JP2018023609A - 超音波プローブ及び超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】交差する２断面を示す超音波画像を生成可能な超音波プローブ及びそれを備える超音波診断装置であって、超音波プローブにおける生体接触面の大型化を抑制し、穿刺術が行われる際に穿刺針が映らない穿刺ブラインドの範囲を低減可能とする超音波プローブ及び超音波診断装置を提供する。【解決手段】超音波プローブＰＡは、第１の超音波振動子群１と、第２の超音波振動子群２と、ニードルガイド３Ａと、反射体４Ａとを備える。第２の超音波振動子群２における超音波振動子のアレイ方向は、第１の超音波振動子群１におけるアレイ方向と交差する。ニードルガイド３Ａは、第２の超音波振動子群２の近傍に設けられ、穿刺針をガイドする。反射体４Ａは、第２の超音波振動子群２から送信される超音波を反射させる。第２の超音波振動子群２による走査面が、第１の超音波振動子群１による走査面と交差するように第２の超音波振動子群２が配置される。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、超音波プローブ及び超音波診断装置に関する。

従来、注射針等の穿刺針を生体内に刺入して行う穿刺術が行われている。穿刺術としては、細胞等の組織の採取等を行うことによる腫瘍の検査、薬剤の局所投与や、或いは、穿刺針からのマイクロ波やラジオ波の照射等の温熱治療・焼灼治療等が挙げられる。

このような穿刺術では、穿刺針をガイドする器具（例えば、穿刺アダプタ）が超音波プローブに装着される。超音波プローブに装着された穿刺アダプタによって穿刺針が支持され、かつ穿刺針の刺入方向がガイドされる。ここで、穿刺アダプタを用いて穿刺術を行い超音波画像として生成する場合、超音波はある厚みと幅をもって照射されるが、平面的に表示される超音波画像では、厚み方向において穿刺針の位置が認識しづらい。

一方で針の位置をより良く認識することができるように複数の振動子アレイを備える超音波プローブを用いることも考えられる。このような超音波プローブとしては、例えばバイプレーンプローブが挙げられる。しかし、従来のバイプレーンプローブにおいては、穿刺術において観察が必要であるにもかかわらず超音波画像に映らない範囲（穿刺ブラインド）が生ずるおそれがある。この穿刺ブラインドの範囲で穿刺針が刺入されると穿刺針が超音波画像に映らないことになる。また、超音波プローブ自体の大きさが大きくなってしまうおそれもある。

特開平０５−１６８６３６号公報

本発明が解決しようとする課題は、交差する２断面を示す超音波画像を生成可能な超音波プローブ及びそれを備える超音波診断装置であって、超音波プローブにおける生体接触面の大型化を抑制し、穿刺術が行われる際に穿刺針が映らない穿刺ブラインドの範囲を低減可能とする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。

実施の形態における超音波プローブは、第１の超音波振動子群と、第２の超音波振動子群と、ニードルガイドと、反射体とを備える。第２の超音波振動子群における超音波振動子のアレイ方向は、第１の超音波振動子群におけるアレイ方向と交差する。ニードルガイドは、第２の超音波振動子群の近傍に設けられ、穿刺針をガイドする。反射体は、第２の超音波振動子群から送信される超音波を反射させる。第２の超音波振動子群による走査面が、第１の超音波振動子群による走査面と交差するように第２の超音波振動子群が配置される。

第１の実施の形態に係る超音波プローブの一部を切り欠いてその内部構造を示す説明図。 第１の実施の形態に係る超音波プローブを用いて生成された超音波画像をディスプレイに表示させた状態を示す画面例。 第２の実施の形態に係る超音波プローブの一部を切り欠いてその内部構造を示す説明図。 第２の実施の形態に係る超音波プローブを用いて生成された超音波画像をディスプレイに表示させた状態を示す画面例。 第３の実施の形態に係る超音波プローブの一部を切り欠いて正面からその内部構造を示す説明図。 図５に示す第３の実施の形態に係る超音波プローブの右側面図。 第３の実施の形態に係る超音波プローブについて配置可変機構を用いてニードルガイドの角度を変化させた状態を示す説明図。 図７に示す第３の実施の形態に係る超音波プローブの右側面図。 第４の実施の形態に係る超音波プローブの一部を切り欠いて正面からその内部構造を示す説明図。 図９に示す第４の実施の形態に係る超音波プローブについて、第２の超音波振動子群の位置を変化させた状態を示す説明図。 第５の実施の形態に係る超音波プローブの一部を切り欠いて正面からその内部構造を示す説明図。 第５の実施の形態に係る超音波プローブの上面図。 第５の実施の形態に係る超音波プローブを用いて生成された超音波画像をディスプレイに表示させた状態を示す画面例。 第６の実施の形態に係る超音波プローブの一部を切り欠いて正面からその内部構造を示す説明図。 図１４に示す第６の実施の形態に係る超音波プローブについて、反射体の位置を変化させた状態を示す説明図。 実施の形態に係る超音波診断装置の内部構成を示すブロック図。

以下、まず実施形態の超音波プローブについて説明する。

［超音波プローブの構成］
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る超音波プローブＰＡの一部を切り欠いてその内部構造を示す説明図である。超音波プローブＰＡは、患者の表面にその先端面を接触させた状態で用いられ、超音波の送受信を行う。超音波プローブＰＡは、各超音波振動子により患者内に超音波を送信してスキャン領域を走査し、患者からの反射波をエコー信号として受信する。なお、このスキャンとしては、例えばＢモードスキャンやドプラモードスキャンなど各種のスキャンがある。また、超音波プローブＰＡには、セクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応等があり、診断部位に応じて任意に選択される。

第１の実施の形態における超音波プローブＰＡは、ケースＣＡと、第１の超音波振動子群１と、第２の超音波振動子群２と、ニードルガイド３Ａと、反射体４Ａと、音響媒体５Ａとを備える。これら第１の超音波振動子群１と、第２の超音波振動子群２と、ニードルガイド３Ａと、反射体４Ａと、音響媒体５Ａとは、図１に示すように、ケースＣＡに収容されている。また、超音波プローブＰＡは、図示しない超音波診断装置にケーブルＡを介して着脱可能に接続されている。第１の超音波振動子群１及び第２の超音波振動子群２は、ケーブルＡと接続されている。

第１の超音波振動子群１は、複数の超音波振動子１ａを備える。また第１の超音波振動子群１に対して、超音波振動子１ａから被検体に向けて超音波が送信される向きには音響整合層１ｂが設けられる。また第１の超音波振動子群１に対して、第１の超音波振動子群１を挟み音響整合層１ｂと対向する位置にはバッキング材１ｃが設けられる。以下においては、これら複数の超音波振動子１ａ、音響整合層１ｂ、及びバッキング材１ｃを個々に指し示して説明を行う場合を除き、これらをまとめて第１の超音波振動子群１と表わす。なお、図１に示す超音波プローブＰＡでは音響整合層１ｂの前面に備えられる音響レンズについてその図示を省略している。

第１の超音波振動子群１を構成する複数の超音波振動子１ａは、図１の矢印に示すアレイ方向において例えば１次元的に配列されている。第１の超音波振動子群１からは、第１の超音波振動子群１の一端と他端との間で患者の表面に向けて超音波が送信される。当該超音波が送信される面が走査面となる。

第２の超音波振動子群２は、複数の超音波振動子２ａを備える。また第２の超音波振動子群２は、超音波振動子２ａから被検体に向けて超音波が送信される向きに音響整合層２ｂを備える。また第２の超音波振動子群２は、第２の超音波振動子群２を挟み音響整合層２ｂと対向する位置にバッキング材２ｃを備えている。以下においては、これら複数の超音波振動子２ａ、音響整合層２ｂ、及びバッキング材２ｃを個々に指し示して説明を行う場合を除き、これらをまとめて第２の超音波振動子群２と表わす。なお、図１に示す超音波プローブＰＡでは音響整合層２ｂの前面に備えられる音響レンズについてはその図示を省略している。

