JP5179083B2 - Ultrasonic probe and ultrasonic imaging apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、探触子部に装着される穿刺ガイドアタッチメント(guide attachment)を用いて、被検体に穿刺針の刺入を行う超音波プローブ(probe)および超音波撮像装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic probe (probe) and an ultrasonic imaging apparatus for inserting a puncture needle into a subject using a puncture guide attachment attached to a probe unit.
近年、超音波撮像装置は、被検体の患部組織を,穿刺針を用いて抽出する生検において、穿刺針の刺入をリアルタイム(real time)で監視することに用いられる(例えば、特許文献1参照)。ここで、穿刺針は、超音波撮像装置で取得される撮像断面に沿って刺入され、穿刺針のBモード(mode)画像を観察しつつ確実な刺入が行われる。しかし、穿刺針は、被検体内でしばしば湾曲するものであり、直線的な刺入には困難が伴う。特に、穿刺針が、被検体の表面に対して斜め方向から刺入される場合には、この湾曲は、一層大きなものとなり、穿刺針が撮像断面から外れた位置に刺入されることも生じる。 In recent years, an ultrasonic imaging apparatus is used for monitoring the insertion of a puncture needle in real time in a biopsy in which affected tissue of a subject is extracted using a puncture needle (for example, Patent Document 1). reference). Here, the puncture needle is inserted along an imaging cross section acquired by the ultrasonic imaging apparatus, and reliable insertion is performed while observing a B-mode image of the puncture needle. However, the puncture needle is often curved in the subject, and it is difficult to perform linear insertion. In particular, when the puncture needle is inserted from an oblique direction with respect to the surface of the subject, this curvature becomes even larger, and the puncture needle may be inserted at a position outside the imaging section. .
この湾曲現象は、穿刺針を、被検体の表面に概ね直交する方向から刺入することにより緩和される。この場合、超音波プローブとしては、撮像範囲が扇形の形状を有するものが用いられる。例えば、コンベックスプローブ(convex probe)またはセクタプローブ(sector probe)は、圧電素子アレイ(array)の配列位置を配列方向に超えて、配列位置の外側にも撮像範囲が拡がっている。これらプローブでは、穿刺針とプローブの把持部は、概ね平行に配置され、撮像を行う超音波の照射方向と穿刺針の刺入方向とは、概ね同一方向を向く。そして、これらプローブは、撮像を行う際にも、扇形の形状をなす撮像範囲の周辺近傍位置に穿刺針のBモード画像を描出し、穿刺針の監視を可能なものとする。
しかしながら、上記背景技術によれば、プローブの把持部と穿刺針とが近接した配置となり、穿刺針の操作がやりにくいものとなる。すなわち、穿刺針は、プローブの圧電素子が並ぶ開口部に近接する位置から、被検体に刺入される。従って、穿刺針は、プローブの把持部と近接して平行するものとなる。把持部と穿刺針とが近接して配置されることは、穿刺針の刺入を手動で行うオペレータ(operator)にとって、穿刺針が握りにくく、手技をやりにくくするものである。 However, according to the background art described above, the gripping portion of the probe and the puncture needle are arranged close to each other, making it difficult to operate the puncture needle. That is, the puncture needle is inserted into the subject from a position close to the opening where the piezoelectric elements of the probe are arranged. Therefore, the puncture needle is close to and parallel to the grip portion of the probe. Arrangement of the grip portion and the puncture needle close to each other makes it difficult for an operator who manually inserts the puncture needle to hold the puncture needle and to perform the procedure.
特に、穿刺針の刺入後、被検体患部組織の採取を行う場合には、穿刺針の端部に注射筒あるいはカッティングニードル(cutting needle)等の組織抽出器具が装着あるいは挿入される。この場合、穿刺針とプローブの把持部とが近接していることは、注射筒あるいはカッティングニードルの装着を困難にする要因となっていた。 In particular, when a subject diseased tissue is collected after insertion of a puncture needle, a tissue extraction device such as a syringe or a cutting needle is attached to or inserted into the end of the puncture needle. In this case, the proximity of the puncture needle and the probe gripping part is a factor that makes it difficult to attach the syringe barrel or the cutting needle.
これらのことから、穿刺針が刺入される際の方向性を維持しながら、穿刺針の操作性、特に生検を行う場合に用いられる付属品の穿刺針への装着を困難無く行える超音波プローブおよび超音波撮像装置をいかに実現するかが重要となる。 From these, while maintaining the directionality when the puncture needle is inserted, the operability of the puncture needle, in particular, an ultrasonic wave that can be easily attached to the puncture needle of accessories used for biopsy How to realize the probe and the ultrasonic imaging apparatus is important.
