WO2008016022A1

WO2008016022A1 - Dispositif de pressage, sonde ultrasonore et dispositif de diagnostic ultrasonore utilisant le dispositif de pressage

Info

Publication number: WO2008016022A1
Application number: PCT/JP2007/064929
Authority: WO
Inventors: Takeshi Matsumura; Tsuyoshi Mitake
Original assignee: Hitachi Medical Corporation
Priority date: 2006-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2008-02-07
Also published as: JPWO2008016022A1; JP5237808B2; EP2050398A4; CN101489490B; CN101489490A; US20100113937A1; EP2050398A1; EP2050398B1; US8747323B2

Description

明細書

圧迫装置ならびにその圧迫装置を用いた超音波探触子及び超音波診断装置

技術分野

[0001] 本発明は、超音波診断における弾性情報を取得する際に用いる圧迫装置ならびに同装置を用いた超音波探触子及び超音波診断装置に関する。

背景技術

[0002] 超音波診断では、生体内部の組織の硬さや軟らかさを計測して、腫瘍の有無な!/、し癌等の悪性腫瘍の有無を診断することが行われている。具体的には、生体に圧迫を加え、これにより生じた生体内部の各部の変位を計測し、その変位に基づいて生体各部の歪みあるレ、は弾性率等の弾性情報を演算し、その弾性情報を画像化して診断に供することが行われてレ、る。

[0003] 生体に圧迫を加える方法として、一般には、超音波探触子の超音波送受信面を用手法的又は機械的に被検体内の計測対象に押し付けることが広く行われている。特許文献 1、特許文献 2には、用手的に超音波探触子を生体の表皮に押し付けて圧迫する代わりに、前立腺診断などのように、体腔内に挿入して用いる経直腸用超音波探触子の圧迫装置が提案されて!/、る。

[0004] 特許文献 1： US2002/0068870A1号公報

特許文献 2： WO2006/041050A1号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] しかし、特許文献 1、特許文献 2に記載の圧迫方法によれば、超音波探触子ヘッドの軸径に比較して大きな径の体腔内に挿入して用いる場合は、必要な圧迫力を得るために、超音波探触子表面と膜との間に十分な量の液体を注入する必要がある。

[0006] したがって、バルーン膜に発生する張力が閾値張力に達するまで、液体を注入しなければならないから初期注入量が多くなり、計測に必要な圧迫力が生じるまでに時間遅れが生ずる。つまり、初期注入量が多いことにより、バルーン内の液体を出し入れして、微小な圧縮を繰り返し加える圧迫操作を円滑に行えないおそれがある。本発明は、円滑に圧迫操作を行なう圧迫装置ならびにその圧迫装置を用いた超音波探触子及び超音波診断装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 上記目的を達成するため、本発明では、超音波探触子の超音波送受信面に装着して用いられるバルーンを備え、該バルーンで被検体を圧迫する圧迫装置において、前記バルーンは、弾性部材で形成される中空の圧迫部と、前記圧迫部に液体を注入/排出させるチューブと、前記圧迫部の周縁に連接され、前記超音波探触子の超音波送受信面に前記圧迫部を装着させる装着部とを有し、前記装着部又は前記圧迫部の内径は前記超音波探触子の被装着部の外径より小さく構成される。前記圧迫部に張力が付与されるため、少ない初期注入量で圧迫を速やかに開始できる。よつて、円滑に圧迫操作を行なうことができる。

[0008] また、超音波送受信面を有した先端部と、前記先端部に連結され、検者が手で握つて保持するための保持部と、バルーンで被検体を圧迫する圧迫装置を有した超音波探触子において、前記バルーンは、弾性部材で形成される中空の圧迫部と、前記圧迫部に液体を注入/排出させるためのチューブと、超音波送受信面に前記圧迫部を装着させる装着部とを有し、前記圧迫部は張力が付与された状態で超音波送受信面に装着されている。圧迫部に張力が付与されるため、少ない初期注入量で圧迫を速やかに開始できる。よって、円滑に圧迫操作を行なうことができる。

[0009] また、被検体の生体組織に圧迫を加える圧迫装置を有する超音波探触子から超音波を送信し、前記被検体から発生する反射エコー信号を計測して得られたフレームデータを用いて、一対の前記フレームデータに基づいて複数の計測点における生体組織の弾性情報を求め、求めた前記弾性情報に基づレ、て弾性画像を生成して表示する超音波診断装置において、前記超音波探触子を有する。圧迫部に張力が付与されるため、少ない初期注入量で圧迫を速やかに開始できる。よって、円滑に圧迫操作を行なうこと力できる。さらに、圧迫部内の液体層の厚みを薄くできるため、液体層における多重反射によって生ずるノイズの影響を抑えた弾性画像を得ることができる図面の簡単な説明

