JP2004141346A

JP2004141346A - 穿刺難易度評価装置

Info

Publication number: JP2004141346A
Application number: JP2002308777A
Authority: JP
Inventors: Nobushiro Shimura; 志村　孚城; Taiji Nimura; 仁村　泰治; Wataru Yoshioka; 吉岡　済
Original assignee: MEDICOS HIRATA KK; Tokai University
Current assignee: MEDICOS HIRATA KK; Tokai University
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2022-10-23
Also published as: US6899678B2; US20040087855A1; JP4064205B2; EP1413252A1

Abstract

【課題】例えば患者の腕に注射等を行なう際の、その腕の、注射針を穿刺しようとしている箇所の穿刺の難易度を容易に評価する。
【解決手段】測定点で後方散乱した超音波を受信して、超音波のパワーの、所定の角度範囲にわたる積分値を求め、積分値に基づいて測定点への穿刺の難易度を指標するパラメータを生成する。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば患者の腕に注射等を行なう際に、その腕の注射針を穿刺しようとしている箇所の穿刺の難易度を評価する穿刺難易度評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療の進歩、医療環境の変化などのため、重篤緊急患者などの場合にも、また慢性衰弱患者などの場合にも、静脈内注射、動脈内注射などの血管内注射が用いられる機会が多くなってきている。その主な理由は、
▲１▼　多くの薬剤にとって、経口投与（重篤な患者では不可能になる）や皮下注射に比べ、血管内注射あるいはその持続点滴の方がはるかに有効である。たとえば、強心薬、昇圧剤、降圧剤、抗凝固剤、抗生物質などや輸液、栄養補給などの場合である。
【０００３】
▲２▼　大手術、ＩＣＵ、ＣＣＵなどにおける血管確保。▲１▼のような場合に緊急に血管内注射が必要になっても抹梢血管はすでに血圧降下や抹梢血流量減少のために虚脱化し、注射不可能となっている場合が少なくない。それ故、未だ緊急ではないうちから、適当な抹梢血管を選んで、生理的食塩水などを持続点滴し緊急の要に備えるための必須の処置である。
【０００４】
▲３▼　高齢者医療。高齢者のなかで特に衰弱者、脳血管障害患者などは薬剤の経口摂取が不能であり、静脈注射、栄養剤などの経静脈的持続点滴などが行われる頻度は多い。
【０００５】
また、次の▲４▼、▲５▼のような場合は注射ではないが、矢張り血管を穿刺しなければならない手技であり、かつ臨床上しばしば行われるものである。
【０００６】
▲４▼　人口透析。人口透析が行われる機会は最近は非常に増えている。人口透析の際には、血液を肘の屈側の動脈より透析装置に導き、透析された血液を同じ領域内の静脈に帰すのであるが、この血液回路を作るためには血管の穿刺を行わなければならない。このような血液回路はしばしば閉塞などのため、場所を変えて造り直さなければならないことも少なくなく、また透析そのものは多くの場合その患者の生涯続けねばならないので、当該局所の血管壁ないしその周辺は次第に肥厚して硬くなり、次第に穿刺が難しくなって来ることが多い。
【０００７】
▲５▼　心臓、その他のカテーテル検査の際はカテーテルは多くの場合に股動脈あるいは股静脈から行われる。この時、まずカテーテルを通すための外套管を血管に刺入しなければない。外套管は注射針に比べて太いため、刺入の操作が巧みでないと血管の損傷も大きくなり、そこからの出血などのため、カテーテル術後の刺入局所の治療がおくれることも稀ではない。
【０００８】
これら▲４▼、▲５▼の場合は穿刺の適確さが特に必要であり、それを容易にするような手段が求められる。
【０００９】
以上のように、血管内注射は殆どの入院患者で、かつ同一症例で連日繰り返して行われている。しかし、多くの症例、特に衰弱者や婦人では体表から適当な血管を見出し得ないことも少なくなく、また血管は連日の注射針の刺入のため瘢痕化して肥厚、硬化し、それらのため繰り返し注射針の刺入を試みても容易に血管内腔に到着できないことがしばしば起きる。従って、患者にとって苦痛が多く、医師も途方にくれる場面も稀ではなく、臨床現場から何らかの打開策を求める要望が非常に強い。
【００１０】
しかし、一般に機器開発の努力は、例えばＰＥＴ、人工臓器など高額機器に向けられ、臨床現場の実状に基いたニーズは顧みられることが少ない。
【００１１】
このような状況を打開することを目指し、従来技術を調査しても上記の状況打開に直接つながる技術は見当たらない。ある程度関連すると思われる技術を抽出できたので以下に挙げておく。
【００１２】
［血管の硬化診断］
従来の血管の硬化計測は動脈の拍動に伴う径変化と圧力変化の関係から血管の生きの良さを指標（スティフネスパラメータ）とする診断（例えば、非特許文献１参照）や、血管径の統計的加齢変化を指標にして診断する方法（例えば、非特許文献２，３参照）などが用いられてきたが、局所血管の硬化度を診断するものは見当たらない。局部血管の注射針が通りにくく硬化した血管の診断には超音波の後方散乱パターン解析が有効であると考えられるが、従来の組織性状診断手法としては後方散乱パターンの解析は主にインビトロ（ｉｎ　ｖｉｔｒｏ）でなされている。インビボ（ｉｎ　ｖｉｖｏ）では心筋梗塞に起因する心筋の瘢痕化を診断する、“Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ　Ｍｅｔｈｏｄ”　（例えば、非特許文献４参照）があったが、その診断手法をそのまま注射針の穿刺の難易度の評価に適用することはできない。
【００１３】
［穿刺補助装置］
従来、超音波穿刺補助装置としては超音波ガイド下穿刺法が確立され広く用いられている（例えば、特許文献１〜３参照）。しかしながら、対象は体表よりかなり深い部位（腎臓、肝臓、子宮など）であり、本発明のように体表近傍血管を対象とするものではない。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１１−１５１２４４号公報
【特許文献２】
特開平５−１６８６３６号公報
【特許文献３】
特開平７−１８４９９８号公報
【非特許文献１】
長谷川元治，他：頚動脈病変の診断と臨床適用−特に脳循環との関連−，脈管学，３５，Ｐ３４９−３５８，１９９５
【非特許文献２】
山崎義光，他：頚動脈エコーによる早期動脈硬化病変の定量評価，Ｄｉａｂｅｔｅｓ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．１，Ｐ２５−２７，１９９５
【非特許文献３】
Ｈａｎｄａ　Ｎ，ｅｔ　ａｌ．：Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅａｒｌｙ　ｃａｒｏｔｉｄ　ａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｓｉｓ，Ｓｔｒｏｋｅ，２１，Ｐ１５６７−１５７２，１９９０
【非特許文献４】
Ｊ．Ｇ．Ｍｉｌｌｅｒ，ｅｔ　ａｌ．：ＭＹＯＣＡＲＤＩＡＬ　ＴＩＳＳＵＥ　ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮ：ＡＮ　ＡＰＲＯＡＣＨ　ＢＡＳＥＤ　ＯＮ　ＱＵＡＮＴＩＴＡＴＩＶＥ　ＢＡＣＫＳＣＡＴＴＥＲ　ＡＮＤ　ＡＴＴＥＮＵＡＴＩＯＮ，ＩＥＥＥ　ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ　ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ　Ｐ７８２−７９３，１９８３
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑み、測定点の穿刺の難易度を容易に評価することのできる穿刺難易度評価装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の穿刺難易度評価装置は、超音波パルスを被検体の測定点に照射する超音波照射部と、その測定点で後方散乱した超音波を受信して、超音波のパワーの、所定の角度範囲にわたる積分値を取得する超音波受信部と、超音波受信部で得られた積分値に基づいて上記測定点への穿刺の難易度を指標するパラメータを生成するパラメータ生成部とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の穿刺難易度評価装置は、測定点で後方散乱した超音波の所定の角度にわたる積分値を基にして穿刺の難易度を示すパラメータを生成することを基本とするものであり、この積分値を求めることにより穿刺の難易度を容易に知ることができる。
【００１８】
ここで、上記本発明の穿刺難易度評価装置において、上記超音波受信部は、上記測定点で後方散乱した超音波のパワーの、所定の第１の角度範囲にわたって積分された第１の積分値と、その第１の角度範囲とは異なる所定の第２の角度範囲にわたって積分された第２の積分値との双方を取得するものであって、上記パラメータ生成部は、超音波受信部で得られた上記第１の積分値と上記第２の積分値との双方に基づいて上記パラメータを生成するものであることが好ましい。
【００１９】
このように、角度範囲の異なる２つの積分値（第１の積分値と第２の積分値）を取得し、これら双方の積分値に基づいて穿刺の難易度を示すパラメータを求めることにより、穿刺の難易度を一層正確に評価することができる。
【００２０】
