JP4718849B2

JP4718849B2 - 穿刺用超音波プローブ

Info

Publication number: JP4718849B2
Application number: JP2005027184A
Authority: JP
Inventors: 浩之四方
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2005-02-03
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2025-02-03
Also published as: JP2006212165A

Description

本発明は、超音波診断装置下において穿刺術を行う際に用いられ、穿刺針をガイドする穿刺アダプタを有する穿刺用超音波プローブに関する。

従来から、注射針等の穿刺針を生体内に刺入して、腫瘍などの組織の採取等の検査や、薬剤の局所投与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などを行う穿刺術が行われている。このような穿刺術は、損傷により大出血を起こす危険性のある血管などを避けるために、或いは、目的である腫瘍などの組織に対して確実に穿刺するために、一般的には、超音波診断装置によって生成される超音波断層像を参照しながら行われている。このように、超音波診断装置によるガイド下で行う穿刺術を超音波ガイド下穿刺術という。

例えば、超音波ガイド下穿刺術を施す場合に、穿刺針を目標とする位置に確実に刺入できるように診断用の超音波プローブに穿刺用の穿刺アダプタを取り付けて、この穿刺アダプタに支持される穿刺針を超音波プローブの生体との接触面（プローブ面）の端部近傍から生体内に刺入する方法が取られる。

しかし、この方法では、刺入開始位置は、超音波断層像として表示される生体における超音波断層像表示範囲から、例えば１０ｍｍ程度離れている。したがって、刺入開始位置から超音波断層像表示範囲に達するまでの間は、刺入針の像が超音波断層像上に表示されない状態で刺入を行うことになる。つまり、その間は血管などの存在を確認できず、穿刺術を行う上で安全上の問題を有する場合があった。

そこで、プローブ面からその対向面まで貫通するように一部を切り欠くとともに、プローブ面の内側に配列される超音波の発振および受信を行う振動子の一部を切り欠き、その切り欠き位置から穿刺針の刺入を可能にし、表示範囲上端部に刺入開始位置を位置させて、刺入開始位置から超音波断層像上に穿刺針の像を表示するようにした穿刺用超音波プローブが実用化されている。このような穿刺用超音波プローブにより、穿刺針の像が表示されない領域がなくなり、穿刺術を行う上での安全性が向上した。

ところで、このような穿刺用超音波プローブには、（１）振動子の配列方向の中央近傍をコの字状に切り欠き、その切り欠きに穿刺針をガイドするガイド溝を有する穿刺アダプタを取り付けたもの、（２）振動子の配列方向の中央から片側に、配列方向と平行にＵ字溝を貫通する形で設け、穿刺針をそのＵ字溝に貫通するようにガイドする穿刺アダプタを取り付けたもの（例えば、特許文献１参照。）、（３）振動子の配列方向の一端側をＬ字状に切り欠き、その切り欠きに穿刺針をガイドするガイド溝を有する穿刺アダプタを取り付けたものなどがある（例えば、特許文献２参照。）。

しかしながら、（１）に示した穿刺用超音波プローブは、コの字状に切り欠きを上部に向かって振動子の配列方向に広がるようにすると、振動子を保持する背面材が切り欠き近傍で薄くなってしまうので、背面側に放射される超音波の吸収性が低下するとともに振動子を安定して保持できず、超音波プローブとしての性能を劣化させる。したがって、上部に向かって広がるような形状にできないので、刺入角度が制限されてしまう。また、コの字切り欠きによる不連続性によりサイドローブを発生することがある。

また、（２）に示した穿刺用超音波プローブは、刺入角度については比較的自由に設定できるが、振動子がＵ字溝により切りかかれている範囲で感度が落ち、画質に対し悪影響を及ぼす。また、その切り欠きによる不連続性によりサイドローブを発生することがある。さらに、Ｕ字溝は狭窄であり、穿刺術を行った後の清掃や消毒が容易ではないという問題もある。またさらに、特許文献１に記載の穿刺用超音波プローブは、Ｕ字溝に穿刺アダプタを挿入して使用するため、治療等で穿刺針を患部に刺したままにして穿刺アダプタから取り外す場合に、穿刺用超音波プローブを溝方向にずらす等の必要があり作業性がよくない。

一方、（３）に示した穿刺用超音波プローブは、切り欠きによる感度の低下は、（２）に比べ振動子の切り欠きは僅かな範囲であるからほとんど問題にはならない。さらに、（１）（２）のような不連続性によるサイドローブの問題は無い。

