(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブアセンブリであって、
遠位部分と近位部分とを有するプローブ筐体であって、前記遠位部分は、平坦な平面を含み、前記平坦な平面は、前記近位部分および前記遠位部分を通して延在する縦軸に対してある角度で配向されている、プローブ筐体と、
前記プローブ筐体の遠位部分によって取り囲まれている超音波変換器アレイであって、それにより、前記変換器アレイは、前記プローブ筐体の縦軸に対して角度付けられ、前記変換器アレイは、２０ＭＨｚ以上の中心周波数で動作するように構成され、かつ、超音波撮像平面内の複数の超音波を生成するように構成されている、変換器アレイと、
開口部を有する針ガイドであって、前記針ガイドは、前記開口部を通して針を前記超音波撮像平面内に誘導するように構成されている、針ガイドと、
前記プローブ筐体の外部表面上に配置されている針ガイド整列要素と
を備え、
前記針ガイド整列要素は、前記針ガイド上の対応する要素を係合するように構成され、前記針ガイド整列要素は、前記針ガイドの開口部の前記超音波撮像平面との整列を維持するようにさらに構成されている、超音波プローブアセンブリ。
【請求項２】
前記面は、少なくとも５°の角度で配向されている、請求項１に記載の超音波プローブアセンブリ。
【請求項３】
前記面は、１３°の角度で配向されている、請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記針ガイドは、少なくとも２つのチャネルを備え、前記少なくとも２つのチャネルは、前記プローブ筐体の縦軸に対して２つの異なる角度で前記チャネルを通して平行移動される針を誘導するように構成されている、請求項１に記載の超音波プローブアセンブリ。
【請求項５】
前記超音波変換器アレイは、２０ＭＨｚを中心とする周波数分布を有する超音波を生成するように構成されている、請求項１に記載の超音波プローブアセンブリ。
【請求項６】
超音波プローブであって、
第１の筐体および第２の筐体であって、前記第１の筐体は、縦軸と、前記縦軸に対してある角度で配向されている平坦な平面とを含む、第１の筐体および第２の筐体と、
前記第１の筐体の面によって取り囲まれている超音波変換器アレイであって、前記変換器アレイは、２０ＭＨｚ以上の中心周波数で動作するように構成され、かつ、前記縦軸と整列されている超音波撮像平面を形成する複数の超音波を生成するように構成されている、変換器アレイと、
針ガイドと、
前記第２の筐体の外部表面上に配置されている針ガイド整列要素と
を備え、
前記針ガイド整列要素は、前記針ガイドと前記第２の筐体との間に保護シースを伴って、前記超音波変換器アレイから軸方向に間隔を空けられた場所において前記針ガイドを前記第２の筐体に固定するように構成され、前記針ガイド整列要素は、針が前記針ガイドを通して遠位に延在される場合、前記超音波撮像平面との前記針の軸方向整列を維持するようにさらに構成されている、超音波プローブ。
【請求項７】
前記針ガイドは、少なくとも２つのチャネルを備え、前記少なくとも２つのチャネルは、前記縦軸に対して２つの異なる角度で前記チャネルを通して平行移動される針を誘導するように構成されている、請求項６に記載の超音波プローブ。
【請求項８】
前記整列要素の寸法変動、前記針ガイドの寸法変動、および前記保護シースの寸法変動は、合計２５０ミクロンである、請求項６に記載の超音波プローブ。
【請求項９】
前記面は、少なくとも５°の角度で配向されている、請求項６に記載の超音波プローブ。
【請求項１０】
前記面は、１３°の角度で配向されている、請求項６に記載の超音波プローブ。
【請求項１１】
超音波プローブであって、
近位端、遠位端、および縦軸を有するプローブ筐体と、
前記筐体の遠位端内に配置されている超音波変換器アレイであって、前記超音波変換器アレイは、２０ＭＨｚを中心とする周波数分布を有し、かつ前記縦軸と整列されている超音波撮像平面を形成する超音波を生成するように構成されている、変換器アレイと、
前記筐体の表面上に配置されている針ガイド整列要素と
を備え、
前記針ガイド整列要素は、針ガイドと前記筐体との間に保護シースを伴って、前記超音波変換器アレイから軸方向に間隔を空けられた場所において前記針ガイドを前記筐体に固定するように構成され、前記針ガイド整列要素は、針が前記針ガイドを通して遠位に延在される場合、前記超音波撮像平面との前記針の軸方向整列を維持するように構成されている、超音波プローブ。
【請求項１２】
生検アセンブリであって、
縦軸と、第２の端部分から延在する第１の端部分とを有するプローブ筐体であって、前記第１の端部分は、前記縦軸に対してある角度で配向されている平坦な平面を含む、プローブ筐体と、
前記平面によって取り囲まれている超音波変換器アレイであって、前記変換器アレイは、２０ＭＨｚ以上の中心周波数を有し、かつ、前記縦軸と整列されている超音波撮像平面を形成する複数の超音波を生成するように構成され、前記超音波撮像平面は、５００ミクロン以下の幅を有する、変換器アレイと、
針ガイドと
を備え、
前記針ガイドは、前記針ガイドと前記プローブ筐体との間に保護シースを伴って、前記超音波変換器アレイから軸方向に間隔を空けられた場所において前記プローブ筐体に取り外し可能に固定され、前記針ガイドは、針が前記針ガイドを通して遠位に延在される場合、前記超音波撮像平面との前記針の整列を維持するように配列されている、生検アセンブリ。
【請求項１３】
前記針ガイドは、少なくとも２つのチャネルを備え、前記少なくとも２つのチャネルは、前記チャネル内で平行移動される針を前記プローブ筐体の縦軸に対して２つの異なる角度で誘導するように構成されている、請求項１２に記載の生検アセンブリ。
