JPH02107237A - 穿刺針式超音波診断装置 - 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、特に被検体の被検組織内で直
接近接する組織の画像表示診断を行う穿刺針式超音波診
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に超
音波ビームを発信し、体内で反射した反射波を受信して
被検体内情報を得るようにしたものが一般的である。ま
た、より被検組織に近接した位置から超音波診断を行う
ために、超音波振動子を設けた探触子を体腔内に挿入し
て体内から超音波ビームを送受信し超音波診断を行う体
腔内挿入式の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超音波診断装置は、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
断を行っている。そして、このような診断装置の探触子
からは所望の深度まで超音波パルスが達するように３〜
１０ＭＨｚの超音波ビ−ムが用いられている。

一方、被検体の深部の治療、診断のため穿刺される穿刺
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
用いられる探触子の中央に穿刺針を通す穿刺孔を設けた
プローブによる超音波画像をモニタとして安全で確実な
穿刺を行う装置が知られている（実公昭６１−１５８４
９号公報）。

［発明が解決しようとする課題］ 上記体腔内に挿入する探触子によれば、被検体内部から
超音波診断を行うことができる。しかし、被検組織自体
に直接穿刺して超音波診断を行うものではないので、超
音波ビームの送信は所定の深度まで達するような周波数
のものを使用する必要があった。すなわち、体腔内に挿
入された探触子から病変の生じている疑いのある組織ま
で超音波ビームが届くように超音波ビームの周波数の設
定をする必要があり、３〜１０ＭＨｚ程度の超音波ビー
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、超音波ビームの透過深度を
１５ｃｍ〜３ｃｆｆ＋程度確保することができるが、逆
に高分解能を得ることができないという問題がある。

すなわち、高分解能を得るため、例えば赤血球レベルの
診断を可能とするためには、１０μ程度迄の識別が可能
な分解能が必要であり、周波数は４００〜５００ＭＨｚ
程度とする必要がある。しかし、このような高い周波数
の超音波ビームを使用すると透過深度が０．　２〜０．
５ａｕａ程度となり探触子の挿入された体腔から離れた
組織を診断することができない。従って、体腔内挿入式
の探触子の場合には、ある程度の大きさの透過深度を確
保するため比較的低い周波数の超音波ビームを使用して
おり、顕微鏡レベルの高分解能によって組織の微細な画
像診断を行うことはできなかった。

また、従来の穿刺針については、被検組織に穿刺された
穿刺針から直接超音波ビームを発して超音波画像診断を
行うものではなく、体表から穿刺用の超音波プローブに
よって被検体内部を診断し、穿刺針を穿刺する箇所を視
認して穿刺動作を行っている。従って、体腔内挿入式の
探触子を用いた超音波診断装置と同様に顕微鏡レベルま
で分解能を高めるために超音波ビームの周波数を高くす
ることはできないという問題があった。

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内に直接超音波発振
部を挿入し被検組織の超音波診断を顕微鏡レベルの高分
解能によって行うことのできる穿刺針式超音波診断装置
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穿刺針式超音波診
断装置は、被検組織内に穿刺される中空の外套針と、該
外套針内に挿通され外套針の先端開口から先端が被検組
織内に突出挿入可能な探触針と、該探触針の先端部外周
囲にリング状に配列され近接する被検組織へ顕微鏡レベ
ルの分解能を得ることのできる超高周波音波を送信しか
つその反射波を受信する複数の超音波振動子と、該超音
波振動子から前記超高周波音波を送信させるための励振
信号発生回路と、前記複数の超音波振動子への励振信号
を電子制御する走査制御回路と、前記超音波振動子が受
けた反射波を受信する受信回路と、該受信回路からの出
力信号に基づき被検組織の顕微鏡レベルの拡大画像表示
を行う画像表示手段と、を含むことを特徴とする。

［作用］ 上記構成によれば、被検組織内に穿刺された中空外套針
の先端開口から被検組織内に探触針を突出挿入させ、探
触針の先端部外周囲にリング状に配列された複数の超音
波振動子から探触針の外周囲に近接する被検組織へ超音
波ビームを送波することができる。

ここで、超音波ビームの送波は、探触針の外周囲に接し
ている被検組織に直接送波することができ、この組織の
超音波診断を行うためには、超音波ビームの透過深度は
極めて小さいもので足りる。

