JPS63203139A

JPS63203139A - 生検に用いる超音波プロ−ブ

Info

Publication number: JPS63203139A
Application number: JP3544587A
Authority: JP
Inventors: テランス・マツザック
Original assignee: Dymax Corp
Current assignee: Dymax Corp
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1987-02-18
Publication date: 1988-08-23

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）この発明は、超音波スキャナー、特に、生検ニードル（
釦）の正確な位置決めを行なう超音波スキ１１ンニング
（走査）装置に関するものである。

（従来の技術）生検方法を正確に行なうには、被検査体の表面ににおり
る生検プローブの挿入ｔ１２置くサイト〉の正確な位置
を決定しなければならない。従来の方法には、Ｘ線走査
または蛍光透視走査を用い、生検プローブを挿入できる
患者の表皮における位′？ｉ（サイｌ−）を注意深く決
定していた。

（発明が解決しようとする問題点）前記した従来技術によれば、サイトの位置決めと実際の
生検操作との間ににかなりの時間を要し、患者の動ぎに
Ｊ：つて生検操作の正確性が損なわれ、生検が不確実な
ものとなる問題点がある。

（問題点を解決するための具体的手段）この発明は、生
検に用いる超音波による影像形成プローブに関するもの
で、特に米国特許第４．４７９，３８８号の発振ミラー
駆動システムくｌ０Ｓ）従来問題とされていた位置検知
を極めて正確に、かつ容易に行なうようにしたものであ
り、開口から超音波ビームを所定の角度で発振する手段
と、前記開口から検診針を挿入、案内Ｊる手段とを備え
た生検に用いる超音波プローブを要旨とする。

（実施例）第１図と第２図は、この発明による生検プローブの使用
を示づ。第１図を参照しながら説明すると、プローブ１
０は、被検査体１２に置かれ、セクター所面スキャン１
８に相当する画像１４が表示装置１６に表示される。器
官２０は、その一部または全体が例えば腫瘍などの器官
内の病巣（病変）２６の画像２４を含め、見える状態２
２となる。セクタースキャン１８は、最初は、広い角度
範囲（例えば５０〜６０°）と、視野の深さく例えば１
５ｃｍ）を３むようにセットされ、器官全体が視野に入
るようになっている。そして、病巣２６が特定されると
、放射線区（ｌ；４ベレータ）は、視野の深さを例えば
８Ｃｍに、角度を例えば３０゛にせばめ、関心のある病
巣２６にズームイン（焦点を絞る）する。利口■装置４
０を操作し、中央でスクロールするカーソル４２を縦方
向に移動させ、カーソルの第１ドツト４４を病巣２６の
正しい深ざまで落と寸。ついで、オペレータは、走査面
の中央に病巣の９２４を保持する。

深度表示器４６が前記カーソルの第１ドツト４４の位置
により、病巣２６の深さをセンチメータで表示する。第
２図に示すように、生検！ｌ６４（中空針）が該別の突
出長さを調節づる針取付体６６に取付けられ、前記表示
器４６の表示値（センチメータ）とプローブの高さくセ
ンチメータ）との和に咳針の突出長さを設定する。第２
図を参照す“れば、プローブ１０は、前記調節の後に再
び患者の身体１２の上に置かれ、病巣２６の像２４がデ
ィスプレイ１４の中央に位置され、病巣２６の像２４に
第１ドツトを重ねる。コン１−ロール６０を操作して、
カーソル４２を消し、照準６２を前記第１ドツト４４が
位置していた位置に合わせる。この時点で針取付体６６
の針６４を針６４の先端６８が病巣２６の中心に達する
まで身体１２に突き刺す。　表示装置１６には、１１６
４の先端６８の像が照準６２に一致するまでの状態が描
写される。この時点において、オペレータによる組織試
料を採取したり、液体（粘液）吸引（病巣が嚢胞性であ
れば）したり、または、尿路造影剤などの造影剤を注入
することが自由となる。オペレータが結果（病巣２６の
縮小または拡張）を見たいとぎには、身体１２からプロ
ーブ１０を動かさずに針６４のみを引き抜くこともでき
る。