【請求項１４】
前記第２の端部分の外部表面上に配置されている針ガイド整列要素をさらに備え、前記整列要素の寸法変動、前記針ガイドの寸法変動、および前記保護シースの寸法変動は、合計２５０ミクロンである、請求項１３に記載の生検アセンブリ。
【請求項１５】
前記面は、前記縦軸に対して１３°角度付けられ、それによって、前立腺との音響結合を促進するように構成されている、請求項１２に記載の生検アセンブリ。
【請求項１６】
前記超音波変換器アレイは、２０ＭＨｚを中心とする周波数分布を有する超音波を生成するように構成されている、請求項１２に記載の生検アセンブリ。
【請求項１７】
超音波プローブアセンブリであって、
遠位端と、近位端と、前記遠位端および前記近位端を通して延在する縦軸とを有する超音波プローブと、
前記遠位端に配置されている圧電要素のアレイであって、前記圧電要素のアレイは、２０ＭＨｚを中心とする周波数分布を有する超音波を送受信することによって撮像平面を形成するように構成され、前記撮像平面は、前記圧電要素のアレイによって生成される超音波の経路によって画定され、前記超音波の経路は、前記縦軸と整列されている、圧電要素のアレイと、
前記縦軸に対して複数の角度のうちの１つで針を前記撮像平面内に誘導する手段と、
前記針が前記誘導する手段を通して遠位に延在される場合、前記超音波の経路内で前記針の整列を維持する手段と、
患者内での使用の間、前記超音波プローブの汚染を物理的に防止する手段と、
前記汚染防止手段を通して前記誘導する手段を前記超音波プローブに連結する手段と
を備えている、超音波プローブアセンブリ。
【請求項１８】
前記圧電要素のアレイは、２７ＭＨｚの６ｄＢ遮断周波数を伴う周波数分布を有する超音波を生成するようにさらに構成されている、請求項１７に記載の超音波プローブ。
【請求項１９】
前記誘導する手段を連結する手段は、フレームを含み、前記超音波プローブは、前記プローブの近位端上に配置されているフレーム位置決め要素をさらに備え、前記フレーム位置決め要素は、前記フレームを係合し、かつ前記縦軸に平行な方向で前記フレームの移動を制限するように構成されている、請求項１７に記載の超音波プローブ。
【請求項２０】
前記第１の筐体は、
前記針ガイド整列要素に近接する第１の端と、
前記第１の端から軸方向に間隔を空けられた第２の端と
を含み、
前記変換器アレイは、前記第１の端から前記第２の端へと縦方向に延在する、請求項６に記載の超音波プローブ。
【請求項２１】
前記変換器アレイによって形成された前記超音波撮像平面は、前記第１の筐体の面に略直交している、請求項２０に記載の超音波プローブ。
【請求項２２】
前記変換器アレイによって形成された前記超音波撮像平面は、前記縦軸と同一平面にある、請求項２０に記載の超音波プローブ。
【請求項２３】
前記撮像平面は、幅を有し、前記針ガイドは、前記撮像平面の幅よりも大きい直径を有する針を受容するように構成されている、請求項１に記載の超音波プローブアセンブリ。
【請求項２４】
前記超音波変換器アレイは、側射型変換器として構成されている、請求項１に記載の超音波プローブアセンブリ。
【請求項２５】
超音波プローブアセンブリであって、
近位端、遠位端、縦軸を有するプローブ筐体と、
前記プローブ筐体の遠位端によって取り囲まれている超音波変換器アレイであって、前記変換器アレイは、超音波撮像平面を形成する２０ＭＨｚ以上の中心周波数を有する複数の超音波を生成するように構成されている、変換器アレイと、
前記プローブ筐体の少なくとも前記遠位端を封入し、前記筐体の汚染を防止するように構成されている保護シースと、
前記プローブ筐体の表面上に配置されている針ガイド整列要素と、
前記針ガイド整列要素を使用して、前記保護シースを覆って前記プローブ筐体に接続されている針ガイドであって、前記針ガイドは、少なくとも１つの針を前記超音波撮像平面内に誘導するように構成されている、針ガイドと
を備えている、超音波プローブアセンブリ。
【請求項２６】
前記プローブ筐体の遠位端は、前記超音波変換器アレイと身体構造との間の音響結合のために、前記縦軸に対して少なくとも５°角度付けられた面を備えている、請求項２５に記載の超音波プローブアセンブリ。
【請求項２７】
前記面は、前記超音波変換器アレイと前立腺との間の音響結合のために、前記縦軸に対して１３°角度付けられている、請求項２６に記載の超音波プローブ。
【請求項２８】
前記針ガイドは、少なくとも２つのチャネルを備え、前記少なくとも２つのチャネルは、前記プローブ筐体の縦軸に対して２つの異なる角度で前記チャネルを通して平行移動される針を誘導するように構成されている、請求項２５に記載の超音波プローブアセンブリ。
【請求項２９】
前記整列要素の寸法変動、前記針ガイドの寸法変動、および前記保護シースの寸法変動は、合計２５０ミクロンである、請求項２５に記載の超音波プローブアセンブリ。
【請求項３０】
前記超音波変換器アレイは、２０ＭＨｚを中心とする周波数分布を有する超音波を生成するように構成されている、請求項２５に記載の超音波プローブアセンブリ。
【請求項３１】
超音波プローブであって、
近位端、遠位端、および縦軸を有するプローブ筐体と、
前記筐体の遠位端内に配置されている超音波変換器アレイであって、前記変換器アレイは、超音波撮像平面を形成する２０ＭＨｚ以上の中心周波数を有する複数の超音波を生成するように構成されている、変換器アレイと、
針ガイドと、
前記筐体の表面上に配置されている針ガイド整列要素と
を備え、
前記針ガイド整列要素は、前記針ガイドと前記筐体との間に保護シースを伴って前記針ガイドを前記筐体に固定するように構成され、前記針ガイドは、前記針ガイドが前記筐体に取り付けられた場合、針を前記超音波撮像平面内に誘導するように配列されている、超音波プローブ。
