(57)【要約】【課題】腹腔内用探触子の振動子部の屈曲角度を正確に検出できるようにし、その角度情報により超音波診断装置のディスプレイ上に穿刺針の正確なガイドラインを表示可能とする。【解決手段】探触子の振動子部１２の屈曲を操作する屈曲操作回動軸１の回動を傘歯車３、同２を介して挿入筒部６内の回転力伝達シャフト４へ伝え、回転力伝達シャフト４から傘歯車７、同８を介して屈曲軸１８に伝える構成とし、各傘歯車および回転力伝達シャフトを剛体で形成することにより、屈曲操作回動軸１の回動と屈曲軸１８の回動との間にずれや伸縮を生じないようにしておき屈曲操作回動軸１に回動角度検出手段を設け、屈曲軸の屈曲角度を検出し、その角度情報を超音波診断装置へ送ることにより正確なガイドラインを表示させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈曲操作回動軸を具備する操作部と、それに続く挿入筒部と、挿入筒部の先に連なり挿入筒部に対して屈曲可能な振動子部を具備する穿刺用術中探触子において、その屈曲操作機構が、挿入筒部内に長手方向に延びる回転軸を有し、該回転軸の操作部側の端部と振動子部側の端部に歯車が固定され、操作部側の端部に固定された歯車には前記屈曲操作回動軸に連結された歯車が噛み合い、振動子部側の端部に固定された歯車には、振動子部の屈曲軸に連結された歯車が噛み合って、前記屈曲操作回動軸の回動が振動子部の屈曲軸に伝達され、振動子部が屈曲可能となることを特徴とする穿刺用術中探触子。
【請求項２】
前記各歯車が傘歯車であることを特徴とする請求項１記載の穿刺用術中探触子。
【請求項３】
前記回転軸の操作部側の端部に固定された歯車およびこれと噛み合う屈曲操作回動軸に連結された歯車は互いに軸平行の歯車であり、振動子部側の端部に固定された歯車およびこれと噛み合う振動子部の屈曲軸に連結された歯車は傘歯車であることを特徴とする請求項１記載の穿刺用術中探触子。
【請求項４】
前記屈曲操作回動軸又は回転軸の回動角度を検出しその角度信号を出力する回動角検出手段を具備することを特徴とする請求項１、２又は３記載の穿刺用術中探触子。
【請求項５】
挿入筒部に対して振動子部が屈曲する屈曲部分は液体の浸入を防止するよう伸縮性のある部材で被覆保護したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の穿刺用術中探触子。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の穿刺用術中探触子の挿入筒部の外側に穿刺針の穿刺を案内する穿刺針溝を設けた穿刺ガイド管を設けたことを特徴とする穿刺用術中探触子。
【請求項７】
穿刺ガイド管に穿刺針溝が設けられていることにより穿刺ガイド管の中心軸が挿入筒部の中心軸から偏心していることを特徴とする請求項６記載の穿刺用術中探触子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、腹腔中の臓器に超音波振動子送受波面を接触させて、超音波診断装置で臓器の断面画像を観察しながら穿刺針が患部へ正確に穿刺されるように超音波振動子部を屈曲させることのできる穿刺用探触子の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の穿刺用探触子は、先の方の振動子部３０が屈曲しない図５に示すような棒状の探触子３２であり、その振動子３１の送受波面は軸方向に対して垂直面になるように固定されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２８０６８５号公報（図１）
【０００４】
超音波ビームの走査はセクタ走査３３であり、これに対応するセクタ画像が診断装置画面上に現れる。穿刺針３４の穿刺は探触子３２に沿って行われる。従って、セクタ画像中の探触子に沿った位置および方向に穿刺ガイドラインを表示しておき、この穿刺ガイドラインが臓器の患部を通過するように探触子３２の傾きを加減して穿刺することにより的確に患部へ穿刺できることになる。
【０００５】
このような棒状の探触子３２は振動子３１の送受波面の向きが固定されているため、臓器への探触子３２の接触向き或いは接触位置を変えようとするときは腹腔へ挿入した棒状探触子自体の向きを変えなければならず、患者に対して少なからず苦痛を与えるという問題がある。
【０００６】
そこで、本願発明者は、腹腔内において、振動子部だけの屈曲が可能な探触子を用い且つ診断装置画面上に穿刺ガイドラインを表示させることを発明した。従来の、振動子部が屈曲する形の探触子は、図６に示すように、その屈曲部は、駒３５の連結構造となっており、操作部３６のプーリ３７に掛け渡されたワイヤ３８が、連結された駒３５の両側を通りその先端が屈曲部先端部材３９に固定されており、プーリ３７を廻すことによって引っ張られたワイヤ側の方へ屈曲する（例えば特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献２】
