JP2015104602A - Intracavitary probe and ultrasonic diagnostic device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明の実施形態は、体腔内プローブ及びこれを備える超音波診断装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a body cavity probe and an ultrasonic diagnostic apparatus including the same.
人の体内に超音波を送信して、その反射波を受信し、臓器の形状、機能などを測定する超音波診断装置のセンサのうち、人の体内に直接挿入することで前記測定を行う体腔内プローブがある。 A body cavity that transmits ultrasonic waves into the human body, receives reflected waves thereof, and measures the shape and function of the organ by directly inserting the ultrasonic diagnostic apparatus into the human body. There is an inner probe.
この体腔内プローブとしては、例えば、前立腺等の超音波断層像を見るための経直腸プローブが挙げられる。経直腸プローブは、直腸等の体腔に挿入する棒状の挿入部と、操作者が握るための把持部とが連結して組み合わされることで構成されている。 Examples of the intracavity probe include a transrectal probe for viewing an ultrasonic tomographic image of the prostate or the like. The transrectal probe is configured by connecting and combining a rod-shaped insertion portion that is inserted into a body cavity such as the rectum and a grip portion that is held by an operator.
経直腸プローブは、例えば、超音波振動子アレイを挿入部の先端を設けた、いわゆるエンドファイア型のもの、超音波振動子アレイを挿入部の側面に設けたものが挙げられる。また、経直腸プローブは、例えば、軸方向に超音波振動子を配列させて超音波振動子アレイを形成した「アキシャル型」、軸方向に直交するする方向に振動子を配列させて超音波振動子アレイを形成した「横断面型」等が挙げられる。 Examples of the transrectal probe include a so-called endfire type in which an ultrasonic transducer array is provided at the distal end of the insertion portion, and an ultrasonic transducer array provided on a side surface of the insertion portion. The transrectal probe is, for example, an “axial type” in which an ultrasonic transducer array is formed by arranging ultrasonic transducers in the axial direction, and an ultrasonic vibration by arranging transducers in a direction orthogonal to the axial direction. Examples include a “cross-sectional type” in which a child array is formed.
この挿入部には、例えば、患部にバイオプシ(生検組織診断)等を行うための穿刺具が備えられている。この穿刺具には、穿刺針が備えられている。この穿刺針による患部への穿刺を、超音波診断装置によって患部を描出しながら行うことにより、穿刺目標への到達の速度、正確性等が向上する。 For example, the insertion portion is provided with a puncture tool for performing biopsy (biopsy tissue diagnosis) or the like on the affected area. This puncture device is provided with a puncture needle. By puncturing the affected area with the puncture needle while depicting the affected area with an ultrasonic diagnostic apparatus, the speed and accuracy of reaching the puncture target are improved.
また、昨今においては、治療対象部位の3次元的位置の把握が容易となるため、超音波診断装置と、CT、MRI等の異なるモダリティとでそれぞれ描出された患部の画像を、重ね合わせて画像比較を行うことがなされている。この画像比較によって決定された各画像間の位置関係等を参考に、例えば、穿刺等が行われている。 In recent years, since it is easy to grasp the three-dimensional position of the treatment target region, images of the affected area drawn by the ultrasonic diagnostic apparatus and different modalities such as CT and MRI are superimposed on each other. A comparison has been made. For example, puncture or the like is performed with reference to the positional relationship between the images determined by the image comparison.
しかしながら、従来の経直腸プローブ、特にエンドファイア型の経直腸プローブは、超音波振動子アレイが直線状の挿入部の端部にある。そのため、この超音波振動子アレイによる走査面とCT、MRI等の撮影断面とを対応させようとすると、挿入したプローブを大きく煽り、経直腸プローブの軸を、前立腺等の体腔内に押し付ける必要があった。そして、このことによって経直腸プローブによる検査を受ける患者等に苦痛を与えることとなっていた。 However, in the conventional transrectal probe, in particular, the endfire type transrectal probe, the ultrasonic transducer array is located at the end of the linear insertion portion. Therefore, in order to make the scanning plane by this ultrasonic transducer array correspond to the imaging cross section such as CT and MRI, it is necessary to squeeze the inserted probe and press the shaft of the transrectal probe into the body cavity such as the prostate. there were. In addition, this has caused pain for patients undergoing examination with a transrectal probe.
この実施形態は、以上のような事情に鑑みてなされたもので、検査を受ける患者等の苦痛を増大させることなく異なるモダリティにおける画像と画像比較が可能な画像を得られる経直腸プローブに適用可能な体腔内プローブ及びこれを備えた超音波診断装置を提供することを目的とする。 This embodiment has been made in view of the above circumstances, and can be applied to a transrectal probe that can obtain an image that can be compared with an image in different modalities without increasing the pain of the patient undergoing the examination. It is an object of the present invention to provide a simple intracavity probe and an ultrasonic diagnostic apparatus including the same.
上記目的を達成するために、実施形態の体腔内プローブは、挿入部を備え、挿入部は、先端に複数の超音波振動子が備えられ、挿入方向に対して先端が所定方向に向かって湾曲する第1の湾曲部分を有する。複数の超音波振動子は、出射する超音波によって形成される走査面が挿入方向と所定方向とを含む面に直交するように配列される。 In order to achieve the above object, the body cavity probe according to the embodiment includes an insertion portion, and the insertion portion includes a plurality of ultrasonic transducers at the distal end, and the distal end is curved toward a predetermined direction with respect to the insertion direction. A first curved portion. The plurality of ultrasonic transducers are arranged so that the scanning plane formed by the emitted ultrasonic waves is orthogonal to the plane including the insertion direction and the predetermined direction.