病巣２６であった被検査体がそうでなくなり、プローブ
の軸に直角な線８２に対し傾斜した軸８１にそう血管８
０になった場合は、プローブ１０は、スタンダードなド
プラーモードで使用することができる。プローブ１０を
″＆続的に移動させての走査をサーボコントロールのも
とて停止させ、選択された線、例えば、中央線８４とし
、ドプラー…ｌ液流スペクトルを前記した方法に先立ち
確認する。ドプラー技術により、血管８０の分類、例え
ば、動脈の流れ、静脈の流れ、または、血液の流れがな
いことなどが針６４の突ぎ刺しに先立ち、判明する。対
象となる血管８０内には、カブ−チルが導入される。ド
プラー案内または区分形＋！ｌの助（）がなければ、血
管の位置決めが極めて困難であることがしばしば起る。

第１図と第２図を寺照して説明した方法は、胸膜液の安
全な除去に６適用される。この方法は、さらに、脳腫瘍
の生検にも適用でき、該腫瘍が目視でき、頭蓋の被片を
上げることなく頭骨の孔を介して生検することができる
。

第３図は、第１図のプローブ１０のカバーを除去した構
造の生検プローブ１０＾を示すもので、リング状の超音
波水晶１００（焦点をもつ発振子）が研磨された永久磁
石１０２に載置されている。この磁石は、電磁ドライブ
、支持体ならびにプローブの内側後方へ音響エネルギが
伝播されるのを防ぐハ費ダンパーとして橢能し、水晶１
００の過渡的応答〈軸方向分解能）を改善する。ベアリ
ングピン１０４．１０Ｇが支持体１１２，１１４に取付
１プられたり一フスプリング１０８，１１０の凹部に軸
支され、水晶１００と永久磁石１０２を含むローター機
構１１６が支承軸１１８を回動軸として、０〜６０″′
の範囲内で予めプログラムされたとおりの円弧回動を行
なう。水晶１００からの音饗的ビームは、水晶１００の
面に直角な軸１２０にそって放射される。全体の機構１
２２はカバー５００に納められたオイル５６２内で動作
する。このオイルは、音響的ビーム１２０を該カバーの
外側面につなぐためのものである。コイル１２４１１２
６に流れる電流によってＵ字状の極部材１２８に磁界が
生ずる。

位置検知の羽根１５０．１５２がローター機構１１６の
角度１５８に基づく程度にコイル１５４．１５６を部分
的にカバーし、コイル１５４．１５６のインダクタンス
とＱ因子との両者を微分変調し、適当な回路に接続して
、角度１５８が連続的に読取りできるようになっている
。第３図には示されていないが、軸１２０ど釦シールド
１６０には、孔が貫通し、釦がコイル１５４，１５６か
ら読取る位置から逸れないようになっている。コイル１
５４．１５６は、干渉を防ぐため、パルスエコー信号の
周波数範囲（５ＨＩＩｚ）より充分下まわる周波数４６
０ＫＩＩＺの控えめなレベルで励磁される。水晶１００
への、そして水晶からの信号は、部材１０８．１１２．
１１０．１１４を介して株ハウジング１８２を通りケー
ブル１９６へ伝達される。外部干渉をなくすため、針シ
ールド１６０１羽根１５０．１５２、水晶１００のフロ
ント面ならびに株ハウジング１８２の上面１８０は、接
地されることが望ましい。

