(57)【要約】【課題】プローブ本体に穿刺針が装着される穿刺用超音波プローブにおいて、術者が穿刺針を患者の正確な位置に刺入することができる穿刺用超音波プローブを提供することである。【解決手段】プローブ本体１１と、前記プローブ本体１１に装着される穿刺針３と、を有する穿刺用超音波プローブ１であって、前記プローブ本体１１に設ける音響素子アレー１２の中心が、前記プローブ本体１１の中心鉛直線からプローブに装着される前記穿刺針３方向側へ配置されている。【選択図】図３
2007159653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブ本体と、
前記プローブ本体に装着される穿刺針と、
を有する穿刺用超音波プローブであって、
前記プローブ本体に設ける音響素子アレーの中心が、前記プローブ本体の中心鉛直線からプローブに装着される前記穿刺針側に配置されている
穿刺用超音波プローブ。
【請求項２】
前記音響素子アレーがコンベックス型に配置されている請求項１に記載の穿刺用超音波プローブ。
【請求項３】
前記プローブ本体に着脱可能な着脱部を有し、前記着脱部に設けた規定部の孔部に前記穿刺針を設けることにより、前記穿刺針が前記プローブ本体に装着される請求項１に記載の穿刺用超音波プローブ。
【請求項４】
前記音響素子アレーが超音波を放射する画角をＦ，前記音響素子アレーのスキャン中心方向と前記プローブ本体の中心鉛直線とがなす角度をαとした場合、以下の、
０＜９０°−（Ｆ／２＋α）＜１５°
の関係を満たす請求項１に記載の穿刺用超音波プローブ。
【請求項５】
プローブ本体と、
前記プローブ本体に装着される穿刺針と、
を有する穿刺用超音波プローブを備えた超音波診断装置であって、
前記穿刺用超音波プローブの前記プローブ本体に設ける音響素子アレーの中心が、前記プローブ本体の中心鉛直線からプローブに装着される前記穿刺針側に配置されている
超音波診断装置。
【請求項６】
前記超音波プローブの前記音響素子アレーがコンベックス型に配置されている請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記超音波プローブの前記プローブ本体に着脱可能な着脱部を有し、前記着脱部に設けた規定部の孔部に前記穿刺針を設けることにより、前記穿刺針が前記プローブ本体に装着される請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記超音波プローブの前記音響素子アレーが超音波を放射する画角をＦ，前記音響素子アレーのスキャン中心方向と前記プローブ本体の中心鉛直線とがなす角度をαとした場合、以下の、
０＜９０°−（Ｆ／２＋α）＜１５°
の関係を満たす請求項５に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穿刺用超音波プローブ及び穿刺用超音波プローブを備えた超音波診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
注射針等の穿刺針を生体内に刺入して、腫瘍などの組織の採取や、薬剤の局所投与などを行う穿刺術が行われている。このような穿刺術は、大出血を起こす危険性のある血管などの損傷を避けるために、或いは、目的である腫瘍などの組織を確実に穿刺するために、一般的には、超音波診断装置によって作成される断面画像を参照しながら行われている。
【０００３】
このように超音波診断装置によるガイドの下で穿刺術を施す場合には、穿刺用の超音波プローブを用いて、生体接触面であるプローブ面（超音波照射面であり、超音波検出面でもある）の中央部分に設けられたガイド孔から穿刺針を生体内に刺入する方法と、診断用の超音波プローブに穿刺用のアダプタを取り付けて、この穿刺用アダプタに支持される穿刺針を生体接触面であるプローブ面の端部近傍から生体内に刺入する方法とがある。
【０００４】
ところで、前者のプローブ面の中央部分に設けられたガイド孔から穿刺針を生体内に刺入する方法で使用する穿刺用の超音波プローブは、プローブ面の中央部分、即ちプローブ本体の中心鉛直線上から断面画像を撮影することができ、そのため映像が鮮明であり、鮮明な断面画像を見ながらプローブ本体の把持部中心線上から穿刺針を生体内に刺入することができ、生体に対し安全に穿刺針を刺入できる利点がある。しかし、プローブ面の中央部分に設けられた穿刺針ガイド孔の直下に位置する部分の画像データ収集ができないことから、断面画像の上辺中央部付近に画像の欠損部分（死角）が生じ、穿刺以外の超音波検査には適さないという欠点がある。従って、一般的な超音波検査を行うために診断用の超音波プローブを別に用意する必要があり、非経済的である。
【０００５】
このような理由から、実際には後者の、診断用超音波プローブに穿刺用アダプタを取り付け、穿刺術が行われる場合が多い（例えば、特許文献１参照）。