第２の超音波振動子群２、音響整合層２ｂ、及びバッキング材２ｃは、第２の超音波振動子群２を構成する超音波振動子２ａから送信される超音波による走査面が、第１の超音波振動子群１による超音波による走査面と交差する位置となるように配置される。

具体的には図１に示すように、第２の超音波振動子群は、第１の超音波振動子群の一端近傍に配置される。第２の超音波振動子群２を構成する超音波振動子２ａのアレイ方向は、第１の超音波振動子群１の超音波振動子１ａのアレイ方向との関係で略直交している。なお、各アレイ方向が略直交する構成に限られない。すなわち、第２の超音波振動子群２による走査面と、第１の超音波振動子群１による走査面とが交差する位置に第２の超音波振動子群２が配置されていれば、各アレイ方向同士を直交でなく交差させればよい。

ニードルガイド３Ａは、穿刺針をガイドする。第１の実施の形態におけるニードルガイド３Ａは、第２の超音波振動子群２の近傍であって、第２の超音波振動子群２の超音波の送信方向に沿って設けられる。つまり図１において図示しない穿刺針は、図１に示す一点鎖線の方向に移動する。

また、当該ニードルガイド３Ａは、ケースＣＡの一部に凹部を形成することによって設けられている。図１の矢印Ｘ方向の状態を示す図（同図における右上）に示されているように、当該Ｘ方向においてケースＣＡの外面に当たる一端側は開口しており、他端側は湾曲するように形成されている。なお、ニードルガイド３Ａの形状は、ここに示すように一端側が開口するような形状でなくても良く、例えば、穿刺針が通る円筒状の形状を備えていても良い。

図１の矢印Ｙ方向の状態を示す図には、ニードルガイド３Ａが示されているとともに、ケースＣＡの内部に収容されている第２の超音波振動子群２及び後述する音響媒体５Ａが破線で示されている。上述したように、第２の超音波振動子群２を構成する超音波振動子２ａは、第１の超音波振動子群１を構成する超音波振動子１ａのアレイ方向と略直交するように配置されている。そのため、ここでは複数の超音波振動子２ａがそれぞれ示されている。なお、音響整合層２ｂの表示は省略している。

反射体４Ａは、第２の超音波振動子群２から送信される超音波を反射させる。反射体４Ａは、第２の超音波振動子群２を構成する超音波振動子２ａに対向する位置に配置される。反射体４Ａの形状は、超音波振動子２ａからの超音波を所望の向きに反射させるように形成されている。図１に示す第１の実施の形態における反射体４Ａは、ケースＣＡの形状に沿って湾曲して配置されている。この反射体４Ａは、超音波振動子から送信される超音波を収束する曲率を備える曲面を有する。このため、反射体４Ａが当該超音波を反射させることによって、超音波の送信方向とニードルガイド３Ａによってガイドされる穿刺針の刺入方向は略同じ方向となる。なお、反射体４ＡとケースＣＡとが別体である構成に限られない。例えばケースＣＡの内面における反射体４Ａに対応する位置が、反射体４Ａの機能を有するように加工されていてもよい。

音響媒体５Ａは、第２の超音波振動子群２を構成する超音波振動子２ａからの超音波を伝播させる。音響媒体５Ａは、患者の体表近傍に対応する超音波画像の高画質化に寄与する。音響媒体５Ａとしては流動性のあるものが採用される。なお、音響媒体５Ａは流動性のあるものに限らず、例えばゴム等の弾性体でもよい。

第２の超音波振動子群２から送信された超音波は、反射体４Ａに反射することにより概ね穿刺針の刺入方向（上述したように、図１では一点鎖線で示されている）と平行となるように反射される。そのため、超音波振動子２ａから送信される超音波による走査面は、第１の超音波振動子群１による超音波の走査面と交差する。図１において観察対象Ｔは、第１の超音波振動子群１による超音波の走査面と第２の超音波振動子群２による超音波の走査面が交差する位置にある。

図２は、第１の実施の形態に係る超音波プローブＰＡを用いて生成された超音波画像をディスプレイに表示させた状態を示す画面例である。第１の超音波振動子群１と第２の超音波振動子群２のそれぞれから送信された超音波をもって観察対象Ｔを走査すると、図２に示すように、それぞれ超音波画像として生成される。

図２においてディスプレイの左側に表示されている超音波画像は、第１の超音波振動子群１から送信された超音波を用いて生成されたものである。一方、ディスプレイの右側に表示されている超音波画像は、第２の超音波振動子群２から送信された超音波を用いて生成されたものである。なお、ここでは、穿刺針Ｎがニードルガイド３Ａに沿って患者内部に存在する観察対象Ｔに向けて刺入され、観察対象Ｔ近傍まで穿刺針Ｎの先端が到達している状態を例に挙げて説明する。

ディスプレイの左側に表示されている超音波画像では、穿刺針Ｎの先端が超音波画像の右下に表示されている観察対象Ｔに右上から左下に向けて進む様子が示されている。また、ディスプレイの右側に表示されている超音波画像では、超音波画像の下部に表示されている観察対象Ｔに対して、穿刺針Ｎが上方から近づく様子が示されている。なお、当該右側の超音波画像における上部領域は、音響媒体５Ａが設けられていることによって表示される領域である。そのため当該超音波画像の上部領域には音響媒体５Ａの外縁が表示されている。

以上説明した通り、超音波プローブに第１の超音波振動子群１と第２の超音波振動子群２とを設け、それぞれの走査面が交差するように配置するとともに、第２の超音波振動子群２から送信される超音波の送信方向が穿刺針Ｎの刺入方向と概ね平行となるように反射体４Ａ及び音響媒体５Ａを利用する。これにより、交差する２断面を示す超音波画像を生成可能な超音波プローブ及びそれを備える超音波診断装置であって、超音波プローブにおける生体接触面を大型化することなく穿刺術が行われる際に穿刺針が映らない穿刺ブラインドの範囲を極力低減可能とする超音波プローブ及び超音波診断装置を提供することができる。

また、特に第２の超音波振動子群２からの超音波の送信には、音響媒体５Ａを用いていることから、図２に示すように、音響媒体５Ａの領域についても超音波画像が表示されることになる。従って、これまで以上に穿刺ブラインドが生ずる範囲を小さくすることができる。

さらに、このような構成を採用することによって、超音波プローブの患者に対する接触面を大きくすることなく上述した効果を得ることができる。すなわち、患者への接触面の形状を小さくすることができれば、超音波プローブを十分に患者に接触させることができるため、超音波画像の生成について画像が得られないことを回避できる。

なお、第１の実施の形態において示されている反射体４Ａ及び音響媒体５Ａについては、超音波プローブＰＡに対して脱着可能に構成されていても良い。

（第２の実施の形態）
次に本発明における第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。

図３は、第２の実施の形態に係る超音波プローブＰＢの一部を切り欠いてその内部構造を示す説明図である。第２の実施の形態における超音波プローブＰＢは、ケースＣＢと、第１の超音波振動子群１と、第２の超音波振動子群２と、ニードルガイド３Ｂと、反射体４Ｂと、音響媒体５Ｂとを備える。さらに、第１の超音波振動子群１からの超音波の送信方向にも他の音響媒体５Ｃが設けられている。このうち、他の音響媒体５Ｃを除く各部は、図３に示すように、ケースＣＢに収容されている。

本実施の形態における第２の超音波振動子群２、音響整合層２ｂ、及びバッキング材２ｃの対応関係及びそれらの構成は、第１の実施の形態における第２の超音波振動子群２、音響整合層２ｂ、及びバッキング材２ｃと同じである。また、第２の超音波振動子群２を構成する複数の超音波振動子２ａのアレイ方向は、第１の超音波振動子群１を構成する超音波振動子１ａのアレイ方向と略直交するように配置されている。

しかしながら、第２の超音波振動子群２、音響整合層２ｂ、及びバッキング材２ｃのケースＣＢ内における配置及び向きが第１の実施の形態と大きく異なる。すなわち、本実施の形態における第２の超音波振動子群２は、第１の超音波振動子群１の一端から離れた位置であって、ケースＣＢに向けて超音波が送信される向きに配置されている。