【請求項３２】
前記針ガイドは、少なくとも２つのチャネルを備え、前記少なくとも２つのチャネルは、前記プローブ筐体の縦軸に対して２つの異なる角度で前記チャネルを通して平行移動される針を誘導するように構成されている、請求項３１に記載の超音波プローブ。
【請求項３３】
前記整列要素の寸法変動、前記針ガイドの寸法変動、および前記保護シースの寸法変動は、合計２５０ミクロンである、請求項３１に記載の超音波プローブ。
【請求項３４】
前記遠位端は、前記超音波変換器アレイと身体構造との間の音響結合のために、前記縦軸に対して少なくとも５°角度付けられた面を備えている、請求項３１に記載の超音波プローブ。
【請求項３５】
前記面は、前記超音波変換器アレイと前立腺との間の音響結合のために、前記縦軸に対して１３°角度付けられている、請求項３４に記載の超音波プローブ。
【請求項３６】
前記超音波変換器アレイは、２０ＭＨｚを中心とする周波数分布を有する超音波を生成するように構成されている、請求項３１に記載の超音波プローブ。
【請求項３７】
生検アセンブリであって、
近位端、遠位端、および縦軸を有するプローブ筐体と、
前記プローブ筐体の遠位端内に配置されている超音波変換器アレイであって、前記変換器アレイは、超音波撮像平面を形成する２０ＭＨｚ以上の中心周波数を有する複数の超音波を生成するように構成されている、変換器アレイと、
前記プローブ筐体の表面上に配置されている針ガイド整列要素と、
針ガイドと
を備え、
前記針ガイドは、前記針ガイド整列要素によって、前記針ガイドと前記プローブ筐体との間に保護シースを伴って前記プローブ筐体に連結するように構成され、前記針ガイドは、前記針ガイドが前記プローブ筐体に連結された場合、針を前記超音波撮像平面内に誘導するように構成されている少なくとも１つの針ガイドを含む、生検アセンブリ。
【請求項３８】
前記針ガイドは、少なくとも２つのチャネルを備え、前記少なくとも２つのチャネルは、前記チャネル内で平行移動される針を前記プローブ筐体の縦軸に対して２つの異なる角度で誘導するように構成されている、請求項３７に記載の生検アセンブリ。
【請求項３９】
前記整列要素の寸法変動、前記針ガイドの寸法変動、および前記保護シースの寸法変動は、合計２５０ミクロンである、請求項３８に記載の生検アセンブリ。
【請求項４０】
前記遠位端は、前記縦軸に対して少なくとも５°角度付けられた面を備え、それによって、身体構造との音響結合を促進するように構成されている、請求項３７に記載の生検アセンブリ。
【請求項４１】
前記面は、前記縦軸に対して１３°角度付けられ、それによって、前立腺との音響結合を促進するように構成されている、請求項４０に記載の生検アセンブリ。
【請求項４２】
前記円筒形筐体の遠位端内に配置され、複数の超音波を生成するように構成されている超音波変換器アレイをさらに備えている、請求項３７に記載の生検アセンブリ。
【請求項４３】
超音波プローブアセンブリであって、
超音波プローブであって、前記プローブは、前記プローブの撮像平面内に位置する身体構造を撮像するように構成され、前記プローブは、縦軸を有し、前記撮像平面は、２０ＭＨｚ以上の中心周波数を有する超音波エネルギーを含む、プローブと、
前記超音波プローブの前記縦軸に対して複数の角度のうちの１つで針を前記超音波プローブの撮像平面内に誘導する手段と、
患者内での使用の間、前記超音波プローブの汚染を物理的に防止する手段と、
前記汚染防止手段を通して前記誘導する手段を前記超音波プローブに連結する手段と
を備えている、超音波プローブアセンブリ。
【請求項４４】
超音波前立腺撮像プローブアセンブリであって、
プローブであって、前記プローブは、前記プローブの遠位端において変換器筐体部分を有し、前記変換器筐体部分は、前記プローブの縦軸に対して５°〜１３°の角度で配向されている平坦な平面を含む、プローブと、
前記変換器筐体部分によって取り囲まれている超音波変換器アレイであって、それにより、前記超音波変換器アレイは、前記縦軸に対して角度付けられ、前記超音波変換器アレイは、２０ＭＨｚの中心周波数で動作するように構成され、かつ、超音波撮像平面内の複数の超音波を生成するように構成されている、超音波変換器アレイと、
開口部を有する針ガイドであって、前記針ガイドは、前記開口部を通して針を前記超音波撮像平面に向かって誘導するように構成されている、針ガイドと、
前記変換器筐体部分の近位にある、前記プローブ上に配置されている針ガイド整列要素と
を備え、
前記針ガイド整列要素は、前記針ガイド上の対応する要素を係合するように構成され、それにより、前記針は、前記針ガイドの開口部を通して前記超音波撮像平面の中に挿入されることができる、超音波前立腺撮像プローブアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、医療撮像および診断に関し、より具体的には、超音波プローブおよび整列された針ガイドシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
体腔を通してヒト身体の器官および構造にアクセスすることは、標準的医療技法である。いくつかの手技では、診断ツールが、体腔の中に挿入され、器官または他の身体構造を検査または生検を行う。収集された情報は、次いで、種々の病状の検出および評価のために使用される。特に、超音波デバイスは、超音波の送受信によって、前立腺等の空洞内構造を識別するために使用される。受信波は、空洞内構造の画像に変換され、次いで、画像は、生検針を画像内の所望の場所に誘導するために使用されることができる。