特開平８−６１４号公報特開平１０−２４８８４９号公報

ところが、特許文献２に記載の穿刺用超音波プローブによれば、穿刺アダプタ及び穿刺用超音波プローブを貫通する孔に軸を貫通させカムを用いて穿刺アダプタを穿刺用超音波プローブに装着する装着手段を有している。その軸は、穿刺アダプタの穿刺針をガイドするガイド溝を有する面を貫通するように存在し穿刺針の刺入を妨げるので、ガイド溝の本数、位置、角度が制限されてしまう。この制限は、穿刺針が太くなればさらに厳しいものとなる。また、軸を貫通させる孔の清掃や消毒は、（２）と同様に容易ではないという問題もある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、穿刺針をガイドするガイド溝が形成されたアダプタを備え、そのアダプタを装着するための装着部材によりガイド溝の位置、角度が制限されることが無く、清掃や消毒が容易な穿刺用超音波プローブを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の一形態は、被検体に当接して超音波の走査を行う本体と、前記本体に形成された固定部に対して装着され、前記被検体に対し刺入する穿刺針をガイドするガイド孔を構成するアダプタとを備える穿刺用超音波プローブであって、前記固定部表面と前記アダプタ表面とを跨ぎ、前記アダプタを前記固定部に接した状態で装着する装着部材と、前記固定部と前記アダプタに形成された、それぞれ隣接する挿入溝とを有し、前記装着部材は、前記挿入溝に挿入されることにより前記アダプタを装着することを特徴としている。

本発明に係る穿刺用超音波プローブによれば、穿刺用超音波プローブの本体に穿刺アダプタを装着する装着部材が貫通しないのでガイド溝の位置、角度が制限されることが無い。したがって、位置、方向、本数及び断面形状を変化させたガイド溝により構成されるガイド孔を自由に設定できる。また、貫通穴や狭隘部を必要としないので、洗浄や消毒を容易に行うことができる。また、ガイド面の最端部近傍に設けた位置決め部により、ガイド溝の位置、角度が制限されることが無いように、アダプタの位置を確定することができる。また、装着部材の一端が回転自在にアダプタに保持され他端を固定部に係止させる構造であるから、装着、取り外しが容易である。

以下、本発明に係る穿刺用超音波プローブの様々な実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

〔構成〕
図１は、本実施形態における穿刺用超音波プローブの全体構成を示す斜視図である。図１（ａ）及び（ｂ）にはそれぞれ異なる方向からの斜視図を示す。図１に示すように、本穿刺用超音波プローブは、超音波の走査を行って断層画像を生成するためのプローブ本体１０と、穿刺アダプタ５０とを備えている。Ｎは、穿刺針で、プローブ本体１０（本体）と穿刺アダプタ５０とにより形成され、穿刺針出口１０１に連通するガイド孔１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ（以下、まとめてガイド孔１００を表示する場合がある。）のいずれかによりガイドされ、穿刺針出口１０１から突出する。

プローブ本体１０は、超音波振動子（後述）を備え、プローブ面１４の長手方向に超音波の走査を行う探触子部１１と、探触子部１１の一端を角としＬ字をなすようにプローブ面１４とは反対側に設けられた操作者が把持するための把持部１２と、把持部１２のＬ字の角とは反対側の端部には接続ケーブル１３が連設されている。接続ケーブル１３は図示しない超音波診断装置に接続される。また、探触子部１１の把握部１２とは反対側の端部に固定部１５（詳細後述）が形成され、穿刺アダプタ５０が装着されている。穿刺アダプタ５０は、本発明のアダプタである穿刺針ガイド部材５１と装着部材６０を備えている。

次に、プローブ本体１０の固定部１５及び穿刺アダプタ５０の構成について説明する。図２は、本実施形態における穿刺用超音波プローブのプローブ本体１０を示す斜視図である。図２に示すように、固定部１５は、探触子部１１の端部をプローブ面１４側からその対向面側にかけてＬ字状に切り欠く、後述のガイド溝面５４に接してガイド溝５７とともにガイド孔１００を形成するガイド面１６及びガイド面１６に略直交する装着面１７、穿刺アダプタ５０が装着された場合に装着部材６０を収容するための、ガイド面１６に対向する側面に形成される凹部１８及び探触子部１１の最先端をガイド面１６側から凹部１８にかけてコの字状に切り欠かれた挿入溝１９を含んで構成される。