[0010] [図 1]本発明の圧迫装置を適用してなる超音波診断装置の構成を示すブロック図。

[図 2]本発明の圧迫装置に係るバルーンの実施例 1の構成図。

[図 3]実施例 1のバルーンを装着して用いる超音波探触子の一例の構成図。

[図 4]実施例 1のバルーンを装着した超音波探触子の構成図。

[図 5]実施例 1のバルーンの製造方法を説明する図。

[図 6]実施例 1の初期張力が付与されたバルーンの圧迫操作を説明する図。

[図 7]バルーンの液層厚により生ずる多重反射のノイズを説明する図。

[図 8]バルーンの液層厚が厚い場合の多重反射により生ずるノイズを説明する図。

[図 9]バルーンを適正な位置に装着するためのマークを付した実施例を説明する図。

[図 10]実施例 2のバルーンを装着した超音波探触子の構成図。

[図 11]本発明の圧迫装置に係るバルーンの実施例 3の構成図。

[図 12]実施例 3のバルーンを装着するエンドフアイヤー型の超音波探触子の一例の構成図。

[図 13]実施例 3のバルーンをエンドフアイヤー型の超音波探触子に装着した状態を示す図。

[図 14]実施例 3の変形例のバルーンの構成図。

[図 15]バルーンに液体を注入/排出する圧迫操作部の実施例の構成図。

発明を実施するための最良の形態

[0011] 以下、本発明を適用した圧迫装置ならびにその圧迫装置を用いた超音波探触子及び超音波診断装置の実施形態について図面を用いて説明する。図 1は、本発明の圧迫装置を適用した超音波診断装置の一実施形態の構成を示すブロック図であ

[0012] 図 1に示すように、超音波診断装置 1には、被検体 10にバルーン 38を介して当接させて用いる超音波探触子 12と、超音波探触子 12を介して被検体 10に時間間隔をおいて超音波を繰り返し送信する送信部 14と、被検体 10から発生する時系列の反射ェコー信号を受信する受信部 16と、送信部 14と受信部 16を制御する送受信制御部 17と、受信部 16で受信された反射エコーを整相加算する整相加算部 18とが備えられている。整相加算部 18から出力される RF信号フレームデータは断層画像構成部 20に導かれ、ここにおいて被検体の濃淡断層画像 (例えば白黒の Bモード像)が構成される。断層画像構成部 20により構成された濃淡断層画像の出力信号は、白黒スキャンコンバータ 22において画像表示器 26の表示に合うように変換される。

[0013] また、整相加算部 18から出力される RF信号フレームデータは、 RF信号フレームデ一夕記憶部 28に記憶される。変位計測部 30は RF信号フレームデータ記憶部 28から少なくとも 2枚のフレームデータを選択し、被検体 10の生体組織の変位を計測する。変位計測部 30で計測された変位情報は、弾性情報演算部 32に入力されここにおいて生体組織の歪み又は弾性率が求められる。弾性情報演算部 32で演算された歪み又は弾性率は弾性画像構成部 34に入力され、ここにおいて歪み又は弾性率に応じたカラー弾性画像が構成される。弾性画像構成部 34で構成されたカラー弾性画像の出力信号は、カラースキャンコンバータ 36に入力され、ここにおいて画像表示器 26の表示に合うように変換される。切替加算部 24は、白黒スキャンコンバータ 22から出力される Bモード像と、カラースキャンコンバータ 36から出力されるカラー弾性画像を重ね合わせたり、並列に表示させたりする表示形態の切り替えを行い、合成された合成画像を画像表示器 26に表示するようになっている。以上の構成は、周知の超音波診断装置に備えられていることから、詳細な説明は省略する。

[0014] 次に、本発明に係る圧迫装置及びその圧迫装置を用いた超音波探触子に特有の構成について詳細に説明する。本実施例の圧迫装置は、バルーン 38、圧力センサ 4 0、流量センサ 42、圧迫操作部 44、圧迫操作評価部 46及びバルーン液層厚演算部 4 8を備えて構成されている。超音波探触子 12には、被検体 10を圧迫するためのバルーン 38が装着されている。バルーン 38は、超音波を通過させることができる材質によつて袋状に形成され、超音波探触子 12の超音波送受信面上に被着されている。バルーン 38は、例えば、ポリウレタン、塩ビ、ラテックス (天然ゴム)、シリコンなど、生体にも安全な素材の膜で、かつ弾性を有する材質で形成するのが好まし!/、。

[0015] バルーン 38の内部には水や油等の液体が充填されており、バルーン 38に圧迫操作部 44から液体を注入/排出することにより、バルーン 38を膨張、収縮させるようになつている。圧迫操作部 44によって、バルーン 38を膨張させると被検体 10への圧迫を強め、バルーン 38を収縮させると被検体 10への圧迫を緩めることができる。圧迫操作部 44の操作は、自動の場合、装置制御インターフェイス部 50で行うが、手動でも行うことができるようになつている。

[0016] また、圧迫操作部 44により注入/排出される液体の注入排出流量は流量センサ 42 によって検出される。また、バルーン 38の内部の液体の圧力は圧力センサ 40によって検出される。バルーン液層厚演算部 48は、 RF信号フレームデータ記憶部 28の RF信号フレームデータに基づいて、バルーン 38の超音波伝播方向の液層厚を演算により求め、バルーン 38に注入/排出される液体の注入排出流量を求めるように構成されている。圧迫操作評価部 46は、流量センサ 42又はバルーン液層厚演算部 48により求められた液体の注入排出流量、又は圧力センサ 40により検出された液体の圧力からバルーン 38と接する被検体 10の超音波走査領域の組織に加わる圧力 (圧迫力)を演算するように構成されている。圧迫操作評価部 46で演算された圧力情報は弾性情報演算部 32に入力され、変位計測部 30の変位情報とから弾性率を求めるようになっている。

[0017] 以下、圧迫装置の実施例に基づいて本発明を説明する。

実施例 1

[0018] 図 2は本発明の圧迫装置に係るバルーン 38の実施例 1の構成図であり、図 3は、超音波探触子 12の一例を示す構成図であり、図 4はバルーン 38を装着した超音波探触子 12の一例を示す構成図である。

