JPH03275047A - カテーテル型超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カテーテル型の超音波診断装置に関するもの
である。

従来の技術 最近、高齢化や食生活の欧米化により増大すると考えら
れる循環器系の血管疾患の診断や治療を行うため、カテ
ーテル型の超音波診断装置が循環器系の医療分野等で注
目を集めている。このカテーテル型の超音波診断装置に
用いるカテーテル型の超音波探触子としては、例えば、
ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＯＦ　ＴＨＥ　ＩＥＥＥ　（プロ
シーディング　オブ　デイ　アイトリプルイー）　　Ｖ
ＯＬ７６、　ＮＯ９、１９８８に記載されている構成が
知られている。以下、図面を参照しながら上記従来のカ
テーテル型の超音波探触子について説明する。

第６図は従来のカテーテル型の超音波探触子を示す断面
図である。第６図において、１はカテーテル、６１はカ
テーテル１の先端部側方に形成された音響窓、６２はカ
テーテル１内において、音響窓６１の前側で超音波送信
面が音響窓６１に対して直角方向となるように配置され
た超音波振動子、６３はカテーテル１内において、音響
窓６１の後側で傾斜して配置され、超音波振動子６２か
ら送信される超音波を音響窓６１の外方へ反射させる音
響反射板である。

以上の構成において、以下、その動作について説明する
。

超音波振動子６２よシ送信された超音波は、音響反射板
６３によシカチーチル１の側方、すなわち、径方向に反
射され、音響窓６１を通過して被検体の被検部位に向か
う。被検部位で反射された超音波は、送信と同じ径路を
逆にたどシ、超音波振動子６２によシ受信される。カテ
ーテル１の先端部は、全体、またはその一部が回転可能
に構成されており、この回転によシ径方向の走査が行わ
れる。

発明が解決しようとする課題 しかし、以上のような従来例の構成では、超音波をカテ
ーテル１の径方向へ送信するようになっているため、カ
テーテル１の前方領域の走査が困難であシ、カテーテル
１の前方を映像化して情報を得るのが困難である。この
ため、カテーテル１の挿入の際に事故を起こすおそれが
ちバ　しかも、診断の能率に劣るなどの課題を有してい
た。

本発明の目的は、上記のような従来技術の課題を解決し
ようとするものであり、カテーテルの前方領域の走査を
行い、カテーテルの前方の映像化等による情報を得るこ
とができ、したがって、カテーテルの挿入の際の事故を
防止することができるばかりでなく、診断の効果を上げ
ることができ、また、カテーテルの小径化を図り、特に
、心臓の冠状血管等の小径部に使用するのに適するよう
にしたカテーテル型超音波診断装置を提供し、また、上
記目的に加えて診断による病巣部位にレーザ光を確実に
照射することができ、したがって、治療の効果を上げる
ことができるようにしたカテーテル型超音波診断装置を
提供しようとするものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明の第１の技術的解決手
段は、カテーテルと、このカテーテルの先端部に設けら
れ、上記カテーテル前方の被検部に超音波を送信し、か
つ被検部からの反射超音波を受信する多数の超音波振動
子がらなυ、上記カテーテルの前方領域を走査するため
の超音波振動子アレイと、上記カテーテルの先端部内側
で上記超音波振動子アレイの後側に設けられ、上記超音
波振動子を切り替える電子回路を有するカテーテル型超
音波探触子を具備したものである。

そして、上記カテーテルの前方領域を開口合成方式で走
査することができ、また、上記カテーテルの前方領域を
扇状走査することができる。

上記目的を達成するための本発明の第２の技術的解決手
段は、カテーテルと、このカテーテルの内部に設けられ
、カテーテルの先端から前方ヘレーザ光を照射するため
の光ファイバと、上記カテーテルの先端部に上記光ファ
イバを避けて設けられ、上記カテーテル前方の被検部に
超音波を送信し、かつ被検部からの反射超音波を受信す
る多数の超音波振動子からなり、上記カテーテルの前方
領域を走査するための超音波振動子アレイと、上記カテ
ーテルの先端部内側で上記超音波振動子アレイの後側に
上記光ファイバを避けて設けられ、上記超音波振動子を
切シ替える電子回路を有するカテーテル型超音波探触子
を具備したものである。