図３は、固定部１５を示す斜視図で、（ａ）は凹部１８を、（ｂ）はガイド面１６及び装着面１７を説明するためのものである。図３（ａ）に示すように、凹部１８の底面には後述の装着部材６０が有するロック部６１が係止されるロック用突起２２が形成され、図３（ｂ）に示すように、穿刺アダプタ５０の装着位置を決めるために、ガイド面１６にはガイド面の端部近傍に位置決め穴２０が、装着面１７には取り付け穴２１が形成される。また、後述するが取り付け穴２１は装着部材６０の位置決めだけではなく係止も行う。

図４は、本実施形態における穿刺用超音波プローブの穿刺アダプタ５０を示す斜視図である。図４（ａ）及び（ｂ）にはそれぞれ異なる方向からの斜視図を示す。図４（ａ）に示すように、穿刺アダプタ５０は穿刺針ガイド部材５１と装着部材６０で構成される。装着部材６０は、帯状体の一端にロック部６１、他端に軸部６３が形成されている。軸部６３には、帯状体の幅方向の両側に突起状の軸端部６４が形成され、２つの軸端部６４は軸として作用する。ロック部６１には凹部１８に形成されたロック用突起２２を係止する係止部６２が形成されている。穿刺針ガイド部材５１の一端部には、２つの軸端部６４を嵌合し装着部材６０を回転可能に保持する保持部５３が形成され、穿刺アダプタ５０をプローブ本体１０の固定部１５に装着したときに、保持部５３から後述のガイド溝面５４に向かいコの字状に切り欠かれ、固定部１５の挿入溝１９と連接する挿入溝５２が形成されている。

また、保持部５３とは反対側の挿入溝５２の一端側には、装着時に固定部１５の装着面１７に対向して接する端面５５が形成され、図４（ｂ）に示すように、端面５５には取り付け穴２１に挿入され係止される凸部５８が形成される。

また、ガイド溝面５４が、端面５５略直交して形成される。ガイド溝面５４は、装着時に固定部１５のガイド面１６に対向し接する。そして、ガイド溝面５４には、ガイド溝５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄ（以下、まとめてガイド溝５７を表示する場合がある。）が、異なる位置、異なる方向に形成される。ちなみに、ガイド溝５７は、装着時にプローブ面１４側かつ端面５５側を頂点とする扇形状に形成されており、その頂点部分は切り欠かれて切り欠き部５９が形成されている。本例では、４つのガイド溝を形成可能領域に等間隔に形成したものである。また、ガイド溝面５４には、形成可能領域の外側、言い換えれば、複数のガイド溝５７の外側に、ガイド面１６の位置決め穴２０に嵌合して固定部１５に対し穿刺針ガイド部材５１を所定の位置に位置させる位置決め突起５６が形成されている。この位置決め突起５６と位置決め穴２０により本発明の位置決め部を構成する。

ここで、本実施の形態のＬ字に切り欠かれた探触子部１１内部の超音波振動子アレイの様子について説明する。図７は、固定部１５近傍の超音波振動子の構成を示す。図７に示すように、超音波振動子アレイ１１１の背面側には、超音波振動子アレイ１１１を保持するとともに不要な音波を吸収するバッキング材１１４が配置され、超音波の送受信を行う面側には、生体との音響整合をとるための整合層１１２が付され、さらに、プローブ面１４には超音波信号を収束させるための音響レンズ１１３が設けられている。また、固定部１５近傍では、探触子部１１はＬ字状に切り欠かれており、上述の超音波振動子アレイ１１１等も図７に示すように切り欠かれている。

〔使用態様〕
以上のような構成による、プローブ本体１０の固定部１５への穿刺アダプタ５０の装着及び取り外しについて説明する。図５は、本実施形態におけるプローブ本体１０の固定部１５に穿刺アダプタ５０を装着した状態を示す斜視図である。図５（ａ）及び（ｂ）にはそれぞれ異なる方向からの斜視図を示す。

はじめに、穿刺アダプタ５０の固定部１５への装着について説明する。まず、穿刺針ガイド部材５１の端面５５に形成された凸部５８を固定部１５の装着面１７に形成された取り付け穴２１に挿入するとともに、穿刺針ガイド部材５１のガイド溝面５４に形成された位置決め突起５６を固定部１５のガイド面１６に形成された位置決め穴２０に挿入し、穿刺針ガイド部材５１の端面５５と固定部１５の装着面１７とを、かつ、穿刺針ガイド部材５１のガイド溝面５４と固定部１５のガイド面１６とを対向させる。次に、装着部材６０が穿刺針ガイド部材５１と固定部１５に跨るように回転させ、さらに、ロック部６１の係止部６２がロック用突起２２に乗り上げ、またさらに、図６に示すように係止部６２がロック用突起２２に係止されるまで回転させる。図６は、係止部６２とロック用突起２２との係止状態を示す断面図である。このようにして、凸部５８と取り付け穴２１により装着面１７上の各方向に、位置決め突起５６と位置決め穴２０によりガイド面１６上の各方向に、さらに、凸部５８と取り付け穴２１により係止され、装着部材６０によりガイド面１６の垂直方向に固定されることにより、図５に示すように穿刺アダプタ５０は固定部１５へ装着される。すなわち、凸部５８及び取り付け穴２１と、装着部材６０とにより装着機構を構成している。