ここで、上記第１の積分値と上記第２の積分値との双方の積分値を求める態様の場合、上記パラメータ生成部は、上記第１の積分値と上記第２の積分値との比を求めることにより上記パラメータを生成するものであってもよく、上記パラメータ生成部は、上記第１の積分値と上記第２の積分値との差を求めることにより上記パラメータを生成するものであってもよく、あるいは、上記パラメータ生成部は、上記第１の積分値と上記第２の積分値との差と、上記第１の角度と上記第２の角度との差との比を求めることにより上記パラメータを生成するものであってもよい。
【００２１】
また、上記本発明の穿刺難易度評価装置において、穿刺の難易度を指標するパラメータを求めた後は、そのパラメータ自体をオペレータに提示して、穿刺の難易度の判定はオペレータに委ねてもよいが、穿刺の難易度の判定をオペレータに委ねるのではなく、本発明の穿刺難易度評価装置に、上記パラメータ生成部で得られたパラメータを所定の比較評価基準値と比較することにより上記測定点への穿刺の難易を判定する穿刺難易判定部を備えることが好ましい。
【００２２】
こうすることにより、オペレータは、穿刺の難易を一層容易に知ることができる。
【００２３】
また、本発明の穿刺難易度評価装置において、上記超音波照射部は、１つの測定点については単一の超音波振動子から発せられた超音波パルスを、その測定点で遠距離音場となる距離離れた位置から照射するものであってもよく、あるいは、配列された複数の超音波振動子を備え、上記超音波照射部は、複数の超音波振動子から所定の測定点に焦点を結ぶべく位相が制御された超音波パルスを発するものであってもよい。
【００２４】
また、上記本発明の穿刺難易度評価装置において、上記超音波照射部は、複数の測定点に順次に超音波パルスを照射するものであり、上記超音波受信部は、複数の測定点それぞれで後方散乱した超音波を順次に受信して、各測定点ごとの積分値を順次取得するものであり、上記パラメータ生成部は、上記複数の測定点それぞれについての、穿刺の難易度を指標するパラメータを生成するものであることが好ましい。
【００２５】
このように複数の測定点について順次測定することにより、穿刺の容易な点を速やかに見つけることができる。
【００２６】
さらに、上記本発明の穿刺難易度評価装置において、被検体に超音波パルスを送波し該被検体内で後方散乱した超音波を受信してＢモード像を生成するＢモード生成部を備え、そのＢモード生成部で生成されたＢモード像を表示するとともに、そのＢモード像上の測定点に対応づけて、その測定点に関する、上記パラメータ生成部で生成されたパラメータに基づく表示を行なう画像表示部を備えることが好ましい。
【００２７】
Ｂモード像上の測定点に対応づけて穿刺の難易度を表示することにより、穿刺の容易な箇所を視覚的に容易に認識することができる。
【００２８】
さらに、上記本発明の穿刺難易度評価装置において、超音波を送受信する超音波探触子を備え、上記超音波照射部は、その超音波探触子から測定点に超音波パルスを照射するものであり、上記超音波受信部は後方散乱した超音波をその超音波探触子で受信するものであることが好ましい。
【００２９】
送信超音波探触子と受信超音波探触子を各別に設けるより送受信兼用の超音波探触子の方が探触子全体が小型になり、精度も向上し、測定の自由度も広がる。
【００３０】
ここで、この超音波探触子を備える態様において、その超音波探触子を支持するホールド機構と、被検体を固定するとともに、そのホールド機構の動きを案内することによりそのホールド機構に支持された超音波探触子の被検体に沿う動きを案内するガイド機構とを備えることが好ましく、その場合に、そのホールド機構が、超音波探触子を、ガイド機構に固定された被検体に接離する方向への位置調整自在に支持するものであることが好ましい。また、そのホールド機構が、超音波探触子を、そのホールド機構がガイド機構に案内されて動く方向に対し交わる方向にスライド自在に支持するものであることも好ましい態様である。
【００３１】
このように、超音波探触子をホールドしてその超音波探触子の被検体に沿う動きを案内する構成にすると、超音波探触子を被検体に沿って必要な方向に容易に動かし、測定点を容易に変更することができる。
【００３２】
さらに、上記ガイド機構に固定された被検体内への穿刺を案内する穿刺案内機構を備えることが好ましい。
【００３３】
穿刺案内機構を備えることにより、穿刺が容易となる。
【００３４】
また、この穿刺案内機構を備えた場合は、さらに、上記ガイド機構に固定された被検体に超音波パルスを送波しその被検体内で後方散乱した超音波を受信してＢモード像を生成するＢモード生成部を備え、そのＢモード生成部で生成されたＢモード像を表示するとともに、そのＢモード像上に、針が穿刺案内機構に案内されて被検体内に仮に最終穿刺位置まで穿刺されたとしたときのその針の先端の到達目標位置を表示する画像表示部を備えることが好ましい。
【００３５】
この態様の場合、穿刺案内機構に案内されながら穿刺したときの針の先端の到達目標位置を、Ｂモード上で、穿刺前に確認することができ、穿刺の失敗を未然に防止し、思いどおりの位置に確実に穿刺することが可能となる。
【００３６】
さらに、超音波探触子を備えた構成において、その超音波探触子が、被検体側を向いた前面が所定の第１の方向に凹に湾曲するとともにその第１の方向に交わる第２の方向に配列された複数の超音波振動子と、それら複数の超音波振動子前面に着脱自在に装着される可撓性音響カプラと、その可撓性音響カプラを複数の超音波振動子前面に着脱自在に固定する音響カプラ着脱機構とを備えたものであることが好ましい。
【００３７】
凹に湾曲した超音波振動子を配列した構造とすることにより、測定点における超音波を、より小さいスポットに収束させることができ、測定の分解能を向上させることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００３９】
図１は本発明の穿刺難易度評価装置の一実施形態を示すブロック図である。
【００４０】
図１に示す穿刺難易度評価装置１０を構成する超音波照射部１０１の送信回路１０２から超音波探触子１１に向けて駆動パルスが出力され、超音波探触子１１から測定点ＰＯＩ（Ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）に向けて超音波が送波される。この超音波探触子１１には、例えば１２８個の超音波振動子が配列されており、それらの超音波振動子のうちの全部もしくは一部の複数の超音波振動子から、ＰＯＩに向かう超音波が送波される。
【００４１】
ＰＯＩで反射して戻ってきた超音波は、超音波探触子１１に配列された超音波振動子でピックアップされ、超音波受信部１０３を構成する受信回路１２で受信される。
【００４２】
この送受信回路１２での受信により得られたエコー信号は、時系列的に書込み回路１３により、受信時系列信号メモリ１４に一旦記憶された後、読出し回路１５により読み出され、加算回路１６より、各超音波振動子で得られた受信信号のうちの、ＰＯＩから見たときに所定の角度範囲内（図１に示す例では半角θで表わされる全角２θの範囲内）の超音波振動子で得られた受信信号が相互に位相を合わせた状態で相互に加算され、これによりＰＯＩで反射した超音波のパワーの、所定の角度（半角θ）内の値が積分された積分値が得られる。この積分値はパラメータ生成部１７に入力され、そのパラメータ生成部１７では、その積分値に基づいて、ＰＯＩへの穿刺の難易度の評価の指標となるパラメータが算出される。この算出されたパラメータは、表示部１８に送られ、ＰＯＩへの穿刺の難易度が数値としてあるいは画像（輝度あるいは色）等で表示される。
【００４３】
図２は超音波送波の原理説明図である。
【００４４】
図１の穿刺難易度評価装置１０の送信回路１０２には位相制御ドライバ１２８が備えられており、超音波探触子１１には、複数（ここでは簡単のため７個のみ図示）の超音波振動子１１１が配列されている。ＰＯＩに向けての超音波の送波にあたっては、位相制御ドライバ１２８は、超音波パルス送波を指示する駆動トリガ信号を受け、超音波送波を担当する複数の超音波振動子（図７に示す例では、７個の超音波振動子１１１の全て）に向けて、各超音波振動子１１１のそれぞれから発せられた超音波パルスがＰＯＩに同時に到達する各タイミングで各駆動パルスを与え、各超音波振動子１１１のそれぞれから超音波パルスを送波させる。こうすることにより、ＰＯＩに焦点を持つ送信超音波ビームが形成される。
【００４５】
図３は、積分値の求め方の原理説明図である。
【００４６】
ＰＯＩで反射して戻ってきた超音波は、超音波探触子１１に配列された多数の超音波振動子１１１（図３では簡単のため７個のみ図示）でピックアップされ、図１の穿刺難易度評価装置１０の受信回路１２に備えられた、各超音波振動子１１１にそれぞれ対応するアンプ１２９で増幅され、このようにして得られた受信信号は、図１に示す書込み回路１３により受信時系列信号メモリ１４に一旦記憶され、その後、読出し回路１５により読み出される。ここで、読出し回路１５により読み出すにあたっては、図３に示すように、ＰＯＩと各超音波振動子１１１との間の距離が各超音波振動子１１１によって異なるため、送信超音波がＰＯＩに到達しそのＰＯＩで反射した超音波が各超音波振動子１１１それぞれに到達した時刻に従い、それら各超音波振動子１１１それぞれで受信されたエコー信号部分が、読出し回路１５により読み出される。
【００４７】
すなわち、図３に示すように、ＰＯＩから最短の距離にある中央の超音波振動子１１１ａとＰＯＩとの間の距離をｚ、その中央の超音波振動子１１１ａとＰＯＩとを結ぶ線分と、ｉ番目の超音波振動子１１１ｉとＰＯＩとを結ぶ線分との成す角をθｉ、ｉ番目の超音波振動子１１１ｉで得られたエコー信号を切り出すゲートＧｉの中心までのアドレス上の距離をｔｉとしたとき、式
ｔｉ＝（ｚ＋ｚ／ｃｏｓθｉ）／Ｃ　　　　　　　　　　　　……（１）
但しＣは音速を表わす
に従って定められたゲートＧｉの領域内のエコー信号が読出し回路１５によって読み出される。
【００４８】
ここで、読出し回路１５では、ＰＯＩから見て角度が±θの範囲内にある超音波振動子１１１で得られたエコー信号のみが読み出され、加算回路１６では、その角度±θの超音波振動子で得られたエコー信号のうちの、ゲートＧ内の信号部分が各ゲートの先頭が同時刻に揃えられて相互に加算される。この加算演算を式で示すと、
【００４９】
【数１】