この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、穿刺針が刺入される際の方向性を維持しながら、穿刺針の操作性、特に生検を行う場合に用いられる付属品の穿刺針への装着を困難無く行える超音波プローブおよび超音波撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems caused by the background art, and maintains directional characteristics when the puncture needle is inserted, while performing operability of the puncture needle, particularly when performing a biopsy. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic probe and an ultrasonic imaging apparatus that can attach an accessory used to a puncture needle without difficulty.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第1の観点の発明にかかる超音波プローブは、超音波を照射する圧電素子部および把持部を有する探触子部と、前記探触子部に装着される穿刺ガイドアタッチメントと、を備える超音波プローブであって、前記穿刺ガイドアタッチメントは、前記探触子部の圧電素子が一次元配列される配列方向の端部近傍に配置され、平均的な前記照射の方向である主照射方向に穿刺針をガイドするニードルガイド、並びに、前記ニードルガイドおよび前記探触子部の相対位置を回転させ、前記把持部および前記穿刺針の間の間隙を変化させる間隙変化手段を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an ultrasonic probe according to a first aspect of the invention includes a probe unit having a piezoelectric element unit and a gripping unit for irradiating ultrasonic waves, and the probe. A puncture guide attachment attached to a part, wherein the puncture guide attachment is arranged in the vicinity of an end in an arrangement direction in which the piezoelectric elements of the probe part are arranged one-dimensionally, A needle guide that guides the puncture needle in the main irradiation direction, which is a typical irradiation direction, and the relative position of the needle guide and the probe unit is rotated so that the gap between the gripping part and the puncture needle is increased. It is characterized by comprising gap changing means for changing.
この第1の観点による発明では、穿刺ガイドアタッチメントは、ニードルガイドにより、探触子部の圧電素子が一次元配列される配列方向の端部近傍に配置され、平均的な照射の方向である主照射方向に穿刺針をガイドし、間隙変化手段により、ニードルガイドおよび探触子部の相対位置を回転させ、把持部および穿刺針の間の間隙を変化させる。 In the invention according to the first aspect, the puncture guide attachment is arranged in the vicinity of the end in the arrangement direction in which the piezoelectric elements of the probe part are one-dimensionally arranged by the needle guide, and the main illuminating direction is the average irradiation direction. The puncture needle is guided in the irradiation direction, and the relative position between the needle guide and the probe unit is rotated by the gap changing means to change the gap between the gripping part and the puncture needle.
また、第2の観点の発明にかかる超音波プローブは、第1の観点に記載の超音波プローブにおいて、前記間隙変化手段が、前記間隙を、前記穿刺針に組織抽出器具が装着される大きさに変化させることを特徴とする。 The ultrasonic probe according to the invention of the second aspect is the ultrasonic probe according to the first aspect, wherein the gap changing means is mounted on the gap and the tissue extraction instrument is mounted on the puncture needle. It is characterized by changing to.
この第2の観点の発明では、組織抽出器具を、穿刺針に装着可能とする。 In the invention of the second aspect, the tissue extraction instrument can be attached to the puncture needle.
また、第3の観点の発明にかかる超音波プローブは、第1の観点に記載の超音波プローブにおいて、前記探触子部が、コンベックスプローブであることを特徴とする。 The ultrasonic probe according to the invention of the third aspect is characterized in that in the ultrasonic probe according to the first aspect, the probe section is a convex probe.
また、第4の観点の発明にかかる超音波プローブは、第1ないし2の観点のいずれか一つに記載の超音波プローブにおいて、前記穿刺ガイドアタッチメントが、前記探触子部を前記配列方向に囲む帯状の固定部および前記固定部に機械的に接続され、前記ニードルガイドを保持するガイド保持部を備えることを特徴とする。 An ultrasonic probe according to a fourth aspect of the invention is the ultrasonic probe according to any one of the first to second aspects, wherein the puncture guide attachment has the probe portion in the arrangement direction. It is characterized by comprising a belt-shaped fixing portion that surrounds and a guide holding portion that is mechanically connected to the fixing portion and holds the needle guide.
この第4の観点の発明では、穿刺ガイドアタッチメントは、固定部により、探触子部に固定され、この固定部に機械的に接続されるガイド保持部により、ニードルガイドを保持する。 In the invention of the fourth aspect, the puncture guide attachment is fixed to the probe portion by the fixing portion, and the needle guide is held by the guide holding portion mechanically connected to the fixing portion.
また、第5の観点の発明にかかる超音波プローブは、第4の観点に記載の超音波プローブにおいて、前記ガイド保持部が、前記固定部を前記配列方向から挟み込むコの字型の断面を備えることを特徴とする。 The ultrasonic probe according to the fifth aspect of the invention is the ultrasonic probe according to the fourth aspect, wherein the guide holding part has a U-shaped cross section sandwiching the fixing part from the arrangement direction. It is characterized by that.
また、第6の観点の発明にかかる超音波プローブは、第5の観点に記載の超音波プローブにおいて、前記間隙変化手段が、前記固定部および前記ガイド保持部の前記配列方向に沿って接する2つ接面を、前記接面に沿って回転可能に接続する回転軸を備えることを特徴とする。
The ultrasonic probe according to the sixth aspect of the invention is the ultrasonic probe according to the fifth aspect, wherein the gap changing means is in contact with the fixing portion and the guide holding portion along the
この第6の観点の発明では、間隙変化手段は、回転軸により、固定部およびガイド保持部を回転可能に接続する。 In the sixth aspect of the invention, the gap changing means rotatably connects the fixed portion and the guide holding portion by the rotation shaft.