[0019] 図 2(a)はバルーン 38を先端側から見た図であり、同図 (b)は側面図、同図 (c)は上面図である。図 2(a)に示すように、バルーン 38は弾性を有する帯状シート部材 61で筒状 (リング状)に形成されて!、る。帯状シート部材の筒状の装着部 61の内径は超音波探触子 12の超音波探触子ヘッド 101(被装着部)の外径よりも小さく形成されている。そして、同図 (b)(c)に示すように、帯状シート部材 61の一部に中空の圧迫部 62が形成され、圧迫部 62に連通され、圧迫部 62に液体を注入/排出させるチューブ 63a、 63bを有して形成されている。つまり、装着部 61は圧迫部 62の周縁に連接されている。圧迫部 6 2は、超音波送受信面 102の面積よりも大きい面積を有して形成されている。なお、チユーブ 63a、 63bの他端は、図 1の圧迫操作部 44に連結して用いるようになつている。 [0020] 図 3に示すように、超音波探触子 12は、経直腸用超音波探触子と称されるものであり、体腔内に挿入される円筒状の超音波探触子ヘッド 101を有し、超音波探触子へッド 101の外表面に横断面用の振動子群を有した超音波送受信面 102と、横断面に直交する縦断面の振動子群を有した超音波送受信面 103が設けられている。超音波探触子ヘッド 101は、円筒状の連結部 104を介して検者が手で握って保持する保持部 1 05に連結されている。なお、図 3(a)は超音波探触子ヘッド 101を先端側から見た図であり、同図 (b)は側面図、同図 (c)は上面図である。

[0021] 図 4には、超音波探触子 12にバルーン 38を装着した後の形状を示している。図 4(a) はバルーン 38を装着した超音波探触子ヘッド 101を先端側から見た図であり、同図 (b )は側面図、同図 (c)は上面図である。装着部 61は円筒状であり、装着部 61を押し広げて超音波探触子 12の超音波探触子ヘッド 101の周縁に巻きつけられている。装着部 61は超音波送受信面 102に圧迫部 62を装着させ、圧迫部 62は張力が付与された状態で超音波送受信面 102に装着されている。このように、筒状に形成された帯状シ一ト部材 61は、バルーン 38を超音波探触子 12に装着する装着部 61を兼ねて形成されている。

[0022] 実施例 1のバルーン 38の製造方法を、図 5を参照して説明する。図 5(a)に示すように、バルーン 38は弾性を有する同一の形状の 2枚の帯状シート部材 61a、 61bと、 2本のチューブ 63a、 63bから开乡成される。同図 (b)に示すように、 2本のチューブ 63a、 63bの先端を、圧迫部 62が形成される領域に位置させ、圧迫部 62を形成する領域を除いて 2枚の帯状シート部材 61a、 61bの周縁部を溶着して密封する。このとき、帯状シート部材 61a、 61bとチューブ 63a、 63bの外表面も互いに溶着する。これにより、帯状シート部材 61の一部に圧迫部 62を形成することができる。そして、同図 (c)に示すように、帯状シート部材 61の両端部 61c、 61dを重ね合わせて溶着することにより、筒状のバルーン 38を形成することができる。なお、帯状シート部材 61a、 61b及びチューブ 63a、 63 bの密封は、溶着に限らず、強力な接着剤を用いて接着して、圧迫部 62を密封するようにしてもよい。また、 2本のチューブ 63a、 63bの流路を塞がないように溶着又は接着する。なお、チューブ 63a、 63bは、単に並列にして圧迫操作部 44に接続するようになつている。 [0023] このように、チューブを 2本並列にした理由は、チューブ 63a、 63bの径を小さくし、超音波探触子 12の超音波探触子ヘッド 101を含めて外形を小さくすることにより、体腔内に揷入しゃすくするためである。また、圧迫部 62中の液体に気泡が入った場合、チユーブ 63aから圧迫部 62へ液体を注入し、圧迫部 62からチューブ 63bへ液体を排出し、気泡を取り除く。

[0024] このような本実施例のバルーン 38は、弾性を有する帯状シート部材 61を筒状に形成した装着部を有し、かつ装着部の内径が超音波探触子 12の超音波探触子ヘッド 1 01(被装着部)の外径よりも小さく形成されているから、超音波探触子ヘッド 101に被着するときに帯状シート部材 61の装着部を押し広げて装着される。そして、装着部が収縮するときの張力によってバルーン 38が積極的に超音波探触子ヘッド 101を締め付けて装着され、圧迫部 62のシート膜に張力 (初期張力)が付与される。この初期張力は、帯状シート部材 61の筒径を変えることにより調整することができる。例えば、帯状シート部材 61の筒径を大きくすると初期張力は小さくなり、帯状シート部材 61の筒径を小さくすると初期張力は大きくなる。

[0025] また、帯状シート部材 61の素材の弾性及び厚みによっても調整することができる。

例えば、帯状シート部材 61の素材の厚みを薄くすると初期張力は小さくなり、帯状シ一ト部材 61の素材の厚みを厚くすると初期張力は大きくなる。

[0026] 帯状シート部材 61は、シリコン系、ウレタン系、ビュル (塩ビ)系、ラテックス (天然ゴム）系などの伸縮性のある素材を用いる。帯状シート部材 61は、引き伸ばされても破壊されることなく、強い力で元の状態に戻るような材料で構成する。特に、高精度に均一な厚さに形成された帯状シートを用いることが好ましい。