【００５０】
但し、Ｓｉは、ｉ番目の超音波振動子で作られたゲートＧｉ内のエコー信
号、±ｎは、角度±θの位置に存在する超音波振動子の番号である。
となる。この加算値ＳＩＢＶ（Ｓｐｅｃｉａｌｌｙ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ　Ｖａｌｕｅ）は、本発明にいう積分値に相当するものであり、ここでは角度±θ内の積分値（加算値）であることを示すために（θ）を付して、ＳＩＢＶ（θ）と標記する。
【００５１】
（２）式を積分式で表わすと、
【００５２】
【数２】

【００５３】
但し、Ｓ（θ）は角度θ方向のエコー信号である。
となる。
【００５４】
図１のパラメータ生成部１７では、上記（２）式あるいは（３）式に従って求められた積分値（加算値）ＳＩＢＶに基づいて、ＰＯＩの組織性状、すなわちＰＯＩへの穿刺の難易度を指標するパラメータが求められる。
【００５５】
図４は、ＰＯＩでの散乱強度に応じてＳＩＢＶ（θ）の値が異なることを示した図である。
【００５６】
図４（Ａ）はＰＯＩでの強い散乱、図４（Ｂ）はＰＯＩでの弱い散乱を模式的に示した図である。このＰＯＩでの後方散乱の±θの範囲内の積分値を求めると、散乱強度に応じた積分値ＳＩＢＶ（θ）を求めることができ、その積分値ＳＩＢＶ（θ）により、ＰＯＩの組織性状、すなわちＰＯＩへの穿刺の難易度を評価することができる。
【００５７】
図１のパラメータ生成部１７は、最も単純には、上記のようにして求めたＳＩＢＶ（θ）をそのまま通過させ、そのＳＩＢＶ（θ）自体をパラメータとしてもよいが、より好ましくは、後述するパラメータ算出方法のいずれかを採用してパラメータを算出することが好ましい。
【００５８】
ＳＩＢＶ（θ）自体からなるパラメータ、あるいは後述するようにして算出されたパラメータは、表示部１８に送られ、表示部１８では、そのパラメータが数値で、あるいは、例えば後述するようにしてＢモード像と重畳されてそのパラメータの値に応じた色で表示される。
【００５９】
以下、パラメータの各種算出方法を説明する。
【００６０】
図５は、散乱パターンの相違を示す模式図である。
【００６１】
図４では、散乱強度のみに着目したが、穿刺の難易度の評価には、散乱パターンの相違も有効な情報である。
【００６２】
図５（Ａ）の散乱パターンはほぼ円形であり、図５（Ｂ）の散乱パターンは、横につぶれた楕円形となっている。また図５（Ａ）は全体として強い散乱強度を示し、図５（Ｂ）は弱い散乱強度を示している。
【００６３】
このような状況下で散乱強度の強弱の情報を取り除き散乱パターンの情報を抽出するには、ＳＩＢＶ（θ）を全後方散乱強度で規格化して求めるＳＩＢＶ（θ，９０）、すなわち、
【００６４】
【数３】

【００６５】
が効果的であるが、人体等の生体を被検体としたｉｎ　ｖｉｖｏでは、全後方散乱強度を得るのは難しい。そこで、ここでは、積分範囲の異なる２つのＳＩＢＶ（θ１），ＳＩＢＶ（θ２）を求め、それらの比を求めることにより、その比をもって、散乱パターンの指標となるパラメータＰ（θ１，θ２）とする。
【００６６】
【数４】

