JP2016036501A - Puncture adapter, ultrasonic probe, and ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、穿刺アダプタ及び超音波プローブ並びに超音波診断装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a puncture adapter, an ultrasonic probe, and an ultrasonic diagnostic apparatus.
超音波診断装置は、超音波プローブを用いて被検体内に超音波を送信して、その反射波を受信することにより、被検体の生体情報を取得するものである。取得された生体情報は、被検体の形状又は機能を表す超音波画像として生成される。 An ultrasonic diagnostic apparatus acquires biological information of a subject by transmitting ultrasonic waves into the subject using an ultrasonic probe and receiving a reflected wave thereof. The acquired biological information is generated as an ultrasound image representing the shape or function of the subject.
例えば、体腔鏡下手術において超音波診断装置が用いられる場合、被検体の体壁に配置されたトラカール(筒)の中を通して、超音波プローブ及び鉗子が体腔内へ挿入される。術者は、鉗子を用いて超音波プローブを挟持しながら、超音波プローブの移動を行う。 For example, when an ultrasound diagnostic apparatus is used in a body cavity operation, an ultrasound probe and forceps are inserted into a body cavity through a trocar (cylinder) arranged on the body wall of a subject. The surgeon moves the ultrasonic probe while holding the ultrasonic probe using forceps.
超音波プローブの移動は、体腔内という限られたスペースの中で行われる。なお、術者は、手術の状況に応じて、様々な位置又は角度へ超音波プローブを移動させる。術者は、このような移動を行いながら、対象部位について所望の断層を表す超音波画像を確認し、手術を行う。 The ultrasonic probe is moved in a limited space within the body cavity. The surgeon moves the ultrasonic probe to various positions or angles depending on the situation of the operation. While performing such movement, the surgeon confirms an ultrasonic image representing a desired slice for the target site and performs an operation.
このような手術では、穿刺が行われる場合がある。術者は、穿刺針を刺入し、超音波画像を観察して穿刺針の位置を確認しながら穿刺針の先端を対象部位へ到達させる。そして術者は、対象部位の組織の採取や対象部位への薬剤の注入などを行う。 In such an operation, puncture may be performed. The surgeon inserts the puncture needle, observes the ultrasonic image, confirms the position of the puncture needle, and makes the tip of the puncture needle reach the target site. The surgeon collects tissue at the target site, injects a drug into the target site, and the like.
従来、体腔鏡下手術において用いられる穿刺針は、被検体の体壁から刺入されていた。この場合、刺入位置から対象部位までの距離が長いので、穿刺針の先端が刺入位置から対象部位付近に到達するまでの間に、刺入経路がずれることがある。それにより、体腔鏡下手術において、穿刺針の刺入経路の位置精度を向上したいという要求があった。 Conventionally, a puncture needle used in a coelomic surgery has been inserted from the body wall of a subject. In this case, since the distance from the insertion position to the target site is long, the insertion path may be shifted before the tip of the puncture needle reaches the vicinity of the target site from the insertion position. As a result, there has been a demand for improving the positional accuracy of the insertion path of the puncture needle in the body cavity operation.
本発明が解決しようとする課題は、体腔鏡下手術において、穿刺針の刺入経路の位置精度向上を図ることができる穿刺アダプタ、超音波プローブ及び超音波診断装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a puncture adapter, an ultrasonic probe, and an ultrasonic diagnostic apparatus capable of improving the positional accuracy of the insertion path of a puncture needle in a body cavity operation.
実施形態の穿刺アダプタは、把持部と、挿入部と、案内部とを有する。把持部は、体腔内へ挿入された超音波プローブを把持する。挿入部は、一端に前記把持部が設けられ、前記一端側の一部が前記体腔内に挿入可能な棒状に形成される。案内部は、挿入部に形成され、他端側から前記一端側へ穿刺針を案内する。また、把持部により前記超音波プローブを把持したとき、前記超音波プローブによる走査面へ穿刺針を案内する案内経路が特定される。
また、実施形態の超音波プローブは、体腔内へ挿入可能なプローブヘッドを有する超音波プローブであって、突出部を有する。突出部は、プローブヘッドの表面から突出して設けられ、穿刺針を案内する穿刺アダプタにより把持可能に形成される。また、突出部は、前記穿刺アダプタにより把持されたとき、走査面へ穿刺針を案内する案内経路が特定される位置に設けられる。
また、実施形態の超音波診断装置は、超音波プローブと、送受信制御部と、位置関係取得部と、表示制御部とを有する。超音波プローブは、穿刺針を案内する穿刺アダプタにより把持可能に形成される。送受信制御部は、所定の送受信条件に基づいて超音波プローブに超音波を送受信させることによって、所定の走査面を超音波で走査させる。位置関係取得部は、前記超音波プローブが前記穿刺アダプタにより把持されたとき、前記超音波プローブによる前記走査面と前記案内部による案内経路との位置関係を取得する。表示制御部は、位置関係に基づいて、前記案内経路を表すマーカを表示部に表示させる。
The puncture adapter according to the embodiment includes a grip portion, an insertion portion, and a guide portion. The grasping part grasps the ultrasonic probe inserted into the body cavity. The insertion portion is provided with the grip portion at one end, and a part of the one end side is formed in a rod shape that can be inserted into the body cavity. The guide part is formed in the insertion part and guides the puncture needle from the other end side to the one end side. Further, when the ultrasonic probe is gripped by the gripping portion, a guide route for guiding the puncture needle to the scanning surface by the ultrasonic probe is specified.
