JP2000107178A - 超音波ガイド下穿刺システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一度患者に刺入した穿刺針の針先を見失うこと
なく、確実かつ良好に、処置及び検査を行える超音波ガ
イド下穿刺システムを安価に提供すること。 【解決手段】本システム１は、超音波探触子3と、穿刺
針4と、針案内部材5と、超音波探触子3を駆動しかつ映
像信号を生成する超音波観測装置6と、超音波断層像を
表示する表示装置7とを備えている。観測装置6は、受信
信号を基に超音波断層像を生成するＢモード画像処理部
11と超音波断層像より高輝度部分を抽出する処理回路、
この抽出した部分を色付けする処理回路及びこの色付け
した抽出部分を最新の断層像上に重畳して表示させる処
理回路とからなる針先端部画像処理部12とを有する画像
処理部9を備えている。このため、Ｂモード画像処理部1
1と針先端部画像処理部12とで生成された針先着色画像
とが画像合成されて、画面上の超音波断層像上に観察部
位10及び針先部4bを含む穿刺針4が表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波走査して得
られる超音波断層像を基に、穿刺針を目的観察部位に向
けて刺入する超音波ガイド下穿刺システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、Ｘ線装置のように被検体を被爆さ
せることなく、超音波の送受により、被検体内部の音響
情報を得て診断等を行える超音波診断システムが広く用
いられるようになった。

【０００３】前記超音波診断システムは、超音波観測装
置と超音波探触子とで構成され、この超音波探触子の走
査面を体表面に押圧するように保持した状態で、超音波
を送受波して得られた信号を前記超音波観測装置で映像
信号に処理し、この信号処理した映像信号をモニタ画面
上に超音波画像として表示して超音波診断を行うもので
ある。

【０００４】例えば、特開平７−２７５２４８号公報に
は被検体の対象部位へ向けて挿入された穿刺針のカラー
フロー像を対象部位の断層像と重畳して表示し、該穿刺
針の対象部位内での位置を明確に表示する穿刺機構付き
超音波診断装置が示されている。

【０００５】また、特開平９−３２７４６０号公報には
着脱が容易で照準範囲が広く、正確な位置合わせがで
き、安全性の高い超音波探触子の穿刺針保持装置が示さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平７−２７５２４８号公報に開示されている穿刺機構
付き超音波診断装置では動いている穿刺針から反射して
くる微弱なドプラ成分に色付けを行うため回路構成が複
雑で装置が高価になるという問題があった。また反射エ
コーの強度を少しでも良好にするため、超音波の出力を
強く設定する傾向にあったので、超音波の出力を比較的
低く設定することが可能なものが望まれていた。

【０００７】また、特開平９−３２７４６０号公報に開
示されている超音波探触子の穿刺針保持装置では、超音
波探触子に固定したガイドに沿って穿刺針を刺入させた
際、針が何らかの影響によって撓んで走査範囲から外れ
ることにより、超音波断層像上に穿刺針が表示されなく
なることがあった。この場合、一度刺入した穿刺針を抜
去した後、再び穿刺針を刺入しなければならず、このこ
とにより、検査時間が長引き術者及び患者に大きな負担
を与えていた。そして、再刺入することによって確実に
穿刺針が表示されるとは限らなかった。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、一度患者に刺入した穿刺針の針先を見失うことな
く、確実かつ良好に、処置及び検査を行える超音波ガイ
ド下穿刺システムを安価に提供することを目的にしてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波ガイド下
穿刺システムは、被検体内へ超音波を送信する一方、生
体内を伝わり反射してきた超音波を受信する超音波探触
子と、この超音波探触子を駆動して超音波を発生させる
とともに、受信信号を処理して断層像を表示するＢモー
ド画像信号を生成するＢモード画像処理部を有する超音
波観測装置と、前記Ｂモード画像処理部から出力される
画像信号を基に断層像を表示する表示装置と、前記超音
波探触子で観察中の被検体の観察部位へ挿入する穿刺針
と、この穿刺針の挿入経路を案内付けする前記超音波探
触子に着脱自在な針案内部材とを備える超音波ガイド下
穿刺システムであって、前記超音波観測装置に、前記Ｂ
モード画像処理部と、表示されている超音波画像より高
輝度部でかつ輝度が大きく変化した部分を抽出する処理
と、この抽出した部分を色付けする処理と、この色付け
した抽出部分を最新の超音波断層像上に重畳して表示す
る処理とを行う針先端部画像処理部とを備えた表示画像
処理部を設けている。

【００１０】この構成によれば、Ｂモード画像処理部で
生成されたＢモード画像信号に、被検体に高輝度部であ
る穿刺針を刺入した際、穿刺針が移動することによって
抽出された部分を着色して超音波断層像上に重畳したこ
とにより、超音波断層像上に穿刺針の針先部が表示され
るので、この超音波断層像を観察しながら、穿刺針の位
置の確認を確実に行える。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１ないし図４は本発明の第１実
施形態に係り、図１は超音波ガイド下穿刺システムの構
成を説明するブロック図、図２は穿刺針を刺入する際の
画像処理を説明するフローチャート、図３は超音波断層
像の一例を説明する図、図４は針先端部画像処理部の作
用を説明する図である。