【０００３】
これらの医療用途において使用される超音波変換器は、典型的には、患者の中に挿入する間、患者の快適性を改善するために、解剖学的に適合性のある筐体内に封入される。超音波変換器筐体は、２つの広義な構成タイプ、すなわち、「端射型」および「側射型」のうちの１つに分類される。端射型タイプは、筐体の先端から超音波を伝送する一方、側射型タイプは、筐体の側壁から伝送する。筐体タイプにかかわらず、超音波画像は、生検針を空洞内身体構造の外部表面に誘導するために使用されることができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態では、本開示の超音波プローブは、筐体の表面上に針ガイド整列特徴を含む円筒形筐体を含む。整列特徴は、ガイドを通して平行移動される針が超音波変換器の撮像平面内で平行移動されるように、針ガイドを円筒形筐体に接続し、針ガイドを整列させるために使用される。整列特徴は、保護シースが筐体と針ガイドとの間に配置されるときでも、針が撮像平面内に整列されるように構成される。保護シースは、プローブの衛生、滅菌、および再使用を促進し得る。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
超音波プローブアセンブリであって、
近位端、遠位端、縦軸を有するプローブ筐体と、
前記プローブ筐体の遠位端内に配置されている超音波変換器アレイであって、前記超音波変換器アレイは、超音波撮像平面を形成する複数の超音波を生成するように構成されている、変換器アレイと、
前記プローブ筐体の少なくとも前記遠位端を封入し、前記筐体の汚染を防止するように構成されている保護シースと、
前記プローブ筐体の表面上に配置されている針ガイド整列特徴と、
前記針ガイド整列特徴を使用して、前記保護シースを覆って前記プローブ筐体に接続されている針ガイドであって、前記針ガイドは、少なくとも１つの針を前記超音波撮像平面内に誘導するように構成されている、針ガイドと
を備えている、超音波プローブアセンブリ。
（項目２）
前記プローブ筐体の遠位端は、前記超音波変換器アレイと身体構造との間の音響結合のために、前記縦軸に対して少なくとも５°角度付けられた面を備えている、項目１に記載の超音波プローブアセンブリ。
（項目３）
前記面は、前記超音波変換器アレイと前立腺との間の音響結合のために、前記縦軸に対して約１３°角度付けられている、項目２に記載の超音波プローブ。
（項目４）
前記針ガイドは、少なくとも２つのチャネルを備え、前記少なくとも２つのチャネルは、前記プローブ筐体の縦軸に対して２つの異なる角度で前記チャネルを通して平行移動される針を誘導するように構成されている、項目１に記載の超音波プローブアセンブリ。
（項目５）
前記整列特徴の寸法変動、前記針ガイドの寸法変動、および前記保護シースの寸法変動は、合計約２５０ミクロンである、項目１に記載の超音波プローブアセンブリ。
（項目６）
前記超音波変換器アレイは、約２０ＭＨｚを中心とする周波数分布を有する超音波を生成するように構成されている、項目１に記載の超音波プローブアセンブリ。
（項目７）
超音波プローブであって、
近位端、遠位端、および縦軸を有するプローブ筐体と、
前記筐体の遠位端内に配置されている超音波変換器アレイであって、前記超音波変換器アレイは、超音波撮像平面を形成する複数の超音波を生成するように構成されている、変換器アレイと、
前記筐体の表面上に配置されている針ガイド整列特徴と
を備え、
前記針ガイド整列特徴は、針ガイドと前記筐体との間に保護シースを伴って前記針ガイドを前記筐体に固定するように構成され、前記針ガイドは、前記筐体に取り付けられた場合、針を前記超音波撮像平面内に誘導するように配列されている、超音波プローブ。
（項目８）
前記針ガイドは、少なくとも２つのチャネルを備え、前記少なくとも２つのチャネルは、前記プローブ筐体の縦軸に対して２つの異なる角度で前記チャネルを通して平行移動される針を誘導するように構成されている、項目７に記載の超音波プローブ。
（項目９）
前記整列特徴の寸法変動、前記針ガイドの寸法変動、および前記保護シースの寸法変動は、合計約２５０ミクロンである、項目７に記載の超音波プローブ。
（項目１０）
前記遠位端は、前記超音波変換器アレイと身体構造との間の音響結合のために、前記縦軸に対して少なくとも５°角度付けられた面を備えている、項目７に記載の超音波プローブ。
（項目１１）
前記面は、前記超音波変換器アレイと前立腺との間の音響結合のために、前記縦軸に対して約１３°角度付けられている、項目１０に記載の超音波プローブ。
（項目１２）
前記超音波変換器アレイは、約２０ＭＨｚを中心とする周波数分布を有する超音波を生成するように構成されている、項目７に記載の超音波プローブ。
（項目１３）
生検アセンブリであって、
近位端、遠位端、および縦軸を有するプローブ筐体と、
前記プローブ筐体の遠位端内に配置されている超音波変換器アレイであって、前記超音波変換器アレイは、超音波撮像平面を形成する複数の超音波を生成するように構成されている、変換器アレイと、
前記プローブ筐体の表面上に配置されている針ガイド整列特徴と、
針ガイドと
を備え、
前記針ガイドは、前記針ガイド整列特徴によって、前記針ガイドと前記プローブ筐体との間に保護シースを伴って前記プローブ筐体に連結するように構成され、前記針ガイドは、前記プローブ筐体に連結された場合、針を前記超音波撮像平面内に誘導するように構成されている少なくとも１つの針ガイドを含む、生検アセンブリ。
（項目１４）
前記針ガイドは、少なくとも２つのチャネルを備え、前記少なくとも２つのチャネルは、前記チャネル内で平行移動される針を前記プローブ筐体の縦軸に対して２つの異なる角度で誘導するように構成されている、項目１３に記載の生検アセンブリ。
