JPWO2016013055A1 - 超音波プローブ、超音波画像表示装置、穿刺ガイド用アタッチメント - Google Patents

Abstract

被検体に対する穿刺針の穿刺を簡単かつ確実に行うことができる超音波プローブの提供を課題とする。超音波プローブ３のプローブ本体１２において、超音波振動子列２５の延長線Ｌ０上かつ振動子設置面２０の端縁部２０ａに、位置決め凹部３０が設けられる。側面２２には、穿刺ガイド用アタッチメント１４が固定可能な複数のプローブ側係合部２８が設けられる。アタッチメント１４の穿刺針ガイド部３４には、穿刺針を導入する開口４１と穿刺針を当接させる底部４２とが形成されたガイド溝３３が設けられる。アタッチメント１４の挟持固定部３６には、複数のアタッチメント側係合部３７が形成された複数のアーム部３５が設けられる。アタッチメント側係合部３７の係合位置の変更によって底部４２の位置が変わることで、穿刺針の挿入角度が多段階的に調整される。

Description

本発明は、超音波画像で穿刺針の位置を確認しながら穿刺針の穿刺を行う超音波プローブ、超音波画像表示装置、穿刺ガイド用アタッチメントに関するものである。

医療現場では、一般的な注射、神経ブロック注射、採血、カテーテルの挿入など、生体組織（被検体）に対して穿刺する行為が広く行われている。神経ブロック注射やカテーテルの挿入などの処置を行う場合、目的の部位に対して正確に穿刺しないと、生体組織を損傷させてしまう可能性がある。このような背景の中、近年では、超音波画像で目的の部位の状態を観察しながら穿刺を行うといった超音波ガイドの技術が用いられている。

従来、超音波ガイドを用いた装置では、１つの断層画像を表示して穿刺を行っていた。この装置では、短軸像（横断面）または長軸像（縦断面）のいずれか一方しか確認することができない。そのため、穿刺針によって血管を突き破ったり、神経などの組織を傷つけたりした場合でも、それに気付かないという問題があった。

この問題を解消するため、直交する２つの断面（横断面及び縦断面）を同時に走査して各断面の超音波画像（短軸像及び長軸像）を表示し、それら画像を観察しつつ穿刺を行うようにした血管撮影装置が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

特許第５２９２５８１号公報

ところが、特許文献１の血管撮影装置を用いて穿刺を行う場合であっても、２つの断層画像（横断面及び縦断面の画像）を確認しながら穿刺針の挿入角度を調整し、目的の部位に確実に穿刺を行うためには、ある程度の技量（スキル）が必要となる。このため、血管撮影装置を用いた作業経験の少ない作業者が、生体組織を損傷させずに簡単かつ確実に穿刺を行えるようにするために、穿刺針をガイドする構造の改良が望まれていた。なお、穿刺針をガイドする構造の改良は、特許文献１のように２つの断層画像を確認しながら穿刺を行う超音波プローブに限定されるものではない。つまり、１つの断層画像を確認しながら穿刺を行う超音波プローブにおいても、穿刺針をガイドする構造の改良が望まれている。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検体に対する穿刺針の穿刺を簡単かつ確実に行うことができる超音波プローブ、超音波画像表示装置、穿刺ガイド用アタッチメントを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被検体の断層画像を表示可能な超音波画像表示装置に用いられ、前記断層画像を取得すべく超音波をリニア走査するために直線的に配列された複数の超音波振動子を有するとともに、前記被検体に接触して前記超音波を送受信する振動子設置面、前記振動子設置面の反対側にある後面及び前記振動子設置面と前記後面との間にある複数の側面を外面として有するプローブ本体と、前記プローブ本体の前記外面に着脱可能に固定され、前記断層画像が示す断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備えた超音波プローブであって、前記プローブ本体において、超音波振動子列の延長線上かつ前記振動子設置面の端縁部には、前記穿刺針の先端側が当接して前記被検体に対する前記穿刺針の挿入位置を決める位置決め凹部が設けられ、前記外面には、前記穿刺ガイド用アタッチメントが固定可能な複数のプローブ側係合部が設けられ、前記穿刺ガイド用アタッチメントは、前記振動子設置面から前記後面側に離間した位置にて突出し、前記振動子設置面側からの投影視にて前記超音波振動子列の延長線上に沿って延びるように形成されたガイド溝を有する穿刺針ガイド部と、前記プローブ本体を挟み込んで固定する複数のアーム部が前記穿刺針ガイド部の反対側に延びるように設けられ、前記外面に接触する前記複数のアーム部に、前記複数のプローブ側係合部に対して選択的に係合する複数のアタッチメント側係合部が形成された挟持固定部とを備え、前記ガイド溝には、前記穿刺針を導入するための開口と、導入した前記穿刺針を当接させるための底部とが設けられ、前記底部と前記位置決め凹部との組み合わせにより前記穿刺針の挿入角度が決定され、前記複数のプローブ側係合部に対する前記複数のアタッチメント側係合部の係合位置の変更によって前記底部の位置が変わることにより、前記穿刺針の挿入角度が多段階的に調整可能であることを特徴とする超音波プローブをその要旨とする。

従って、請求項１に記載の発明によると、プローブ本体の位置決め凹部は、超音波振動子列の延長線上かつ振動子設置面の端縁部に設けられるとともに、穿刺ガイド用アタッチメントのガイド溝は、超音波振動子列の延長線上に沿って形成されている。このため、ガイド溝に穿刺針を導入してその先端を位置決め凹部に当接させることで、断層画像が示す断面に沿って穿刺針を確実に案内することができる。また、プローブ本体の位置決め凹部に穿刺針の針先を当接させた状態で穿刺針を穿刺針ガイド部におけるガイド溝の底部に当接させることで、穿刺針の挿入角度が決定される。ここで、穿刺針ガイド部は、振動子設置面から後面側に離間した位置に設けられているため、位置決め凹部と底部との距離を十分に確保することができ、穿刺針の挿入角度を正確に決定することができる。また、プローブ本体の外面には複数のプローブ側係合部が設けられており、それらプローブ側係合部に、穿刺ガイド用アタッチメントのアーム部に形成された複数のアタッチメント側係合部を選択的に係合させる。この結果、プローブ本体の外面に穿刺ガイド用アタッチメントが着脱可能に固定される。さらに、複数のプローブ側係合部に対する複数のアタッチメント側係合部の係合位置を変更すると、プローブ本体の位置決め凹部に対してガイド溝の底部の位置が変わる。従って、アタッチメント側係合部の係合位置の変更によって底部の位置が変わることにより、穿刺針の挿入角度を多段階的に調整することが可能となる。また、ガイド溝は、超音波振動子列の延長線上に沿って形成されているため、断層画像が示す断面に沿ってその断面から外れることなく穿刺針を確実に挿入することができる。さらに、本発明の超音波プローブを使用して、例えば血管に穿刺針を挿入する場合、挿入した穿刺針が血管壁に達したとき、針先が血管壁を貫通せずに血管壁がテント状に凹む（テンティング）。この状態で、穿刺針をガイド溝に沿って開口側に移動させ穿刺針の角度を大から小に変更すると、針先を血管壁に安全かつ確実に貫通させることができる。この後、穿刺針の穿刺状態を維持したまま（穿刺ルートを残したまま）、ガイド溝に沿ってプローブ本体を移動させ、ガイド溝の開口を通して超音波プローブ（穿刺ガイド用アタッチメント及びプローブ本体）を穿刺針から容易に取り外すことができる。さらに、本発明の超音波プローブでは、穿刺ガイド用アタッチメントは、プローブ本体から取り外すことができる。このため、穿刺ガイド用アタッチメントを使い捨てタイプ（ディスポーザブル）のアタッチメントとすることができる。また、穿刺ガイド用アタッチメントを再使用する場合でも、プローブ本体から穿刺ガイド用アタッチメントを取り外すことにより、そのアタッチメントの滅菌処理を容易に行うことができる。従って、本発明の超音波プローブを用いると、清潔性を保った状態で衛生的に施術を行うことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記超音波画像表示装置は、前記被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面と直交する縦断面を示す第２断層画像とを同時に表示可能であり、前記プローブ本体において、前記複数の超音波振動子が、前記横断面に対応した短軸方向、及び前記縦断面に対応した長軸方向に沿ってそれぞれ直線的に配列され、前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける前記穿刺針ガイド部は、前記第２断層画像が示す前記縦断面に沿って前記穿刺針を案内するために設けられ、前記穿刺針ガイド部における前記ガイド溝は、前記振動子設置面側からの投影視にて、前記長軸方向に沿って直線的に配列された前記超音波振動子列の延長線上に沿って延びるように形成されていることをその要旨とする。

