JP5627193B2 - 超音波プローブ用穿刺アダプタ及び超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波プローブ用穿刺アダプタ及び超音波診断装置に関し、特に、超音波プローブに装着されて穿刺針を案内する穿刺アダプタ、及び超音波プローブを接続して使用する超音波診断装置に関する。

超音波プローブは、超音波を送受信する超音波探触子であり、超音波により被検体の内部状態を画像化する超音波診断装置に接続されて用いられている（例えば、特許文献１参照）。この超音波プローブは穿刺術を行う際に用いられることがある。

穿刺を行う操作者は、超音波断層像を観察して穿刺位置を確認しながら、穿刺針を用いて組織の採取や薬剤の注入などを行う。このとき、操作者は、超音波プローブに穿刺アダプタを装着し、一方の手で超音波プローブを保持し、他方の手で穿刺針を保持して操作したり、あるいは、一方の手で超音波プローブと穿刺アダプタの一部を保持し、他方の手で穿刺針を保持して操作したりする。

このような穿刺を行う場合には、誤った位置への穿刺針の刺入を防止するため、超音波プローブの位置を安定させる必要がある。このため、超音波プローブを持ち易くすることを目的として、通常、穿刺アダプタは小型に設計されている。また、手術中に切開部分に適用される術中用超音波プローブは、狭領域（狭空間）で操作可能なように小型に設計されている。

特開２００１−１２０５５３号公報

しかしながら、術中用超音波プローブなどの小型形状の超音波プローブに穿刺アダプタを装着して穿刺を行う際には、超音波プローブが小型であり、その超音波プローブに装着されている穿刺アダプタが邪魔となるため、超音波プローブの保持が難しく、超音波プローブの位置を安定させることが困難である。穿刺アダプタが小型であっても超音波プローブを保持する際に少なからず邪魔となるため、超音波プローブを安定して保持することは難しい。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、操作者が穿刺アダプタを装着した状態の超音波プローブを安定して保持することができる超音波プローブ用穿刺アダプタ、及び超音波プローブを接続して使用する超音波診断装置を提供することである。

請求項１記載の発明の特徴は、音響放射面からの超音波送信方向に対し略直交する方
向へ延在するようケーブルが接続された超音波プローブに装着可能に形成され、穿刺針を
案内する穿刺アダプタ本体と、前記穿刺アダプタ本体に設けられ、前記穿刺針を操作する
操作者により保持される被保持部と、を備え、前記被保持部は、前記穿刺アダプタ本体が
前記超音波プローブに装着された場合、前記ケーブルの延在方向とは異なり且つ前記超音
波プローブの前記音響放射面側と反対方向に伸びるように形成されていることである。

請求項８記載の発明の特徴は、前述の超音波プローブ用穿刺アダプタを装着した超音波プローブを接続して使用する超音波診断装置であって、超音波画像を表示する表示部と、超音波プローブ用穿刺アダプタにより案内する穿刺針の位置を表示部に表示させる手段とを備えることである。

請求項９記載の発明の特徴は、前述の超音波プローブ用穿刺アダプタを装着した超音波プローブを接続して使用する超音波診断装置であって、超音波画像を表示する表示部と、超音波プローブ用穿刺アダプタにより案内する穿刺針の位置の延長線を表示部に表示させる手段とを備えることである。

本発明によれば、操作者が穿刺アダプタを装着した状態の超音波プローブを安定して保持することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る超音波プローブ用穿刺アダプタの概略構成を示す正面図である。 図１に示す穿刺アダプタを示す側面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る超音波プローブ用穿刺アダプタの概略構成を示す正面図である。 図２に示す穿刺アダプタを示す側面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について図１及び図２を参照して説明する。

図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る超音波プローブＰ１用の穿刺アダプタ１は、穿刺アダプタ本体２と、その穿刺アダプタ本体２に設けられ操作者により保持される被保持部３とを備えている。

超音波プローブＰ１は、圧電素子などの材料により形成された複数の超音波振動子を内蔵しており、それらの超音波振動子により被検体に対して音響放射面Ｐ１ａから超音波を送信し、被検体からの反射波をエコー信号として受信する超音波探触子である。この超音波プローブＰ１は、ケーブルＣ１（図２参照）により超音波診断装置に接続されて用いられる。

ここで、超音波プローブＰ１としては、例えば、手術中に切開部分に適用される術中用超音波プローブなどの小型の超音波プローブＰ１が用いられる。なお、超音波プローブＰ１の音響放射面Ｐ１ａは円弧状に湾曲するように形成されているが、これに限られるものではない。

穿刺アダプタ本体２は、基体となるベース部２ａと、そのベース部２ａに設けられ穿刺針Ｈ１を案内するガイド部２ｂと、ベース部２ａに設けられたレバー部２ｃとにより構成されている。