（項目１５）
前記整列特徴の寸法変動、前記針ガイドの寸法変動、および前記保護シースの寸法変動は、合計約２５０ミクロンである、項目１４に記載の生検アセンブリ。
（項目１６）
前記遠位端は、前記縦軸に対して少なくとも５°角度付けられた面を備え、それによって、身体構造との音響結合を促進するように構成されている、項目１３に記載の生検アセンブリ。
（項目１７）
前記面は、前記縦軸に対して約１３°角度付けられ、それによって、前立腺との音響結合を促進するように構成されている、項目１６に記載の生検アセンブリ。
（項目１８）
前記円筒形筐体の遠位端内に配置され、複数の超音波を生成するように構成されている超音波変換器アレイをさらに備えている、項目１３に記載の生検アセンブリ。
（項目１９）
前記超音波変換器アレイは、約２０ＭＨｚを中心とする周波数分布を有する超音波を生成するように構成されている、項目１８に記載の生検アセンブリ。
（項目２０）
超音波プローブアセンブリであって、
超音波プローブであって、前記プローブは、前記プローブの撮像平面内に位置する身体構造を撮像するように構成され、前記プローブは、縦軸を有する、プローブと、
前記超音波プローブの前記縦軸に対して複数の角度のうちの１つで針を前記超音波プローブの撮像平面内に誘導する手段と、
患者内での使用の間、前記超音波プローブの汚染を物理的に防止する手段と、
前記汚染防止手段を通して前記誘導手段を前記超音波プローブに連結する手段と
を備えている、超音波プローブアセンブリ。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、ある実施形態における、整列された針ガイドを伴う、超音波プローブの実施例を図示する。
【図２】図２は、ある実施形態における、超音波プローブの先端の斜視図であり、プローブは、保護シース内に封入され、針ガイドを使用して、針は、超音波変換器によって生成される撮像平面内に整列され、整列は、筐体上に配置される整列特徴によって促進される。
【図３】図３は、ある実施形態における、保護シースによって被覆された超音波プローブと、プローブと整列されて取り付けられた針ガイドの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図は、例証の目的のためだけに、本発明の種々の実施形態を描写する。当業者は、以下の議論から、本明細書に図示される構造および方法の代替実施形態が、本明細書に説明される本発明の原理から逸脱することなく、採用され得ることを容易に認識するであろう。
【０００７】
（概要）
本明細書に説明される実施形態は、整列特徴を伴う側射型超音波プローブを含み、整列特徴は、空洞内医療手技（例えば、器官または他の身体空洞内構造の生検、空洞内療法の送達）のために、プローブを針ガイドに接続するために使用されるとき、針ガイドを通して平行移動される１つ以上の針と超音波変換器の撮像平面の整列を促進する。整列特徴は、撮像平面内の針の整列が、保護シースが整列特徴と針ガイドとの間に配置されるときにさえ達成されるように構成される。
【０００８】
平行移動される針を側射型タイプ超音波プローブの撮像平面内に位置付けることによって、超音波画像は、着目空洞内構造に対して前進する針を撮像するために使用されることができる。この能力は、超音波変換器が構造内または器官内特徴を撮像するために十分な周波数および／または分解能を有するとき、特に有用である。着目構造および針を同時に撮像することは、ヒト身体内の特定の空洞内構造への針の誘導、または超音波変換器の十分な分解能を前提として、構造内の特定の場所への針の誘導を可能にする。これは、次いで、手技の診断能力または療法の有効性を改善することができる。プローブに対して異なる角度で配向された針の位置付けを可能にすることは、プローブの操作を減少させながら、針による身体または構造内のさまざまな場所へのアクセスをもたらす。これは、手技の間の患者快適性ならびに患者安全性を改善することができる。
【０００９】
（超音波プローブおよび整列された針アセンブリ）
図１は、整列特徴を有する側射型超音波プローブアセンブリ１００の実施形態を図示し、整列特徴は、ガイドを通して平行移動される針（例えば、針１１４Ａ−Ｃのいずれか、簡潔にするために「１１４」）が、超音波変換器アレイによって生成される撮像平面内に平行移動されるように、針ガイド１１０の整列をもたらす。撮像平面は、超音波変換器によって生成される超音波の経路によって画定される。超音波プローブアセンブリ１００は、縦軸１０８を有する円筒形筐体１０４と、角度付けられた面１２０を有する変換器筐体１１６とを含む。変換器筐体１１６は、その反射が画像に変換される超音波の生成のために使用される超音波変換器アレイを封入する。円筒形筐体１０４と針ガイド１１０との間に配置される、保護シース１２４は、円筒形筐体の一部および変換器筐体１１６を被覆する。超音波プローブアセンブリ１００はまた、図２および３により詳細に示される、針アセンブリ整列特徴１２８を含む。
【００１０】
超音波プローブアセンブリ１００の円筒形筐体１０４は、限定されないが、超音波変換器を動作させるために使用される配線および／または電子構成要素を封入すること、アセンブリの他の要素（例えば、針ガイド１１０）が接続する構造を提供すること、およびアセンブリを操作するためにオペレータによって使用される近位端（すなわち、ハンドル）を提供することを含むいくつかの使用を有する。本実施例では、円筒形筐体１０４は、撮像するため、生検を行うため、および／または前立腺等の着目身体構造に療法を送達するために、直腸等の体腔内に人間工学的に挿入可能である、円形または楕円形断面を有する。円筒形筐体１０４の他の実施形態は、円筒形または円形または楕円形断面に限定されないが、先端または縁を有する筐体は、患者に不快感を生じさせ、または敏感な組織を損傷させ得る。円筒形筐体１０４の縦軸１０８は、円筒形筐体の長軸に平行であり、実施形態の他の特徴を説明するときに、便利な基準として使用される。