また、第7の観点の発明にかかる超音波プローブは、第6の観点に記載の超音波プローブにおいて、前記間隙変化手段が、前記固定部および前記ガイド保持部を、前記接面に沿った前記回転軸の周りの所定回転角度で半固定状態とするストッパーを備えることを特徴とする。 The ultrasonic probe according to the seventh aspect of the invention is the ultrasonic probe according to the sixth aspect, wherein the gap changing means moves the fixed portion and the guide holding portion along the contact surface. A stopper is provided that is semi-fixed at a predetermined rotation angle around the rotation axis.
この第7の観点の発明では、間隙変化手段は、ストッパーにより、固定部およびガイド保持部を、半固定状態とする。 In the seventh aspect of the invention, the gap changing means causes the fixing portion and the guide holding portion to be in a semi-fixed state by the stopper.
また、第8の観点の発明にかかる超音波プローブは、第7の観点に記載の超音波プローブにおいて、前記ストッパーが、前記固定部および前記ガイド保持部の前記配列方向に沿って接する2つの接面に存在する、互いに嵌合可能な凹凸であることを特徴とする。 The ultrasonic probe according to the invention of the eighth aspect is the ultrasonic probe according to the seventh aspect, wherein the stopper is in contact with two contacts along the arrangement direction of the fixed portion and the guide holding portion. It is the unevenness | corrugation which exists in a surface and can be mutually fitted, It is characterized by the above-mentioned.
また、第9の観点の発明にかかる超音波プローブは、第1ないし8の観点のいずれか一つに記載の超音波プローブにおいて、前記穿刺ガイドアタッチメントが、前記ニードルガイドおよび前記探触子部の相対位置の回転情報を検出する相対位置検出手段を備えることを特徴とする。 The ultrasonic probe according to the ninth aspect of the invention is the ultrasonic probe according to any one of the first to eighth aspects, wherein the puncture guide attachment is provided between the needle guide and the probe unit. Relative position detecting means for detecting rotation information of the relative position is provided.
この第9の観点の発明では、穿刺ガイドアタッチメントは、相対位置検出手段により、ニードルガイドおよび探触子部の相対位置の回転情報を検出する。 In the ninth aspect of the invention, the puncture guide attachment detects rotation information of the relative positions of the needle guide and the probe unit by the relative position detecting means.
また、第10の観点の発明にかかる超音波プローブは、第6および9観点に記載の超音波プローブにおいて、前記相対位置検出手段が、前記回転軸の回転角度を検出する回転計であることを特徴とする。 The ultrasonic probe according to the invention of the tenth aspect is the ultrasonic probe according to the sixth and ninth aspects, wherein the relative position detecting means is a tachometer that detects a rotation angle of the rotary shaft. Features.
また、第11の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、超音波を照射する圧電素子部および把持部を有する探触子部と、前記探触子部に装着される穿刺ガイドアタッチメントと、前記探触子部で取得される被検体のBモード画像情報を表示する表示部と、を備える超音波撮像装置であって、前記穿刺ガイドアタッチメントは、前記探触子部の圧電素子が一次元配列される配列方向の端部近傍に配置され、平均的な前記照射の方向である主照射方向に穿刺針をガイドするニードルガイド、並びに、前記ニードルガイドおよび前記探触子部の相対位置を回転させ、前記把持部および前記穿刺針の間の間隙を変化させる間隙変化手段を備えることを特徴とする。 An ultrasonic imaging apparatus according to an invention of an eleventh aspect includes a probe unit having a piezoelectric element unit and a gripping unit for irradiating ultrasonic waves, a puncture guide attachment attached to the probe unit, An ultrasonic imaging apparatus comprising: a display unit that displays B-mode image information of a subject acquired by a probe unit, wherein the puncture guide attachment includes a one-dimensional array of piezoelectric elements of the probe unit A needle guide for guiding the puncture needle in the main irradiation direction, which is an average direction of irradiation, and the relative position of the needle guide and the probe unit is rotated. And a gap changing means for changing a gap between the grip portion and the puncture needle.
また、第12の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第11の観点に記載の超音波撮像装置において、前記間隙変化手段が、前記穿刺針に組織抽出器具が装着される大きさに、前記間隙を変化させることを特徴とする。 The ultrasonic imaging apparatus according to the invention of the twelfth aspect is the ultrasonic imaging apparatus according to the eleventh aspect, wherein the gap changing means is sized so that the tissue extraction instrument is attached to the puncture needle. The gap is changed.
また、第13の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第11または12の観点に記載の超音波撮像装置において、前記探触子部が、コンベックスプローブであることを特徴とする。 An ultrasonic imaging apparatus according to a thirteenth aspect of the invention is characterized in that, in the ultrasonic imaging apparatus according to the eleventh or twelfth aspect, the probe section is a convex probe.
また、第14の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第11ないし13の観点のいずれか一つに記載の超音波撮像装置において、前記穿刺ガイドアタッチメントが、前記ニードルガイドおよび前記探触子部の回転情報を検出する相対位置検出手段を備えることを特徴とする。 An ultrasonic imaging apparatus according to a fourteenth aspect of the invention is the ultrasonic imaging apparatus according to any one of the eleventh to thirteenth aspects, wherein the puncture guide attachment is the needle guide and the probe. And a relative position detecting means for detecting rotation information of the part.