液密ブッシコ、例えば、部材１８４ならびに部材　１１
２．１１４の下部部分にそう液密部材を介して電気的接
続がなされる。スプリング１０８．１１０には、凹部１
９０．１９２に正合づ′るベアリングピン１０４，１０
６が説【ノられていて、これらはスプリング１０８．１
１０により圧縮され、オイル内においての良好な電気的
接触を保証する。ピン１０４，１０６の金属とスプリン
グ１０８，１１０の金属とは、異なった金属であって、
スキレンニングの間、こすれて接触面が大ぎくならない
ようになっている。接触面が広がると、水晶１００が発
振している間のビーク′、Ｉｉ流密度が減少し、さらに
、受信の間にお各プるベアリング抵抗の平均値と平均値
の変動を減少させる。低いベアリング・インピーダンス
状態であれば、分巻インダクター９８（水晶１００に関
連）をローター鏝構１１６の外側に置き、ローター機構
１１６の慣性モーメントを減少し、モーターパワーを最
小のものにすることができ、これによって、プローブの
温度上昇を最低限のものとし、ケースの膨張よりも大ぎ
な液体ｒｆｆ、服を減少させ、小さい寸法の単純なシー
ルを可能とする。液体は、酸化されないもので、ベアリ
ング１０１．１０６．１０８．１１０のポリッシイング
作用を高める。オイルと金属の選択が適当なものであれ
ば、プローブのスタートアップの間に存在する偶発的な
微小なアークは、自己消弧（セルフケンチ）し、信頼性
のあるコミュテーションが保証される。糸材とオイル５
６２のような液体の選択に誤りがな【プれば、前記した
簡単なピボッ］−ベアリング礪構は、１０００時間を越
える耐久性を有する。ケーブル１９６とプラグ１９８に
より表示装置１６との接続が行なわれる。

第４図は、米国特許第４．０９２．８６７号に開示され
ている丈−ボブローブ制御システムに接続されるプロー
ブＩＯＢを示ず。コマンド波形ゼネレータ２００により
三角走査波形またはＤＣストップアングル１３号電圧が
発生する。これらは、エラー検知器２０４において、位
置センサ２０２の出力信号から差し引かれたものである
。エラー信号２０６は、等化増幅器２０８により増幅さ
れ、二乗微分され、出力２１０が電流帰還回路２１２へ
印加され、最適な安定されたサーボシスデムとなる。増
幅器２１２は、プローブ１０Ａの駆動コイル１２４Ａ、
　１２６八を励磁し、ローター機構１１６八を振動させ
る。マスタータイマー２２６がパルサーを作動し、レシ
ーバ−２３０のランプ波を設定し、ビデオ出力信号２４
０が同期信号２４２と共に表示装置１６に伝達される。

スクロールするカーソル４４は、制御装置４０と深度表
示器４６とが接続されたスクロールジエネレーク２３２
にＪ：り発生する。カーソル４２、４４は、走査部分１
８の中央に位置するビームスキャンと一致するようにゲ
ートされる。各スキャンは、超音波反射信号の時間によ
り深度を示すものであるから、対応するカーソル４２．
４４は、選択されたスキャンの間、信号（または、図示
のようなドツト状のカーソルのための一連のパルス）を
クー［・することによって発生される。そして、最後の
カーソルにより深度が決定され、表示器４６に表示され
る。

位置センサー２０２は、第５図に示すような位置センサ
ー回路である回路構成２１２Ａを備える。

回路２１２Ｍよ、差動コイル位置センサー１５０，１５
２　。

１５４、１５６（第３図）による信号に応答してエラー
出力信号３０２を発生する。第５図を参照すれば、バー
ｉ−レー発振器３００が低インピーダンス巻線３０４と
磁気結合３０２シ、該巻線が周波数４６０にｆｌｚにお
いて二つの定電流Ｒ，Ｆソース３０６．３０８を動作し
、第３図のプローブ１０内部のコイル１５４，１５６に
相当する位置検出コイル１５４Ａ、　１５６Ａを駆動さ
せる。ポイント　３１０，３１２においてデベロップさ
れた差動変化のＲ，Ｆエンベロープは、３１４．３１ｆ
３において増幅され、３１８，３２０で検波される。出
力３２７は、再び３２８で増幅され、主力信号３３０が
エラー検知器（第４図２０４）に送られる。第５図に示
すように、ゲイン較正３５０とオフセットトリミング３
６０調節が設けられている。