【００１１】
その中に針１１４のうちの１つ以上が挿入され得る個々のガイドチャネル１１２Ａ−Ｃ（集合的に、「１１２」）を含む針ガイド１１０は、整列特徴１２８を使用して、保護シース１２４を覆って円筒形筐体１０４に取り付けられる。針ガイド１１０の詳細は、図２および３の文脈においてより詳細に説明される。
【００１２】
針１１４の針のうちの１つは、針ガイド１１０のチャネル１１２のうちの１つを通り、ポート１１３（図２および３に示される）を通して、超音波撮像平面内に平行移動されることによって、前立腺（楕円形によって図１に示される）等の着目空洞内構造に生検を行うために使用される。３つのチャネル１１２は、身体構造内の異なる場所が、患者内でプローブを移動させずに、針１１４によってアクセスされ得るように、プローブアセンブリ１００の水平軸１０８に対して異なる角度に配向される。針（例えば、針１１４Ａ）および着目構造は両方とも、撮像平面内に同時に存在し、したがって、両方とも、反射超音波を使用して撮像されるので、針は、特定の着目場所に誘導されることができる。この場所は、身体構造の表面上、または超音波変換器が構造内分解能に対応していることを前提として（典型的には、約２０ＭＨｚの高変換器周波数で達成される）、特定の身体構造内でさえあり得る。
【００１３】
変換器筐体１１６は、円筒形筐体１０４の遠位端に位置する。変換器筐体１１６は、実質的に、超音波を生成するために使用される超音波変換器を取り囲む。本実施例では、変換器筐体１１６は、体腔の中へのアセンブリ１００の挿入の間、患者快適性を改善するように人間工学的に成形される。この人間工学的形状はまた、空洞内身体構造を撮像および生検を行うために、アセンブリ１００の動作の間、患者快適性を改善することができる。
【００１４】
本実施例では、超音波変換器は、円筒形筐体１０４の側壁を通して超音波を伝送するので、アセンブリ１００の設計は、時として、「側射型」設計と称される。本発明の他の実施形態は、超音波が変換器筐体１１６の終端から（すなわち、縦軸１０８と略平行な方向に）伝送される、「端射型」設計とともに使用され得る。
【００１５】
変換器筐体１１６によって格納される変換器は、電気的に作動されると、超音波を生成する、圧電要素のアレイを備え得る。いくつかの実施例では、変換器アレイは、約１ＭＨｚ〜１２ＭＨｚを中心とする周波数分布を有する、超音波を生成することができる。これらのより低い周波数において生成される画像の分解能は、空洞内身体構造の輪郭および／または外側表面を区別するために十分であり得る。他の実施例では、変換器アレイは、約２０ＭＨｚを中心とする周波数分布および約２７ＭＨｚの６ｄＢコーナ周波数を有する超音波を生成することができる。これらのより高い周波数で生成される画像の分解能は、空洞内身体構造内構造を撮像するために十分であり得る（すなわち、器官内分解能）。このようなより高い分解能および撮像は、身体構造内の場所への針１１４Ａ−Ｃの誘導を促進し、次いで、身体構造内の場所は、生検を行われることができる。また、器官または身体構造の内部が、撮像されることができるため、本分解能はまた、身体構造への偶発的損傷を防止するのに役立ち得る。
【００１６】
周波数分布のおおよその中心の前述の説明は、当技術分野における変換器動作周波数の一貫性のない説明のため、すなわち、ある技術者は、周波数分布の中心を引用することによって、動作周波数を説明する一方、他の技術者は、分布の上限を引用することによって、動作周波数を説明するため、重要である。
【００１７】
変換器筐体１１６の側射型設計は、変換器と撮影されるべき身体構造との間の音響結合を促進する、角度付けられた面１２０を含む。角度付けられた面１２０の角度を身体構造の形状に一致させることによって、変換器、したがって、身体構造を撮像するために使用される超音波は、全体として、アセンブリ１００を整列させることなく、身体構造の表面に近接される。これは、画像を取得するために必要とされるプローブ１００の操作を減少させることによって、画像の質および患者の快適性を改善する。いくつかの実施形態では、角度付けられた面１２０は、前立腺表面の典型的傾斜に一致するように約１３°角度付けられる。他の実施形態では、角度付けられた面１２０は、少なくとも５°角度付けられる。さらなる実施形態では、本角度は、撮像されるべき身体構造表面の自然な角度（または、自然な角度の範囲）に応じて、変動されることができる。なおもさらなる実施形態では、変換器筐体１１６は、角度付けられた面を有しておらず、むしろ、標準的側射型設計である。
【００１８】
示される実施例では、保護シース１２４は、変換器筐体１１６および円筒形部分１０４の少なくとも一部を被覆する。障壁として作用する、保護シース１２４は、体液または他の物質がアセンブリ１００を汚染することを防止する。体液および汚染物質のアセンブリ１００の内部および外部へのアクセスを制限することによって、保護シース１２４は、アセンブリの衛生、滅菌、および再使用を促進する。
【００１９】
いくつかの実施例では、保護シース１２４は、円筒形筐体１０４、変換器筐体１１６、角度付けられた面１２０、および整列特徴１２８を含む、アセンブリ１００の形状に一致するように設計される。他の実施例では、保護シース１２４は、従来の超音波プローブアセンブリの形状に一致するように設計され、アセンブリ１００の形状に一致するようにカスタマイズされない。いくつかの実施例では、保護シース１２４は、ポリマーから作製されるが、超音波の送受信を可能にする他の材料も、使用されることができる。