また、第15の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第14の観点に記載の超音波撮像装置において、前記表示部が、前記回転情報に基づいて、前記Bモード画像情報の表示位置を回転させることを特徴とする。 An ultrasonic imaging apparatus according to a fifteenth aspect of the invention is the ultrasonic imaging apparatus according to the fourteenth aspect, in which the display unit displays the display position of the B-mode image information based on the rotation information. It is made to rotate.
この第15の観点の発明では、表示部は、回転情報に基づいて、Bモード画像情報の表示位置を回転させる。 In the fifteenth aspect of the invention, the display unit rotates the display position of the B-mode image information based on the rotation information.
また、第16の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第15の観点に記載の超音波撮像装置において、前記表示位置の回転は、前記相対位置の回転の前後で、前記被検体の画像位置を変化させないことを特徴とする。 An ultrasonic imaging apparatus according to a sixteenth aspect of the invention is the ultrasonic imaging apparatus according to the fifteenth aspect, wherein the rotation of the display position is performed before and after the rotation of the relative position. The position is not changed.
本発明によれば、間隙変化手段により、ニードルガイドおよび探触子部の相対位置を変化させ、探触子部の把持部および穿刺針の間に存在する間隙の大きさを刺入後に変化させることとしているので、穿刺針に困難なく生検のツールを装着し、患部組織の抽出を行うことができる。 According to the present invention, the relative position between the needle guide and the probe unit is changed by the gap changing means, and the size of the gap existing between the gripping part of the probe unit and the puncture needle is changed after insertion. Therefore, the biopsy tool can be attached to the puncture needle without difficulty, and the affected tissue can be extracted.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる超音波撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
The best mode for carrying out an ultrasonic imaging apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
(Embodiment 1)
まず、本実施の形態1にかかる超音波撮像装置の全体構成について説明する。図1は、本実施の形態1にかかる超音波撮像装置100の全体構成を示すブロック(block)図である。この超音波撮像装置100は、超音波プローブ10、画像取得部102、画像表示制御部105、表示部106、入力部107および制御部108を含む。
First, the overall configuration of the ultrasonic imaging apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the ultrasonic imaging apparatus 100 according to the first embodiment. The ultrasonic imaging apparatus 100 includes an
超音波プローブ10は、超音波を送受信するための部分、つまり被検体1の撮像断面の特定方向に超音波を照射し、被検体1の内部から反射された超音波エコー(echo)を時系列的な音線として受信する。後に詳述するように、この超音波プローブ10には、電子走査方向に圧電素子が扇形に一次元配列される探触子部および穿刺ガイドアタッチメントを含む。
The
画像取得部102は、送受信部、Bモード処理部およびシネメモリ(cine memory)部等を含む。送受信部は、超音波プローブ10と同軸ケーブル(cable)によって接続されており、超音波プローブ10の圧電素子を駆動するための電気信号を発生する。また、送受信部は、受信した反射超音波エコー信号の初段増幅を行う部分でもある。
The
Bモード処理部は、送受信部で増幅された反射超音波エコー信号からBモード画像をリアルタイムで生成するための処理を行う部分である。シネメモリ部は、画像メモリ(memory)であり、Bモード処理部で生成されたBモード画像情報を蓄積する。 The B-mode processing unit is a part that performs processing for generating a B-mode image in real time from the reflected ultrasonic echo signal amplified by the transmission / reception unit. The cine memory unit is an image memory, and stores the B-mode image information generated by the B-mode processing unit.
画像表示制御部105は、Bモード処理部で生成されたBモード画像情報等の表示フレームレート(frame
rate)変換、並びに、画像表示の形状や位置制御を行うための部分である。
The image
rate), and a part for performing image display shape and position control.
表示部106は、CRT(Cathode Ray Tube)あるいはLCD(Liquid Crystal Display)等からなり、Bモード画像等の表示を行う。
The
