JP2003334191A - 穿刺用超音波診断装置及び穿刺用超音波探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２次元超音波走査面において、穿刺経路を自
在に設定することができるようにする。また、自在に設
定された穿刺経路を穿刺前に２次元超音波画像上で確認
することができるようにすることにある。 【解決手段】 穿刺用超音波探触子１０は、探触子本体
１２と、穿刺針２０を保持し、穿刺針２０を穿刺方向に
案内する穿刺アダプタ１４と、探触子本体１２に設けら
れ穿刺アダプタ１４を回動可能に保持する姿勢調整部１
６と、穿刺アダプタ１４の回動角度を検出する回動角度
センサから構成されている。穿刺アダプタ１４は、穿刺
針２０の穿刺経路が２次元超音波走査面内に形成される
よう調節されている。設定した回動角度は検出され、そ
れに応じて超音波画像上にガイドラインが表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は穿刺用超音波診断装
置及び穿刺用超音波探触子に関し、特に２次元画像を用
いて穿刺を行うための超音波診断装置及び超音波探触子
に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】超音波を用いた診断におい
て穿刺を行う場合には、穿刺アダプタが装着された超音
波探触子を体表面上に当接し、２次元断層画像を見なが
ら超音波探触子の位置や姿勢が適宜調整され、穿刺アダ
プタを利用して穿刺針が体内に差し込まれる。この穿刺
アダプタは、２次元断層画像に対応する走査面に穿刺経
路が設定されるように、所定角度で穿刺針を保持し案内
するものである。穿刺針を保持案内する所定角度は、走
査面に対してあらかじめ設定された固定角度である。

【０００３】また、従来の超音波診断装置は、穿刺を行
う場合に、装置本体のディスプレイ上に２次元断層画像
を表示し、その２次元断層画像上に穿刺経路をガイドラ
インとして表示する機能を有する。このとき、ガイドラ
インは、あらかじめ登録された位置に表示される。これ
は、走査面に対する穿刺針の穿刺経路があらかじめ設定
された固定角度であるので、２次元断層画像上における
ガイドラインの位置はあらかじめ決っており、ガイドラ
インはその２次元断層画像上の決められた位置に表示さ
れる。なお、従来においても、穿刺角度を段階的に切替
可能な穿刺アダプタがあった。しかしながら、その切替
可能な穿刺角度はあらかじめ設定された複数の固定角度
である。したがって、ディスプレイ上におけるガイドラ
インの表示位置は決まっており、その複数の表示位置が
あらかじめ登録されている。

【０００４】このような超音波診断装置を用いて穿刺を
行う場合、先ず、穿刺する対象組織を最も良好に表示さ
れるように、体表面上の超音波探触子の姿勢を調整す
る。対象組織への穿刺に先立って、対象組織が表示され
たディスプレイ上に、あらかじめ登録されているガイド
ラインを表示させる。ここで、対象組織への最適な穿刺
経路は、対象組織の種類によって異なり、また被検体の
体格等によっても微妙に異なる。したがって、調整され
た超音波探触子の姿勢においてあらかじめ登録されたガ
イドライン、すなわち固定された穿刺経路が最適な穿刺
経路と異なる場合が少なくない。したがって、このよう
な場合、最適な２次元超音波画像となる超音波探触子の
姿勢では、最適な穿刺経路が選択することができなかっ
た。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、超音波走査面において、穿刺経路を
より自在に設定できるようにすることにある。

【０００６】また、本発明は、自在に設定された穿刺経
路を穿刺前にあらかじめ２次元超音波画像上で確認する
ことができるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は超音波探触子と装置本体を含む超音波診断
装置において、前記超音波探触子は、超音波ビームを走
査して超音波走査面を形成し、前記超音波走査面におけ
るエコーデータを取り込む探触子本体と、穿刺針を保持
し、前記穿刺針を穿刺方向に案内する穿刺アダプタと、
前記探触子本体に設けられ、前記穿刺針の穿刺経路が前
記超音波走査面に形成されるように、前記探触子本体に
対して前記穿刺アダプタを回動可能に保持する姿勢調整
部と、前記穿刺アダプタの回動角度を検出する検出部
と、を含み、前記装置本体は、前記エコーデータに基づ
いて２次元超音波画像を形成する画像形成手段と、前記
検出された前記穿刺アダプタの回動角度に基づいて、前
記穿刺針の穿刺経路を示す案内表示を前記２次元超音波
画像上に合成表示する表示部と、を含むことを特徴とす
る。

