JPH11197155A - 超音波穿刺プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波穿刺プローブにおいて、広い生体領域
の所望の箇所に穿刺針を挿入する作業が繁雑であった。 【解決手段】 振動子部５２の両端にそれぞれ切れ込み
５４を設け、ここに穿刺針ホルダ５８を嵌合させる。こ
れにより、振動子部５２のメイン部分の下に位置する画
像領域に対し、その両端から穿刺針を挿入することが可
能となる。各穿刺針の生体への挿入角は所定範囲で変更
することができ、これと、穿刺針を複数箇所から挿入可
能としたことにより、一旦、画像領域に捉えた皮膚直下
組織に対し、振動子部５２を移動させることなく生体検
査用サンプルの採取等の作業を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、穿刺針による針生
検、造影剤注入等の作業において用いられる超音波穿刺
プローブに関し、特に前記作業の容易化に関する。

【０００２】

【従来の技術】医療等の分野においては、生体に穿刺針
を挿入して、生体内から検査サンプルを採取したり、生
体に造影剤を注入したりする作業が行われる。超音波穿
刺プローブは、これら作業において、穿刺針の生体内で
の位置を超音波画像にてリアルタイムで視認することを
可能にするものである。これにより穿刺針を目的臓器以
外の臓器等を避けながら挿入することができ、前記作業
が安全、確実に行われる。

【０００３】図４は、従来の超音波穿刺プローブの概略
の構成を示す説明図である。図４（ａ）（ｂ）（ｃ）
は、それぞれプローブの上面図、側面図、底面図であ
る。この従来装置の主要部は、生体に当接される電子リ
ニア走査型の振動子部２である。振動子部２には、穿刺
針を通すための切れ込み４が設けられる。切れ込み４は
振動子部２の片側に寄った部分に設けられる。振動子ア
レイは、振動子部２の切れ込み４より中央寄りの部分
（メイン部分６）内に配置される。一方、振動子部２の
うち、切れ込み４に対してメイン部分６と反対側に位置
する部分（端部８）には、音響的にメイン部分６との整
合を得るためにダミーの振動子アレイが設けられる。こ
のダミーの振動子アレイは駆動される必要はないので、
配線を施されない。よって、振動子部２が送受信する超
音波による生体画像は、メイン部６直下領域を中心とし
た所定範囲のものとなる。

【０００４】さて、超音波穿刺プローブは切れ込み４を
有し、これを通して穿刺針を生体に刺すことにより、穿
刺針の先端を、超音波画像で映し出される領域であるメ
イン部６の下の生体領域に容易、確実に導くことができ
るように構成されたものである。切れ込み４は、例え
ば、上面の開口が大きく、底面の開口が小さくなるよう
な逆三角形（もしくは倒立台形）の側面形状に形成され
る。そうすることにより、振動子部２の底面に設けられ
る振動子アレイの面積を確保できるとともに、穿刺針を
様々な傾斜角で生体に挿入することが可能となる。

【０００５】例えば、切れ込み４には、図４（ｂ）に示
される穿刺針ホルダ１０がはめ込まれて使用される。穿
刺針ホルダ１０には、穿刺針をその軸方向に摺動自在に
保持するガイドが設けられ、ガイドは、生体に対して所
定の角度の傾斜で形成される。このガイドによって、上
述した超音波画像が形成される生体領域に穿刺針を容
易、確実に導くという効果が十分に達成される。なお、
ガイドの傾斜角が異なる複数種類の穿刺針ホルダ１０を
用意し、必要に応じて取り替えて使用することにより、
超音波画像が形成される範囲内において穿刺針の挿入位
置を変えることができる。

【０００６】なお、従来の超音波穿刺プローブでは、振
動子部２の底面は、切れ込み４が設けられるために
「コ」の字型となる。この底面には端部８も含めて、超
音波の収束を行うシリコンレンズ１２が設けられてい
る。