従って、請求項２に記載の発明によると、プローブ本体において、短軸方向に配列した複数の超音波振動子を用い、その短軸方向に超音波を走査することで、被検体の横断面を示す第１断層画像の画像データが取得され、表示装置に第１断層画像が表示される。また、プローブ本体において、長軸方向に配列した複数の超音波振動子を用い、その長軸方向に超音波を走査することで、被検体の縦断面を示す第２断層画像の画像データが取得され、表示装置に第２断層画像が表示される。そして、穿刺ガイド用アタッチメントの穿刺針ガイド部によって、縦断面に沿って穿刺針が案内される。またここでは、横断面の中央部に穿刺針が位置するように第１断層画像を表示することも可能である。このようにすると、第１断層画像及び第２断層画像によって穿刺針の位置を容易に確認することができ、被検体において処置部周辺の神経や動脈などを傷つけることなく、穿刺針を確実に穿刺することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記プローブ側係合部は、前記プローブ本体における前記長軸方向と平行な前記側面において、前記長軸方向に沿って等間隔に複数配設される係合凹部または係合凸部であり、前記アタッチメント側係合部は、前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける前記複数のアーム部の内面において、前記プローブ側係合部の配設間隔と同じ間隔かつ前記長軸方向に沿って複数配設される係合凸部または係合凹部であることをその要旨とする。

従って、請求項３に記載の発明によると、プローブ本体のプローブ側係合部に対するアタッチメント側係合部の係合位置を変更することで、ガイド溝の底部の位置を長軸方向に移動させることができる。従って、長軸方向の第２断層画像が示す縦断面から穿刺針が外れることなく、穿刺針の挿入角度を確実に変更することができる。また、プローブ本体において、長軸方向と平行な側面は十分な長さを有するため、長軸方向に沿ってより多くのプローブ側係合部を設けることができる。この場合、角度調整に必要なスライド量を十分に確保することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記穿刺ガイド用アタッチメントを前記長軸方向にスライドさせて前記複数のアーム部による挟み込み量を調整し、前記複数のプローブ側係合部に対する前記アタッチメント側係合部の係合位置を変更することをその要旨とする。

従って、請求項４に記載の発明によると、複数のアーム部による挟み込み量を調整して複数のプローブ側係合部に対する複数のアタッチメント側係合部の係合位置を変更することで、ガイド溝の底部の位置が長軸方向に移動される。このようにすると、長軸方向の第２断層画像が示す縦断面から穿刺針が外れることなく、穿刺針の挿入角度をより確実に変更することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項において、前記プローブ側係合部及び前記アタッチメント側係合部は、四角形状であることをその要旨とする。

従って、請求項５に記載の発明によると、プローブ側係合部及びアタッチメント側係合部は四角形状であるため、穿刺ガイド用アタッチメントの直線移動や回転移動を確実に防止することができ、プローブ本体に対して穿刺ガイド用アタッチメントを確実に固定することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項２乃至５のいずれか１項に記載の超音波プローブが装着され、前記被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面と直交する縦断面を示す第２断層画像とを同時に表示可能な画像表示部を備えた超音波画像表示装置であって、前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示すガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記アタッチメント側係合部の現時点の係合位置に応じた前記穿刺針の挿入角度での進路を示すガイドラインを表示するガイドライン表示手段を備えたことを特徴とする超音波画像表示装置をその要旨とする。

従って、請求項６に記載の発明によると、被検体の横断面を示す第１断層画像上に穿刺針の進む方向を示すガイドラインが表示されるとともに、被検体の縦断面を示す第２断層画像上には、アタッチメント側係合部の現時点の係合位置に応じた穿刺針の挿入角度でのガイドラインが表示される。この場合、各ガイドラインによって、穿刺針の進路や穿刺針の挿入角度を確認しつつ、被検体の処置部（静脈や神経などの組織）に対して穿刺針の穿刺を確実に行うことができる。

請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記ガイドライン表示手段は、前記アタッチメント側係合部の現時点の係合位置に応じた前記穿刺針の挿入角度での進路を示すガイドラインに加え、他の挿入角度での進路を示す角度調整用ガイドラインを前記第２断層画像上に表示することをその要旨とする。

従って、請求項７に記載の発明によると、第２断層画像上には、穿刺針の挿入角度での進路を示すガイドラインに加え、他の挿入角度での進路を示す角度調整用ガイドラインが表示されるので、被検体の処置部に適した挿入角度を目視確認することができる。そして、挿入角度の変更が必要な場合には、プローブ本体に対して穿刺ガイド用アタッチメントを移動させてアタッチメント側係合部の係合位置を変更することにより、処置部に適した挿入角度に容易に調整することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項６または７において、前記複数のプローブ側係合部に対する前記アタッチメント側係合部の係合位置に応じた位置情報を入力する位置情報入力手段をさらに備え、前記ガイドライン表示手段は、前記位置情報入力手段により入力された前記位置情報に基づいて、前記係合位置に応じた前記穿刺針の挿入角度を判断し、その挿入角度での進路を示す前記ガイドラインを前記第２断層画像上に表示することをその要旨とする。

従って、請求項８に記載の発明によると、位置情報入力手段によって現時点でのアタッチメント側係合部の係合位置に応じた位置情報を入力することにより、その係合位置に応じた穿刺針の挿入角度での進路を示すガイドラインが第２断層画像上に表示される。この結果、第２断層画像上においてそのガイドラインが示す挿入角度で被検体に穿刺針を確実に挿入することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項６乃至８のいずれか１項において、前記第１断層画像及び前記第２断層画像において、時間的変化のある部分を時間的変化のない部分に対して色または輝度を変えて識別表示する識別表示手段をさらに備えることをその要旨とする。

従って、請求項９に記載の発明によると、超音波画像表示装置において、超音波プローブを用いた超音波の走査が繰り返し実施され、その走査毎に第１断層画像及び第２断層画像が更新される。このとき、第１断層画像及び第２断層画像において、時間的変化のある部分が時間的変化のない部分に対して色または輝度を変えて識別表示される。この場合、拍動がある血管壁の部分、穿刺針の針先の移動部分、穿刺針のテンティングによる血管壁の変形部分等が、変形のない周辺部分と異なる色または輝度によって表示される。従って、動脈を避けて穿刺針を確実に挿入することができる。さらに、テンティングの操作を適切に行うことができるため、穿刺針の針先を血管壁に安全かつ確実に貫通させることができる。

請求項１０に記載の発明は、複数の超音波振動子が直線的に配列され、被検体の断層画像を取得すべく超音波を走査する超音波プローブのプローブ本体の外面に着脱可能に固定され、前記断層画像上に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントであって、前記プローブ本体において前記複数の超音波振動子が設置された振動子設置面から前記プローブ本体の後面側に離間した位置にて突出した状態で設けられ、前記振動子設置面側からの投影視にて超音波振動子列の延長線上に沿って延びるように形成されたガイド溝を有する穿刺針ガイド部と、前記プローブ本体を挟み込んで固定する複数のアーム部が前記穿刺針ガイド部の反対側に延びるように設けられ、前記外面に接触する前記複数のアーム部に、前記プローブ本体に設けられた複数のプローブ側係合部に対して選択的に係合する複数のアタッチメント側係合部が形成された挟持固定部とを備え、前記ガイド溝には、前記穿刺針を導入するための開口と、導入した前記穿刺針を当接させるための底部とが設けられ、前記底部と前記プローブ本体に設けられた位置決め凹部との組み合わせにより前記穿刺針の挿入角度が決定され、前記複数のプローブ側係合部に対する前記複数のアタッチメント側係合部の係合位置の変更によって前記底部の位置が変わることにより、前記穿刺針の挿入角度が多段階的に調整可能であることを特徴とする穿刺ガイド用アタッチメントをその要旨とする。

従って、請求項１０に記載の発明によると、プローブ本体の位置決め凹部に穿刺針の針先を当接させた状態で穿刺針を穿刺針ガイド部におけるガイド溝の底部に当接させることで、穿刺針の挿入角度が決定される。穿刺針ガイド部は、前面である振動子設置面から後面側に離間した位置に設けられているため、位置決め凹部と底部との距離を十分に確保することができ、穿刺針の挿入角度を正確に決定することができる。また、プローブ本体の外面には複数のプローブ側係合部が設けられており、それらプローブ側係合部に、穿刺ガイド用アタッチメントの挟持固定部のアーム部に形成された複数のアタッチメント側係合部を選択的に係合させる。この結果、プローブ本体の外面に穿刺ガイド用アタッチメントが着脱可能に固定される。さらに、複数のプローブ側係合部に対する複数のアタッチメント側係合部の係合位置を変更すると、プローブ本体の位置決め凹部に対してガイド溝の底部の位置が変わる。従って、アタッチメント側係合部の係合位置の変更によって底部の位置が変わることにより、穿刺針の挿入角度を多段階的に調整することが可能となる。また、ガイド溝は、超音波振動子列の延長線上に沿って形成されているため、断層画像が示す断面に沿ってその断面から外れることなく穿刺針を確実に挿入することができる。さらに、穿刺針をガイド溝に沿って開口側に移動させ穿刺針の角度を大から小に変更することができる。このため、穿刺針のテンティング操作後、血管の方向に対して穿刺針を沿わせるように角度を変更することにより、針先を血管壁に安全かつ確実に貫通させることができる。また、本発明の穿刺ガイド用アタッチメントを用いると、穿刺針の穿刺状態を維持したまま（穿刺ルートを残したまま）、穿刺ガイド用アタッチメント（超音波プローブ）を穿刺針から取り外すことができる。さらに、本発明の穿刺ガイド用アタッチメントは、プローブ本体から取り外すことができるため、穿刺ガイド用アタッチメントを使い捨てタイプ（ディスポーザブル）のアタッチメントとすることができる。また、穿刺ガイド用アタッチメントを再使用する場合でも、そのアタッチメントの滅菌処理を容易に行うことができる。従って、本発明の穿刺ガイド用アタッチメントを用いると、清潔性を保った状態で衛生的に施術を行うことができる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０において、前記挟持固定部には、前記プローブ本体において前記超音波振動子列の配列方向と平行な２つの前記側面に接触することにより前記プローブ本体を挟み込んで固定する一対のアーム部が、前記複数のアーム部として設けられていることをその要旨とする。