【０００８】上記構成によれば、超音波ビームを走査す
ることによって超音波走査面が形成される。装置本体の
画像形成手段では、この超音波走査面から取り込まれた
エコーデータに基づいて、２次元断層画像やエコー画像
等の２次元超音波画像が形成される。形成された２次元
超音波画像は表示部に表示される。探触子本体には、姿
勢調整部が設けられ、この姿勢調整部は穿刺アダプタを
保持している。姿勢調整部によって、穿刺アダプタは探
触子本体に対して回動可能であり、穿刺アダプタを任意
の回動角度に設定することができる。ここで、穿刺アダ
プタが回動するにあたって、穿刺針の穿刺経路は超音波
走査面内に形成されるように、穿刺アダプタの回動角度
を任意に設定することが可能である。このときの回動角
度は検出部によって検出される。この回動角度から超音
波走査面に対する穿刺針の角度すなわち穿刺経路が算出
され、その穿刺経路を示す案内表示が２次元超音波画像
上に合成表示される。

【０００９】上記目的を達成するために、更に、本発明
は、超音波ビームを走査して超音波走査面を形成し、前
記超音波走査面におけるエコーデータを取り込む探触子
本体と、穿刺針を保持し、前記穿刺針を穿刺方向に案内
する穿刺アダプタと、前記探触子本体に設けられ、前記
穿刺針の穿刺経路が前記超音波走査面に形成されるよう
に、前記探触子本体に対して前記穿刺アダプタを回動自
在に保持する姿勢調整部と、前記穿刺アダプタの回動角
度を検出する検出部と、を含み、前記エコーデータは２
次元超音波画像の形成に用いられ、前記検出された回動
角度は、前記穿刺針の穿刺経路を示す案内表示を前記２
次元超音波画像上へ合成表示するのに用いられることを
特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下、実施形態という）について、図面を参照しなが
ら説明する。

【００１１】図１は、本発明に係る穿刺用超音波探触子
の斜視図である。

【００１２】本実施形態に係る穿刺用超音波探触子１０
は、探触子本体１２、穿刺アダプタ１４及び姿勢調整部
１６により構成される。後述するように、回動角度セン
サは姿勢調整部１６に内蔵されている。探触子本体１２
の内部にはアレイ振動子を構成する複数の振動子（図示
せず）が配列されている。アレイ振動子によって超音波
ビームが形成され、その超音波ビームが電子走査される
ことによって超音波走査面１８が形成される。本実施形
態における探触子本体１２は、オフセットセクタ電子走
査（コンベックス）方式を採用した探触子本体である
が、これに限らず例えばセクタ電子走査方式やリニア電
子走査方式の探触子本体を用いてもよい。探触子本体１
２は、超音波走査面１８におけるエコーデータを取り込
む。エコーデータは、メインケーブル１２Ａを介して図
示されていない装置本体に出力される。

【００１３】穿刺アダプタ１４は、穿刺針２０を着脱可
能に保持し、穿刺針２０を穿刺する方向に案内する。

【００１４】姿勢調整部１６は、探触子本体１２に設け
られ、穿刺アダプタ１４を保持している。姿勢調整部１
６は、大別して、ベースボックス２６と、ベースボック
ス２６を探触子本体１２に着脱自在に固定する固定ベル
ト２４と、ベースボックス２６の側面から伸長し、ベー
スボックス２６に回動可能に設けられている回動シャフ
ト２２と、回動シャフト２２に固定され、穿刺アダプタ
１４を保持するホルダ３４とから構成されている。これ
らの構成によって、回動シャフト２２に固定されている
ホルダ３４は、図中矢印Ａに示すように、ベースボック
ス２６、すなわち探触子本体１２に対して回動すること
が可能となっている。したがって、ホルダ３４に保持さ
れている穿刺アダプタ１４は、探触子本体１２に対して
回動することができる。このとき、穿刺アダプタ１４の
回動角度を任意に設定することができるので、超音波走
査面１８上における全域にわたって、穿刺を行うポイン
トである穿刺ポイントを任意に設定することができる。
ここで、いずれの回動角度においても超音波走査面１８
内に穿刺経路が形成されるように、ベースボックス２６
の位置が調整され、固定ベルト２４によって探触子本体
１２に固定されている。なお、回動シャフト２２が回動
する際には、回動シャフト２２にある程度の摩擦力が働
く。したがって、穿刺アダプタ１４を回動させてその姿
勢を定めると、その決められた姿勢が保持され、そのと
きの回動シャフト２２の回動角度が維持される。

【００１５】回動角度センサは、探触子本体１２に対す
る穿刺アダプタ１４の回動角度を検出するセンサである
が、これについては、後に図２を参照しながら詳述す
る。

【００１６】図２には、図１に示した超音波探触子１０
における穿刺アダプタ１４及び姿勢調整部１６の構成
が、組み立て図として示されている。

【００１７】穿刺アダプタ１４は、主として、穿刺案内
部３０と穿刺針挟持部３２とから構成されている。穿刺
案内部３０の一方の側面には、穿刺針２０を穿刺方向に
案内保持する案内溝３０Ａが形成されており、その断面
はＶ字形の形状を有している。