この穿刺用のアダプタ（以下アダプタということがある）が診断用の超音波プローブ（以下、簡単のために超音波プローブという）に取り付けられた形態を特許文献１の図面を引用した図１に示す。図１はプローブ１０１とアダプタ２とを組み立てた状態を示す斜視図である。なお、穿刺用の超音波プローブには、プローブ面１３が曲面形状を成すコンベックス型のものと、プローブ面が平面形状を成すリニア型のものとがあるが、図においては、コンベックス型のものを例示している。
【０００６】
図１に示すように、アダプタ２は、超音波プローブ１０１の本体１１１に対して着脱可能に固定され、穿刺針３の位置を超音波プローブ１０１のスキャン軸上に規定し、穿刺針３が常に超音波診断装置において作成される断面画像に表示されるように構成されている。
このような構成において、穿刺針３は、穿刺用アダプタ２に設けられた孔部２１によって導かれて、超音波プローブ１０１のプローブ面１３の端部近傍から生体内に刺入される。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１４７９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
超音波プローブ１０１は、プローブケーブル１４を通じて、図示しない超音波診断装置に接続されており、この超音波診断装置において作成される画面上には、例えば図２に示すように、断層画像５と穿刺マーカー５１とが表示される。術者は、この穿刺マーカー５１によって穿刺針３が刺入されるであろう経路が表示されるために、大出血を起こす危険性のある血管などを避けて、或いは、目的である腫瘍などの組織に対して、正確に穿刺針３を刺入することができる。穿刺マーカー５１は図示しないセンサにより生体表面に対する穿刺針３の角度が検出されることで、穿刺針３が刺入されるであろう経路が決定されて、自動的に画像５の面上に表示されるようになっている。
【０００９】
図２は従来の超音波プローブ１０１の断面と、このプローブ１で撮像される画面の説明図で、穿刺針３は図を省略するアダプタに取り付けられ、このアダプタは超音波プローブ本体１１１に取り付けられている。超音波プローブ本体１１１の先端には音響素子アレー１２が設けられている。音響素子アレー１２は複数個の音響素子がコンベックス型に並べられ、該音響素子アレー１２の中心の点Ｐを通る音響素子アレーの中心軸１５はプローブ本体（把持部）１１１の中心鉛直線１６に対して図面の左右に対称に配置されている。音響素子アレーの中心軸１５は音響素子アレーが超音波を照射する所定の画角の中心となる。
【００１０】
このような装置を用いて穿刺術を行う場合は、超音波プローブ１０１を生体４に対して必要により角度を変えながらスキャンする。しかし、プローブ本体１１１にアダプタ２が装着されているときにはプローブ本体（把持部）１１１をアダプタ２側に傾斜させる角度がアダプタ２によって規制され、図２に示すようにアダプタ２側に位置する断層画像５の映像に部分的に画像の乱れが生じ、画像に不鮮明となる死角５２ができることがある。そのため、穿刺針を、画像を見ながら正確な位置にできなくなるという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、穿刺術者が穿刺針を患者の正確な位置に刺入することができる穿刺用超音波プローブおよびかかる穿刺用超音波プローブを備えた超音波診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記問題点を解決するために、本発明の穿刺用超音波プローブは、プローブ本体と、前記プローブ本体に装着される穿刺針と、を有する穿刺用超音波プローブであって、前記プローブ本体に設ける音響素子アレーの中心が、前記プローブ本体の中心鉛直線からプローブに装着される前記穿刺針側に配置されている。
【００１３】
また、本発明の超音波診断装置は、プローブ本体と、前記プローブ本体に装着される穿刺針と、を有する穿刺用超音波プローブを備えた超音波診断装置であって、前記穿刺用超音波プローブの前記プローブ本体に設ける音響素子アレーの中心が、前記プローブ本体の中心鉛直線からプローブに装着される前記穿刺針側に配置されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の穿刺用超音波プローブによれば、音響素子アレーの中心をプローブに装着される穿刺針側へ配置させることで、穿刺針を鮮明な画像を見ながら正確な位置に刺入することができる。また、本発明の超音波診断装置では、その装置に備えられた穿刺用超音波プローブの穿刺針を超音波診断装置の鮮明な画像を見ながら正確な位置に刺入することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る穿刺用超音波プローブの一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