<第1実施形態>
〔経直腸プローブ〕
図1A〜図1Cは、第1実施形態の経直腸プローブ10を示した上面図、側面図及び斜視図である。図1A〜図1Cに示すように、経直腸プローブ10は、先端1aに超音波振動子アレイ2が備えられ、先端1aを含むヘッド部1bと、湾曲部1cと、シャフト部1dとを有し直腸に挿入可能なように構成された挿入部1と、体腔外で操作者に保持される把持部3とを備える、いわゆるエンドファイア型の経直腸プローブである。挿入部1は、挿入方向4に対して先端1aが所定方向に向かって湾曲する湾曲部1cを有している。
<First Embodiment>
[Transrectal probe]
1A to 1C are a top view, a side view, and a perspective view showing a
経直腸プローブ10は、体腔内プローブのうちの1形態である。経直腸プローブ10について以下に述べることは、他の種類の体腔内プローブにおいても必要に応じて適宜選択して適用することができる。体腔内プローブの種類、使用形態は、生体の内部に挿入し、超音波の送受信を行なうことが可能なものであればよい。体腔内プローブは、生体内の診断部位まで近接させて超音波の送受信を行なうことが可能であるものが挙げられ、具体例としては、経食道プローブ、経直腸プローブ、経尿道プローブおよび経膣プローブ等が挙げられる。
The
[経直腸プローブの全体構成]
経直腸プローブ10は、直腸に挿入可能なように棒状をなし、先端1aが所定の方向を向くように湾曲する湾曲部1cを有する挿入部1と、挿入部1に連結して設けられ、体腔外で操作者に保持される把持部3とを備える。挿入部1の先端1aには、複数の超音波振動子2aが並列に並べられることで形成された超音波振動子アレイ2が備えられている。超音波振動子アレイ2から照射された超音波ビームは、臓器等の境界面等で反射し、再び超音波振動子アレイ2で受信される。超音波振動子アレイ2からは、各超音波振動子2aから超音波が順次出射されることで走査面6を形成する。
[Overall structure of transrectal probe]
The
[挿入部]
挿入部1は湾曲部分を有する棒状をなしており、先端に超音波振動子アレイ2が備えられたヘッド部1bと、曲率形状を有する湾曲部1cと、把持部3に連結されるシャフト部1dとを有している。挿入部1は、ヘッド部1b、湾曲部1c、シャフト部1dの順に段差部を有さないようになだらかに連結されて構成され、全体として大きな曲率を有する湾曲形状を有している。挿入部1は、例えば、一体に形成されている。また、挿入部1の径方向の断面形状は、例えば、被検者に苦痛を与える角部を有さないような、なだらかな形状を有している。この形状としては、例えば、円形形状、少なくとも一部が扁平された円形形状、楕円等の非円形形状であることが挙げられる。また、挿入部1は、可動部を有さない、固定された形状として形成されている。
[Insertion section]
The
(ヘッド部)
ヘッド部1bは挿入部1の先端部分であって、この先端1aから超音波ビームが出射可能なように超音波振動子アレイ2が備えられる。超音波振動子アレイ2は、例えば、1方向に超音波の走査面を形成可能に構成されたコンベックス形状を有している。ヘッド部1bは、例えば、超音波振動子アレイ2を覆うようにして設けられる。このとき、ヘッド部1bは、例えば、屈折を利用して超音波ビームを集束する音響レンズの機能をするものが知られている。
(Head)
The
先端1aは、例えば、湾曲方向5に凸となるような曲面形状を有しており、この曲面形状に沿って超音波振動子アレイ2が設けられることでコンベックス形状を構成する。この曲面形状は、例えば、ヘッド部1bの中心軸を頂点として左右対称であることが挙げられる。
The
(シャフト部)
シャフト部1dは、挿入部1のうちの把持部3に連結される部分を構成する。シャフト部1dと把持部3とは、シャフト部1dの中心軸である第2の軸a2と、把持部3の中心軸である第3の軸a3とが略平行となるように連結される。また、例えば、湾曲方向5側のシャフト部1dの上面部1d1と、把持部3の上面部3aとが連続な面となるように連結され、好ましくは、この連結面が略同一平面又は略同一曲面となるように連結される。ヘッド部1bとシャフト部1dとがなす角度θは、第1の軸a1と第2の軸a2とがなす角であって、この角度θの補角φ=180°−θは、例えば、10°以上70°以下の範囲内、又は45°以上60°以下の範囲内である。角度φを、上記に示した範囲内とする理由は、上記のように構成された挿入部1を、例えば、肛門に水平に挿入した場合に、先端1aを前立腺に対向させることができるからである。また、この角度θは、例えば、それぞれの軸が伸びる方向に対応する挿入方向4と湾曲方向5とがなす角度として設定してもよい。
(Shaft part)
The
(湾曲部)
湾曲部1cは、挿入部1のうち、ヘッド部1bとシャフト部1dとの間に両者を連結するようにして設けられている。ヘッド部1bと湾曲部1cと、及び/又は、湾曲部1cとシャフト部1dと、は段差部を有することなく連結される。また、湾曲部1cにおける湾曲の形態は、例えば、直腸へスムーズに挿入するという観点から、直線的に屈曲するのではなく、所定の曲率を有するように穏やかに湾曲していればよい。このときの湾曲部分は、例えば、ある曲率を有し、この曲率半径は、例えば、20mmであることが挙げられ、例えば、複数の曲率を組み合わせてもよい。
(Curved part)
The bending
[把持部]
把持部3の形状は、操作者が握りやすいような形状を有していればよく、例えば、ある程度の太さを持った棒状形状である。把持部3の断面形状は、例えば、挿入部1の断面形状として挙げた形状の他に、多角形形状等を適宜選択することができる。
[Grip part]
The shape of the
把持部3は、操作者が握りやすいように所定の太さを有することが好ましく、挿入部1よりも太く形成される。このとき、把持部3は、湾曲方向5側の面である上面部3aが、シャフト部1dの上面部1d1と連続な面となるように連結されるので、把持部3の中心軸である第3の軸a3は、シャフト部1dの中心軸である第2の軸a2とオフセットして連結される。把持部3の上面部3aには、例えば、操作者が把持部3を握った時にプローブ方向の把握を容易にするための平坦部3dが設けられている。
The
また、湾曲方向5側の面と対向する面、すなわち、把持部3のオフセット部3bのうちの、挿入部1と連続する面は、例えば、肛門26に接する場合の肛門26に対する負担を軽減するために、挿入部1から把持部3に向かう方向に所定の割合で断面積が増加する傾斜部3cが設けられている。また、傾斜部3cに対応する側面には、同様に、肛門26に接する場合の肛門26に対する負担を軽減するための傾斜を有する翼部3eが設けられている。
Further, the surface facing the surface on the bending
[超音波振動子アレイ]
超音波振動子アレイ2は、例えば、断面凸円弧状に形成されたバッキング材(図示せず)上に設けられている。バッキング材は、例えば、ゴム等の粘弾性を有する材料からなり、超音波を効率よく減衰させるためにフェライト、セラミックス等が添加されている。また、超音波振動子アレイ2上には、必要に応じて、音響整合層、音響レンズ等が設けられる。