このとき、装着部材６０は、図５に示すように挿入溝１９及び挿入溝５２に収容され、係止部６２も凹部１８に収まるので、突起物の無い状態で穿刺アダプタ５０は装着されることになり、保持しやすく、穿刺用超音波プローブを斜めして用いる所謂あおり操作を行う場合に邪魔になる突起物が無い。

そして、ガイド溝面５４ガイド面１６に対向して装着されることにより、ガイド溝５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄとガイド面１６とによりそれぞれガイド孔１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄが、切り欠き部５９とガイド面１６とにより穿刺針出口１０１（図１参照）が形成されることになる。

ところで、上記の穿刺針出口１０１は、端面５５側つまり装着面１７近傍に位置しており、それは超音波振動子アレイ１１１がＬ字に切り欠かれている位置であるから、穿刺針出口１０１は超音波の走査範囲の端部に位置する。したがって、穿刺針出口１０１から突出する穿刺針Ｎは、超音波振動子アレイ１１１のＬ字の内側を通過するので、超音波断層像に表示される。図８は、本穿刺用超音波プローブによる超音波断層像表示領域における穿刺針Ｎの穿刺方向を示す図であり、穿刺方向を一点鎖線で示した。図８に示すように、穿刺方向は、ガイド孔１００の位置、角度及び本数に従う。図８では、穿刺方向は、ガイド孔１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄに対する４方向である。そして、異なる穿刺方向とするには、ガイド孔１００の位置、方向及び本数を変化させて設定すればよい。また、異なる太さの穿刺針に対応するためには、ガイド溝の断面形状を変化させて設定すればよい。しかしながら、対向するガイド面１６及びガイド溝面の上述の形成可能領域を貫通するような部材等が存在すれば、それにより制限されてしまう。

ところが、本実施の形態の装着部材６０は、図５に示すように固定部１５と穿刺針ガイド部材５１の表面を跨る位置に、さらにガイド面１６の最端部近傍、本例では４つのガイド孔１００最端部近傍（図ではガイド孔１００ｄの近傍）に設けられているので、上述のように制限されることなく形成可能領域に位置、方向、本数及び断面形状を変化させたガイド孔を自由に設定できる。

また、ガイド孔１００の設定が異なるようにしたガイド溝５７をそれぞれ有する穿刺アダプタ５０を用意しておけば、種々の穿刺針、穿刺方向、穿刺位置等に対応が可能となる。また、この場合、設定が異なるようにしたガイド溝５７をそれぞれ有する穿刺針ガイド部材５１のみを用意し、装着部材６０を付け替えて使用すれば、より安価に供給することが可能となる。

また、図示しないが、装着機構の凸部５８及び取り付け穴２１と、装着部材６０との位置を変え、例えば、穿刺針ガイド部材５１を反対側のガイド面１６の最端部近傍（ガイド孔１００ａの近傍）に設けてもよい。また、装着部材６０の跨る部分を細く撓性を有するワイヤ等の部材を用いることにより、穿刺針でワイヤ等の部材を動かすことができるので、例えば、ガイド孔１００ｂと１００ｃの間に跨ぐように配置でき、ガイド孔または形成可能領域の最端部近傍に限るものではない。

また、端面５５に形成された凸部５８と装着面１７に形成された取り付け穴２１、及び、ガイド溝面５４に形成された位置決め突起５６とガイド面１６に形成された位置決め穴２０も形成可能領域の外側に位置するように配置されているので、これらにより上述のように制限されることがない。

次に、穿刺アダプタ５０の固定部１５からの取り外しについて説明する。図９は、本実施形態におけるプローブ本体１０の固定部１５からの穿刺アダプタ５０の取り外しを説明するための斜視図である。