【００１２】図１に示すように本実施形態の超音波ガイ
ド下穿刺システム１は、被検体２内へ超音波を送信する
一方、生体内を伝わり反射してきた超音波を受信する例
えば短冊状に形成した複数の素子を配列した超音波探触
子３と、この超音波探触子３で走査中に被検体２の観察
部位１０へ挿入される穿刺針４と、前記超音波探触子３
に着脱自在で、前記穿刺針４の観察部位１０への挿入経
路を案内付けする針案内部材５と、前記超音波探触子３
を駆動して超音波を発生させるとともに、生体からの受
信信号を処理して超音波断層像を表示する標準的な映像
信号を生成する超音波観測装置６と、この超音波観測装
置６から出力される映像信号を基に超音波断層像を表示
する表示装置７とを備えている。

【００１３】前記超音波観測装置６は、前記超音波探触
子３に対して駆動パルスを送受波して超音波を発生させ
る超音波送受信部８と、超音波エコーの受信信号を基に
超音波断層像であるＢモード画像を生成するＢモード画
像処理部１１及び表示されている超音波断層像より高輝
度部である穿刺針４が移動することにより、輝度が大き
く変化した部分を抽出する処理を行う輝度変化部抽出回
路や、この抽出した部分を色付けする処理を行う着色回
路及びこの色付けした抽出部分を最新の超音波断層像上
に重畳して表示させる処理を行う合成回路とで構成され
た針先端部画像処理部１２とを有する画像処理部９とで
構成されている。

【００１４】このように構成された超音波ガイド下穿刺
システム１では、超音波探触子３による生体内への超音
波走査によって得られた受信信号を基に、Ｂモード画像
処理部１１によって生成された超音波断層像と、前記針
先端部画像処理部１２とで生成された針先着色画像とが
画像合成され、テレビジョン信号等の映像信号に変換さ
れて表示装置７に送られる。このことにより、画面上の
超音波断層像上に目的となる観察部位１０及び針先部を
含む穿刺針４が表示される。

【００１５】なお、前記超音波探触子３は、電子ラジア
ル走査型、電子セクタ走査型、電子コンベックス走査型
などの電子走査方式、或いは１個の素子を機械的に移動
させて走査する機械走査式であり、超音波探触子３を超
音波観測装置６に接続したとき走査タイプを入力した
り、或いは自動的に判断されるようになっている。

【００１６】図２ないし図４を参照して超音波ガイド下
穿刺システム１の作用を説明する。図３（ａ）は被検体
内の観察部位の超音波断層像を示す図、図３（ｂ）は観
察部位に向かって進む穿刺針を含む超音波断層像を示す
図、図３（ｃ）は図３（ｂ）より一画面分後の穿刺針が
観察部位に向かってさらに進んだ最新の超音波断層像を
示す図である。また、図４（ａ）は図３（ｂ）の超音波
断層像から穿刺針だけを抽出した図、図４（ｂ）は図３
（ｃ）の超音波断層像から穿刺針だけを抽出した図、図
４（ｃ）は図４（ａ）と図４（ｂ）の穿刺針を抽出した
像から穿刺針の移動分だけを抽出した図、図４（ｄ）は
抽出した穿刺針の移動部分を着色し、この着色した部分
を最新の超音波断層像に重畳した超音波断層像を示す図
である。

【００１７】まず、術者は、前記図１のように超音波探
触子３と超音波観測装置６とを接続し、電源スイッチを
ＯＮ状態にし、前記超音波探触子３の超音波送受面３ａ
を人体に押し当てる。すると、超音波探触子３から人体
側に超音波が送波されるとともに、体内で反射した超音
波を受波して電気信号に変換し、その変換した電気信号
を超音波送受信部８に出力する。この超音波送受信部８
では入力された電気信号を、超音波断層像データとして
走査ラインに対応付けてフレームメモリ（不図示）に順
次格納していく。

【００１８】そして、フレームメモリに図２のステップ
Ｓ１に示すように１画面分の超音波断層像データが格納
されたなら、ステップＳ２に移行してＢモード画像処理
部１１で標準的な映像信号を所定のフレーム周期或いは
フィールド周期で読み出し、超音波断層像を生成してス
テップＳ３に移行する。

【００１９】ステップＳ３では図示しないデータ記録部
に前記超音波断層像画像データを記録した後、ステップ
Ｓ４に移行して高輝度部の有無を確認する。ここで、高
輝度部がない、すなわち穿刺針４が刺入されていないと
判定されたならステップＳ５に移行して超音波断層像を
同期信号とともに映像出力端から表示装置７に出力す
る。

【００２０】このことにより、図３（ａ）に示すように
表示装置７の画面７ａ上に被検体内の観察部位１０をと
らえた超音波断層像が表示される。

【００２１】次に、術者は、観察部位１０へ穿刺する針
の径寸法や穿刺する際の導入角度を考慮し、所望の径寸
法及び導入角度の針溝を有する針案内部材５を超音波探
触子３に装着し、穿刺針４を観察部位１０に向けて刺入
していく。すると、ステップＳ４では刺入された穿刺針
４をとらえ、この穿刺針４を高輝度部であると判定して
ステップＳ６に移行する。

【００２２】ステップＳ６では最新の超音波断層像であ
る図３（ｃ）に示す観察部位１０に穿刺針４が到達した
状態を示す針の像が表示される超音波断層像と、図３
（ｂ）に示す前記データ記録部に記録されている図３
（ｃ）の１画面前の観察部位１０に穿刺針４が到達する
前の状態を示す針の像が表示される超音波断層像とを針
先端部画像処理部１２に取り込む処理を行う。