The ultrasonic probe of the embodiment is an ultrasonic probe having a probe head that can be inserted into a body cavity, and has a protruding portion. The protruding portion is provided so as to protrude from the surface of the probe head and is formed so as to be graspable by a puncture adapter that guides the puncture needle. Further, the protrusion is provided at a position where a guide path for guiding the puncture needle to the scanning surface is specified when the protrusion is held by the puncture adapter.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment includes an ultrasonic probe, a transmission / reception control unit, a positional relationship acquisition unit, and a display control unit. The ultrasonic probe is formed so as to be graspable by a puncture adapter that guides the puncture needle. The transmission / reception control unit causes the ultrasonic probe to transmit / receive an ultrasonic wave based on a predetermined transmission / reception condition, thereby scanning a predetermined scanning surface with the ultrasonic wave. The positional relationship acquisition unit acquires the positional relationship between the scanning surface by the ultrasonic probe and the guide path by the guide when the ultrasonic probe is gripped by the puncture adapter. The display control unit displays a marker representing the guide route on the display unit based on the positional relationship.
以下、図面を参照して、実施形態の穿刺アダプタ、超音波プローブ及び超音波診断装置を説明する。 Hereinafter, a puncture adapter, an ultrasonic probe, and an ultrasonic diagnostic apparatus according to embodiments will be described with reference to the drawings.
〈穿刺アダプタ〉
図1A及び図1Bは、実施形態の穿刺アダプタ1の概略を表す模式図である。穿刺アダプタ1は、把持部2と、挿入部3と、操作ハンドル4とを有する。把持部2は、体腔内へ挿入された超音波プローブを把持する。挿入部3は、一端に把持部2が設けられる。挿入部3は一端側の一部が体腔内に挿入可能な棒状に形成される。操作ハンドル4は、挿入部3の他端に設けられる。操作ハンドル4は、術者による操作を受けて開閉可能なハンドル型に形成される。操作ハンドル4は、ワイヤーやシャフト等によって構成される一般的な鉗子の開閉機構を介して把持部2と接続される。この開閉機構により、操作ハンドル4の開閉動作が把持部2に伝達される。把持部2は、水平方向に配置された一対の把持片(2A,2B)からなり、基部2Cに開閉自在に保持されている。操作ハンドル4の開閉動態に連動して把持部2も開閉する。図1Aでは、操作ハンドル4及び把持部2が開いている状態を示す。図1Bでは、操作ハンドル4及び把持部2が閉じている状態を示す。
<Puncture adapter>
Drawing 1A and Drawing 1B are mimetic diagrams showing the outline of
挿入部3には案内部5が形成される。案内部5は、他端側(操作ハンドル4側)から一端側(把持部2側)へ穿刺針を案内する。案内部5は、超音波プローブによる走査面へ穿刺針を案内する。図2A及び図2Bは、図1A及び図1Bに示した穿刺アダプタ1のA−A断面図である。案内部5は、孔又は溝状に形成される。図2Aでは、案内部5が孔状に形成された例を示す。図2Bでは、案内部5が溝状に形成された例を示す。案内部5は、挿入部3の一端から他端まで貫通して形成される。案内部5の孔の径又は溝の幅及び深さは、穿刺針が挿通可能な寸法であればよい。それにより、術者は、案内部5に沿って穿刺針を挿通させながら穿刺術を行うことができる。このように、術者は、案内部5の他端側(操作ハンドル4側)から一端側(把持部2側)へ穿刺針を挿通させることができる。なお、挿入部3には開閉機構収納部6が設けられる。開閉機構収納部6には、開閉機構のワイヤーやシャフト等が挿通される。
A
案内部5の軸A1は、案内部5の軸A1の方向は穿刺針が案内される経路(案内経路)の方向とみなすことができる。術中、術者はまず、穿刺針を案内したい所望の方向に挿入部3の長手方向を合わせる。それにより、術者は、穿刺針の刺入方向を把握し、所望の方向へ刺入を行うことができる。
With respect to the axis A1 of the
〈穿刺アダプタ1の変形例〉
図3A及び図3Bは、変形例の穿刺アダプタ1の概略を表す模式図である。変形例の穿刺アダプタ1の把持部2の形状は、立設する板状の把持片(2A,2B)が対向配置され、基部2Cに開閉自在に保持されている。各把持片(2A,2B)には空隙部7が形成されている。図3Aでは、操作ハンドル4及び把持部2が開いている状態を示す。図3Bでは、操作ハンドル4及び把持部2が閉じている状態を示す。この空隙部7は、把持部2が閉じたときに、超音波プローブ側の突出部の水平突出片(後述)を挿通可能なサイズ及び形状に形成される。
<Modification of
3A and 3B are schematic views showing an outline of a
〈超音波プローブ〉
