JPH04307047A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、血管内の狭窄部や閉塞
物の形状や位置を血管内部から超音波を用いて診断し、
治療する超音波診断装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】血管内の閉塞物や狭窄部を血管内に挿入し
たカテーテルを用いて診断し、治療する血管形成手術が
、開胸手術による血管バイパス化に対し簡便であること
から注目されている。この血管内部から閉塞物や狭窄部
を診断する方法は、例えば特開昭６３−３８３４号公報
に「血管内視ビデオシステム」として記載されている構
成が知られている。

【０００３】以下、図３を参照して従来の血管内視ビデ
オシステムのカテーテル部分について説明する。図３に
おいて、３１はカテーテル、３２は透明フラッシュ剤注
入口、３３は内視鏡用ファイバ口、３４は照明光用ファ
イバ口、３５は血管、３６はバルーン、３７は閉塞物や
狭窄部であるアテローマである。

【０００４】以上のような構成において、以下その動作
を説明する。まず、カテーテル３１を血管３５内に挿入
してアテローマ３７近傍まで移動する。カテーテル３１
の位置の判定は、Ｘ線テレビ等が用いられている。アテ
ローマ３７近傍にカテーテル３１先端部が位置したら、
バルーン３６を膨らまして血流を止める。この状態で、
透明フラッシュ剤注入口３２から透明フラッシュ剤を血
管３５内に注入する。この時カテーテル３１の前方部分
は、透明フラッシュ剤により可視光が透過可能となり、
照明光用ファイバ口３４から照射された照明光により、
内視鏡用ファイバ口３３から内視鏡診断が可能となる。

【０００５】この診断を行ない、アテローマ３７の状態
を求め、カテーテル３１をアテローマ３７と血管３５と
の間の狭窄部に移動し、バルーン３６を膨らますことに
より、アテローマ３７部分を押し広げて血流を良くする
治療を行なう。

【０００６】また、別の血管内診断方法としては、米国
特許４５８７９７２号記載の超音波を用いた方式がある
。これはカテーテル先端にいわゆるフェーズドアレイを
組み込み、電子走査で２次元の超音波診断像を得るもの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の血管内診断技術として、前者の血管内に透明
フラッシュ剤を注入しながら診断を行なう方法は、生体
内に多量の透明フラッシュ剤を注入してしまう可能性が
あり、生体に悪影響を与える恐れがある。また、可視光
による内視鏡的診断であるため、アテローマの表面の状
態しかわからない問題点がある。

【０００８】一方、後者の超音波を用いた血管内診断は
、カテーテルの先端にフェーズドアレイを組み込むため
の構成および動作についての詳細が不明であるが、フェ
ーズドアレイをカテーテルのような細い管の先端に組み
込む場合、アレイの加工および駆動方式が複雑になる問
題がある。また、血管内診断は、カテーテルを血管内に
挿入する診断方式であるため、１度診断に用いたカテー
テルは、エイズやＢ型肝炎等の感染予防のため使い捨て
にすることが望ましく、上記のような構成では複雑で高
価になるので、簡単には捨てることができないという問
題を有していた。

【０００９】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、血管内に透明フラッシュ剤等の異物を注
入することなく、簡便な方式で血管内診断を可能とする
超音波診断装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の超音波診断装置は、カテーテル先端部に内
包された超音波振動子と、超音波振動子に接続された駆
動カムと、駆動カムを揺動させて超音波振動子を扇形走
査させるためのタービンと、タービンを回転させるため
の流体注入および排出手段と、超音波振動子の超音波ビ
ーム照射方向を検出するための手段と、超音波振動子を
駆動して超音波を発生するとともに、反射超音波を電気
信号に変換して画像処理する手段とを備えたものである
。