図３は穿刺用超音波プローブ１の超音波を発生する先端部分の断面図であり、プローブ本体１１とアダプタ２とを組み立てた状態を示している。なお、図３は穿刺用超音波プローブ１の先端部分の断面図であるが、全体の斜視図については、図１に示した従来技術の超音波プローブと共通するので図示を省略する。
【００１６】
図３に示すように、超音波プローブ１に超音波プローブ用穿刺アダプタ２が着脱自在となるように取り付けられている。アダプタ２はプローブ本体１１に着脱する着脱部２２と、穿刺針３を超音波プローブ１による超音波の走査線上に規定するための規定部２３とから構成されている。アダプタ２の着脱部２２は超音波プローブ１のプローブ本体１１に挿入固定され、規定部２３に設けた穿刺針３を挿入可能な孔部２１に穿刺針が取り付けられ、アダプタ２を超音波プローブ１に取り付けることで、穿刺針３の位置決めが行われるようになっている
【００１７】
このように、超音波プローブ本体１１に超音波プローブ用穿刺アダプタ２を取り付け、穿刺術を行う場合、超音波プローブ１を生体４に対してその表面を接触させるだけで画像を観察すると図４に示すよう断層画像５と穿刺マーカー５１とが表示され、穿刺針３を刺入する経路が表示されるため、術者はこの穿刺マーカー５１によって穿刺針３を刺入することができる。
【００１８】
穿刺術者は患者の疾患部を探査するためにプローブ１のプローブ本体１１を把持して患者の生体を移動させ、或いはプローブ本体１１の軸線を傾斜させて患部を探す。ここで、このプローブ本体１１を傾斜させて患部を探索するときに、プローブ本体１１に装着のアダプタ２によってプローブ本体の傾斜角度が抑制され、場合によっては疾患部の探索に死角５２ができ（図２参照）、穿刺針３の刺入に支障をきたすことがある。
【００１９】
本発明は上述した死角を解消したものである。
本実施形態の超音波プローブ１は図３及びプローブ先端の音響素子アレー１２の配列と、該音響素子アレー１２から発信される超音波照射方向を示す図４に示すように、音響素子アレー１２の中心の点Ｐを、プローブ本体１１の中心鉛直線１６からプローブに装着される穿刺針３方向側へ配置させている。より具体的には、図４に示したように超音波を照射する音響素子アレー１２のスキャン中心となる音響素子アレー１２の中心の点Ｐを通る音響素子アレーの中心軸１５をプローブ本体（把持部）１１の鉛直線１６から一定角αだけアダプタ２方向（穿刺針３方向）に傾けている。図４では音響素子アレーの中心軸１５のプローブ本体１１の中心鉛直線１６からの角度αを約１５°傾けている。ここでスキャン中心とは、一般的には所定の画角でもって音響素子アレー１２が超音波を放射する角度の二等分線である。
【００２０】
このように音響素子アレーの中心軸１５をプローブ本体１１の鉛直線１６から穿刺針３方向に角度αでもって傾けることにより、プローブ本体（把持部）１１の傾斜角度がアダプタ２によって規制されても、アダプタ２に装着の穿刺針３の位置と音響素子アレー１２で得られる画像５との間に死角がなくなるように画像５を撮影することが可能となり、即ち、前記図２に示す死角５２が解消し、映像が非常に鮮明となる。したがって、目的とする患部を外すことなく、患者に負担をかけることなく正確安全に穿刺術を施すことができる。
【００２１】
ところで、映像に死角をなくし、鮮明な画像を得るために、音響素子をふんだんに使用し、チャンネル数を増加する方法が考えられるが、チャンネル数を多くすることは診断装置の構造を複雑化し、経費の増額となって機器の価格を高騰させ、メンテナンスの点でも得策ではない。
本発明は、必要最低限の音響素子により、穿刺術者に正確なデータ（画像）を提供し、穿刺針３を刺す方向の死角を解消し、穿刺針３を刺す方向に鮮明な映像を得ることができる超音波プローブである。即ち、本発明は音響素子アレー１２のチャンネル数を現存の機器と変えることなく、音響素子アレー１２の中心の位置をプローブに装着される穿刺針側の方向に傾けたものである。このように、本発明の超音波プローブ１では、音響素子のチャンネル数を従来の超音波プローブと同じ音響素子の数で、音響素子アレー１２の中心をプローブに装着される穿刺針側へシフトすることで、穿刺針侵入方向の画像の鮮明度を向上し、疾患を明確に捉えて安全に穿刺針を刺し込むことができる。
【００２２】
音響素子アレー１２のスキャン中心の方向（音響素子アレーの中心軸１５の方向）をプローブ本体１１の中心鉛直線１６と傾ける角度αは患者の生体、針３を刺す生体４の位置等により一概には決められないが、一例として、音響素子アレー１２が超音波を放射する画角をＦとすると、
０＜９０°−（Ｆ／２＋α）＜１５°