【００１８】また、穿刺案内部３０の他方の側面には、
凸状形状の被嵌合部３０Ｃが形成されており、その断面
はキノコ状の形状を有している。この被嵌合部３０Ｃ
は、後述するホルダ３４の嵌合部３４Ｃの形状に応じた
形状を有しており、この嵌合部３４Ｃに嵌り込むことが
可能になっている。

【００１９】一方、穿刺針挟持部３２には、断面がＶ字
形に突出した形状を有する挟持片３２Ａが鉛直方向に沿
って形成されている。このこの挟持片３２Ａは、上述の
案内溝３０Ａに適合する形状となっており、図示されて
いないバネによって案内溝３０Ａに嵌合した状態に保た
れている。穿刺針挟持３２には、レバー部３２Ｂが形成
されている。このレバー部３２Ｂを押すことによって、
挟持片３２Ａは、軸３８周りに回転し、挟持片３２Ａは
案内溝３０Ａから解除される。

【００２０】ちなみに、穿刺針２０を保持させる場合に
は、このレバー部３２Ｂを押し、挟持片３２Ａと案内溝
３０Ａとの間に形成される隙間に穿刺針２０を挿通さ
せ、レバー部３２Ｂを放すと、穿刺針２０は、挟持片３
２Ａによって案内溝３０Ａに押さえ込まれ挟持される。
なお、この状態において、穿刺針２０を案内溝３０Ａに
沿って自在にスライドさせることができる。実際にこの
穿刺アダプタ１４を使用する際には、上述のように、穿
刺針２０３２Ａと案内溝３０Ａによってされている状態
において、穿刺針２０を案内溝３０Ａに沿ってスライド
させることによって穿刺を行う。

【００２１】なお、その穿刺針２０をよりスムースにス
ライドするために、挟持片３２Ａと案内溝３０Ａによっ
て直接穿刺針２０を挟持させるのはなく、以下に説明す
る穿刺ガイドを利用してもよい。穿刺ガイドとは穿刺針
２０に対して同軸外側に設けられる、管状形状を有する
部材である。穿刺ガイドに穿刺針２０を装着した状態に
おいては、穿刺針２０は、穿刺ガイドに対してその軸方
向にスムースにスライドすることができる。この穿刺ガ
イドを挟持片３２Ａと案内溝３０Ａで挟持させることに
より、穿刺針２０を穿刺アダプタ１４に保持させること
ができるとともに、穿刺針２０のスライドをよりスムー
スにさせることができる。

【００２２】次に、姿勢調整部１６について説明する。
姿勢調整部１６の固定ベルト２４は、上述したように、
ベースボックス２６を探触子本体１２に着脱自在に固定
する部材である（図１参照）。固定ベルト２４は、探触
子本体１２に胴部に嵌合するループ状の形状を有してい
る。この固定ベルト２４には、図示されていない締め付
け部が設けられており、これにより固定ベルトが探触子
本体１２に締め付けられる。その結果、ベースボックス
２６は、探触子本体１２に固定され、その状態が維持さ
れる。この固定ベルト２４は、探触子本体１２の胴部の
形状に沿って変形し、その胴部に締め付けさせることが
できる。したがって、専用の穿刺用の探触子本体１２に
限らず、汎用の探触子本体１２に対しても使用すること
ができる。

【００２３】ベースボックス２６には、回動角度センサ
が内蔵されている。本実施形態では、回動角度センサと
してポテンショメータ３６を用いている。なお、上述の
回動シャフト２２は、このポテンショメータ３６の回動
シャフトである。回動シャフト２２がベースボックス２
６を貫通している部分には、Ｏリング４０が設けられて
いる。これによって、ベースボックス２６の内部が気密
状態が保たれている。ポテンショメータ３６は、回動シ
ャフト２２が回動すると、その回動角度に応じた信号を
出力する。この角度信号は、センサケーブル３９を介し
て図示されていない穿刺用超音波診断装置の装置本体に
出力される。一方、回動シャフト２２の端部側には、ホ
ルダ３４が固定される。

【００２４】ホルダ３４の側面には、貫通孔３４Ｄが形
成されており、その貫通孔３４Ｄを貫通した回動シャフ
ト２２をホルダ３４に固定するために固定金具２８が設
けられている。これによって、ホルダ３４は回動シャフ
ト２２に固定される。なお、本実施形態では、固定金具
２８としてｅリングが利用されている。ホルダ３４に
は、その側面に沿って、断面が凹状形状を有する嵌合部
３４Ｃがその側面に沿って形成されている。この嵌合部
３４Ｃは、弾性部材で形成されている。したがって、嵌
合部３４Ｃに被嵌合部３０Ｃをある程度以上の力で押し
込むと、被嵌合部３０Ｃは嵌合部３４Ｃに嵌り込み、そ
の嵌り込んだ状態が維持される。これによって、穿刺案
内部３０がホルダ３４に結合する。また穿刺案内部３０
とホルダ３４を分離する場合は、穿刺案内部３０とホル
ダ３４を逆方向に引っ張れば、互いを引き離すことがで
きる。