入力部107は、キーボード(keyboard)等からなり、オペレータにより操作入力信号が入力される。入力部107は、例えば、Bモードによる表示の選択を行うための操作入力が行われ、スキャン(scan)開始等の情報が、制御部108に入力される。
The
制御部108は、入力部107から入力された操作入力信号および予め記憶したプログラム(program)やデータ(data)に基づいて、上述した超音波プローブを含む超音波撮像装置各部の動作を制御するための部分である。
The
図2は、超音波プローブ10の外観および撮像範囲を示す外観図である。超音波プローブ10は、探触子部であるコンベックスプローブ11、穿刺ガイドアタッチメント12および穿刺針13を含む。また、穿刺ガイドアタッチメント12は、固定部14、ガイド保持部15、回転軸35およびニードルガイド16を含む。なお、図2に示されたxyz軸座標は、後述する図に記載されたxyz軸座標と共通するものであり、図面相互の位置関係を示すものである。
FIG. 2 is an external view showing the external appearance and imaging range of the
探触子部であるコンベックスプローブ11は、圧電素子アレイを内蔵し、被検体1との接触面を含む圧電素子部20および、電子回路を内蔵し、オペレータにより把持される把持部21からなる。圧電素子部20は、被検体1との接触面が、扇形の局面になっており、この扇形の局面に沿って、一次元配列された圧電素子列が内蔵される。コンベックスプローブ11は、扇形に一次元配列された圧電素子列が発する超音波の照射方向の平均的な方向である主照射方向に、扇形の撮像範囲18を有する。この扇形の撮像範囲18は、被検体1の体表と直交する方向に刺入される穿刺針13の刺入経路を、Bモード画像として描出する。
The
把持部21は、アナログマルチプレクサ(analog multiplexer)等の電子回路が内蔵される直方体状の部分で、撮像を行う際に、オペレータは、この部分を把持し、圧電素子部20を被検体1に接触させる。 The gripping part 21 is a rectangular parallelepiped part in which an electronic circuit such as an analog multiplexer (analog multiplexer) is incorporated. When imaging, the operator grips this part and touches the piezoelectric element part 20 to the subject 1. Let
穿刺ガイドアタッチメント12は、穿刺針13を、被検体1の体表と概ね直交する方向の撮像範囲18に刺入される様にガイドする。ニードルガイド16は、穿刺針13の刺入を、目的とする方向にガイドし、固定部14およびガイド保持部15は、ニードルガイド16を、コンベックスプローブ11に対して半固定配置する。
The puncture guide attachment 12 guides the
図3は、固定部14、ガイド保持部15、回転軸35およびニードルガイド16の詳細な構成を示す構成図である。固定部14は、コンベックスプローブ11の圧電素子部20を、xy軸平面内で囲む帯状の形状を有し、x軸方向の端部には、コンベックスプローブ11に対する固定を確実なものとする固定ネジ34が設けられている。
FIG. 3 is a configuration diagram showing the detailed configuration of the fixing portion 14, the
図3(A)は、y軸方向から見た穿刺ガイドアタッチメント12を示す外観図である。ガイド保持部15は、固定部14のx軸方向中央に位置する回転軸35に、xz軸面内で回転可能となるように固定される。ガイド保持部15の回転軸35と反対に位置するもう一方の端部には、ニードルガイド16が配置される。なお、図3(A)中に破線で示す第1のストッパ窪み36および第2のストッパ窪み37は、コの字型形状を形成するガイド保持部15のxz軸側面の内側に存在する半球型の窪みである。
FIG. 3A is an external view showing the puncture guide attachment 12 as seen from the y-axis direction. The
図3(B)は、z軸方向から見た穿刺ガイドアタッチメント12を示す外観図である。ガイド保持部15は、固定部14を、コの字型の中空部分で挟み込むような配置とされる。ガイド保持部15は、固定部14と対向する端部にニードルガイド16を有する。ニードルガイド16は、z軸方向に突き抜ける穿刺穴26を有する。穿刺穴26は、穿刺針13を通過させ、所定の穿刺方向に向かわせるガイド穴である。
FIG. 3B is an external view showing the puncture guide attachment 12 as seen from the z-axis direction. The
固定部14のガイド保持部15と接する接面には、ストッパ突起34が存在する。ストッパ突起34は、第1のストッパ窪み36または第2のストッパ窪み37と嵌合する半球型の隆起物である。図3(A)または(B)に示す状態にある場合には、ストッパ突起34は、第1のストッパ窪み36が嵌合した状態にあり、固定部14およびガイド保持部15は、半固定の状態にある。
A
この嵌合は、接面に沿って強く押されることにより外れ、ガイド保持部15および固定部14は、回転軸35を中心にして相対的な回転を行う。そして、第2のストッパ窪み37およびストッパ突起34が重なり合う位置で、再び嵌合し、固定部14およびガイド保持部15は、半固定状態となる。
This fitting is released by being strongly pressed along the contact surface, and the
図3(C)は、ガイド保持部15および固定部14に存在する第1のストッパ窪み36およびストッパ突起34が嵌合している状態および第2のストッパ窪み37およびストッパ突起34が嵌合している状態を重ねて表示したものである。図3(C)中の、実線で示した部分は、図3(A)に示したのと同様の状態であり、固定部14およびガイド保持部15が平行して並ぶ状態にある。また、破線で示した部分は、第2のストッパ窪み37およびストッパ突起34が嵌合した状態にあり、固定部14およびガイド保持部15が回転軸35を中心にして、傾いた状態にある場合を図示したものである。なお、この傾きの回転角度は、図3(C)の固定部14と傾いたガイド保持部15のなす回転角度で、回転角度Θで示されている。回転角度Θは、図2に示す穿刺針13に注射筒等の穿刺器具を装着した際に、把持部21と接触しない最小の回転角度とされる。
FIG. 3C shows a state in which the first stopper recess 36 and the
つぎに、図4を用いて穿刺ガイドアタッチメント12が装着された超音波プローブ10の動作について述べる。図4は、超音波プローブ10の動作を示すフローチャート(flowchart)である。
Next, the operation of the