【００２０】
（針整列）
整列特徴１２８は、針ガイド１１０が、保護シース１２４を通して、整列特徴と係合され、針が、針ガイドのチャネル１１２のうちの１つを通り、ポート１１３を通して、撮像平面内に平行移動されると、１１４が、撮像平面（図２に示される）と整列され、そこに配置されるように構成される。いくつかの実施形態では、整列特徴１２８は、円筒形筐体１０４の表面に圧痕、成形、またはエンボス加工され、針ガイド１１０上のほぼ一致するポジ特徴と嵌合するように構成されるネガ特徴である。本ネガプロファイルは、針ガイド１１０が、円筒形筐体１０４に接続し、前述のように、手技の間、針１１４の撮像を可能にする一方、また、解剖学的に適合性のあるプロファイルを維持する。他の実施形態では、整列特徴１２８は、円筒形筐体１０４の表面上に取り着け、接続、または統合されるポジ特徴である。さらに他の実施形態では、整列特徴１２８は、ポジおよびネガ特徴の組み合わせである。
【００２１】
いくつかの実施例では、整列特徴１２８は、保護シース１２４が円筒形筐体と針アセンブリとの間に配置されている場合、針ガイド１１０を円筒形筐体１０４に接続し、超音波撮像平面における針１１４の整列を維持するように設計される。本実施例のいくつかの実施形態では、整列特徴１２８は、保護シース１２４の厚さ変動に対応するように調節され、それによって、シース厚にかかわらず、撮像平面における針１１４の整列を維持することができる。他の実施例では、整列特徴１２８は、調節せずに、かつ保護シース１２４の厚さに関わらず、針１１４と撮像平面との間の整列を維持するように設計される。
【００２２】
図２は、前述のように、超音波プローブアセンブリ１００の音響撮像平面における針１１４Ａの整列を図示する。本図は、針ガイド１１０の一部、整列特徴１２８、針１１４Ａ、および音響撮像平面２０８を描写する。理解されるであろうように、針１１４Ａは、単に便宜上、選択されている。本開示の実施形態は、対応する針ガイドチャネル１１２を通して平行移動され、プローブ１００の水平軸１０８に対して異なる角度でポート１１３から撮像平面２０８に出射することができる、針１１４Ｂおよび１１４Ｃにも適用可能である。また、図２に示されるのは、円筒形筐体１０４の一部、変換器筐体１１６、角度付けられた面１２０、および保護シース１２４である。
【００２３】
示される実施例では、円筒形筐体１０４および変換器筐体１１６は、保護シース１２４によって保護される。針ガイド１１０は、円筒形筐体１０４の表面上の整列特徴１２８、本実施例では、ネガ特徴内に配置され、それによって、保護シース１２４を整列特徴の中に圧縮する。
【００２４】
示されるように、針ガイド１１０、針１１４Ａ、整列特徴１２８、保護シース１２４、および変換器は、針が、針ガイド１１０を通して遠位に延長すると、撮像平面２０８内に配置されるように構成される。前述のように、これは、針１１４Ａが、使用の間、視認されることを可能にし、特に、針が着目身体構造に誘導されることを可能にする。さらに、約２０ＭＨｚを中心とする周波数を有する変換器を使用する、超音波プローブアセンブリ１００の実施例の場合、針１１４Ａは、器官内特徴に誘導され、それによって、特定の器官内面積の精密な生検または治療を可能にすることができる。
【００２５】
一側面では、針１１４Ａと画像平面２０８とのこの整列は、針が平行移動される距離の関数である、撮像平面内のある場所において、針が撮像平面２０８内に位置付けられるように、針ガイド１１０、針１１４、および整列特徴１２８を構成することによって達成される。この整列は、種々の構成要素の寸法公差を合計で撮像平面２０８の幅の約半分に制御することによって、さらに達成される。総寸法変動を撮像平面の幅の一部のみに制御することは、種々の構成要素におけるある程度の寸法および／または整列変動を許容する一方、依然として、針１１４Ａが、撮像平面２０８内に平行移動されることを可能にする。
【００２６】
前述の実施例の一実施形態では、約２０ＭＨｚを中心とする周波数分布を有する超音波変換器は、約３００ミクロン〜約５００ミクロン幅の撮像平面を生成する。前述の種々の構成要素（例えば、筐体１０４、整列特徴１２８、針ガイド１１０、および保護シース１２４）を構成し、これらの構成要素の組み合わせられた寸法変動を約２５０ミクロンに制御することによって、針１１４Ａは、撮像平面２０８へのその平行移動の間およびその後、確実に撮像されることができる。
【００２７】
針１１４Ａの直径が、撮像平面２０８より大きい実施例では（例えば、約５００ミクロン幅の撮像平面とともに使用される、約１０００ミクロンの直径の針）、針を撮像し、それを身体構造場所に誘導するために、針の直径全体が撮像平面内にある必要はない。むしろ、針先端を含む区画が、針を安全に構造およびその中に誘導するために使用されることができる。
【００２８】
（針ガイド）
図３は、超音波変換器３０２と、整列特徴１２８を使用して、保護シース１２４を覆って円筒形筐体１０４に取り付けられた針ガイド１１０とを含む、超音波プローブ３００を図示する。本実施例では、針ガイド１１０は、チャネル１１２Ａ−Ｃと、ポート１１３と、フレーム３０４と、針筐体３０８と、位置決め特徴３１２を含む。
【００２９】