[0027] なお、本実施例では、 2枚の帯状シート 61を重ね合わせて圧迫部 62を形成したが、 1つの部材から中空の圧迫部 62を形成し、その圧迫部 62の両端に紐状のバンドを接着して、バンドを超音波探触子ヘッド 101(被装着部)に巻きつけて、圧迫部 62を超音波送受信面に装着してもよい。

[0028] このように初期張力が付与されたバルーン 38に圧迫操作部 44から液体を注入/排出して、被検体 10に圧迫力を加える動作について、図 6を参照して説明する。図 6(a) は超音波探触子 12に装着された直後のバルーン 38の状態を示し、同図 (b)は超音波探触子 12に装着されたバルーン 38に液体の注入を開始した状態を示している。図 6( a)に示すように、バルーン 38を超音波探触子 12に装着することによって圧迫部 62のシート膜に初期張力 TOが付与される。したがって、バルーン 38内に液体を注入する時、圧迫部 62の液体の圧力は初期張力 TOに対応した初期圧力 P0である。

[0029] さらに、圧迫部 62に液体を注入して、超音波探触子 12の押し付け圧力 F0に対抗できる圧力に対応する閾値張力 T1を超えると、図 6(b)に示したように、圧迫部 62の膨張が開始する。これにより、被検体 10の対象組織 64に加わる圧力 Fが増加し、対象組織 64に歪みが生成される。

[0030] したがって、本実施例の圧迫装置ならびに超音波探触子によれば、少な!/、初期注入量 V0で、バルーン 38による圧迫を速やかに開始できる。特に、微小な注入量変化 Δν (例えば、 0.1〜0.5CC程度)に対しても、圧迫部 62のシート膜面の全ての領域において、敏感に圧迫部 62が膨張ないし収縮させることができ、繊細な圧迫操作で対象組織 64に歪みを生成させることができる。また、閾値張力 T1がシート膜面のすべての領域に渡って付与されるため、対象の生体組織と接触して!/、な!/、面領域があっても、その領域のみに膨張 ·収縮が集中することなぐ生体組織との接触面領域に閾値張力に対応する圧力で圧迫を加えることができる。そのため、円滑に圧迫操作を行なうこと力 Sでさる。

[0031] また、本実施例の超音波診断装置によれば、バルーン 38への液体の初期注入量 V 0を少なくできるから、圧迫部 62内の液体層の厚み dを薄くできる。その結果、液体層における多重反射によって生ずるノイズの影響を抑えた弾性画像を得ることができる。特に、本実施例 1のバルーン 38において、初期張力 TOを閾値張力 T1以上に設定すれば、初期注入量 V0がほとんどゼロの状態でも、わずかの注入量変化 Δνで対象組織 64を圧迫できる。

したがって、図 7に示すように、多重反射のノイズ 65が発生する範囲を、超音波探触子 12の超音波送受信面 102から近い範囲に抑制することができる。超音波は伝播する際に、音響インピーダンスの差異のある領域の境界において、その差異の程度に応じた強度の反射を起こす。したがって、圧迫部 62にシート膜面と対象組織 64の表皮の境界において反射が起こり、反射された超音波が更に超音波送受信面 102で反射し、再び対象組織 64の方向に伝播する。この現象が、圧迫部 62の液体層で多重的に起こり、図 7の右図に示すように、超音波送受信面 102と圧迫部 62のシート膜面（ =対象組織 64の表皮)との間の距離 dの整数倍の距離のところに多重反射のノイズ 65 が現れる。このノイズは対象組織 64(例えば、前立腺の領域)にも重畳されるため、このノイズが重畳された RF受信信号を基に演算する弾性情報もノイズの影響を受けて精度が落ち、診断を妨げる。

[0032] 特に、バルーンに初期張力を付与していない従来技術によると、図 8の比較例に示すように、閾値張力 T1を発生させるためにバルーンに注入しなければならない初期注入量 V0'が多くなり、バルーン 38の液体層の厚み d'が厚くならざるを得ない。そのため、液体層における多重反射によるノイズ 65が弾性画像の広い範囲に現れ、弾性画像の S/Nを劣化させる。特に、深部由来の反射エコー信号ほど大きく増幅して Bモ一ド像を構築する TGC(TimeGainControl)や STC(SensitiVityTimeControl)といった技術力超音波診断装置に一般に適用されている力バルーン 38のシート膜面での反射が超音波探触子 12の超音波送受信面 102から離れた位置で発生するほど、この反射によるノイズも大きく増強されるため、弾性画像の S/Nを顕著に劣化させる。

[0033] 本実施例 1では、経直腸用の超音波探触子 12に用いるバルーン 38を例に説明した、本実施例はこれに限らず、超音波送受信面が円筒状の超音波探触子ヘッドの外周面に周方向に延在して形成された超音波探触子に用いることができる。このような超音波探触子としては、経直腸用の他に、経食道用の超音波探触子、経膣用の超音波探触子、指先装着型の超音波探触子、血管用マイクロプローブ、内視鏡プローブが知られている。

[0034] なお、圧迫部 62の初期張力 T0は、超音波探触子 12の押し付け圧力 F0に対抗できる圧力に対応する閾値張力 T1を超えていることが好ましいが、必ずしもこれに限られない。圧迫部 62に張力が予め加えられていれば、閾値張力 T1を超えるまでの初期注入量 V0を従来よりも少なくでき、圧迫開始を早めることができるとともに、多重反射のノイズによる弾性画像の画質劣化を軽減できる。