図９によれば、ロック用突起２２によるロック部６１の係止部６２の係止状態を解除するように、係止部６２を矢印ａ方向に押し出すと、係止部６２がロック用突起２２に乗り上げた後、図９（ａ）に示すように装着部材６０が解除される。さらに、図９（ｂ）に示すように、装着部材６０とともに穿刺針ガイド部材５１を、ガイド面１６から離れる方向に、装着面１７に形成されたに取り付け穴２１から端面５５に形成された凸部５８を抜去するようにして移動させて取り外すことができる。すなわち、装着部材６０をロック用突起２２から解除することにより容易に取り外すことができる。また、穿刺針ガイド部材５１を取り外すことにより、ガイド孔１００は、ガイド溝５７が開放した状態になるので、図９には穿刺針Ｎを表示していないが、穿刺針Ｎから本穿刺用超音波プローブを容易に取り外すことができる。

また、本穿刺用超音波プローブのプローブ本体１０や穿刺アダプタ５０には、貫通穴や狭隘部がないので、洗浄や消毒を容易に行うことができる。

また、本実施形態においては、プローブ本体１０として、プローブ面１４が平面形状を成すリニア型のものを例に説明したが、プローブ面が曲面形状を成すコンベックス型のものであっても、同様な構造とすることが可能であり、同様の効果を得られる。

本発明に係る一実施の形態の穿刺用超音波プローブの構成を示す斜視図である。図１に示した穿刺用超音波プローブのプローブ本体を示す斜視図である。図２に示したプローブ本体の固定部の一例を示す斜視図である。図１に示した穿刺用超音波プローブの穿刺アダプタを示す斜視図である。穿刺アダプタの固定部への装着を説明するための斜視図である。係止部とロック用突起との係止状態を示す断面図である固定部近傍の超音波振動子アレイを示す図である。本穿刺用超音波プローブによる超音波断層像表示領域における穿刺針の穿刺方向を示す図である。穿刺アダプタの固定部からの取り外しを説明するための斜視図である。

符号の説明

１０プローブ本体
１１探触子部
１２把握部
１３接続ケーブル
１４プローブ面
１５固定部
１６ガイド面
１７装着面
１８凹部
１９挿入溝
２０位置決め穴
２１取り付け穴
２２ロック用突起
５０穿刺アダプタ
５１穿刺針ガイド部材
５２挿入溝
５３保持部
５４ガイド溝面
５５端面
５６位置決め突起
５７ガイド溝
５８凸部
５９切り欠き部
６０装着部材
６１ロック部
６２係止部
６３軸部
６４軸端部
１００ガイド孔
１０１穿刺針出口
１１１超音波振動子アレイ
Ｎ穿刺針

Claims

被検体に当接して超音波の走査を行う本体と、
前記本体に形成された固定部に対して装着され、前記被検体に対し刺入する穿刺針をガイドするガイド孔を構成するアダプタと
を備える穿刺用超音波プローブであって、
前記固定部表面と前記アダプタ表面とを跨ぎ、前記アダプタを前記固定部に接した状態で装着する装着部材と、
前記固定部と前記アダプタに形成された、それぞれ隣接する挿入溝とを有し、
前記装着部材は、前記挿入溝に挿入されることにより前記アダプタを装着する、
ことを特徴とする穿刺用超音波プローブ。
前記ガイド孔が設けられるガイド面上であって、且つ前記ガイド孔の外側に形成された、前記本体に対する前記アダプタの相対位置を確定する位置決め部と、
を設けたことを特徴とする請求項１に記載の穿刺用超音波プローブ。
前記ガイド面に隣接する面上であって、且つ前記本体と前記アダプタとが接する面上に形成された、前記本体に対する前記アダプタの相対位置を確定する第２の位置決め部と、
を設けたことを特徴とする請求項２に記載の穿刺用超音波プローブ。
前記装着部材は、前記固定部上の、前記第２の位置決め部が設けられる面に対向する面及び、前記ガイド面が設けられる面に対向する面を押圧することにより前記アダプタを装着する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の穿刺用超音波プローブ。
前記本体は、前記超音波の走査を行う、一端部がＬ字に切りかかれた超音波振動子アレイを有し、
前記ガイド孔は、前記穿刺張りが前記Ｌ字の内側を通過するように設けられた請求項１乃至３のいずれか１項に記載の穿刺用超音波プローブ。
前記装着部材は、帯状体と、前記帯状体の一端に前記アダプタに回転自在に保持される軸部と、前記帯状体の他端に前記固定部に着脱可能に係止される係止部と
を有する請求項１乃至請求項５のいずれか1項に記載の穿刺用超音波プローブ。