(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
穿刺針を有する超音波探触子と、
前記超音波探触子を制御しつつ、前記穿刺針の進行すべき軌跡を表す穿刺ガイドラインとともに超音波画像を表示部に表示する制御部と、
を備える超音波診断装置において、
前記超音波探触子が、前記穿刺針の基準位置からのずれ量を表すずれ情報を有し、
前記制御部が、前記ずれ情報を検出し、これに基づき前記穿刺ガイドラインを前記穿刺針の基準位置に対応する基準軌跡から移動して、前記穿刺針の超音波画像と前記穿刺ガイドラインとを一致させることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の超音波診断装置に使用する超音波探触子であって、
前記ずれ情報として、数ビットの穿刺ガイドライン補正コードを有することを特徴とする超音波探触子。
【請求項３】
請求項１記載の超音波診断装置に使用する超音波探触子であって、
前記ずれ情報として前記穿刺針の基準位置からのずれ量に対応する直流電圧を発生させるための可変抵抗器を有することを特徴とする超音波探触子。
【請求項４】
穿刺針を有する超音波探触子と、
前記超音波探触子を制御しつつ、前記穿刺針の進行すべき軌跡を表す穿刺ガイドラインとともに超音波画像を表示部に表示する制御部と、
を備える超音波診断装置において、
前記超音波探触子が、前記穿刺針の基準位置からのずれ量を表すずれ情報を有し、
前記制御部が、前記ずれ情報を検出し、これに基づき前記表示部に表示された超音波画像を移動させ、前記穿刺針の超音波画像と前記穿刺ガイドラインとを一致させることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項４記載の超音波診断装置に使用する超音波探触子であって、
前記超音波画像を移動させるための複数の補正用振動子素子を、通常表示用振動子素子列の両端に備え、
前記ずれ情報として、前記補正用振動子素子及び前記通常表示用振動子素子の内、超音波の送受信を開始する振動子素子の位置情報を有することを特徴とする超音波探触子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、穿刺術に用いられる超音波診断装置、特に穿刺針の超音波画像と、穿刺針の進行すべき軌跡を表す穿刺ガイドラインとのずれを補正することができる超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断を行う場合に、超音波探触子により人体内の所定部位を観察しながら穿刺針により穿刺術を行うことが広く行われている。この穿刺術に使用される超音波探触子の例が図４に示される。
【０００３】
図４において、超音波探触子１０の先端部には、探触子ヘッド部１２が設けられており、探触子ヘッド部１２の先端部分には、超音波の送受信に使用される振動子素子１４が配列されている。そして、超音波の送受信により超音波のエコー画像である超音波画像が形成される。本例の場合には、コンベックス走査型が示されている。
【０００４】
超音波探触子１０には、穿刺術に使用される穿刺針１６を取り付けるためのガイド１８が固定されている。そして、ガイド１８に設けられた挿入口に穿刺針１６が挿入され、その進行方向が規定されている。
【０００５】
図４に示された超音波探触子を使用して、超音波画像のガイド下で、穿刺術を行う場合には、あらかじめ超音波画像とともに表示されている、穿刺針１６の進行すべき軌跡を示す穿刺ガイドラインが使用される。この例が、図５に示される。図５において、穿刺針１６の超音波画像である針エコー２０と、穿刺ガイドライン２２とが超音波画像領域２４の中に表示されている。なお、穿刺ガイドライン２２は超音波画像ではない。
【０００６】
穿刺術を行う場合には、穿刺ガイドライン２２を超音波画像領域２４に表示された人体の所定の部位、すなわちターゲットに合わせ、穿刺ガイドライン２２に針エコー２０を一致させながら、穿刺針１６を進行させる。これにより、安全に穿刺術を行うことができる。この際、穿刺針１６はガイド１８の挿入口中を進行することになる。従って、超音波探触子１０の製造段階において、穿刺針１６がガイド１８の挿入口中を進行した場合には、針エコー２０と穿刺ガイドライン２２とが一致するようにしておく必要がある。
【０００７】