[0035] 本実施例 1の圧迫装置によれば、超音波探触子 12の超音波送受信面 102に被着されたバルーン 38を対象組織に押し付け、そのときの押し付け力 Fが基準圧迫状態となるように保持する。そして、バルーン 38に初期注入量 V0を与えた状態を初期状態とする。このときのバルーン 38内の液体の圧力 Pを、圧力センサ 40で計測することにより、圧迫操作評価部 46において単位面積あたりの圧迫力 Fを算出することができる。したがって、単位面積あたりの圧迫力が基準圧迫状態となるように、圧迫操作部 44を制御してバルーン 38内の液体の注入/排出を行う。次いで、その基準圧迫状態を原点として、微小な注入量変化 Δνの液体を注入/排出することにより、バルーン 38の圧迫部 62を膨張及び収縮させて、対象組織 64に微小な圧力変化 Δ Ρを与える。この圧力変化 Δ Ρにより対象組織 64の内部に生じた組織の変位変化を用いて、周知のように、弾性情報演算部 32において、対象組織 64の内部に生じた組織の歪み変化 Δ ε 及び/又は弾性率を演算し、診断のための弾性情報を取得する。例えば、弾性情報として歪み分布を演算し、更に弾性画像として歪み画像を構築して画像表示器 26に表示する。本実施例に拠れば検者がリアルタイムに弾性の診断を行うことができる。

[0036] なお、バルーン 38及びチューブ 63は、生体の体腔内に超音波探触子 12と一緒に揷入されるから、検査の際に汚染されるので、例えば、通常の前立腺の超音波検査や、術中において利用される超音波探触子カバーと同様に、 1回ごとに使い捨てされる。また、バルーン 38及びチューブ 63は滅菌 (例えば γ滅菌)処理した後、袋などに梱包されて管理及び保管される。

[0037] また、図 9(b)に示すように、バルーン 38の中央位置と横断面の超音波送受信面の中央位置が一致しないように装着されてしまった場合、左右方向の圧迫の均一性が担保されないことになる。そこで、同図 (c)に示すように、バルーン 38の装着部に、 , ルーン 38の中央位置を示すマーク 69を入れるようにすることが好ましい。このマークは、印刷によって示すようにしてもよく、突起状のものを溶着や接着などによりバル一ン 38に設けるようにしてもよい。これにより、マークと超音波探触子の横断面の超音波送受信面の中央位置が一致するようにバルーン 38を装着すれば、容易かつ確実に所定の位置にバルーン 38が装着され、装着不適切が原因となる不均一な圧迫を回避でき、診断の再現性を向上させることができる。また、マーク 69は、バルーン 38の中央位置に限らず、例えばその 180° 反対側の超音波探触子の背面の箇所にあたる部分に付けても、超音波探触子に対して所定の位置を確認することができる。実施例 2

[0038] 図 10は本実施例 2のバルーン 38が装着された超音波探触子 12の一例を示す構成図である。実施例 1と異なる点は、超音波送受信面 103に中空の圧迫部 62を装着した点である。

図 10には、超音波探触子 12にバルーン 38を装着した後の形状を示している。図 10( a)はバルーン 38を装着した超音波探触子ヘッド 101を先端側から見た図であり、同隨 b)は側面図、同図 (c)は上面図である。装着部 61は円筒状であり、装着部 61を押し広げて超音波探触子 12の超音波探触子ヘッド 101の周縁に巻きつけられている。装着部 61は圧迫部 62の周縁に連接されている。装着部 61は超音波送受信面 103に圧迫部 62を装着させ、圧迫部 62は張力が付与された状態で超音波送受信面 103に装着されている。このように、筒状に形成された帯状シート部材 61は、バルーン 38を超音波探触子 12に装着する装着部 61を兼ねて形成されている。超音波送受信面 103はリユア状である力 S、圧迫部 62を超音波送受信面 103に装着部 61によって装着することができる。

[0039] 実施例 2では、 1つの超音波探触子 12に 1つのバルーン 38を装着する場合を例に説明した。しかし、本発明はこれに限らず、 1つの超音波探触子ヘッドに 2つの超音波送受信面 102, 103が設けられた超音波探触子 12の場合は、それぞれの超音波送受信面 102, 103に独立に 2つのバルーン 38を設けることができる。この場合、 2つのバルーン 38を連結して一体的に形成し、 2つのバルーン 38を同時に装着することができるようにすることが好ましい。

[0040] また、 2つのバルーン 38は、それぞれ独立に圧迫操作部 44に連結し、独立に制御すること力 Sできるようにすることが好まし!/、。両方のバルーン 38を 1つの圧迫操作部 44 に連結して、同日寺に操作されるようにすることあでさる。

[0041] 例えば、生検時には、縦断面の超音波送受信面 103を優先的に動作させるようになつており、縦断面に切り替えたら自動で縦断面のバルーン 38が膨張、収縮し、横断面の超音波送受信面 102に切り替えると、自動で横断面のバルーン 38が膨張、収縮するように構成することカでさる。

[0042] また、リアルタイムバイブレーン設定の時は、両方のバルーン 38を独立に膨張、収縮させるが、一方の断面が圧迫の際に断面ズレが起こらないように交互に膨張、収縮させるようにすること力 S好ましレ、。