【００２３】続いて、図４（ａ），図４（ｂ）に示すよ
うに、前記図３（ｂ），（ｃ）の超音波断層像から高輝
度部である穿刺針４の画像データを抽出する処理を行
う。そして、さらに図４（ｃ）に示すように穿刺針４の
移動量の差部分４ａだけを抽出する処理を行う。そし
て、この抽出した穿刺針４の差部分４ａを色付けする処
理を行って針先着色画像を生成し、ステップＳ７に移行
する。

【００２４】ステップＳ７では観察部位１０及び穿刺針
４をとらえた図３（ｃ）に示した最新の超音波断層像
に、前記針先端部画像処理部１２で生成した針先着色画
像を重畳して表示装置７に出力する。このことによっ
て、図４（ｄ）に示すように画面７ａ上に、観察部位１
０及び穿刺針４と、前記観察部位１０に向かって先端が
移動している差部分４ａである穿刺針４の針先部４ｂが
穿刺針４とは異なる色で表示される。

【００２５】このように、最新画像データと、この最新
画像データより１画面前の画像データとを比較して、高
輝度部の変化のある部分に対して着色処理を施して着色
画像を生成し、この着色画像を超音波断層像に重畳して
画面上に表示することにより、表示装置の画面上に表示
される超音波断層像上に、観察部位及び穿刺針と、移動
した部分である着色された穿刺針の針先部とを表示する
ことができる。このことにより、術者は、表示装置に表
示されている超音波断層像上で、常時、穿刺針の針先を
視認して、観察部位に穿刺針を確実に刺入することが可
能になる。

【００２６】なお、図５に示すように超音波観測装置６
に、超音波探触子３に装着される針案内部材５に形成さ
れている針溝の径寸法や導入角度などの各種データを入
力するデータ入力部１３を設けている。

【００２７】このため、針案内部材５のデータを検査・
処置前に予めキーボードなどを介してデータ入力部１３
に入力しておくことにより、画像処理を行う範囲を、図
６に示す穿刺ルート１４近傍に絞れるので、画像処理時
間を大幅に短縮することができる。

【００２８】なお、前記針案内部材５の各種データをキ
ーボードなどで入力する代わりに、この針案内部材５を
超音波探触子３に装着した際、針案内部材５の各種デー
タが自動的にデータ入力部１３に入力されるようにした
ものであってもよい。

【００２９】図７ないし図９は本発明の第２実施形態に
係り、図７は穿刺針を嚢胞部に穿刺して嚢胞中の膿を吸
引している状態を示す超音波断層像を示す図、図８は穿
刺針を穿刺した状態における穿刺針の画像処理を説明す
るフローチャート、図９は超音波断層像の表示例を説明
する図である。

【００３０】ここで、図７（ａ）は穿刺針を嚢胞部に穿
刺した状態を示す図、図７（ｂ）は穿刺針で嚢胞部の膿
を吸引している状態を示す図である。また、図９（ａ）
は最新の超音波断層像を示す図、図９（ｂ）は最新の超
音波断層像より１画面前の超音波断層像を示す図、図９
（ｃ）は図９（ｂ）の超音波断層像より１画面前の超音
波断層像を示す図、図９（ｄ）は図９（ｂ）及び図９
（ｃ）の超音波断層像から穿刺針だけを抽出した像から
穿刺針の移動分だけを抽出した図、図９（ｅ）は抽出し
た穿刺針の移動部分を着色し、この着色した部分を最新
の超音波断層像に重畳した超音波断層像を示す図であ
る。

【００３１】図７（ａ）に示すように例えば、嚢胞部２
０の中に溜まっている膿を排出する場合、穿刺針４を嚢
胞部２０に穿刺した状態を保持して膿の吸引を行う。こ
のとき、前記嚢胞部２０に穿刺されている穿刺針４は、
固定保持された状態であるので、図７（ｂ）に示すよう
に動きのない穿刺針４の画像が破線に示すように超音波
断層像上から消え、穿刺針４によって膿が吸引されて大
きさの変化する嚢胞部２０だけが超音波断層像上に表示
される。

【００３２】このため、本実施形態においては図８のフ
ローチャートに示すようにステップＳ４で穿刺針４が刺
入されたことによって、高輝度部があると判定したなら
ステップＳ１１に移行する。

【００３３】このステップＳ１１では、図９（ａ）の嚢
胞部２０に到達した穿刺針４によって膿が吸引されてい
る状態である最新の超音波断層像と、同図（ｂ）の前記
データ記録部に記録されている前記図９（ａ）の１画面
前の超音波断層像とを針先端部画像処理部１２に取り込
み、図９（ａ），（ｂ）の超音波断層像から高輝度部で
ある穿刺針４の画像データだけを抽出して、穿刺針４の
移動量に差があるか否かを確認する。ここで、穿刺針４
の移動量に差がないことが確認されたならステップＳ１
２に移行する。

【００３４】このステップＳ１２では図９（ｂ）の超音
波断層像と、図９（ｃ）に示す前記図９（ｂ）の１画面
前の超音波断層像とからそれぞれ得られる穿刺針４を抽
出した差部分を示す色付け処理した着色画像を、前記図
９（ａ）に示す最新の超音波断層像に重畳して表示装置
７に出力する。すると、図９（ｄ）に示すように画面７
ａ上に、大きさの変化する嚢胞部２０及びこの嚢胞部２
０に到達した穿刺針４の着色された針先部４ｂが表示さ
れる。

