(57)【要約】【課題】穿刺針を案内具に取り付けただけで穿刺方向が自動的に表示される超音波診断装置を実現する。【解決手段】超音波プローブと、前記超音波プローブを通じて対象の内部を超音波で走査するとともにエコーを受信する超音波送受信手段と、エコーに基づいて画像を生成する画像生成手段と、画像を表示する表示手段と、超音波プローブに結合され、超音波の走査範囲内に穿刺される穿刺針を案内する案内具と、案内具によって案内される穿刺針の方向を検出する検出手段１０と、検出手段の検出信号を伝送する伝送手段１２と、伝送された信号に基づいて穿刺針の方向を表す図形を生成する図形生成手段１４と、図形を前記表示された画像に重畳する重畳手段１６とを有する。【選択図】      図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブと、
ケーブルによって前記超音波プローブに接続され、前記超音波プローブを通じて対象の内部を超音波で走査するとともにエコーを受信する超音波送受信手段と、
前記エコーに基づいて画像を生成する画像生成手段と、
前記画像を表示する表示手段と、
前記超音波プローブに結合され、超音波の走査範囲内に穿刺される穿刺針を案内する案内具と、
前記案内具によって案内される穿刺針の方向を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出信号を伝送する伝送手段と、
前記伝送された信号に基づいて穿刺針の方向を表す図形を生成する図形生成手段と、
前記図形を前記表示された画像に重畳する重畳手段と、
を具備することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記案内具は案内方向が可変である、
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記案内具は中心軸の方向が可変な単一の案内孔を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記検出手段は、案内孔の中心軸の方向を可変抵抗の抵抗値に基づいて検出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記検出手段は、案内孔の中心軸の方向を複数の光スイッチのオン・オフ状態に基づいて検出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記検出手段は、案内孔の中心軸の方向を複数の磁気スイッチのオン・オフ状態に基づいて検出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記案内具は中心軸の方向を異にする複数の案内孔を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記複数の案内孔にそれぞれ設けられた複数のコイルの電磁気的状態の変化に基づいて穿刺針の方向を検出する、
ことを特徴とする請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記伝送手段は有線による伝送を行う、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記有線による伝送は前記ケーブル内の信号線を利用して行う、
ことを特徴とする請求項９に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記伝送手段は無線による伝送を行う、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、超音波診断に並行して生検等を行うことがことが可能な超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置は、対象の内部に超音波を送波してそのエコー（ｅｃｈｏ）を受信し、エコー受信信号に基づいて、対象の断層像をはじめとする各種の診断情報を生成する。
【０００３】
患部の生検等のために、超音波診断に並行して穿刺針による穿刺が行われる。穿刺を行う場合は、超音波プローブ（ｐｒｏｂｅ）に穿刺用の案内具を装着し、この案内具に穿刺針を取り付けて穿刺を行う。案内具は案内孔を複数個有し、使用者は穿刺したい患部の位置に応じて複数の案内孔のうちの適宜の案内孔を通じて穿刺を行う（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３４０３３４号公報（第５，６頁、図８，９）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