ただし、超音波探触子１０の製造時、特に超音波探触子１０に、穿刺針１６を取り付ける工程においては、製造上ある程度の誤差が発生することは避けられない。そこで、従来から針エコー２０とあらかじめ設定された穿刺ガイドライン２２とを一致させるために、探触子ヘッド部１２を、製造時点で機械的にアライメント調整していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、製造時点で、針エコー２０と穿刺ガイドライン２２とを一致させるためには、探触子ヘッド部１２にアライメント調整用の機構を設けなければならず、探触子ヘッド１２の構造が複雑になるという問題があった。
【０００９】
また、このアライメントの調整には手間がかかるとともに、調整を高精度で行うために、部品精度を高く保つ必要があるので、製造コストが高くなるという問題もあった。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、針エコーと穿刺ガイドラインとを一致させるためのアライメント調整用の機構を不要とし、また手間のかかるアライメント調整工程を不要にできる超音波診断装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願の請求項１の発明は、穿刺針を有する超音波探触子と、前記超音波探触子を制御しつつ、前記穿刺針の進行すべき軌跡を表す穿刺ガイドラインとともに超音波画像を表示部に表示する制御部と、を備える超音波診断装置において、前記超音波探触子が、前記穿刺針の基準位置からのずれ量を表すずれ情報を有し、前記制御部が、前記ずれ情報を検出し、これに基づき前記穿刺ガイドラインを前記穿刺針の基準位置に対応する基準軌跡から移動して、前記穿刺針の超音波画像と前記穿刺ガイドラインとを一致させることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１記載の超音波診断装置に使用する超音波探触子であって、前記ずれ情報として、数ビットの穿刺ガイドライン補正コードを有することを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１記載の超音波診断装置に使用する超音波探触子であって、前記ずれ情報として前記穿刺針の基準位置からのずれ量に対応する直流電圧を発生させるための可変抵抗器を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、穿刺針を有する超音波探触子と、前記超音波探触子を制御しつつ、前記穿刺針の進行すべき軌跡を表す穿刺ガイドラインとともに超音波画像を表示部に表示する制御部と、を備える超音波診断装置において、前記超音波探触子が、前記穿刺針の基準位置からのずれ量を表すずれ情報を有し、前記制御部が、前記ずれ情報を検出し、これに基づき前記表示部に表示された超音波画像を移動させ、前記穿刺針の超音波画像と前記穿刺ガイドラインとを一致させることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４記載の超音波診断装置に使用する超音波探触子であって、前記超音波画像を移動させるための複数の補正用振動子素子を、通常表示用振動子素子列の両端に備え、前記ずれ情報として、前記補正用振動子素子及び前記通常表示用振動子素子の内、超音波の送受信を開始する振動子素子の位置情報を有することを特徴とする。
【００１６】
【作用】
従って、本願の発明によれば、穿刺ガイドラインを穿刺針の基準位置からのずれ量に基づいて自動的に移動し、使用時に穿刺針の超音波画像と穿刺ガイドラインとを一致させることができる。
【００１７】
また、本願の他の発明によれば、超音波画像を、穿刺針の基準位置からのずれ量に基づいて移動させることができ、使用時に穿刺針の超音波画像と穿刺ガイドラインとを一致させることができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１には、本発明に係る超音波診断装置１１の実施例の構成がブロック図として示される。図１において、超音波診断装置１１は、超音波探触子１０と制御部３０とから構成されており、使用時には両者を接続して用いる。
【００２０】
超音波探触子１０は、図４に示された従来例と同様に穿刺術に使用される穿刺針１６（図示せず）を有している。また、制御部３０は、超音波探触子１０を制御しつつ超音波画像を表示部３８に表示するよう構成されている。なお、表示部３８には上述した穿刺ガイドライン２２もあわせて表示されている。
【００２１】