そして、上記カテーテルの前方領域を開口合成方式で走
査することができ、また、上記カテーテルの前方領域を
扇状走査することができる。

作用 したがって、本発明によれば、超音波振動子アレイを構
成している超音波振動子の少なくとも１個からカテーテ
ルの前方の被検部に超音波を送信し、少なくとも１個の
超音波振動子により前方の被検部から反射された超音波
を受信し、電気信号に変換する。送信と受信に使用され
る超音波振動子は、カテーテル内の電子回路によって切
シ替え、上記動作を繰シ返すことにより、カテーテルの
前方領域を走査することができる。また、超音波振動子
の切役替え機能を有する電子回路をカテーテル内に設け
、この電子回路はＩＣチップ化等により小型化を図るこ
とができるので、カテーテルの内部を通る信号線を減少
させることができる。

または、上記と同様にしてカテーテルの前方領域を走査
すると共に、光ファイバから治療部位にレーザ光を照射
することができる。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

まず、本発明の第１の実施例について説明する。

第１図ないし第４図は本発明の実施例におけるカテーテ
ル型超音波診断装置を示し、第１図はカテーテル型超音
波探触子の斜初図、第２図はカテーテル型超音波探触子
の断面図、第３図はカテーテルを血管内に挿入した状態
の概念図、第４図は全体の機能ブロック図である。

第】図および第２図において、１はカテーテル、２はカ
テーテル１の先端部に設けられた超音速受信部であわ、
先端側の超音波振動子アレイ３と、その後側の電子回路
４とから構成されている。超音波振動子アレイ３？ｉ多
数の微小超音波振動子により構成され、超音波の送受信
面がカテーテル１の前方を向くように配置され、図示例
では、コンベックスアレイ形状に形成されている。電子
回路４はチャンネル切シ替え手段、スイッチ等のチャン
ネル切り替え機構を有し、超音波の送受信に際し、超音
波振動子アレイ３の超音波振動子を切υ替えることがで
きる。カテーテル１および超音波送受信部２は超音波診
断装置本体に接続されている。

超音波診断装置本体について説明すると、第４図におい
て、５は超音波送受信部２の電子回路４に制御信号を送
出する制御回路部、６は超音波送受信部２の超音波振動
子アレイ３を構成する超音波振動子に送信信号を送出す
る送信回路部、７Ｆｉ超音波送受信部２の超音波振動子
アレイ３で受信して変換された電気信号の増幅等の処理
を行う受信回路部、８は受信回路部７で処理された信号
をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、９はＡ／Ｄ
変換器８から送出されたディジタル信号データを記憶す
るメモリ、１０はメモリ９に記憶されているディジタル
信号データを開口合成方式によシ画像表示のためにデー
タに合成する信号処理部、１１は信号処理部１０で合成
されたデータをビデオ信号化する画像構成部、１２は上
記各部を制御するコントローラ部、１３は画像構成部１
１から送出されたビデオ信号により画像表示するＣＲＴ
″′ｃある。

以上の構成において、以下、その動作について説明する
。

まず、カテーテル１をその先端側から血管１４（第３図
参照）に挿入する。次に、制御回路部５から送出した制
御信号により、電子回路４において選択された超音波振
動子アレイ３を構成する微小超音波振動子の内、少なく
とも１個に送信回路部６から超音波送信信号を供給し、
この微小超音波振動子から超音波パルスをカテーテル１
の前方領域に送信する。カテーテル１の前方領域に向か
って送信された超音波パルスの一部は、その部分に存在
する血管壁等の被検部により反射され、カテーテル１の
先端部の超音波振動子アレイ３に達する。制御回路部５
から送出された制御信号にょシミ子回路４において選択
された少なくとも１個の微小超音波振動子によって受信
された反射超音波パルスは、電気信号に変換され、４を
介して受信回路部７に送出される。このように、電子回
路４は制御回路部５から送出される制御信号により、送
受信時において微小超音波振動子の選択を行い、これに
より第３図に示すカテーテル１の前方領域１５を走査す
ることができる。

微小超音波振動子から送出された電気信号は、受信回路
部７において増幅等の処理を受け、Ａ／Ｄ変換器８にお
いてディジタル信号に変換された後、メモリ９に記憶さ
れる。この動作は画像化に必要なデータが全て収容され
るまで繰り返される。