[Ultrasonic transducer array]
For example, the
超音波振動子2aは、例えば、1次元アレイ状に所定の間隔をおいて配列されてなる。超音波振動子2aが、例えば、直方体等の長尺形状を有する場合には、超音波振動子2aの短手方向に対して並列に配列される。超音波振動子2aは、ヘッド部1bの先端1aの形状に沿うようにして形成される。つまり、超音波振動子アレイ2は、前述した湾曲方向5に凸な曲面形状を有するように超音波振動子2aが配列されることで構成される。
For example, the
このとき、超音波振動子アレイ2は、例えば、構成する各超音波振動子2aの超音波出射面の法線ベクトルが、湾曲方向5を中心に前記の曲面形状に沿うようにして、放射状に配置される。各超音波振動子2aから、順次超音波が出射することで、湾曲方向5を中心に前記の曲面形状に沿って放射状に超音波が走査され、例えば、図1Cの破線で示した領域である略扇型形状の走査面6を形成する。
At this time, the
超音波振動子2aは、超音波振動子として従来公知の材料及び構成を適宜選択して用いることができるが、例えば、PZT(ジルコン酸チタン)や、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)等の圧電体厚膜の両面に電極を配した構成を有する。この電極は、例えば、一方が、全ての超音波振動子2aに共通の電極、他方が、超音波振動子2a毎に独立した個別の電極となっている。
As the
超音波振動子アレイ2は、複数の超音波振動子2aが、第1の軸a1と第2の軸a2とを含む面に略直交する方向に所定の間隔をおいて並列に設けられることで構成される。また、複数の超音波振動子2aが、前述した先端1aの曲面形状に沿って配されることで、超音波振動子アレイ2はコンベックス形状を形成する。第1の軸a1と第2の軸a2とを含む面に直交し、第1の軸a1を含む走査面6において、超音波ビームの走査が可能となる。また、この場合、第1の軸a1を湾曲方向5、第2の軸a2を挿入方向4と読み替えることもできる。
In the
〔経直腸プローブの動作〕
経直腸プローブ10は、直腸に挿入部1を挿入し、先端1aに設けられた超音波振動子アレイ2から超音波を送信して、その反射波を受信することで、前立腺等の直腸近傍の器官の断面像を得る。
[Operation of transrectal probe]
The
図2は、正中矢状面で示された人体20の直腸27に、経直腸プローブ10の挿入部1を挿入して、先端1aに備えられた超音波振動子アレイ2から、前立腺28に向けて超音波を照射して、前立腺28の横断面における反射波を取得する様子を示した断面模式図である。ここで、人体20における幅方向をx方向、厚さ方向をy方向、高さ方向をz方向と規定する。つまり、矢状面がy−z平面で切られる断面、冠状面がx−z平面で切られる断面、横断面がx−y平面で切られる断面となる。図2においては、紙面手前から奥側に向かう方向をx方向、紙面右から左に向かう方向をz方向、紙面下から上に向かう方向をy方向としている。
FIG. 2 shows a state in which the
図2に示すように、人体20は、膀胱23、陰茎24、精巣25、肛門26、直腸27、前立腺28、及び尿道29を含んでおり、肛門26の開口方向が、水平方向であるz方向を向いている。経直腸プローブ10は、先端1aが、陰茎24側に向くようにして肛門26から挿入方向4であるz方向に挿入され、直腸27内をz方向に直進することで、先端1aが直腸27の前立腺28側の腸壁27aに接することで、先端1aが腸壁27aを介して前立腺28と対向する。先端1aは、肛門26への挿入時において、前記した前立腺28と対向する方向に向けてもよいし、直腸27への挿入後に、前記した前立腺28と対向する方向に向けてもよい。
As shown in FIG. 2, the human body 20 includes a
この腸壁27aに関して、先端1aと対向する位置には前立腺28がある。腸壁27aを介して超音波振動子アレイ2から前立腺28に向けて、超音波が照射される。この超音波は、湾曲方向5と平行かつ挿入方向4と湾曲方向5とを含む面に直交するA−A面を走査面6として出射される。これにより、超音波振動子アレイ2は、前立腺28の横断面をスキャンする。
With respect to the
経直腸プローブ10は、通常、シャフト部1dがz方向と平行となるように直腸27に挿入されるが、前立腺28の位置、検査位置等に応じて適宜角度を付けて挿入してもよい。また、肛門26を挿入部1の湾曲部1cが通過するまでは、挿入部1が進む方向を挿入部1の断面に垂直な方向としてもよい。挿入部1の直腸27への挿入時においては、必要に応じて、挿入部1全体を覆うようにしてコンドーム等の保護材(図示せず)が装着される。
The
図3は、前立腺28に向けて超音波を照射する様子を示した斜視図である。この図においては、図の明瞭化のために、人体20として膀胱23、前立腺28及び尿道29を示している。その他の部分は、図2において示したものと同様である。また、経直腸プローブ10は、図2に示したものと同様にして、直腸27に挿入されており、腸壁27aを介して前立腺28に超音波が照射されている。
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which ultrasonic waves are irradiated toward the
図3に示すように、超音波振動子アレイ2を構成する複数の超音波振動子2aが超音波ビームを順次出射することによって、扇型の走査面6が形成される。この走査面6に、被検体が交差する場合には、この被検体からの反射波を、先端1aに備えられた振動子で受信する。この場合の被検体である前立腺28は走査面6と交差しており、その交差面6aはx、y成分を主に含み、x−y平面に近い画像を表示部等に表示可能となっている。
As shown in FIG. 3, the plurality of
[超音波診断装置]
図4は、超音波診断装置50とその周辺機器の機能的構成を示す。このとき、超音波プローブ60は、例えば、この実施の形態の経直腸プローブ10を少なくとも1つ用いる。
[Ultrasonic diagnostic equipment]
FIG. 4 shows a functional configuration of the ultrasonic
経直腸プローブ10に備えられた受信部(図示せず)で受信したエコー情報は、例えば、図4に示すような機能構成を有する超音波診断装置50で処理されることで、表示部54に、前立腺28の横断面画像として表示される。
The echo information received by the receiving unit (not shown) provided in the
この横断面画像は、例えば、Bモード画像である。超音波診断装置50における処理は、具体的には、経直腸プローブ10である超音波プローブで受信したエコー情報が、超音波診断装置50に送信され、送受信部51において、このエコー情報が受信される。
This cross-sectional image is, for example, a B-mode image. Specifically, in the ultrasonic