【００２５】ここで、超音波診断を行いながら穿刺を行
う場合には、探触子本体１２が穿刺によって不必要に汚
染されないように、弾力性を有する袋状の滅菌シートに
よって探触子本体１２を覆た状態で、利用する場合があ
る。したがって、上述した穿刺案内部３０とホルダ３４
であれば、探触子本体１２と姿勢調整部１６とをその滅
菌シートで覆い、被嵌合部３０Ｃを滅菌シート越しに嵌
合部３４に嵌合させて穿刺案内部３０とホルダ３４とを
結合させることができる。これによって、探触子本体１
２と姿勢調整部１６が汚染するのを防止することができ
るとともに、穿刺針を保持している穿刺アダプタ１４が
滅菌シートから露出しているので、支障なく被検体に穿
刺を行うことができる。ちなみに、滅菌シートは弾力性
を有しているので、穿刺経路の角度の調節に伴って、穿
刺アダプタ１４が回動した場合でも、その回動に応じて
滅菌シートが伸縮する。

【００２６】その他、上述した穿刺案内部３０とホルダ
３４の構造であれば、例えば、必要に応じて、穿刺アダ
プタ１４を変更することが可能である。被嵌合部３０Ｃ
から案内溝３０Ａまでの距離が異なる穿刺アダプタ１４
を複数用意して必要に応じて選択的に使い分けれる。こ
のことにより、被検体表面における穿刺位置や穿刺経路
の自由度を高めることができる。

【００２７】本実施形態では、上述のような回動シャフ
ト２２を利用した姿勢調整部１６が用いられているた
め、簡易な構造でありながら、広い範囲にわたって穿刺
角度の可変を行うことができる。また、簡易な構造ゆえ
に姿勢調整部１６自体を小型化することができ、操作者
の視野を不必要に妨げることがない。また、回動シャフ
ト２２が利用されているため、連続的な角度可変を行う
ことができる。

【００２８】図３は、本実施形態に係る穿刺用超音波診
断装置の全体構成を示す機能ブロック図である。穿刺用
超音波診断装置は、大別して、穿刺用超音波探触子１０
と装置本体４２とから構成されている。

【００２９】穿刺用超音波探触子１０は、上述のように
探触子本体１２と回動角度センサ１１を含む構成を有し
ている。探触子本体１２は、上述のように超音波ビーム
を形成し、これを電子走査する。これにより超音波走査
面１８が形成され、この超音波走査面１８におけるエコ
ーデータを取り込んで探触子本体１２に出力する。

【００３０】また、回動角度センサ１１は、図１に示す
ように穿刺針２０を保持する穿刺アダプタ１４の回動角
度を検出し、その回動角度に応じた角度信号を装置本体
４２のガイドライン生成部４４に出力する。

【００３１】次に、装置本体４２の説明をする。装置本
体４２は、穿刺用超音波探触子１０がケーブルを介して
接続されている。装置本体４２は、探触子本体１２で取
り込まれたエコーデータに基づいて、２次元超音波画像
を形成して表示するとともに、回動角度センサ１１から
の角度信号に基づいて、穿刺針の穿刺経路の案内表示と
してのガイドラインを２次元超音波画像に合成表示する
装置である。

【００３２】装置本体４２における電子走査制御部４６
は、超音波ビームを形成し、また超音波ビームを電子走
査するための制御ユニットである。

【００３３】送受信部４８は、電子走査制御部４６によ
る制御に基づいて、探触子本体１２内の各振動素子に対
して送信信号を供給して超音波ビームを形成するととも
に、探触子本体１２からのエコーデータに対して整相加
算処理を行って受信ビームを形成する機能を有する。整
相加算処理されたエコーデータは、２次元画像形成部５
０に出力される。

【００３４】２次元画像形成部５０は、整相加算処理さ
れたエコーデータに基づいて、２次元超音波画像を形成
する。本実施形態における２次元画像形成部５０では、
被検体の２次元断層画像を形成する機能を有する。しか
しこれに限らず、さらにドプラ画像をも形成する機能を
有していてもよい。２次元画像形成部５０において形成
された２次元超音波画像は画像データとして表示処理部
５４に出力される。

【００３５】一方、ガイドライン生成部４４は、回動角
度センサ１１から出力される角度信号に基づいて、その
回動角度に対応した位置に表示すべきガイドラインを生
成する。

【００３６】表示処理部５４は、２次元画像形成部５０
において形成された２次元超音波画像とガイドライン生
成部４４において生成されたガイドラインを合成し、そ
の合成画像を表示部５２に出力する。