【００３５】なお、ステップＳ１１で差がないと確認さ
れたとき、図９（ａ）の超音波断層像と図９（ｂ）に示
す超音波断層像とでは抽出した穿刺針４の画像データが
同じであるので、図９（ｂ）の穿刺針４の画像データに
色付け処理した穿刺針４の着色された針先部４ｂを重畳
して表示装置７に出力することによって、図９（ｅ）に
示すように画面７ａ上に、大きさの変化する嚢胞部２０
及びこの嚢胞部２０に到達している穿刺針４と、着色さ
れた針先部４ｂとが表示される。

【００３６】なお、前記ステップＳ１１で移動量に差が
あると確認されたならステップＳ１３に移行して前記第
１実施形態と同様に差部分４ａだけをさらに抽出し、こ
の抽出した穿刺針４の差部分４ａに対して着色処理を行
って、針先着色画像を生成する。そして、ステップＳ１
４に移行して最新の超音波断層像に、前記針先着色画像
を重畳して表示装置７に出力する。このことによって、
画面７ａ上に、観察部位１０及び穿刺針４と、移動して
着色された穿刺針４の針先部４ｂとが表示される。その
他の構成及び作用は前記第１実施形態と同様である。

【００３７】このように、穿刺針が移動しているか否か
を確認し、穿刺針だけを抽出した画像データに差がない
場合、移動量に差があると確認されて針先部に着色した
針先着色画像を、最新の超音波断層像に重畳して表示装
置に出力することにより、表示装置に表示される超音波
断層像上に、少なくとも穿刺針の針先部が着色されて表
示されるので、術者は穿刺針を静止状態にしたときでも
針先部を視認することができる。

【００３８】図１０ないし図１２は本発明の第３実施形
態に係り、図１０は穿刺針が移動している状態における
穿刺針の画像処理を説明するフローチャート、図１１は
穿刺針を刺入している状態の超音波断層像を説明する
図、図１２は穿刺針を抜去している状態の超音波断層像
を説明する図である。

【００３９】ここで、図１１（ａ）は穿刺針を刺入中の
最新の超音波断層像を示す図、図１１（ｂ）は最新の超
音波断層像より１画面前の超音波断層像を示す図、図１
１（ｃ）は図１１（ａ）の超音波断層像から穿刺針だけ
を抽出した図、図１１（ｄ）は図１１（ｂ）の超音波断
層像から穿刺針だけを抽出した図、図１１（ｅ）は図１
１（ｃ）と図１１（ｄ）の穿刺針を抽出した像から穿刺
針の移動分だけを抽出した図、図１１（ｆ）は抽出した
穿刺針の移動部分を青色に着色し、この着色した部分を
最新の超音波断層像に重畳した超音波断層像を示す図で
ある。また、図１２（ａ）は穿刺針を抜去中の最新の超
音波断層像を示す図、図１２（ｂ）は最新の超音波断層
像より１画面前の超音波断層像を示す図、図１２（ｃ）
は図１２（ａ）の超音波断層像から穿刺針だけを抽出し
た図、図１２（ｄ）は図１２（ｂ）の超音波断層像から
穿刺針だけを抽出した図、図１２（ｅ）は図１２（ｃ）
と図１２（ｄ）の穿刺針を抽出した像から穿刺針の移動
分だけを抽出した図、図１２（ｆ）は抽出した穿刺針の
移動部分を赤色に着色し、この着色した部分を最新の超
音波断層像に重畳した超音波断層像を示す図である。

【００４０】本実施形態においては図１０のフローチャ
ートに示すようにステップＳ４で穿刺針４が刺入された
ことによって、高輝度部があると判定したならステップ
Ｓ１１に移行する。

【００４１】そして、このステップＳ１１では最新の超
音波断層像である例えば図１１（ａ）の穿刺針４が観察
部位１０に到達した状態の超音波断層像と、図１１
（ｂ）の１画面前の観察部位１０に向かって穿刺針４が
刺入されている超音波断層像とを針先端部画像処理部１
２に取り込む。そして、これら図１１（ａ），図１１
（ｂ）の超音波断層像から図１１（ｃ），（ｄ）に示す
ように高輝度部である穿刺針４の画像データだけを抽出
して、穿刺針４の移動量に差があるか否かを確認する。

【００４２】このステップＳ１１で、図１１（ｅ）に示
すように移動量に差があることを確認したならステップ
Ｓ２１に移行する。

【００４３】このステップＳ２１では、最新の超音波断
層像における穿刺針４の先端位置が、１画面前の前記デ
ータ記録部に記録されている超音波断層像における穿刺
針４の先端位置に対して増加しているか、減少している
かの判定を行う。

【００４４】このとき、図１１（ａ）図１１（ｄ）に示
すように最新の超音波断層像の穿刺針４の挿入量が、１
つ前の超音波断層像の穿刺針４の刺入深さより深くなっ
ている場合、つまり、穿刺針４の像が画面上で増加する
変化をしていると判定したときにはステップＳ２２に移
行する。

【００４５】ステップＳ２２では図１１（ｃ）に示す穿
刺針４を抽出した画像データと、図１１（ｄ）に示す穿
刺針４を抽出した画像データとで得られる図１１（ｅ）
に示す２つの画像の差部分４ａを青色に色付け処理して
着色画像を生成する。

【００４６】そして、ステップＳ２３に移行して、前記
図１１（ａ）に示した最新の超音波断層像と、この青色
に色付け処理した着色画像とを重畳して表示装置７に出
力する。このことによって、図１１（ｆ）に示すように
画面７ａ上に、観察部位１０と、この観察部位１０に向
かって進んでいることを示す青色に着色した針先部４ｃ
を有する穿刺針４とが表示される。