[0043] V、ずれの場合も、超音波診断装置の制御信号に協調させて、圧迫操作部 44を制御することにより、適切な歪みの範囲での圧迫が行えるようにフレームレートに合わせて圧迫速度 (注入量/排出量)を可変する。

実施例 3

[0044] 図 11は本発明の圧迫装置に係るバルーン 38の実施例 3の一例を示す構成図であり、図 12は本実施例 3のバルーン 38を装着して用いる超音波探触子 12の一例の構成図である。

[0045] 本実施例 3の圧迫装置を用いる超音波探触子 12は、図 12に示すように、円筒状の揷入部 106の先端部に、半円筒状の先端面を有する超音波探触子ヘッド 107が固定され、超音波探触子ヘッド 107の円筒面に振動子群を有した超音波送受信面 108がある。このような超音波探触子 12は、一般にエンドフアイヤー型と言われる経直腸用超音波探触子である。図 12(a)は超音波送受信面 108を正面から見た図であり、同隨 b)は超音波探触子 12の側面図、同図 (c)は超音波探触子 12の上面図である。

[0046] このようなエンドフアイヤー型の超音波探触子 12に用いるバルーン 38を図 11に示す。図 11において、（a)はバルーン 38の超音波送受信面 108に対応する正面側から見た図であり、（b)は側面図、（c)は上面図である。それらの図に示すように、バルーン 38の帯状シート部材 71(装着部)は圧迫部 72の周縁に連接されている。圧迫部 72に連通されたチューブ 73が設けられ、帯状シート部材 71の両端に装着部 74が接続されている。チューブ 73の他端は、図 1に示した圧迫操作部 44に連結して用いるようになつている。装着部 74は帯状シート部材 71の圧迫部 72のシート膜に張力を付与するものである。また、帯状シート部材 71の両端の側縁に、弾性を有する材料で形成された一対の帯状部材 75(装着部)が連結される。この帯状部材 75の内径は超音波探触子 12の超音波探触子ヘッド 107(被装着部)の外径より小さいため、帯状部材 75の弾性力により帯状シート部材 71を超音波送受面 108に締め付けて装着される。

[0047] 装着部 74は、帯状シート部材 71の両端にそれぞれ連結された 2本一組からなる 2組のバンド 76a、 76Bと、各組のバンド 76a、 76Bを連結する連結バンド 77a、 77Bと、連結バンド 77a、 77Bの他端を連結した引掛けバンド 78を有して構成されている。装着部 74 を構成する各バンドの少なくとも一部のバンド力弾性を有する部材で形成されている。このように構成されたバルーン 38は、図 13に示すように、エンドフアイヤー型の超音波探触子 12に装着して用いられる。なお、図 13において、（a)はバルーン 38を超音波送受信面 108に被着した状態を正面側から見た図であり、（b)は側面図、（c)は上面図である。それらの図に示すように、帯状シート部材 71の両端を連結する一対の帯状部材 75で形成されたリング状部を押し広げながら、圧迫部 72を超音波送受面 108に位置合わせをして超音波探触子ヘッド 107に装着する。そして、装着部 74の全体を引き伸ばして、引掛けバンド 78を揷入部 106の後端の係合部 109に係合させる。これにより、帯状シート部材 71の両端が引っ張られ、圧迫部 72のシート膜が長手方向に伸張されて、初期張力が付与される。また、一対の帯状部材 75の張力により、帯状シート部材 71の両端部が、超音波探触子ヘッド 107の周方向に伸張され、これに応じて圧迫部 72のシート膜に短手方向の張力が付与される。これにより、圧迫部 72のシート膜を半円柱状の超音波送受信面 108の周方向にわたって、同等の締め付け力で装着できる。

[0048] 圧迫部 72のシート膜の初期張力 TOは、例えば、バンド 76a、 76Bと連結バンド 77a、 7 7Bの長さ Lを、揷入部 106の長さに比較して、十分に短い距離に設定することにより調整できる。バンド 76a、 76Bと連結バンド 77a、 77Bは、比較的硬くて伸びにくい弾性材が望ましい。また、引掛けバンド 78は比較的硬くて伸びにくい、例えばウレタンチューブなどが望ましい。また、これらのバンド 76、連結バンド 77、引掛けバンド 78の部材は、帯状シート部材 71と別体である必要はなぐ帯状シート部材 71と一体に形成してあよい。

[0049] また、揷入部 106の長手方向の長さを調整することにより、圧迫部 72の締め付け力を任意に調整することもできる。揷入部 106の内部には、歯車やワイヤなど (図示しない)が備えられており、揷入部 106は長手方向に伸縮できる形態になっている。そのため、揷入部 106を長手方向に伸ばすと、圧迫部 72の締め付け力が大きくなり、揷入部 106を長手方向に縮ませると、圧迫部 72の締め付け力が小さくなる。このように、揷入部 106の長手方向の長さを調整することにより、圧迫部 72の締め付け力を最適に調整すること力 Sでさる。

[0050] 図 13(b)に示すように、圧迫部 72のシート膜の長手方向端部の領域と中央部の領域では、円筒状の超音波送受信面 108に向かって締め付けられる締め付け圧が異なる。そこで、本実施例 3では、一対の帯状部材 75の長さを調整して、帯状シート部材 71 の端部を超音波探触子ヘッド 107の半円筒の軸心方向に引っ張り、圧迫部 72のシート膜の長手方向端部の領域と中央部の領域における締め付け圧力が同等になるようにしている。