従って、請求項１１に記載の発明によると、プローブ本体において、超音波振動子列の配列方向と平行な２つの側面は、その配列方向に十分な長さを有する。このため、挟持固定部の一対のアーム部によってプローブ本体の各側面を挟み込むことで側面との接触面積を十分に確保することができ、プローブ本体に穿刺ガイド用アタッチメントを確実に固定することができる。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１において、前記複数のアタッチメント側係合部は、前記一対のアーム部において対向する内面に突設された係合凸部であることをその要旨とする。

従って、請求項１２に記載の発明によると、一対のアーム部の内面に形成される複数のアタッチメント側係合部が係合凸部であるので、係合凹部を形成する場合と比較して各アーム部の強度を維持しやすい構造とすることができる。

請求項１３に記載の発明は、請求項１２において、前記一対のアーム部は、自身の延びる方向に沿って等間隔に配設された前記係合凸部を複数ずつ備えていることをその要旨とする。

従って、請求項１３に記載の発明によると、一対のアーム部は、自身の延びる方向に沿って等間隔に配設された係合凸部を複数ずつ備えており、それら係合凸部がプローブ本体の側面に配設された複数の係合凹部に係合される。この場合、アーム部の延びる方向に幅を持った状態で穿刺ガイド用アタッチメントを確実に固定することができる。

以上詳述したように、請求項１〜１３に記載の発明によると、被検体に対する穿刺を簡単かつ確実に行うことができる。

一実施の形態の血管撮影装置を示す正面図。 一実施の形態の血管撮影装置の電気的構成を示すブロック図。 一実施の形態の短軸像及び長軸像を示す説明図。 一実施の形態の超音波プローブを示す分解斜視図。 底面側から見たプローブ本体を示す斜視図。 穿刺ガイド用アタッチメントを示す上面図。 穿刺針の挿入角度を示す超音波プローブの側面図。 穿刺針の挿入角度を示す超音波プローブの側面図。 短軸像及び長軸像を示す説明図。 別の実施の形態の穿刺ガイド用アタッチメントを示す上面図。 別の実施の形態の超音波プローブを示す側面図。 別の実施の形態の超音波プローブを示す側面図。 別の実施の形態の超音波プローブを示す分解斜視図。

以下、本発明を超音波画像表示装置としての血管撮影装置に具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本実施の形態の血管撮影装置１を示す正面図であり、図２は、その血管撮影装置１の電気的構成を示すブロック図である。

図１及び図２に示されるように、血管撮影装置１は、装置本体２と、その装置本体２に接続される超音波プローブ３とを備えている。本実施の形態の血管撮影装置１は、例えば生体組織４（被検体）内の静脈５にカテーテルなどの穿刺針６を挿入する際に使用される装置であり、静脈５の横断面を示す第１断層画像８（短軸像）と静脈５の縦断面を示す第２断層画像９（長軸像）とを同時に表示する（図３参照）。

超音波プローブ３は、信号ケーブル１１と、信号ケーブル１１の先端に接続されるプローブ本体１２と、プローブ本体１２に対して着脱可能に固定される穿刺ガイド用アタッチメント１４と、信号ケーブル１１の基端に設けられるプローブ側コネクタ１５とを備える。装置本体２にはコネクタ１６が設けられ、そのコネクタ１６に超音波プローブ３のプローブ側コネクタ１５が接続されている。

超音波プローブ３は、リニア式電子走査を行うためのリニアプローブであり、例えば、５ＭＨｚの超音波を直線的に走査する。図４及び図５に示されるように、超音波プローブ３のプローブ本体１２は、生体組織４に接触して超音波を送受信する振動子設置面２０、振動子設置面２０の反対側にある後面２１及び振動子設置面２０と後面２１との間にある複数の側面２２を外面として有している。プローブ本体１２の振動子設置面２０上には、配列方向が相互に直交して略Ｔ字状となるように複数の超音波振動子２４が配列している。より詳しくは、プローブ本体１２において、複数の超音波振動子２４が、横断面に対応した短軸方向Ｙ、及び縦断面に対応した長軸方向Ｘに沿ってそれぞれ直線的に配列されている。長軸方向Ｘの超音波振動子列２５は、振動子設置面２０におけるプローブ本体１２の中心線Ｌ０上に沿って配置されている。つまり、本実施の形態では、振動子設置面２０において長軸方向Ｘの超音波振動子列２５の延長線Ｌ０とプローブ本体１２の中心線Ｌ０とが一致する。さらに、長軸方向Ｘの超音波振動子列２５の始端が短軸方向Ｙの超音波振動子列２６のほぼ中央に位置するように配列している。

本実施の形態の超音波プローブ３において、略Ｔ字状の超音波振動子列２５，２６における超音波の走査は、例えば、短軸方向Ｙの超音波振動子列２６の一端（例えば図２の右端となる始端）の超音波振動子２４から開始される。そして、短軸方向Ｙの超音波振動子列２６の他端（例えば図２の左端となる終端）の超音波振動子２４に向けて１素子ずつ順番に行われる。その後、短軸方向Ｙの超音波振動子列２６のほぼ中央に位置する長軸方向Ｘの超音波振動子列２５の一端（図２では下端となる始端）の超音波振動子２４から他端（図２では上端となる終端）の超音波振動子２４に向けて１素子ずつ順番に超音波の走査が行われる。

本実施の形態の超音波プローブ３では、プローブ本体１２において底面に位置する振動子設置面２０が生体組織４との接触面であり、超音波の送受信を行うための送受信面となる。この振動子設置面２０において、略Ｔ字状に超音波振動子列２５，２６が配置される部分には、図示しない音響整合層を介して略Ｔ字状の音響レンズ２７が配設されている。

プローブ本体１２において、長軸方向Ｘと平行な一対の側面２２には、穿刺ガイド用アタッチメント１４が固定可能な複数（本実施の形態では１０個）のプローブ側係合部２８が設けられている。プローブ側係合部２８は、プローブ本体１２の各側面２２において、振動子設置面２０から後方に離間した後面２１側の位置であって長軸方向Ｘに沿って等間隔に複数配設されている。プローブ側係合部２８は、長方形状をなす係合凹部であり、長軸方向Ｘに短辺を有するように形成されている。

プローブ本体１２において、長軸方向Ｘの超音波振動子列２５の延長線（振動子設置面２０におけるプローブ本体１２の中心線Ｌ０）上かつ振動子設置面２０の端縁部２０ａ（図４及び図５では左側の端縁部）には、位置決め凹部３０が設けられている。位置決め凹部３０は、穿刺針６の先端側が当接して生体組織４に対する穿刺針６の挿入位置を決めるための凹部である。さらに、生体組織４が接触するプローブ本体１２の振動子設置面２０において、短軸方向Ｙの両端部には、生体組織４の観察部位の圧迫を回避するための凸条部３１が長軸方向Ｘに沿って設けられている。プローブ本体１２の振動子設置面２０にて一対の凸条部３１を離間して設けることで、振動子設置面２０側における一対の凸条部３１間の領域があまり強く圧迫されなくなる。よって、観察部位にある静脈５が押し潰されることが防止され、静脈５への穿刺を確実に行うことが可能となる。

図４及び図６に示されるように、穿刺ガイド用アタッチメント１４は、穿刺針６を案内するためのガイド溝３３が形成された穿刺針ガイド部３４と、プローブ本体１２の側面２２を挟み込んで固定する一対のアーム部３５が設けられた挟持固定部３６とを備える。穿刺ガイド用アタッチメント１４は、第１断層画像８が示す横断面の中央部に穿刺針６が位置するとともに、第２断層画像９が示す縦断面に沿って穿刺針６を所定の角度で生体組織４に挿入するよう穿刺針６を案内する。本実施の形態の穿刺ガイド用アタッチメント１４は、可撓性を有する樹脂材料を用いて形成された樹脂成型部品であり、使い捨てタイプのアタッチメントとして使用される。