次に、Bモード画像の表示という操作部56からの指示入力を受けて制御部55が処理部52を操作し、送受信部51において受信したエコー情報を処理することでBモードデータを生成し、表示制御部53に送る。表示制御部53は、Bモードデータの受信を受けて、表示部54に前立腺28の横断面のBモード画像を表示する。
Next, in response to an instruction input from the
このようにして、この経直腸プローブ10で、前述のように前立腺28に超音波を照射すると、前立腺28の横断面におけるBモード画像データ等の画像データを得ることができ、Bモード画像を表示部等に表示することができる。
In this way, when the
〔経直腸プローブの作用及び効果〕
CTやMRI等の、他のモダリティによって得られる断面画像と、超音波診断装置によって得られる断面画像とを比較して、読影、診断等に生かしたいという要求がある。しかしながら、従来においては、両者の断面画像の対応をとることが難しかった。その理由は、CTやMRI等において撮影される断面画像は、横断面画像であることが非常に多い一方で、超音波診断装置、特に、経直腸プローブ等の体腔内プローブを用いたものによって得られる断面画像は、矢状面画像であることが多いことが挙げられる。
[Action and effect of transrectal probe]
There is a demand to compare the cross-sectional images obtained by other modalities such as CT and MRI with the cross-sectional images obtained by the ultrasonic diagnostic apparatus, and use them for interpretation, diagnosis, and the like. However, conventionally, it has been difficult to take a correspondence between the two cross-sectional images. The reason for this is that cross-sectional images taken in CT, MRI, etc. are very often cross-sectional images, but are obtained by an ultrasonic diagnostic apparatus, particularly using an intra-cavity probe such as a transrectal probe. In many cases, the obtained cross-sectional image is a sagittal plane image.
従来の経直腸プローブにおいて、前立腺28の横断面の画像を得ることはなされてはいた。しかしながらその方法は、前立腺28の横断面画像を得るために、挿入したプローブを大きく煽り、経直腸プローブの軸を、前立腺等の体腔内に押し付ける等の患者に大きな負担を強いるものであった。
In a conventional transrectal probe, it has not been possible to obtain a cross-sectional image of the
一方で、この実施形態の経直腸プローブ10は、湾曲部1cを有する挿入部1を、肛門26を介して直腸27に挿入し、挿入部1の先端1aを前立腺28側の腸壁27a側に向けることで、直腸27の腸壁27aを介して前立腺28と対向する。このとき、湾曲方向5が、前立腺28の横断面に沿う方向となるように設定する。この前立腺28に、先端1aに設けられた超音波振動子アレイ2から超音波を照射すると、その走査面6は、湾曲方向5を含み、挿入方向4と湾曲方向5を含む面に直交するので、前立腺28の横断面を得ることができる。
On the other hand, in the
そのため、この実施形態の経直腸プローブ10で前立腺28の横断面の画像を得る場合には、挿入部1に湾曲部1cを有するために、挿入角度を大きく付けることをしなくてもよい。つまり、先端1aを前立腺28側の腸壁27aに向けるだけで、前立腺28に対してx−y平面に近い走査面6で超音波の走査をすることができる。また、挿入部1の湾曲部1cによる湾曲が、直腸27の挿入時において肛門26から直腸27にかけてのy方向側の凸面27bに対する「逃げ」となる。そのため、挿入部1の直腸27への挿入時において先端1aを直腸の腸壁27aに押し付けることをしなくてもよい。これらのことにより、被検者がこの検査によって受ける苦痛を軽減させることができる。また、経直腸プローブによる超音波照射によって、前立腺28の横断面の情報をスムーズに得ることができる。
Therefore, when an image of a cross section of the
<第2実施形態>
〔経直腸プローブ〕
図5A〜図5Dは、第2実施形態の経直腸プローブ10を示した上面図、側面図及び斜視図である。この実施形態の経直腸プローブ10は、第1実施形態の経直腸プローブ10に、穿刺針12を備えた穿刺具11が新たに備えられている。穿刺具11は、穿刺針12が超音波振動子アレイ2から出射される超音波の走査面上に沿って伸びるように、挿入部1等に設けられる。ここで、図中における穿刺具11の斜線部は、本体部10aと穿刺具11とを区別して示すためのものであって断面を示すものではない。
Second Embodiment
[Transrectal probe]
5A to 5D are a top view, a side view, and a perspective view showing the
[経直腸プローブの全体構成]
経直腸プローブ10は、本体部10aと本体部10aに脱着可能に設けられた穿刺具11とを含んで構成されている。経直腸プローブ10の本体部10aは、第1実施形態の経直腸プローブ10と同様な構成を有する。穿刺具11は、挿入部1の面上に、例えば、挿入部1の湾曲形状に沿って設けられている。また、挿入部1の先端1aの位置から、湾曲方向5に向けて穿刺針12を突出可能に設けられている。この穿刺針12の先端12aは走査面6に沿って移動する。
[Overall structure of transrectal probe]
The
[穿刺具]
穿刺具11は、一定間隔を置いて互いに対向する側面部11cを有する。この2つの側面部11cが、上面部11e又は下面部11fによって連結される。これにより、穿刺具11は、例えば、∪字型又は矩形型の断面形状をなす。また、前記一定間隔が、挿入部の幅に対応することで、穿刺具11が挿入部1に装着可能となる。また、上面部11e又は下面部11fは、1枚の面で形成されても、分割された複数の面で形成されてもよい。穿刺具11は、図5Dに示すように、本体部10aの挿入部1に脱着可能に設けられる。
[Puncture tool]
The