【００６７】
すなわち、図１の加算回路１６でＳＩＢＶ（θ１）とＳＩＢＶ（θ２）の２つの積分値を求めてパラメータ生成部１７に送り、パラメータ生成部１７では、上記（５）式に基づいてパラメータＰ（θ１，θ２）を求め、このパラメータＰ（θ１，θ２）をＰＯＩへの穿刺の難易度を指標するパラメータとしてもよい。
【００６８】
ＳＩＢＶ（θ１）とＳＩＢＶ（θ２）との差分Ｐ（Δθ）、すなわち
Ｐ（Δθ）＝ＳＩＢＶ（θ２）−ＳＩＢＶ（θ１）　　　　……（６）
も散乱パターンの指標として用いることができ、したがって、図１の加算回路１６でＳＩＢＶ（θ１）とＳＩＢＶ（θ２）との２つの積分値を求めてパラメータ生成部１７に送り、パラメータ生成部１７では、それらの差分Ｐ（Δθ）を求めて、その差分Ｐ（Δθ）を、穿刺の難易度を指標するパラメータとしてもよい。
【００６９】
図６は、２つの積分値ＳＩＢＶ（θ１），ＳＩＢＶ（θ２）の差分Ｐ（Δθ）の模式図である。
【００７０】
横軸は、角度θを示しており、縦軸は、角度範囲±θの積分値ＳＩＢＶ（θ）を示している。ここに示す散乱パターンＡ，Ｂ，Ｃの３本の曲線は、それぞれ、図４（Ａ）（図５（Ａ）も同一の散乱パターン及び散乱強度の図である）、図４（Ｂ）および図５（Ｂ）に示す散乱パターンについて求めた曲線である。
【００７１】
散乱パターンＡ（図４（Ａ））、散乱パターンＢ（図４（Ｂ））、散乱パターンＣ（図５（Ｂ））についてＰ（Δθ）を求めると、θ_１，θ_２の選び方にもよるが、散乱強度は異なるものの散乱パターンが同一の散乱パターンＡと散乱パターンＢの各Ｐ（Δθ）は相互に近似した値となり、散乱パターンが大きく異なる散乱パターンＣ（図５（Ｃ））について求められたＰ（Δθ）は、大きく値が異なっている。
【００７２】
このように、２つの積分値ＳＩＢＶ（θ１），ＳＩＢＶ（θ２）の差分Ｐ（Δθ）もＰＯＩでの散乱パターンの相違を表わす指標となり得るものであり、したがってＰＯＩへの穿刺の難易度を表わすパラメータとなり得る。
【００７３】
図７は、ある散乱パターンについての角度θ（横軸）に対する積分値ＳＩＢＶ（縦軸）を示す図である。
【００７４】
上記のほか、図７に示す積分値ＳＩＢＶの傾き［ｄＰ（θ）／ｄθ］（θ１，θ２）、すなわち、
【００７５】
【数５】

【００７６】
も、散乱パターンの特徴を表わしており、したがってＰＯＩへの穿刺の難易度を指標するパラメータとなり得る。
【００７７】
図８は、図１に示す穿刺難易度評価装置１０の変形例を示す回路ブロック図である。
【００７８】
この図８には、図１に示す超音波探触子１１のほか、ＳＩＢＶ（θ）計測ユニット２０、モード切換スイッチ２１、Ｂモード計測ユニット２２、Ｂモード用デジタルスキャンコンバータＤＳＣ（Ｂ）２３、ＳＩＢＶ用デジタルスキャンコンバータＤＳＣ（Ｓ）２４、ＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ　Ｏｆ　Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）情報記憶用ビットマップ２５、表示部２６、操作部２７、および図形発生部２８が示されている。
【００７９】
モード切換スイッチ２１は、超音波探触子１１に、Ｂモード計測用超音波送受信を行なわせるモードと、ＳＩＢＶ（θ）計測用の超音波送受信を行なわせるモードをダイナミックに切り換える切換スイッチである。
【００８０】
Ｂモード計測ユニット２２は、モード切換スイッチ２１を介して超音波探触子１１に超音波送波用の駆動パルスを印加して被検体内に超音波を送波させ被検体内で反射して戻ってきた超音波を超音波探触子１１にピックアップさせてその得られたエコー信号を増幅し、いわゆる受信ダイナミックフォーカスなどを含む信号処理を行なって一走査線ごとの情報を得、それをＤＳＣ（Ｂ）２３に書き込むユニットである。そのような送受信やＤＳＣ（Ｂ）２３への書き込みを繰り返して１フレーム分のＢモード像信号を得、ＤＳＣ（Ｂ）２３で表示部２６への表示に適した信号形成に変換して表示部２６に送ることにより、その表示部２６にＢモード像が表示される。Ｂモード像表示のための技術は、超音波診断装置等の名称で呼ばれる分野で、従来より広く採用されている技術であるため、ここでは、これ以上の詳細な説明は省略する。
【００８１】
一方、ＳＩＢＶ（θ）計測ユニット２０は、図１の構成における超音波照射部１０１、超音波受信部１０３、およびパラメータ生成部１７を合わせたものと同じ構成を有し、モード切換スイッチ２１を介して超音波探触子からＰＯＩに向けて超音波パルスが送波されるように超音波探触子１１に駆動パルスを印加し、ＰＯＩで反射して戻ってきた超音波探触子１１でピックアップされたエコー信号を増幅し、前述したようにしてＳＩＢＶ（θ）を算出する。
【００８２】
ここで、操作部２７では、オペレータの操作により、表示部２６に表示されたＢモード像上で、ＳＩＢＶ（θ）を計測すべきＰＯＩ（Ｐｏｉｎｔ　Ｏｆ　Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）の集まりとしての関心領域ＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ　Ｏｆ　Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）が指定される。このＲＯＩの指定情報はビットマップ２５に記録され、ＳＩＢＶ（θ）計測回路２０では、ビットマップ２５からのＲＯＩ指定情報に基づいて、その指定されたＲＯＩ内の各点をＰＯＩと見なして各ＰＯＩについて超音波の送波、反射超音波の受信、ＳＩＢＶ（θ）の算出が行なわれる。ＲＯＩ内の各ＰＯＩについて求められたＳＩＢＶ（θ）はＤＳＣ（Ｓ）２４に一旦格納され、ＤＳＣ（Ｓ）で表示部２６での表示に適したデータ形式に変換されて表示部２６に送られ、表示部では、操作部２７で指定されたＲＯＩ内については、Ｂモード像（黒白像）上にＳＩＢＶ（θ）の計測値がカラーで重畳された形式で表示される。さらに、図形発生部２８では、操作部２７での操作に応じてカーソルやその他の図形が生成され、表示部２６には、その図形発生部２８で生成された図形も重畳されて表示される。
【００８３】
図９は、図８の表示部２６の表示画像例を示す図である。
【００８４】
ここでは、人間の腕の一部を被検体とした例であり、図９（ａ）のＢモード像２２０には、腕の体表２２１と、その体表下に左右に延びる血管２２２があらわれている。ここで、図８の操作部２７によりこのＢモード像２２０上にＲＯＩ２３０が指定されると、そのＲＯＩ２３０の各点に、ＳＩＢＶ（θ）の値に応じたカラー表示がなされる。これにより、血管２２２の表面の穿刺が困難な程度に硬くなった部分や穿刺の容易な部分を見つけることができる。
【００８５】
図９（ｂ）は、血管２２２が輪切りにされた方向から見たＢモード像の模式図である。体表２２１の下に円形の血管２２２が表示されており、その血管２２２を囲うようにＲＯＩ２３０が指定されている。
【００８６】
この場合は、その血管２２２の、Ｂモード像２２０上にあらわれている断面部分の穿刺の難易度を判定することができ、後述するようにして、腕（被検体）に対し、超音波振動子を、血管２２２の延びる方向に血管２２２をなぞるようにして移動させ、異なる断面のＢモード像を順次表示させることにより血管２２２の各局所の穿刺の難易度を知ることができる。
【００８７】
図１０は、図８に示す実施形態の変形例を示す部分回路図である。
【００８８】
図８の例では、ＳＩＢＶ（θ）計測ユニット２０で求められたＳＩＢＶ（θ）の値はそのままＤＳＣ（Ｓ）２４に入力され、表示部２６にはそのＳＩＢＶ（θ）の値に応じたカラー表示がなされるが、図１０に示す例では、さらに比較評価基準値記憶部２９と比較回路３０を備えている。比較評価基準値記憶部２９は、穿刺の難易を判定するためのＳＩＢＶ（θ）の比較評価基準値が記憶されており、ＳＩＢＶ（θ）計測回路２０でＳＩＢＶ（θ）が求められると、比較回路３０では、その求められたＳＩＢＶ（θ）と、比較評価基準値記憶部２９から読み出された比較評価基準値との大小が比較され、そのＰＯＩの穿刺の難易が判定される。図８に示すＤＳＣ（Ｓ）２４には、各ＰＯＩについて、その穿刺の難易を表わす判定結果が格納される。したがって図８の表示部２６には、穿刺の容易な箇所と穿刺の難しい箇所が、輝度あるいは色分け等により二値的に区分けされた表示形式で表示される。この場合、穿刺の難易の判定をオペレータが行なう必要がなくなる。
【００８９】
図１１は、超音波探触子を構成する多数（例えば１２８個）の超音波振動子を示す図である。
【００９０】
この超音波探触子１１には、例えば１２８個の超音波振動子１１１が配列されている。
【００９１】
各超音波振動子１１１は、配列方向（図１１に示すｘ−ｘ方向）に直交する幅方向（図１１に示すｙ−ｙ方向）について、被検体に向う前面（図１１の下方）が凹に湾曲している。
【００９２】
これら配列された超音波振動子１１１の前面には可撓性の超音波音響カプラ１１２が着脱自在に固定される。超音波振動子１１１に駆動パルスが印加されると、駆動パルスが印加された超音波振動子１１１から超音波が送波され、その送波された超音波は超音波音響カプラ１１２を経由して被検体内に送波される。また被検体表面や被検体内で反射して戻ってきた超音波は超音波音響カプラ１１２を経由してた超音波振動子１１１でピックアップされる。
【００９３】
図１２は、図１１に示す超音波探触子１１を構成する超音波振動子１１１の１つから発せられ超音波ビームを、図１１の超音波振動子１１１の配列方向に直交する方向（ｙ−ｙ方向）から見た図である（図１１の矢印Ａ方向）。
【００９４】
超音波振動子１１１から発せられた超音波ビームは、超音波振動子１１１に近い近距離音場にあるときは広がり方が少なく、その近距離音場が終了し遠距離音場に入ると、ある程度広がりながら進行する。ここで、超音波振動子１１１から、近距離音場と遠距離音場との境界までの距離をＺ、超音波振動子１１１の幅をＤ、超音波の波長をλとしたとき、
【００９５】
【数６】