【００４７】一方、図１２（ａ）ないし図１２（ｄ）に
示すように最新の超音波断層像の穿刺針４の挿入量が、
１つ前の超音波断層像の穿刺針４の刺入深さより浅くな
っている場合、つまり、穿刺針４の像が画面上で減少す
る変化をしていると判定したときにはステップＳ２４に
移行する。

【００４８】ステップＳ２４では図１２（ｃ）に示す穿
刺針４を抽出した画像データと、図１２（ｄ）に示す穿
刺針４を抽出した画像データとで得られる図１２（ｅ）
に示す２つの画像の差部分４ａを赤色に色付け処理して
着色画像を生成する。

【００４９】そして、ステップＳ２３に移行して、前記
図１２（ａ）に示した最新の超音波断層像と、この青色
に色付け処理した着色画像とを重畳して表示装置７に出
力する。このことによって、図１２（ｆ）に示すように
画面７ａ上に、観察部位１０と、この観察部位１０に向
かって進んでいることを示す赤色に着色した針先部４ｄ
を有する穿刺針４とが表示される。

【００５０】なお、ステップＳ１１の穿刺針４を抽出し
た画像データにおける移動量に、差がないことが確認さ
れたなら前記第２実施形態と同様にステップＳ１２に移
行して前記図９（ｅ）に示すように画面７ａ上に、観察
部位１０及びこの観察部位１０に到達した穿刺針４と、
着色された針先部４ｂとが表示される。

【００５１】このように、最新の超音波断層像と、この
最新の超音波断層像より１つ前の超音波断層像からそれ
ぞれ穿刺針の画像データを抽出し、この穿刺針の画像デ
ータが増加しているか減少しているかを判定して穿刺針
の先端部を所望の色に着色することにより、穿刺針が刺
入されている状態であるか、抜去されている状態である
かを、穿刺針の針先部の色を確認することによって判断
することができる。このことにより、表示装置を見るだ
けで、穿刺針を操作していない第３者にも穿刺針が刺入
されている状態であるか、抜去されている状態であるか
の判断を行える。

【００５２】なお、図１３の穿刺針を刺入する際の時間
の経過と、針先部の表示色の明暗の関係を示す図のよう
に、時間の経過の少ないものほど針先部の表示色を明る
く設定し、徐々に明るさを暗くし、一定時間経過後に所
定の明るさの色になるように設定しておくことにより、
図１４（ａ）に示す刺入直後の超音波断層像を示す図か
ら図１４（ｂ）に示す図１４（ａ）より１画面先の超音
波断層像を示す図から図１４（ｃ）に示す図１４（ｂ）
より１画面先の超音波断層像を示す図のように、時間の
経過とともに針先部の色が明るい青色４ｅからやや暗い
青色４ｆ、暗い青色４ｇと変化して表示される。このこ
とにより、穿刺針４の移動状態及び針先部の位置を的確
に判断することができる。

【００５３】また、図１５の穿刺針を抜去する際の時間
の経過と、針先部の表示色の明暗の関係を示す図のよう
に、時間の経過の少ないものほど針先部の表示色を明る
く設定し、徐々に明るさを暗くした後、一定時間経過後
に表示色がなくなるように設定しておくことにより、図
１６（ａ）に示す穿刺針刺入状態を示す超音波断層像を
示す図から、図１６（ｂ）に示す穿刺針抜去状態を示す
超音波断層像を示す図、図１６（ｃ）に示す図１６
（ｂ）より１画面先の超音波断層像を示す図のように、
同図（ａ）の刺入状態で明るい色から暗い色の青色４
ｅ，４ｆ，４ｇで表示されていた穿刺針４が引き抜かれ
ていくにしたがって、同図（ｂ）に示すように針先部の
赤色が明るい赤色４ｈから暗い赤色４ｋに変化した後、
同図（ｃ）に示すように抜去されながら徐々に消えて表
示される。このことにより、穿刺針４の移動状態及び針
先部の位置を的確に判断することができる。

【００５４】図１７ないし図２４は本発明の第４実施形
態に係り、図１７は穿刺針刺入状態を示す図、図１８は
穿刺針が走査範囲内で屈曲した状態での刺入状態を示す
図、図１９は穿刺針が走査範囲外へ屈曲した状態での刺
入状態を示す図、図２０は超音波探触子と針案内部材と
の構成を示す説明図、図２１は針案内部材の構成を説明
する図、図２２は穿刺針が走査範囲外に屈曲した状態を
説明する図、図２３は走査範囲外に屈曲した穿刺針の針
先部を走査範囲内に収めるように操作している状態を示
す図、図２４は走査範囲外に屈曲した穿刺針の針先部を
走査範囲内に収めた状態を示す図である。