図4Aは、実施形態の超音波プローブ8を模式的に表す斜視図である。超音波プローブ8は、プローブヘッド9と、ケーブル10とを有する。プローブヘッド9は、体腔内へ挿入可能なように、トラカールの中を通過可能なサイズ及び形状に形成される。プローブヘッド9にはケーブル10が接続される。本明細書では、プローブヘッド9において、ケーブル10が接続された側を基端側、基端側に対して反対側を先端側と称する。
<Ultrasonic probe>
FIG. 4A is a perspective view schematically showing the
図4Bは、この実施形態の超音波プローブ8を模式的に表す側面図である。図4Cは、この実施形態の超音波プローブ8を先端側から見た様子を模式的に表す投影図である。プローブヘッド9の筐体は、体腔内に挿入可能な材料を用いて構成される。プローブヘッド9は、その筐体内に複数の超音波振動子11を有する。超音波振動子11は、超音波診断装置からの制御信号に基づいて振動することによって、超音波を発生する。発生した超音波は被検体へ送信される。超音波振動子11は、被検体からの反射波を受信し、受信した反射波に基づくエコー信号を超音波振動子11へ出力する。このように送受信される超音波の走査面は、超音波診断装置からの制御信号によって定められる。
FIG. 4B is a side view schematically showing the
なお、プローブヘッド9は、所定の面から発せられた超音波を被検体へ送信し、この面から反射波を受信するように構成される。例えば、プローブヘッド9の筐体内において、超音波振動子11は、プローブヘッド9の長手方向に沿って、超音波を発する面の近傍に配列される。超音波による走査面は、超音波振動子11の配列方向に平行となる。プローブヘッド9の筐体内において、所定の面に対して反対側の面と超音波振動子11との間には、超音波を吸収するバッキング材が設けられる。
The
プローブヘッド9は、突出部12を有する。図4A、図4B及び図4Cを参照しながら突出部12について説明する。突出部12は、T字状に形成され、立設片12Aと水平突出片12Bとからなる。穿刺針を案内する案内部5を有する穿刺アダプタ1により把持されたとき、案内部5による案内経路が走査面を通過するようにプローブヘッド9の表面から突出して設けられる。
The
突出部12は、プローブヘッド9の表面から突出するように設けられる。例えば、プローブヘッド9の表面は、プローブヘッド9の筐体の外表面である。突出部12は、プローブヘッド9の表面のうち、超音波が発せられる面とは異なる面から突出するように設けられる。超音波が発せられる面は、配列された超音波振動子11の近傍の面である。例えば、突出部12は、この面とは異なる面として、超音波が発せられる面とは反対側の面から突出するように設けられる。
The
例えば、突出部12は、上述した案内経路が走査面に対して平行に走査面内を通過する位置に設けられる。突出部12は、穿刺針を案内する穿刺アダプタ1により把持可能に形成される。例えば、立設片12Aは、直方体状に形成される。立設片12Aは、直方体形状の面うち把持部2に挟持される一対の被挟持面S1を有する。突出部12の突出位置及び形状は、一対の被挟持面S1の間の距離(面間距離)を2等分する中間面S2が走査面の延長面を含む位置及び形状に定められる。それにより、中間面S2は、超音波振動子11の配列軸を含む平面となる。例えば、突出部12の直方体形状の中心は、走査面を含む平面内に位置する。さらに、この直方体形状は、被挟持面S1が走査面と平行となるように形成される。水平突出片12Bは、立設片12Aよりもプローブヘッド9の短手方向の幅が広く形成される。それにより、把持部2が立設片12Aから滑り抜けそうになったとき、水平突出片12Bは把持部2に引っ掛かる。
For example, the
ケーブル10は、プローブヘッド9と超音波診断装置とを電気的に接続する。ケーブル10は、プローブヘッド9側の一部が体腔内に挿入される。超音波診断装置からの制御信号は、ケーブル10を介して超音波振動子11へ送られる。超音波振動子11からのエコー信号は、ケーブル10を介して超音波診断装置へ送られる。ケーブル10は、可撓性を有する。術中、ケーブル10は、プローブヘッド9の位置に追随して適宜屈曲する。
The
〈穿刺アダプタ1の使用例〉
図5Aは、この実施形態の超音波プローブ8が体腔内B1で穿刺アダプタ1により把持される様子を概略的に表す模式図である。被検者の体壁B2に配置されたトラカール(T1、T2)の中を通してプローブヘッド9及び穿刺アダプタ1が体腔内B1へ挿入される。術者は、穿刺アダプタ1を用いて、体腔内B1に挿入されたプローブヘッド9を把持する。このとき、術者は、穿刺アダプタ1の操作ハンドル4を操作することによって、把持部2に突出部12を挟持させる。突出部12は、把持部2が閉じたときに、把持部2に把持される。このように突出部12が把持されたとき、穿刺アダプタ1とプローブヘッド9との位置関係が固定されることとなる。穿刺アダプタ1とプローブヘッド9との相対的な位置関係が固定されることは、所定の走査面SCと案内経路との相対的な位置関係が固定されることに相当する。このように、把持部2により超音波プローブ8が把持されたとき、走査面へ穿刺針を案内する案内経路が特定される。術者は、穿刺術を行うとき、穿刺アダプタ1を用いてプローブヘッド9の突出部12を把持することによって、所定の走査面SCと案内経路との相対的な位置関係を固定しながら穿刺針を刺入することができる。それにより、穿刺アダプタ1とプローブヘッド9との相対的な位置関係が固定される。術者は、穿刺アダプタ1を介して、体腔内B1でのプローブヘッド9の位置や角度を調節しながら、プローブヘッド9を対象臓器V1に当接させる。それとともに、術者は、走査面SCが画像化された超音波画像を視認する。それにより、術者は、穿刺の対象組織V2を確認することができる。
<Usage example of
FIG. 5A is a schematic diagram schematically showing a state in which the
穿刺術において、穿刺の対象組織V2へ向けて、穿刺針の刺入が行われる。このとき、穿刺針は、案内部5に沿って刺入される。それにより、穿刺針の先端は案内経路に沿って、対象組織V2へ進行する。穿刺アダプタ1とプローブヘッド9との相対的な位置関係が固定されているので、走査面SCと案内経路との相対的な位置関係も固定される。このとき、案内経路は、走査面に対し平行である。さらに、案内経路は、走査面SCを通過する。このときの平行度の誤差範囲は、案内経路が走査面SCのスライス厚の範囲に含まれながら走査面SCを通過する誤差範囲であればよい。
In the puncture, a puncture needle is inserted toward the puncture target tissue V2. At this time, the puncture needle is inserted along the