ニードルガイド３Ｂは、穿刺針をガイドする。第２の実施の形態におけるニードルガイド３Ｂは、第２の超音波振動子群２の近傍であって、第２の超音波振動子群２の超音波の送信方向に沿って設けられる。つまり図３において図示しない穿刺針は、図３に示す一点鎖線の方向に移動する。

また、当該ニードルガイド３Ｂは、図３の矢印Ｘ方向の状態を示す図（同図における右上）に示されているように、第２の超音波振動子群２の近傍に一方の開口が設けられ、他方の開口が第１の超音波振動子群１の一端近傍に設けられて、穿刺針が通る円筒状の形状を備えている。

図３の矢印Ｙ方向の状態を示す図には、ケースＣＢの内部に収容されている、第２の超音波振動子群２、ニードルガイド３Ｂ及び音響媒体５Ｂが破線で示されている。上述したように、第２の超音波振動子群２を構成する超音波振動子２ａは、第１の超音波振動子群１を構成する超音波振動子１ａのアレイ方向と略直交するように配置されている。そのため、ここでは複数の超音波振動子２ａがそれぞれ示されている。なお、音響整合層２ｂ、バッキング材２ｃの表示は省略している。また、各アレイ方向が略直交する構成に限られない。すなわち、第２の超音波振動子群２による走査面と、第１の超音波振動子群１による走査面とが交差する位置に第２の超音波振動子群２が配置されていれば、各アレイ方向同士を直交でなく交差させればよい。

また、第２の実施の形態において、ケースＣＢ内での反射体４Ｂの配置位置も第１の実施の形態における反射体４Ａの配置位置とは異なる。すなわち、第２の超音波振動子群２から送信される超音波を反射させる反射体４Ｂは、その一端が第１の超音波振動子群１の一端近傍に配置され、他端は、第２の超音波振動子群２の近傍に配置される点も異なる。

第２の超音波振動子群２及び反射体４ＢがケースＣＢ内においてこのような向き、位置に配置されることで、第２の超音波振動子群２から送信された超音波は、反射体４Ｂによって反射される。その結果、その超音波は穿刺針の刺入方向と概ね同じ方向に送信されることになる。

音響媒体５Ｂは、ケースＣＢの第２の超音波振動子群２の近傍に設けられている。さらに、第１の超音波振動子群１からの超音波の送信方向には、他の音響媒体５Ｃが設けられている。他の音響媒体５Ｃは、ケースＣＢに固定されていても、或いは、着脱可能とされていても良い。

図４は、第２の実施の形態に係る超音波プローブＰＢを用いて生成された超音波画像をディスプレイに表示させた状態を示す画面例である。第１の超音波振動子群１と第２の超音波振動子群２のそれぞれから送信された超音波をもって観察対象Ｔを走査すると、図４に示すように、それぞれ超音波画像として生成される。

図４においてディスプレイの左側に表示されている超音波画像は、第１の超音波振動子群１から送信された超音波を用いて生成されたものである。一方、ディスプレイの右側に表示されている超音波画像は、第２の超音波振動子群２から送信された超音波を用いて生成されたものである。なお、ここでは、穿刺針Ｎがニードルガイド３Ｂを用いて患者内部に存在する観察対象Ｔに向けて刺入され、観察対象Ｔ近傍まで穿刺針Ｎの先端が到達している状態を例に挙げて説明する。

ディスプレイの左側に表示されている超音波画像では、穿刺針Ｎの先端が超音波画像の右下に表示されている観察対象Ｔに右上から左下に向けて進み、観察対象Ｔに到達した様子が示されている。第２の実施の形態においては、第１の超音波振動子群１からの超音波の送信方向には、他の音響媒体５Ｃが設けられている。そのため、当該超音波画像の左上から右下に向けて他の音響媒体５Ｃの外縁が表示されている。また、第１の実施の形態における第１の超音波振動子群１からの超音波に基づいて生成された超音波画像（図２に示す左側の画像）と比して、穿刺針Ｎの先端のみならず、穿刺針のより多くの領域が超音波画像上に表示されている。

また、ディスプレイの右側に表示されている超音波画像では、超音波画像の下部に表示されている観察対象Ｔに対して、穿刺針Ｎが上方から到達した様子が示されている。なお、当該右側の超音波画像における上部領域は、音響媒体５Ｂが設けられていることによって表示される領域である。

以上説明した通り、超音波プローブに第１の超音波振動子群１と第２の超音波振動子群２とを設け、それぞれの走査面が交差するように配置するとともに、第２の超音波振動子群２から送信される超音波の送信方向が穿刺針の刺入方向と概ね平行となるように反射体４Ｂ及び音響媒体５Ｂを利用する。さらに、第１の超音波振動子群１からの超音波を他の音響媒体５Ｃを介して患者に送信するように、他の音響媒体５Ｃを用いる。これにより、交差する２断面を示す超音波画像を生成可能な超音波プローブ及びそれを備える超音波診断装置であって、超音波プローブにおける生体接触面を大型化することなく穿刺術が行われる際に穿刺針が映らない穿刺ブラインドの範囲を極力低減可能とする超音波プローブ及び超音波診断装置を提供することができる。

特に、第１の超音波振動子群１及び第２の超音波振動子群２をそれぞれ上述した位置に配置することによって、穿刺針をより第１の超音波振動子群１に近づけて通すことが可能となる。このように穿刺針の通過位置を第１の超音波振動子群１に近づけるように配置することで、穿刺ブラインドの範囲をより小さくすることができる。

また、第２の超音波振動子群２からの超音波の送信には音響媒体５Ｂを用い、第１の超音波振動子群１からの超音波の送信には他の音響媒体５Ｃを用いていることから、図２に示すように、音響媒体５Ｂ、或いは、他の音響媒体５Ｃの領域についても超音波画像が表示されることになる。従って、これまで以上に穿刺ブラインドが生ずる範囲を小さくすることができる。

さらに、このような構成を採用することによって、超音波プローブの患者に対する接触面を大きくすることなく上述した効果を得ることができる。すなわち、患者への接触面の形状を小さくすることができれば、超音波プローブを十分に患者に接触させることができるため、超音波画像の生成について画像が得られないことを回避できる。

また、第２の実施の形態における超音波プローブでは、第１の実施の形態の場合に比べて、第２の超音波振動子群２が第１の超音波振動子群１から離れて配置されている。従って、超音波プローブ内でのそれぞれの振動子群の配置の自由度が高くなり、設計の自由度も高くなる。

なお、第２の実施の形態において用いた、第１の超音波振動子群１に対する他の音響媒体５Ｃを第１の実施の形態における超音波プローブＰＡに適用することも可能である。すなわち、第１の実施の形態においては、第１の超音波振動子群１に対応して生成される図２に示す超音波画像のように、図４に示す超音波画像と比べて超音波画像に表示される穿刺針の領域が小さい。そこで、穿刺針のより広い領域を表示させるべく、第１の実施の形態における超音波プローブＰＡに他の音響媒体５Ｃを装着させる。これにより、これまで以上に穿刺ブラインドの解消に寄与することができる。

（第３の実施の形態）
次に本発明における第３の実施の形態について説明する。なお、第３の実施の形態において、上述の第１、或いは、第２の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。

第３の実施の形態における超音波プローブＰＣについては、図５ないし図８を用いて説明する。まず図５は、第３の実施の形態に係る超音波プローブＰＣの一部を切り欠いて正面からその内部構造を示す説明図である。また図６は、図５に示す第３の実施の形態に係る超音波プローブＰＣの右側面図である。

第３の実施の形態における超音波プローブＰＣは、ケースＣＣと、第１の超音波振動子群１と、第２の超音波振動子群２と、ニードルガイド３Ｃと、反射体４Ｃと、音響媒体５Ｄと、第１の配置可変機構６とを備える。第１の配置可変機構６は、ニードルガイド３Ｃ及び反射体４Ｃの傾きを変更するために用いられる。

本実施の形態における超音波プローブＰＣのうち、第１の超音波振動子群１と、第２の超音波振動子群２とが図５に示すように、ケースＣＣの内部に収容されている。一方、超音波プローブＰＣのケースＣＣの外面には、ニードルガイド３Ｃと、反射体４Ｃと、音響媒体５Ｄと、第１の配置可変機構６とが装着されている。