【０００７】図５は、従来の超音波穿刺プローブを生体
に当接して使用している状態の説明図である。図におい
て振動子部２には、生体２０の表面に対して例えば６０
°の角度で穿刺針２２を導く穿刺針ホルダ１０がはめ込
まれている。振動子部２のうち超音波を送受信するメイ
ン部分６は、生体２０内の例えば生体検査サンプルの採
取目標となる皮膚直下組織２６の上の皮膚に当接され
る。これにより皮膚直下組織２６を超音波画像の形成範
囲内（画像領域３０）に捉えながらサンプル採取等の施
術が可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来は、生体内の異な
る位置に対し、生体検査サンプルを採取する等、施術す
る場合、穿刺ホルダ１０を異なるガイド傾斜のものに交
換したり、振動子部２を移動させる必要があった。この
うち穿刺針ホルダ１０を交換することは作業が煩雑とな
るという問題点があった。

【０００９】また、振動子部２を移動させ生体に当て直
す作業は手間がかかるという問題点があった。具体的に
は、例えば、超音波画像にサンプリングしたい目標位置
が既に映し出されているのに振動子部２を移動させる
と、移動後の画像から再び目標位置を見出すという作業
が必要になり、作業効率が悪くなるという問題点が生じ
うる。

【００１０】生体からの超音波の反射波は、生体に当接
された振動子部２において、再び生体へ向けて反射され
うる。この多重反射は超音波画像に悪影響を与えるおそ
れがある。特に、振動子部２の端部に切れ込み４を設け
ることによって、振動子部２の端部には振動子アレイが
配置されず超音波の送受信に有効でないにも拘わらず多
重反射のみ生じる部分が存在し、超音波画像特性の劣化
を生じるという問題があった。また、振動子部２におけ
る超音波の送受信に有効な部分においても、多重反射が
生じ得、超音波画像特性が劣化するという問題があっ
た。

【００１１】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、広い生体部位に対する穿刺作業を容易に行
え、また良好な超音波画像特性を得られる超音波穿刺プ
ローブを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波穿刺
プローブは、振動子部が、穿刺針ホルダを嵌合可能な切
れ込みを当該振動子部の端部に複数有することを特徴と
する。本発明によれば、振動子部が送受信する超音波に
よる画像に対応する生体部位の複数箇所に、複数の穿刺
針を挿入することができる。

【００１３】本発明の好適な態様は、前記振動子部が、
前記切れ込みを当該振動子部の一方端側と他方端側にそ
れぞれ有するものである。

【００１４】本発明に係る超音波穿刺プローブは、前記
振動子部が、前記切れ込みより内側部分に振動子アレイ
を配置されることを特徴とする。本発明によれば、振動
子アレイは振動子部の中央部分に配置され、切れ込みは
その振動子アレイの周辺に配置される。すなわち、切れ
込みをまたがって振動子アレイを配置するという変則的
なレイアウトが生じないので、容易に本プローブを構成
することができる。

【００１５】本発明に係る超音波穿刺プローブは、前記
振動子部が、前記振動子アレイの配置部分より外側の部
分の前記底面に前記超音波を吸収する吸音部材を有する
ことを特徴とする。振動子部のうち振動子アレイの配置
部分より外側には、切れ込みが形成される。振動子部の
端部はそこに振動子アレイが配置されていなくても、前
記切れ込みを形成するために必要とされる。しかし、こ
の振動子アレイが配置されていない端部は、生体からの
超音波反射波の多重反射の原因となる。本発明によれ
ば、この端部の底面に吸音部材が設けられ生体からの反
射波を再び生体に反射することが防止される。