メモリ９に記憶された受信信号データは、適宜、信号処
理部１０に読み出され、高い分解能と必要な走査範囲を
実現する開口合成方式により、遅延、重み付け、加算等
の処理を受け、多数の画像構成に使用されるデータに合
成される。合成されたデータは、ディジタルスキャンコ
ンバータを含む画像構成部１１に送られてビデオ信号化
され、ＣＲＴ１３に表示される。これらの一連の動作は
、タイムベースを含むコントロール部１２によって制御
される。

このように、本実施例によれば、カテーテルｌの前方領
域１５を走査して画像を得ることができ、また、開口合
成方式であるので、分解能を高めて画質を向上させるこ
とができ、しかも、扇状走査するので、広い視野の画像
が得られる。したがって、カテーテル１の挿入課程にお
けるカテーテル１による血管壁の穿孔等の事故防止に大
きな効果を持つ。たとえ血栓などにより血管の閉塞が起
こっている場合でも、上記のように閉塞部より先の部分
を観察することが可能であシ、適格な診断、治療に対す
る助力となる。また、カテーテル１の直径は数■程度で
あシ、特に、心臓の冠状血管等に使用されるカテーテル
１は、２■以下であシ、その内部に多数の信号線を設け
ることはできない。

そこで、上記のようにカテーテル１の内部で超音波振動
子アレイ３の近傍にチャンネル切シ替え機構を有する電
子回路４を設けることによシ、カテーテル１の内部を貫
通する信号線の数を少なくすることができ、カテーテル
の小径化を図ることができる。そして、電子回路３２ば
ＩＣチップ化することにより小型化を図ることができ、
カテーテル１の小径化に都合がよい。また、送信される
超音波の周波数は、血管１４の大きさ、分解能、超音波
の減衰などを考慮して２０ＭＨｚから４０ＭＨｚが適当
であり、超音波振動子としてはＰＶＤＦ等の高分子圧電
材料を用いるのが好ましい。

なお、上記本実施例では、超音波振動子アレイ３をコン
ベックスアレイ形状に形成しているが、超音波振動子の
指向特性、要求される走査範囲等によりリニアアレイ形
状でもよい。また、走査範囲が扇状方式で、２次元的で
あるが、超音波振動子アレイを縦横に組み合わせること
により、３次元的な走査が可能である。更に、カテーテ
ル１として冠状血管等に用いられるガイドワイヤ、バル
ーン等を持つものを使用してもよい。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。

第５図は、本発明の第２の実施例におけるカテーテル型
超音波診断装置に用いるカテーテル型超音波探触子を示
す断面図である。第２図において、１はカテーテル、１
６はレーザ光の導波路である光ファイバであり、カテー
テル１内に軸心方向に沿うように配置されている。２は
カテーテル１の先端部に設けられた超音波送受信部であ
り、上記第１の実施例と同様に先端側の超音波振動子ア
レイ３と、その後側の電子回路４とから構成され、レー
ザ照射孔１７によシ光ファイバ４を避けている。

光ファイバ１６の基端は超音波診断装置本体に設けられ
たレーザ光源（図示省略）に連係されている。

以上の構成において、以下、その動作について説明する
。

超音波の送受信によシカチーチル１の前方領域１５を走
査して画像化する動作については上記第１の実施例と同
様である。一方、光ファイバ１６を通ったレーザ光によ
りカテーテル１の前方を照射することができる。このと
き、レーザ光の照射による治療場所が超音波の走査領域
１５に含まれるように走査面内にレーザ光の光軸が含ま
れるようなアレイメントに設定する必要がある。

このように、本実施例によれば、超音波の送受信による
カテーテル１の前方領域１５の走査、画像化と、レーザ
光の照射による血管１４内の治療を同時に行うことがで
きる。すなわち、超音波による走査により血管１４内を
観察し、血管１４内の状況を把握しなからレーザ光の照
射による治療を同時に行うことができ、このとき、血管
１４内におけるレーザ治療の問題点である穿孔等の事故
を防止し、安全性を高めることができる。