[0051] なお、図 11の一対の帯状部材 75に代えて、図 14に示すように、帯状シート部材 71の両側縁部を弾性を有するシート部材 79で連結し、超音波探触子ヘッド 107の筒径に比べて一回り小さい径を有するキャップ部を形成し、超音波探触子ヘッド 107に押し広げて被せることにより、圧迫部 72の全域に渡って同等の締め付け圧力を実現でき

[0052] よって、実施例 3では、圧迫部 72の領域にお!/、て、敏感に圧迫部 72が膨張な!/、し収縮させること力 Sでき、繊細な圧迫操作で対象組織に歪みを生成させることができる。また、閾値張力がシート膜面のすべての領域に渡って付与されるため、対象の生体組織と接触していない面領域があっても、その領域のみに膨張 ·収縮が集中することなぐ生体組織との接触面領域に閾値張力に対応する圧力で圧迫を加えることができる。そのため、円滑に圧迫操作を行なうことができる。

[0053] なお、上記実施例 1〜3では、コンベックス型及びリニア型及びエンドフアイヤー型の経直腸用の超音波探触子に本発明の圧迫装置を適用した例を説明したが、本発明の圧迫装置は経直腸用の超音波探触子のみならず、経食道用、経膣用、指先装着型、血管用マイクロプローブ、内視鏡プローブなど、任意の形状の超音波探触子に適用できる。超音波探触子にバルーンを装着した状態で、圧迫部のシート膜に初期張力を付与することが特徴であり、圧迫部のシート膜に張力を付与する装着部の形状及び構造は、各超音波探触子の形状に合わせて設計することができる。また、外部から被検体を圧迫するコンベックス型ゃリニア型超音波探触子についても実施例 1 〜3を適用することができる。

実施例 4 実施例 1〜3で示したバルーン 38の帯状シート部材 61 , 71は、十分な張力、締め付け圧、及び超音波の透過性を備える素材を用いて形成することが重要である。弾性については実施例 1で挙げた素材を用いることができる。また、図 7, 8で説明した超音波の多重反射を低減するためには、可能な限り薄い膜で、かつ、生体組織の音響

[0055] そこで、実施例 1で示した同一の 2枚の帯状シート部材 61a、 61bによりバルーン 38を形成するのに代えて、対象組織 64と接する側が例えば帯状シート部材 61aとすれば、他方の帯状シート部材 6 lbは対象組織 64を圧迫するために膨張及び収縮する役割を担うわけではない。そこで、帯状シート部材 61aと帯状シート部材 61bの材質、厚さ、硬さを異ならせ、目的にあった組み合わせを用いることが好ましい。例えば、超音波送受信面に接する帯状シート部材 61bは、帯状シート部材 61aよりも薄いシートを用い、バルーン 38として可能な限り超音波の透過性の優れたものとすることができる。実施例 5

[0056] 上記の実施例 1〜4では、本発明の圧迫装置のバルーンに係る実施例を示した。本実施例 5では、本発明の圧迫装置のバルーン 38に液体を注入/排出する圧迫操作部 44の実施例について、図 15を参照して説明する。図 15は、圧迫操作部 44の一実施例の概念構成を示している。図 15に示すように、バルーン 38のチューブ 63は、三方活栓 81を介して圧迫操作用シリンジ 82と泡抜き用シリンジ 83に連結されている。図 15 の (1)〜(5)は、バルーン 38に注入する液体の泡抜きの手順を説明するものである。

[0057] 圧迫装置の使用開始時においては、図 15(1)に示すように、泡抜き用シリンジ 83に水等の液体を充填する。そして、三方活栓 81を切り替えてバルーン 38を泡抜き用シリンジ 83にのみ連通した状態にする。次いで、図 15(2)に示すように、泡抜き用シリンジ 8 3の押し子の揷入引出しを繰り返して、バルーン 38及びチューブ 63(63a、 63b)内の空気及び空気の泡を泡抜き用シリンジ 83に導く。次に、図 15(3)に示すように、三方活栓 81を切り替えて、泡抜き用シリンジ 83と圧迫操作用シリンジ 82のみを連通させる。そして、図 15(4)に示すように、圧迫操作用シリンジ 82の押し子を引出して液体を導入するとともに、泡抜き用シリンジ 83と圧迫操作用シリンジ 82との間で液体を出し入れして、圧迫操作用シリンジ 82内の空気及び空気の泡を泡抜き用シリンジ 83に導く。最後に、図 15(5)に示すように、三方活栓 81を切り替えて、泡抜き用シリンジ 83をチューブ 63 力、ら切り離して、通常の圧迫操作を可能な状態にする。なお、泡抜き用シリンジ 83は、バルーン 38及び圧迫操作用シリンジ 82よりも高い位置に保持する。また、泡抜き用シリンジ 83によって、初期注入量 V0を調整する。

[0058] 前述したように、バルーン 38の内部の液体に気泡が存在しないようにすることが重要である。そこで、本実施例によれば、バルーン 38及び圧迫操作用シリンジ 82内の液体から、泡を完全に抜き出すことができ、バルーン 38内に泡が存在することにより生ずるノイズのない弾性画像診断を行うことができる。