また、側面部11cの形状は、前後方向において挿入部1の湾曲形状に対応している。この場合、例えば、側面部11cの形状は、挿入部1の湾曲形状と同様な形状をなしている。穿刺具11の挿入部1への装着は、例えば、先端1aからシャフト部1dに向けて被せるようにして行われる。また、穿刺具11が、例えば、上面部11e及び下面部11fのうちのいずれか一方を有する場合には、穿刺具11は、挿入部1の上面又は下面から被せるようにして装着される。穿刺具11は、挿入部1に固定して装着される。挿入部1には、例えば、上面若しくは下面のいずれか一方、又は両方に設けられた孔(図示せず)等が設けられている。穿刺具11は、例えば、この孔に嵌合するストッパー11g、11h等によって固定される。
Further, the shape of the
側面部11cは、内部に穿刺針12が通過可能なような側面方向の厚さを有する。左右の側面部11cのそれぞれには、穿刺針ガイド11dを有する。穿刺針ガイド11dは、穿刺針12が、背面部11aから挿入されて、前面部11bから突出することで通過可能なように形成された空洞部である。穿刺具11は、例えば、挿入部1の側面1fに一対の穿刺針ガイド11dを備え、超音波振動子アレイ2を介して対向する位置からそれぞれの穿刺針12が突出するようにして、挿入部1に装着される。また、穿刺具11は、前面部11bと側面部11cとで形成される角部を無くすために、前面部11bと側面部11cとが連続した面で構成されてもよい。
The
(穿刺針ガイド)
穿刺針ガイド11dは、内部を走行する穿刺針12を案内するようにして構成されている。穿刺針ガイド11dは、穿刺針が挿入される挿入口11d1、挿入された穿刺針12が走行する走行路11d2、穿刺針12の先端12aが突出する突出口11d3を備える。穿刺針ガイド11dの形態は、穿刺針12の先端12aが、前述した超音波の走査面上に沿って移動可能に構成されている。この場合、走行路11d2の形状を、挿入部1の湾曲形状を第1の湾曲部分として、第1の湾曲部分に沿って湾曲する第2の湾曲部分としてもよい。このとき、穿刺針12は、第2の湾曲部分に沿って穿刺針ガイド11d内を走行する。
(Puncture needle guide)
The
また、第2の湾曲部分の曲率半径は、第1の湾曲部分の曲率半径よりも大きくすることが好ましく、例えば、第2の湾曲部分の曲率半径を、第1の湾曲部分の曲率半径の1.3程度とすることが挙げられる。これは、曲率半径を大きくすることで、穿刺針12の曲がりを緩くし、応力による負担を軽減して、塑性変形等を防止するためである。穿刺針ガイド11dの曲率半径は、例えば、第2の湾曲部分の曲率半径が、第1の湾曲部分の曲率半径より小さくなるように形成される。
The radius of curvature of the second curved portion is preferably larger than the radius of curvature of the first curved portion. For example, the radius of curvature of the second curved portion is set to 1 of the radius of curvature of the first curved portion. .3 or so. This is because by increasing the radius of curvature, the bending of the
また、挿入口11d1は、穿刺針12と翼部3eとの干渉を避けるために、背面部11aの側上部に設けられる。また、挿入口11d1は、穿刺針12の後端部12bが上面方向に突出するようにして形成される。また、突出口11d3は、前述した走査面6上に沿って穿刺針12が移動可能なように設けられる。穿刺具11が、例えば、前面部11bを有する場合には、前面部11bが走査面6と直交している構成、走査面6上に前面部11bの中心軸がある構成等が挙げられる。
Further, the insertion port 11d1 is provided on the upper side of the
穿刺具11を構成する材料は、変形可能な材料で構成することによって、挿入部1への装着が容易となるもの、また、生体親和力の高いものが挙げられる。穿刺具11を構成する材料は、例えば、金属材料、樹脂材料等が挙げられる。
Examples of the material constituting the
[穿刺針]
穿刺針12は、挿入部1の先端1aの両側部から突出可能なようにして設けられる。つまり、2本の穿刺針12のうちのいずれか若しくは両方が、超音波振動子アレイ2を挟む形態で突出口11d3から突出する。先端1aから突出した先端12aは走査面6上に沿って移動する。
[Puncture needle]
The
穿刺針12は、例えば、直線形状を有し、穿刺針ガイド11d内を湾曲して走行する。穿刺針12は、この湾曲による塑性変形が起きにくい靭性の高い材料で形成することが挙げられる。
The
穿刺針12を構成する材料は、前述したように靭性の高いものが挙げられる。穿刺針12を構成する材料としては、例えば、ステンレス鋼、チタンまたはチタン合金、Ni−Ti合金等の超弾性合金等の各種金属材料、ポリフェニレンサルファイド等の各種硬質樹脂材料等が挙げられる。
Examples of the material constituting the
(変形例)
〔経直腸プローブ〕
図6A〜図6Dは、第2実施形態の変形例である経直腸プローブ10を示した上面図、側面図及び斜視図である。ここで、図中における穿刺具11の斜線部は、本体部10aと穿刺具11とを明確に区別して示すためのものであって断面を示すものではない。
(Modification)
[Transrectal probe]
6A to 6D are a top view, a side view, and a perspective view showing a
この実施形態の変形例である経直腸プローブ10は、穿刺具11の背面部11aから突出する穿刺針12が、本体部10aの側面部3fに沿うようにして構成されている。挿入口11d1は、背面部11aの中央部、例えば、把持部3の中心軸と平行な位置に設けられ、挿入口11d1は、穿刺針12の後端部12bが水平方向に突出するようにして形成される。
The
経直腸プローブ10の側面部3fには、翼部3eが設けられていないので、挿入口11d1から突出した穿刺針12の後端部12bが側面部3fに沿う。また、穿刺針12の後端部12bには、例えば、側面部3fが、側面部3fに沿って動く穿刺針12で傷が付かないように緩衝材12cが設けられている。
Since the
この変形例のその他の構成は、この実施形態において上述した経直腸プローブ10と同様である。また、以下に述べる経直腸プローブの動作、作用及び効果は、この実施形態において上述した経直腸プローブ10の一例であるが、この変形例にも同様に適用することができる。
Other configurations of this modification are the same as those of the
〔経直腸プローブの動作〕
経直腸プローブ10は、直腸に挿入部1を挿入し、先端1aに設けられた超音波振動子アレイ2から超音波を送信して、その反射波を受信することで、前立腺等の直腸近傍の器官の断面像を得る。次に、この断面像をガイドとして、穿刺針12で、所望の器官に穿刺を行う。この場合、穿刺針12は、穿刺針ガイド11dに進行方向が強制されることで、走査面6に沿った方向に先端12aが送り出される。