【００３７】次に、ガイドライン生成部４４、表示処理
部５４及び表示部５２の機能について図４を参照しなが
ら詳述する。図４には、表示部５２のディスプレイ５６
上に表示された２次元断層画像５８が示されている。こ
の２次元断層画像５８は、穿刺用超音波探触子１０を被
検体の表面に当接させて超音波診断を行った際の、超音
波走査面１８に対応する断層画像である。この超音波走
査面１８には、穿刺対象である臓器６０が含まれてい
る。本実施形態における穿刺用超音波診断装置では、こ
のような２次元断層画像５８とともにディスプレイ５６
上に穿刺経路を示すガイドライン６２を表示させること
ができる。なお、上述のように、図２に示される穿刺案
内部３０には、その側面に伸長して形成された案内溝３
０Ａがある。図４において位置Ｂに表示されたガイドラ
イン６２は、超音波走査面に対する現時点でのこの案内
溝３０Ａの伸長方向を表している。したがって、穿刺ア
ダプタ１４を回動させると、案内溝３０Ａの伸長方向も
また探触子本体１２に対して回動し、これに応じて２次
元断層画像５８上においてガイドライン６２が案内溝３
０Ａの伸長方向に対応した位置に表示される。ちなみ
に、穿刺に先立って、穿刺アダプタ１４に穿刺針２０を
保持させた状態においては、この案内溝３０Ａの伸長方
向と穿刺針２０が向いている方向すなわち穿刺方向と一
致し、２次元断層画像５８上のガイドライン６２は、そ
の時点における超音波走査面に対する穿刺針２０の穿刺
方向を表す。

【００３８】ここで、２次元断層画像５８上に表示され
ている臓器６０において、位置Ｐに表示されている穿刺
対象、すなわちターゲット５９に穿刺を行いたい場合を
考える。このターゲット５９は、ディスプレイ５６上に
おいて、現在のガイドライン６２の表示位置Ｂより左に
位置している。したがって、探触子本体１２の姿勢を維
持したまま、穿刺アダプタ１４に装着されている穿刺針
２０を手動によって操作し、穿刺針２０の方向が図１中
のＬ方向に向くように回動させる。これによって、穿刺
針２０を保持している穿刺アダプタ１４が穿刺針２０と
ともに回動する。なお、実際に穿刺針２０を回動させる
際には、この回動によって穿刺針２０の先端部が不用意
に被検体を穿刺することがないように、穿刺針２０を穿
刺アダプタ１４によって保持させる際には、穿刺針２０
の先端部側の位置で保持させる。穿刺アダプタ１４がＬ
方向に回動することによって、回動シャフト２２が回動
する。このときの回動角度はポテンショメータによって
検出され、その回動角度に応じた角度信号が出力され
る。この角度信号は、図３に示されるガイドライン生成
部４４に入力される。これにより、超音波走査面１８に
対する穿刺方向が演算され、ガイドライン６２が生成さ
れる。このガイドライン６２は、表示処理部５４におい
て２次元断層画像５８と合成されるが、このときの合成
画像において、２次元断層画像５８上のガイドライン６
２の位置は、その時の超音波走査面１８に対する穿刺経
路の相対位置と一致している。表示処理部５４において
合成された合成画像は、表示部５２のディスプレイ５６
において表示される。穿刺針２０を引き続き回動させる
と、それに応じて上述の信号処理が逐次実行され、ディ
スプレイ５６上のガイドラインが図中矢印Ｄに示される
ように左側に移動していく。穿刺針２０を所定量回動さ
せることにより、ガイドライン６２は図中Ｃの位置まで
移動し、ターゲット５９と一致させることができる。

【００３９】次に、穿刺用超音波診断装置を用いて穿刺
を行う際の手順について図５を参照しながら説明する。

【００４０】まず、図１に示す穿刺用超音波探触子１０
の穿刺アダプタ１４に穿刺針２０を装着する（Ｓ１０
０）。このとき、穿刺針２０は、その回動の際に、不用
意に被検体を穿刺しないような位置で穿刺アダプタ１４
に保持させる。このときの穿刺針２０の状態をオフセッ
ト状態とよぶ。穿刺針２０をオフセット状態にセットし
たら、Ｓ１０２に進む。

【００４１】Ｓ１０２では、探触子本体１２を被検体の
表面に当接させて、超音波診断を開始する。これによ
り、被検体における２次元断層画像が装置本体４２のデ
ィスプレイ５６上に表示される。

【００４２】次に、探触子本体１２の位置や姿勢を調整
し、ターゲット５９が最も良好に表示されるように、探
触子本体１２の位置決めを行う（Ｓ１０４）。

【００４３】その後、装置本体４２を操作し、ガイドラ
イン６２を表示させる（Ｓ１０６）。これにより、現時
点における探触子本体１２に対する穿刺アダプタ１４の
相対的な角度が検出され、その時の超音波走査面１８に
対する穿刺方向に対応したガイドライン６２が、２次元
断層画像５８上に表示される。