超音波探触子１０に設けられ、振動子素子から構成される超音波振動子１５は、制御部３０に設けられた送信部３２からの指示に基づき超音波を発生する。この超音波のエコーは、超音波振動子１５で再び受信され、制御部３０の受信部３４にエコー信号として送られる。受信部３４に送られてきたエコー信号は、デジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）３６により座標変換処理がなされた後、表示部３８に超音波画像として表示される。送信部３２とＤＳＣ３６とはタイミングコントローラ４０により同期がとられている。
【００２２】
本実施例に係る超音波探触子１０は、穿刺針の基準位置からのずれ量に対応するずれ情報としての穿刺ガイドライン補正コード４２を有しており、この点が本実施例の特徴の１つとなっている。
【００２３】
穿刺ガイドライン２２は、当初、穿刺針１６が超音波探触子１０の基準位置に取り付けられている場合の針エコー２０、すなわち基準軌跡に一致するように表示されている。従って、穿刺針１６（図４）が基準位置に正しく取り付けられた場合には、図５に示されるように穿刺ガイドライン２２上に針エコー２０が一致して表示される。しかし、穿刺針１６が、その基準位置からずれた場合には、針エコー２０と穿刺ガイドライン２２とが、超音波画像領域２４（図５）上で一致しなくなる。従って、本実施例では、超音波探触子１０の製造段階において、そのずれ量に対応する穿刺ガイドライン補正コード４２を超音波探触子１０にインプットしておく。このずれ量は、製造段階で検査用の制御部３０を使用して実施される検査工程で測定される。
【００２４】
超音波探触子１０が制御部３０に接続された時には、制御部３０のシステムコントローラ４４が上述の穿刺ガイドライン補正コード４２を読み取り、穿刺針１６が基準位置からずれている場合に、穿刺ガイドライン２２の位置の補正が行われる。
【００２５】
すなわち、システムコントローラ４４により、穿刺ガイドライン補正コード４２に基づいて補正量が算出され、この補正量に基づいてＤＳＣ３６が制御され、表示部３８には基準軌跡から位置が補正された穿刺ガイドライン２２が表示される。この結果、図５に示されるように、超音波画像領域２４に表示された針エコー２０と穿刺ガイドライン２２とが一致して表示されることになる。
【００２６】
穿刺ガイドライン補正コード４２としては、例えば８ビットのデジタル情報を使用し、１ビットについて穿刺ガイドライン２２を０．５度ずつ振るという構成にするのも好適である。この場合、どの位置を中心にして穿刺ガイドライン２２を回転させ移動させるか等についてもあらかじめ決定しておけば、穿刺ガイドライン２２の位置補正を実施することができる。
【００２７】
なお、図１に示された超音波探触子１０においては、穿刺針１６の基準位置からのずれ量を表すずれ情報として穿刺ガイドライン補正コード４２を使用する例が示されているが、この代わりに、上記ずれ量に対応する直流電圧が発生される構成としてもよい。このために、可変抵抗器（図示せず）を超音波探触子１０に設けておき、超音波探触子１０の製造段階の検査工程において得られる、穿刺針１６の基準位置からのずれ量に対応して、あらかじめ可変抵抗器を調整しておくのが好適である。
【００２８】
図２には、本発明に係る超音波診断装置１１の他の実施例の構成がブロック図として示され、図１に示された実施例と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
また、図３には、本実施例の超音波探触子１０の例が示され、図４の従来例と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
図３に示されるように、本実施例の超音波探触子１０の探触子ヘッド部１２には、従来例同様振動子素子１４が設けられているが、通常表示用の振動子素子１４の両側に、更に補正表示用の振動子素子１４が複数個配列されている。それらが、それぞれ通常表示領域５０及び補正表示領域５２を形成している。
【００３１】
図１に示された実施例と同様に、穿刺針１６が、基準位置において超音波探触子１０に取り付けられている場合には、通常表示領域５０で超音波の送受信を行った場合に、図５に示されるように針エコー２０と穿刺ガイドライン２２とが一致する。しかし、穿刺針１６がその基準位置からずれていると、通常表示領域５０で超音波を送受信した場合に、針エコー２０と穿刺ガイドライン２２とが一致しなくなる。このため、本実施例においては、超音波の送受信を行う振動子素子１４の範囲を移動させて針エコー２０と穿刺ガイドライン２２とが一致するように針エコー２２の位置を補正する。