【００１１】

【作用】したがって、本発明によれば、カテーテルを血
管内に挿入してアテローマに近づけ、流体の力でタービ
ンを回転させて駆動カムを介して超音波振動子を扇形走
査させることにより、超音波振動子から発射された超音
波がアテローマに当たって反射してくるまでの時間変化
を利用して２次元の超音波断層像を得ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図１は本発明の一実施例の構成を
示す要部斜視図である。図１において、１は超音波を送
受波する超音波振動子、２はカテーテル、３はタービン
、４は流体注入口、５は流体排出口、６はタービン回転
軸、７はカム軸、８は超音波振動子１の回転中心軸、９
は位置検出センサ用接点、１０は位置検出センサ、１１
は駆動カム、１２はメンブレン、１３は伝搬媒体、１４
はバルーン、１５は流体注入管、１６は流体注入管１５
に接続された流体注入制御部、１７は流体排出管、１８
は流体排出管１７に接続された流体排出制御部、１９は
超音波振動子１に接続された超音波信号送信部、２０は
超音波振動子１に接続された超音波信号受信部、２１は
超音波信号受信部２０に接続された検波部、２２は検波
部２１に接続された走査変換部、２３はテレビモニタな
どから構成された映像表示部、２４は位置検出センサ１
０に接続された角度演算部、２５は血管、２６は血管内
の閉塞物または狭窄部であるアテローマである。

【００１３】以上のような構成において、以下その動作
を説明する。まず血管２５内にカテーテル２を挿入して
アテローマ２６近傍まで移動させる。アテローマ２６近
傍にカテーテル２先端部が位置したら、超音波信号送信
部１９から超音波送信信号を超音波振動子１に転送する
。超音波振動子１は、超音波信号送信部１９から送られ
てきた超音波送信信号を超音波に変換して送波する。

【００１４】超音波振動子１から送波された超音波は、
伝搬媒体１３中を伝搬し、メンブレン１２に到達する。 メンブレン１２は薄い膜で構成され、血液と伝搬媒体１
３とを遮断している。このメンブレン１２に到達した超
音波の一部は、メンブレン１２を透過して血液中を伝搬
し、アテローマ２６に到達し、さらにアテローマ２６中
を伝搬する。

【００１５】アテローマ２６中を伝搬する超音波は、音
響インピーダンスの違いにより次々に反射されて超音波
振動子１に戻る。反射超音波は超音波振動子１により電
気信号に変換され、超音波信号受信部２０で増幅される
。次いで検波部２１で検波され、検波部２１の出力であ
る検波信号から反射信号の時間変化が分かり、アテロー
マ２６内の超音波による１次元診断ができる。

【００１６】超音波によるアテローマ２６の２次元診断
は、超音波振動子１のビーム照射方向を変えることによ
り可能となる。超音波振動子１のビーム照射方向の変更
は、タービン３を回転させることにより可能となる。す
なわちタービン３をタービン回転軸６を中心に回転させ
ることにより、タービン回転軸６とずれた位置に配置さ
れたカム軸７がタービン回転軸３を中心に回転する。一
端部がこのカム軸７をはさむ形状の駆動カム１１は、他
端部が超音波振動子１に接合されているので、カム軸７
の回転により超音波振動子１の回転中心軸８を軸として
揺動し、超音波振動子１から発射された超音波がアテロ
ーマ２６を扇形走査する。

【００１７】タービン３は、流体注入口４から注入され
る流体または気体等により回転される。流体のタービン
３への注入は、流体注入制御部１６で注入量を制御され
る。流体のスムーズな注入を可能とするため、タービン
３に注入された流体は、流体排出口５より強制的に流体
排出制御部１８により排出される。

【００１８】超音波振動子１は、回転中心軸８を中心に
扇形動作し、扇形動作中に上記の超音波診断を行なうこ
とにより２次元の超音波診断が可能となる。位置検出セ
ンサ用接点９はタービン３上に配置され、位置検出セン
サ１０はカテーテル２の内壁側に配置されている。この
両者は、特定の位置において対面接触するような位置関
係で配置されている。タービン３の１回転につき１回の
割合で位置検出センサ用接点９と位置検出センサ１０は
接触し、例えば図２のような信号を得る。すなわち、位
置検出センサ１０が位置検出センサ用接点９と接触する
と、位置検出センサ１０はＰ１のレベルの信号を出力し
、その他の時はＰ２のレベルの信号を出力する。このＰ
１出力信号からカム軸７の基準位置を得ることができ、
図２に示すように接触位置Ｔ１とＴ２の間を時間分割し
、カム軸７、タービン回転軸６、回転中心軸８、駆動カ
ム１１、位置検出センサ用接点９および位置検出センサ
１０の位置関係および形状を考慮することにより、ター
ビン３が等速度で回転運動していると近似できる場合は
、角度演算部２４により超音波振動子１のビーム照射方
向を算出することができる。