本実施例では、３つの針１１４Ａ−Ｃが、針ガイド１１０の３つのチャネル１１２Ａ−Ｃの各々の中に示される、チャネルが筐体１０４の縦軸１０８に対して配向される、異なる角度を図示する。この角度の多様性は、針によってアクセス可能な身体内の場所の範囲を増加させる一方、これらの場所にアクセスするために必要とされるアセンブリ１００の要求される操作を最小化するために使用される。針ガイド１１０のチャネル１１２内の針１１４は、異なる角度に位置付けられる（かつ、異なる角度でポート１１３から出射し得る）ので、それらは各々、アセンブリ１００（図１に図示されるように）を関節運動、捻転、平行移動、または別様に移動させることなく、身体内の異なる場所に挿入されることができる。さらに、針ガイド１１０の複数のチャネル１１２（示される３つに限定されない）は、複数の生検針が、アセンブリ１００の追加の移動を伴わずに、身体構造内の異なる場所から試料を採取することを可能にする。この配列は、生検試料の収集または身体内の複数の場所への療法の送達を要求する手技の間、患者快適性を改善する。
【００３０】
針ガイド１１０内のチャネル（したがって、針１１４）の角度は、部分的に、生検を行われることが意図される身体または身体構造内の場所と、着目身体構造にアクセスするために必要とされるアセンブリ１００による体腔内貫通深度とによって決定される。これらの角度を決定するために使用される他の要因として、体腔内の広範囲の場所にアクセスする能力と、変換器の撮像平面内における針の位置および／または整列（図２に示されるように）を維持する必要性が挙げられ得る。いくつかの実施形態では、針ガイド１１０のチャネルおよび針１１４はまた、特に、着目構造近傍の繊細または敏感な身体構造（例えば、前立腺生検の間、括約筋近傍の神経束）へのアクセスを制限または防止するために角度付けられることができる。例えば、針は、−５°（すなわち、水平軸から５°下方）から最大約３０°の角度で配列されることができるが、任意の実践的角度が、使用されることができる。
【００３１】
一実施例では、針１１４Ｃが、縦軸１０８に対して、針１１４Ａとともに使用される針ガイドの部分（縦軸と実質的に平行）より大きい角度を有する針ガイド１１０のチャネル１１２内に挿入されるため、これらの２つの針によってアクセス可能な場所は、異なる。したがって、身体構造の異なる領域は、全体として、アセンブリ１００の操作を伴うことなく、生検を行われることができる。一実施例では、針の角度は、針が直腸および前立腺に近接する括約筋の神経束に偶発的に挿入することを防止するように選択される。前述のように、針１１４の角度にかかわらず、針ガイド１１０および保護シース１２４は、針が超音波変換器の撮像平面内に平行移動されるように配列される。
【００３２】
針ガイド１１０のフレーム３０４は、針１１４のうちの１つ以上を針ガイドに接続するため、および針ガイドを円筒形筐体１０４に接続するために使用される。加えて、フレーム３０４は、整列特徴１２８とともに使用され、前述のように、針ガイド１１０および針１１４を撮像平面２０８に対して位置付けることができる。本実施例では、フレーム３０４は、ネガ整列特徴内に配置され、前述のように、針１１４Ａを撮像平面２０８に位置付け、それと整列させる。フレーム３０４に接続され、円筒形筐体１０４の中に成形された第２のネガ特徴内に位置付けられた針筐体３０８は、前述のように、針１１４の各々を撮像平面２０８に位置付け、それと整列させる。
【００３３】
位置決め特徴３１２は、フレーム３０４に接続され、さらなる方向における整列特徴内のフレームの移動を制限することによって、針ガイド１１０を整列特徴１２８内によりしっかりと位置付けるために使用される。これは、針ガイド１１０の非意図的移動を減少させ、それによって、針１１４Ａ−Ｃと撮像平面２０８との間の不整列のリスクを低下させる。非意図的移動のこのリスクを低下させることに加え、位置決め特徴３１２は、撮像平面２０８との針１１４Ａ−Ｃのより精密な整列をもたらすことができる。本実施例では、位置決め特徴３１２は、フレーム３０４の縁に略直交し、それによって、フレームの縁と平行方向におけるフレームの移動を制限する。
【００３４】
位置決め特徴の他の設計も、フレーム３０４、したがって、針ガイド１１０の非意図的シフトを減少させるため、または針１１４Ａ−Ｃと撮像平面２０８の整列を改善するために使用されることができる。一実施例では、針ガイド１１０は、クランプを使用して、筐体３０８に取り付け、固定、または別様に接続される。別の実施例では、針ガイド１１０は、針ガイドおよび筐体内のバンドガイド溝を使用して適切に位置付けられる弾性バンドを使用して、筐体３０８に取り付け、固定、または別様に接続される。他のタイプのクランプもまた、使用され得る。
【００３５】
また、針ガイド１１０は、複数のチャネル１１２を含み、２つ以上の針１１４を１度に収容することができるが、他の実施例は、単一チャネル１１２および／または単一針１１４を含む。
【００３６】
（概要）
本発明の実施形態の前述の説明は、例証の目的のために説明された。包括的である、または本発明を開示される精密な形態に限定することを意図するものではない。当業者は、多くの修正および変形例が、前述の開示に照らして、可能であることを理解し得る。
【００３７】
最後に、本明細書で使用される用語は、主に、読みやすさおよび指示目的のために選択され、本発明の主題を境界または制限するために選択されたものではない。したがって、本発明の範囲は、発明を実施するための形態によってではなく、むしろ、本明細書に基づく用途に関して陳述する任意の請求項によって限定されることが意図される。故に、本発明の実施形態の開示は以下の請求項に記載の本発明の範囲の限定ではなく、例証であることが意図される。
【図１】
0006315739.tif 000002
【図２】
0006315739.tif 000003
【図３】
0006315739.tif 000004