[Operation of transrectal probe]
The
図7は、人体20の直腸27に、経直腸プローブ10の挿入部1を挿入して、穿刺針12によって前立腺28に対して穿刺を行う様子の一例を示した断面模式図である。この穿刺は、直腸27に挿入部1を挿入後に、先端1aに備えられた超音波振動子アレイ2から、前立腺28に向けて超音波を照射して、前立腺28の横断面における反射波を取得し、この反射波を処理することで得られた画像をガイドとして行われる。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of a state in which the
図7に示すように、人体20は、肛門26の開口する方向がz方向となるように仰向けに寝ている、いわゆる砕石位(載石位)である。経直腸プローブ10は、第1実施形態と同様にして直腸27に挿入され、穿刺具11を操作することによって穿刺針12が前立腺28に穿刺される。このとき、穿刺針12の先端12aは、走査面6に沿って移動する。
As shown in FIG. 7, the human body 20 is in a so-called crushed position (carrying position), lying on its back so that the opening direction of the
図8は、前立腺28に向けて超音波を照射するとともに、前立腺28に穿刺針12を穿刺する様子を示した斜視図である。この図において、経直腸プローブ10以外の構成は、図3で示したものと同様である。
FIG. 8 is a perspective view showing a state in which ultrasonic waves are irradiated toward the
図8に示すように、超音波振動子アレイ2が超音波を出射することで扇型の走査面6が形成される。この走査面6に交差した被検体からの反射波を、先端1aに備えられた受信部で受信する。この場合の被検体である前立腺28は走査面6と交差しており、さらに、挿入部1の先端1aの側面から突出する2本の穿刺針12は、走査面6上に沿って移動する。
As shown in FIG. 8, the
[超音波診断装置]
受信したエコー情報は、例えば、図4に示した超音波診断装置50で処理されることにより、表示部54に、前立腺28の横断面画像と走査面6上を移動する穿刺針12の像とがBモード画像として表示される。表示される穿刺針12の画像は、穿刺針12の進行方向の像、つまり長手方向の像であるため、穿刺針12の先端12aの位置、穿刺針12の進む方向を容易に把握することができる。
[Ultrasonic diagnostic equipment]
The received echo information is processed by, for example, the ultrasonic
穿刺針12による穿刺は、まず、直腸27に経直腸プローブ10の挿入部1を挿入し、先端1aを、腸壁27aを介して前立腺28と対向させる。次に、超音波振動子アレイ2から前立腺28に向けて超音波を照射して、前立腺28と走査面6との交差面6aから先端1aに備えられた受信部で受信する。受信した反射波を前述したように処理してBモード画像を表示部54に表示する。表示されたBモード画像に基いて、交差面6aを探索することで、前立腺28における所望の穿刺面を決定する。次に、穿刺具11を操作して穿刺針12を挿入部1の先端1aから突出させて前立腺28に対する穿刺を開始する。
In the puncture with the
図9は、前立腺28の横断面像及び穿刺針12の像が、表示部54にBモード画像として表示される一例を示したものである。ここで、図中に示した斜線部は、交差面6aを示すためのものであって断面を示すものではない。また、図中に示した破線で囲まれた部分は、MRIで撮影された前立腺28の横断面像14である。この横断面像14は、前立腺像14aと、尿道像14bとを示している。
FIG. 9 shows an example in which a cross-sectional image of the
図9に示すように、表示部54には、走査面6からの反射波であるエコー情報が、前述したものと同様にして処理されることで生成された、Bモード画像が表示されている。表示部54に表示された走査面6と被検体である前立腺28とが交差する交差面6aには、走査面6で切り取られる横断面画像である前立腺像13が表示されている。また、MRIで撮影された横断面像14である前立腺像14aと、尿道像14bとが、前立腺像13と対応する位置に示されている。
As shown in FIG. 9, the
図7に示すような前立腺28のD−D線に沿った断面に穿刺がされる場合には、走査面6に沿って穿刺針12の先端12aが移動するので、表示部54に表示された走査面6内には穿刺針12の進行方向の像が表示される。これによって、前立腺28と穿刺針12の先端12aとの位置関係を把握することができる。
When the puncture is performed on the cross section along the line D-D of the
さらに、MRIで撮影された前立腺28の横断面画像が示すように、前立腺28の中心を、図7に示すような尿道29が貫いている。例えば、前立腺28において尿道29を中心軸として線対称な位置に、それぞれ穿刺をしたい場合がある。この場合においては、まず、前立腺像13の位置と前立腺像14aの位置とを対応させ、尿道像13aの位置から走査面6における尿道29の位置を決定する。次に、決定された尿道29の位置から、走査面6における穿刺位置を決定し、この位置に対して穿刺を行う。
Furthermore, as shown in the cross-sectional image of the
このように、表示部54に表示された、前立腺28の横断面像と穿刺針12の像とを参照して、挿入部1の先端1aと穿刺針12の先端12aとの位置関係を把握し、穿刺具11を操作することができる。さらに、MRIで撮影された前立腺28の横断面像である前立腺像14aと、Bモード画像に表示された前立腺28の横断面像である前立腺像13との位置を対応付けして、前立腺28の横断面における位置を把握することで、前立腺28における所望の位置においてバイオプシを行うことができる。
As described above, the positional relationship between the
このように、この経直腸プローブ10によれば、前立腺28の横断面画像を取得することができる。これにより、経直腸プローブ10によって取得された横断面画像と、MRI等の異なるモダリティで取得された横断面画像とを、座標位置を対応させて重ね合わせて表示する、いわゆるフュージョン表示をすることが可能となる。このフュージョン表示に基づいて、前立腺28への穿刺を行うことができる。
Thus, according to the
フュージョン表示をする方法は、従来公知の方法を適宜選択することができるが、具体的には、以下のようにして行うことができる。まず、経直腸プローブ10に位置検出手段を設け、他のモダリティで得られた画像間の位置合わせを行う。位置検出手段は、例えば、磁気センサが用いられ、磁気センサの近傍に磁気トランスミッタが設けられる。磁気トランスミッタからは、x,y,z方向の磁場が時系列で切り替えられて放射され、これに磁気センサが同期することで、x,y,z方向の位置と、それぞれの軸に対する回転を検知することができる。