挟持固定部３６の各アーム部３５は、穿刺針ガイド部３４の反対側に延びるように設けられている。アーム部３５は、自身の伸びる方向（プローブ本体１２の長軸方向Ｘ）に沿って等間隔に配設されたアタッチメント側係合部３７を複数ずつ備えている。具体的には、各アーム部３５において、互いに対向する内面３８がプローブ本体１２の側面２２に接触する接触面となる。そして、それらアーム部３５の内面３８に、複数のプローブ側係合部２８に対して選択的に係合する複数のアタッチメント側係合部３７が配設されている。アタッチメント側係合部３７は、平面視で長方形状をなす係合凸部であり、長軸方向Ｘの超音波振動子列２５の配列方向に短辺を有する。また、アタッチメント側係合部３７は、各アーム部３５の内面３８において、プローブ側係合部２８の配設間隔と同じ間隔かつ長軸方向Ｘに沿って配設される。挟持固定部３６の各アーム部３５は比較的薄く板状に形成されており、その弾性力によってプローブ本体１２の側面２２を挟み込む力が働くようになっている。

穿刺針ガイド部３４は、振動子設置面２０から後面２１側に離間した位置にて突出している。穿刺針ガイド部３４のガイド溝３３は、振動子設置面２０からの投影視にて超音波振動子列２５の延長線Ｌ０上に沿って延びるように形成されている。穿刺針ガイド部３４は、長軸方向Ｘの超音波振動子列２５の配列方向と平行な方向に延設されかつ基端部が互いに連結された２本の棒状部材４０により構成され、上方から見た形状が略Ｕ字状となるよう形成されている。そして、穿刺針ガイド部３４において２本の棒状部材４０間に設けられた隙間がガイド溝３３となる。穿刺ガイド用アタッチメント１４において、穿刺針ガイド部３４は、挟持固定部３６よりも高い位置に設けられている（図７等参照）。

穿刺ガイド用アタッチメント１４をプローブ本体１２に装着した状態では、プローブ本体１２の中心線Ｌ０上にガイド溝３３が配置される。ガイド溝３３には、穿刺針６を導入するための開口４１と、導入した穿刺針６を当接させる底部４２とが設けられている。さらに、穿刺針ガイド部３４のガイド溝３３には、開口４１の側に行くに従って徐々に溝幅が広くなるよう形成された穿刺針導入部４３が設けられている。

そして、図７に示されるように、ガイド溝３３の底部４２とプローブ本体１２の位置決め凹部３０との組み合わせにより穿刺針６の挿入角度が決定される。つまり、プローブ本体１２の位置決め凹部３０に穿刺針６の針先を当接させるとともに、ガイド溝３３の底部４２に穿刺針６の側面を当接させることによって、生体組織４に対する穿刺針６の挿入角度が決定される。また、本実施の形態では、図８に示されるように、穿刺ガイド用アタッチメント１４をプローブ本体１２の長軸方向Ｘにスライドさせて一対のアーム部３５における挟み込み量を調整し、複数のプローブ側係合部２８に対する複数のアタッチメント側係合部３７の係合位置を変更する。このアタッチメント側係合部３７の係合位置変更に基づき、ガイド溝３３の底部４２の位置を変更することにより、底部４２と位置決め凹部３０とにより決定される穿刺針６の挿入角度が多段階に調整されるようになっている。なお、本実施の形態では、複数のプローブ側係合部２８のうちの半分以上（１０個中の５個以上）の係合部に複数のアタッチメント側係合部３７を係合させた状態で、穿刺針６の穿刺を行う。このようにすると、プローブ本体１２に穿刺ガイド用アタッチメント１４を確実に装着することができる。この結果、穿刺の際に穿刺針６から外力が加わっても、穿刺ガイド用アタッチメント１４はどの方向にも移動することなくガイド溝３３の底部４２が所定の位置に固定されるため、係合位置に応じた挿入角度で穿刺針６の穿刺を確実に行うことが可能となる。

次に、血管撮影装置１における電気的な構成について詳述する。

図２に示されるように、血管撮影装置１の装置本体２は、コントローラ５０、パルス発生回路５１、送信回路５２、受信回路５３、信号処理回路５４、画像処理回路５５、メモリ５６、記憶装置５７、入力装置５８、表示装置５９（画像表示部）等を備える。コントローラ５０は、周知の中央処理装置（ＣＰＵ）を含んで構成されており、メモリ５６を利用して制御プログラムを実行し、装置全体を統括的に制御する。

パルス発生回路５１は、コントローラ５０からの制御信号に応答して動作し、所定周期のパルス信号を生成して出力する。送信回路５２は、超音波プローブ３における超音波振動子２４の素子数に対応した複数の遅延回路（図示略）を含み、パルス発生回路５１から出力されるパルス信号に基づいて、各超音波振動子２４に応じて遅延させた駆動パルスを出力する。各駆動パルスの遅延時間は、超音波プローブ３から出力される超音波が所定の照射点で焦点を結ぶように設定されている。

受信回路５３は、図示しない信号増幅回路、遅延回路、整相加算回路を含む。この受信回路５３では、超音波プローブ３における各超音波振動子２４で受信された各反射波信号（エコー信号）が増幅されるとともに、受信指向性を考慮した遅延時間が各反射波信号に付加された後、整相加算される。この加算によって、各超音波振動子２４の受信信号の位相差が調整される。

信号処理回路５４は、図示しない対数変換回路、包絡線検波回路、Ａ／Ｄ変換回路などから構成されている。信号処理回路５４における対数変換回路は反射波信号を対数変換し、包絡線検波回路は対数変換回路の出力信号の包絡線を検波する。また、Ａ／Ｄ変換回路は、包絡線検波回路から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。

画像処理回路５５は、信号処理回路５４から出力される反射波信号に基づいて、画像処理を行いＢモードの超音波画像（断層画像）の画像データを生成する。具体的には、画像処理回路５５は、反射波信号の振幅（信号強度）に応じた輝度の画像データを生成する。画像処理回路５５で生成された画像データは逐次メモリ５６に記憶される。なおここでは、生体組織４の横断面を示す第１断層画像８及び生体組織４の縦断面を示す第２断層画像９の画像データが生成され、メモリ５６に記憶される。そして、メモリ５６に記憶された１フレーム分の画像データに基づいて、生体組織４の第１断層画像８及び第２断層画像９が白黒の濃淡で表示装置５９に表示される。また、本実施の形態では、第１断層画像８及び第２断層画像９において、時間的変化のある部分が時間的変化のない部分（白黒の表示部分）に対して色を変えて例えば赤色で識別表示されるようになっている。

入力装置５８は、キーボード６１やトラックボール６２などで構成されており、ユーザからの要求や指示等の入力に用いられる。表示装置５９は、例えば、ＬＣＤやＣＲＴなどのディスプレイであり、生体組織４の第１断層画像８及び第２断層画像９（図３参照）や、各種設定の入力画面を表示するために用いられる。

本実施の形態の表示装置５９の表示画面には、図３に示すように、第１断層画像８及び第２断層画像９が左右に並べて表示される。また、第１断層画像８上に、穿刺針６の進む方向を示すガイドライン６５が表示されるとともに、第２断層画像９上に、穿刺針６の挿入角度での進路を示すガイドライン６６が表示される。第１断層画像８上及び第２断層画像９上のガイドライン６５，６６は、同じ線種（具体的には破線）及び線色（具体的には黄色）で表示される。さらに、第２断層画像９上には、穿刺針６の挿入角度での進路を示すガイドライン６６に加え、他の挿入角度での進路を示す角度調整用ガイドライン６７が表示される。なお、角度調整用ガイドライン６７は、ガイドライン６６よりも薄く表示される。

記憶装置５７は、磁気ディスク装置や光ディスク装置などであり、その記憶装置５７には制御プログラム及び各種のデータが記憶されている。コントローラ５０は、入力装置５８による指示に従い、プログラムやデータを記憶装置５７からメモリ５６へ転送し、それを逐次実行する。なお、コントローラ５０が実行するプログラムとしては、メモリカード、フレキシブルディスク、光ディスクなどの記憶媒体に記憶されたプログラムや、通信媒体を介してダウンロードしたプログラムでもよく、その実行時には記憶装置５７にインストールして利用する。

次に、本実施の形態の血管撮影装置１を用いてカテーテルの穿刺針６を生体組織４の静脈５に挿入する際の操作例について以下に説明する。

ここでは、先ず、医者などの作業者は、患者の処置部に適した穿刺針６の挿入角度を判断する。そして、作業者は、その挿入角度となるようにプローブ本体１２における複数のプローブ側係合部２８に対して複数のアタッチメント側係合部３７を係合させ、プローブ本体１２に穿刺ガイド用アタッチメント１４を装着する。その後、作業者は、位置情報入力手段としての入力装置５８のキーボード６１を操作し、複数のプローブ側係合部２８に対するアタッチメント側係合部３７の係合位置に応じた位置情報を入力する。このとき、コントローラ５０は、その位置情報をメモリ５６に一旦記憶する。