穿刺を行うにあたって、穿刺方向を予め断層像上に表示させるようにしているが、その場合、使用者は案内具に穿刺針を取り付けるとともに超音波診断装置のキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等を通じて穿刺方向を断層像上に表示させるための操作を行うという２段階の作業を行わなければならない。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、穿刺針を案内具に取り付けただけで穿刺方向が自動的に表示される超音波診断装置を実現することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明は、超音波プローブと、ケーブルによって前記超音波プローブに接続され、前記超音波プローブを通じて対象の内部を超音波で走査するとともにエコーを受信する超音波送受信手段と、前記エコーに基づいて画像を生成する画像生成手段と、前記画像を表示する表示手段と、前記超音波プローブに結合され、超音波の走査範囲内に穿刺される穿刺針を案内する案内具と、前記案内具によって案内される穿刺針の方向を検出する検出手段と、前記検出手段の検出信号を伝送する伝送手段と、前記伝送手段の伝送信号を受信する受信手段と、前記受信した信号に基づいて穿刺針の方向を表す図形を生成する図形生成手段と、前記図形を前記表示された画像に重畳する重畳手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置である。
【０００８】
本発明では、超音波送受信手段により、超音波プローブを通じて対象の内部を超音波で走査するとともにエコーを受信し、画像生成手段により、エコーに基づいて画像を生成し、表示手段により画像を表示し、前記超音波プローブに結合された案内具により、超音波の走査範囲内に穿刺される穿刺針を案内し、検出手段により、前記案内具によって案内される穿刺針の方向を検出し、伝送手段により、前記検出手段の検出信号を伝送し、受信手段により、前記伝送手段の伝送信号を受信し、図形生成手段により、前記受信した信号に基づいて穿刺針の方向を表す図形を生成し、重畳手段により、前記図形を前記表示された画像に重畳するので、穿刺針を案内具に取り付けただけで穿刺方向が自動的に表示される。
【０００９】
前記案内具は案内方向が可変であることが、穿刺の自由度が大きい点で好ましい。前記案内具は中心軸の方向が可変な単一の案内孔を有することが、案内孔の選択が不要な点で好ましい。前記検出手段は、案内孔の中心軸の方向を可変抵抗の抵抗値に基づいて検出することが、方向を無段階に検出する点で好ましい。前記検出手段は、案内孔の中心軸の方向を複数の光スイッチのオン・オフ状態に基づいて検出することが、方向を非接触で検出する点で好ましい。前記検出手段は、案内孔の中心軸の方向を複数の磁気スイッチのオン・オフ状態に基づいて検出することが、方向を非接触かつ無電源で検出する点で好ましい。
【００１０】
前記案内具は中心軸の方向を異にする複数の案内孔を有することが、方向を変えるための可動部を不要にする点で好ましい。前記検出手段は、前記複数の案内孔にそれぞれ設けられた複数のコイルの電磁気的状態の変化に基づいて穿刺針の方向を検出することが、方向を非接触で検出する点で好ましい。
【００１１】
前記伝送手段は有線による伝送を行うものであることが、信号減衰が少ない点で好ましい。前記有線による伝送は前記ケーブル内の信号線を利用して行うのがケーブル本数増加を回避する点で好ましい。前記伝送手段は無線による伝送であることが、信号線が不要な点で好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に超音波診断装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は、本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１３】
同図に示すように、本装置は、超音波プローブ１００を有する。超音波プローブ１００は使用者により対象１に当接される。超音波プローブ１００は、本発明における超音波プローブの実施の形態の一例である。
【００１４】
超音波プローブ１００は、信号ケーブル（ｃａｂｌｅ）１０２によって送受信部２０２に接続されている。送受信部２０２は、超音波プローブ１００に駆動信号を与えて超音波を送波させる。送受信部２０２は、また、超音波プローブ１００が受波したエコー信号を受信する。送受信部２０２は、本発明における超音波送受信手段の実施の形態の一例である。
【００１５】
送受信部２０２は診断情報生成部２０４に接続されている。診断情報生成部２０４は、送受信部２０２からエコー受信信号を入力し、それに基づいて診断情報を生成する。診断情報生成部２０４は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。
【００１６】
診断情報としては、例えば、Ｂモード（ｍｏｄｅ）画像、カラードップラ（ｃｏｌｏｒ  Ｄｏｐｐｌｅｒ）画像、ドップラスペクトラム（Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）画像等が生成される。Ｂモード画像は診断対象の断層像を表す。カラードップラ画像は、診断対象における血流等の速度分布像を表す。ドップラスペクトラム画像はドップラ信号のスペクトラムを表す。このような診断情報が、診断情報生成部２０４に接続された表示部２０６で表示される。表示部２０６は、本発明における表示手段の実施の形態の一例である。