従って、超音波ビームの大きな透過深度を確保する必要
がないので、顕微鏡レベルの高分解能の映像を得るため
に、超音波ビームの周波数を高くすることが可能となる
。

また、探触針の先端部に設けられ超音波振動子は、外周
囲にリング状に設置されているので、探触針の周囲に近
接する被検組織に対してリング状に超音波ビームの送受
波を行うことができる。これにより、超音波ビームの透
過深度に対応した幅のリング状の組織断面画像を得るこ
とができる。

更に、各超音波振動子は、走査制御回路によって電子的
にスキャン制御され、これによって得ることのできる断
面画像信号はほとんどリアルタイムの画像信号であり、
顕微鏡レベルの高分解能の超音波ビームを使用している
ことによって血流の認識も可能となる。

このように超音波ビームの顕微鏡レベルの分解能により
組織の微細な画像情報が得られ、これに基づいて拡大さ
れた画像表示を行うことにって病変の有無等の組織診断
をより正確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図は本発明の特徴的構成部分である外套針及び探触
針の先端部の部分斜視図を示しており、外套針１０は、
約３ＩＩ１１の直径を有し中空構造とされ、先端は被検
体に穿刺しやすくするため鋭角形状となるようにテーパ
ーが付けられている。探触針１２は、外套針１０の内部
に挿通され、その先端開口１０ａから先端部が突出され
るように構成されている。

この探触針１２の先端部外周囲には、複数の超音波振動
子１４をリング状に配列してなる超音波発振部１６が設
けられている。すなわち、各超音波振動子１４から超音
波ビームの送波を行うことによって、探触針１２の外周
囲から外方へ３６０度の範囲で超音波ビームの送波を行
うことができるように形成されている。

第２図は探触針１２の超音波発振部１６部分の横断面を
示す図であり、本実施例では中実構造としているが中空
構造とすることも可能である。超音波発振部１６の各振
動子１４は探触針１２に外方に向けて超音波ビームを送
波するように取り付けられている。そして、超音波振動
子１４を挾んで探触針１２の表面側に表面コーテイング
材１８が、超音波振動子１６の内面側にダンパ材２０が
それぞれ設けられている。ここで表面コーテイング材１
８は、超音波ビームを集束させるための音響レンズとし
ての作用も果たしており、ダンパ材２０は超音波振動子
１６から背面に放射された超音波に対し、音響的吸収減
衰を与え画像上に表示されないようにする作用を果たし
ている。

第３図は本発明に係る穿刺針式超音波診断装置の主要構
成部を示すブロック図であり、探触針１２の先端部に設
けられた超音波発振部１６には励振信号発生回路２２が
接続され、さらにこの励振信号発生回路２２には、走査
制御回路２３が接続されている。励振信号発生回路２２
は、超音波振動子１４から顕微鏡レベルの分解能を得る
ことのできる高い周波数の超高周波音波を送波させるた
めの励振信号を出力する。

そして、走査制御回路２３によって超音波発振部１６の
ラジアルスキャンの電子制御を行う。すなわち、各超音
波振動子１４への上記励振信号への送信をオンオフ制御
することにより、駆動させる振動子群を電子的手段によ
って順次ずらしていく制御を行う。従って、超音波発振
部１６は超音波振動子１４がリング状に配列して形成さ
れているので、超音波発振部１６の近接領域、すなわち
円形状の領域における超音波ビームの送受波を短時間に
行うラジアルスキャンが可能である。

更に、走査制御回路２３によって超音波発振部１６の各
超音波振動子１４からの超音波ビームのフォーカス制御
も行われる。

また、超音波発振部１６には受信回路２４が接続されて
おり、受信回路２４は超音波発振部１６が受けた反射波
を受信し、増幅並びにＡ／Ｄ変換などを行っている。こ
の受信回路２４からの出力信号は画像処理回路２６に送
られ、画像処理回路２６では、ＣＲ７２ｇ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。