[0059] また、前述したように、バルーン 38及びチューブ 63は使い捨てされる。そこで、バルーン 38、チューブ 63、三方活栓 81、圧迫操作用シリンジ 82、及び泡抜き用シリンジ 83 を予め組み付け、セットとして滅菌処理したパッケージとする。その場合、液体を注入し、泡抜きした状態にすれば、開封後、超音波探触子 12に装着して即座に使用開始できる。また、液体として生食水、脱気水などを用いればより望ましい。

[0060] 上記実施例の動作は超音波診断装置 1で制御されるが、超音波探触子 12の保持部にバルーンの制御を行うボタンやレバーなどのインターフェイスを備え、検者が超音波探触子 12を保持する手元で、バルーン 38の動作を切り替えることができるようになっていてもよぐフットスィッチによって実現されていてもよい。さらに検者の音声による指示を認識して切り替えるようになって!/、てもよレ、。

Claims

請求の範囲

[1] 超音波探触子の超音波送受信面に装着して用いられるバルーンを備え、該バルーンで被検体を圧迫する圧迫装置にぉレ、て、

前記バルーンは、弾性部材で形成される中空の圧迫部と、前記圧迫部に液体を注入/排出させるチューブと、前記圧迫部の周縁に連接され、前記超音波探触子の超音波送受信面に前記圧迫部を装着させる装着部とを有し、前記装着部又は前記圧迫部の内径は前記超音波探触子の被装着部の外径より小さいことを特徴とする圧迫装置。

[2] 前記装着部は円筒状であることを特徴とする請求項 1記載の圧迫装置。

[3] 前記装着部の一端は半円筒状であり、前記装着部の他端は超音波探触子の一部に引掛ける引掛け部を有していることを特徴とする請求項 1記載の圧迫装置。

[4] 前記装着部の材質又は厚さの少なくともいずれか一つに基づいて、該圧迫部の前記弾性部材に付与される張力が設定されることを特徴とする請求項 1記載の圧迫装置。

[5] 前記装着部には、前記バルーンの中央位置を示すマークが付与されていることを特徴とする請求項 1記載の圧迫装置。

[6] 前記圧迫部は、前記超音波送受信面の面積よりも大きレ、面積を有して!/、ることを特徴とする請求項 1記載の圧迫装置。

[7] 前記チューブは、前記液体を注入するための第 1のチューブと前記液体を排出するための第 2のチューブとで構成されていることを特徴とする請求項 1記載の圧迫装置。

[8] 前記圧迫部は、弾性を有する 2枚の帯状シートを重ね合わせ、前記帯状シートの周縁部を密封して形成されることを特徴とする請求項 1記載の圧迫装置。

[9] 前記帯状シートは、シリコン系、ウレタン系、ビュル系、ラテックス系のいずれ力、 1つであることを特徴とする請求項 8記載の圧迫装置。

[10] 前記バルーンは、前記超音波送受信面が周方向に延在して形成された円筒状の超音波探触子に装着されるものであり、前記圧迫部は、前記超音波探触子の超音波送受信面に対応した大きさを有して形成されることを特徴とする請求項 1記載の圧迫装置。

[11] 前記バルーンは、前記超音波送受信面が先端面に形成された超音波探触子に用いられるものであり、前記圧迫部は、前記超音波探触子の超音波送受信面に対応した大きさを有して形成されることを特徴とする請求項 1記載の圧迫装置。

[12] 前記バルーンは、前記超音波探触子の先端部を覆うキャップ部を有して形成されることを特徴とする請求項 1記載の圧迫装置。

[13] 前記チューブには三方活栓を介して圧迫操作用シリンジと泡抜き用シリンジに連結してなる圧迫操作部を備えてなる請求項 1記載の圧迫装置。

[14] 超音波送受信面を有した先端部と、前記先端部に連結され、検者が手で握って保持するための保持部と、バルーンで被検体を圧迫する圧迫装置を有した超音波探触子において、前記バルーンは、弾性部材で形成される中空の圧迫部と、前記圧迫部に液体を注入/排出させるためのチューブと、超音波送受信面に前記圧迫部を装着させる装着部とを有し、前記圧迫部は張力が付与された状態で超音波送受信面に装着されて!/、ることを特徴とする超音波探触子。

[15] 前記装着部は円筒状であり、前記超音波送受信面を有する被装着部に巻きつけられていることを特徴とする請求項 14記載の超音波探触子。

[16] 前記装着部を係合する係合部を前記保持部に有し、前記装着部の一端は前記係合部に係合されていることを特徴とする請求項 14記載の超音波探触子。

[17] 前記チューブを介して前記液体を注入/排出することにより、前記圧迫部を膨張、収縮させる圧迫操作部を備えていることを特徴とする請求項 14記載の超音波探触子

[18] 直交する 2つの前記超音波送受信面を前記先端部に有し、前記 2つの超音波送受信面に前記バルーンの前記圧迫部がそれぞれ装着されていることを特徴とする請求項 14記載の超音波探触子。

[19] 被検体の生体組織に圧迫を加える圧迫装置を有する超音波探触子から超音波を送信し、前記被検体から発生する反射エコー信号を計測して得られたフレームデータを用いて、一対の前記フレームデータに基づいて複数の計測点における生体組織の弾性情報を求め、求めた前記弾性情報に基づレ、て弾性画像を生成して表示する超音波診断装置において、請求項 14乃至 18のいずれかに記載の前記超音波探触子を有する超音波診断装置。

前記圧迫部内の圧力を計測する圧力センサを備えることを特徴とする請求項 19記載の超音波診断装置。