JPH0345249A - 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］ 本発明は超音波診断装置、特に穿刺針式の探触子を用い
被検体内での近距離から組織の画像診断を行う超音波診
断装置に関する。

［従来の技術］ 従来、超音波診断装置は被検体の体表から被検体内部に
超音波ビームを送波し、体内で反射した反射波を受信し
てこの受信信号に基づいて超音波画像診断を行うように
したもの、あるいは術中において切開部から探触子を直
接体内に挿入し、例えば臓器に探触子を接触させて内部
への超音波ビムの送波を行う術中探触子が知られている
。また、より被検体の被検部位に近い位置から超音波診
断を行うために、体腔内挿入式の探触子を用いた超音波
診断装置も知られている。

このような体腔内挿入式の探触子を用いた超音波診断装
置、例えば前立腺診断のために直腸内に超音波探触子を
挿入して診断を行うものは、探触子から所望の深度まで
達するような周波数、例えば３〜１０ＭＨｚの超音波ビ
ームが用いられている。

一方、被検体の深部の治療あるいは診断のため被検体組
織に穿刺される穿刺針に関する従来の超音波技術は、穿
刺針を目標組織に向かって正確に刺入するためのもので
あり、例えば体表で用いる探触子の中央に穿刺針を通す
穿刺穴を設けたプローブを用い、このプローブにより超
音波画像をモニタして穿刺針の先端部分の組織を確認し
ながら安全で確尖な穿刺を行う装置に関するもの（例え
ば、実公昭６１−１５８４９号公報）が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記術中探触子又は体腔内挿入式探触子によれば、被検
体内部からの超音波診断を行うことができる。従って、
体表面から超音波を送波する場合に比べ、診断対象であ
る組織部分により近い位置から超音波の送受波を行うこ
とができる。しかしながら、これらの探触子も被検組織
に直接振動子を接触させて超音波の送波を行うものでは
なく、超音波ビームの周波数は、被検組織に達するのに
必要な周波数のものを使用する必要があった。すなわち
、超音波ビームの透過深度を３０［ｎ〜１５ｃｍ程度確
保するために、１０〜３ＭＨｚ程度の比較的低い周波数
の超音波ビームが使用されている。

このように比較的低い周波数の超音波ビームを使用する
場合、高分解能を確保することができず微細な組織診断
を行うことが困難であるという問題があった。

すなわち、診断対象である被検体内部組織のｉ１１織診
断を行うためには、比較的高い周波数の超音波ビームを
使用し高分解能を確保する必要がある。

しかし、この場合には逆に透過深度を十分に深くするこ
とができない。従って、比較的高い周波数の超音波ビー
ムを使用しても被検体内部の検査個所である被検体組織
の組織診断を行うことのできるような探触子が望まれて
いた。

また、」−述の穿刺針に関する従来の超音波技術につい
ては、穿刺針の穿刺された被検体内部を画像表示するこ
とは可能であるが、この穿刺用の超音波探触子は、体表
から超音波を送波するものである。従って、上述の術中
探触子及び体腔内挿入式探触子と同様に超音波ビームの
所定の透過深度を確保するために比較的低い周波数を設
定することから十分な高分解能を得ることができず、微
細な組織診断ができないという問題があった。

関連技術 本出願人は、穿刺針に関する超音波技術として、既に特
願昭６３−２６１０８９号並びに特願昭６３−２６１０
９０号などの提案を行っている。これらの技術は、本願
発明と同様に、穿刺針自体に超音波振動子を取り付ける
ことを基本的な技術とするものである。

発明の目的 本発明は上記問題点を解決することを課題としてなされ
たものであり、その目的は、被検組織の微細な組織診断
を行うことのできる探触子ｌ特に探触子に近接する組織
の正確な超音波画像を得ることのできる探触子を有する
超音波診断装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明に係る超音波診断装置
は、被検体内への超音波の送信と反射波の受信を行うた
めの超音波探触子を有し、受信した信号に基づいて生体
内の超音波画像診断を行う超音波診断装置において、前
記超音波探触子は、鋭利な先端部を有し該先端部近傍は
一部に開口部の形成された中空構造とされ先端側から被
検体組織中に穿刺される穿刺針と、前記穿刺針の中空構
造部内側壁の前記開口部と対向する位置に開口部と所定
距離だけ離隔して設置され開口部を通して超音波の送受
信を行う超音波振動子と、前記開口部と超音波振動子と
の間に開口部を塞ぎかつ超音波振動子を覆うように充填
された超音波透過部材と、を有して成ることを特徴とし
ている。

［作用］ 上記構成によれば、穿刺針の先端部近傍の中空構造部に
超音波振動子が取り付けられ、同じく中空構造部に設け
られた開口部から超音波の送受波を行うことができるの
で、被検体内のある個所に検査すべき組織か存在する場
合に、その組織の個所まで穿刺針を穿刺することによっ
て、その組織に対して近距離から超音波の送受波を行う
ことができるという基本的作用を奏することができる。