【００９６】
が成立する。
【００９７】
例えば、Ｄ＝３ｍｍ，λ＝０．０７５ｍｍとすると、

となる。
【００９８】
前述の実施形態では、ＰＯＩに向けて超音波を送波するにあたり、複数の超音波振動子それぞれから、超音波がＰＯＩに収束するタイミングを調整して超音波を送波したが、ＳＩＢＶ（θ）を求めるためにＰＯＩに向けて超音波を送波するにあたっては、１つのＰＯＩに１つの超音波振動子から超音波を送波してもよい。ただし、この場合、図１２に示す距離Ｚ以内の近距離音場では超音波の位相が不安定であり、その近距離音場では反射超音波の強度が不安定となる。一方、それより離れた遠距離音場では超音波の位相が安定するため、ＰＯＩでの反射超音波は、そのＰＯＩの性状を正しく反射したものとなる。したがって、ＰＯＩに向けて超音波を送波するにあたっては、超音波音響カプラ１１２（図１１参照）の厚さ等を工夫することにより、超音波振動子を、そのＰＯＩが遠距離音場内となる程度に離れた位置に配置して超音波を送波することが好ましい。
【００９９】
図１３は、図１１に示す超音波探触子１１を構成する１つの超音波振動子１１１から発せられた超音波ビームを、図１１の超音波振動子の配列方向（ｘ−ｘ方向）に見た図である（図１１の矢印Ｂ方向）。
【０１００】
この超音波振動子１１１は、配列方向（ｘ−ｘ方向）に見たとき、被検体側の前面が凹に湾曲しており、その超音波振動子１１１から送波された超音波１１１１は、その湾曲の中心点に向かって進み、その中心点を焦点として収束する。
【０１０１】
このように超音波を焦点を結ぶように送波するときは、その焦点にＰＯＩが一致するように超音波振動子１１１の位置が調整される。焦点では、超音波の位相が揃い安定した反射超音波を得ることができるとともに、超音波のパワーが大きくＳ／Ｎの良い計測が可能となる。
【０１０２】
ここで、超音波振動子１１１の幅をＤ、焦点距離をＺ、焦点での超音波ビーム幅をΔｘ、超音波の波長をλとしたとき、
【０１０３】
【数７】