次に、本実施例の動作について説明する。

まず、被検体の被検組織中に外套針１０を穿刺する。こ
のとき、探触針１２は、外套針１０の先端間口１０ａか
ら突出させない状態にしておく。

すなわち、第４図に示す状態で外套針１０を被検組織に
差し込む。そして、被検組織中で探触針１２を下降させ
、先端部を外套針１０の先端開口１０ａから突出させ、
被検組織中に超音波発振部１６を挿入する。

そして、超音波発振部１６から顕微鏡レベルの高分解能
を得ることのできる高い周波数の超音波ビーム、例えば
４００〜５００ＭＨｚ程度の周波数の超音波ビームを被
検組織に向けて送波する。

この４００〜５００ＭＨｚの周波数の超音波ビームによ
れば、組織内への透過深度は０．２〜０゜５■程度であ
るが、分解能は高いので１０μ程度の赤血球レベルまで
画像表示することが可能である。

第５図は実施例にかかる装置により組織診断を行うこと
のできる領域を示すための説明図であり、超音波発振部
１６からの超音波ビームの送波は、探触針１２の外周か
ら外方へ向けて行われるので、超音波診断を行うことの
できる領域は、超音波発振部１６に近接するリング状の
領域Ｘと成る。この領域Ｘは、各超音波振動子１４から
送波される超音波ビームの透過深度０，２〜０．５ｍｎ
の幅ｌをもつ円形の領域であり、この領域Ｘの範囲で高
分可能の超音波ビームによる組織診断画像を得ることが
できる。

そしてこの領域Ｘにおける断面画像情報を得るために、
走査制御回路２３は、電子的手段により高速でラジアル
スキャンすることができ、領域Ｘにおけるほぼリアルタ
イムの画像表示を行うことが可能であり、更に、ｌＯμ
程度の高分解能によって画像表示を行うことができる。

次に、各超音波振動子１４にて受波された超音波ビーム
の反射波は受信回路２４を経て画像処理回路２６により
処理されＣＲＴ２８上に画像表示されるる。なお、この
画像表示は、常に領域Ｘの全範囲を表示する必要はなく
、走査制御回路２３によるラジアル走査によって任意の
領域を設定することができる。例えば第２図におけるＹ
の範囲のみの振動子を駆動させ、その領域のみの画像情
報に基づく表示を行うことも可能である。

このように、被検組織に直接接触した部分の微細な画像
診断を行うことによって、被検組織の病変のを無例えば
癌組織であるか否かの判断をより正確に行うことができ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る穿刺針式超音波診断装
置によれば、穿刺針によって直接被検組織内に超音波発
振部を挿入することができるので、大きな超音波ビーム
の透過深度を確保する必要がなく、透過深度は小さいが
顕微鏡レベルの高分解能を得ることのできる高い周波数
の超高周波音波によって超音波画像診断が可能となる。

これによって、被検組織の微細な画像情報を得て超音波
画像診断ができる。更に、走査制御回路によって超音波
送信のラジアルスキャンを電子制御によって高速で行う
ことができるのでの近接する所定領域をリアルタイムで
画像表示することができる。

これにより、被検組織の病変等の診断の信頼性がより向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の外套針及び探触針の先端部の斜視図、 第２図は探触針の先端部の横断面図、 第３図は実施例の主要構成を示すブロック図、第４図は
被検組織への穿刺時における外套針を示す斜視図、 第５図は実施例の診断領域を示す説明図である。 外套針 探触針 超音波振動子 超音波発振部 表面コーテイング材 ダンパ材 励振信号発生回路 走査制御回路 受信回路 画像処理回路 ＲＴ０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検組織内に穿刺される中空の外套針と、該外套
   針内に挿通され外套針の先端開口から先端が被検組織内
   に突出挿入可能な探触針と、該探触針の先端部外周囲に
   リング状に配列され近接する被検組織へ顕微鏡レベルの
   分解能を得ることのできる超高周波音波を送信しかつそ
   の反射波を受信する複数の超音波振動子と、 該超音波振動子から前記超高周波音波を送信させるため
   の励振信号発生回路と、 前記複数の超音波振動子への励振信号を電子制御する走
   査制御回路と、 前記超音波振動子が受けた反射波を受信する受信回路と
   、 該受信回路からの出力信号に基づき被検組織の顕微鏡レ
   ベルの拡大画像表示を行う画像表示手段と、 を含むことを特徴とする穿刺針式超音波診断装置。