JP5262056B2 - 超音波診断用プローブ - Google Patents

Description

本発明は超音波診断用プローブに関し、詳しくは中央にワイヤの通過可能な挿通孔の形成された本体部と、本体部の外周面に設けられた複数の超音波振動子とを備えた超音波診断用プローブに関する。

従来、超音波診断装置を患者の血管等に挿入し、超音波を用いることで患部を診断することが行われ、このような超音波診断装置はチューブの先端に超音波診断用プローブを備えている（特許文献１〜３）。
これらの超音波診断用プローブには複数の超音波振動子が設けられており、当該超音波振動子が照射した超音波が血管の内壁等で反射したのを再び超音波振動子によって受信し、この受信した超音波を画像変換することで患部周辺の画像を得るようになっている。
そして特許文献１の超音波診断装置の場合、超音波診断用プローブの中央に挿通孔が設けられており、該挿通孔にホットチップ等を備えたワイヤを挿入することで、該ホットチップにより血管の内壁に付着した血栓等を除去する治療を行うことが可能となっている。
一方、特許文献２、３における超音波診断装置では、上記超音波診断用プローブの前面から側面にかけて上記超音波振動子が設けられており、超音波診断用プローブの前方に位置する患部の状態についても診断することが可能となっている。
特開平５−２２８１４９号公報 特開２００１−２３８８８５号公報 特開２００７−１１１２２９号公報

しかしながら、上記特許文献１の超音波診断装置の場合、超音波振動子は挿通孔を中心に円周方向に回転させる構成となっていることから、照射された超音波は超音波診断用プローブの側面に位置する血管の内壁で反射するだけであり、前方の状態については診断することができないという問題があった。
また特許文献２、３の超音波診断装置の場合、ガイドワイヤの挿通孔を備えていないことから、超音波診断用プローブを血管内に挿入する際にスムーズに挿入することができず、湾曲している部分を通過させる際に血管を損傷してしまうおそれがあった。
このような問題に鑑み、本発明は血管内の治療に際して前方から側方にかけて血管内の状態を精度良く診断することができ、また患部に安全に到達させることの可能な超音波診断用プローブを提供するものである。

すなわち、本発明にかかる超音波診断用プローブは、中央にワイヤの通過可能な挿通孔の形成された本体部と、本体部の外周面に設けられた複数の超音波振動子とを備えた超音波診断用プローブにおいて、
本体部の外周面に前面から側面にかけて複数の超音波振動子を設け、かつ、少なくとも一つの超音波振動子を挿通孔の中心軸に向けて超音波を照射するように設け、
上記本体部の外周面は、先端に向けて縮径する略球面状の球面部と、上記挿通孔と上記球面部との間に設けられた内側取付部とから構成され、上記内側取付部は挿通孔の中心軸に向けて傾斜して設けられ、この内側取付部に超音波振動子を設けることにより挿通孔の中心軸に向けて超音波を照射させることを特徴としている。

上記発明によれば、超音波振動子は超音波を挿通孔の中心軸に向けて照射するので、挿通孔の前方にも超音波が照射され、超音波診断用プローブの前方の状態を精度良く診断することが可能となる。
また、上記挿通孔にはガイドワイヤを挿通させることが可能であるため、超音波診断用プローブを湾曲した部分であっても安全に到達させることが可能である。

以下図示実施例について説明すると、図１は血管治療システム１の構成図を示し、血管治療システム１は主に血管に形成された血栓等を除去する治療に用いられるものとなっている。
この血管治療システム１は、血管内に挿入されるガイドワイヤ２と、超音波を照射することで血管内を診断する超音波診断装置３（ＩＶＵＳ：ｉｎｔｒａｖａｓｃｕｌａｒ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ)と、血栓等に貫通孔を穿設するための超音波アクチュエータ４と、上記血栓等を血管壁より除去するローダブレーダ５とから構成されている。
上記ガイドワイヤ２は従来公知であり、先端部がわずかに湾曲するように形成されている。このガイドワイヤ２を例えば患者の大腿部の血管から挿入するとともにその先端を血栓等の形成されている患部まで到達させておけば、その後上記超音波診断装置３やローダブレーダ５を該ガイドワイヤ２に沿って血管を損傷させることなく患部に導くことができる。