特開昭５６−８９２２９号（１頁右欄１２〜２頁右上欄６行、第１図）
【０００８】
即ち、図６において、図示されていない操作用のハンドル、レバー或いはつまみにより、プーリ３７を右へ回すと振動子部３０が水平に近くなる方に屈曲し、プーリ３７を左へ回すと振動子部３０が垂直に近くなる方に戻るということである。
このような屈曲可能の探触子を用い、探触子の挿入筒部４０に沿って穿刺を行う場合に、超音波診断装置の画面上に穿刺針の穿刺ラインを示すガイドラインを表示しておくと、そのガイドラインが臓器の患部像を通るように振動子部３０の装置および屈曲角度を調整することにより穿刺針が確実に患部に穿刺されることになる。
【０００９】
そこで、前記プーリ３７の回転と連動して回転する角度検出器（例えばエンコーダ）を設けてその角度信号を送るようにすることを考えた。
こうすることにより画面上、送受波面に対応する送受波線に対して、穿刺針が穿刺される方向にガイドラインを表示させることができる。
【００１０】
今、図４の（ａ）のように、挿入筒部に沿って穿刺が行われるようになっている屈曲可能の探触子を腹腔に挿入し、振動子部３０の送受波面を臓器４５に密着させて、超音波の送受波を行ったときに得られる画像は（ｂ）のように上辺が送受波面に対応する送受波線４１となる。
従って、送受波面と穿刺の方向とのなす屈曲角がθとすれば、（ｂ）の画面上でも送受波線４１に対しθの角度方向が穿刺針３４の穿刺方向を示すことになる。探触子から送られて来た角度情報に基いて、右辺からこの方向に線が表示されるようにしておくと、これが穿刺のガイドライン４２ということになる。
【００１１】
従って、画像を見ながらガイドライン４２が臓器像４３中の患部像４４を通るように探触子の位置および振動子部の屈曲を操作しそのうえで穿刺することにより、患部に対し正確に穿刺することができ、患部の組織採取や、患部への薬剤注入等が的確に行うことができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、腹腔内で振動子部を屈曲させようとする場合には、振動子部の屈曲させようとする側（図４では上面側）にある臓器の荷重がかかり、ワイヤに引張力がかかる。このためワイヤが伸びて、振動子部の実際の屈曲角度よりも、角度検出器での検出角度が大きくなり、真の屈曲角度が検出されず、超音波診断装置の画像上の穿刺針のガイドラインが真の方向を示さなくなる。
【００１３】
このワイヤの伸びは、振動子部にかかる荷重が大なるほど大きくなり一定せず、また長期の使用により無荷重時における長さ自体が伸びてしまうということがあり、いずれにしても画像上のガイドラインが真の穿刺方向を示さなくなるという問題がある。
【００１４】
本発明の目的は、かかる従来技術の問題点に鑑みて、探触子の振動子部にかかる荷重にかかわらず、振動子部の屈曲角度を正確に検出して、超音波診断装置の画面上のガイドラインの方向が正確に表示されるようにする穿刺用術中探触子を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の穿刺用術中探触子は以下の各構成を有する。
第１の構成は、屈曲操作回動軸を具備する操作部と、それに続く挿入筒部と、挿入筒部の先に連なり挿入筒部に対して屈曲可能な振動子部を具備する穿刺用術中探触子において、その屈曲操作機構が、挿入筒部内に長手方向に延びる回転軸（回転力伝達シャフト）を有し、該回転軸の操作部側の端部と振動子部側の端部に歯車が固定され、操作部側の端部に固定された歯車には前記屈曲操作回動軸に連結された歯車が噛み合い、振動子部側の端部に固定された歯車には、振動子部の屈曲軸に連結された歯車が噛み合って、前記屈曲操作回動軸の回動が振動子部の屈曲軸に伝達され、振動子部が屈曲可能となることを特徴とする穿刺用術中探触子である。
【００１６】
第２の構成は、前記第１の構成において、前記各歯車が傘歯車であることを特徴とする穿刺用術中探触子である。
【００１７】
第３の構成は、前記第１の構成において、前記回転軸の操作部側の端部に固定された歯車およびこれと噛み合う屈曲操作回動軸に連結された歯車は互いに軸平行の歯車であり、振動子部側の端部に固定された歯車およびこれと噛み合う振動子部の屈曲軸に連結された歯車は傘歯車であることを特徴とする穿刺用術中探触子である。
【００１８】
第４の構成は、前記第１、第２又は第３の構成において、前記屈曲操作回動軸または回転軸の回動角度を検出しその角度信号を出力する回動角検出手段を具備することを特徴とする穿刺用術中探触子である。
【００１９】
第５の構成は、前記第１、第２、第３又は第４の構成において、挿入筒部に対して振動子部が屈曲する屈曲部分は液体の浸入を防止するよう伸縮性のある部材で被覆保護したことを特徴とする穿刺用術中探触子である。