このように、案内経路と走査面SCとの相対的な位置関係が固定された状態で穿刺針が刺入され、そして穿刺針の先端が走査面SCに含まれると、超音波画像に穿刺針が描出される。それにより、術者は、超音波画像を視認することによって、穿刺針の先端位置を確認しながら刺入を進めることができる。また、この刺入は、体腔内B1でプローブヘッド9を保持した穿刺アダプタ1を介して行われるので、刺入開始箇所は、体壁B2ではなく対象臓器V1の表面となる。したがって、体壁から刺入が開始される場合よりも被検者への負担が少ない刺入を行うことができる。さらに、刺入開始箇所が対象臓器V1の表面となることにより、刺入開始箇所から穿刺の対象組織V2までの距離が短くなる。従って、穿刺の位置精度が向上される。図5Bは、この実施形態の超音波プローブ8が体腔内B1で変形例(図3B参照)の穿刺アダプタ1により把持される様子を概略的に表す模式図である。把持部2が閉じたときに、超音波プローブ側の突出部の水平突出片12Bが空隙部7を挿通して、突出部12が把持される。なお、把持部2が立設片12Aから滑り抜けそうになったとき、把持部2は水平突出片12Bに引っ掛かる。このように、水平突出片12Bは、把持部2が立設片12Aから滑り抜けることを防止する。
In this manner, when the puncture needle is inserted with the relative positional relationship between the guide path and the scan plane SC fixed, and the tip of the puncture needle is included in the scan plane SC, the puncture needle is included in the ultrasonic image. Is drawn. Thereby, the surgeon can advance insertion while confirming the tip position of the puncture needle by visually recognizing the ultrasonic image. Moreover, since this insertion is performed through the
〈超音波プローブ8の変形例1〉
図6Aは、変形例1の超音波プローブ8の概略を表す模式図である。この変形例の超音波プローブ8のプローブヘッド9とケーブル10とは、プローブヘッド9のうち、超音波振動子11の配列方向が通過する面とは異なる面で接続される。換言すると、この変形例の超音波プローブ8におけるプローブヘッド9とケーブル10との接続位置は、プローブヘッド9の側面となり、走査面に係る超音波振動子11の配列方向とは異なる位置である。そして、突出部12は、プローブヘッド9の基端側に設けられている。
<
FIG. 6A is a schematic diagram illustrating an outline of the
通常、超音波振動子11はプローブヘッド9の長手方向に配列される。そして、超音波振動子11の配列方向に平行に走査面が形成される。図6Aの例では、超音波振動子11の配列方向とは異なる位置として、プローブヘッド9の側面に、プローブヘッド9とケーブル10との接続位置が設けられている。
Usually, the
図6Bは、変形例1の超音波プローブが体腔内B1で穿刺アダプタ1により把持される様子を概略的に表す模式図である。例えば、突出部12がプローブヘッド9の基端側に設けられているとき、ケーブル10が案内経路を妨げることがある。ケーブル10が案内経路を妨げることにより、穿刺の位置精度が悪化する場合がある。この変形例のように、プローブヘッド9の超音波振動子11の配列方向とは異なる位置として、プローブヘッド9の側面に、プローブヘッド9とケーブル10との接続位置が設けられている場合、ケーブル10が案内経路を妨げることを防ぐことができる。それにより、プローブヘッド9の基端側から穿刺針の刺入を行う場合においても位置精度の高い穿刺術を行うことができる。
FIG. 6B is a schematic diagram schematically illustrating a state in which the ultrasonic probe of
〈超音波プローブ8の変形例2〉
なお、図7Aは、変形例2の超音波プローブ8の概略を表す模式図である。図7Bは、変形例2の超音波プローブ8が体腔内B1で穿刺アダプタ1により把持される様子を概略的に表す模式図である。なお、便宜上、突出部12を省略している。この例のように、接続位置がプローブヘッド9の上面に設けられてもよい。この場合においても、ケーブル10が案内経路を妨げることを防ぐことができる。
<
FIG. 7A is a schematic diagram illustrating an outline of the
〈超音波プローブ8の変形例3〉
図8Aは、変形例3の超音波プローブ8の概略を表す模式図である。この変形例の超音波プローブ8のプローブヘッド9は、穿刺アダプタ1により把持されたときの穿刺針を挿通可能に形成された挿通部14を含む。そして、突出部12は、図6Aに示した例と同様にプローブヘッド9の基端側に設けられている。
<
FIG. 8A is a schematic diagram illustrating an outline of the
例えば挿通部14は、プローブヘッド9において切欠き状に形成される。挿通部14は、突出部12側から超音波が発せられる面の側へ穿刺針が挿通可能な空間を形成する。挿通部14の形状は、プローブヘッド9が把持部2に把持されたときの案内経路に沿って形成される。挿通部14の幅は、穿刺針が挿通可能な幅に定められる。
For example, the
図8Bは、変形例3の超音波プローブが体腔内B1で穿刺アダプタ1により把持される様子を概略的に表す模式図である。この変形例のプローブヘッド9の突出部12が穿刺アダプタ1の把持部2によって把持されることにより、プローブヘッド9と案内経路との相対的な位置関係が固定される。上述したように、挿通部14は、案内経路に沿って形成されているので、穿刺針の先端は、案内部5を通過したあと、挿通部14の中を通過することができる。その後、穿刺針の先端は、対象臓器V1に到達し、そして刺入される。
FIG. 8B is a schematic diagram schematically illustrating a state in which the ultrasonic probe of
プローブヘッド9において、突出部12が設けられる位置によって、案内経路がプローブヘッド9の筐体に妨げられる場合がある。この変形例のように、穿刺針を挿通可能に形成された挿通部14が形成されることにより、プローブヘッド9の筐体が案内経路を妨げることを防ぎながら、位置精度の高い穿刺術を行うことができる。
In the
〈超音波プローブ8の変形例4〉
図9Aは、変形例4の超音波プローブ8を模式的に表す斜視図である。この超音波プローブ8のプローブヘッド9には、案内経路が走査面に直交する平面に対し平行に走査面SCを通過するように設けられる。
<
FIG. 9A is a perspective view schematically showing the