上記超音波診断装置３は、可撓性を有する中空のチューブ１１と、チューブ１１の先端に設けられた超音波診断用プローブ１２と、超音波診断用プローブ１２との間で電気信号の送受信を行うとともに、受信した電気信号から血管内の状態を表示する監視手段１３とから構成されている。
上記チューブ１１は可撓性を有するとともに患者の血管内に挿入可能な径で製造され、チューブ１１内には上記ガイドワイヤ２または超音波アクチュエータ４が通過可能な挿通孔Ｈが形成されるとともに、患者の外部に位置する後端部には医療従事者の操作する操作部１１ａが設けられている。
また上記挿通孔Ｈは上記操作部１１ａ近傍で２方向に分岐しており、分岐した一方の挿通孔Ｈには上記ガイドワイヤ２が挿入され、他方の挿通孔Ｈには上記超音波アクチュエータ４が挿入されるようになっている。
なお、上記操作部１１ａにより超音波診断用プローブ１２を操作する構成および方法は従来公知であり、詳細な説明は省略する。

図２に示すように、上記超音波診断用プローブ１２は先端に形成されたセンサ部１４と、センサ部１４と上記チューブ１１との間に設けられて上記監視手段１３との間で電気信号の送受信を行う信号処理部１５と、センサ部１４および信号処理部１５の中央を貫通するように設けられたインナーチューブ１６とを備えている。
上記インナーチューブ１６の内周面には上記チューブ１１の挿通孔Ｈと相互に連続する挿通孔Ｈが形成され、上記ガイドワイヤ２および超音波アクチュエータ４をスムーズに通過可能としている。
上記センサ部１４は略半球状の本体部１７と、該本体部１７の外周面に固定された複数の超音波振動子１８とから構成され、隣接する超音波振動子１８の間には所要のコーティング剤Ｃが充填され、センサ部１４の表面は凹凸がないようにされている。
上記超音波振動子１８として、本実施例では略方形のＰＺＴ圧電素子を使用しており、各超音波振動子１８と上記信号処理部１５とは図示しない配線によって電気的に接続されている。
そして超音波振動子１８は信号処理部１５の制御に基づいて超音波を照射するとともに反射した超音波を検出し、検出した超音波は上記信号処理部１５が所要の電気信号に変換して上記監視手段１３に送信するようになっている。
そして監視手段１３では信号処理部１５より受信した電気信号に基づいて血管内部の画像を作成し、これをモニタ等に表示するようになっている。
なお、信号処理部１５と監視手段１３との間では、所要の信号処理を行った後に送受信を行うようになっており、このため省配線化をすることができ、信号処理部１５と監視手段１３との間にはチューブ１１の内部に図示しない数本の配線が設けられている。

上記本体部１７の外周面は略半球状の球面部１７ａと、該球面部１７ａの後方に設けられた円周面部１７ｂと、球面部１７ａとインナーチューブ１６との間に形成された内側取付部１７ｃとから構成されている。
そしてこれら球面部１７ａ、円周面部１７ｂ、内側取付部１７ｃの表面には所定の間隔で上記超音波振動子１８が設けられており、このため上記本体部１７の外周面の略全域に超音波振動子１８が設けられている。
上記円周面部１７ｂには円周方向に向けて２列に超音波振動子１８が設けられており、これら２列の超音波振動子１８は半ピッチずつずらした状態で設けられている。このように半ピッチずらして超音波振動子１８を配置することで、血管の内壁の状態をより高精度に診断することができる。