第３の実施の形態では、第１の超音波振動子群１を構成する超音波振動子１ａと第２の超音波振動子群２を構成する超音波振動子２ａとのそれぞれから送信される超音波に対して、共通する音響媒体５Ｄが設けられている。本実施の形態においては後述するように、場合によって第１の配置可変機構６を用いてニードルガイド３Ｃ及び反射体４Ｃの位置を変更することが可能である。そこで、音響媒体５Ｄには、ニードルガイド３Ｃ及び反射体４Ｃの位置変更に合わせて、ニードルガイド３Ｃ、反射体４Ｃ及びケースＣＣによりその外形を変更可能な内容液等が充填される。また、音響媒体５Ｄは、凹凸のある患者の表面と超音波プローブＰＣの超音波放射面との音響的な結合を確保することができる。

ニードルガイド３Ｃと反射体４Ｃは、超音波プローブＰＣに装着された第１の配置可変機構６を用いて、その角度（配置位置）を変化可能としている。そのため、ニードルガイド３Ｃ及び反射体４Ｃのいずれもこれまで第１、或いは、第２の実施の形態において説明したニードルガイドや反射体とは異なる形状を採用している。

ニードルガイド３Ｃは、穿刺針の刺入経路をガイドするが、ここでは図５や図６に示されているように、穿刺針が通過可能な経路を備えた、試験管のような形状とされている。また、穿刺針の刺入開始位置と反対側（穿刺針をニードルガイド３Ｃに差し込む側）においては、穿刺針の刺入を容易にするため、その開口の口径は、ニードルガイド３Ｃのその他の部分における口径よりも大きく形成されている。なお、本実施の形態においてはこのような形状を備えるニードルガイド３Ｃを採用するが、ニードルガイド３Ｃの形状はこのような形状に限定されるものではない。

ニードルガイド３Ｃには、第１の配置可変機構６を用いて反射体４Ｃと連結される連結箇所が２カ所設けられている。１カ所は、第１の配置可変機構６を構成するリンク部材（第２のリンク部材６２）を用いて反射体４Ｃと直接連結される箇所である。もう１カ所は、同じく第１の配置可変機構６を構成する第２の連結部材（図５；符号６６参照）と長孔４Ｃａとを介して反射体４Ｃと連結される箇所（第３のリンク部材６３に対応する箇所）である。

反射体４Ｃは、第２の超音波振動子群２から送信される超音波による走査面が第１の超音波振動子群１から送信される超音波による走査面と重複するように第２の超音波振動子群２から送信される超音波を反射させる。

本実施の形態における反射体４Ｃには、第１の配置可変機構６を用いてニードルガイド３Ｃとともにその角度を変化させることができるように、ニードルガイド３Ｃと連結する連結箇所が設けられている。さらには、ニードルガイド３Ｃと反射体４Ｃの角度を変更する際に第１の配置可変機構６の後述する第４のリンク部材が移動可能な長孔４Ｃａを備えている。当該長孔４Ｃａは、反射体４Ｃにおける第２のリンク部材が設けられる位置よりもケーブルＡに近い位置に形成されている。また、長孔４Ｃａの長手方向は反射体４Ｃの長手方向と対応する。

第１の配置可変機構６は、超音波プローブＰＣのケースＣＣ外面と連結されることでケースＣＣに装着される。ケースＣＣとの連結位置は、例えば、ケースＣＣの内部に第２の超音波振動子群２が配置されている位置である。ここに第１のリンク部材６１が設けられ、この位置に後述する第１の連結部材６５の一端部が連結されつつ、この一端部を支点として第１の連結部材６５が回動可能となる。また、第１の連結部材６５の他端は、第４のリンク部材６４により長孔４Ｃａの位置において反射体４Ｃと連結される。

さらに反射体４Ｃは、第２の超音波振動子群２から送信された超音波の反射位置近傍においてニードルガイド３Ｃと直接連結されている。これらの連結には第２のリンク部材６２が用いられ、この位置に固定されている。ニードルガイド３Ｃと反射体４Ｃは当該第２のリンク部材６２を回転軸として互いに回動可能とされている。

ニードルガイド３Ｃは、第２のリンク部材６２を用いて反射体４Ｃと直接連結されるとともに、後述する第２の連結部材６６を用いて長孔４Ｃａを介して反射体４Ｃと連結される。すなわち、ニードルガイド３Ｃは、第２の連結部材６６の一端部において第３のリンク部材６３を用いて連結される。ニードルガイド３Ｃは、第３のリンク部材６３に連結されることで第３のリンク部材６３を軸に回転可能とされる。さらに、当該第２の連結部材６６の他端部は長孔４Ｃａにおいて第４のリンク部材６４を用いて反射体４Ｃと連結される。

反射体４Ｃの長孔４Ｃａにおいて、第４のリンク部材６４が、第１のリンク部材６１に軸支（回動可能に支持）される第１の連結部材６５と、第３のリンク部材６３に軸支される第２の連結部材６６とを連結する。第１の連結部材６５と第２の連結部材６６とは、第４のリンク部材６４による連結位置を支点として相対位置を変位可能とされている。例えば第１の連結部材６５と第２の連結部材６６とによってなされる角度が変位する。また、第４のリンク部材６４は、長孔４Ｃａに沿って移動可能とされている。

第４のリンク部材６４には、角度固定ネジ６７が連結されている。角度固定ネジ６７を緩めることで第４のリンク部材６４が長孔４Ｃａを移動可能となり、角度固定ネジ６７を長孔４Ｃａの適当な位置で締めることにより、長孔４Ｃａにおける第４のリンク部材６４の位置を固定することができる。

上述した通り、そして第４のリンク部材６４は、長孔４Ｃａにおいて第１の連結部材６５と第２の連結部材６６とを回動可能に連結している。当該第４のリンク部材６４を長孔４Ｃａに沿って移動させることによって、第１のリンク部材６１ないし第３のリンク部材６３に連結される各部（６５、６６）が回動する。その結果、ニードルガイド３Ｃと反射体４Ｃの角度が変化し、角度固定ネジ６７を締めることでニードルガイド３Ｃ及び反射体４Ｃを任意の傾きをもって固定することができる。

具体的な第１の配置可変機構６の動作について、図５及び図６に加えて、図７及び図８も用いて説明する。図７は、第３の実施の形態に係る超音波プローブＰＣについて第１の配置可変機構６を用いてニードルガイド３Ｃの角度を変化させた状態を示す説明図である。また、図８は、図７に示す第３の実施の形態に係る超音波プローブＰＣの右側面図である。また、適宜図５も参照する。

比較のためにまず図５に示されている各部の位置を説明する。図５において、第４のリンク部材６４は、長孔４Ｃａの可動範囲のうち、第２のリンク部材６２から最も遠い位置に固定されている。第４のリンク部材６４がこの位置に配置されていることによって、反射体４Ｃの長手方向は、第１の超音波振動子群１からの超音波の送信方向と概ね平行となる。

この状態から、第４のリンク部材６４に連結されている角度固定ネジ６７を緩めて、第４のリンク部材６４を長孔４Ｃａに沿って第２のリンク部材６２の方に向けて移動させる。そして、例えば、図７に示す長孔４Ｃａの位置で角度固定ネジ６７を締め、この位置で第４のリンク部材６４を固定させる。

この場合、第１のリンク部材６１及び第２のリンク部材６２はそれぞれその位置に固定されていることから、第４のリンク部材６４を長孔４Ｃａに沿って移動させても第１のリンク部材６１及び第２のリンク部材６２は移動しない。また、第１の連結部材６５の長さは変わらないため、第４のリンク部材６４が長孔４Ｃａに沿って移動すると、第１の連結部材６５は第１のリンク部材６１を軸として図５に示す矢印の方向に回転する。また、それに合わせて第２のリンク部材６２を軸として反射体４Ｃも徐々に図５に示す矢印の方向に傾く。