図9Bは、変形例4の超音波プローブ8の模式的に表す側面図である。図9Cは、変形例4の超音波プローブ8を先端側から見た様子を模式的に表す投影図である。突出部12は、超音波が発せられる面とは反対側の面から突出するように設けられる。立設片12Aは、直方体状に形成される。立設片12Aは、直方体形状の面のうち把持部2に挟持される一対の被挟持面S1を有する。突出部12の突出位置及び形状は、被挟持面S1が走査面に直交する平面に対し平行となる位置及び形状に定められる。なお、水平突出片12Bは、立設片12Aよりもプローブヘッド9の長手方向の幅が広く形成される。
FIG. 9B is a side view schematically showing the
図10は、変形例4の超音波プローブ8が体腔内で穿刺アダプタ1により把持される様子を概略的に表す模式図である。被検者の体壁に配置されたトラカール(T1、T2)の中を通してプローブヘッド9及び穿刺アダプタ1が体腔内へ挿入される。術者は、穿刺アダプタ1を用いて、体腔内に挿入されたプローブヘッド9を把持する。このとき、術者は、穿刺アダプタ1の操作部を操作することによって、把持部2に突出部12を挟持させる。それにより、穿刺アダプタ1とプローブヘッド9との相対的な位置関係が固定される。
FIG. 10 is a schematic diagram schematically illustrating a state in which the
このように、穿刺アダプタ1とプローブヘッド9との相対的な位置関係が固定されているので、走査面SCと案内経路との相対的な位置関係も固定される。このとき、案内経路は、走査面に直交する平面に対し平行である。さらに、案内経路は、走査面SCを通過する。
Thus, since the relative positional relationship between the
このように、走査面SCと案内経路との相対的な位置関係が固定されることにより、案内経路が走査面SCを通過する位置(通過位置)が特定される。穿刺術において、対象組織V2をこの通過位置に合わせるように超音波プローブ8の位置及び角度を調節し、そして刺入を開始することにより、位置精度の高い穿刺術を行うことができる。
Thus, the position (passing position) at which the guide path passes through the scan plane SC is specified by fixing the relative positional relationship between the scan plane SC and the guide path. In the puncture, the position and angle of the
〈超音波診断装置〉
図11は、実施形態の超音波診断装置の機能構成を表すブロック図である。
<Ultrasonic diagnostic equipment>
FIG. 11 is a block diagram illustrating a functional configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment.
超音波プローブ8は、穿刺針を案内する案内部5を有する穿刺アダプタ1により把持可能に構成される。この超音波プローブ8には、上述した実施形態の超音波プローブ8のいずれの形状のものが接続されてもよい。ここでは、図4A、図4B及び図4Cで示した超音波プローブ8が接続された例について説明する。
The
送受信制御部15は、所定の送受信条件に基づいて超音波プローブ8に超音波を送受信させることによって、所定の走査面SCを超音波で走査させる。所定の送受信条件は、プリセットされてもよく、術者によって入力されてもよい。送受信制御部15は、この送受信条件に基づいて、超音波プローブ8に電気信号を供給することによって、超音波を送信させる。送受信条件には、超音波を送受信する方位範囲及び画像化する深さ範囲が含まれる。従って超音波の走査面SCは送受信条件によって定められる。また、送受信部は、超音波プローブ8が受信したエコー信号を受信する。送受信制御部15は、所定の送受信条件に基づいて、エコー信号に、A/D変換処理、遅延処理、加算処理などの信号処理を施す。送受信制御部15は、信号処理が施されたエコー信号を受信信号として画像生成部16へ出力する。
The transmission /
画像生成部16は、送受信制御部15からの受信信号に基づいて走査面SCの組織の形態を表す超音波画像データを生成する。例えば、画像生成部16は、受信信号に対してバンドパスフィルタ処理を行い、そして、出力信号の包絡線を検波する。画像生成部16は、検波されたデータに対して対数変換による圧縮処理を施す。画像生成部16はこれら処理後の受信信号(超音波ラスタデータ)にスキャンコンバータ処理を施すことによって、走査面SCの組織の形態を表す超音波画像データを生成する。画像生成部16は、超音波画像データを表示制御部18へ出力する。
The
位置関係取得部17は、超音波プローブ8による走査面SCと穿刺アダプタ1の案内部5による案内経路との位置関係を取得する。位置関係取得部17は、プローブ位置検知部171と、走査面位置取得部172と、案内部位置検知部173と、案内経路位置取得部174と、相対位置取得部175とを含む。
The positional
図12は、実施形態の超音波診断装置に接続された超音波プローブ8が体腔内で穿刺アダプタ1により把持される様子を概略的に表す模式図である。穿刺アダプタとしては、上述した実施形態の穿刺アダプタのいずれの形状のものが用いられてもよい。ここでは、図1A及び図1Bで示した穿刺アダプタ1が超音波プローブ8を把持した例について説明する。プローブ位置検知部171は、超音波プローブ8の位置を検知する。例えば、プローブ位置検知部171は、磁気センサ等の位置センサSEを含んで構成される。位置センサSEは、プローブヘッド9の筐体内に収納される。それにより、位置センサSEの位置は、プローブヘッド9の位置を表すこととなる。プローブ位置検知部171は、位置センサSEの位置を検知することによって、プローブヘッド9の位置を検知する。プローブ位置検知部171は、検知したプローブヘッド9の位置を走査面位置取得部172へ出力する。なお、プローブ位置検知部171は、磁気センサ以外の一般的な位置センサSEを含んで構成されてもよい。
FIG. 12 is a schematic diagram schematically illustrating a state in which the
走査面位置取得部172は、検知された超音波プローブ8の位置及び送受信条件に基づいて走査面SCの位置を取得する。走査面位置取得部172は、プローブ位置検知部171からプローブヘッド9の位置を受けることによって、プローブヘッド9の位置を特定する。それとともに、走査面位置取得部172は、送受信制御部15から送受信条件を受けることによって、プローブヘッド9に対する走査面SCの相対位置を特定する。走査面位置取得部172は、特定したプローブヘッド9の位置と走査面SCの相対位置とを照合することによって、体腔内における走査面SCの位置を取得する。走査面位置取得部172は、取得した走査面SCの位置を相対位置取得部175へ出力する。
The scanning plane