【００４４】次に、Ｓ１０４において位置決めされた探
触子本体１２の姿勢を維持した状態のまま、ガイドライ
ン６２がターゲット５９上に位置するように、穿刺針２
０を手動によって回動させ、穿刺アダプタ１４の回動角
度を調整する（Ｓ１０８）。

【００４５】ガイドライン６２をターゲット５９の位置
に合わせたら、穿刺針２０を押し込む。穿刺針２０は、
案内溝３０Ａに沿ってスライドし、被検体に対して穿刺
が行われる（Ｓ１１０）。このとき、穿刺している穿刺
針２０は２次元断層画像５８上に映し出される。これに
より、穿刺針２０がガイドライン６２に沿って穿刺され
ていることが２次元断層画像５８によって確認すること
ができる。

【００４６】２次元断層画像５８を見ながら穿刺針２０
をスライドさせ、ディスプレイ５６上でターゲット５９
に穿刺針２０が達したのを確認したら、レバー部３２Ｂ
を押し、穿刺アダプタ１４から穿刺針２０を解放させる
（Ｓ１１２）。その後、穿刺針２０を用いて所望の医療
行為を行う。以上により、操作者は、超音波診断に伴っ
て穿刺を行う際に、最適な２次元断層画像５８において
最適な穿刺経路を設定することができ、またその穿刺経
路を穿刺に先立って２次元断層画像５８上で確認するこ
とができる。

【００４７】なお、穿刺を行う手順としては、上述の手
順に限らない。具体的に言えば、本実施形態における穿
刺用超音波探触子１０の構成では、穿刺針２０がセット
されていない状態であっても、例えば穿刺アダプタ１４
の回動角度に応じたガイドライン６２が、ディスプレイ
５６上に表示される。また、穿刺針２０がセットされて
いない状態であっても、穿刺アダプタ１４を手動で回動
させることによって、穿刺アダプタ１４の姿勢を調整す
るＳ１０８を行うことができる。したがって、穿刺用超
音波探触子１０に穿刺針２０をセットするＳ１００は、
実際に穿刺を行うＳ１１０に先立って行われれば、いず
れの時期に行ってもよく、また、Ｓ１０６のガイドライ
ン６２の表示に関してもＳ１１０に先立って行われれ
ば、いずれの時期に行ってもよい。さらに、例えば、Ｓ
１０４とＳ１０６をはじめとする複数の手順を同時に並
行して実行してもよい。

【００４８】次に、本発明に係る穿刺用超音波探触子に
おける第２の実施形態について図６及び図７を用いて説
明する。図６には、本発明に係る第２の実施形態の穿刺
用超音波探触子６４が示されている。また、図７は、図
６に示した穿刺用超音波探触子６４における姿勢調整部
６５の構成を示す組み立て図である。この第２の実施形
態の穿刺用超音波探触子６４の構成は、回動角度センサ
及び姿勢調整部を除き、上述の穿刺用超音波探触子１０
の構成と基本的に同一である。

【００４９】本実施形態における穿刺用超音波探触子６
４において特徴的なことは、回動角度センサとして第１
重力加速度センサ６６Ｐ及び第２重力加速度センサ６６
Ｓを利用していることである。これらの第１重力加速度
センサ６６Ｐ及び第２重力加速度センサ６６Ｓは、重力
方向に対する傾斜角度を検出するセンサである。

【００５０】第１重力加速度センサ６６Ｐは、姿勢調整
部１６のホルダ３４に内蔵されており、ホルダ３４の重
力方向に対する傾斜角度、すなわち第１傾斜角度を検出
する。第１重力加速度センサ６６Ｐは、検出した第１傾
斜角度に応じた第１角度信号を出力する。なお、第１重
力加速度センサ６６Ｐから伸長しているセンサケーブル
３９は、図７に示されるように、中空の回動シャフト６
８の内部を貫通してベースボックス２６から外部に引き
出されているが、第１角度信号はこのセンサケーブル３
９を介して図３に示される装置本体４２のガイドライン
生成部４４に入力される。なお、ホルダ３４からセンサ
ケーブル３９が直接引き出された態様であってもよい。

【００５１】一方、第２重力加速度センサ６６Ｓは、探
触子本体１２に設けられており、探触子本体１２の重力
方向に対する傾斜角度、すなわち第２傾斜角度を検出す
る。第２重力加速度センサ６６Ｓは、検出した第２傾斜
角度に応じた第２角度信号を出力する。この第２角度信
号はこのメインケーブル１２Ａを介して装置本体４２の
ガイドライン生成部４４に入力される。