第６図は、プローブ１０Ｄの断面を示す。カバー　５０
０の断面は、リング状であり、針を通す１通孔は、入口
５０２から株ハウジング１８２を貝通し、出口５０４へ
達する。０リング５０６がオイル５６２の漏れを防ぎ、
０リング５０８がカバー５００の外部フランジのシール
を行なう。リテーナ−リング５２０によって、カバー５
００のフランジ５２２を圧縮し、Ｏリング５０８のシー
ル性を高める。０リング５３０がロックナツト５３２の
締付けでクープル１９６をシールする。電気部月１８４
を液密状にシールするため環状領域５４０にエポキシ樹
脂５４２が充填される。

コイル１５４の磁界の影響を受けて劃６４が正しく挿入
されないことを防止するため、針シールド１６０が設り
られている。コイル１５４の磁界は、位置検知羽根１５
０の開閉により時間的に変化する。

液体（オイル）５６２は、領域５６０に納められている
。

穫延艮部１３０，１３２は、スキャンニング波形の直線
性、駆動効率ならびに走査セクターのの中央でローター
が停止可能性を最高なものにするよう形成されている。

特別な形状をした極部材１２８（第６図、第７図）の延
長部１３０．１３２は、磁石１０２に作用し、ローター
機構１１６に発撮動作を与える回転トルクと回転加速力
を発生させる。前記延長部１３０，１３２の形状は、極
め重要であって、該形状によって、ローター機構１１６
を軸上１２０位置に対し直角にさせておく能力（コイル
１２４．１２６の励磁なり）、さらに、高能率駆動特性
、走査セクターの極限１４４における磁力復帰スプリン
グ効果、ならびに標準の１８１１ＩＩｍ頭蓋孔に対する
位置センサーの容易性と操作の容易性を確保する正しい
クリアランスが決定される。

特に、第７図に示されるように、極延長部１３２は、図
示されていない他方の極延長部１３０と同様にコイル側
端部１３３がら先端１３１にがけてテーパーがついでお
り、ローター１００に、対向面それぞれにＮ極、Ｓ極を
有する磁石１０２を装着した場合、中立位置に対する均
一（コンスタンｌ−’）な復元力を与える。テーパ゛−
の形状は、磁石のパラメータと極の間隔ならびに他の寸
法により決定される。磁力駆動手段は、また、米国特許
第４．３９９，７０３号に１７ｉｉ示されているブＤ−
ブの極のようなものも使用できる。

また、第６図に示すように、極部材１３０，１３２の円
弧部分は、ローター１００との間隔が均一で最小間隔と
なるような形状になっている。極部材１２９、１３１の
先端は、Ｉｎ石１０２の厚さの半分の長さだけ該磁石よ
りも突き出ていることが好ましい。

極延長部１３０．１３２は、ローター１００を囲むよう
に湾曲し、曲り部１４４からストレートに伸びて磁石コ
イル１２４．１２６を支持する。磁石１０２の後面１０
３は、中立位置から領域１４２と前記面り部１４４と極
部材１３８の曲り部１４５を越えて動くので、磁気抵抗
の増加により力が急速にｉ［り加し、復元力が倍加して
ローターを反対方向ヘキックする。したがって、テーパ
ーが設けられた極部材１３０．１３２と極部材の曲り部
１４４，１４５によってスプリング部材を用いずに中立
位置をもち、ローターを逆転させる磁気駆動が得られる
。