一方、第２の連結部材６６の長さも変わらないため、第４のリンク部材６４を長孔４Ｃａに沿って移動させても第４のリンク部材６４と第３のリンク部材６３との距離は常に保たれている。従って、反射体４Ｃが傾くに従って、第２のリンク部材６２を回転軸としてニードルガイド３Ｃは図５に示す矢印の方向に回転する。

その結果、図５と図７とを比較すると、第４のリンク部材６４の移動前後でニードルガイド３Ｃ及び反射体４Ｃの角度は異なっており、いずれも移動前よりも移動後の方が明らかに、第１の超音波振動子群１の超音波送信方向に対する傾きを大きくしている。この点は、移動前の超音波プローブＰＣの右側面図を示す図６と移動後の超音波プローブＰＣの右側面図を示す図８を見ても明らかである。

以上説明した通り、第１の配置可変機構６を用いることによって、超音波プローブＰＣの第１の超音波振動子群１と第２の超音波振動子群２との走査面が互いに交差するようにしつつ、観察対象Ｔの位置に合わせてニードルガイド３Ｃ及び反射体４Ｃの傾きを任意の傾きとすることができる。このような構成を採用することによって、交差する２断面を示す超音波画像を生成可能な超音波プローブ及びそれを備える超音波診断装置であって、超音波プローブにおける生体接触面の形状を大きくすることなく穿刺術が行われる際に穿刺針が映らない穿刺ブラインドの範囲を極力低減可能とする超音波プローブ及び超音波診断装置を提供することができる。

また、音響媒体５Ｄは、第２の超音波振動子群２を構成する超音波振動子２ａから送信される超音波のみならず、第１の超音波振動子群１を構成する超音波振動子１ａから送信される超音波に対しても共通して用いられる。従って、これまで以上に穿刺ブラインドの範囲を小さくすることができる。

さらに、このような構成を採用することによって、超音波プローブの患者に対する接触面を大きくすることなく上述した効果を得ることができる。すなわち、患者への接触面の形状を小さくすることができれば、超音波プローブを十分に患者に接触させることができるため、超音波画像の生成について画像が得られないことを回避できる。

（第４の実施の形態）
次に本発明における第４の実施の形態について説明する。なお、第４の実施の形態において、上述の第１ないし第３の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。

第４の実施の形態においても第２の配置可変機構７を用いる。但し、第３の実施の形態における第１の配置可変機構６と異なるのは、第３の実施の形態における第１の配置可変機構６ではニードルガイド３Ｃ及び反射体４Ｃのみがその角度を変更するに留まっていたが、第４の実施の形態における第２の配置可変機構７ではこれに加えて、第２の超音波振動子群２の傾きも併せて変更される点にある。

本実施の形態における第２の配置可変機構７の構成については、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、第４の実施の形態に係る超音波プローブＰＤの一部を切り欠いて正面からその内部構造を示す説明図である。また、図１０は、図９に示す第４の実施の形態に係る超音波プローブＰＤについて、第２の超音波振動子群２の位置を変化させた状態を示す説明図である。

第４の実施の形態における超音波プローブＰＤは、ケースＣＤと、第１の超音波振動子群１と、第２の超音波振動子群２と、ニードルガイド３Ｄと、反射体４Ｄと、音響媒体５Ｅと、第２の配置可変機構７とを備える。第２の配置可変機構７は、第２の超音波振動子群２と、ニードルガイド３Ｄ及び反射体４Ｄの傾きを変更するために用いられる。本実施の形態において、音響媒体５Ｅを貫通するように形成されているニードルガイド３Ｄを除き、超音波プローブＰＤを構成する上記各部はケースＣＤの内部に収容されている。

第２の配置可変機構７は、第１の超音波振動子群１を固定する第１の保持部材７１と、第２の超音波振動子群２を固定する第２の保持部材７２と、これら第１の保持部材７１と第２の保持部材７２とを回転可能に連結する連結部７３を備えている。

第１の保持部材７１は、ケースＣＤ内において第１の超音波振動子群１を音響整合層１ｂ側から固定する。第２の保持部材７２は、第２の超音波振動子群２を固定する。但し、第２の保持部材７２は、第２の超音波振動子群２に対して、例えば、駆動信号を印加するための配線側（バッキング材２ｃ側）から第２の超音波振動子群２を固定する。また、第２の保持部材７２は、その一端部はケースＣＤの内部に固定されている。一方、第２の超音波振動子群２の近傍に位置する第１の保持部材７１の一端部は、第２の保持部材７２の他端部と連結部７３を介して互いに連結されている。連結部７３は、第１の保持部材７１と第２の保持部材７２とを連結するとともに、第２の保持部材７２が当該連結部７３を回転軸として回転可能となるように支持している。第２の保持部材７２の回転は、例えば、超音波プローブＰＤの操作者による手動、或いは、駆動部を介しての駆動のいずれによっても良い。

なお、本実施の形態においては、第１の保持部材７１に固定される第１の超音波振動子群１は動くことはなく、第２の保持部材７２に固定される第２の超音波振動子群２のみが連結部７３を回転軸として移動可能とされている。また、第１の保持部材７１は第１の超音波振動子群１との間で固定されず、ケースＣＤの内部のいずれかにおいて固定されていても良い。

ニードルガイド３Ｄは、穿刺針の刺入経路をガイドするが、ここでは図９や図１０に示されているように、穿刺針が通過可能な経路を備えるべく、音響媒体５Ｅを貫通するように形成されている。

反射体４Ｄは、第２の超音波振動子群２から送信される超音波による走査面が第１の超音波振動子群１から送信される超音波による走査面と重複するように第２の超音波振動子群２から送信される超音波を反射させる。

第２の配置可変機構７の第２の保持部材７２が回転することで第２の超音波振動子群２の傾きが変更される。第２の超音波振動子群２の第１の超音波振動子群に対する傾きが変更されると、超音波が送信される方向も変更される。そこで、反射体４Ｄは第２の配置可変機構７の動きに合わせてその傾きを変更する。すなわち反射体４Ｄは、第２の配置可変機構７の動きに合わせて移動可能であって、第２の超音波振動子群２から送信される超音波を反射することができる位置であるケースＣＤの内面に沿う形で配置されている。

第４の実施の形態では、第１の超音波振動子群１を構成する超音波振動子１ａと第２の超音波振動子群２を構成する超音波振動子２ａとのそれぞれから送信される超音波に対して、共通する音響媒体５Ｅが設けられている。本実施の形態においては後述するように、場合によって第２の配置可変機構７を用いて第２の超音波振動子群２の超音波の送信面の角度を変更することが可能とされている。また第２の配置可変機構７によって第２の超音波振動子群２が動くことに伴って、ニードルガイド３Ｄと反射体４Ｄもその配置位置が変更される。このように本実施の形態においては、第２の配置可変機構７の動きに合わせて各部の配置位置を変更できるように、音響媒体５Ｅには内容液等が充填される。

第２の配置可変機構７が動くことによって第２の超音波振動子群２、ニードルガイド３Ｄ、反射体４Ｄがその傾きを変更することができるように、本実施の形態におけるケースＣＤの外面の一部は伸縮可能に形成されている。具体的な位置は、ケースＣＤにおいて第２の保持部材７２が配置される周辺領域からケーブルＡに至るまでの一部領域Ｇである。

なお、ケースＣＤにおいて伸縮可能とされる領域Ｇの範囲については、任意に設定可能である。但し、第２の配置可変機構７の移動領域は、ケースＣＤにおける伸縮可能な領域Ｇに規制されることになる。従って、ケースＣＤにおいて伸縮可能とされる領域Ｇは、第２の配置可変機構７が移動することで所望の第２の超音波振動子群２の傾きを得ることが阻害されないような十分な範囲を持って設定される。

次に、第２の配置可変機構７の動きについて、図９及び図１０を用いて説明する。図９に示す第２の超音波振動子群２は、第１の超音波振動子群１の一端部近傍に配置されている。また第２の超音波振動子群２から超音波が送信される方向は、第１の超音波振動子群１から超音波が送信される方向に対して角度を有している。第２の超音波振動子群２がこのような位置に配置されていることから、ケースＣＤにおける伸縮可能な領域Ｇは、縮んだ状態にある。