【００２０】
第６の構成は、前記第１ないし第５のいずれかの構成の穿刺用術中探触子の挿入筒部の外側に穿刺針の穿刺を案内する穿刺針溝を設けた穿刺ガイド管を設けたことを特徴とする穿刺用術中探触子である。
【００２１】
第７の構成は、前記第６の構成において、穿刺ガイド管に穿刺針溝が設けられていることにより穿刺ガイド管の中心軸が挿入筒部の中心軸から偏心していることを特徴とする穿刺用術中探触子である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、屈曲角度操作部分から屈曲部への回動力伝達手段として、従来のようにワイヤによるのではなく、歯車と回転力伝達シャフトのような剛体部材による構成とし、ワイヤを用いたときのような伸びの問題を排除しようとするものである。
操作部から屈曲部までの回動力の伝達は、探触子の挿入筒部内に納められた回転力伝達シャフトにより行う。部材としては捩れの生じない剛体を用いる。
【００２３】
屈曲角度の操作は、探触子の操作部に設けられた操作用のハンドル、レバーあるいはつまみ等によって操作する。
操作によって生じた回動力を回転力伝達シャフトへ伝達する手段は圧縮、伸長、捩れ、曲げの生じない剛体の歯車機構による。
この歯車機構は、ハンドル等の回動軸と回転力伝達シャフトの回転軸が平行な場合には平歯車機構となるし、平行でない場合には、そのなす角度に応じた傘歯車機構を用いることになる。
屈曲部においては回転力伝達シャフトの中心軸と振動子部の屈曲軸は方向が直角となるから傘歯車機構で連結することとなる。
【００２４】
このように、剛体の歯車機構および回転力伝達シャフトにより構成されているので、操作部のハンドル等の回動軸の回動角と振動子部の屈曲角度はずれや伸縮のない正確な対応関係にあることになる。
【００２５】
従って、操作部のハンドル等の回動軸或いは回転力伝達シャフトの回動角を検出する回動角検出手段の出力する角度信号は正確に振動子部の屈曲角度に対応したものとなり、この角度信号に基づいて、超音波診断装置の画面上に表示された穿刺のガイドラインは正確なものとなる。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明の穿刺用術中探触子の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の探触子の実施例の概略構成図である。探触子は４つの部分から構成されている。図の上から操作部１６、挿入筒部６、屈曲部１７および振動子部１２である。操作部１６は、屈曲操作回動軸１に固定された傘歯車３と回転力伝達シャフト４に固定された傘歯車２が噛み合っている。屈曲操作回動軸１には図示されていない屈曲操作用のハンドル、つまみ或いはレバーが設けられており、それを操作することにより傘歯車３が回動し、その回動が傘歯車２を介して回転力伝送シャフト４へ伝えられる。回転力伝達シャフト４は挿入筒部６の内部に設けられており、その下方には傘歯車７が固定されている。この傘歯車７には、屈曲軸１８に固定された傘歯車８が噛み合っている。
【００２７】
従って、操作部１６の屈曲操作用のハンドルを回すことにより屈曲軸１８が回動することになる。屈曲軸１８には連結桿１１が固定されており、その連結桿１１に振動子部１２が固定されている。
従って、振動子部は屈曲軸１８を中心にして屈曲することになる。
【００２８】
以上のように、本発明の探触子では屈曲操作による回動力の伝達を剛体からなる歯車およびシャフトにより行っているので、屈曲操作回動軸の回動と屈曲軸の回動の間にはずれや伸縮は発生せず、そのため屈曲軸の回動角は屈曲操作回動軸の回動角を検出することにより正確に検出することができる。
【００２９】
傘歯車７、同８および連結桿１１の部分は、体液等の浸入を防止するように挿入筒部６から振動子部１２へかけて屈曲自在の金属蛇腹１０および湾曲ゴム９で覆われている。
【００３０】
挿入筒部６は円筒状をしており、その外側には穿刺針溝１９が設けられた穿刺針ガイド筒５がはめられており、穿刺針１５はこの穿刺針溝１９に沿って体内へ穿刺される。
【００３１】
図の（ａ）のＡ−Ａ断面を（ｂ）に示す。
挿入筒部６の中心と穿刺針ガイド筒５の中心は、穿刺針溝１９を設けたことにより偏心していることが分かる。
これにより、穿刺針溝１９を設けたことによるスペースの無駄を少なくしている。振動子部１２には、多数の振動子素子が送受波面２０を形成する振動子１３が設けられている。各振動子素子からの多数の配線１４は束ねられて屈曲部１７を経て、筒状になっている回転力伝達シャフト４の内部を通りケーブル２８となって図示されていない超音波診断装置へ接続される。
【００３２】
この探触子は、トラカールを用いて、挿入筒部の途中迄腹腔内に入りそれより上は体外にあり、操作部１６で振動子部１２の屈曲角度を操作することになる。
【００３３】
図２は、操作部１６の部分図である。