【００３２】
すなわち、本実施例においては、通常表示領域５０のための振動子素子１４の外側に補正表示領域５２のための振動子素子１４が複数設けられている。従って、この補正表示領域５２を使用して超音波の送受信を開始する振動子素子１４の位置を変化させれば、図５に示された超音波画像領域２４が移動することになる。これは、表示領域の視野角度を一定に保ち、超音波を送受信する領域を左右に所定量移動させることに対応するものである。超音波画像領域２４が移動すると、超音波画像である針エコー２０も移動する。
【００３３】
一方、穿刺ガイドライン２２は超音波画像ではないので、超音波画像領域２４が移動してもその位置は動かない。
【００３４】
以上により、図５に示された針エコー２０が移動し、穿刺ガイドライン２２とのずれが補正されて針エコー２０と穿刺ガイドライン２２とを一致させることができる。
【００３５】
上述の補正を行うために、本実施例における超音波探触子１０には、ずれ情報として超音波の送受信をどの振動子素子１４から開始するかの情報が、送受信開始素子番号コード４６としてインプットされている。この点が本実施例の特徴の１つであり、図２のブロック図に示される。
【００３６】
超音波探触子１０が制御部３０に接続されると、システムコントローラ４４が上述の送受信開始素子番号コード４６を読み取り、これに基づいて読み取った振動子素子番号をタイミングコントローラ４０に送り、ＤＳＣ３６における超音波画像のアドレスの生成を制御する。すなわち、このアドレスの制御により図５に示される超音波画像領域２４が移動することになる。
【００３７】
上述した送受信開始素子番号コード４６も、超音波探触子１０の製造段階において、穿刺針１６の基準位置からのずれをあらかじめ測定しておき、どの振動子素子１４から超音波の送受信を開始すれば良いかの情報として超音波探触子１０に持たせておけばよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、超音波探触子の製造段階において穿刺針がその基準位置からずれていた場合に、そのずれ量をずれ情報として超音波探触子に持たせておき、そのずれ情報に基づいて表示部に表示された穿刺ガイドラインを移動することにより針エコーと穿刺ガイドラインを一致させることができる。
【００３９】
あるいは、超音波画像を移動させ、針エコーの移動により針エコーと穿刺ガイドラインとの一致をさせることもできる。
【００４０】
以上の結果、超音波探触子ヘッド部にアライメント調整機構を設ける必要がなく、探触子ヘッド部の構造を簡単にすることができるとともに、超音波探触子の製造段階におけるアライメント調整を不要にすることができる。
【００４１】
更に、アライメント調整のために部品精度を高く保つ必要がなくなり、製造コストを低減することもできる。
【００４２】
また、本発明に係る超音波探触子は、穿刺ガイドラインの補正用の穿刺ガイドライン補正コードあるいは補正量に対応する直流電圧を発生させるための可変抵抗器、または超音波画像の移動量を調整するための送受信開始素子番号コードを有しているので、超音波探触子の製造段階におけるずれ情報の設定が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波診断装置の実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の超音波診断装置の他の実施例を示すブロック図である。
【図３】図２に示された実施例に係る超音波探触子を示す図である。
【図４】従来の穿刺針を有する超音波探触子の例を示す図である。
【図５】針エコーと穿刺ガイドラインが表示された超音波画像の説明図である。
【符号の説明】
１０  超音波探触子、１１  超音波診断装置、１２  探触子ヘッド部、１４  振動子素子、１５  超音波振動子、１６  穿刺針、１８  ガイド、２０  針エコー、２２  穿刺ガイドライン、２４  超音波画像領域、３０  制御部、３２  送信部、３４  受信部、３６  ＤＳＣ、３８  表示部、４０  タイミングコントローラ、４２  穿刺ガイドライン補正コード、４４  システムコントローラ、４６送受信開始素子番号コード、５０  通常表示領域、５２  補正表示領域。
【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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