【００１７】
送受信部２０２、診断情報生成部２０４および表示部２０６は制御部２０８によって制御される。制御部２０８には操作部２１０が接続されている。操作部２１０は使用者によって操作され、制御部２０８に適宜の指令や情報を入力するようになっている。
【００１８】
超音波プローブ１００には穿刺針の案内具３００が取り付けられている。使用者はこの案内具３００を利用して穿刺針４００による穿刺を行う。案内具３００は、本発明における案内具の実施の形態の一例である。
【００１９】
案内具３００は穿刺針の穿刺方向を検出する手段を有しており、その検出信号が制御部２０８に入力される。穿刺方向の検出については後にあらためて説明する。
【００２０】
図２および図３に、案内具３００の要部の構成を示す。図２は平面図、図３は側面図である。両図に示すように、案内具３００は、穿刺針取付部５００およびプローブ結合部６００を有する。穿刺針取付部５００は穿刺針が取り付けられる部分であり、プローブ結合部６００と一体化されている。
【００２１】
プローブ結合部６００は超音波プローブ１００と結合する部分であり、超音波プローブ１００の外周に適合する内周を持つ環状の構造となっている。図ではそのようなプローブ結合部６００の一部分を示す。
【００２２】
穿刺針取付部５００は、可動部５１０と固定部５５０を有する。可動部５１０は概ね扇形をなす板状の部材である。固定部５５０は可動部５１０を両側から挟み込む概ねＵ字形をなす板状の部材である。
【００２３】
可動部５１０は、扇の要に相当する部分に設けられた軸５１２を中心として固定部５５０に関して回転可能になっている。可動部５１０の回転角度は、固定部５５０に設けられた溝５５２とそれに係合する横ピン５１４によって規定される。溝５５２は、固定部５５０の軸５１２とは反対側の端面に板の厚み方向に沿って設けられている。溝５５２は所定の間隔で複数個設けられる。ここでは個数が３である例を示すが、３個に限らず適宜の個数であってよい。
【００２４】
横ピン５１４は、縦ピン５１６に垂直に設けられている。縦ピン５１６は可動部５１０の軸５１２とは反対側に植設されている。縦ピン５１６は端部につまみ５１８を有し、使用者がここをつまんで縦ピン５１６を引き出したり押し込んだりできるようになっている。
【００２５】
このため、縦ピン５１６を引き出して横ピン５１４と溝５５２との係合を解除し、可動部５１０を回転させて横ピン５１４を別な溝５５２に係合させることにより、可動部５１０の回転角度を変更することができる。
【００２６】
可動部５１０は、縦ピン５１６が植設されている側とは扇の開きの反対側に、穿刺針用の単一の案内孔５２０を有する。案内孔５２０は、扇形における放射方向に可動部５１０を貫通している。案内孔５２０は、本発明における案内孔の実施の形態の一例である。
【００２７】
この案内孔５２０に穿刺針が図における上下方向に挿入される。穿刺針の方向は案内孔５２０の中心軸の角度によって規定される。案内孔５２０が１つしかないので選択の手間は不要である。案内孔５２０の中心軸の角度すなわち穿刺針の方向は、可動部５１０の回転角度を変化させることにより変えることができる。方向変更の一例を図４に示す。
【００２８】
案内具３００は、穿刺針の方向を検出する手段を内蔵している。角度検出手段の例を図５，６，７に模式的に示す。図５は、可変抵抗器を用いた例を示す。可変抵抗器７００は本体が固定部５５０側に設けられ、摺動接触子が可動部５１０の回転につれて本体上を変位するようになっている。これによって、可変抵抗器７００の抵抗値に基づいて穿刺針の方向を検出することが可能となる。可変抵抗器７００は、本発明における可変抵抗の実施の形態の一例である。
【００２９】
可変抵抗器７００では抵抗値が無段階に変化するので、可動部５１０の回転角度は、上記のように横ピン５１４と溝５５２からなるノッチ（ｎｏｔｃｈ）機構で離散的に変更する変わりに、摩擦による角度保持機構等を利用して連続的に変更するようにしてもよい。
【００３０】
図６は、光を利用した例を示す。同図においては、光源８０２が可動部５１０の回転に連動して直線的に変位するようになっており、その変位の経路に沿って複数の光スイッチ８０４が配置されている。複数の光スイッチ８０４の位置は可動部５１０の複数の回転角度位置に１対１に対応している。したがって、どの光スイッチ８０４がオンになるかによって穿刺針の方向を知ることができる。光を利用することにより、非接触な検出を行うことができる。光スイッチ８０４は、本発明における光スイッチの実施の形態の一例である。
【００３１】
図７は、磁気を利用した例を示す。同図においては、磁石９０２が可動部５１０の回転に連動して直線的に変位するようになっており、その変位の経路に沿って複数の磁気スイッチ９０４が配置されている。複数の磁気スイッチ９０４の位置は可動部５１０の複数の回転角度位置に１対１に対応している。したがって、どの磁気スイッチ９０４がオンになるかによって穿刺針の方向を知ることができる。磁気を利用することにより、非接触かつ無電源で検出を行うことができる。磁気スイッチ９０４は、本発明における磁気スイッチの実施の形態の一例である。