この状態から図９に示す矢印の方向に、第２の保持部材７２が連結部７３を軸に回転すると、超音波プローブＰＤは図１０に示すような形状となる。すなわち、第２の保持部材７２に固定される第２の超音波振動子群２は第１の超音波振動子群１の配置位置に並ぶように配置される。また、第２の配置可変機構７がこのように動くことによって、ニードルガイド３Ｄ及び反射体４Ｄも併せて移動し、図１０に示すニードルガイド３Ｄ及び反射体４Ｄは、図９に示す場合に比べていずれも寝るような位置に配置される。

以上説明した通り、第２の配置可変機構７を用いることによって、超音波プローブＰＤの第１の超音波振動子群１と第２の超音波振動子群２との走査面が互いに交差するようにしつつ、観察対象Ｔの位置に合わせて第２の超音波振動子群２とニードルガイド３Ｄと反射体４Ｄの、第１の超音波振動子群１の超音波送信方向に対する傾きを任意の傾きとすることができる。このような構成を採用することによって、交差する２断面を示す超音波画像を生成可能な超音波プローブ及びそれを備える超音波診断装置であって、超音波プローブにおける生体接触面の形状を大きくすることなく穿刺術が行われる際に穿刺針が映らない穿刺ブラインドの範囲を極力低減可能とする超音波プローブ及び超音波診断装置を提供することができる。

また、音響媒体５Ｅは、第２の超音波振動子群２を構成する超音波振動子２ａから送信される超音波のみならず、第１の超音波振動子群１を構成する超音波振動子１ａから送信される超音波に対しても共通して用いられる。従って、これまで以上に穿刺ブラインドの範囲を小さくすることができる。

さらに、このような構成を採用することによって、超音波プローブの患者に対する接触面を大きくすることなく上述した効果を得ることができる。すなわち、患者への接触面の形状を小さくすることができれば、超音波プローブを十分に患者に接触させることができるため、超音波画像の生成について画像が得られないことを回避できる。

（第５の実施の形態）
次に本発明における第５の実施の形態について説明する。なお、第５の実施の形態において、上述の第１ないし第４の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。

以下、第５の実施の形態における超音波プローブＰＥの構造について、図１１及び図１２を用いて説明する。図１１は、第５の実施の形態に係る超音波プローブＰＥの一部を切り欠いて正面からその内部構造を示す説明図である。図１２は、第５の実施の形態に係る超音波プローブＰＥの上面図である。超音波プローブＰＥは、いわゆる体腔内プローブと言われるプローブである。これまでの実施の形態において示した超音波プローブとは異なり、腸等の体腔に挿入して用いるため、棒状の形状とされている。

第５の実施の形態における超音波プローブＰＥは、ケースＣＥと、第１の超音波振動子群１と、第２の超音波振動子群２と、ニードルガイド３Ｅと、反射体４Ｅとを備える。本実施の形態における超音波プローブＰＥのうち、第１の超音波振動子群１と、第２の超音波振動子群２と反射体４Ｅとが図１１、或いは、図１２に示すように、ケースＣＥの内部に収容されている。

一方、ニードルガイド３Ｅは、ケースＣＥの外面に溝として形成され、或いは、ケースＣＥに対し貫通孔として設けられる。また、ニードルガイド３Ｅは、超音波プローブＰＥの長手方向に平行となるように形成されている。

本実施の形態における超音波プローブＰＥも２つの超音波振動子群を備えている。超音波プローブＰＥの先端に湾曲して配置されるのが第１の超音波振動子群１である。第１の超音波振動子群１は、複数の超音波振動子１ａ、音響整合層１ｂ、及びバッキング材１ｃを備える。第１の超音波振動子群１が湾曲して配置されるのは、ケースＣＥの先端形状に合わせたものである。

第２の超音波振動子群２は、複数の超音波振動子２ａ、音響整合層２ｂ、及びバッキング材２ｃを備える。また、第２の超音波振動子群２を構成する複数の超音波振動子２ａのアレイ方向は、第１の超音波振動子群１を構成する超音波振動子１ａのアレイ方向と交差する向きに配置されている。

第２の超音波振動子群２は、第２の超音波振動子群２を構成する超音波振動子２ａから送信される超音波による走査面が、第１の超音波振動子群１による超音波による走査面と交差する位置となるように配置される。本実施の形態においては、第２の超音波振動子群２は、第１の超音波振動子群１よりも奥行き方向における後側（図示しない超音波診断装置と接続するケーブルＡ側）に配置される。

反射体４Ｅは、第２の超音波振動子群２から送信される超音波による走査面が第１の超音波振動子群１から送信される超音波による走査面と重複するように第２の超音波振動子群２から送信される超音波を反射させる。

第２の超音波振動子群２から送信された超音波は、反射体４Ｅにて穿刺針の刺入方向（図１１、或いは、図１２では、一点鎖線で示されている）と概ね平行となるように反射される。そのため、第２の超音波振動子群２から送信される超音波による走査面は、第１の超音波振動子群１から送信される超音波の走査面と交差する。図１１、或いは、図１２において観察対象Ｔは、第１の超音波振動子群１による超音波の走査面と第２の超音波振動子群２による超音波の走査面が交差する位置に位置している。

図１３は、第５の実施の形態に係る超音波プローブＰＥを用いて生成された超音波画像をディスプレイに表示させた状態を示す画面例である。第１の超音波振動子群１と第２の超音波振動子群２のそれぞれから送信された超音波をもって観察対象Ｔを走査すると、図１３に示すように、それぞれ超音波画像として生成される。

図１３においてディスプレイの左側に表示されている超音波画像は、第１の超音波振動子群１から送信された超音波を用いて生成されたものである。一方、ディスプレイの右側に表示されている超音波画像は、第２の超音波振動子群２から送信された超音波を用いて生成されたものである。なお、ここでは、ニードルガイド３Ｅに沿って患者内部に存在する観察対象Ｔに向けて刺入され、観察対象Ｔ近傍まで到達する穿刺針の挿入経路を一点鎖線で示している。

以上説明した通り、超音波プローブに第１の超音波振動子群１と第２の超音波振動子群２とを設け、それぞれの走査面が交差するように配置するとともに、第２の超音波振動子群２から送信される超音波の送信方向が穿刺針の刺入方向と概ね平行となるように反射体４Ｅを利用する。これにより、交差する２断面を示す超音波画像を生成可能な超音波プローブ及びそれを備える超音波診断装置であって、超音波プローブにおける１生体接触面の形状を大きくすることなく穿刺術が行われる際に穿刺針が映らない穿刺ブラインドの範囲を極力低減可能とする超音波プローブ及び超音波診断装置を提供することができる。

また、このような構成を採用することによって、超音波プローブの患者に対する接触面を大きくすることなく上述した効果を得ることができる。すなわち、患者への接触面の形状を小さくすることができれば、超音波プローブを十分に患者に接触させることができるため、超音波画像の生成について画像が得られないことを回避できる。なお、第５の実施の形態においては特に音響媒体に触れていないが、超音波プローブＰＥ内に当該音響媒体が充填されることで穿刺ブラインドの範囲を小さくすることができる。

（第６の実施の形態）
次に本発明における第６の実施の形態について説明する。なお、第６の実施の形態において、上述の第１ないし第５の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。

第６の実施の形態における超音波プローブＰＦは、第５の実施の形態における超音波プローブＰＥと同じ体腔内プローブである。本実施の形態において第５の実施の形態と異なる点は、第２の超音波振動子群２から送信される超音波を反射する反射体４Ｆが移動可能に構成されている点である。

以下、第６の実施の形態における超音波プローブＰＦについて、図１４及び図１５を用いて説明する。図１４は、第６の実施の形態に係る超音波プローブＰＦの一部を切り欠いて正面からその内部構造を示す説明図である。また、図１５は、図１４に示す第６の実施の形態に係る超音波プローブＰＦについて、反射体４Ｆの位置を変化させた状態を示す説明図である。

本実施の形態における反射体４Ｆは、反射体移動機構によってその配置位置を変化させることが可能とされている。図１４及び図１５においては、具体的な反射体移動機構を示していないが、例えば次に述べるような機構を採用することで反射体４Ｆを移動させることが可能である。