【００５５】ここで、図１７（ａ）は超音波探触子の走
査範囲と穿刺針との関係を説明する側面方向から見たと
きの図、図１７（ｂ）は超音波探触子の走査範囲と穿刺
針との関係を説明する正面方向から見たときの図、図１
７（ｃ）は超音波断層像を示す図である。また、図１８
（ａ）は超音波探触子の走査範囲と穿刺針との関係を説
明する側面方向から見たときの図、図１８（ｂ）は超音
波探触子の走査範囲と穿刺針との関係を説明する正面方
向から見たときの図、図１８（ｃ）は超音波断層像を示
す図である。また、図１９（ａ）は超音波探触子の走査
範囲と穿刺針との関係を説明する側面方向から見たとき
の図、図１９（ｂ）は超音波探触子の走査範囲と穿刺針
との関係を説明する正面方向から見たときの図、図１９
（ｃ）は超音波断層像を示す図である。また、図２１
（ａ）は針案内部材の断面図、図２１（ｂ）は固定側部
材の正面図である。また、図２２（ａ）は超音波探触子
の走査範囲と穿刺針との関係を説明する側面方向から見
たときの図、図２２（ｂ）は超音波断層像を示す図であ
る。また、図２３（ａ）は超音波探触子の走査範囲と穿
刺針との関係を説明する側面方向から見たときの図、図
２３（ｂ）は超音波断層像を示す図である。また、図２
４（ａ）は超音波探触子の走査範囲と穿刺針との関係を
説明する側面方向から見たときの図、図２４（ｂ）は超
音波断層像を示す図である。

【００５６】図１７（ａ），（ｂ）に示すように針案内
部材５を介して観察部位１０に向かって刺入されていく
穿刺針４が超音波探触子３の一点鎖線に示す走査範囲内
から外れることなく、すなわち穿刺針４が走査範囲内を
観察部位１０に向かって移動していくとき、同図（ｃ）
に示すように表示装置の画面７ａに表示される超音波断
層像上には観察部位１０及び穿刺針４が表示される。こ
のため、この穿刺針４と観察部位１０との像を観察しな
がら穿刺を行うことが可能である。

【００５７】また、穿刺針４を観察部位１０に向けて刺
入する際、何らかの影響で穿刺針４が屈曲したとして
も、図１８（ａ），（ｂ）に示すように超音波探触子３
の一点鎖線に示す走査範囲内から外れることなく移動し
ているならば、同図（ｃ）に示すように表示装置の画面
７ａに表示される超音波断層像上には屈曲した穿刺針４
及び観察部位１０が表示される。このため、この屈曲し
た穿刺針４と観察部位１０の画像を観察しながら穿刺を
行うことが可能である。

【００５８】しかしながら、図１９（ａ），（ｂ）に示
すように屈曲した穿刺針４が超音波探触子３の一点鎖線
に示す走査範囲から外れてしまった場合には、同図
（ｃ）に示すように表示装置の画面７ａに表示される超
音波断層像上に針先部４ｍが表示されずに、穿刺針４の
一部及び観察部位１０が表示される。このため、この穿
刺針４と観察部位１０との像を観察しながら穿刺を行う
ことが不可能になる。

【００５９】このため、たとえ穿刺中に穿刺針が走査範
囲から外れるように屈曲した場合でも、穿刺針を抜去す
ることなく、屈曲した穿刺針の針先部を描画可能にする
超音波ガイド下穿刺システムが望まれていた。

【００６０】本実施形態においては図２０に示すように
前記超音波探触子３に設けた固定用溝３１に針案内部材
５を構成する後述する固定側部材５１に形成されている
固定用突起部５０が着脱自在である。

【００６１】前記針案内部材５は、前記固定用突起部５
０を設けた略直方体形状の固定側部材５１と、所望の径
寸法及び導入角度の針溝５５を形成した針溝側部材５２
と、この針溝側部材５２と固定側部材５１とを一体的に
固定する一体部材５３と、後述する回転軸ピン５４（図
２１参照）とで主に構成されている。

【００６２】なお、前記針溝側部材５２は、穿刺の際に
使用する穿刺針４の径寸法の違いや目的観察部位へ穿刺
する際の導入角度にそれぞれ対応するように、径寸法と
導入角度とが異なる針溝５５を形成したものが複数用意
されており、術者が所望する径寸法及び導入角度の針溝
５５を有する針溝側部材５２を適宜選択して使用するよ
うになっている。

【００６３】図２１（ａ）,（ｂ）に示すように前記固
定側部材５１には前記一体部材５３が係入配置される係
止溝５１ａと、断面形状が略Ｌ字形状の回動溝５１ｂ
と、前記回転軸ピン５４が嵌入固定される嵌入穴５１ｃ
とが形成されている。

【００６４】一方、前記針溝側部材５２には前記一体部
材５３が係入配置される係止溝５２ａと、前記回動溝５
１ｂに係入配置される凸部５２ｂと、前記回転軸ピン５
４が係入配置される係入穴５２ｃとが形成されている。

【００６５】つまり、まず、前記回転軸ピン５４を前記
固定側部材５１の嵌入穴５１ｃに固定配置させる。この
後、この回転軸ピン５４を前記針溝側部材５２の係入穴
５２ｃに係入する。次に、この回転軸ピン５４を回転中
心にして前記針溝側部材５２を固定側部材５１に対して
回動させ、前記凸部５２ｂを前記回動溝５１ｂに係入し
さらに回動させる。次いで、前記係止溝５１ａと係止溝
５２ａとを一致させた上で、一体部材５３を係止溝５１
ａ,５２ａに係入し、固定側部材５１と針溝側部材５２
とを一体的にして針案内部材５を構成する。なお、前記
一体部材５３を取り外すことによって、前記針溝側部材
５２が前記固定側部材５１に対して回転軸ピン５４を中
心に回動するようになっている。

【００６６】上述のように構成した針案内部材を備えた
超音波ガイド下穿刺システムの作用を説明する。術者
は、表示装置の画面上に表示されている観察部位をとら
えた超音波断層像を観察して、観察部位へ穿刺する針の
径寸法や穿刺する際の導入角度を考察し、所望の径寸法
及び導入角度の針溝を有する針溝側部材５２を取り付け
た針案内部材５を超音波探触子３に装着した後、この針
案内部材５を介して穿刺針４を観察部位１０に向けて刺
入していく。