【０１０４】
が成立する。例えば、Ｄ＝１０ｍｍ，Ｚ＝２０ｍｍ，λ＝０．０７５ｍｍとしたとき、
Δｘ＝０．０７５×２０／１０＝１５０×１０^−３ｍｍ
となる。
【０１０５】
ここでは、凹に湾曲した１つの超音波振動子から超音波を送波して焦点を結ばさせる例を示したが、配列された複数の超音波振動子にタイミングが調整された駆動パルスを印加することにより焦点を結んだ超音波ビームを送波する場合も同様である。
【０１０６】
図１４は、図１１とは異なる超音波探触子を示す図である。
【０１０７】
この超音波探触子１１には、被検体側の前面が平板に形成された超音波振動子１１１が配列されており、その超音波振動子１１１の前面には、その配列方向に対し直交する方向に超音波を収束させる音響レンズ１１３が配備されている。
【０１０８】
その音響レンズ１１３の前面には、図１１の超音波探触子の場合と同様、超音波音響カプラが取り付けられるが、超音波音響カプラはこの図１４では図示省略されている。
【０１０９】
図１５は、超音波ビームの焦点位置における、その超音波ビームのプロファイルを示す図である。
【０１１０】
実線、破線は、それぞれ、図１１、図１４に示す、超音波ビームの焦点におけるｙ−ｙ方向のプロファイルである。
【０１１１】
この図１５から、図１１に示す、被検体に向かって凹の湾曲に形成された超音波振動子の方が細いビーム径を実現でき、その分、分解能を向上させることができることが分かる。
【０１１２】
図１６は、穿刺難易度評価装置の外観図である。
【０１１３】
図１６（Ａ）は、穿刺難易度評価装置の計測部、図１６（Ｂ）は、穿刺難易度評価装置の本体部を示している。ここでは、本体部は、計測部と比べ縮小して示してある。
【０１１４】
図１６（Ａ）に示す計測部１００は、架台１２０の上にクッション１３０が配置されており、そのクッション１３０の上に、人間の腕など、穿刺を行なうとする部位（ここでは腕１とする）が置かれる。架台１２０の横面には、腕１の長手方向に延びる、かみ合わせ凹部１２１が形成されており、そこには、プローブホルダ１３０の下部のかみ合わせ凸部１３１が、腕１の長手方向（矢印Ａ−Ａ方向）にスライド自在にかみ合っている。プローブホルダ１３０の天板１３２には、つまみ付きの雄ネジ１４０で、超音波探触子１１とケーブル１５０とからなる超音波プローブ先端の超音波探触子１１が固定されている。このケーブル１５０は、図示しないコネクタを介して、図１６（Ｂ）に示す本体部２００に接続される。超音波探触子１１の構造については後述する。
【０１１５】
図１６（Ｂ）の本体部２００は、演算部２１０と表示部２２０とからなり、演算部２１０の上面には各種の操作ボタン２１１が配備されている。
【０１１６】
この図１６（Ｂ）の本体部２００は、図１に示すブロック図では、超音波探触子１１を除く、超音波照射部１０１、超音波受信部１０２、パラメータ生成部１７、および表示部１８の全てに相当し、演算部２１０にはそれらのうちの表示部１８を除く全ての機能部分が内蔵されている。また、表示部２２０は、図１の表示部１８に相当する。
【０１１７】
図８あるいは図１０に示す例の場合も同様であり、超音波探触子１１を除く全ての機能部分が本体部２００に相当する。
【０１１８】
図１６（Ｂ）の本体部２００は、図示しないコネクタおよびケーブル１５０を介して、図１６（Ａ）に示す計測部１００のプローブホルダ１３０に固定されて超音波探触子１１に接続される。
【０１１９】
図１７は、図１６に示す超音波探触子の斜視図である。
【０１２０】
ここには、超音波振動子１つ１つの区分けは図示省略したが、複数（例えば１２８個）の超音波振動子１１１が図１１に示すように配列されており、その前面には、超音波音響カプラ１１２が、ホールド機構１１５により着脱自在に固定されている。また、配列された超音波振動子１１１はその背面が基台１１３で支持されている。また、その基台１１３の中央部には、図１６に示すつまみ付き雄ねじが螺入する雌ねじ孔１１６が形成されている。
【０１２１】
図１８は、超音波音響カプラを着脱自在に固定するホールド機構の構造例を示す図である。
【０１２２】
このホールド機構１１５は、配列された超音波振動子の横壁に固定された固定部１１５ａと、回転軸１１５ｂと、固定部１１５ａに対し回動自在な可動爪１１５ｃとから構成されている。超音波振動子の前面に超音波音響カプラを固定するときは、可動爪１１５ｃを、図１８（Ａ）に示す姿勢に回動する。すると、可動爪１１５ｃの先端が超音波音響カプラに食い込むようにして超音波音響カプラが固定される。一方、超音波音響カプラを取り外すときは、可動爪１１５ｃを図１８（Ｂ）に示す姿勢に回動する。こうすることにより可動爪１１５ｃと超音波音響カプラとの係合が外れ、超音波音響カプラが取り外される。
【０１２３】
図１９は、プローブホルダの変形例を示す図である。
【０１２４】
図１６（Ａ）に示す計測部１００を構成するプローブホルダ１３０は、超音波探触子１１を固定された高さに支持するものであるが、図１９に示すプローブホルダ１３０を用いることにより、そのプローブホルダ１３０に支持された超音波探触子１１の高さを調節することができる。
【０１２５】
この図１９に示すプローブホルダ１３０は、下部部材１３１０と上部部材１３２０とから構成されている。上部部材１３２０には、縦に延びるガイド溝１３２１が形成され、一方、下部部材１３１０にはそのガイド溝１３２１に嵌入する突部１３１１が形成されており、上部部材１３２０は、ガイド溝１３２１と突部１３１１との嵌め合わせにガイドされながら上下（図示の矢印Ｂ−Ｂ方向）に移動自在となっている。
【０１２６】
ここで、上部部材１３２０には、その横壁に形成されたストッパ貫通孔（図示せず）に挿抜自在に挿入されるストッパ１３２２が備えられており、一方、下部部材１３１０の横壁には、ストッパ１３２２の先端部が挿入されるストッパ受穴１３１２が複数、縦に配列されて形成されている。
【０１２７】
したがって、ストッパ１３２２を抜いて上部部材１３２０の高さを調節し、そのストッパ部材１３２２を、上部部材１３２０のストッパ貫通孔を貫通させて、複数のストッパ受穴１３１２のいずれかに挿入することにより、上部部材１３２０がその高さに固定される。上部部材１３２０の天板１３２３には、図１６にも示すつまみ付き雄ネジ１４０が備えられており、その天板１３２３の下面に、超音波探触子が固定される。
【０１２８】
上部部材１３２０の高さを調節すると、それに伴って、その上部部材１３２０の天板１３２３に固定された超音波探触子の高さ位置が調節される。
【０１２９】
また、下部部材１３１０には、図１６（Ａ）に示す計測部１００の架台１２０に設けられたかみ合わせ凹部１２１にスライド自在にかみ合うかみ合わせ凸部１３１３が形成されており、この図１９のプローブホルダ１３０も、図１６（Ａ）に示す架台１２０に支持されるとともに矢印Ａ−Ａ方向の構造を有する。
【０１３０】
図２０は、超音波探触子（Ａ）とプローブホルダ天板（Ｂ）の変形例を示す図である。
【０１３１】
図１７に示す超音波探触子には、その基台１１３に、プローブホルダ天板に取り付けるための雌ねじ穴１１６が設けられているが、図２０（Ａ）に示す超音波探触子の場合、その雌ねじ穴に代わり、摺動溝１１７が設けられており、これに対応して、図２０（Ｂ）に示すプローブホルダ１３０の天板１３２には、超音波探触子の摺動溝１１７に嵌入して、超音波探触子を、その摺動溝１１７の長手方向（矢印Ｃ−Ｃ方向）にスライド自在に保持する嵌合凸部１３３が設けられている。
【０１３２】
このようにして、図１６（Ａ）に示す計測部１００のスライドホルダ１３０を、図１６（Ａ）の矢印Ａ−Ａ方向のみでなく、図１９に示すように高さ方向（矢印Ｂ−Ｂ方向）にも移動自在とし、さらに図２０に示すように矢印Ｃ−Ｃ方向にも移動自在とすることにより、超音波探触子１１を三次元的に位置調整し、あるいは移動させることができる。
【０１３３】
図２１は、超音波探触子をプローブホルダ天板に取り付けるもう１つの取付機構を示す図である。
【０１３４】
この図２１に示すプローブホルダ天板１３２には、つまみ付きの雄ねじ１４０が貫通する孔１３４が形成されており、その孔１３４につまみ付き雄ねじ１４０が挿入される。ここまでは、図１６に示す例と同じであるが、図１６に示す例では、その雄ねじ１４０で、超音波探触子１１が直接に天板１３２と取り付けられたが、図２１に示す例では、その雄ねじ１４０で、回転基台１６０が天板１３２に取り付けられる。この回転基台１６０の上面には、雄ねじ１４０と螺合する雌ねじ穴１６１が設けられており、天板１３２の孔１３４を貫通した雄ねじ１４０の先端が雌ねじ穴１６１に螺合することにより、その回転基台１６０が天板１３２に取り付けられる。この回転基台１６０は天板１３２に取り付けられるものの、回転方向に力を加えると、その雌ねじ穴１６１を中心に回動させることができる。
【０１３５】
この回転基台１６０の下部には、図２０（Ａ）に示す構造の超音波探触子の基台１１３の摺動溝１１７に嵌入して、その超音波探触子を、その摺動溝１１７の長手方向（図２０（Ａ）の矢印Ｃ−Ｃ方向）にスライド自在に支持する嵌合凸部１６２が設けられている。
【０１３６】
この図２１の取付機構を採用すると、図２０（Ａ）の構造の超音波探触子を、プローブホルダの天板１３２に、回動自在かつスライド自在に取り付けることができる。
【０１３７】
超音波探触子を回動自在に取り付けると、同じ血管について、図９（Ａ）に示すような縦断面と、図９（Ｂ）に示すような横断面との双方を観察することができる。