ベース部２ａは、超音波プローブＰ１の所定位置に穿刺アダプタ１を固定する固定機構として機能する。このベース部２ａは、超音波プローブＰ１を挟持するようにして、超音波プローブＰ１に形成された２つの突起にはまり、穿刺アダプタ１を超音波プローブＰ１の所定位置に固定する。なお、ベース部２ａは弾性を有しているため、突起との係合がとかれることにより、穿刺アダプタ１は超音波プローブＰ１から外される。このようにして、穿刺アダプタ本体２は超音波プローブＰ１に着脱可能に形成されている。

ガイド部２ｂは、ベース部２ａの一端部に設けられており、組織採取や薬剤注入などに用いられる穿刺針Ｈ１を挟持してその延伸方向に移動可能に所定の穿刺角度で保持し、その穿刺針Ｈ１を被検体の所望の位置に案内する案内機構として機能する。すなわち、ガイド部１ｂは、超音波プローブＰ１から発生された超音波ビームによって得られる超音波断層像に穿刺針Ｈ１を映し出すため、操作者により操作される穿刺針Ｈ１を被検体の体内の所定位置に案内する。

レバー部２ｃは、操作者により操作されてガイド部２ｂによる穿刺針Ｈ１の保持状態を開放するように形成されており、ガイド部２ｂの傍に位置付けられてベース部２ａに設けられている。このレバー部２ｃによりガイド部２ｂによる穿刺針Ｈ１の保持状態が開放されると、操作者は被検体に刺し入れられた穿刺針Ｈ１から超音波プローブＰ１を離すことが可能になる。

被保持部３は、ガイド部２ｂと反対側であって穿刺針Ｈ１及びレバー部２ｃに対する操作者の操作を妨げないようにベース部２ａに設けられている。この被保持部３は、操作者が穿刺針Ｈ１を被検体に対して刺し入れる穿刺を行う際に保持する部分である。特に、被保持部３は板状に形成されている。

操作者は、穿刺を行う場合、超音波プローブＰ１に取り付けられた穿刺アダプタ１の被保持部３を保持し、超音波プローブＰ１の音響放射面Ｐ１ａを被検体に当接させてその位置を維持しながら、穿刺針Ｈ１を被検体に刺し入れる。このとき、操作者は左手の人指し指及び中指により穿刺アダプタ１の被保持部３を挟持して保持し、右手で穿刺針Ｈ１を操作する。また、操作者は、左手の親指によりレバー部２ｃを操作する。このように、操作者は穿刺アダプタ１の一部である被保持部３を手で保持することにより、穿刺アダプタ本体２に邪魔されることなく、超音波プローブＰ１を持つことが可能となるので、超音波プローブＰ１の位置を安定させることができる。

なお、手術中に切開部分に適用される術中用超音波プローブは、狭領域（狭空間）で操作可能なように小型に設計されており、前述の被保持部３がない場合には、超音波プローブＰ１を手で保持しようとすると、穿刺アダプタ本体２が邪魔となり、超音波プローブ１の位置を安定させることは難しく、その結果、穿刺を行う際の超音波プローブＰ１の操作性も低下してしまう。このような問題が穿刺アダプタ本体２に被保持部３を設けることによって解決されている。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、超音波プローブＰ１に装着可能に形成され穿刺針Ｈ１を案内する穿刺アダプタ本体２に、穿刺針Ｈ１を操作する操作者により保持される被保持部３を設けることによって、操作者は穿刺アダプタ本体２に邪魔されることなく被保持部３を手で保持し、超音波プローブＰ１の位置を安定させることが可能となる。したがって、操作者は穿刺アダプタ１を装着した状態の超音波プローブを安定して保持することができる。

また、被保持部３は板状に形成されていることから、その被保持部３を指で挟むように保持することが容易となるので、操作者が穿刺アダプタ１を装着した状態の超音波プローブＰ１を安定して確実に保持することができる。

なお、被保持部３はその長さが１０ｍｍから３０ｍｍの範囲内となるように形成されていることが好ましい。これにより、その被保持部３を指で確実に保持することが可能となり、その結果、操作者が穿刺アダプタ１を装着した状態の超音波プローブＰ１を安定して確実に保持することができる。

ここで、１０ｍｍは被保持部３を容易につかむことが可能な下限値であり、３０ｍｍは被保持部３を指２本で容易につかむことが可能でその被保持部３が邪魔にならない上限値である。なお、平均的な指の太さとしては、例えば、指の幅が１５ｍｍから２５ｍｍの範囲内であり、指の高さが１０ｍｍから２０ｍｍの範囲内である。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について図３及び図４を参照して説明する。