【００６７】すると、図２２（ａ）に示すように刺入途
中で穿刺針４が一点鎖線に示す走査範囲から外れる方向
に屈曲することにより、同図（ｂ）に示すように穿刺針
４の針先部４ｍが画面７ａの超音波断層像上に表示され
なくなってしまう。

【００６８】このとき、前記固定側部材５１及び針溝側
部材５２の係止溝５１ａ,５２ａから一体部材５３を取
り外す。このことによって、前記針溝側部材５２が前記
固定側部材５１に対して回転軸ピン５４を中心に回動自
在になるので、図２３（ａ）に示すように針溝側部材５
２を保持した状態で固定側部材５１及び超音波探触子３
を回動させていく。すると、一点鎖線に示すように走査
範囲が移動して穿刺針４の針先部４ｍの一部が走査範囲
内に収まる。このことにより、同図（ｂ）に示すように
穿刺針４の針先部４ｍの一部が画面７ａの超音波断層像
上に表示される。

【００６９】引き続き、図２４（ａ）に示すように針溝
側部材５２を保持した状態で固定側部材５１及び超音波
探触子３を回動させる。すると、一点鎖線に示すように
さらに走査範囲が移動して穿刺針４の針先部４ｍの全体
が走査範囲内に収まる。このことにより、同図（ｂ）に
示すように穿刺針４の針先部４ｍの全体が画面７ａの超
音波断層像上に表示される。なお、このとき、穿刺針４
の針中間部４ｎは走査範囲外になるので超音波画像上に
は表示されない。

【００７０】このように、針案内部材を、固定側部材と
針溝側部材との２部材で構成し、前記固定側部材に配置
固定した回転軸ピンを中心に固定側部材と針溝側部材と
を回動自在でかつ一体部材によって固定して構成してい
るので、穿刺針刺入中に針先部が走査範囲外に屈曲した
とき、一体部材を固定側部材及び針溝側部材から取り外
すことによって、穿刺針を抜去することなく、穿刺状態
を保持して固定側部材及び超音波探触子を回動させるこ
とによって、走査範囲外に位置していた穿刺針の針先部
を走査範囲内に収めて超音波画像上に針先端部を表示す
ることができる。

【００７１】なお、図２５に示すように針溝側部材５２
にレバー５６を設け、このレバー５６を操作することに
よって図２６（ａ）の針案部材の断面図に示す付勢固定
部材５７が図２６（ｃ）に示す固定側部材と針溝側部材
とを一体的に固定した状態を示す図及び図２６（ｄ）に
示す固定側部材と針溝側部材とが回動自在な状態を示す
図のように移動するようになっている。そして、図２６
（ｃ）に示すように付勢固定部材５７の接触面５７ａが
回動溝５１ｂの内周面を付勢するようにレバー５６を操
作することより、固定側部材５１と針溝側部材５２とが
一体的に固定される。

【００７２】そして、図２６（ｄ）に示すように付勢固
定部材５７の接触面５７ａが回動溝５１ｂの内周面から
離れるようにレバー５６を操作することにより、固定側
部材５１と針溝側部材５２とが回動自在になって、前記
回転軸ピン５４を回転中心にして前記付勢固定部材５７
が図２６（ｂ）の固定側部材５１の正面図に示す回動溝
５１ｂを移動して、固定側部材５１と針溝側部材５２と
が回動する関係になる。符号５８は前記付勢固定部材５
７を針溝側部材５２の所定位置に配置するための固定部
材配置穴である。

【００７３】このように、レバー操作によって固定部材
を移動させることにより、固定側部材と針溝側部材とを
一体的な状態及び固定側部材と針溝側部材とが回動自在
な状態にすることができる。このことにより、穿刺針を
抜去することなく、穿刺状態を保持して固定側部材及び
超音波探触子を回動させることによって、走査範囲外に
位置していた穿刺針の針先部を走査範囲内に収めて超音
波画像上に針先端部を表示することができる。

【００７４】なお、本発明は、以上述べた実施形態のみ
に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々変形実施可能である。

【００７５】［付記］以上詳述したような本発明の前記
実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができ
る。

【００７６】（１）被検体内へ超音波を送信する一方、
生体内を伝わり反射してきた超音波を受信する超音波探
触子と、この超音波探触子を駆動して超音波を発生させ
るとともに、受信信号を処理して断層像を表示するＢモ
ード画像信号を生成するＢモード画像処理部を有する超
音波観測装置と、前記Ｂモード画像処理部から出力され
る画像信号を基に断層像を表示する表示装置と、前記超
音波探触子で観察中の被検体の観察部位へ挿入する穿刺
針と、この穿刺針の挿入経路を案内付けする前記超音波
探触子に着脱自在な針案内部材とを備える超音波ガイド
下穿刺システムにおいて、前記超音波観測装置に、前記
Ｂモード画像処理部と、表示されている超音波画像より
高輝度部でかつ輝度が大きく変化した部分を抽出する処
理と、この抽出した部分を色付けする処理と、この色付
けした抽出部分を最新の超音波断層像上に重畳して表示
する処理とを行う針先端部画像処理部とを備えた表示画
像処理部を設けた超音波ガイド下穿刺システム。