具体的には、例えば、反射体４Ｆと連結され、超音波プローブＰＦのケースＣＦの外部まで引き出されるレバーを用いて操作者が手動にて反射体４Ｆを動かすことができる。また、ケースＣＦの内部に反射体４Ｆを駆動する駆動部を設けて、反射体４Ｆを所定の位置まで移動させることも可能である。

通常は、反射体４Ｆは、図１４に示す位置に配置されている。この場合、第２の超音波振動子群２から送信される超音波は、反射体４Ｆによって反射されて穿刺針の刺入方向と概ね平行となるように送信される。この状態は、第５の実施の形態において説明した通りである。このように第２の超音波振動子群２から送信される超音波が穿刺針の刺入方向と略同じ方向に送信されることで、第１の超音波振動子群１と第２の超音波振動子群２のそれぞれの走査面が互いに交差する。

一方、反射体４Ｆが反射体移動機構によって図１４に示す位置から、矢印の方向に図１５に示す位置まで移動（退避）させられた場合、第２の超音波振動子群２から送信される超音波は、反射体４Ｆによって反射されることはない。すなわち、第２の超音波振動子群２から送信される超音波は、穿刺針の刺入方向と概ね平行となるように送信されず、超音波は超音波の送信面の法線方向に送信される。この場合は、第１の超音波振動子群１と第２の超音波振動子群２のそれぞれの走査面が互いに交差することはない。

このように反射体４Ｆを第２の超音波振動子群２から送信される超音波を反射しない位置まで移動させるのは、走査の対象が超音波プローブＰＦの長手方向前方、すなわち、第１の超音波振動子群１から超音波が送信される方向ではなく、当該方向に直交する方向に存在する場合であって、このような位置にある対象を観察したい場合が考えられるからである。

以上説明した通り、超音波プローブに第１の超音波振動子群１と第２の超音波振動子群２とを設け、それぞれの走査面が交差するように配置するとともに、第２の超音波振動子群２から送信される超音波の送信方向が穿刺針の刺入方向と概ね平行となるように反射体４Ｆを利用する。これにより、交差する２断面を示す超音波画像を生成可能な超音波プローブ及びそれを備える超音波診断装置であって、超音波プローブにおける生体接触面の形状を大きくすることなく穿刺術が行われる際に穿刺針が映らない穿刺ブラインドの範囲を極力低減可能とする超音波プローブ及び超音波診断装置を提供することができる。

また、このような構成を採用することによって、超音波プローブの患者に対する接触面を大きくすることなく上述した効果を得ることができる。すなわち、患者への接触面の形状を小さくすることができれば、超音波プローブを十分に患者に接触させることができるため、超音波画像の生成について画像が得られないことを回避できる。

さらに、第６の実施の形態では、反射体４Ｆを退避させて穿刺針の刺入方向と概ね平行となるようにではなく、当該穿刺針の刺入方向と略直交する方向に第２の超音波振動子群２による超音波を送信することを可能としている。このように反射体４Ｆを移動可能にすることで、上述した効果を確保しつつ、さらに体腔内を広範囲にわたって走査することが可能となる。なお、第６の実施の形態においては特に音響媒体に触れていないが、超音波プローブＰＦ内に当該音響媒体が充填されることで穿刺ブラインドの範囲を小さくすることができる。

［超音波診断装置の構成］
次に、これまで説明してきた超音波プローブを備える超音波診断装置８について図１６と用いて説明する。図１６は、実施の形態に係る超音波診断装置８の内部構成を示すブロック図である。

図１６に示すように、超音波診断装置８は、被検体に対して超音波の送受信（送受波）を行う超音波プローブＰと、当該超音波プローブＰが着脱可能に接続される装置本体９とを備えている。

超音波プローブＰは、被検体の表面にその先端面を接触させた状態で、超音波の送受信を行う。ここでの超音波プローブＰは、これまで説明してきた、第１ないし第６の実施の形態における超音波プローブＰＡ〜ＰＦである。以下、これら超音波プローブＰＡないしＰＦをまとめて表わす場合には「超音波プローブＰ」と表わす。

また、超音波プローブＰには、セクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応等があり、診断部位に応じて任意に選択される。さらに、超音波振動子は１次元配列に限定されず、振動子を２次元的に配置することで、ボリュームデータをリアルタイムに取得することができる。３次元立体画像を得る場合は、超音波プローブＰとして、３Ｄ走査用のプローブが利用される。３Ｄ走査用のプローブとしては、２Ｄアレイプローブやメカニカル４Ｄプローブを挙げることができる。なお、このようなボリュームデータを得る場合、２つのボリュームデータそれぞれに基づき生成される表示用の各超音波画像において、観察対象Ｔ及び穿刺針Ｎが含まれるように超音波診断装置８の各部が制御される。例えば、あらかじめ設定された観察対象Ｔ及び穿刺針Ｎを示すボクセル値に基づいて観察対象Ｔ及び穿刺針Ｎが特定され、それらを含むように各超音波画像が生成される。

装置本体９は、超音波プローブＰに対する駆動信号の送信を行うとともに、超音波プローブＰからの反射信号の受信を行う送受信部９１と、反射信号を処理する信号処理部９２と、超音波画像を生成する画像処理部９３と、各種画像を表示するディスプレイ９４と、検査者などの操作者により入力操作される入力部９５と、各部を制御する制御部９６と、検査等に用いられる各種条件や生成された超音波画像を記憶する記憶部９７と、超音波診断装置８を他の医用画像診断装置と接続し、情報のやり取りを行う通信制御部９８とを内蔵している。またこれら各回路は互いにバスＢに接続され、各種信号のやり取りが可能とされている。

送受信部９１は、制御部９６による制御に基づき、超音波プローブＰに超音波を発生させるための駆動信号、すなわち各超音波振動子に印加する電気パルス信号（以下、「駆動パルス」という）を生成し、その駆動パルスを超音波プローブＰに送信する。送受信部９１は、図示しない、例えば、基準パルス発生回路、遅延制御回路、駆動パルス発生回路等の各回路を備えており、各回路が上述した機能を果たす。また、送受信部９１は、超音波プローブＰからの反射信号、すなわちエコー信号を受信し、その受信信号に対して整相加算を行い、その整相加算により取得した信号を信号処理部９２に出力する。

信号処理部９２は、送受信部９１から供給された受信信号を用いて各種のデータを生成し、画像処理部９３や制御部９６に出力する。信号処理部９２は、いずれも図示しない、例えば、Ｂモード処理回路（或いは、Ｂｃモード処理回路）やドプラモード処理回路、カラードプラモード処理回路などを有している。Ｂモード処理回路は、受信信号の振幅情報の映像化を行い、Ｂモード信号のデータを生成する。ドプラモード処理回路は、受信信号からドプラ偏移周波数成分を取り出し、さらに、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理などを施し、血流情報のドプラ信号のデータを生成する。カラードプラモード処理回路は、受信信号に基づいて血流情報の映像化を行い、カラードプラモード信号のデータを生成する。

画像処理部９３は、信号処理部９２から供給されたデータに基づいてスキャン領域に関する二次元や三次元の超音波画像を生成する。例えば、画像処理部９３は、供給されたデータからスキャン領域に関するボリュームデータを生成する。そしてその生成したボリュームデータからＭＰＲ処理（多断面再構成法）により二次元の超音波画像のデータやボリュームレンダリング処理により三次元の超音波画像のデータを生成する。画像処理部９３は、生成した二次元や三次元の超音波画像をディスプレイ９４に出力する。なお、超音波画像としては、例えば、Ｂモード画像やドプラモード画像、カラードプラモード画像、Ｍモード画像などがある。

ディスプレイ９４は、画像処理部９３により生成された超音波画像や操作画面（例えば、操作者から各種指示を受け付けるためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などの各種画像を制御部９６の制御に従って表示する。このディスプレイ９４としては、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどを用いることが可能である。なお、超音波診断装置として、ディスプレイを有さない構成であってもよい（可搬型の超音波診断装置等）。

