JPH02107239A - 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３〜１
０ＭＨｚ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、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
の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〜３ｃａ＋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〜Ｏ１５
■程度となり探触子の挿入された体腔から離れた［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
織内に突出挿入されかつ針軸中心に回転可能な探触針と
、該探触針の先端部に１個設けられ探触針の外周に近接
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その反射波を受信する超音波振
動子と、前記探触針の上下移動距離又は回転角度を検出
する位置検出手段と、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送信回路と、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
の出力信号及び前記位置検出器からの探触針の上下距離
信号又は回転角信号に基づき被検組織被検組織の顕微鏡
レベルの拡大画像表示を行う画像表示手段と、を含み、
前記探触針を上下移動又は回転させつつ画像表示を行う
ことを特徴としている。

［作用］ 上記構成によれば、超高周波音波の送受波を行う超音波
振動子を先端部に１個設けた探触針を被検組織内に穿刺
された中空外套針の先端開口から被検組織内に突出挿入
し、探触針の先端部の超音波振動子から探触針の外周に
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、上記探触針は外套針の内部で針軸を中心として上
下移動又は回転可能に取り付けられているので、探触針
を被検組織内で上下移動又は回転させつつ超音波ビーム
の送受波を行うことができ、これによって探触針の超音
波振動子が設けられた位置の外周の画像、すなわちその
任意の移動距離又は回転角に対応した所定深度の断面映
像を得ることができる。

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を無等の組織診断
をより正確に行うことができる。

［実施例］ 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、
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の先端部には超音波発振部１４が設けら
れている。この発振部１４の正面形状は第１図（Ａ）及
び（Ｂ）のような円形状、あるいは第１図（Ｃ）のよう
な方形状のように任意の形状に構成することができる。

第２図は探触針１２の超音波発振部１４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１４は探触針１２の周壁に外方に向けて超
音波ビームを送波するように取り付けられている。超音
波振動子１６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１８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
けられた超音波振動子１６には高周波パルス発振器を含
む送信回路２２が接続されており、超音波振動子１６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信号を出力する。

また、超音波振動子１６には受信回路２４が接続されて
おり、受信回路２４は超音波振動子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、ＣＲＴ２Ｂ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。また、超音
波振動子１６の設けられた探触針１２の移動距離又は回
転角を検出するための位置検出器３０が設けられており
、この位置検出器３０からの移動距離又は回転角信号も
画像処理回路２６に供給される。画像処理回路２６は、
受信回路２４からの信号に基づいてこの移動距離又は回
転角信号に応じた所定領域の画像をＣＲＴ２ｇ上に表示
する。

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の先端開口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】２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振動子４を挿入する。

そして、超音波発振部１４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
４００〜５００ＭＨ２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。

このとき、探触針１２の周囲の所定領域の画像を得るた
めに、探触針１２は手動あるいは機械的に穿刺針１０内
で針軸を中心として上下移動又は回転される。この移動
距離又は回転角は位置検出器３０によって検出され画像
処理回路２６に送られている。上記４００〜５００ＭＨ
ｚ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＋＋＋ｍ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。

送波された高い周波数の超音波ビームは超音波振動子１
６にて受波され受信回路２４及び画像処理回路２６を経
てＣＲＴ２８上に画像表示されるる。この画像表示は、
上記探触針１２の上下移動によるリニア走査又は回転に
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
できるが、上下移動速度又は回転速度も任意に設定する
ことができ低速でスキャンすることにより高分解能を得
ることも可能である。例えば、探触針１２を３６０°回
転させて画像表示を行う場合、超音波ビームの透過深度
が約０．５１とすると、探触針１２の周囲の深さ方向に
０．５ｍａ＋幅の組織の部分の断面画像を表示すること
ができる。０．５ｍｍという狭い幅であるが、直接被検
組織の断面像を高分解能（１０μ程度の識別が可能）に
よって画像表示することができるので、被検組織の病変
の有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、探触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。従って、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（Ａ）〜（Ｃ）は実施例の穿刺針及び探触針の先
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穿刺針を示す斜視図である
。 １０　・・・　外套針 １２　・・・　探触針 １４　・・・　超音波発振部 １６　・・・　超音波振動子 １８　・・・　表面コーテイング材 ２０　・・・　ダンパ材 ２２　・・・　送信回路 ２４　・・・　受信回路 ２６　・・・　画像処理回路 ・・・　　ＣＲＴ ３０　・・・　位置検出器。

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
   に突出挿入されかつ針軸中心に回転可能な探触針と、 該探触針の先端部に１個設けられ探触針の外周に近接す
   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その反射波を受信する超音波振動
   子と、 前記探触針の上下移動距離又は回転角度を検出する位置
   検出手段と、 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
   の送信回路と、 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及び前記位置検出器からの探
   触針の上下距離信号又は回転角信号に基づき被検組織被
   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、 を含み、前記探触針を上下移動又は回転させつつ画像表
   示を行うことを特徴とする穿刺針式超音波診断装置。