案内部位置検知部173は、案内部5の位置を検知する。例えば、案内部位置検知部173は、磁気センサ等の位置を含んで構成される。位置センサSEは、穿刺アダプタ1の挿入部3に収納される。挿入部3には案内部5が形成されているので、位置センサSEの位置は、案内部5の位置を表すこととなる。案内部位置検知部173は、位置センサSEの位置を検知することによって、案内部5の位置を検知する。案内部位置検知部173は、検知した案内部5の位置を案内経路位置取得部174へ出力する。なお、案内部位置検知部173は、磁気センサ以外の一般的な位置センサSEを含んで構成されてもよい。
The guide unit
案内経路位置取得部174は、検知された案内部5の位置に基づいて案内経路の位置を取得する。案内経路位置取得部174は、案内部5位置取得部から案内部5の位置を受ける。案内経路位置取得部174は、受けた案内部5の位置に基づいて、案内部5の軸A1線の位置を求める。案内経路位置取得部174は、この軸線が延長されてなる直線を求めることによって、案内経路の位置を取得する。案内部5の軸A1線が延長されてなる直線は、穿刺術において穿刺針が案内される案内経路であるとみなせるからである。案内経路取得部は、取得した案内経路の位置を相対位置取得部175へ出力する。
The guide route
相対位置取得部175は、取得された走査面SCの位置と案内経路の位置との相対位置を位置関係として取得する。相対位置取得部175は、走査面位置取得部172から走査面SCの位置を受けるとともに、案内経路取得部からの案内経路の位置を受ける。相対位置取得部175は、受けた走査面SCの位置と案内経路の位置とを照合することによって、走査面SCの位置と案内経路の位置との相対位置を位置関係として取得する。相対位置取得部175は、取得した位置関係を表示制御部18へ出力する。
The relative position acquisition unit 175 acquires the relative position between the acquired position of the scanning plane SC and the position of the guide route as a positional relationship. The relative position acquisition unit 175 receives the position of the scanning plane SC from the scanning plane
表示制御部18は、画像生成部16から受けた超音波画像データに基づく超音波画像を表示部19に表示させる。また、表示制御部18は、位置関係取得部17から受けた位置関係に基づいて、案内経路を表すマーカを表示部19に表示させる。例えば、表示制御部18は、超音波画像とマーカとを重畳して表示させる。
The
図13は、図4A、図4B及び図4Cに示した超音波プローブ8が用いられた場合の超音波画像及びマーカの表示例を表す模式図である。この例において、案内経路は、走査面に平行に走査面SCを通過する。表示制御部18は、受けた位置関係を参照して、超音波画像に対する案内経路の相対位置を特定する。特定された相対位置は、超音波画像に描出された走査面SC内の案内経路の位置を表す。表示制御部18は、特定した相対位置に対応する超音波画像内の位置に、案内経路を表す直線状のマーカM1を重畳させて表示させる。それにより、術者は、穿刺術において、対象組織V2の画像とともに穿刺針の刺入経路を視認することができる。さらに、案内経路を表すマーカM1を超音波画像に重畳させて表示することにより、術者は、穿刺術において、穿刺針の刺入経路と対象組織V2との位置関係を視認することができる。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a display example of an ultrasound image and a marker when the
なお、図14は、図9A、図9B及び図9Cに示した超音波プローブ8が用いられた場合の超音波画像及びマーカの表示例を表す模式図である。この例において、案内経路は、走査面に直交する平面に平行に走査面SCを通過する。表示制御部18は、特定した相対位置に基づいて、案内経路と走査面との交点の位置を求める。また、表示制御部18は、案内経路を走査面に対して該走査面に垂直な方向から投影した投影線の位置を求める。表示制御部18は、求めた投影線の位置を表すマーカM2、及び、マーカM2上における交点(案内経路と走査面との交点)の位置を表すマーカM3を超音波画像に重畳して表示させる。この例では、マーカM2及びマーカM3を交差させることによって案内経路と走査面との交点を表している。それにより、術者は、案内経路が走査面を通過する交点と超音波画像に描出された対象組織V2との位置関係を視認しながら穿刺術を行うことができる。
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a display example of an ultrasound image and a marker when the
表示部19は、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro‐Luminescence)などの表示装置によって構成される。表示部19は、表示制御部18と通信可能に接続される。表示部19は、表示制御部18により制御されて、超音波画像及び案内経路を表すマーカを表示する。
The
操作部20は、超音波診断装置に対する各種の指示入力や情報入力に用いられる。操作部20は、キーボード、マウス、トラックボール、ジョイスティック等により構成される。操作部20は、表示部19に表示されたGUI(Graphical User Interface)を含んでもよい。
The
システム制御部21は、超音波診断装置の各部を制御する。システム制御部21は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disc Drive)等の一般的な記憶デバイスを含み、超音波診断装置の各部を制御するためのコンピュータプログラムを記憶する。システム制御部21は、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphic Processing Unit)、又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の一般的な処理デバイスを含み、記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、超音波診断装置の各部を制御する。例えば、システム制御部21は、以下に示す動作を表すコンピュータプログラムを記憶し且つ実行する。 