従来の、例えば、トレーピングなどの技術ならびにスタ
ンダードな超音波技術（サージループとの音響結合）は
、この方法の記載に含まれていない。

（発明の効果）この発明によれば、生検のための針を正確に被検査体で
ある患部に位置させ、生検に必要な試料などの採取が容
易となる生検プローブが得られれる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は、それぞれこの発明によるブＯ−ブの
使用例の説明図、第３図は、プローブの要部の斜視図、第４図は、プローブと制御回路との結合関係を示す説明
図、第５図は、発振回路の回路図、第６図は、プローブの断面図、第７図は、プローブの発振機構の側面図である。１０．１０八、　１０Ｂ、　１００・・・・・・プロー
ブほか１名ＦＩＧ、　７手続祁ｌ正書（方式）％式％２、発明の名称生検に用いる超音波プローブ３、補正をする者事件との関係　　　出　願　人名　称　　　ダイマックス・コーポレーション４、代理
人住　所　　東京都港区南青山−丁目１番１号（発送日）
昭和　　年　　月　　日６、補正の対象願　　書委任状図　　　面ＦＩＧ、　３ＦＩＧ、　４５６２−’ ＦＩＧ、　７手続ネ１１１正占昭和６２年６月４　日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）開口から超音波ビームを所定の角度で発振する手
段と、前記開口から検診針を挿入、案内する手段とを備
えた生検に用いる超音波プローブ。
（２）前記超音波ビームを発振する前記手段が該ビーム
から放射される超音波信号を与え、前記ビームのパスに
そう超音波信号を受信する特許請求の範囲第１項の超音
波プローブ。
（３）移動する超音波ビームを発生する前記手段が環状
（リング状）の手段である特許請求の範囲第１項の超音
波プローブ。
（４）移動する超音波ビームを発生する前記手段がその
放射面に装着された超音波トランスデューサーを備えた
特許請求の範囲１項の超音波プローブ。
（５）移動する超音波ビームを発生する前記手段がサー
ボ駆動手段を備え、前記ビームが位置信号によつて前記
パスにそい発振される特許請求の範囲第１項の超音波プ
ローブ。
（６）前記手段は、差動誘導位置検知手段を含む特許請
求の範囲第５項の超音波プローブ。
（７）前記サーボ駆動手段が前記手段に接続して移動超
音波ビームを発生する永久磁石と前記位置信号により可
変磁界を生ずる駆動電磁石とを備えている特許請求の範
囲第５項の超音波プローブ。
（８）ビーム角度軸と反射軸の深さにそう受信された超
音波信号を二次元影像として表示するディスプレイ手段
を含む特許請求の範囲第２項の超音波プローブ。
（９）選択されたビーム角度の選択された深さを示す表
示するカーソル手段と、前記選択されたカーソルの深度
に相当する数値を表示する手段とを含む特許請求の範囲
第８項の超音波プローブ。
（１０）励磁のためのリード線が接続している超音波ト
ランスデューサーと；前記トランスデューサーを保持し
、前記トランスデューサーをリード線に接続するベアリ
ングピンを有する可動プラットフォーム手段と；前記ベ
アリングピンを付勢しながら保持するスプリング手段と
を備え、前記ベアリングピンは、前記スプリングと異な
る金属のもので、両者の接触点における電気的接触不良
の発生を防ぐように構成されていることを特徴とする超
音波プローブ。
（１１）トランスデューサーと；前記トランスデューサ
ーを支持し、これとの導通面部分がセルフポリッシング
作用の導通ベアリングと；前記トランスデューサーと電
気的に接続し、かつ、これと機械的に隔離されているシ
ャントインダクターとを備えた熱損失の少ない特性の超
音波プローブ。
（１２）前記トランスデューサーと前記導通ベアリング
とを納めた液体充填のハウジングを含む特許請求の範囲
第１１項の超音波プローブ。
（１３）前記トランスデューサーを選択されたパスにそ
って動かし、前記液体充填ハウジング内に位置する駆動
モータを含む特許請求の範囲第１２項の超音波プローブ
。
（１４）前記導通ベアリングは、異なった金属の導通面
を有する特許請求の範囲第１２項の超音波プローブ。
（１５）選択的に展開された磁気極を有するパスにそつ
て動くローターと；前記ローターの磁気極から延長した
テーパー付きの極部材一対であって、これが同じ磁気極
性を有し、前記ローターに一定のトルクを与えるため、
前記テーパーによる磁界を有する極部材とを備えてなる
電磁モーター。
（１６）前記一対の極部材それぞれが前記ローターに対
し均一な間隔をおいて該ローターを囲み、前記ローター
の継続した動きに対する反力をもつ特許請求の範囲第１
５項の電磁モーター。
（１７）前記極部材のテーパー部分にそってＮ極とＳ極
とを有し、前記極部材が前記Ｎ極とＳ極を越えて延長し
ている構成の前記ローターを備えた特許請求の範囲第１
５項の電磁モーター。