これによって超音波振動子から発する超音波ビムは極く
小さい透過深度を確保できれば足りるので、比較的高い
周波数の超音波ビームを使用することができ高分解能を
確保することが可能となる。従って、本発明の穿刺針を
用いた超音波探触子によって被検組織の微細な組織診断
を行うことが可能となる。

更に、本発明による超音波振動子は、穿刺針の中空構造
部の内側壁に設置され、開口部は同じく中空構造部の超
音波振動子の設置位置と対向する位置に設けられている
ので、超音波振動子と開口部との間に所定距離を確保す
ることができる。

これによって、穿刺針の外側に被検組織が密接している
場合でも超音波振動子と被検組織との間の距離を確保で
きるので、その組織の近接領域からの超音波反射エコー
を検出することが可能となる。即ち、穿刺針の表面部に
超音波振動子が設置されている場合には、穿刺針に密接
する組織からの反射波の到達が速いために、振動子の駆
動信号との重合が生じ超音波反射エコーの検出か困難で
あったという問題点を解消することができる。

更に、上記開口部と超音波振動子との間には超音波透過
部材が充填され、開口部はこれによって塞がれているの
で、穿刺針の被検体への穿刺時にこの開口部から組織が
侵入してくるということも有効に防止され、穿刺動作及
び穿刺針移動をスムズに行うことができる。

［実施例コ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例について説
明する。

第１図（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は本発明の特徴的構成
部分である探触子の先端部の基本的構成を示している。

第１図（Ａ）は穿刺針に設けられる開口部及び超音波振
動子の配置関係を示す図であり、超音波透過部材が充填
されてない状態を示している。穿刺針１０は、−例とし
て直径が約２゜５ｔｎａ程度の中空構造のものが用いら
れている。この穿刺針１０の先端部１０ａ近傍には開口
部１２が設けられており、穿刺針１０の内側壁の開口部
１２に対向する位置には超音波振動子１４が設置されて
いる。この超音波振動子１４の下方にはダンパＩ（１６
が設置されており、超音波振動子１４の背面から放射さ
れた超音波に対し、音響的吸収減衰を与え画像表示への
悪影響を防止する作用を果たしている。

図示のように、開口部１２と超音波振動子１４との間に
は空間が形成されており、この部分に超音波透過部材が
充填される。

第１図（Ｂ）及び（Ｃ）は超音波透過部材１８が充填さ
れた状態を示す図であり、この超音波透過部材１８によ
って開口部１２が塞がれると共に超音波振動子１４が覆
われている。そして、この超音波透過部材１８にレンズ
効果をもたせるために、開口部１２部分の超音波透過部
材１８の表面を凸面（第１図（Ｂ））及び凹面（第１図
（Ｃ））にそれぞれ加工している。

第１図（Ｂ）の凸形の超音波透過部材１８ａは、被検体
の音速Ｖ。よりも遅い音速ＶＡの材料、例えばシリコン
などによって超音波透過部材１８を構成した場合の例を
示している。即ち、検査すべき生体組織よりも音速が遅
い部材の場合（ＶＡくＶｏ）には、超音波ビームを改善
し分解能及び感度を向上させるために凸状に構成する必
要がある。

一方、第１図（Ｃ）に示した凹状に形成された超音波透
過部材１８ｂは、被検体の音速■。よりも速い音速ＶＢ
の材料、例えばエポキシ樹脂などによって構成した場合
の形状を示している。即ち、前記第１図（Ｂ）の場合と
は反対に超音波ビームのレンズ効果による改善によって
分解能を高めるためには凹状とする必要がある。

このように、超音波透過部材１８によって開口部１２と
超音波振動子１４との間が充填されたことによって穿刺
針１０が被検体内に穿刺されたときには、穿刺針１０の
外表面に密着する被検体組織と超音波振動子１４とが超
音波透過部材１８によって離隔された状態が保たれ、穿
刺針１０に密接する被検体組織の部分からの超音波の反
射波を適性に受波することが可能となり、組織の近接領
域の画像情報を正確に得ることが可能となる。このよう
に、穿刺針１０の外周面あるいは外周面近くに超音波振
動子が埋設されて構成される場合に比べ、駆動信号との
重合を生じさせることなく穿刺針１０に密接した組織に
対する超音波画像診断をより正確に得ることができる。

また、超音波透過部材１８は開口部１２を塞いだ状態で
充填されているので、穿刺針１０が被検体内に穿刺され
た場合にも開口部１２から被検体組織が侵入してくる恐
れがなく、穿刺針１０の移動をスムーズに行うことがで
きる。

なお、この超音波透過部材１８は、レンズ作用だけでな
く、超音波振動子である圧電セラミックスなどと生体と
の音響インピーダンスの整合作用をも同時に有する。

第２図（Ａ）及び（Ｂ）は、他の実施例を示しており、
超音波透過部材１８はレンズ形状とすることなく、ｌ１
１に開口部１２と超音波振動子１４との間を充填するの
みの構成とされている。そして、この穿刺針１０の外周
を覆うようにレンズ効果を有するチューブ２０を披せた
例を示している。

