JP4700057B2 - 穿刺針 - Google Patents
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Description
本発明は、医療用の穿刺針に関し、特に、超音波画像下で用いられる穿刺針に関する。
医療分野においては、例えば、病変部の確定診断のために人体の組織あるいは細胞の一部を採取したり、神経を正確に探し当てたりするとき、穿刺針（生検針、絶縁電極注射針）が用いられる。この場合、穿刺針の位置、特に先端部の位置を正確に把握する必要から、超音波診断装置を用い、例えば生検針では、穿刺針の先端部からの超音波エコーを画像下で確認しながら穿刺し、穿刺針の先端の組織採取部（針先や切欠き部）が病変部に到達したか否かを正確に把握することが行われている。そして、この生検針は、内管と外管による二重構造になっていることが多い。
これに対し、絶縁電極ブロック針と呼ばれる穿刺針は、通常、単管構造（単針）で、刃面を除く針管の表面に電気絶縁性のコーティングが施されており、電気刺激による筋収縮を利用して神経を探索し、該神経に麻酔薬や鎮痛剤を投与して神経ブロックを行うために用いられるが、近年、神経探索のアプローチに、従来の神経刺激装置による通電と併用して、超音波映像下で針を穿刺する手技が広まっている（超音波下で穿刺し、神経刺激装置で確認）。
ところで、超音波映像は、超音波の受発信素子としての超音波探触子（超音波振動子）からの超音波を媒体を通して穿刺針に照射し、穿刺針からの反射波（超音波エコー）を超音波探触子で受波し、これを画像処理してディスプレイに表示するものである。
従来の超音波映像下に用いられる穿刺針としては、例えば、突起、Ｖ字溝などを先端部の外周面に設けた穿刺針（例えば、特許文献１参照）、円環状の溝を外周面に設けた穿刺針（例えば、特許文献２，３参照）、円筒状の突起部と円環状溝によるエンハンス部を先端部に設けた穿刺針（例えば、特許文献４，５参照）が知られている。これらの穿刺針の先端部に設けられた突起、溝等の形状は、いずれも、超音波の反射を生じ易くしている。
特開平３−２２８７４８号公報
特開平１１−７６２５４号公報
実開平３−７３１１３号公報
特開２００４−１８１０９５号公報
特開２００３−１４４４３６号公報
しかし、従来の穿刺針によると、先端部を加工することにより超音波を反射するようにしているが、超音波の照射経路と穿刺針の軸との成す角度が小さくなり、特に４５°以下になると超音波探触子に戻る超音波エコーのレベルが小さくなって穿刺針の超音波画像が不明瞭になり、穿刺針の正確な位置を把握することが難しい。
本発明の目的は、超音波探触子の超音波等の検出波の照射方向と穿刺針の軸との角度が小さくなっても、明瞭に画像化することができる穿刺針を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するため、穿刺状態を超音波映像により観察しながら穿刺を行う超音波用穿刺針において、先端に刃先が形成された針管本体と、 前記針管本体の所定の位置に設けられた複数のコーナーキューブミラーと、を備え、前記複数のコーナーキューブミラーは、前記針管本体の中心軸と平行に設けられていることを特徴とする超音波用穿刺針を提供する。ここで、針管本体とは、二重針の内針、外針、単管構造、あるいはその他の針であっても良い。内針、外針、あるいは単管構造に関係なく、その外表面あるいは刃面にコーナーキューブミラーが設けられる。
本発明の穿刺針によれば、超音波探触子の超音波等の検出波の照射方向と穿刺針の軸の角度が小さくなっても、針管本体、特に針管本体の先端部を明瞭に画像化することができる。
１ 穿刺針
１１ 穿刺針本体
１２ コーナーキューブミラー
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 第１より第３の鏡面
１３ 刃先
１４ 刃面
２０ 超音波探触子
２１ 外針
２２ 内針の刃面
２４ 外針の刃面
３０ 二重針
１１ 穿刺針本体
１２ コーナーキューブミラー
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 第１より第３の鏡面
１３ 刃先
１４ 刃面
２０ 超音波探触子
２１ 外針
２２ 内針の刃面
２４ 外針の刃面
３０ 二重針
図１は、本発明の実施の形態に係る穿刺針を示す。同図中、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
針管である超音波用穿刺針（以下、「穿刺針」という）１は、ステンレスなどの金属細管による針管本体である穿刺針本体１１と、穿刺針本体１１の先端部の外表面（外周面）に設けられた複数のコーナーキューブミラー１２とを備えて構成されている。
穿刺針本体１１は、その先端を斜めにカットして形成された刃面１４を含む刃先１３を有する。コーナーキューブミラー１２は、刃先１３の近傍の穿刺針本体１１の表面に設けられた三角錐状の窪みであり、穿刺針本体１１の円周方向に所定間隔に、かつ、３列に形成されている。コーナーキューブミラー１２は、例えば、針管中心に対して４５°間隔とし、１列あたり８箇所に形成する。なお、コーナーキューブミラー１２の使用個数および列数は、上記した８個および３列に限定されるものではなく、任意数にすることができる。ここでは、穿刺針本体１１の表面にコーナーキューブミラー１２が設けられているが、穿刺針本体１１の内周面上、あるいはその両方に設けても良い。