さらに、作業者は、処置部となる生体組織４の表面に、音響媒体（無菌ゲルや滅菌ゲル）を塗った後、その音響媒体を介してプローブ本体１２の振動子設置面２０を接触させる。この後、作業者は、入力装置５８に設けられている走査開始ボタン（図示略）を操作する。すると、コントローラ５０は、そのボタン操作を判断し、生体組織４の断層画像８，９を表示するための処理を開始する。

この処理において、コントローラ５０は、パルス発生回路５１を動作させ、超音波プローブ３による超音波の送受信を開始させる。具体的には、コントローラ５０から出力される制御信号に応答してパルス発生回路５１が動作し、所定周期のパルス信号が送信回路５２に供給される。そして、送信回路５２では、パルス信号に基づいて、各超音波振動子２４に対応した遅延時間を有する駆動パルスが生成され、超音波プローブ３に供給される。これにより、超音波プローブ３の各超音波振動子２４が振動して超音波が生体組織４に向けて照射される。生体組織４内を伝搬する超音波の一部は、生体組織４における組織境界面（例えば血管壁）などで反射して超音波プローブ３で受信される。このとき、超音波プローブ３の各超音波振動子２４によって反射波が電気信号（反射波信号）に変換される。そして、その反射波信号は、受信回路５３で増幅等された後、信号処理回路５４に入力される。

信号処理回路５４では、対数変換、包絡線検波、Ａ／Ｄ変換といった信号処理が行われ、デジタル信号に変換された反射波信号が画像処理回路５５に供給される。画像処理回路５５では、その反射波信号に基づいて、断層画像８，９の画像データを生成するための画像処理が行われる。そして、コントローラ５０は、画像処理回路５５で生成された各画像データをメモリ５６に一旦記憶する。

コントローラ５０は、メモリ５６に記憶された各画像データを読み出し、第１断層画像８及び第２断層画像９の１フレーム分のデータを生成する。さらに、ガイドライン表示手段としてのコントローラ５０は、メモリ５６に記憶された位置情報を読み出し、その位置情報に基づいて穿刺針６の挿入角度を判断するとともに、その挿入角度に応じたガイドライン６５，６６及び角度調整用ガイドライン６７の表示データを生成する。その後、コントローラ５０は、生成した断層画像８，９のデータ及びガイドライン６５〜６７の表示データを表示装置５９に出力する。この結果、図９に示されるように、表示装置５９の表示画面に第１断層画像８及び第２断層画像９が左右に並べて同時に表示されるとともに、各断層画像８，９上にガイドライン６５〜６７が重ね合わせて表示される。また、本実施の形態では、所定時間毎に超音波の走査が繰り返し行われ、その都度、第１断層画像８及び第２断層画像９の画像データが生成され、メモリ５６のデータが更新される。このとき、識別表示手段としてのコントローラ５０は、更新前の画像データと更新後の画像データに基づいて、時間的変化のある部分を判定する。そして、コントローラ５０は、第１断層画像８及び第２断層画像９のデータにおいて、時間的変化のある部分を時間的変化のない部分（白黒の表示部分）に対して色を変えた画像データを生成して表示装置５９に出力する。この結果、第１断層画像８及び第２断層画像９において、動脈の血管壁７０などのように脈動によって時間的変化のある部分が赤色で識別表示される。

作業者は、表示装置５９に表示された第１断層画像８及び第２断層画像９を確認し、超音波プローブ３の位置を調整する。具体的には、作業者は、図９に示されるように、第１断層画像８（短軸像）上に静脈５の横断面が撮影されるとともに第１断層画像８上のガイドライン６５が静脈５の中心に位置するように超音波プローブ３を移動する。さらに、第２断層画像９（長軸像）上に沿って静脈５の縦断面が撮影されるように、超音波プローブ３を移動して、静脈５が延びる方向（軸方向）とプローブ本体１２の長軸方向Ｘとを一致させる。

その後、作業者は、第２断層画像９上のガイドライン６６が示す穿刺針６の挿入角度が静脈５への穿刺に適した角度か否かを判定する。ここで穿刺針６の挿入角度に問題がある場合には、角度調整用ガイドライン６７の位置を確認した後、プローブ本体１２にて穿刺ガイド用アタッチメント１４をスライド移動し、適した挿入角度となるように複数のプローブ側係合部２８に対する複数のアタッチメント側係合部３７の係合位置を変更する。またここで、穿刺針６の挿入角度での進路を示すガイドライン６５，６６上に赤色で表示された部分（動脈の血管壁７０等）がある場合には、作業者は、その動脈を避けるように超音波プローブ３の位置を移動させる。

その後、作業者は、穿刺ガイド用アタッチメント１４の穿刺針ガイド部３４において、ガイド溝３３の開口４１からカテーテルの穿刺針６を導入する。そして、作業者は、プローブ本体１２の位置決め凹部３０の位置に穿刺針６の針先を当接させるとともに、ガイド溝３３の底部４２に穿刺針６の側面を当接させた後、生体組織４に対して穿刺針６を挿入していく。すると、図３に示されるように、第１断層画像８及び第２断層画像９に穿刺針６が表示され、第２断層画像９においては、穿刺針６の針先７１が時間的変化のある部分として赤色で識別表示される。また、作業者は、赤色で表示された穿刺針６の針先７１に基づいて、穿刺針６の挿入位置を確認しつつ、穿刺針６を挿入していく。

そして、穿刺針６の針先７１が静脈５の血管壁に達すると、針先７１が血管壁を貫通せずに血管壁がテント状に凹んでいく（テンティング）。この際には、穿刺針６の針先７１に加えて、血管壁において凹む部分が時間的変化のある部分として赤色で識別表示される。作業者は、血管壁の凹みに対応した赤色の表示部分に基づいて、テンティングが十分に進行した旨を判定したとき、穿刺針６の後端側をガイド溝３３に沿って開口４１の側に移動させる。これにより、静脈５の方向に対して穿刺針６を沿わせるように穿刺針６の挿入角度が変更されるため、静脈５の血管壁を針先７１が容易に貫通し、針先７１が血管内に挿入される。作業者は、第２断層画像９に基づいて、穿刺針６の針先７１が静脈５内に達したことを確認し、穿刺針６の穿刺動作を止める。その後、作業者は、入力装置５８に設けられている走査終了ボタン（図示略）を操作する。コントローラ５０は、そのボタン操作を判断し、生体組織４の断層画像８，９を表示するための処理を終了する。

さらに、作業者は、穿刺針６の穿刺状態を維持したまま（穿刺ルートを残したまま）、ガイド溝３３に沿ってプローブ本体１２を移動させる。そして、作業者は、ガイド溝３３の開口４１を通して超音波プローブ３（穿刺ガイド用アタッチメント１４及びプローブ本体１２）を穿刺針６から取り外す。この後、作業者は、カテーテル操作を行い、静脈５内にカテーテルを挿入して所定の治療を行う。

従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施の形態の超音波プローブ３において、プローブ本体１２の位置決め凹部３０は、超音波振動子列２５の延長線Ｌ０上かつ振動子設置面２０の端縁部２０ａに設けられるとともに、穿刺ガイド用アタッチメント１４のガイド溝３３は、超音波振動子列２５の延長線Ｌ０上に沿って形成されている。従って、ガイド溝３３に穿刺針６を導入してその先端を位置決め凹部３０に当接させることで、断層画像９が示す縦断面に沿って穿刺針６を確実に案内することができる。また、プローブ本体１２の位置決め凹部３０に穿刺針６の先端を当接させた状態で穿刺針６を穿刺針ガイド部３４におけるガイド溝３３の底部４２に当接させることで、穿刺針６の挿入角度が決定される。ここで、穿刺針ガイド部３４は、振動子設置面２０から後面２１側に離間した位置に設けられているため、位置決め凹部３０と底部４２との距離を十分に確保することができるため、穿刺針６の挿入角度を正確に決定することができる。また、本実施の形態の超音波プローブ３では、プローブ本体１２の側面２２には複数のプローブ側係合部２８が設けられており、それらプローブ側係合部２８に、穿刺ガイド用アタッチメント１４に形成された複数のアタッチメント側係合部３７が選択的に係合する。この結果、プローブ本体１２の側面２２に穿刺ガイド用アタッチメント１４が着脱可能に固定される。さらに、複数のプローブ側係合部２８に対する複数のアタッチメント側係合部３７の係合位置を変更すると、プローブ本体１２の位置決め凹部３０に対してガイド溝３３の底部４２の位置が変わる。従って、アタッチメント側係合部３７の係合位置の変更によって底部４２の位置が変わることにより、穿刺針６の挿入角度を多段階的に調整することが可能となる。また、ガイド溝３３は、超音波振動子列２５の延長線Ｌ０上に沿って形成されているため、第２断層画像９が示す断面に沿ってその断面から外れることなく穿刺針６を確実に挿入することができる。