入力部９５は、例えば、撮像指示や画像表示、画像の切り替え、モード指定、各種設定などの操作者による様々な入力操作を受け付ける。この入力部９５としては、例えば、ＧＵＩ、あるいは、ボタンやキーボード、トラックボールなどの入力デバイスを用いることが可能である。

制御部９６は、超音波診断装置８の各部を統括的に制御する。例えば、制御部９６は、信号処理部９２から供給されたデータや所定処理により得られたデータなどを記憶部９７に保存する制御、さらに、ディスプレイ９４に画像を表示させる制御などを行う。たとえば制御部９６は、図２等のように第１の超音波振動子群１と第２の超音波振動子群２のそれぞれから送信された超音波に基づく超音波画像それぞれを１以上のディスプレイ９４に同時に表示させる。

記憶部９７は、半導体や磁気ディスクで構成されており、超音波診断装置８で実行される各種処理に関するプログラムやデータが記憶されている。また、超音波プローブＰを用いて走査した結果生成された超音波画像を記憶しても良い。

通信制御部９８は、ＬＡＮカードやモデム等の手段であり、超音波診断装置８をインターネットやＬＡＮ等の通信ネットワークに接続することを可能とする手段である。すなわち装置本体９は、通信ネットワークを介して他の画像診断装置（モダリティ）や画像サーバ、画像処理装置等と接続されていても良い。通信制御部９８を介して通信ネットワークと送受信したデータは入力信号または出力信号として、制御部９６に送受信される。この通信ネットワークを介してやり取りされる情報に関する規格は、ＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）等、いずれの規格であっても良い。

なお、ここで例えば、送受信部９１、信号処理部９２、画像処理部９３については、所定のメモリ等に記憶されるプログラムをプロセッサに実行させるソフトウェアによって実現することを前提としている。ここで本明細書における「プロセッサ」という文言は、例えば、専用又は汎用のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ） ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）、或いは、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。

プロセッサは、記憶部９７に保存された、又は、プロセッサの回路内に直接組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。プログラムを記憶する記憶部９７は、プロセッサごとに個別に設けられるものであっても構わないし、或いは、例えば、図１６における送受信部９１、信号処理部９２、画像処理部９３が行う機能に対応するプログラムを記憶するものであっても構わない。記憶部９７の構成については、上述した通りである。

以上説明したような超音波診断装置８の装置本体９には、これまで説明してきた超音波プローブＰが接続されている。従って、超音波プローブＰに第１の超音波振動子群と第２の超音波振動子群とを設け、それぞれの走査面が交差するように配置するとともに、第２の超音波振動子群から送信される超音波の送信方向が穿刺針の刺入方向と概ね平行となるように反射体を利用する。これにより、生体接触面の形状を大きくすることなく穿刺術が行われる際に穿刺針が映らない穿刺ブラインドの範囲を極力小さくし、かつ、交差する２断面を示す超音波画像を表示可能とする超音波診断装置を提供することができる。

なお、第５及び第６の実施の形態において示した体腔内プローブＰＥ，ＰＦの第１の超音波振動子群１はコンベックスアレイであったが、当該超音波振動子群に限らず、その他の実施の形態においても第１の超音波振動子群、第２の超音波振動子群のいずれか一方、或いは、両方をコンベックスアレイとしても良い。

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を意図していない。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。

１ 第１の超音波振動子群
２ 第２の超音波振動子群
３Ａ〜３Ｅ ニードルガイド
４Ａ〜４Ｆ 反射体
５Ａ〜５Ｅ 音響媒体
６ 第１の配置可変機構
７ 第２の配置可変機構
８ 超音波診断装置
９ 装置本体
Ｐ，ＰＡ〜ＰＦ 超音波プローブ

Claims (16)

1. 第１の超音波振動子群と、
   前記第１の超音波振動子群におけるアレイ方向と交差するように配置された第２の超音波振動子群と、
   前記第２の超音波振動子群の近傍に配置され、穿刺針をガイドするニードルガイドと、
   前記第２の超音波振動子群による超音波の送信方向と交差するように設けられ、超音波を反射する反射体と、を備え、
   前記第１の超音波振動子群による超音波走査面と前記第２の超音波振動子群による超音波走査面とが交差することを特徴とする超音波プローブ。
2. 前記第２の超音波振動子群から送信される超音波を伝播するための音響媒体をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
3. 前記第２の超音波振動子群は、前記第１の超音波振動子群の一端近傍に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波プローブ。
4. 前記反射体は、前記第１の超音波振動子群の一端近傍に設けられ、
   前記第２の超音波振動子群は、前記反射体との間で前記ニードルガイドを挟むように、かつその超音波の送信方向が前記反射体と交差するように設けられるとともに、
   前記反射体に向けて前記第２の超音波振動子群から超音波が送信されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波プローブ。
5. 前記第１の超音波振動子群は、前記第１の超音波振動子群を構成する超音波振動子から送信される超音波を伝播するための他の音響媒体を備えていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の超音波プローブ。
6. 前記反射体及び前記音響媒体は、着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項２または請求項５に記載の超音波プローブ。
7. 前記反射体及び前記ニードルガイドの配置角度を変更する配置可変機構をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の超音波プローブ。
8. 前記配置可変機構は、
   超音波プローブのケース外面であって前記第２の超音波振動子群が配置される位置に回動可能に保持される第１のリンク部材と、
   前記ニードルガイドと前記反射体とを連結してこれらの位置を固定し、この連結箇所を軸に前記ニードルガイドと前記反射体とが互いに回動可能に保持される第２のリンク部材と、
   前記ニードルガイドに回動可能に保持される第３のリンク部材と、
   前記第１のリンク部材と連結される第１の連結部材及び前記第３のリンク部材と連結される第２の連結部材を、前記反射体に設けられる長孔においてそれぞれ連結する第４のリンク部材と、
   前記第４のリンク部材に連結され、前記第４のリンク部材を移動可能とする前記長孔の任意の位置で、第１の連結部材及び第２の連結部材を固定する角度固定ネジと、
   を備えることを特徴とする請求項７に記載の超音波プローブ。
9. 前記配置可変機構は、
   前記第１の超音波振動子群を保持する第１の保持部材と、
   前記第２の超音波振動子群を保持する第２の保持部材と、
   前記第１の保持部材と前記第２の保持部材とをつなぐ回転可能な連結部と、を備え、
   前記第２の保持部材は、前記連結部を軸として回転することにより前記第２の超音波振動子群による走査面の向きを変更可能とすることを特徴とする請求項７に記載の超音波プローブ。
10. 前記超音波プローブは、
    ケースと、
    前記ケースの長手方向一端に超音波診断装置本体と接続されるケーブルと、
    前記ケースの長手方向他端に配置される前記第１の超音波振動子群と、を備え、
    前記ケーブルと前記第１の超音波振動子群との間に前記第２の超音波振動子群を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波プローブ。
11. 前記反射体は、超音波プローブ内で前記第２の超音波振動子群から送信される超音波を反射しない位置まで退避可能とされていることを特徴とする請求項１０に記載の超音波プローブ。
12. 前記ニードルガイドは、少なくとも前記第１の超音波振動子群と前記第２の超音波振動子群を保持するケースに形成されていることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の超音波プローブ。
13. 前記第２の超音波振動子群を構成する超音波振動子は、コンベックス形状に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の超音波プローブ。
14. 前記反射体は、前記第２の超音波振動子群を構成する超音波振動子から送信される超音波を収束する曲率を備える曲面であることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の超音波プローブ。
15. 前記音響媒体、他の音響媒体のいずれか一方、或いは、いずれも、流動性を備えていることを特徴とする請求項２または５に記載の超音波プローブ。
16. 請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の超音波プローブと、
    反射された超音波を基に超音波画像を生成する画像処理部と、
    前記画像処理部において生成された前記超音波画像を表示する表示部と、
    前記表示部に前記超音波画像を表示させる制御を行う制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記超音波プローブが備える前記第１の超音波振動子群と前記第２の超音波振動子群とからそれぞれ送信された超音波の反射波を受信して、これら反射波を基に生成された超音波画像を、前記表示部に同時に表示させることを特徴とする超音波診断装置。

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