第２図（Ａ）は、例えばシリコンなどの被検体の音速Ｖ
　よりも遅い音速ＶＡを有する材料にてチューブ２０ａ
を構成した場合が示されている。

この場合には、第１図（Ｂ）の場合と同様にチュブ２０
ａの開口部１２ａ外側部の形状は凸状に形成されている
。

これに対し、第２図（Ｂ）は、被検体組織の音速Ｖ　よ
りも速い音速ＶＢを有する材質であるエポキシ樹脂など
によってチューブ２０ｂを構成した例を示しており、第
１図（Ｃ）の場合と同様に開口部１２の外側部に位置す
るチューブ２０ｂは凹状に形成されている。

本実施例の場合、超音波透過部材１８は、レンズ作用を
有さす、超音波振動子１４と開口部１２との間に充填さ
れる整合層としてのみ機能している。本実施例において
も超音波振動子１４と被検体組織との間に所定距離を保
持させるという離隔１ 作用及び穿刺針１０の移動操作をスムーズに行わせると
いう作用は、上記第１の実施例と同様である。

第３図は、更に他の実施例を示しており、超音波振動子
１４に直接レンズ部材２２を取り付け、これを超音波透
過部材１８の充填によって覆うようにしたものである。

第３図（Ａ）は、そのレンズ部材２２ａの材質に合わせ
て凸レンズとしたものであり、第３図（Ｂ）は同じくそ
のレンズ部材２２ｂの利質に合わせて凹レンズとしたも
のが示されている。この実施例の場合、超音波透過部材
１８は整合層としての機能を果たし得る部材によって開
口部１２を塞ぎ、超音波振動子１４及びレンズ部材２２
を覆っている。本実施例の作用も上記２つの実施例と同
様であるが、穿刺針１０の開口部１２部分の外表面に凹
凸がないため、他の実施例に比べよりスムーズに穿刺針
１０の移動操作を行うことができる。

第４図は上記穿刺針１０を用いた超音波探触子を有する
本発明に係る超音波診断装置の実施例の２ 主要構成を示すブロック図であり、穿刺針１０、超音波
振動子１４及び超音波透過部材１８を含んで構成される
超音波探触子２４には高周波パルス発振器を含む送信回
路２６が接続されており、この送信回路２６から励振信
号が超音波探触子２４の超音波振動子１４に送られる。

そして、超音波探触子２４には受信回路２８が接続され
ており、受信回路２８は超音波探触子２４の超音波振動
子１４が受けた反射波を受信し、増幅並びにＡ／Ｄ変換
などを行う。この受信回路２８からの出力信号は画像処
理回路３０に送られ、画像処理回路３０ではＣＲＴ３２
に超音波診断画像を表示するための信号処理が行われる
。

この様な超音波診断装置によって、超音波振動子１４に
よる開口部１２を通しての超音波の送受波によって、穿
刺針１０の開口部１２に近接する領域の被検体組織の超
音波画像診断を行うことができる。また、穿刺針１０の
前後方向への移動によって、直線的に一定幅の断層画像
を得ることができ、更に穿刺針１０を被検体組織中で回
転させることによって穿刺針１０の開口部１２の周囲の
組織断層像を得ることができる。

」１記実施例において、例えば超音波の周波数を３０Ｍ
Ｈｚ程度とすると５ｎｕｎ前後の超音波ビームの透過深
度となるが、このような高い周波数によって超音波送受
波を行うことにより、高分解能による微細な組織診断が
可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る超音波診断装置によ
れば、穿刺針の穿刺動作によって超音波振動子を被検組
織中に直接挿入することができ、超音波の透過深度は極
く僅かなので足り、比較的高い周波数の超音波によって
高分解能の組織診断が可能となる。更に、超音波振動子
と超音波が通過する穿刺針の開口部とを所定間隔だけ離
隔させたことにより、穿刺針に近接する組織からの超音
波反射エコーを正確に画像情報として得ることが可能と
なる。

これによって、生体の深部組織の微細な画像情報を比較
的容易に得ることができ被検組織の病変５ の有無などの診断の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は本発明の火施例の探
触子の部分構成図、 第２図（Ａ）、（Ｂ）及び第３図（Ａ）、（Ｂ）は他の
実施例に係る探触子の部分構成図、第４図は実施例に係
る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 １０　・・・　穿刺針 １２　・・　開口部 １８　・・・　超音波透過部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体内への超音波の送信と反射波の受信を行う
   ための超音波探触子を有し、受信した信号に基づいて生
   体内の超音波画像診断を行う超音波診断装置において、 前記超音波探触子は、 鋭利な先端部を有し該先端部近傍は一部に開口部の形成
   された中空構造とされ先端側から被検体組織中に穿刺さ
   れる穿刺針と、 前記穿刺針の中空構造部内側壁の前記開口部と対向する
   位置に開口部と所定距離だけ離隔して設置され開口部を
   通して超音波の送受信を行う超音波振動子と、 前記開口部と超音波振動子との間に開口部を塞ぎかつ超
   音波振動子を覆うように充填された超音波透過部材と、 を有して成ることを特徴とする超音波診断装置。