JPH0428377B2 - - Google Patents

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つている。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
を目標組織に向かつ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61−15849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
必要があつた。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〜３cm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0.2〜0.5mm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。従つて、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つて組織の微細な画像
診断を行うことはできなかつた。

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つ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
行つている。従つて、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つた。

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つて行うことので
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に本発明は、被検組織
内に穿刺される中空の外套針と、該外套針内に進
退自在に挿通され、外套針の先端開口から円錐形
状の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、前記探触針の軸方向と直交する方向に放射状
に顕微鏡レベルの分解能を得ることのできる超高
周波音波を送波して、前記探触針の先端部外周囲
近傍領域に環状の超音波取り込み領域を形成する
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。この場合に、探触針の先端は円錐
形状に形成されているため、外套針を組織内に穿
刺した状態において、探触針を外套針から容易に
突出させることができる。

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。従つて、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。す
なわち、探触針の先端部外周囲に環状の超音波取
り込み領域を形成することができる。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、走査制御回路によつ
て電子的にスキヤン制御され、これによつて得る
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つて血流の
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よつて
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］ 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３mm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。ここにおいて、探触針１２の先端
は、図示されるように、円錐形状に形成されてお
り、外套針１０を組織に穿刺した状態で、探触針
１２を容易に前方組織内へ進ませることができ
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から探触針１２の軸方向と直交方向
に放射状に超音波ビームの送波を行うことによつ
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ツク図であり、探触針１
２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によつて超音波発振
部１６のラジアルスキヤ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つて順次ずらしてい
く制御を行う。従つて、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ヤンが可能である。

更に、走査制御回路２３によつて超音波発振部
１６の各超音波振動子１４からの超音波ビームの
フオ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
などを行つている。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、CRT２８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１
２を下降させ、先端部を外套針１０の先端開口１
０ａから突出させ、被検組織中に超音波発振部１
６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0.2〜0.5mm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0.2〜0.5mmの幅ｌ
をもつ円形の領域であり、この領域Ｘの範囲で高
分解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における断面診断情報を得る
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ヤンすることができ、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、10μ程度の高分解能によつ
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つ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つて、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、穿刺針によつて直接被検組
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
音波によつて超音波画像診断が可能となる。これ
によつて、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、走査制御回路によつ
て超音波送信のラジアルスキヤンを電子制御によ
つて高速で行うことができるので、探触針の先端
部外周囲近傍に形成される環状の超音波取り込み
領域内の被検組織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ツク図、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。 １０…外套針、１２…探触針、１４…超音波振
動子、１６…超音波発振部、１８…表面コーテイ
ング材、２０…ダンパ材、２２…励振信号発生回
路、２３…走査制御回路、２４…受信回路、２６
…画像処理回路、２８…CRT。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検組織内に穿刺される中空の外套針と、 該外套針内に進退自在に挿通され、外套針の先
   端開口から円錐形状の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、前記探触針の軸方向と直交する方向に放射状
   に顕微鏡レベルの分解能を得ることができる超高
   周波音波を送波して、前記探触針の先端部外周囲
   近傍領域に環状の超音波取り込み領域を形成する
   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。