【００３２】
図８および図９に、案内具３００の要部の他の構成を示す。図８は平面図、図９は側面図である。両図において図２および図３に示したものと同様なものは同一の符号を付し説明を省略する。
【００３３】
両図に示すように、穿刺針取付部５００’は概ね扇形の板状の部材となっている。穿刺針取付部５００’は、複数の案内孔５３０を有する。複数の案内孔５３０は、穿刺針取付部５００’の扇形における放射方向に貫通している。これによって、複数の案内孔５３０はそれぞれ中心軸の角度を異にするものとなる。使用者は所望の角度の案内孔５３０を利用して穿刺を行う。このため、角度を変えるための可動部が不要である。
【００３４】
案内具３００はどの案内孔５３０に穿刺針が挿入されたかを検出する手段を備えている。穿刺針の方向は挿入した案内孔５３０の角度によって定まるので、どの案内孔５３０に穿刺針が挿入されたかがわかれば穿刺針の方向がわかる。
【００３５】
図１０に、検出手段の模式的構成を示す。同図に示すように、各案内孔５３０はいずれもコイル（ｃｏｉｌ）５３２を有する。コイル５３２は案内孔５３０を空心とするソレノイド（ｓｏｌｅｎｏｉｄ）コイルとなっている。
【００３６】
空心のソレノイドコイルは、案内孔５３０に穿刺針が挿入されると空心でなくなるので電磁気的状態が変化する。したがって、コイル５３２の電磁気的状態の変化を利用して穿刺針の有無を検出することができる。電磁気的状態の変化は、例えば、コイル５３２の両端に電圧をかけておき、穿刺針が挿入されたときの電磁誘導に基づく電圧変化として検出される。このようにして、非接触な検出が行われる。
【００３７】
上記のようにして検出された穿刺針４００の方向が、制御部２０８に入力される。制御部２０８は、入力信号に基づいて穿刺針４００の方向を表示部２０６に表示させる。穿刺針４００の方向の表示は、例えば、診断画像に重畳させた直線等によって行われる。
【００３８】
図１１に、穿刺方向の検出から表示までの本装置の機能ブロック図を示す。同図に示すように、本装置は、検出部１０、伝送部１２、図形生成部１４および重畳部１６を有する。図形生成部１４および重畳部１６は、制御部２０８の機能の一部である。
【００３９】
検出部１０は、本発明における検出手段の実施の形態の一例である。伝送部１２は、本発明における伝送手段の実施の形態の一例である。図形生成部１４は、本発明における図形生成手段の実施の形態の一例である。重畳部１６は、本発明における重畳手段の実施の形態の一例である。
【００４０】
検出部１０は、前述の可変抵抗器７００、光スイッチ８０４、磁気スイッチ９０４またはコイル５３２に相当する。検出部１０で検出された穿刺針４００の方向は伝送部１２によって図形生成部１４に伝送される。伝送部１２は有線または無線による伝送を行う。
【００４１】
有線の場合は、伝送線を超音波プローブ１００用の信号ケーブル１０２中に含めるのが取扱上便利である。なお、独立の信号線を用いてもよいのはいうまでもない。有線伝送は信号減衰が少ない利点がある。無線の場合は、発信器を案内具３００内に設け、受信機を制御部２０８側に設ける。無線伝送は信号線をが不要にする利点がある。
【００４２】
図形生成部１４は、伝送された信号に基づいて穿刺針４００の方向を表す図形を生成して重畳部１６に入力する。重畳部１６は穿刺針４００の方向を表す図形を診断画像に重畳する。これによって、図１２に示すように、例えば破線状の方向表示図形１８によって穿刺針４００の方向が示される。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、穿刺針を案内具に取り付けただけで穿刺方向が自動的に表示される超音波診断装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】案内具の要部の構成を示す図である。
【図３】案内具の要部の構成を示す図である。
【図４】案内具の要部の構成を示す図である。
【図５】検出手段の構成を示す図である。
【図６】検出手段の構成を示す図である。
【図７】検出手段の構成を示す図である。
【図８】案内具の要部の構成を示す図である。
【図９】案内具の要部の構成を示す図である。
【図１０】検出手段の構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態の一例の装置の機能ブロック図である。
【図１２】穿刺針の方向表示の一例を示す図である。
【符号の説明】
１００  超音波プローブ
１０２  ケーブル
２０２  送受信部
２０４  診断情報生成部
２０６  表示部
２０８  制御部
２１０  操作部
３００  案内具
４００  穿刺針
１０  検出部
１２  伝送部
１４  図形生成部
１６  重畳部
１８  穿刺方向表示図形
【図１】
2004305535.tif 000003
【図２】
2004305535.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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