コーナーキューブミラー１２は、先端部の造影が明瞭になる様に、できるだけ刃先１３の近傍に形成するのが好ましい。コーナーキューブミラー１２は、例えば、放電加工などにより形成する。或いは、ポンチなどの工具により打刻して形成することもできる。
図２は、コーナーキューブミラーの作用を示す。このコーナーキューブミラー１２は、互いに直角な３つの鏡面により構成されており、入射波は３つの鏡面によって反射されて入射波と平行な出射波として出射する。
図２の（ａ）に示すように、立方体（ＡＢＣＤ−ＥＦＧＨ）の３面（ＡＢＦＥ、ＥＦＧＨ、ＡＥＨＤ）を鏡面にしてＡＦＨを開口する。Ｅを底点とし、かつＡＦＨを頂面とする三角錐の開口が、コーナーキューブミラー１２になる。
図２の（ａ）において、コーナーキューブミラー１２に入射する入射波Ｌ１はＡＥＨＤ面の第１の鏡面１２ａの反射点Ｒ１で反射して反射波Ｌ２となり、反射波Ｌ２はＡＢＦＥ面の第２の鏡面１２ｂの反射点Ｒ２で反射して反射波Ｌ３となり、反射波Ｌ３はＥＦＧＨ面の第３の鏡面１２ｃの反射点Ｒ３で反射して出射波Ｌ４となる。
図２の（ｂ）において、入射波Ｌ１は超音波探触子２０から出射され、出射波Ｌ４が超音波探触子２０によって受波される。これによって、コーナーキューブミラー１２から穿刺針１の穿刺針本体１１の刃面１４を含む刃先１３を検知することができる。
図２の（ａ）に示すように、立方体（ＡＢＣＤ−ＥＦＧＨ）の３面（ＡＢＦＥ、ＥＦＧＨ、ＡＥＨＤ）を鏡面にしてＡＦＨを開口する。Ｅを底点とし、かつＡＦＨを頂面とする三角錐の開口が、コーナーキューブミラー１２になる。
図２の（ａ）において、コーナーキューブミラー１２に入射する入射波Ｌ１はＡＥＨＤ面の第１の鏡面１２ａの反射点Ｒ１で反射して反射波Ｌ２となり、反射波Ｌ２はＡＢＦＥ面の第２の鏡面１２ｂの反射点Ｒ２で反射して反射波Ｌ３となり、反射波Ｌ３はＥＦＧＨ面の第３の鏡面１２ｃの反射点Ｒ３で反射して出射波Ｌ４となる。
図２の（ｂ）において、入射波Ｌ１は超音波探触子２０から出射され、出射波Ｌ４が超音波探触子２０によって受波される。これによって、コーナーキューブミラー１２から穿刺針１の穿刺針本体１１の刃面１４を含む刃先１３を検知することができる。
このように、コーナーキューブミラー１２に入射した超音波は、入射波と反射波が平行あるいは略平行になる。従って、超音波探触子２０から送信された超音波は、必ずコーナーキューブミラー１２で反射して超音波探触子２０に戻されるため、超音波の照射経路と穿刺針の軸の成す角度が小さい場合でも、反射波は超音波の入射波の出射方向に向かい、確実に送信元の超音波探触子に戻される。
図３はコーナーキューブミラーを設けた二重針３０を示し、（ａ）は刃面２４を有する外針２１の中に刃面２２を有する内針（引用数字なし）が挿入された二重針３０を示す斜視図であり、（ｂ）は内針を抜き取られた外針２１を示す斜視図である。
図３の（ａ）において、内針は刃面２２にコーナーキューブミラー１２が設けられている。この構成によると、二重針３０の先端を適確に検知することができる。
図３の（ｂ）において、外針２１の刃面２４の内周面上にコーナーキューブミラー１２が設けられている。この構成によると、内針が抜き取られた状態で外針２１の先端を適確に検知することができる。
図３の（ａ）において、内針は刃面２２にコーナーキューブミラー１２が設けられている。この構成によると、二重針３０の先端を適確に検知することができる。
図３の（ｂ）において、外針２１の刃面２４の内周面上にコーナーキューブミラー１２が設けられている。この構成によると、内針が抜き取られた状態で外針２１の先端を適確に検知することができる。
（実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（イ）穿刺針にコーナーキューブミラーを設けたことにより、穿刺針における超音波の入射波と反射波が平行あるいは略平行になるため、超音波探触子から出力された超音波が、穿刺針で反射して超音波探触子に戻るため、超音波の照射経路と穿刺針の軸の成す角度が小さくなっても、超音波がコーナーキューブミラーによって反射されて超音波探触子に戻され、穿刺針、特に、その先端部を明瞭に画像化することができる。
（ロ）コーナーキューブミラーは、刃先の近傍に設けることにより、先端部の造影を明瞭にすることができる。
（ハ）穿刺針を一周するように複数のコーナーキューブミラーを設けると、穿刺針の穿刺の向きにかかわらず、穿刺針における入射波と反射波が平行あるいは略平行になるため、穿刺針の向きによらず、明瞭に画像化することができる。
（ニ）コーナーキューブミラーを複数列に設けることにより、確実に反射波を生成することができる。
（ホ）コーナーキューブミラーは、反射効率が良いので、穿刺針の種類に関係なくすぐれた反射特性を得ることができる。特に、二重針の内針の外表面にコーナーキューブミラーを設けると、内針と外針との間に存在する空気層との相乗効果によって非常にすぐれた反射特性を得ることができた。しかし、単管構造の外表面にコーナーキューブミラーを設け、その外周にコーティングを施した構造であってもすぐれた反射特性を得ることができた。