【００５２】ここで、第１傾斜角度と第２傾斜角度の差
分をとることによって、ホルダ３４の探触子本体１２に
対する相対角度を検出することができる。ガイドライン
生成部４４では、第１角度信号と第２角度信号からホル
ダ３４の探触子本体１２に対する相対角度を算出する。
この相対角度から上述の実施形態と同様にガイドライン
６２を生成することができる。ここで、図６に示される
ようにホルダ３４に穿刺アダプタ１４を結合させ、穿刺
アダプタ１４に穿刺針２０をオフセット状態でセット
し、穿刺針２０を回動させると、その回動によるホルダ
３４の第１傾斜角度が検出され、この第１傾斜角度を第
２傾斜角度から回動時における相対角度を検出する。こ
の算出された回動角度に基づいてガイドライン６２が形
成され、図４に示されるように、ガイドライン６２と２
次元断層画像５８との合成画像がディスプレイ５６上に
表示される。

【００５３】なお、本実施形態では、重力加速度センサ
を２つ用いてガイドライン６２を表示させているが、第
１重力加速度センサ６６Ｐのみを用いてガイドライン６
２を表示させてもよい。さらに詳述すれば、重力加速度
センサ６６Ｐを上述のようにホルダ３４に設けるととも
に、探触子本体１２に対するホルダ３４の回動の基準位
置である基準回動位置を認識可能な形態であらかじめ設
けておく。探触子本体１２を被検体に当接し、最適な２
次元断層画像５８が得られるように探触子本体１２の位
置決めをする。位置決めをした後、ホルダ３４を基準回
動位置にセットし、そのときにおける第１傾斜角度を検
出して、これを補正角度としてメモリ等に記憶させてお
く。次に、穿刺針２０を手動によって回動させる。それ
に伴ってホルダ３４が回動し、第１重力加速度センサ６
６Ｐはそれに応じた第１角度信号を出力する。ガイドラ
イン生成部４４では、この第１角度信号と補正角度との
差分をとり、穿刺アダプタ１４の回動角度を算出する。
これにより、穿刺針２０の穿刺経路に対応したガイドラ
インを２次元断層画像５８上に合成表示させることがで
きる。

【００５４】図８は、本発明に係る第３の実施形態の穿
刺用超音波探触子７０が示されている。この第３の実施
形態の穿刺用超音波探触子７０の構成は、回動角度セン
サ及び姿勢調整部を除き、上述の穿刺用超音波探触子１
０の構成と基本的に同一である。本実施形態において特
徴的なことは、回動角度センサとして磁気センサ７２を
利用していることである。この磁気センサ７２は探触子
本体１２に設けられている。また、穿刺アダプタ１４に
は、磁気を発生する磁気発生器７４が設けられている。
磁気発生器７４によってその周辺の空間に磁界が発生す
る。ここで、穿刺アダプタ１４を回動すると、磁気セン
サ７２はその移動に伴う磁界強度の変化分を検出するこ
とができる。したがって、この磁界強度の変化分から、
磁気センサ７２と磁気発生器７４との間の距離を算出す
ることができる。

【００５５】ここで、磁気発生器７４から回動シャフト
２２までの第１距離と、磁気センサ７２から回動シャフ
ト２２までの第２距離は、あらかじめ定められた距離に
設定されている。したがって、磁気発生器７４から磁気
センサ７２までの距離を検出すれば、探触子本体１２に
対する穿刺アダプタ１４の回動角度を得ることができ
る。その回動角度のデータに基づいて、ガイドライン６
２が生成され２次元断層画像５８上に表示される。な
お、本実施形態では、磁気発生器７４は、穿刺アダプタ
１４に設けているが、ホルダ３４に設けてもよい。ま
た、磁気発生器７４を探触子本体１２側に設け、磁気セ
ンサ７２を穿刺アダプタ１４或いはホルダ３４に設けて
もよい。

【００５６】ここで、本実施形態では、探触子本体１２
に対する穿刺アダプタ１４の相対位置（距離）を磁気セ
ンサ７２を用いて検出しているが、光センサ等の距離を
検出することが可能な距離センサを用いてもよい。いず
れの距離センサを用いても、同様の効果を得ることがで
きる。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、超音波走査面におい
て、穿刺経路をより自在に設定することが可能となる。
また、本発明によれば、自在に設定された穿刺経路を穿
刺前にあらかじめ２次元超音波画像上で確認することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る穿刺用超音波探触子の斜視図で
ある。