【００１６】本発明に係る超音波穿刺プローブは、前記
振動子部と前記生体部位との間にスペーサを有し、前記
スペーサの前記生体部位への当接面は、前記振動子部の
前記底面と非平行とされることを特徴とする。スペーサ
は、振動子部と生体との間に距離を設けることにより、
穿刺針を斜め挿入する場合において、超音波エコーによ
り映し出された生体領域に対する穿刺針の挿入位置を調
整するために用いられる。スペーサは基本的には生体と
の音響インピーダンスが近似の材質にて構成されるが、
生体とスペーサとの境界面において多少の不整合は避け
られない。その場合、その境界面と振動子部の底面との
間で多重反射が生じうる。本発明によれば、これら２つ
の面が平行でないので、両者の間での多重反射の回数が
重ねられるとその反射波は振動子アレイの配置された領
域外に脱することになり、多重反射の超音波画像特性へ
の悪影響が低減される。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１８】図１は、本発明の実施形態である超音波穿
刺プローブの概略の構成を示す説明図である。図１
（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれプローブの上面図、側
面図、底面図である。本装置の主要部は、生体に当接さ
れる電子リニア走査型の振動子部５２である。振動子部
５２の概形は長方形であり、その長手方向の両端部にそ
れぞれ、穿刺針を通すための切れ込み５４が設けられ
る。すなわち本装置は切れ込み５４を２つ有する。

【００１９】切れ込み５４は、例えば、上面の開口が大
きく、底面の開口が小さくなるような逆三角形（もしく
は倒立台形）の側面形状に形成される。そうすることに
より、振動子部５２の底面に設けられる振動子アレイの
面積を確保できるとともに、穿刺針を様々な傾斜角で生
体に挿入することが可能となる。

【００２０】振動子アレイは、これら２つの切れ込み５
４の間に挟まれる内側部分（メイン部分５６）内に配置
される。特に振動子アレイはメイン部分５６の底面寄り
に配置され、その下方の所定範囲が超音波画像として映
し出される。メイン部分５６の振動子アレイの上側の空
間は、振動子アレイを構成する各振動子エレメントに対
する配線のために使用される。

【００２１】本装置では、この振動子エレメントに対す
る配線スペースをなるべく広く確保して配線作業や装置
の構成を容易とするために、切れ込み５４のメイン部分
５６寄りの側面は振動子部５２の底面に対し垂直又はお
およそ垂直に形成されている。一方、振動子部５２の端
部寄りの側面はそれが上向きとなるように傾斜され、穿
刺針をメイン部分５６の下方領域に導くことを可能とし
ている。

【００２２】切れ込み５４には、図１（ｂ）に示される
ような穿刺針ホルダ５８が嵌合される。穿刺針ホルダ５
８には、穿刺針をその軸方向に摺動自在に保持するガイ
ドが設けられ、ガイドは、生体に対して所定の角度の傾
斜で形成される。このガイドによって、メイン部分５６
下の超音波画像が形成される生体領域に穿刺針を容易、
確実に導くという効果が十分に達成される。なお、ガイ
ドの傾斜角が異なる複数種類の穿刺針ホルダ５８を用意
し、それらを必要に応じて取り替えて使用することによ
り、超音波画像が形成される範囲内において穿刺針の挿
入位置を変えることができる。そのガイドの傾斜角は例
えば９０°、６０°、３０°といった値とすることがで
きる。

【００２３】図２は、本実施形態の超音波穿刺プローブ
を生体に当接して使用している状態の説明図である。図
において振動子部５２の両端部の切れ込み５４には、生
体６０の表面に対して例えばおおよそ６０°の角度で穿
刺針６２を導く穿刺針ホルダ５８がそれぞれはめ込まれ
ている。振動子部５２のうち超音波を送受信するメイン
部分５６は、生体６０内の例えば生体検査サンプルの採
取目標となる皮膚直下組織６４の上の皮膚に当接され
る。これにより皮膚直下組織６４を超音波画像の形成範
囲内（画像領域６６）に捉えながらサンプル採取等の施
術が可能となる。