（２）本実施の形態の超音波プローブ３では、穿刺針６をガイド溝３３に沿って開口４１の側に移動させることで、穿刺針６の角度を変えることができる。このため、穿刺針６のテンティング操作後、静脈５の方法に対して穿刺針６を沿わせるように角度を変更することにより、針先７１を血管壁に安全かつ確実に貫通させることができる。また、本実施の形態の穿刺ガイド用アタッチメント１４を用いると、穿刺針６の穿刺状態を維持したまま（穿刺ルートを残したまま）、穿刺ガイド用アタッチメント１４（超音波プローブ３）を穿刺針６から取り外すことができる。従って、超音波プローブ３が邪魔になることなくカテーテルを用いた治療を容易かつ迅速に行うことができる。さらに、本発明の穿刺ガイド用アタッチメント１４は、プローブ本体１２から取り外すことができるため、穿刺ガイド用アタッチメント１４を使い捨てタイプのアタッチメントとすることができる。また、穿刺ガイド用アタッチメント１４を再使用する場合でも、そのアタッチメント１４の滅菌処理を容易に行うことができる。従って、本実施の形態の穿刺ガイド用アタッチメント１４を用いると、清潔性を保った状態で衛生的に施術を行うことができる。

（３）本実施の形態の超音波プローブ３では、プローブ本体１２において、短軸方向Ｙに配列した複数の超音波振動子２４を用い、その短軸方向Ｙに超音波を走査することで静脈５の横断面を示す第１断層画像８の画像データが取得され、表示装置５９に第１断層画像８が表示される。また、プローブ本体１２において、長軸方向Ｘに配列した複数の超音波振動子２４を用い、その長軸方向Ｘに超音波を走査することで、静脈５の縦断面を示す第２断層画像９のデータが取得され、表示装置５９に第２断層画像９が表示される。そして、穿刺ガイド用アタッチメント１４の穿刺針ガイド部３４によって、縦断面に沿って穿刺針６が案内される。このようにすると、第１断層画像８及び第２断層画像９によって生体組織４における穿刺針６の位置を容易に確認することができ、処置部周辺の神経や動脈などを傷つけることなく、穿刺針６を確実に穿刺することができる。

（４）本実施の形態の超音波プローブ３では、プローブ本体１２に対して穿刺ガイド用アタッチメント１４を長軸方向Ｘにスライドさせることで、複数のアーム部３５における挟み込み量が調整される。これにより、複数のプローブ側係合部２８に対する複数のアタッチメント側係合部３７の係合位置が変更され、ガイド溝３３の底部４２の位置を長軸方向Ｘに移動させることができる。このため、長軸方向Ｘの第２断層画像９が示す縦断面から穿刺針６が外れることなく、穿刺針６の挿入角度を確実に変更することができる。

（５）本実施の形態の超音波プローブ３において、プローブ側係合部２８及びアタッチメント側係合部３７は、アタッチメント１４のスライド方向となる長軸方向Ｘに短辺を有する長方形状である。この場合、プローブ本体１２により多くのプローブ側係合部２８を設けることが可能となるため、プローブ本体１２に対して穿刺ガイド用アタッチメント１４を確実に固定することができる。また、各係合部２８，３７が長方形状であるため、穿刺ガイド用アタッチメント１４の直線移動や回転移動を確実に防止することができる。

（６）本実施の形態の血管撮影装置１において、静脈５の横断面を示す第１断層画像８上に穿刺針６の進む方向を示すガイドライン６５が表示されるとともに、静脈５の縦断面を示す第２断層画像９上には、アタッチメント側係合部３７の現時点の係合位置に応じた穿刺針６の挿入角度でのガイドライン６６が表示される。従って、各ガイドライン６５，６６によって、生体組織４内における穿刺針６の進路や穿刺針６の挿入角度を確認しつつ、静脈５に対して穿刺針６の穿刺を確実に行うことができる。

（７）本実施の形態の血管撮影装置１において、第２断層画像９上には、穿刺針６の挿入角度での進路を示すガイドライン６６に加え、他の挿入角度での進路を示す角度調整用ガイドライン６７が表示されるので、静脈５に適した挿入角度を確認することができる。そして、挿入角度の変更が必要な場合には、プローブ本体１２に対して穿刺ガイド用アタッチメント１４を移動させてアタッチメント側係合部３７の係合位置を変更することにより、静脈５に適した挿入角度に容易に調整することができる。

（８）本実施の形態の血管撮影装置１では、第１断層画像８及び第２断層画像９において、拍動がある血管壁７０の部分、穿刺針６の針先７１の移動部分、穿刺針６のテンティングによる血管壁の変形部分等が、変形のない周辺部分とは異なる色によって表示される。このようにすると、動脈を避けて穿刺針６を確実に挿入することができる。特に、穿刺針６は非常に細いため、第２断層画像９では穿刺針６の移動が確認しにくいが、穿刺の際に最も重要な部位である針先７１が異なる色で強調されて表示されるため、針先７１の移動を正確に把握することができる。従って、テンティングの操作を適切に行うことができ、穿刺針６の針先７１を血管壁に安全かつ確実に貫通させることができる。また、血管など血流のある部分を色分けして白黒の断層画像の上に血流を表示する手法としてカラードプラ法が実用化されている。このカラードプラ法を採用する場合、高速フーリエ変換等の複雑な処理が必要となり、処理負荷が増すため、超音波走査による画像のフレームレートが遅くなってしまう。これに対して、本実施の形態では、更新前後の画像データを比較するといった簡単な処理で血管壁７０や針先７１を識別表示することができるため、第１断層画像８及び第２断層画像９のフレームレートを速くすることができる。従って、各断層画像８，９のリアルタイム表示が可能となり、針先７１の動きを正確に確認することができる。

（９）本実施の形態の穿刺ガイド用アタッチメント１４において、挟持固定部３６には、プローブ本体１２において超音波振動子列２５の配列方向と平行な２つの側面２２に接触することによりプローブ本体１２を挟み込んで固定する一対のアーム部３５が設けられている。プローブ本体１２において、超音波振動子列２５の配列方向と平行な２つの側面２２は、その配列方向に十分な長さを有する。このため、一対のアーム部３５によってプローブ本体１２の各側面２２を挟み込むことで側面２２との接触面積を十分に確保することができ、プローブ本体１２に穿刺ガイド用アタッチメント１４を確実に固定することができる。

（１０）本実施の形態の穿刺ガイド用アタッチメント１４において、複数のアタッチメント側係合部３７は、一対のアーム部３５において対向する内面３８に突設された係合凸部であるので、係合凹部を形成する場合と比較して各アーム部３５の強度を維持しやすい構造とすることができる。

（１１）本実施の形態の穿刺ガイド用アタッチメント１４において、一対のアーム部３５は、自身の延びる方向に沿って等間隔に配設された係合凸部３７を複数ずつ備えている。そして、それら係合凸部３７がプローブ本体１２の側面２２に配設された複数の係合凹部２８に係合される。この場合、アーム部３５の延びる方向に幅を持った状態で穿刺ガイド用アタッチメント１４を確実に固定することができるため、プローブ本体１２に対する穿刺ガイド用アタッチメント１４の移動を確実に防止することができる。

（１２）本実施の形態の穿刺ガイド用アタッチメント１４では、ガイド溝３３において開口４１の側に設けられた穿刺針導入部４３の溝幅が広くなっているので、穿刺針導入部４３からガイド溝３３内に穿刺針６を容易に導入することができる。

（１３）本実施の形態の穿刺ガイド用アタッチメント１４において、穿刺針ガイド部３４が２本の棒状部材４０により構成されるため、穿刺ガイド用アタッチメント１４をコンパクトに形成することができる。従って、本実施の形態の穿刺ガイド用アタッチメント１４を用いると、超音波プローブ３が扱い易くなり、作業性が向上する。具体的には、穿刺針ガイド部３４の表面積が小さくなるため、プローブ本体１２の位置決め凹部３０が穿刺針ガイド部３４によって隠れて確認しにくくなるといった問題を回避することができる。

（１４）本実施の形態の超音波プローブ３では、プローブ本体１２の振動子設置面２０において短軸方向Ｙの両端部には、一対の凸条部３１が長軸方向Ｘに沿って設けられている。このように凸条部３１を設けることにより、プローブ本体１２の振動子設置面２０を生体組織４の表面に押し付けた場合でも、観察部位の圧迫を回避することができる。従って、静脈５が押し潰されることがなく、穿刺針６の穿刺を確実に行うことができる。

（１５）本実施の形態の血管撮影装置１では、表示装置５９の表示画面において、第１断層画像８と第２断層画像９とが左右に並べて表示される。また、第１断層画像８と第２断層画像９とにおいて、ガイドライン６５，６６が同じ線種及び線色で表示される。このようにすると、静脈５の位置や穿刺針６の位置を容易に確認することができるため、穿刺針６の穿刺を迅速に行うことができる。

なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。

・上記実施の形態の穿刺ガイド用アタッチメント１４において、穿刺針ガイド部３４は、長さの等しい２本の棒状部材４０によって形成されていたが、これに限定されるものではない。図１０に示される穿刺ガイド用アタッチメント１４Ａのように、穿刺針ガイド部３４Ａを構成する２本の棒状部材４０Ａ,４０Ｂは長さが異なり、相対的に長いほうの棒状部材４０Ａの先端部が、相対的に短いほうの棒状部材４０Ｂの先端部から突出するように形成してもよい。このように穿刺針ガイド部３４Ａを形成すると、突出した棒状部材４０Ａの先端部に穿刺針６を当てることでガイド溝３３内に穿刺針６を容易に導くことができる。つまり、相対的に長いほうの棒状部材４０Ａの先端部を穿刺針導入部４３Ａとして機能させることができる。