【図２】 図１に示した穿刺用超音波探触子における穿
刺アダプタ及び姿勢調整部の構成を示す組み立て図であ
る。

【図３】 本実施形態に係る穿刺用超音波診断装置の全
体構成を示す機能ブロック図である。

【図４】 表示部のディスプレイ上に表示された２次元
断層画像を示す図である。

【図５】 穿刺用超音波診断装置を用いて穿刺を行う際
の手順を説明する図である。

【図６】 本発明に係る第２の実施形態の穿刺用超音波
探触子を示す図である。

【図７】 図６に示した穿刺用超音波探触子における姿
勢調整部の構成を示す組み立て図である。

【図８】 本発明に係る第３の実施形態の穿刺用超音波
探触子を示す図である。

【符号の説明】

１０ 穿刺用超音波探触子、１２ 探触子本体、１４
穿刺アダプタ、１６姿勢調整部、１８ 超音波走査面、
２０ 穿刺針、３６ ポテンショメータ、４４ ガイド
ライン生成部、５０ ２次元画像形成部、５２ 表示
部、５４ 表示処理部。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年５月２１日（２００２．５．２
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】一方、穿刺針挟持部３２には、断面がＶ字
形に突出した形状を有する挟持片３２Ａが鉛直方向に沿
って形成されている。このこの挟持片３２Ａは、上述の
案内溝３０Ａに適合する形状となっており、図示されて
いないバネによって案内溝３０Ａに嵌合した状態に保た
れている。穿刺針挟持部３２には、レバー部３２Ｂが形
成されている。このレバー部３２Ｂを押すことによっ
て、挟持片３２Ａは、軸３８周りに回転し、挟持片３２
Ａは案内溝３０Ａから解除される。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】ちなみに、穿刺針２０を保持させる場合に
は、このレバー部３２Ｂを押し、挟持片３２Ａと案内溝
３０Ａとの間に形成される隙間に穿刺針２０を挿通さ
せ、レバー部３２Ｂを放すと、穿刺針２０は、挟持片３
２Ａによって案内溝３０Ａに押さえ込まれ挟持される。
なお、この状態において、穿刺針２０を案内溝３０Ａに
沿って自在にスライドさせることができる。実際にこの
穿刺アダプタ１４を使用する際には、上述のように、穿
刺針２０が挟持片３２Ａと案内溝３０Ａによって挟持さ
れている状態において、穿刺針２０を案内溝３０Ａに沿
ってスライドさせることによって穿刺を行う。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】ここで、超音波診断を行いながら穿刺を行
う場合には、探触子本体１２が穿刺によって不必要に汚
染されないように、弾力性を有する袋状の滅菌シートに
よって探触子本体１２を覆った状態で、利用する場合が
ある。したがって、上述した穿刺案内部３０とホルダ３
４であれば、探触子本体１２と姿勢調整部１６とをその
滅菌シートで覆い、被嵌合部３０Ｃを滅菌シート越しに
嵌合部３４に嵌合させて穿刺案内部３０とホルダ３４と
を結合させることができる。これによって、探触子本体
１２と姿勢調整部１６が汚染するのを防止することがで
きるとともに、穿刺針を保持している穿刺アダプタ１４
が滅菌シートから露出しているので、支障なく被検体に
穿刺を行うことができる。ちなみに、滅菌シートは弾力
性を有しているので、穿刺経路の角度の調節に伴って、
穿刺アダプタ１４が回動した場合でも、その回動に応じ
て滅菌シートが伸縮する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波探触子と装置本体を含む超音波診
   断装置において、 前記超音波探触子は、 超音波ビームを走査して超音波走査面を形成し、前記超
   音波走査面におけるエコーデータを取り込む探触子本体
   と、 穿刺針を保持し、前記穿刺針を穿刺方向に案内する穿刺
   アダプタと、 前記探触子本体に設けられ、前記穿刺針の穿刺経路が前
   記超音波走査面に形成されるように、前記穿刺アダプタ
   を前記探触子本体に対して回動可能に保持する姿勢調整
   部と、 前記穿刺アダプタの回動角度を検出する検出部と、 を含み、 前記装置本体は、 前記エコーデータに基づいて２次元超音波画像を形成す
   る画像形成手段と、 前記検出された前記穿刺アダプタの回動角度に基づい
   て、前記穿刺針の穿刺経路を示す案内表示を前記２次元
   超音波画像上に合成表示する表示部と、 を含むことを特徴とする穿刺用超音波診断装置。
2. 【請求項２】 超音波ビームを走査して超音波走査面を
   形成し、前記超音波走査面におけるエコーデータを取り
   込む探触子本体と、 穿刺針を保持し、前記穿刺針を穿刺方向に案内する穿刺
   アダプタと、 前記探触子本体に設けられ、前記穿刺針の穿刺経路が前
   記超音波走査面に形成されるように、前記穿刺アダプタ
   を前記探触子本体に対して回動自在に保持する姿勢調整
   部と、 前記穿刺アダプタの回動角度を検出する検出部と、 を含み、 前記エコーデータは２次元超音波画像の形成に用い、前
   記検出された回動角度は、前記穿刺針の穿刺経路を示す
   案内表示を前記２次元超音波画像上へ合成表示するのに
   用いることを特徴とする穿刺用超音波探触子。