【００７７】（２）前記針案内部材によって案内付けさ
れる穿刺針の挿入経路に着目して、表示されている超音
波画像より高輝度部でかつ輝度が大きく変化した部分を
抽出する処理を行う付記１記載の超音波ガイド下穿刺シ
ステム。

【００７８】（３）前記Ｂモード画像処理部から出力さ
れる画像信号から高輝度部を抽出し、この高輝度部の量
の変化を判定することによって、穿刺針の進退方向を判
断して刺入方向と抜去方向との違いによって量変化部に
色付けする処理を行う付記１記載の超音波ガイド下穿刺
システム。

【００７９】（４）色付けした抽出部分を最新の超音波
断層像上に重畳して表示する際、前記抽出部分の表示色
の輝度を時間の経過とともに変化させる付記１記載の超
音波ガイド下穿刺システム。

【００８０】（５）前記針案内部材を固定側部材と針溝
側部材との２部材で構成し、前記固定側部材に配置固定
した回転軸ピンを中心に前記針溝側部材が回動自在で、
かつ、固定側部材と針溝側部材とが固定手段を介して一
体に構成される付記１記載の超音波ガイド下穿刺システ
ム。

【００８１】（６）前記固定手段は、固定側部材と針溝
側部材とに形成されている係止溝に係入する一体部材で
ある付記５記載の超音波ガイド下穿刺システム。

【００８２】（７）前記固定手段は、針溝側部材に設け
たレバーを操作することによって移動する付勢固定部材
である付記５記載の超音波ガイド下穿刺システム。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
度患者に刺入した穿刺針の針先を見失うことなく、確実
かつ良好に、処置及び検査を行える超音波ガイド下穿刺
システムを安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ないし図４は本発明の第１実施形態に係
り、図１は超音波ガイド下穿刺システムの構成を説明す
るブロック図

【図２】穿刺針を刺入する際の画像処理を説明するフロ
ーチャート

【図３】超音波断層像の一例を説明する図

【図４】針先端部画像処理部の作用を説明する図

【図５】超音波ガイド下穿刺システムの他の構成を説明
するブロック図

【図６】データ入力部を有する超音波ガイド下穿刺シス
テムの作用を説明する図

【図７】図７ないし図９は本発明の第２実施形態に係
り、図７は穿刺針を嚢胞部に穿刺して嚢胞中の膿を吸引
している状態を示す超音波断層像を示す図

【図８】穿刺針を穿刺した状態における穿刺針の画像処
理を説明するフローチャート

【図９】超音波断層像の表示例を説明する図

【図１０】図１０ないし図１２は本発明の第３実施形態
に係り、図１０は穿刺針が移動している状態における穿
刺針の画像処理を説明するフローチャート

【図１１】穿刺針を刺入している状態の超音波断層像を
説明する図

【図１２】穿刺針を抜去している状態の超音波断層像を
説明する図

【図１３】穿刺針を刺入する際の時間の経過と、針先部
の表示色の明暗の関係を示す図

【図１４】時間の経過ともに穿刺針の表示状態が変化す
る超音波断層像を示す図

【図１５】穿刺針を抜去する際の時間の経過と、針先部
の表示色の明暗の関係を示す図

【図１６】時間の経過ともに穿刺針の表示状態が変化す
る超音波断層像を示す図

【図１７】図１７ないし図２４は本発明の第４実施形態
に係り、図１７は穿刺針刺入状態を示す図

【図１８】穿刺針が走査範囲内で屈曲した状態での刺入
状態を示す図

【図１９】穿刺針が走査範囲外へ屈曲した状態での刺入
状態を示す図

【図２０】超音波探触子と針案内部材との構成を示す説
明図

【図２１】針案内部材の構成を説明する図

【図２２】穿刺針が走査範囲外に屈曲した状態を説明す
る図

【図２３】走査範囲外に屈曲した穿刺針の針先部を走査
範囲内に収めるように操作している状態を示す図

【図２４】走査範囲外に屈曲した穿刺針の針先部を走査
範囲内に収めた状態を示す図

【図２５】超音波探触子と針案内部材との他の構成を示
す説明図

【図２６】針案内部材の構成を説明する図

【符号の説明】

１…超音波ガイドが穿刺システム ３…超音波探触子 ４…穿刺針 ５…針案内部材 ６…超音波観測装置 ９…表示画像処理部 １０…観察部位 １１…Ｂモード画像処理部 １２…針先端部画像処理部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体内へ超音波を送信する一方、生体
   内を伝わり反射してきた超音波を受信する超音波探触子
   と、この超音波探触子を駆動して超音波を発生させると
   ともに、受信信号を処理して断層像を表示するＢモード
   画像信号を生成するＢモード画像処理部を有する超音波
   観測装置と、前記Ｂモード画像処理部から出力される画
   像信号を基に断層像を表示する表示装置と、前記超音波
   探触子で観察中の被検体の観察部位へ挿入する穿刺針
   と、この穿刺針の挿入経路を案内付けする前記超音波探
   触子に着脱自在な針案内部材とを備える超音波ガイド下
   穿刺システムにおいて、 前記超音波観測装置に、前記Ｂモード画像処理部と、表
   示されている超音波画像より高輝度部でかつ輝度が大き
   く変化した部分を抽出する処理と、この抽出した部分を
   色付けする処理と、この色付けした抽出部分を最新の超
   音波断層像上に重畳して表示する処理とを行う針先端部
   画像処理部とを備えた表示画像処理部を設けたことを特
   徴とする超音波ガイド下穿刺システム。