屈曲操作回動軸１には、回動角検出手段である光エンコーダ２１のエンコーダディスク２２が固定されている。ハンドル２９を回動すると屈曲操作回動軸１が回動し、その回動は傘歯車３、同２、回転力伝達シャフト４を介して図１の屈曲軸１８へ伝えられるとともにエンコーダディスク２２も回動し、結局光エンコーダ２１で屈曲軸１８の回動角を検出することができる。
【００３４】
従って、例えば図３において、穿刺針１５と送受波面２０のなす角θが０度のときの光エンコーダ２１の出力を初期値或いは基準値としておけば、以後、光エンコーダからは任意の角度θに対応する角度信号が得られる。また光エンコーダ２１は回転力伝達シャフトに設けてもよい。
この角度信号をケーブル２８によって、超音波受波信号とともに超音波診断装置２４へ送ることにより、ディスプレイ２７の画面上に、探触子の送受波面２０に対応する送受波線２５を上辺とし、超音波視野２３を示す点線を左右両辺とする画像を描かせその画像中に穿刺針１５が突き進む径であることを示すガイドライン２６を表示することができる。
【００３５】
ガイドライン２６の右辺における始点は、穿刺針１５と、超音波視野２３を区画する点線との交点位置Ｐに対応するが、振動子部１２の屈曲軌跡は定まっており交点位置Ｐは角度θの関数として表わされるから、角度θの情報を送ることによりガイドライン２６の始点も定まる。
このように、ディスプレイ２７上のガイドライン２６は穿刺針の穿刺径路を示すものであるから、画像上に患部を表示させ、ガイドライン２６がこの患部を通過するように、臓器に対する振動子部１２の位置や、挿入筒部６の傾きを変えて屈曲角θを変えることにより従来よりも患者の苦痛を少なくして患部に対する正確な穿刺が可能となる。
【００３６】
図２の例は、屈曲操作回動軸１と回転力伝達シャフト４が直交しているが、傘歯車の歯の傾斜を変えて直交以外の角度でもよいし、更に傘歯車に代えて平歯車を用いて屈曲操作回動軸１が回転力伝達シャフトと平行になるようにしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の穿刺用術中探触子は、操作部から屈曲部への屈曲回動力の伝達を剛体からなる歯車およびシャフトにより行うようにしたので、屈曲操作回動軸の回動と屈曲軸の回動との間にはずれや伸縮は発生せず、そのため、屈曲軸の回動角は屈曲操作回動軸又は回転力伝達シャフトの回動角を検出することにより検出することができ、従って、屈曲操作回動軸又は回転力伝達シャフトの回動角を回動角検出手段で検出し、この角度情報を超音波診断装置へ送ることにより、該装置のディスプレイ上の臓器を示す画像上に穿刺針の進入経路を示すガイドラインを表示することができ、従って、このガイドラインが、臓器中の患部の映像を通過するように臓器に対する振動子部の位置や挿入筒部の傾きを変えて屈曲角θを変えることにより、従来よりも患者の苦痛を少なくして患部に対する正確な穿刺が可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明探触子の実施例の構成を示す図である。
【図２】図１の操作部の一例の構成を示す図である。
【図３】本発明探触子の屈曲角度と超音波診断装置の画像のガイドラインの関係を説明する図である。
【図４】本発明の探触子を人体に用いたときの超音波診断装置画像の表示説明図である。
【図５】従来用いられている棒状探触子の一例を示す図である。
【図６】従来の、振動子部が屈曲する探触子の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  屈曲操作回動軸
２  傘歯車
３  傘歯車
４  回転力伝達シャフト
５  穿刺針ガイド筒
６  挿入筒部
７  傘歯車
８  傘歯車
９  湾曲ゴム
１０  金属蛇腹
１１  連結桿
１２  振動子部
１３  振動子
１４  配線
１５  穿刺針
１６  操作部
１７  屈曲部
１８  屈曲軸
１９  穿刺針溝
２０  送受波面
２１  光エンコーダ
２２  エンコーダディスク
２３  超音波視野
２４  超音波診断装置
２５  送受波線
２６  ガイドライン
２７  ディスプレイ
２８  ケーブル
２９  ハンドル
３０  振動子部
３１  振動子
３２  探触子
３３  セクタ走査
３４  穿刺針
３５  駒
３６  操作部
３７  プーリ
３８  ワイヤ
３９  屈曲部先端部材
４０  挿入筒部
４１  送受波線
４２  ガイドライン
４３  臓器像
４４  患部像
４５  臓器
【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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【図６】
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