・上記実施の形態の超音波プローブ３では、プローブ側係合部２８が係合凹部であり、アタッチメント側係合部３７が係合凸部であったが、これとは逆に、プローブ側係合部が係合凸部であり、アタッチメント側係合部が係合凹部であってもよい。また、図１１に示される超音波プローブ３Ａのように、プローブ本体１２の側面２２に係合凸部であるプローブ側係合部２８Ａを形成する場合、アタッチメント側係合部３７Ａとして貫通孔を形成し、貫通孔のアタッチメント側係合部３７Ａをプローブ側係合部２８Ａに嵌め込むことで穿刺ガイド用アタッチメント１４Ｂをプローブ本体１２に固定してもよい。

・上記実施の形態の超音波プローブ３では、プローブ側係合部２８,２８Ａ及びアタッチメント側係合部３７,３７Ａは長方形状であたったがこれに限定されるものではない。例えば、図１２に示される超音波プローブ３Ｂのように、プローブ本体１２Ｂに十字形状のプローブ側係合部２８Ｂ（係合凹部）を形成し、穿刺ガイド用アタッチメント１４Ｃに十字形状のアタッチメント側係合部３７Ｂ（係合凸部）を形成してもよい。さらに、Ｔ字形状やＬ字形状のプローブ側係合部及びアタッチメント側係合部を形成してもよいし、円形状や楕円形状のプローブ側係合部及びアタッチメント側係合部を形成してもよい。

・上記実施の形態の超音波プローブ３,３Ａ,３Ｂでは、プローブ本体１２,１２Ａ,１２Ｂに対して長軸方向Ｘに穿刺ガイド用アタッチメント１４をスライドし、アタッチメント側係合部３７の係合位置を変更するものであったが、これに限定されるものではない。具体的には、図１３に示される超音波プローブ３Ｃのように、厚みのあるプローブ本体１２Ｃを用いる場合、プローブ本体１２Ｃの側面２２Ａにおいて、長軸方向Ｘに加えて高さ方向Ｚにも複数のプローブ側係合部２８を形成する。そして、プローブ本体１２Ｃの高さ方向Ｚに穿刺ガイド用アタッチメント１４をスライドし、アタッチメント側係合部３７の係合位置を変更する。このようにしても、ガイド溝３３の底部４２の位置が変更されるため、穿刺針６の挿入角度を多段階的に調整することができる。

・上記実施の形態の穿刺ガイド用アタッチメント１４，１４Ａ〜１４Ｃでは、２本の棒状部材４０，４０Ａ，４０Ｂによって穿刺針ガイド部３４，３４Ａを構成するものであったが、これに限定されるものではなく、平板状部材によって穿刺針ガイド部を構成してもよい。なお、平板状の穿刺針ガイド部でも、挟持固定部３６の反対側が開口するようにガイド溝が形成される。この場合、平板状の穿刺針ガイド部はその表面積が大きくなるため、透明な樹脂材料を用いて穿刺針ガイド部を形成する。このようにすると、平板状の穿刺針ガイド部を透かしてプローブ本体１２の位置決め凹部３０を容易に確認することができるため、穿刺針６を生体組織４に迅速に挿入することができる。

・上記実施の形態の超音波プローブ３において、穿刺ガイド用アタッチメント１４における挟持固定部３６は、２本のアーム部３５によってプローブ本体１２の側面２２を挟み込んで固定するものであったが、これに限定されるものではない。挟持固定部として３本以上の複数のアーム部を設け、各アーム部によってプローブ本体１２に固定するものであってもよい。また、各アーム部３５は、プローブ本体１２の側面２２を挟み込むものであったが、これ以外に、振動子設置面２０や後面２１などの外面を挟み込んで固定するように各アーム部を構成してもよい。但し、振動子設置面２０を利用して固定する場合には、超音波振動子２４が配置している部位を避けた外縁側を挟み込むように各アーム部を構成する。

・上記実施の形態の血管撮影装置１では、キーボード６１を操作して入力した位置情報に基づいて穿刺針６の挿入角度での進路を示すガイドライン６６を表示するものであったが、これに限定されるものではない。具体的には、例えば、複数のプローブ側係合部２８において、アタッチメント側係合部３７の係合位置を検出するための位置検出手段（センサやスイッチ）をプローブ本体１２に設ける。そして、コントローラ５０は、位置検出手段により検出された係合位置に応じて穿刺針６の挿入角度を判断し、その挿入角度での進路を示すガイドライン６６を第２断層画像９上に表示するよう構成してもよい。このようにすると、アタッチメント側係合部３７の係合位置に応じた穿刺針６の挿入角を自動で判定することができるため、穿刺針６の穿刺を迅速に行うことができる。

・上記実施の形態の血管撮影装置１では、静脈５の断層画像８，９を表示してカテーテルを用いた治療を行うものであったが、採血などの他の処置を行う場合に血管撮影装置１を用いてもよい。また、血管撮影装置１に限定されるものではなく、血管以外に神経などの断層画像を表示して神経ブロック注射などの他の処置を行う超音波画像表示装置に本発明を具体化してもよい。

・上記実施の形態では、プローブ本体１２，１２Ａ〜１２Ｃにおいて略Ｔ字状となるように複数の超音波振動子１４が配列した超音波プローブ３，３Ａ，３Ｂに具体化したが、これに限定されるものではない。プローブ本体において直線的に配列した複数の超音波振動子を有する一般的なリニア走査型の超音波プローブに本発明を具体化してもよい。

・上記実施の形態では、あらかじめ所定形状のプローブ側係合部２８を形成した専用のプローブ本体１２，１２Ａ〜１２Ｃを用いたが、これに限定されず、例えば、汎用のプローブ本体の外面にある既存の凹部などを複数のプローブ側係合部として利用してもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
（１）請求項２において、前記プローブ本体には、配列方向が相互に直交して略Ｔ字状となるように複数の超音波振動子が配列していることを特徴とする超音波プローブ。

（２）請求項２において、前記穿刺ガイド用アタッチメントは、前記第１断層画像が示す横断面の中央部に前記穿刺針が位置するように前記穿刺針を案内することを特徴とする超音波プローブ。

（３）請求項２において、前記プローブ本体の前記振動子設置面において、前記短軸方向の両端部には、前記被検体の観察部位の圧迫を回避するための凸条部が前記長軸方向に沿って設けられていることを特徴とする超音波プローブ。

（４）請求項５において、前記プローブ側係合部及び前記アタッチメント側係合部は、前記超音波振動子列の配列方向に短辺を有する長方形状であることを特徴とする超音波プローブ。

（５）請求項１乃至５のいずれか１項において、前記複数のアタッチメント側係合部は、前記複数のプローブ側係合部のうちの半分以上の係合部に係合することを特徴とする超音波プローブ。

（６）請求項１乃至５のいずれか１項において、前記穿刺ガイド用アタッチメントは、樹脂成型部品であることを特徴とする超音波プローブ。

（７）請求項１乃至５のいずれか１項において、前記プローブ本体における中心線上に、前記超音波振動子列が設けられるとともに前記位置決め凹部が設けられていることを特徴とする超音波プローブ。

（８）請求項６または７において、前記プローブ本体に設けられ、前記複数のプローブ側係合部に対する前記アタッチメント側係合部の係合位置を検出するための位置検出手段をさらに備え、前記ガイドライン表示手段は、前記位置検出手段により検出された前記係合位置に応じて前記穿刺針の挿入角度を判断し、その挿入角度での進路を示す前記ガイドラインを前記第２断層画像上に表示することを特徴とする超音波画像表示装置。

（９）請求項６乃至９のいずれか１項において、前記第１断層画像と前記第２断層画像とにおいて、前記ガイドラインを同じ線種及び線色で表示することを特徴とする超音波画像表示装置。

（１０）請求項６乃至９のいずれか１項において、前記画像表示部において、前記第１断層画像及び前記第２断層画像を左右に並べて表示することを特徴とする超音波画像表示装置。

（１１）請求項１０乃至１３のいずれか１項において、前記ガイド溝には、前記開口の側に行くに従って徐々に溝幅が広くなるよう形成された穿刺針導入部が設けられていることを特徴とする穿刺ガイド用アタッチメント。

（１２）請求項１０乃至１３のいずれか１項において、前記穿刺針ガイド部は、前記超音波振動子列の配列方向と平行な方向に延設されかつ基端部が互いに連結された２本の棒状部材により構成され、前記ガイド溝は、前記２本の棒状部材間に設けられた隙間であることを特徴とする穿刺ガイド用アタッチメント。