本発明の第２の実施の形態は第１の実施の形態と基本的に同じである。したがって、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と異なる部分について説明し、第１の実施の形態で説明した部分と同じ部分の説明を省略する。

図３及び図４に示すように、第２の実施の形態では、被保持部３が棒状に形成されている。この被保持部３は、穿刺アダプタ本体２が超音波プローブＰ１に装着された状態で、その超音波プローブＰ１の音響放射面Ｐ１ａに交差、例えば直交して超音波プローブＰ１側と反対方向に伸びるように形成されている。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、被保持部３が棒状に形成されていることから、その被保持部３を数本の指で確実に保持することが可能となるので、操作者が穿刺アダプタ１を装着した状態の超音波プローブＰ１を確実に安定して保持することができる。

なお、被保持部３はその長さが２０ｍｍから１００ｍｍの範囲内となるように形成されていることが好ましい。これにより、その被保持部３をつかむあるいは握るように確実に保持することが可能となり、その結果、操作者が穿刺アダプタ１を装着した状態の超音波プローブＰ１を安定して確実に保持することができる。

ここで、２０ｍｍは被保持部３を容易につかむことが可能な下限値であり、１００ｍｍは手の平の幅に基づいて被保持部３を容易に握ることが可能でその被保持部３が邪魔にならない上限値である。平均的な手の平の幅は、例えば、６０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内である。

また、被保持部３は樹脂により形成されていることが好ましい。これにより、操作者が被保持部３を保持する際の保持力を軽減することができるので、操作者は被保持部３を確実に保持することが可能となる。その結果、操作者は穿刺アダプタ１を装着した状態の超音波プローブＰ１を確実に安定して保持することができる。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について図５を参照して説明する。

図５に示すように、本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置１１は、前述の第１又は第２の実施の形態に係る超音波プローブＰ１と、送受信部１２と、信号処理部１３と、ＤＳＣ（Digital Scan Converter）１４と、画像生成部１５と、表示部１６と、入力部１７と、制御部１８と、記憶部１９とを備えている。なお、超音波プローブＰ１には、前述の第１又は第２の実施の形態に係る穿刺アダプタ１が装着されている。

送受信部１２は、超音波を発生させるための超音波駆動信号を生成して超音波プローブＰ１に出力したり、超音波プローブＰ１の圧電振動子から得られる複数チャンネルの超音波受信信号に対して整相加算を行い、整相加算によって得られた信号を信号処理部１３に出力したりする。

信号処理部１３は、Ｂモード処理部、ドプラ処理部及びカラーモード処理部を有する。Ｂモード処理部は、送受信部１２から供給された信号（エコー信号）の振幅情報の映像化を行い、Ｂモード超音波ラスタデータを生成してＤＳＣ１４に出力する。ドプラ処理部は、送受信部１２から供給された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、血流情報を生成してＤＳＣ１４に出力する。カラーモード処理部は、送受信部１２から供給された信号に基づいて血流情報の映像化を行い、カラー超音波ラスタデータを生成してＤＳＣ１４に出力する。

ＤＳＣ１４は、スキャンコンバージョン処理を行うことによって、信号処理部１３から供給されたデータを、直交座標で表される超音波画像に変換する。例えば、Ｂモード処理部から出力されたＢモード超音波ラスタデータに対してスキャンコンバージョン処理が施されると、被検体の組織形状を２次元情報として表す超音波画像である断層像データが生成される。ＤＳＣ１４は、その超音波画像を画像生成部１５に出力する。

画像生成部１５は、ＤＳＣ１４から供給された超音波画像からボクセルデータを生成し、さらにボリュームレンダリング処理を行って２次元の超音波画像や３次元の超音波画像などを生成し、その２次元の超音波画像や３次元の超音波画像を表示部１６や制御部１８に出力する。また、画像生成部１５は、制御部１８による制御に従って、穿刺針Ｈ１の位置を示す画面を表示するためのデータを生成し、生成したデータを表示部１６に出力する。

詳述すると、画像生成部１５は、制御部１８の制御に従って、穿刺アダプタ１により案内する穿刺針Ｈ１の位置を、あるいは、穿刺針Ｈ１の位置の延長線を超音波画像に重ねて表示部１６に表示させる。例えば、穿刺針Ｈ１の位置の延長線を表示させる場合には、画像生成部１５は、延長線上に連続な線、不連続な線又は不連続な点を、または、延長線に隣接して並行な線上に連続な線、不連続な線又は不連続な点を、あるいは、延長線を中心とする円筒状の連続な線、不連続な線又は不連続な点を表示部１６に表示させる。