As a method for performing fusion display, a conventionally known method can be appropriately selected. Specifically, the fusion display can be performed as follows. First, position detecting means is provided in the
異なるモダリティ間の画像の位置合わせは、まず、経直腸プローブ10によって表示される前立腺28の横断面画像(以下、超音波画像という)が、他のモダリティによる前立腺28の横断面画像(以下、他のモダリティ画像という)とほぼ平行となるよう経直腸プローブ10を操作する。
The registration of images between different modalities is performed by first converting a cross-sectional image of the prostate 28 (hereinafter referred to as an ultrasound image) displayed by the
次に、超音波画像上で目印となるような特徴のある部位を探し、その部位を目印位置としてマーキングする。次に、その画像を参照しながら他のモダリティ画像で同じ特徴を持つ部位を探索する。他のモダリティ画像で同一部位と思われる断層画像が得られたところで、その画像上において、目印位置に対応すると思われる部位にマーキングを行う。 Next, a part having a characteristic that becomes a mark on the ultrasonic image is searched, and the part is marked as a mark position. Next, a part having the same feature in another modality image is searched with reference to the image. When a tomographic image that seems to be the same part is obtained in another modality image, a part that seems to correspond to the mark position is marked on the image.
以上の作業により、超音波画像と他のモダリティ画像との対応する位置合わせに必要なパラメータが得られる。これ以降は、装置の中で両画像を一致させるための座標変換が自動的に行われ、経直腸プローブ10によって得られるリアルタイム画像に追従して、それに対応した他モダリティの断層画像が表示される。また、この実施形態の経直腸プローブの動作のその他の構成は、第1実施形態の経直腸プローブ10と同様である。
Through the above operations, parameters necessary for corresponding alignment between the ultrasonic image and other modality images are obtained. Thereafter, coordinate conversion for matching both images in the apparatus is automatically performed, and a tomographic image of another modality corresponding to the real-time image obtained by the
〔経直腸プローブの作用及び効果〕
この実施形態の経直腸プローブ10は、第1実施形態と同様な構成を有する経直腸プローブの挿入部1の少なくとも一部を覆うようにして設けられた穿刺具11を備える。この穿刺具11は、挿入部1の湾曲形状に沿って設けられており、前面部11bから2本の穿刺針12が、挿入部1のヘッド部1bの両側部から湾曲方向5に、それぞれ突出可能に設けられている。これらのことにより、第1実施形態と同様な利点を有するとともに、走査面6上に沿って穿刺針12を移動させることが可能となり、例えば、表示部54に、前立腺28の横断面画像と走査面6上を移動する穿刺針12の像とをBモード画像として表示することができる。
[Action and effect of transrectal probe]
The
従来の超音波診断装置による穿刺のガイドは、穿刺針の進行方向と超音波の照射面とが直交していたことから、穿刺針12の断面のみが描出されており、穿刺針の的確なガイドができない場合があった。
In the puncture guide by the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, since the advancing direction of the puncture needle and the irradiation surface of the ultrasonic wave are orthogonal, only the cross section of the
穿刺針のガイドが可能なプローブとしては、エンドファイア型とアキシャル型を一つのプローブに搭載したバイプレーンタイプのプローブが挙げられる。このプローブは、超音波診断装置によって前立腺の矢状面を描出しながら穿刺をすることができる。一方で、他モダリティとの画像比較を行いながら穿刺を行う際には、他モダリティで使用されることが多い横断面で穿刺を行いたいという要望がある。しかしながら、バイプレーンタイプのプローブは横断面での穿刺はできないという問題があった。 As a probe capable of guiding the puncture needle, there is a biplane type probe in which an endfire type and an axial type are mounted on one probe. This probe can be punctured while depicting the sagittal plane of the prostate with an ultrasonic diagnostic apparatus. On the other hand, when performing puncturing while performing image comparison with other modalities, there is a demand for puncturing with a cross-section that is often used in other modalities. However, the biplane type probe has a problem that it cannot be punctured in a cross section.