【０１３８】
図２２は、超音波探触子をプローブホルダ天板に取り付ける、さらにもう１つの取付機構を示す図である。
【０１３９】
この図２２に示すプローブホルダ天板１３２には、図２０（Ｂ）に示す天板１３２と同様、その下部に嵌合凸部１３３が設けられており、その嵌合凸部１３３には、スライド基台１７０の上面に形成された摺動溝１７１が嵌入することにより、そのスライド基台１７０がプローブホルダ天板１３２にスライド自在に取り付けられる。
【０１４０】
また、そのスライド基台１７０の下面には、つまみ付き雄ねじ１４１の先端部が螺入する雌ねじ穴１７２が形成されている。
【０１４１】
また回転基台１６０には、その中央に貫通孔１６３が形成されており、つまみ付き雄ねじ１４１の先端はその貫通孔１６３を貫通してスライド基台１７０の雌ねじ穴１７２に螺入し、そのつまみ付き雄ねじ１４１により回転基台１６０がスライド基台１７０に取り付けられる。ここで、回転基台１６０の貫通孔１６３は、つまみ付き雄ねじ１４１が、そのつまみ部分を含めて収納される形状の貫通孔であり、つまみ付き雄ねじ１４１は、回転基台１６０がスライド基台１７０に取り付けられた状態においては、そのつまみ部分を含めて貫通孔１６３に収納された状態となる。この回転基台１６０は、スライド基台１７０に取り付けられた状態において回転方向の力が加わるとその貫通孔１６３を中心に回動する。この回転基台１６０の下面には、図２０（Ａ）に示す構造の超音波探触子基台１１３の摺動溝１１７に嵌入する嵌合凸部１６２が設けられている。
【０１４２】
したがって、この図２２に示す取付機構を採用すると、プローブホルダ天板１３２に対しスライド基台１７０が任意の位置にスライドし、任意の位置にスライドしたスライド基台１７０を中心に回転基台１６０が回動し、さらに、図２０（Ａ）の超音波探触子を回転基台１６０に対しスライドさせることができ、超音波探触子の位置や回転角度の調整の自由度がさらに向上する。
【０１４３】
図２３は、図２０（Ａ）の超音波探触子に穿刺ガイド部材を取り付けた状態を示した斜視図である。
【０１４４】
ここでは、図２０（Ａ）の超音波探触子の横壁を一周するように取り巻いた穿刺ガイド部材１８０がねじ１８１でその超音波探触子と一体となるように固定される。
【０１４５】
この穿刺ガイド部材１８０は、穿刺案内突起部１８２を有し、その穿刺案内突起部１８２には、針が挿通されてその針の先端を超音波探触子の真下に案内するように斜めに開けられた針挿通孔１８３が形成されている。
【０１４６】
図２３では、穿刺ガイド部材の一例を示したが、ここでは、この穿刺ガイド部材として、図２３に示すような、超音波振動子の配列方向（図１１および図２３のｘ−ｘ方向）の横から穿刺を行なうタイプの穿刺ガイド部材のほか、超音波振動子の幅方向（図１１および図２３のｙ−ｙ方向）の横から穿刺を行なうタイプの穿刺ガイド部材が用意される。
【０１４７】
図２４は、穿刺ガイド部材が取り付けられた超音波探触子を用いて穿刺の難易度の調査および穿刺を行なっている状態の第１例を示した図である。
【０１４８】
ここでは、Ｂモード像上に血管の縦断面があらわれるように超音波が走査されている。
【０１４９】
穿刺ガイド部材１８０の針挿通孔１８３には注射針１９０が挿通されており、この注射針１９０は、その針挿通孔１８３にさらに挿通していくと、注射器本体の先端（注射針の後部）が穿刺案内突起部１８２に当接し、それ以上穿刺できない状態となる。すなわちそのときの注射針１９０の先端が穿刺の到達目標位置となる。
【０１５０】
図２５は、図２４に示す計測におけるＢモード像を示した模式図である。
【０１５１】
図８に示す例において、操作部２７を操作して、超音波探触子に穿刺ガイド部材が取り付けられていることやその穿刺ガイド部材のタイプ等の情報を入力すると、図形生成部２８では、穿刺していったときの針の通路を示すマーク１９１および針の先端の到達目標位置を表わすマーク１９２が生成され、穿刺に先立ってＢモード像に重畳されて表示される。
【０１５２】
したがって、医師等、穿刺を行なう者は、穿刺を行なったときの針の通路や針の先端の到達目標位置をあらかじめ確認した上で穿刺を行なうことができ、失敗のない穿刺が行なわれる。
【０１５３】
図２６は、穿刺ガイド部材が取り付けられた超音波探触子を用いて穿刺の難易度の調査および穿刺を行なっている状態の第２例を示した図である。
【０１５４】
上述の図２４では、超音波探触子は、超音波がその図２４の紙面上を走査して血管２２２の縦断面を表わすＢモード像を得る向きに配置されているが、図２６では、それとは９０°向きが異なり、超音波探触子は、超音波が図２６の紙面に垂直な方向に走査して血管２２２の横断面を表わすＢモード像を得る向きに配置されている。また、この図２６では、穿刺ガイド部材１８０も図２４に示す穿刺ガイド部材と比べ、超音波探触子に対し９０°異なる向きに穿刺案内突起部１８２を備えた穿刺ガイド部材となっている。
【０１５５】
図２７は、図２６に示す計測におけるＢモード像等を示した模式図である。
【０１５６】
ここには血管２２２の横断面があらわれており、そのＢモード像上に、その血管２２２に向かう針の通路を示すマーク１９１および針の先端の到達目標位置を表わすマーク１９２が重畳されて表示されている。
【０１５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、穿刺の難易を容易に評価することができ、失敗のない穿刺、治療に結びつけることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の穿刺難易度評価装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】超音波送波の原理説明図である。
【図３】積分値の求め方の原理説明図である。
【図４】ＰＯＩでの散乱強度に応じてＳＩＢＶ（θ）の値が異なることを示した図である。
【図５】散乱パターンの相違を示す模式図である。
【図６】２つの積分値ＳＩＢＶ（θ１），ＳＩＢＶ（θ２）の差分Ｐ（Δθ）の模式図である。
【図７】ある散乱パターンについての角度θ（横軸）に対する積分値ＳＩＢＶ（縦軸）を示す図である。
【図８】図１に示す穿刺難易度評価装置の変形例を示す回路ブロック図である。
【図９】図８の表示部の表示画像例を示す図である。
【図１０】図８に示す実施形態の変形例を示す部分回路図である。
【図１１】超音波探触子を構成する多数の超音波振動子を示す図である。
【図１２】１つの超音波振動子から発せられ超音波ビームを、超音波振動子の配列方向に交わる方向から見た図である。
【図１３】図１１に示す超音波探触子１１を構成する１つの超音波振動子１１１から発せられ超音波ビームを、図１１の超音波振動子の配列方向に見た図である。
【図１４】図１１とは異なる超音波探触子を示す図である。
【図１５】超音波ビームの焦点位置におけるプロファイルを示す図である。
【図１６】穿刺難易度評価装置の外観図である。
【図１７】図１６に示す超音波探触子の斜視図である。
【図１８】超音波音響カプラを着脱自在に固定するホールド機構の構造例を示す図である。
【図１９】プローブホルダの変形例を示す図である。
【図２０】超音波探触子（Ａ）とプローブホルダ天板（Ｂ）の変形例を示す図である。
【図２１】超音波探触子をプローブホルダ天板に取り付けるもう１つの取付機構を示す図である。
【図２２】超音波探触子をプローブホルダ天板に取り付ける、さらにもう１つの取付機構を示す図である。
【図２３】図２０（Ａ）の超音波探触子に穿刺ガイド部材を取り付けた状態を示した斜視図である。
【図２４】穿刺ガイド部材が取り付けられた超音波探触子を用いて穿刺の難易度の調査および穿刺を行なっている状態の第１例を示した図である。
【図２５】図２４に示す計測におけるＢモード像を示した模式図である。
【図２６】穿刺ガイド部材が取り付けられた超音波探触子を用いて穿刺の難易度の調査および穿刺を行なっている状態の第２例を示した図である。
【図２７】図２６に示す計測におけるＢモード像等を示した模式図である。
【符号の説明】
１０　　穿刺難易度評価装置
１１　　超音波探触子
１２　　受信回路
１３　　書込み回路
１４　　受信時系列信号メモリ
１５　　読出し回路
１６　　加算回路
１７　　パラメータ生成部
１８　　表示部
２０　　ＳＩＢＶ（θ）計測ユニット
２１　　モード切換スイッチ
２２　　Ｂモード計測ユニット
２３　　Ｂモード用デジタルスキャンコンバータＤＳＣ（Ｂ）
２４　　ＳＩＢＶ用デジタルスキャンコンバータＤＳＣ（Ｓ）
２５　　ビットマップ
２６　　表示部
２７　　操作部
２８　　図形発生部
２９　　比較評価基準値記憶部
３０　　比較回路
１００　　計測部
１０１　　超音波照射部
１０２　　送信回路
１０３　　超音波受信部
１１１　　超音波振動子
１１２　　超音波音響カプラ
１１３　　音響レンズ
１１５　　ホールド機構
１１６　　雌ねじ孔
１１７　　摺動溝
１２０　　架台
１２１　　かみ合わせ凹部
１２８　　位相制御ドライバ
１２９　　アンプ
１３０　　クッション
１３１　　かみ合わせ凸部
１３２　　天板
１４０　　雄ネジ
１５０　　ケーブル
１６０　　回転基台
１７０　　スライド基台
１８０　　穿刺ガイド部材
１９１，１９２　　マーク
２００　　本体部
２１０　　演算部
２１１　　操作ボタン
２２０　　表示部