まず、オペレータは、固定部14およびガイド保持部15が平行に保たれた状態の穿刺ガイドアタッチメント12を、コンベックスプローブ11の所定の位置に装着する(S400)。その後、オペレータは、被検体1にゲルが付着させられた超音波プローブ10を密着させ、ニードルガイド16の穿刺穴26を経由して、穿刺針13を被検体1に刺入する(ステップS401)。
First, the operator attaches the puncture guide attachment 12 in a state where the fixing portion 14 and the
その後、オペレータは、超音波撮像装置100の表示部106に表示されるBモード画像を参照しつつ、刺入された穿刺針13が被検体1の患部2に到達したかどうかを判定する(ステップS402)。穿刺針13が、患部2に到達していない場合は(ステップS402否定)、ステップS401に移行し、さらなる刺入を行い、穿刺針13の先端が、患部2の到達するまで刺入を行う。
Thereafter, the operator determines whether or not the inserted
図5は、穿刺針13の刺入を行いつつある、超音波プローブ10の状態を図示した説明図である。オペレータは、コンベックスプローブ11の圧電素子部20を、被検体1に密着させ、同時に穿刺針13を被検体1内に刺入する。固定部14およびガイド保持部15が平行に保たれた状態にあるので、コンベックスプローブ11を、被検体1の表面と直交する方向に保持することにより、穿刺針13も概ね被検体1の表面と直交する方向から、刺入が行われる。なお、この状態では、穿刺針13およびコンベックスプローブ11の把持部21は、近接した配置となり、穿刺針13および把持部21の間の間隙は、穿刺針13の組織抽出器具、例えばカッティングニードルあるいは注射筒の接続を行う場合に、狭く装着困難なものとなる。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the state of the
また、オペレータは、刺入された穿刺針13が被検体1の患部2に到達した場合には(ステップS402肯定)、穿刺針13の刺入方向を保持した状態、すなわちガイド保持部15を被検体1に対して固定した状態で、コンベックスプローブ11を傾ける(ステップS403)。ここで、固定部14のストッパ突起34および第1のストッパ窪み36の嵌合は、外され、固定部14のストッパ突起34および第2のストッパ窪み37の嵌合が、形成される。これにより、固定部14およびガイド保持部15は、傾いた状態で半固定状態とされる。
Further, when the inserted
図6は、この状態にある、超音波プローブ10の状態を図示した説明図である。穿刺針13は、被検体1の患部2に同一状態で刺入された状態で、回転軸35の周りにコンベックスプローブ11が回転し、回転角度Θだけ方向を変える。これにより、コンベックスプローブ11の把持部21および穿刺針13の間の間隙は、拡がったものとなる。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the state of the
その後、オペレータは、穿刺針13の端部に位置する針基に注射筒61を差し込む(ステップS404)。ここで、注射筒61は、穿刺針13と比較して大きく、太いものである。しかし、把持部21および穿刺針13の間の間隙は、拡がった状態にあるので、オペレータは、困難無く注射筒61を、穿刺針13に差し込むことができる。
Thereafter, the operator inserts the
その後、オペレータは、注射筒61の吸引を行い(ステップS405)、患部2の組織を抽出する。そして、オペレータは、この抽出の終了後、穿刺針13を被検体1から引き抜き(ステップS406)、本処理を終了する。
Thereafter, the operator performs suction of the syringe barrel 61 (step S405), and extracts the tissue of the affected
なお、穿刺針13を被検体1に刺入する場合に、図2または5に示す様に、コンベックスプローブ11の主照射方向が、穿刺針13の刺入方向と同一方向を向いていることは、好都合なことである。主照射方向を向く撮像範囲18は、z軸方向を鉛直方向とする概ね図2に示す様な形状で表示部106に表示される。この際、穿刺針13のBモード画像は、刺入に伴い、上方から下方に伸びていく、鉛直方向を向くライン(line)となる。オペレータにとって、この画像の向きは、概ね実際に穿刺針13が刺入される方向と感覚的に一致するものであり、刺入操作の操作性を向上するものである。
When the
一方、図6に示す様に、固定部14およびガイド保持部15が、傾いた位置関係にある状態で、穿刺針13を被検体1の表面と直交する方向から刺入すると、コンベックスプローブ11の主照射方向は、被検体1の表面に対して傾いた方向を向く。この場合、穿刺針13のBモード画像は、鉛直方向に対して傾きΘを持ち、斜め方向から刺入されるラインとして表示部106に表示される。この画像の向きは、刺入の際に、実際の穿刺針13の刺入方向と一致せず、オペレータにとって操作性の良いものではない。また、被検体1と圧電素子部20との接触が、部分的なものとなり、有効な撮像範囲は、狭いものとなる。従って、穿刺針13の刺入を行う際には、図2または5に示す様な位置関係のガイド保持部15および固定部14とすることが好ましい。
On the other hand, as shown in FIG. 6, when the
上述してきたように、本実施の形態1では、穿刺ガイドアタッチメント12を、ストッパ突起34および第1のストッパ窪み36が嵌合した状態であるガイド保持部15および固定部14が平行な状態で、コンベックスプローブ11に装着し、穿刺針13の穿刺を行うこととしているので、被検体1の体表と直交する方向から穿刺針13の刺入を行い、その後、ストッパ突起34および第2のストッパ窪み37が嵌合した状態であるガイド保持部15および固定部14が回転軸35を中止として傾いた状態とし、注射筒61の装着等の手技を行うこととしているので、穿刺針13の刺入および注射筒61による被検体1の患部組織の抽出を困難なく、確実に行うことができる。
As described above, in the first embodiment, the puncture guide attachment 12 is in a state in which the
また、本実施の形態1では、穿刺針13の刺入方向は、被検体1の表面と直交する方向とされたが、ニードルガイド16にある穿刺穴26の方向を調整することにより、前記直交する方向に対して若干の傾きを設けることもできる。これにより、オペレータは、刺入の際の操作性を向上させる。
In the first embodiment, the puncture direction of the
また、本実施の形態1では、コンベックスプローブ11に穿刺ガイドアタッチメント12を装着することとしたが、扇型の撮像範囲を有するセクタプローブに穿刺ガイドアタッチメント12と全く同様の穿刺ガイドアタッチメントを装着し、穿刺を行うこともできる。
In the first embodiment, the puncture guide attachment 12 is attached to the