これに対して、この実施形態において表示される穿刺針12の像は、穿刺針12の進行方向の像、つまり長手方向の像であるため、穿刺針12の先端12aの位置、穿刺針12の進む方向を容易に把握することができる。
On the other hand, since the image of the
さらに、この実施形態の経直腸プローブ10は、挿入部1に湾曲部1cを有する。そのため、この経直腸プローブ10は、肛門26を介して直腸27に挿入する際に、前立腺28の横断面に沿う方向となるように設定することが可能である。その結果、前立腺28の横断面を得ることが可能となり、超音波診断装置によって前立腺の横断面を描出しながら穿刺をすることができる。
Further, the
また、経直腸プローブ10によって、前立腺28の横断面の画像を比較的容易に取得することができるので、経直腸プローブ10によって取得された横断面画像と、MRI等の異なるモダリティで取得された横断面画像とを、座標位置を対応させて重ね合わせて表示する、いわゆるフュージョン表示をすることが可能となる。このフュージョン表示に基づいて、前立腺28への穿刺を行うことができる。これにより、前立腺28へ穿刺する場合の速度、精度等を従来よりも向上させることができる。
In addition, since the cross-sectional image of the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 挿入部
1a 先端
1b ヘッド部
1c 湾曲部
1d シャフト部
1d1 上面部
1f 両側面
2 超音波振動子アレイ
2a 超音波振動子
3 把持部
3a 上面部
3b オフセット部
3c 傾斜部
3d 平坦部
3e 翼部
3f 側面部
4 挿入方向
5 湾曲方向
6 走査面
6a 交差面
10 経直腸プローブ
10a 本体部
11 穿刺具
11a 背面部
11b 前面部
11c 側面部
11d 穿刺針ガイド
11d1 挿入口
11d2 走行路
11d3 突出口
11e 上面部
11f 下面部
11g ストッパー
12 穿刺針
12a 先端
12b 後端部
12c 緩衝材
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記挿入部は、先端に複数の超音波振動子が備えられており、挿入方向に対して前記先端が所定方向に向かって湾曲する第1の湾曲部分を有し、
前記複数の超音波振動子は、出射する超音波によって形成される走査面が前記挿入方向と前記所定方向とを含む面に直交するように配列される、
体腔内プローブ。 An insertion part that can be inserted into the body cavity of the subject,
The insertion portion includes a plurality of ultrasonic transducers at a distal end, and has a first curved portion where the distal end is curved toward a predetermined direction with respect to the insertion direction,
The plurality of ultrasonic transducers are arranged so that a scanning plane formed by the emitted ultrasonic waves is orthogonal to a plane including the insertion direction and the predetermined direction.
Body cavity probe.
前記穿刺具は、前記挿入部の先端の位置から、前記所定方向に向けて穿刺針を突出可能に設けられ、
前記穿刺針の先端は、前記走査面に沿って移動するように構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の体腔内プローブ。 A puncture device provided on the surface of the insertion portion;
The puncture device is provided so that a puncture needle can protrude from the position of the distal end of the insertion portion toward the predetermined direction,
The tip of the puncture needle is configured to move along the scanning plane,
The body cavity probe according to claim 1.
前記穿刺針ガイドは、前記第1の湾曲部分に沿って湾曲する第2の湾曲部分を有し、前記穿刺針は、前記第2の湾曲部分に沿って前記穿刺針ガイド内を走行する、
ことを特徴とする請求項2に記載の体腔内プローブ。 The puncture device comprises a puncture needle guide for guiding the puncture needle along the first curved portion on a side surface of the insertion portion,
The puncture needle guide has a second curved portion that curves along the first curved portion, and the puncture needle travels in the puncture needle guide along the second curved portion,
The intra-body-cavity probe according to claim 2, wherein:
前記複数の超音波振動子を介して対向する位置からそれぞれの前記穿刺針が突出する、
ことを特徴とする請求項3に記載の体腔内プローブ。 The puncture device includes a pair of puncture needle guides on both side surfaces sandwiching the insertion portion,
Each puncture needle protrudes from a position facing through the plurality of ultrasonic transducers,
The body cavity probe according to claim 3.
ことを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載の体腔内プローブ。 The puncture device is provided to be detachable from the insertion portion.
The intra-body-cavity probe according to any one of claims 2 to 4, wherein
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の体腔内プローブ。 The complementary angle of the angle formed by the insertion direction and the predetermined direction is 10 ° or more and 70 ° or less,
The intra-body-cavity probe according to any one of claims 1 to 5, wherein:
前記体腔内プローブは、
被検体の体腔内に挿入可能な挿入部を備え、
前記挿入部は、先端に複数の超音波振動子が備えられており、挿入方向に対して前記先端が所定方向に向かって湾曲する第1の湾曲部分を有し、
前記複数の超音波振動子は、出射する超音波によって形成される走査面が前記挿入方向と前記所定方向とを含む面に直交するように配列される、
超音波診断装置。 Comprising at least one intracavity probe;
The body cavity probe is
An insertion part that can be inserted into the body cavity of the subject,
The insertion portion includes a plurality of ultrasonic transducers at a distal end, and has a first curved portion where the distal end is curved toward a predetermined direction with respect to the insertion direction,
The plurality of ultrasonic transducers are arranged so that a scanning plane formed by the emitted ultrasonic waves is orthogonal to a plane including the insertion direction and the predetermined direction.
Ultrasonic diagnostic equipment.
前記穿刺具は、前記挿入部の先端の位置から、前記所定方向に向けて前記穿刺針を突出可能に設けられ、
前記穿刺針の先端は、前記走査面に沿って移動するように構成される、
ことを特徴とする請求項7に記載の超音波診断装置。 A puncture device provided on the surface of the insertion portion;
The puncture device is provided so that the puncture needle can protrude from the position of the distal end of the insertion portion toward the predetermined direction,
The tip of the puncture needle is configured to move along the scanning plane,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 7.
前記表示部には、前記走査面からの反射波を処理することで生成された画像データに基づいた画像が表示されており、
前記走査面内には、前記走査面と前記被検体との交差面である前記被検体の横断面画像と、前記穿刺針の進行方向の像とが表示されている、
ことを特徴とする請求項8に記載の超音波診断装置。 With a display,
The display unit displays an image based on image data generated by processing a reflected wave from the scanning plane,
In the scanning plane, a cross-sectional image of the subject that is an intersection surface of the scanning plane and the subject, and an image in the advancing direction of the puncture needle are displayed.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 8.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20160527 |