【００１９】角度演算部２４の出力である超音波振動子
１のビーム照射方向と反射超音波信号を検波した検波部
２１の出力から、走査変換部２２は標準テレビ信号に変
換し、２次元の超音波断層像を映像表示部２３に表示す
る。次に、アテローマ２６の狭窄部にカテーテル２を移
動させ、バルーン１４を膨らますことにより血管形成を
行ない、血流状態を良好にする。

【００２０】血管２５内に挿入可能なカテーテル２の先
端部に内包可能に設けられたタービン３は、微細加工可
能な放電加工機等を用いることにより加工できる。また
、上記説明では、角度演算に位置検出センサ用接点９お
よび位置検出センサ１０を用いて両者を接触させること
により行なっているが、非接触型の位置検出として、タ
ービン３上の位置検出センサ用接点９の代わりに鏡面状
態の反射板を設けるとともに、位置検出センサ１０とし
てレーザビームを光ファイバで導き、タービン８に照射
し特定の回転位置において反射板で反射させ、その反射
光強度から図２に示すような基準位置検出を行なうよう
にしてもよい。

【００２１】このように、上記実施例によれば、カテー
テル２内に内包されたタービン３を流体注入制御部１６
および流体排出制御部１８による流体の移動により回転
させ、タービン３の回転により超音波振動子１に接続さ
れた駆動カム１１を扇形動作させることにより、超音波
振動子１から送波される超音波によりアテローマ２６を
２次元走査させることが可能となり、血管２５内部のア
テローマ２６の形態を簡易な構成で診断することができ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明は、血管内に挿入
可能なカテーテルと、カテーテル先端部に回動可能に内
包された超音波振動子と、超音波振動子に接合された駆
動カムと、超音波振動子を駆動カムを介して扇形走査さ
せるためタービンと、タービンを回転させるための流体
注入および流体排出制御手段と、超音波振動子の超音波
ビーム照射方向を検出する手段と、超音波振動子に超音
波信号を供給するとともに、反射超音波を受信して画像
処理する手段とを備えたものであり、カテーテルに内包
された超音波振動子を扇形動作させて血管内から超音波
でカテーテル前方の診断を行なうことができ、生体に対
して異物である例えば生理食塩水等を血管内に注入する
ことなく、アテローマの診断と治療を簡易な構成で行な
うことができる。また、超音波特有の効果として、アテ
ローマ内部の情報も得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における超音波診断装置の要
部斜視図

【図２】本発明の一実施例における位置検出センサの出
力の一例を示す信号図

【図３】従来の血管内視ビデオシステムの要部斜視図

【符合の説明】

１　　超音波振動子 ２　　カテーテル ３　　タービン ４　　流体注入口 ５　　流体排出口 ６　　タービン回転軸 ７　　カム軸 ８　　回転中心軸 ９　　位置検出センサ用接点 １０　　位置検出センサ １１　　駆動カム １２　　メンブレン １３　　伝搬媒体 １４　　バルーン １５　　流体注入管 １６　　流体注入制御部 １７　　流体排出管 １８　　流体排出制御部 １９　　超音波信号送信部 ２０　　超音波信号受信部 ２１　　検波部 ２２　　走査変換部 ２３　　映像表示部 ２４　　角度演算部 ２５　　血管 ２６　　アテローマ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　血管内に挿入可能なカテーテルと、前
   記カテーテルの先端部に回動可能に内包された超音波振
   動子と、前記超音波振動子に接合された駆動カムと、前
   記超音波振動子を前記駆動カムを介して扇形走査させる
   ためのタービンと、前記タービンを回転させるための流
   体注入手段および流体排出手段と、前記超音波振動子の
   超音波ビーム照射方向を検出する手段と、前記超音波振
   動子に超音波信号を供給するとともに、反射超音波を受
   信して画像処理する手段とを備えた超音波診断装置。