上記内側取付部１７ｃは球面部１７ａの前方に位置し、上記インナーチューブ１６を囲繞するように形成されるとともに、インナーチューブ１６の中心軸に向けて傾斜している。
この内側取付部１７ｃの傾斜角はインナーチューブ１６の挿通孔Ｈの径や超音波振動子１８による超音波の照射方向等によって任意に変更することができ、例えば挿通孔の径を０．４ｍｍとした場合、内側取付部１７ｃを中心軸に直交する面に対して１５°程度傾斜させた。
そしてこの内側取付部１７ｃには挿通孔Ｈを囲繞するように複数の超音波振動子１８が取り付けられており、このため各超音波振動子１８からは挿通孔Ｈの中心軸の方向から内側に向けて超音波が照射されるようになっている。
このような構成により、上記球面部１７ａおよび円周面部１７ｂに設けられた超音波振動子１８によって超音波診断用プローブ１２の前方から側面に位置する血管の状態を精度良く診断することができる。
さらに、上記内側取付部１７ｃに設けられた超音波振動子１８によって超音波を挿通孔Ｈの前方に照射することができので、超音波振動子１８の設けられていない挿通孔Ｈの前方の血管の状態についても精度良く診断することができる。

上記超音波アクチュエータ４は、ワイヤの先端に超音波発生素子を取り付けたものであり、上記チューブ１１および超音波診断用プローブ１２の挿通孔Ｈを通過可能な径で製造されている。
またこの超音波アクチュエータ４は超音波診断装置３の監視手段１３に接続されており、例えば、石灰化により完全に血管が閉塞されている部位に接触させた状態で超音波を照射すれば、当該石灰化した部位を破砕して貫通孔を形成することができるようになっている。
ちなみに、この超音波アクチュエータ４によって形成される貫通孔の径は、上記ガイドワイヤ２が通過可能な径となっている。

上記ローダブレーダ５は中空のチューブ５ａと、該チューブ５ａの先端に設けられて血管の内壁に付着した血栓等を除去するブラシ状部５ｂと、該ブラシ状部５ｂを回転させる回転駆動部５ｃとから構成されている。
そしてチューブ５ａおよびブラシ状部５ｂの中央には上記ガイドワイヤ２の通過可能な挿通孔Ｈが形成されている。
上記ブラシ状部５ｂは回転駆動部５ｃによって挿通孔Ｈを中心に回転するようになっており、回転により血管壁から血栓等を除去するようになっている。

以下、図３（ａ）〜（ｈ）を用いて上記構成を有する超音波診断装置３の使用方法を説明する。
図３（ａ）は上記ガイドワイヤ２を患者の血管Ｂに挿入して、該ガイドワイヤ２の先端が血管Ｂ内にできた血栓Ｔに当接した状態を示している。
ガイドワイヤ２を用いることで、血管に湾曲部があったとしてもこれを通過することができ、血管を傷つけることなくガイドワイヤ２の先端を血栓Ｔに到達させることができる。
一方、血栓Ｔに石灰化部がある場合、上記ガイドワイヤ２では当該石灰化部を貫通することができず、本図ではガイドワイヤ２が石灰化部に当接してこれ以上挿入できない状態を示している。

図３（ｂ）は図３（ａ）で挿入したガイドワイヤ２に沿って、超音波診断装置３の超音波診断用プローブ１２を血栓Ｔの部分まで挿入した状態を示している。
この状態とするには、上記ガイドワイヤ２の後端を上記超音波診断用プローブ１２の挿通孔Ｈに挿入させ、その後ガイドワイヤ２に沿って超音波診断装置３を前進させればよい。
このように、予めガイドワイヤ２を血栓Ｔの位置まで挿入することで、容易に超音波診断用プローブ１２の先端を血栓Ｔの位置まで導くことができ、また血管Ｔの湾曲している部分を超音波診断用プローブ１２が通過する際の血管の損傷を防止することができる。