ところで、上記実施の形態1では、表示部106に表示されるBモード画像は、一定の向きに固定されたままとした。この場合、被検体1に刺入された穿刺針13を保持した状態で、コンベックスプローブ11を回転させると、表示される穿刺針13の画像も回転する。そこで、コンベックスプローブ11が回転軸35の周りに回転されるに伴い、表示部106に表示されるBモード画像を回転し、Bモード画像中に表示される穿刺針13の画像位置を固定状態に維持することもできる。これにより、オペレータは、被検体1の表面と直交する方向に刺入され、保持されている穿刺針13を、コンベックスプローブ11の回転の際にも、鉛直方向に固定されたBモード画像として観察することができる。
By the way, in the first embodiment, the B-mode image displayed on the
図7は、本実施の形態2にかかる穿刺ガイドアタッチメント73を示す外観図である。穿刺ガイドアタッチメント73は、相対位置検出手段である回転計38を除いて実施の形態1の穿刺ガイドアタッチメント12と全く同様の構成であるので、回転計38についてのみ説明し、他は説明を省略する。 FIG. 7 is an external view showing a puncture guide attachment 73 according to the second embodiment. The puncture guide attachment 73 has the same configuration as the puncture guide attachment 12 of the first embodiment except for the tachometer 38 which is a relative position detecting means, and therefore only the tachometer 38 will be described, and the description of the others will be omitted. .
相対位置検出手段である回転計38は、回転軸35に装着され、固定部14およびガイド保持部15の相対的な回転を検出するロータリーエンコーダ(rotary encoder)等からなる。回転計38は、コンベックスプローブ11の把持部21とコネクタ接続される。そして、回転計38は、検出した回転角度である回転情報を、超音波プローブ10および画像取得部102を接続するケーブル内の信号線を介して、超音波撮像装置100の画像表示制御部105に送信する。
The tachometer 38 that is a relative position detecting means includes a rotary encoder that is attached to the
画像表示制御部105は、回転計38からの回転情報に基づいて、表示部106に表示されるBモード画像の表示角度を変化させる。図8は、図7に示すコンベックスプローブ11および穿刺ガイドアタッチメント73を用いた場合に、表示部106に表示されるBモード画像を、例示したものである。
The image
図8(A)は、ガイドアタッチメント73のガイド保持部15および固定部14が、第1のストッパ窪み36およびストッパ突起34が嵌合する平行状態にある場合に、表示部106に表示されるBモード画像81を示したものである。Bモード画像81は、撮像範囲18の主照射方向が鉛直方向を向き、表示画像部分が左右対称の構造を有する。Bモード画像81の左側部分には、患部2および概ね鉛直方向に刺入された穿刺針13が描出されている。穿刺針13は、横臥状態にされた被検体1の体表に、概ね直交する方向から刺入されるので、表示部106に表示される穿刺針13は、概ね鉛直方向を向く。
FIG. 8A shows B displayed on the
図8(B)は、ガイドアタッチメント73のガイド保持部15および固定部14が、第2のストッパ窪み37およびストッパ突起34で嵌合した、傾いている状態にある場合のBモード画像82を示すものである。Bモード画像82は、撮像範囲18の主照射方向が、鉛直方向に対して、ガイド保持部15および固定部14のなす回転角度Θだけ傾いた状態となる。
FIG. 8B shows a B-mode image 82 when the
図4のフローチャートに示された動作の様に、被検体1に刺入された穿刺針13を保持した状態で、コンベックスプローブ11を回転させる場合には、図8(B)のBモード画像82に描出される穿刺針13は、扇形の撮像範囲18内の位置が変化し、撮像範囲18の主照射方向が回転する。従って、主照射方向の回転に伴い、Bモード画像の表示方向を回転することで、Bモード画像で描出される被検体1内の画像は、位置を変化させず、撮像範囲18を示す枠組みのみが回転する。これは、穿刺針13の刺入を行っているオペレータにとって、穿刺を行う手技の方向と、表示部106に表示される穿刺針13のBモード画像の方向が概ね一致し、生検を行い易くするものである。
When the
上述してきたように、本実施の形態2では、穿刺ガイドアタッチメント73のガイド保持部15および固定部14の相対的な回転角度Θを、回転計38により検出し、表示部106のBモード画像81を、この回転角度Θだけ傾けて表示することとしているので、刺入後に穿刺針13を保持したままコンベックスプローブ11の向きを変える際にも、患部2に刺入された穿刺針13のBモード画像の向きを変化させることなく、オペレータが穿刺を行い易くすることができる。
As described above, in the second embodiment, the relative rotation angle Θ of the
また、本実施の形態2では、回転軸35にロータリエンコーダ等の回転角度を計測する回転計38を設けることとしたが、本実施の形態1および2では、ガイド保持部15および固定部14は、平行状態あるいは傾いた状態のいずれか一つの状態しかないので、単なるガイド保持部15および固定部14の相対位置検出器とすることもできる。例えば、画像表示制御部105は、固定部14のストッパ突起34が、第1のストッパ窪み36あるいは第2のストッパ窪み37のいずれと嵌合しているのかを検出するものでもよい。一例として、ストッパ突起34の突起部に色あるいは光反射体等のマーカ(marker)を設け、第1のストッパ窪み36あるいは第2のストッパ窪み37のいずれか一方にこのマーカを検出する光検出器等を設けることもできる。
In the second embodiment, the
1 被検体
2 患部
10 超音波プローブ
11 コンベックスプローブ
12 穿刺ガイドアタッチメント
13 穿刺針
14 固定部
15 ガイド保持部
16 ニードルガイド
18 撮像範囲
20 圧電素子部
21 把持部
26 穿刺穴
34 固定ネジ
34 ストッパ突起
35 回転軸
38 回転計
61 注射筒
73 穿刺ガイドアタッチメント
81、82 Bモード画像
100 超音波撮像装置
102 画像取得部
105 画像表示制御部
106 表示部
107 入力部
108 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (15)
前記圧電素子部の接触面を覆わない状態で前記探触子部に装着される穿刺ガイドアタッチメントとを備える超音波プローブであって、