本実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（イ）穿刺針にコーナーキューブミラーを設けたことにより、穿刺針における超音波の入射波と反射波が平行あるいは略平行になるため、超音波探触子から出力された超音波が、穿刺針で反射して超音波探触子に戻るため、超音波の照射経路と穿刺針の軸の成す角度が小さくなっても、超音波がコーナーキューブミラーによって反射されて超音波探触子に戻され、穿刺針、特に、その先端部を明瞭に画像化することができる。
（ロ）コーナーキューブミラーは、刃先の近傍に設けることにより、先端部の造影を明瞭にすることができる。
（ハ）穿刺針を一周するように複数のコーナーキューブミラーを設けると、穿刺針の穿刺の向きにかかわらず、穿刺針における入射波と反射波が平行あるいは略平行になるため、穿刺針の向きによらず、明瞭に画像化することができる。
（ニ）コーナーキューブミラーを複数列に設けることにより、確実に反射波を生成することができる。
（ホ）コーナーキューブミラーは、反射効率が良いので、穿刺針の種類に関係なくすぐれた反射特性を得ることができる。特に、二重針の内針の外表面にコーナーキューブミラーを設けると、内針と外針との間に存在する空気層との相乗効果によって非常にすぐれた反射特性を得ることができた。しかし、単管構造の外表面にコーナーキューブミラーを設け、その外周にコーティングを施した構造であってもすぐれた反射特性を得ることができた。
［他の実施の形態］
本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、胆管造影などのためのＰＴＣ（Percutaneous Transhepatic Cholangiography：経皮経肝胆道造影）針、超音波内視鏡対応の穿刺針などを人体に穿刺して、超音波エコーにより体内に穿刺された針管の位置を確認しながらターゲットに穿刺する穿刺針の全てに適用可能である。
本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、胆管造影などのためのＰＴＣ（Percutaneous Transhepatic Cholangiography：経皮経肝胆道造影）針、超音波内視鏡対応の穿刺針などを人体に穿刺して、超音波エコーにより体内に穿刺された針管の位置を確認しながらターゲットに穿刺する穿刺針の全てに適用可能である。
また、コーナーキューブミラー１２を設けた穿刺針において、刃先１３以外の部分にフッ素樹脂などをコーティングして、絶縁電極ブロック針を構成した場合でも、同様に、絶縁電極ブロック針を明瞭に映像化することができる。ちなみに、従来の絶縁電極ブロック針は、コーナーキューブミラー１２を有しないため、絶縁コーティングによる減衰のため、画像は不明瞭であった。
また、本発明は、超音波の使用に限定されるものではなく、超音波以外、例えば、レーザ光など光、電子線等も適用可能である。従って、電磁波のコーナーキューブミラーによる反射波により針等の検出物体の位置確認を行う用途などに適用できる。また、コーナーキューブミラー１２の反射面は必ずしも平面である必要はない。
針管の外表面に形成されたコーナーキューブミラーは、超音波等の検出波の入射波に対して平行あるいは略平行になる反射波を生成できるので、超音波探触子等の波源から出射された超音波等の検出波が到達する範囲に存在する針管の画像を明瞭に得る用途の、例えば、医療器具や医療装置に適用できる。
Claims (6)
- 穿刺状態を超音波映像により観察しながら穿刺を行う超音波用穿刺針において、
先端に刃先が形成された針管本体と、
前記針管本体の所定の位置に設けられた複数のコーナーキューブミラーと、を備え、
前記複数のコーナーキューブミラーは、前記針管本体の中心軸と平行に設けられていることを特徴とする超音波用穿刺針。 - 前記コーナーキューブミラーは、前記針管本体の外表面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の超音波用穿刺針。
- 前記コーナーキューブミラーは、前記針管本体の前記外表面の長手方向に複数列が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の超音波用穿刺針。
- 前記針管本体は、単管構造あるいは二重針の内針あるいは外針であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の超音波用穿刺針。
- 前記コーナーキューブミラーは、前記外針の刃先の内面に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の超音波用穿刺針。
- 前記針管本体は、前記刃先以外の部分に樹脂コーティングが施されていることを特徴とする請求項１または５に記載の超音波用穿刺針。
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