図３（ｃ）は上記超音波診断装置３によって血管Ｂの内部の状態を診断している状態を示している。
この状態とするには、まずガイドワイヤ２を超音波診断用プローブ１２に対して若干後退させる。これにより、上記内側取付部１７ｃに固定された超音波振動子１８から照射される超音波がガイドワイヤ２に反射してしまうのを防止する。
続いて、上記監視手段１３が所要の電気信号を上記超音波診断用プローブ１２の信号処理部１５に送信し、この信号を受信した信号処理部１５はセンサ部１４の各超音波振動子１８より超音波を発振させる。
超音波振動子１８は本体部１７の外周面からそれぞれ超音波を照射するとともに、血管Ｂの内壁や血栓Ｔ等で反射した超音波を検出し、各超音波振動子１８が検出した超音波は信号処理部１５によって所要の電気信号に変換される。
変換された電気信号は信号処理部１５によって上記監視手段１３に送信され、監視手段１３ではこの電気信号に基づいて所要の画像変換を行い、血管Ｂ内部の画像をモニタに表示させる。
ここで、本体部１７の内側取付部１７ｃに固定された超音波振動子１８からは超音波が挿通孔Ｈの中心軸に向けて照射されるため、挿通孔Ｈの前方に位置する血栓Ｔに超音波を照射することができ、またこの血栓Ｔで反射した超音波を検出することができる。
その結果、上記監視手段１３のモニタには超音波振動子１８の設けられていない挿通孔Ｈの前方についての画像も表示されることとなり、血管Ｂが血栓Ｔによって完全に閉鎖されている状態を精度良く診断することができる。

図３（ｄ）はガイドワイヤ２に代えて超音波診断装置３における挿通孔Ｈに超音波アクチュエータ４を挿入した状態を示している。
このとき、図３（ｃ）の状態からガイドワイヤ２の先端を超音波診断装置３における挿通孔Ｈの分岐通路まで後退させ（図１参照）、代わりに超音波アクチュエータ４を分岐通路の他方の通路より挿通孔Ｈに挿入するようになっている。
また、超音波診断用プローブ１２は血管Ｂのほぼ中央に位置しているので、挿通孔Ｈに挿入された超音波アクチュエータ４の先端を血栓Ｔの中心に位置させることができる。

図３（ｅ）は上記超音波アクチュエータ４によって血栓Ｔの中央に貫通孔を穿設した状態を示している。
このとき、超音波アクチュエータ４の先端を血栓Ｔの石灰化部に接触させ、この状態で超音波を付与することで、該石灰化部に貫通孔を形成するようになっている。
血栓Ｔの石灰化部を貫通すると、超音波アクチュエータ４は石灰化していない部分に到達するが、この部分は上記ガイドワイヤ２によっても貫通することができるので、石灰化部貫通後は超音波アクチュエータ４を後退させることができる。

図３（ｆ）は、血管Ｂに再びガイドワイヤ２を挿入した状態を示している。
このとき、最初に上記超音波アクチュエータ４を超音波診断装置３の挿通孔Ｈより引き抜くとともに、超音波アクチュエータ４に代えてガイドワイヤ２を挿通孔Ｈに沿って前進させ、ガイドワイヤ２の先端を血栓Ｔの位置まで導く。
また、上記ガイドワイヤ２の先端を血栓Ｔに形成した貫通孔を超えるように挿入するとともに、ガイドワイヤ２の先端が所要の位置まで挿入されたら、一旦超音波診断用プローブ１２を後退させて超音波診断装置３を血管Ｂより取り除く。