なお、本実施例においても上記第１の実施例と同様に超
音波振動子アレイ３の形状を変えることにより、３次元
的な走査を行うことができる。またカテーテル１として
ガイドワイヤ、バルーン等を備えたものを使用すること
ができる。

余量の効果 以上述べたように本発明によれば、カテーテルの先端部
に設けられ、カテーテル前方の被検部に超音波を送信し
、かつ被検部からの反射超音波を受信する多数の超音波
振動子からなる超音波振動子アレイと、超音波振動子を
切シ替えてカテーテルの前方領域を走査する電子回路を
有するカテーテル型超音波探触子を具備しているので、
カテーテルの前方領域を画像化することができる。した
がって、カテーテルが挿入されている血管内等の状況を
的確に判断することができると共に、たとえ血栓などに
よシ血管の閉塞が起こっている場合でも、上記のように
閉塞部より先の部分を観察することができるので、カテ
ーテルの挿入の際の事故を防止することができ、しかも
、的確な診断効果を上げるこ−とができる。また、上記
のような電子回路をカテーテル内に設けることによりカ
テーテル内を通る信号線を減少させることができ、した
がって、カテーテルの小径化を図９、特に、心臓の冠状
血管等の小径部に使用するのに適する。

また、上記のようにカテーテルの前方領域を画像化する
ことができることに加え、カテーテル内部に設けたレー
ザ光の導波炉である光ファイバからカテーテルの前方領
域をレーザ光で照射することができる。したがって、レ
ーザ光による病巣の治療を超音波による観察と同時に確
実に行うことができ、治療に大きな効果を上げることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１の実施例におけるカ
テーテル型超音波診断装置を示し、第１図はカテーテル
型超音波探触子の斜視図、第２図はカテーテル型超音波
探触子の断面図、第３図はカテーテルを血管内に挿入し
た状態の概念図、第４図は全体の機能ブロック図、第５
図は本発明の第２の実施例におけるカテーテル型超音波
診断装置に用いるカテーテル型超音波探触子を示す断面
図、第６図は従来のカテーテル型超音波探触子を示す断
面図である。 ■・・・カテーテル、２・・・超音波送受信部、３・・
・超音波振動子アレイ、４・・・電子回路、５・・・制
御回路部、６・・・送信回路部、７・・・受信回路部、
８・・・Ａ／Ｄ変換器、９・・・メモリ、１０・・・信
号処理部、１１・・・画像構成部、１２・・・コントロ
ーラ部、１３・・・ＣＲＴ、１４・・・血管、１５・・
・走査領域、１６・・・光ファイバ、１７・・・レーザ
照射孔。 第１図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）カテーテルと、このカテーテルの先端部に設けら
   れ、上記カテーテル前方の被検部に超音波を送信し、か
   つ被検部からの反射超音波を受信する多数の超音波振動
   子からなり、上記カテーテルの前方領域を走査するため
   の超音波振動子アレイと、上記カテーテルの先端部内側
   で上記超音波振動子アレイの後側に設けられ、上記超音
   波振動子を切り替える電子回路を有するカテーテル型超
   音波探触子を具備したカテーテル型超音波診断装置。
2. （２）カテーテルの前方領域が開口合成方法で走査され
   る請求項１記載のカテーテル型超音波診断装置。
3. （３）カテーテルの前方領域が扇状走査される請求項１
   または２記載のカテーテル型超音波診断装置。
4. （４）カテーテルと、このカテーテルの内部に設けられ
   、カテーテルの先端から前方へレーザ光を照射するため
   の光ファイバと、上記カテーテルの先端部に上記光ファ
   イバを避けて設けられ、上記カテーテル前方の被検部に
   超音波を送信し、かつ被検部からの反射超音波を受信す
   る多数の超音波振動子からなり、上記カテーテルの前方
   領域を走査するための超音波振動子アレイと、上記カテ
   ーテルの先端部内側で上記超音波振動子アレイの後側に
   上記光ファイバを避けて設けられ、上記超音波振動子を
   切り替える電子回路を有するカテーテル型超音波探触子
   を具備したカテーテル型超音波診断装置。
5. （５）カテーテルの前方領域が開口合成方法で走査され
   る請求項４記載のカテーテル型超音波診断装置。
6. （６）カテーテルの前方領域が扇状走査される請求項４
   または５記載のカテーテル型超音波診断装置。