The system control unit 21 controls each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus. The system control unit 21 includes a general storage device such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an HDD (Hard Disc Drive), and the like, and includes a computer program for controlling each part of the ultrasonic diagnostic apparatus. Remember. The system control unit 21 includes a general processing device such as a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphic Processing Unit), or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and executes a stored computer program. Controls each part of the ultrasonic diagnostic apparatus. For example, the system control unit 21 stores and executes a computer program representing the following operation.
図15は、実施形態の超音波診断装置の動作例を表すフローチャートである。 FIG. 15 is a flowchart illustrating an operation example of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment.
ステップS101:送受信制御部15は、所定の送受信条件に基づいて超音波プローブ8に超音波を送受信させることによって、所定の走査面SCを超音波で走査させる。送受信制御部15は、信号処理が施されたエコー信号を受信信号として画像生成部16へ出力する。
Step S101: The transmission /
ステップS102:画像生成部16は、送受信制御部15からの受信信号に基づいて走査面SCの組織の形態を表す超音波画像データを生成する。画像生成部16は、超音波画像データを表示制御部18へ出力する。
Step S102: The
ステップS103:プローブ位置検知部171は、磁気センサの位置を検知することによって、プローブヘッド9の位置を検知する。プローブ位置検知部171は、検知したプローブヘッド9の位置を走査面位置取得部172へ出力する。
Step S103: The probe position detector 171 detects the position of the
ステップS104:走査面位置取得部172は、検知された超音波プローブ8の位置及び送受信条件に基づいて走査面SCの位置を取得する。走査面位置取得部172は、取得した走査面SCの位置を相対位置取得部175へ出力する。
Step S104: The scanning plane
ステップS105:案内部位置検知部173は、案内部5の位置を検知する。案内部位置検知部173は、検知した案内部5の位置を案内経路位置取得部174へ出力する。
Step S105: The guide
ステップS106:案内経路位置取得部174は、検知された案内部5の位置に基づいて案内経路の位置を取得する。案内経路取得部は、取得した案内経路の位置を相対位置取得部175へ出力する。
Step S106: The guide route
なお、ステップS103及びステップS104のステップ群と、ステップS105及びステップS106のステップ群とは並列処理される。 In addition, the step group of step S103 and step S104 and the step group of step S105 and step S106 are processed in parallel.
ステップS107:相対位置取得部175は、受けた走査面SCの位置と案内経路の位置とを照合することによって、走査面SCの位置と案内経路の位置との相対位置を位置関係として取得する。相対位置取得部175は、取得した位置関係を表示制御部18へ出力する。
Step S107: The relative position acquisition unit 175 acquires the relative position between the position of the scanning plane SC and the position of the guide path as a positional relationship by collating the received position of the scanning plane SC with the position of the guide path. The relative position acquisition unit 175 outputs the acquired positional relationship to the
なお、ステップS101及びステップS102のステップ群と、ステップS103からステップS107までのステップ群とは並列処理される。 In addition, the step group of step S101 and step S102 and the step group from step S103 to step S107 are processed in parallel.
ステップS108:表示制御部18は、画像生成部16から受けた超音波画像データに基づく超音波画像を表示部19に表示させる。それとともに、表示制御部18は、位置関係取得部17から受けた位置関係に基づいて、案内経路を表すマーカを表示部19に表示させる。
Step S108: The
実施形態の超音波診断装置によれば、超音波画像とともに穿刺針の刺入経路を表すマーカが表示される。それにより、術者は、対象組織V2と刺入経路との位置関係を視認しながら穿刺術を行うことができる。従って、体腔鏡下手術において、穿刺針の刺入経路の位置精度向上を図ることができる。 According to the ultrasonic diagnostic apparatus of the embodiment, a marker representing the insertion path of the puncture needle is displayed together with the ultrasonic image. Thereby, the surgeon can perform the puncture while visually recognizing the positional relationship between the target tissue V2 and the insertion path. Therefore, it is possible to improve the positional accuracy of the puncture path of the puncture needle in the operation under the body cavity endoscope.