図３（ｇ）は、血管Ｂにローダブレーダ５を挿入し、血管Ｂの内壁より血栓Ｔを除去する状態を示している。
このとき、ガイドワイヤ２の後端をローダブレーダ５の挿通孔Ｈに挿入し、その後ガイドワイヤ２に沿ってローダブレーダ５を前進させればよく、また超音波アクチュエータ４によって血栓Ｔの中央に貫通孔を形成してあるため、ブラシ状部５ｂの先端が血栓Ｔの中央に当接することとなる。
その後、回転駆動部５ｃによりブラシ状部５ｂを回転させて、血管Ｂの内壁に付着した血栓Ｔを除去する。このとき、ガイドワイヤ２が血栓Ｔの中央に穿設された貫通孔に挿入されているので、このガイドワイヤ２に沿ってブラシ状部５ｂを前進させれば血管の損傷を抑えることができる。
そして血管Ｂより血栓Ｔの除去が完了したら、ガイドワイヤ２を残してローダブレーダ５だけを血管Ｂより引き抜く。

図３（ｈ）は、血管Ｂに再度超音波診断装置３を挿入して、血栓Ｔを除去した血管Ｂの内壁を診断する状態を示している。
このとき、血管Ｂ内に残したガイドワイヤ２に沿って再度超音波診断装置３を挿入し、超音波診断用プローブ１２を血栓Ｔのあった位置に位置させ、図３（ｃ）の時と同様、ガイドワイヤ２の先端を超音波診断用プローブ１２よりも後退させる。
その後、超音波診断用プローブ１２より超音波を照射し、血管Ｂの内壁の状態を診断する。

以上のように、本実施例にかかる血管治療システム１によれば、超音波診断用プローブ１２の前方の状態を確認することができるので、石灰化した血栓Ｔであってもその中央に貫通孔を形成することが可能であり、上記ローダブレーダ５を用いて安全に治療を行うことができる。

なお、上記超音波診断用プローブ１２において、上記超音波振動子１８は本体部１７の外周面の略全面に設けられているが、上記内側取付部１７ｃ、球面部１７ａ、円周面部１７ｂにかけて超音波振動子１８を前後方向に１列に整列させた構成としてもよい。
この場合、超音波診断用プローブ１２が血栓Ｔの位置まで到達したら、超音波診断用プローブ１２を挿通孔Ｈを中心に回転させることで、超音波振動子１８が血管の内壁に沿って回転するようになり、上記実施例と同様の血管内部の画像を得ることができる。

本実施例に係る血管治療システムの構成図。 超音波診断用プローブの側面図。 血管治療システムを用いた治療の様子を順を追って説明した図。

符号の説明

１ 血管治療システム ２ ガイドワイヤ
３ 超音波診断装置 ４ 超音波アクチュエータ
５ ローダブレーダ １２ 超音波診断用プローブ
１７ 本体部 １７ａ 球面部
１７ｃ 内側取付部 １８ 超音波振動子
Ｈ 挿通孔

Claims (3)

1. 中央にワイヤの通過可能な挿通孔の形成された本体部と、本体部の外周面に設けられた複数の超音波振動子とを備えた超音波診断用プローブにおいて、
   本体部の外周面に前面から側面にかけて複数の超音波振動子を設け、かつ、少なくとも一つの超音波振動子を挿通孔の中心軸に向けて超音波を照射するように設け、
   上記本体部の外周面は、先端に向けて縮径する略球面状の球面部と、上記挿通孔と上記球面部との間に設けられた内側取付部とから構成され、上記内側取付部は挿通孔の中心軸に向けて傾斜して設けられ、この内側取付部に超音波振動子を設けることにより挿通孔の中心軸に向けて超音波を照射させることを特徴とする超音波診断用プローブ。
2. 超音波振動子を本体部における外周面の略全面に設けて、複数の超音波振動子が挿通孔の中心軸に向けて超音波を照射することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断用プローブ。
3. 超音波振動子を本体部における外周面の前面から側面にかけて１列に整列した状態で設け、使用時には本体部を回転させることで各超音波振動子が挿通孔中心軸を中心に回転するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断用プローブ。

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