前記穿刺ガイドアタッチメントは、前記探触子部の圧電素子が配列されたアジマス方向の端部近傍に配置され穿刺針をガイドするニードルガイドと、前記ニードルガイドによりガイドされて被検体に刺入された穿刺針に対する前記探触子部の傾きの角度を変えることにより、前記把持部と前記穿刺針との間の間隙を変化させる間隙変化手段と、前記探触子部に固定される固定部と、前記固定部に機械的に接続され前記ニードルガイドを保持するガイド保持部とを備え、
前記間隙変化手段は、前記固定部と前記ガイド保持部とを回転可能に接続する回転軸を備え、
前記回転軸は、前記探触子部に固定された固定部のアジマス方向における略中央部に位置する
ことを特徴とする超音波プローブ。 A probe unit having a piezoelectric element unit and a gripping unit that irradiates ultrasonic waves from a contact surface with a subject ; and
An ultrasonic probe comprising a puncture guide attachment attached to the probe part without covering the contact surface of the piezoelectric element part ,
The puncture guide attachment is arranged near the end in the azimuth direction where the piezoelectric elements of the probe unit are arranged, and guides the puncture needle, and is guided by the needle guide and inserted into the subject. A gap changing means for changing a gap between the gripping portion and the puncture needle by changing an angle of inclination of the probe portion with respect to the puncture needle; and a fixing portion fixed to the probe portion; A guide holding part that is mechanically connected to the fixed part and holds the needle guide;
The gap changing means includes a rotating shaft that rotatably connects the fixed portion and the guide holding portion,
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the rotation shaft is located at a substantially central portion in the azimuth direction of a fixed portion fixed to the probe portion.
前記圧電素子部の接触面を覆わない状態で前記探触子部に装着される穿刺ガイドアタッチメントと、
前記探触子部で取得される受信信号に基づく被検体のBモード画像情報を表示する表示部とを備える超音波撮像装置であって、
前記穿刺ガイドアタッチメントは、前記探触子部の圧電素子が配列されたアジマス方向の端部近傍に配置され穿刺針をガイドするニードルガイドと、前記ニードルガイドによりガイドされて被検体に刺入された穿刺針に対する前記探触子部の傾きの角度を変えることにより、前記把持部と前記穿刺針との間の間隙を変化させる間隙変化手段と、前記探触子部に固定される固定部と、前記固定部に機械的に接続され前記ニードルガイドを保持するガイド保持部とを備え、
前記間隙変化手段は、前記固定部と前記ガイド保持部とを回転可能に接続する回転軸を備え、
前記回転軸は、前記探触子部に固定された固定部のアジマス方向における略中央部に位置する
ことを特徴とする超音波撮像装置。 A probe unit having a piezoelectric element unit and a gripping unit that irradiates ultrasonic waves from a contact surface with a subject ; and
A puncture guide attachment attached to the probe part without covering the contact surface of the piezoelectric element part ;
An ultrasonic imaging apparatus comprising: a display unit that displays B-mode image information of a subject based on a reception signal acquired by the probe unit;
The puncture guide attachment is arranged near the end in the azimuth direction where the piezoelectric elements of the probe unit are arranged, and guides the puncture needle, and is guided by the needle guide and inserted into the subject. A gap changing means for changing a gap between the gripping portion and the puncture needle by changing an angle of inclination of the probe portion with respect to the puncture needle; and a fixing portion fixed to the probe portion; A guide holding part that is mechanically connected to the fixed part and holds the needle guide;
The gap changing means includes a rotating shaft that rotatably connects the fixed portion and the guide holding portion,
The ultrasonic imaging apparatus according to claim 1, wherein the rotation shaft is positioned at a substantially central portion in the azimuth direction of a fixed portion fixed to the probe portion .
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