Claims

超音波パルスを被検体の測定点に照射する超音波照射部と、
前記測定点で後方散乱した超音波を受信して、該超音波のパワーの、所定の角度範囲にわたる積分値を取得する超音波受信部と、
前記超音波受信部で得られた積分値に基づいて前記測定点への穿刺の難易度を指標するパラメータを生成するパラメータ生成部とを備えたことを特徴とする穿刺難易度評価装置。
前記超音波受信部は、前記測定点で後方散乱した超音波のパワーの、所定の第１の角度範囲にわたって積分された第１の積分値と、該第１の角度範囲とは異なる所定の第２の角度範囲にわたって積分された第２の積分値との双方を取得するものであって、
前記パラメータ生成部は、前記超音波受信部で得られた前記第１の積分値と前記第２の積分値との双方に基づいて前記パラメータを生成するものであることを特徴とする請求項１記載の穿刺難易度評価装置。
前記パラメータ生成部は、前記第１の積分値と前記第２の積分値との比を求めることにより前記パラメータを生成するものであることを特徴とする請求項２記載の穿刺難易度評価装置。
前記パラメータ生成部は、前記第１の積分値と前記第２の積分値との差を求めることにより前記パラメータを生成するものであることを特徴とする請求項２記載の穿刺難易度評価装置。
前記パラメータ生成部は、前記第１の積分値と前記第２の積分値との差と、前記第１の角度と前記第２の角度との差との比を求めることにより前記パラメータを生成するものであることを特徴とする請求項２記載の穿刺難易度評価装置。
前記パラメータ生成部で得られたパラメータを所定の比較評価基準値と比較することにより、前記測定点への穿刺の難易を判定する穿刺難易判定部を備えたことを特徴とする請求項１記載の穿刺難易度評価装置。
前記超音波照射部は、１つの測定点については単一の超音波振動子から発せられた超音波パルスを、該測定点で遠距離音場となる距離離れた位置から照射するものであることを特徴とする請求項１記載の穿刺難易度評価装置。
配列された複数の超音波振動子を備え、
前記超音波照射部は、複数の超音波振動子から所定の測定点に焦点を結ぶべく位相が制御された超音波パルスを発するものであることを特徴とする請求項１記載の穿刺難易度評価装置。
前記超音波照射部は、複数の測定点に順次に超音波パルスを照射するものであり、
前記超音波受信部は、前記複数の測定点それぞれで後方散乱した超音波を順次に受信して、各測定点ごとの前記積分値を順次取得するものであり、
前記パラメータ生成部は、前記複数の測定点それぞれについての、穿刺の難易度を指標するパラメータを生成するものであることを特徴とする請求項１記載の穿刺難易度評価装置。
被検体に超音波パルスを送波し該被検体内で後方散乱した超音波を受信してＢモード像を生成するＢモード生成部を備え、
前記Ｂモード生成部で生成されたＢモード像を表示するとともに、該Ｂモード像上の測定点に対応づけて、該測定点に関する、前記パラメータ生成部で生成されたパラメータに基づく表示を行なう画像表示部を備えたことを特徴とする請求項１記載の穿刺難易度評価装置。
超音波を送受信する超音波探触子を備え、前記超音波照射部は、該超音波探触子から測定点に超音波パルスを照射するものであり、前記超音波受信部は後方散乱した超音波を該超音波探触子で受信するものであることを特徴とする請求項１記載の穿刺難易度評価装置。
前記超音波探触子を支持するホールド機構と、
被検体を固定するとともに、前記ホールド機構の動きを案内することにより該ホールド機構に支持された超音波探触子の該被検体に沿う動きを案内するガイド機構とを備えたことを特徴とする請求項１１記載の穿刺難易度評価装置。
前記ホールド機構が、前記超音波探触子を、前記ガイド機構に固定された被検体に接離する方向への位置調整自在に支持するものであることを特徴とする請求項１２記載の穿刺難易度評価装置。
前記ホールド機構が、前記超音波探触子を、該ホールド機構が前記ガイド機構に案内されて動く方向に対し交わる方向にスライド自在に支持するものであることを特徴とする請求項１２記載の穿刺難易度評価装置。
前記ガイド機構に固定された被検体内への穿刺を案内する穿刺案内機構を備えたことを特徴とする請求項１２記載の穿刺難易度評価装置。
前記ガイド機構に固定された被検体に超音波パルスを送波し該被検体内で後方散乱した超音波を受信してＢモード像を生成するＢモード生成部を備え、
前記Ｂモード生成部で生成されたＢモード像を表示するとともに、該Ｂモード像上に、針が前記穿刺案内機構に案内されて被検体内に仮に最終穿刺位置まで穿刺されたとしたときの該針の先端の到達目標位置を表示する画像表示部を備えたことを特徴とする請求項１５記載の穿刺難易度評価装置。
前記超音波探触子が、
被検体側を向いた前面が所定の第１の方向に凹に湾曲するとともに該第１の方向に交わる第２の方向に配列された複数の超音波振動子と、
該複数の超音波振動子前面に着脱自在に装着される可撓性音響カプラと、
前記可撓性音響カプラを前記複数の超音波振動子前面に着脱自在に固定する音響カプラ着脱機構とを備えたものであることを特徴とする請求項１１記載の穿刺難易度評価装置。