となるように設計することが望ましい。このようにすることで、音響素子アレー１２のチャンネル数を少なくして画角Ｆが小さくなった場合であっても、音響素子アレー１２のスキャン中心の方向をプローブ本体１１の中心鉛直線１６と傾ける角度αを大きくすれば、穿刺針３を刺す方向の死角を解消することができるためである。すなわち、角度αが大きくなれば、Ｆの角度をなす画角の端が穿刺針３の方へ被るようになるためである。
【００２３】
このように音響素子アレー１２の中心の点Ｐを通る音響素子アレーの中心軸１５を変化することにより図４に示すように死角が取り除かれて針を刺す位置が鮮明に映し出され、針を正確かつ安全に刺すことができる。なお、図４における穿刺マーカー５１は図示しないセンサにより生体表面に対する穿刺針３の角度が検出されることで、穿刺針３が刺入されるであろう経路を決定し、自動的に画像５上に表示されるように構成されている。
【００２４】
以上説明した超音波プローブ１を備えた超音波診断装置の例について図５を参照しながら説明する。図５に示した超音波診断装置６では、超音波プローブ１、送受信部７、Ｂモード信号生成部８ａ、Ｄモード信号生成部８ｂ、ＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｃａｎ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）９、表示部１０とを有している。
【００２５】
図５に例示した超音波診断装置６はパルスドップラー法を利用して被検体の診断を行うものである。この超音波診断装置６では、超音波プローブ１から被検体に対する超音波の送信と、被検体に送信されて反射したエコー信号の受信を、超音波プローブ２に接続された送受信部７を介して行う。Ｂモード信号生成部８ａは送受信部７より受けたエコー信号に基づきＢモード用データを生成する。そして、Ｄモード信号生成部８ｂは、超音波プローブ２において受信したエコー信号と被検体に向けて送信した超音波パルスの信号に基づいて反射された超音波パルスの周波数の変化分を求め、ドップラー信号を生成する。
【００２６】
ＤＳＣ９は、Ｂモード信号生成部８ａにより生成されたＢモード用データに基づいてＢモード画像を生成したり、Ｄモード信号生成部８ｂにより生成されたドップラー信号に基づいてＤモード画像を生成し、これらの生成画像を表示部１０において表示させる。上記の超音波診断装置６では、通常使用される超音波診断装置の穿刺用超音波プローブを本発明に係る穿刺用超音波プローブ１に置き換えたものである。
【００２７】
しかし、図５に示した超音波診断装置６では、穿刺用超音波プローブ１のプローブ本体に１１に設けられた音響素子アレー１２の中心を、プローブ本体１１の中心鉛直線からプローブに装着される穿刺針３側へ配置させている穿刺用超音波プローブを使用している。
そのため、超音波診断装置６のオペレータは、その装置に備えられた穿刺用超音波プローブ１の穿刺針３を超音波診断装置６の表示部１０に表示された鮮明な画像を見ながら正確な位置に安全に刺入することができるようになる。
【００２８】
上記はコンベック型の素子アレーについて説明したが、リニア型の素子アレーに本発明を適用できる。本発明に係る穿刺用超音波プローブ、アダプタの外形形状は任意であり、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、他の形態を採ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の超音波プローブと穿刺針用アダプタを表す斜視図である。
【図２】従来の超音波プローブの音響素子アレーからの超音波照射方向を示す説明図である。
【図３】本発明の超音波プローブと穿刺針用アダプタを表す断面図である。
【図４】本発明の超音波プローブの超音波素子アレーからの超音波照射方向を示す説明図である。
【図５】本発明の超音波プローブを使用した超音波診断装置の構成図を示したものである。
【符号の説明】
【００３０】
１…超音波プローブ、１１…プローブ本体（把持部）、１２…音響素子アレー、１５…音響素子アレーの中心軸、１６…プローブ本体の中心鉛直軸、２…穿刺針用アダプタ、２２…着脱部、３…穿刺針、４…生体、５…画像、５１…マーカー、５２…死角、６…超音波診断装置、７…送受信部、８ａ…Ｂモード信号生成部、８ｂ…Ｄモード信号生成部、９…ＤＳＣ、１０…表示部
【図１】
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【図２】
2007159653.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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