（１３）技術的思想（１２）において、前記穿刺針ガイド部を構成する前記２本の棒状部材は長さが異なり、相対的に長いほうの棒状部材の先端部は、相対的に短いほうの棒状部材の先端部から突出するとともに前記穿刺針導入部として機能することを特徴とする穿刺ガイド用アタッチメント。

（１４）請求項１０乃至１３のいずれか１項において、前記挟持固定部は、可撓性を有する材料を用いて形成されることを特徴とする穿刺ガイド用アタッチメント。

（１５）請求項１０乃至１３のいずれか１項において、前記穿刺針ガイド部は平板状のガイド部であり、その穿刺針ガイド部において前記挟持固定部の反対側が開口するように前記ガイド溝が形成されることを特徴とする穿刺ガイド用アタッチメント。

（１６）技術的思想（１５）において、前記穿刺針ガイド部は、透明な樹脂材料を用いて形成されることを特徴とする穿刺ガイド用アタッチメント。

１…超音波画像表示装置としての血管撮影装置
３,３Ａ〜３Ｃ…超音波プローブ
４…被検体としての生体組織
５…被検体にある静脈
６…穿刺針
８…第１断層画像
９…第２断層画像
１２,１２Ａ〜１２Ｃ…プローブ本体
１４,１４Ａ〜１４Ｃ…穿刺ガイド用アタッチメント
２０…振動子設置面
２０ａ…端縁部
２１…後面
２２，２２Ａ…側面
２４…超音波振動子
２５…長軸方向の超音波振動子列
２６…短軸方向の超音波振動子列
２８,２８Ａ,２８Ｂ…プローブ側係合部
３０…位置決め凹部
３３…ガイド溝
３４,３４Ａ…穿刺針ガイド部
３５…アーム部
３６…挟持固定部
３７,３７Ａ,３７Ｂ…アタッチメント側係合部
３８…アーム部の内面
４１…開口
４２…底部
５０…ガイドライン表示手段及び識別表示手段としてのコントローラ
５８…位置情報入力手段としての入力装置
５９…画像表示部としての表示装置
６５，６６…ガイドライン
６７…角度調整用ガイドライン
Ｌ０…超音波振動子の延長線
Ｘ…長軸方向
Ｙ…短軸方向

Claims (13)

1. 被検体の断層画像を表示可能な超音波画像表示装置に用いられ、
   前記断層画像を取得すべく超音波をリニア走査するために直線的に配列された複数の超音波振動子を有するとともに、前記被検体に接触して前記超音波を送受信する振動子設置面、前記振動子設置面の反対側にある後面及び前記振動子設置面と前記後面との間にある複数の側面を外面として有するプローブ本体と、
   前記プローブ本体の前記外面に着脱可能に固定され、前記断層画像が示す断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントと
   を備えた超音波プローブであって、
   前記プローブ本体において、超音波振動子列の延長線上かつ前記振動子設置面の端縁部には、前記穿刺針の先端側が当接して前記被検体に対する前記穿刺針の挿入位置を決める位置決め凹部が設けられ、前記外面には、前記穿刺ガイド用アタッチメントが固定可能な複数のプローブ側係合部が設けられ、
   前記穿刺ガイド用アタッチメントは、
   前記振動子設置面から前記後面側に離間した位置にて突出し、前記振動子設置面側からの投影視にて前記超音波振動子列の延長線上に沿って延びるように形成されたガイド溝を有する穿刺針ガイド部と、
   前記プローブ本体を挟み込んで固定する複数のアーム部が前記穿刺針ガイド部の反対側に延びるように設けられ、前記外面に接触する前記複数のアーム部に、前記複数のプローブ側係合部に対して選択的に係合する複数のアタッチメント側係合部が形成された挟持固定部と
   を備え、
   前記ガイド溝には、前記穿刺針を導入するための開口と、導入した前記穿刺針を当接させるための底部とが設けられ、
   前記底部と前記位置決め凹部との組み合わせにより前記穿刺針の挿入角度が決定され、
   前記複数のプローブ側係合部に対する前記複数のアタッチメント側係合部の係合位置の変更によって前記底部の位置が変わることにより、前記穿刺針の挿入角度が多段階的に調整可能である
   ことを特徴とする超音波プローブ。
2. 前記超音波画像表示装置は、前記被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面と直交する縦断面を示す第２断層画像とを同時に表示可能であり、
   前記プローブ本体において、前記複数の超音波振動子が、前記横断面に対応した短軸方向、及び前記縦断面に対応した長軸方向に沿ってそれぞれ直線的に配列され、
   前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける前記穿刺針ガイド部は、前記第２断層画像が示す前記縦断面に沿って前記穿刺針を案内するために設けられ、前記穿刺針ガイド部における前記ガイド溝は、前記振動子設置面側からの投影視にて、前記長軸方向に沿って直線的に配列された前記超音波振動子列の延長線上に沿って延びるように形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
3. 前記プローブ側係合部は、前記プローブ本体における前記長軸方向と平行な前記側面において、前記長軸方向に沿って等間隔に複数配設される係合凹部または係合凸部であり、
   前記アタッチメント側係合部は、前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける前記複数のアーム部の内面において、前記プローブ側係合部の配設間隔と同じ間隔かつ前記長軸方向に沿って複数配設される係合凸部または係合凹部である
   ことを特徴とする請求項２に記載の超音波プローブ。
4. 前記穿刺ガイド用アタッチメントを前記長軸方向にスライドさせて前記複数のアーム部による挟み込み量を調整し、前記複数のプローブ側係合部に対する前記アタッチメント側係合部の係合位置を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超音波プローブ。
5. 前記プローブ側係合部及び前記アタッチメント側係合部は、四角形状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の超音波プローブ。
6. 請求項２乃至５のいずれか１項に記載の超音波プローブが装着され、前記被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面と直交する縦断面を示す第２断層画像とを同時に表示可能な画像表示部を備えた超音波画像表示装置であって、
   前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示すガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記アタッチメント側係合部の現時点の係合位置に応じた前記穿刺針の挿入角度での進路を示すガイドラインを表示するガイドライン表示手段を備えた
   ことを特徴とする超音波画像表示装置。
7. 前記ガイドライン表示手段は、前記アタッチメント側係合部の現時点の係合位置に応じた前記穿刺針の挿入角度での進路を示すガイドラインに加え、他の挿入角度での進路を示す角度調整用ガイドラインを前記第２断層画像上に表示することを特徴とする請求項６に記載の超音波画像表示装置。
8. 前記複数のプローブ側係合部に対する前記アタッチメント側係合部の係合位置に応じた位置情報を入力する位置情報入力手段をさらに備え、
   前記ガイドライン表示手段は、前記位置情報入力手段により入力された前記位置情報に基づいて、前記係合位置に応じた前記穿刺針の挿入角度を判断し、その挿入角度での進路を示す前記ガイドラインを前記第２断層画像上に表示する
   ことを特徴とする請求項６または７に記載の超音波画像表示装置。
9. 前記第１断層画像及び前記第２断層画像において、時間的変化のある部分を時間的変化のない部分に対して色または輝度を変えて識別表示する識別表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置。
10. 複数の超音波振動子が直線的に配列され、被検体の断層画像を取得すべく超音波を走査する超音波プローブのプローブ本体の外面に着脱可能に固定され、前記断層画像上に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントであって、
    前記プローブ本体において前記複数の超音波振動子が設置された振動子設置面から前記プローブ本体の後面側に離間した位置にて突出した状態で設けられ、前記振動子設置面側からの投影視にて超音波振動子列の延長線上に沿って延びるように形成されたガイド溝を有する穿刺針ガイド部と、
    前記プローブ本体を挟み込んで固定する複数のアーム部が前記穿刺針ガイド部の反対側に延びるように設けられ、前記外面に接触する前記複数のアーム部に、前記プローブ本体に設けられた複数のプローブ側係合部に対して選択的に係合する複数のアタッチメント側係合部が形成された挟持固定部と
    を備え、
    前記ガイド溝には、前記穿刺針を導入するための開口と、導入した前記穿刺針を当接させるための底部とが設けられ、
    前記底部と前記プローブ本体に設けられた位置決め凹部との組み合わせにより前記穿刺針の挿入角度が決定され、
    前記複数のプローブ側係合部に対する前記複数のアタッチメント側係合部の係合位置の変更によって前記底部の位置が変わることにより、前記穿刺針の挿入角度が多段階的に調整可能である
    ことを特徴とする穿刺ガイド用アタッチメント。
11. 前記挟持固定部には、前記プローブ本体において前記超音波振動子列の配列方向と平行な２つの前記側面に接触することにより前記プローブ本体を挟み込んで固定する一対のアーム部が、前記複数のアーム部として設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の穿刺ガイド用アタッチメント。
12. 前記複数のアタッチメント側係合部は、前記一対のアーム部において対向する内面に突設された係合凸部であることを特徴とする請求項１１に記載の穿刺ガイド用アタッチメント。
13. 前記一対のアーム部は、自身の延びる方向に沿って等間隔に配設された前記係合凸部を複数ずつ備えていることを特徴とする請求項１２に記載の穿刺ガイド用アタッチメント。

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