装置。
【請求項４】
前記供給管が、前記貯留空間内に前記伝播部材を吐出させる細径の吐出口を有する請求項１または請求項３に記載の脂肪除去装置。
【請求項５】
前記供給管が、鋭利な形状の尖端部を有する穿刺針を挿脱可能に形成されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の脂肪除去装置。
【請求項６】
前記開口部が、前記筐体の中心線に対してその開口面が傾斜して配置されている請求項１から請求項５のいずれかに記載の脂肪除去装置。
【請求項７】
前記開口部を露出させて前記筐体を覆う筒部材を備え、
該筒部材が、前記筐体との間に配置された吸引管と、脂肪組織の表面に前記開口部を押し付けた状態で該脂肪組織の表面に吸着可能な開口孔とを備える請求項１から請求項６のいずれかに記載の脂肪除去装置。
【請求項８】
前記開口部に対して近接または離間する方向に前記超音波素子を進退可能な押引機構を備える請求項１から請求項７のいずれかに記載の脂肪除去装置。
【請求項９】
前記開口部から前記筐体内に露出される脂肪組織の表面と前記超音波素子との距離を算出する距離算出部と、
該距離算出部により算出された距離に応じて前記押引機構を制御する制御部とを備える請求項１から請求項８のいずれかに記載の脂肪除去装置。
【請求項１】
脂肪組織に押し付けられる開口部を有する略筒状の筐体と、
該筐体に収容され、前記開口部が押し付けられることにより前記筐体の内部に露出される脂肪組織の表面に、集束させた超音波を照射する超音波素子と、
流動性を有し超音波を伝播する伝播部材を前記筐体内に供給する供給管とを備え、
前記筐体が、前記開口部から内部に露出される脂肪組織の表面と前記超音波素子との間に、前記供給管により供給される前記伝播部材を充満させる貯留空間を有する脂肪除去装置。
【請求項２】
脂肪組織に押し付けられる開口部を有する略筒状の筐体と、
該筐体に収容され、前記開口部が押し付けられることにより前記筐体の内部に露出される脂肪組織の表面に、集束させた超音波を照射する超音波素子と、
前記筐体内に流動性を有する伝播部材を供給する供給管とを備え、
前記筐体が、前記供給管により供給される伝播部材が充満される開口部側領域と予め伝播部材が充満されている超音波素子側領域とに区画する音響透過特性を有する区画部材を備える脂肪除去装置。
【請求項３】
前記筐体が、前記貯留空間に貯留されている前記伝播部材を吸引して排出可能な吸引経路を有する請求項１または請求項２に記載の脂肪除去装置。
【請求項４】
前記供給管が、前記貯留空間内に前記伝播部材を吐出させる細径の吐出口を有する請求項１または請求項３に記載の脂肪除去装置。
【請求項５】
前記供給管が、鋭利な形状の尖端部を有する穿刺針を挿脱可能に形成されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の脂肪除去装置。
【請求項６】
前記開口部が、前記筐体の中心線に対してその開口面が傾斜して配置されている請求項１から請求項５のいずれかに記載の脂肪除去装置。
【請求項７】
前記開口部を露出させて前記筐体を覆う筒部材を備え、
該筒部材が、前記筐体との間に配置された吸引管と、脂肪組織の表面に前記開口部を押し付けた状態で該脂肪組織の表面に吸着可能な開口孔とを備える請求項１から請求項６のいずれかに記載の脂肪除去装置。
【請求項８】
前記開口部に対して近接または離間する方向に前記超音波素子を進退可能な押引機構を備える請求項１から請求項７のいずれかに記載の脂肪除去装置。
【請求項９】
前記開口部から前記筐体内に露出される脂肪組織の表面と前記超音波素子との距離を算出する距離算出部と、
該距離算出部により算出された距離に応じて前記押引機構を制御する制御部とを備える請求項１から請求項８のいずれかに記載の脂肪除去装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−９０８０９（Ｐ２０１３−９０８０９Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３４８４０（Ｐ２０１１−２３４８４０）
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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