表示部１６は、例えば液晶ディスプレイにより構成されており、画像生成部１５で生成されたデータに基づいて各種の画像や操作画面などを表示する。

入力部１７は、トラックボール、スイッチ、ボタン、キーボード、およびマウスなどの入力デバイスで構成される。入力部１７が操作者により用いられることによって、患者情報や検査種類などの入力、超音波画像における患部の大きさの計測、検査開始や終了の操作、フリーズ操作などが行われる。入力部１７は、操作者の操作の内容を表わす信号を制御部１８に出力する。

制御部１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）からなり、入力部１７からの入力信号に基づいて、ＲＯＭに記憶されているプログラムなどを読み出して実行することにより各部の制御を行う。また、制御部１８は、所定の処理を行うことによって得られたデータと、画像生成部１５から収集した超音波画像のデータなどの超音波診断情報を記憶部１９に出力する。

記憶部１９は、例えば大容量のＨＤＤ（Hard Disc Drive）などにより構成されており、制御部１８から供給された超音波診断情報を記憶する。

以上説明したように、本発明の第３の実施の形態によれば、第１又は第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、穿刺アダプタ１により案内する穿刺針Ｈ１の位置、あるいは、穿刺針Ｈ１の位置の延長線を表示部１６に表示することによって、穿刺を行う操作者が画像により穿刺針Ｈ１の位置や挿入方向などを把握することが可能になるので、操作者は被検体に穿刺針Ｈ１を刺し入れる穿刺作業を容易にかつ正確に行うことができる。

（他の実施の形態）
なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、前述の実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

前述の実施の形態においては、ベース部２ａの固定機構としてベース部２ａを超音波プローブＰ１に嵌めるように固定する機構を用いているが、これに限るものではなく、例えば、ボルトなどの締結部材によりベース部２ａを超音波プローブＰ１に固定する機構を用いてもよい。

１ 超音波プローブ用穿刺アダプタ
２ 穿刺アダプタ本体
３ 被保持部
１１ 超音波診断装置
Ｈ１ 穿刺針
Ｐ１ 超音波プローブ

Claims (10)

1. 音響放射面からの超音波送信方向に対し略直交する方向へ延在するようケーブルが接続
   された超音波プローブに装着可能に形成され、穿刺針を案内する穿刺アダプタ本体と、
   前記穿刺アダプタ本体に設けられ、前記穿刺針を操作する操作者により保持される被保
   持部と、を備え、
   前記被保持部は、前記穿刺アダプタ本体が前記超音波プローブに装着された場合、前記
   ケーブルの延在方向とは異なり且つ前記超音波プローブの前記音響放射面側と反対方向に
   伸びるように形成されていることを特徴とする超音波プローブ用穿刺アダプタ。
2. 前記被保持部は板状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の超音波プローブ
   用穿刺アダプタ。
3. 前記被保持部の長さは１０ｍｍから３０ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項２
   記載の超音波プローブ用穿刺アダプタ。
4. 前記穿刺アダプタ本体は、
   基体となるベース部と、
   前記ベース部の一端部に設けられ、前記穿刺針を案内するガイド部と、
   を具備し、
   前記被保持部は、前記ガイド部と反対側に位置付けられて前記ベース部に設けられてい
   ることを特徴とする請求項１記載の超音波プローブ用穿刺アダプタ。
5. 前記被保持部は棒状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の超音波プローブ
   用穿刺アダプタ。
6. 前記被保持部の長さは２０ｍｍから１００ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項
   ５記載の超音波プローブ用穿刺アダプタ。
7. 前記被保持部は樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれ
   か一に記載の超音波プローブ用穿刺アダプタ。
8. 請求項１ないし７のいずれか一に記載の超音波プローブ用穿刺アダプタを装着した超音
   波プローブを接続して使用する超音波診断装置であって、
   超音波画像を表示する表示部と、
   前記超音波プローブ用穿刺アダプタにより案内する穿刺針の位置を前記表示部に表示さ
   せる手段と、
   を備えることを特徴とする超音波診断装置。
9. 請求項１ないし７のいずれか一に記載の超音波プローブ用穿刺アダプタを装着した超音
   波プローブを接続して使用する超音波診断装置であって、
   超音波画像を表示する表示部と、
   前記超音波プローブ用穿刺アダプタにより案内する穿刺針の位置の延長線を前記表示部
   に表示させる手段と、
   を備えることを特徴とする超音波診断装置。
10. 前記表示させる手段は、前記延長線上に連続な線、不連続な線又は不連続な点を、また
    は、前記延長線に隣接して並行な線上に連続な線、不連続な線又は不連続な点を、あるい
    は、前記延長線を中心とする円筒状の連続な線、不連続な線又は不連続な点を、前記表示
    部に表示させることを特徴とする請求項９記載の超音波診断装置。

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