以上述べた少なくともひとつの実施形態の穿刺アダプタ、超音波プローブ及び超音波診断装置によれば、体腔鏡下手術において、穿刺針の刺入経路の位置精度向上を図ることが可能となる。 According to the puncture adapter, the ultrasonic probe, and the ultrasonic diagnostic apparatus of at least one embodiment described above, it is possible to improve the positional accuracy of the puncture path of the puncture needle in the operation under the body cavity endoscope.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、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 穿刺アダプタ
2 把持部
2A,2B 把持片
2C 基部
3 挿入部
4 操作ハンドル
5 案内部
6 開閉機構収納部
7 空隙部
8 超音波プローブ
9 プローブヘッド
10 ケーブル
11 超音波振動子
12 突出部
12A 立設片
12B 水平突出片
14 挿通部
15 送受信制御部
16 画像生成部
17 位置関係取得部
18 表示制御部
19 表示部
20 操作部
21 システム制御部
171 プローブ位置検知部
172 走査面位置取得部
173 案内部位置検知部
174 案内経路位置取得部
175 相対位置取得部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
一端に前記把持部が設けられ、前記一端側の一部が前記体腔内に挿入可能な棒状の挿入部と、
前記挿入部に形成され、他端側から前記一端側へ穿刺針を案内する案内部と、
を有し、
前記把持部により前記超音波プローブを把持したとき、前記超音波プローブによる走査面へ穿刺針を案内する案内経路が特定される
ことを特徴とする穿刺アダプタ。 A gripping part for gripping the ultrasonic probe inserted into the body cavity;
The grip portion is provided at one end, and a rod-shaped insertion portion in which a part of the one end side can be inserted into the body cavity;
A guide part that is formed in the insertion part and guides the puncture needle from the other end side to the one end side;
Have
A puncture adapter, wherein a guide path for guiding a puncture needle to a scanning surface by the ultrasonic probe when the ultrasonic probe is held by the holding portion is specified.
前記プローブヘッドの表面から突出して設けられ、穿刺針を案内する穿刺アダプタにより把持可能に形成された突出部
を有し、
前記突出部は、前記穿刺アダプタにより把持されたとき、走査面へ穿刺針を案内する案内経路が特定される位置に設けられる
ことを特徴とする超音波プローブ。 An ultrasonic probe having a probe head that can be inserted into a body cavity,
A protruding portion provided so as to protrude from the surface of the probe head and formed to be graspable by a puncture adapter for guiding a puncture needle;
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the protrusion is provided at a position where a guide path for guiding the puncture needle to the scanning surface is specified when the protrusion is held by the puncture adapter.
前記プローブヘッドと前記ケーブルとは、前記プローブヘッドのうち、前記超音波振動子の配列方向が通過する面とは異なる面で接続されることを特徴とする請求項4に記載の超音波プローブ。 Including cables and ultrasonic transducers,
The ultrasonic probe according to claim 4, wherein the probe head and the cable are connected to a surface of the probe head that is different from a surface through which the arrangement direction of the ultrasonic transducers passes.
所定の送受信条件に基づいて超音波プローブに超音波を送受信させることによって、所定の走査面を超音波で走査させる送受信制御部と、
前記超音波プローブが前記穿刺アダプタにより把持されたとき、前記超音波プローブによる前記走査面と前記案内部による案内経路との位置関係を取得する位置関係取得部と、
前記位置関係に基づいて、前記案内経路を表すマーカを表示部に表示させる表示制御部と、
を有する超音波診断装置。 An ultrasonic probe that can be held by a puncture adapter for guiding a puncture needle;
A transmission / reception controller that scans a predetermined scanning surface with ultrasonic waves by causing the ultrasonic probe to transmit / receive ultrasonic waves based on predetermined transmission / reception conditions;
When the ultrasonic probe is gripped by the puncture adapter, a positional relationship acquisition unit that acquires a positional relationship between the scanning surface by the ultrasonic probe and a guide route by the guide unit;
Based on the positional relationship, a display control unit that displays a marker representing the guide route on a display unit;
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記超音波プローブの位置を検知するプローブ位置検知部と、
検知された前記超音波プローブの位置及び前記送受信条件に基づいて前記走査面の位置を取得する走査面位置取得部と、
前記案内部の位置を検知する案内部位置検知部と、
検知された前記案内部の位置に基づいて前記案内経路の位置を取得する案内経路位置取得部と、
取得された前記走査面の位置と前記案内経路の位置との相対位置を前記位置関係として取得する相対位置取得部と、
を含むことを特徴とする請求項8に記載の超音波診断装置。 The relative position acquisition unit
A probe position detector for detecting the position of the ultrasonic probe;
A scanning plane position acquisition unit that acquires the position of the scanning plane based on the detected position of the ultrasonic probe and the transmission / reception conditions;
A guide part position detector for detecting the position of the guide part;
A guide route position acquisition unit that acquires the position of the guide route based on the detected position of the guide unit;
A relative position acquisition unit that acquires a relative position between the acquired position of the scanning plane and the position of the guide path as the positional relationship;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 8, comprising:
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