【００２４】振動子アレイの長さは様々であるが、大き
い方が画像領域６６が広くなり、施術する者が生体組織
を形状等を把握しやすくなり好都合である。その長さは
例えば数十ｍｍ程度のものもある。さて、振動子アレイ
が大きくなり２つの切れ込み５４相互の間隔が広がる
と、画像領域６６の一端に位置する切れ込み５４から挿
入される穿刺針６２で、画像領域６６において当該切れ
込み５４と反対側に位置する箇所を穿刺することは、た
とえ穿刺針６２の挿入角を変えても難しくなる。しか
し、本装置では、このような場合には、振動子部５２を
移動させずにそのままの位置で、その反対側に位置する
別の切れ込み５４から穿刺針６２を挿入することによ
り、容易に生体検査サンプル採取等の必要な施術を行う
ことができる。

【００２５】次に図１（ｃ）に基づいて、振動子部５２
の底面の構造を説明する。本装置の振動子部５２の底面
は、大きく３つの部分に分けられる。一つは、振動子ア
レイが設けられるメイン部分５６の底面であるセンター
底面７０であり、残りの２つは、センター底面７０の両
脇にそれぞれ位置するサイド底面７２、７４である。セ
ンター底面７０は、振動子アレイと生体との間での超音
波の送受信に介在し、ここにはその超音波の収束を行う
例えばコンベックス形状のシリコンレンズ７６が張り付
けられる。

【００２６】一方、サイド底面７２、７４は、超音波の
送受信を行わないのでその意味では不要であるが、振動
子部５２に切れ込み５４を形成すると必然的に形成され
る。つまり、振動子部５２に装着される穿刺針ホルダ５
８を支持するために振動子部５２の端部６８が必要であ
り、端部６８を設けるとその底面としてサイド底面７
２、７４が形成されてしまう。

【００２７】さて、振動子アレイからセンター底面７０
を介して放射された超音波は生体で反射、散乱される。
本装置は、本来この反射波を振動子アレイで受信し、超
音波画像形成のための信号を得るものである。しかし、
反射波の一部はサイド底面７２、７４の方向に向かう。
これがサイド底面７２、７４で反射されて再び生体に戻
る、すなわち多重反射が生じると、超音波画像の特性が
劣化するおそれがある。本装置はこの不都合を解決する
ために、サイド底面７２、７４に例えばシート状の吸音
部材７８、８０を設け、生体からの反射波が再び生体に
戻ることを防止している。吸音部材は、例えば、シリコ
ンレンズ７６と同様の材質からなる、例えば１〜２ｍｍ
のシートである。

【００２８】なお、吸音部材は、好ましくは超音波の送
受信に関与しない底面全体に設けられる。例えば、切れ
込み５４が設けられた部分には、サイド底面とセンター
底面とを接続する底面８２が存在するが、吸音部材７
８、８０を、サイド底面７２、７４だけでなくこの底面
８２もカバーするようにＬ字型に構成してもよい。

【００２９】また、穿刺針６２を挿入される皮膚直下組
織の生体表面からの深さが浅い場合には、本装置は振動
子部５２と生体との間にスタンドオフ（スペーサ）を設
ける。スタンドオフは、振動子部５２と生体６０との間
に距離を設けることにより、穿刺針６２を斜め挿入する
場合において、超音波エコーにより映し出された生体領
域に対する穿刺針６２の挿入位置を調整する働きを有す
る。

【００３０】図３は、スタンドオフを設けられた本装置
を生体に当接して使用している状態の説明図である。ス
タンドオフ９０を設けると、穿刺針６２の生体への挿入
位置を、スタンドオフ９０を設けない場合よりも画像領
域６６の中心部方向へ移動させることが可能となる。つ
まり、穿刺針６２の針先の目標深さが浅い場合でも、画
像領域６６の中心付近に針先のエコー像を得ることがで
き、作業を行いやすい。

【００３１】スタンドオフ９０は、基本的には生体との
音響インピーダンスが近似の材質、例えば水などを用い
て構成される。しかし、生体とスタンドオフ９０との境
界面において多少の不整合は避けられない。その結果、
その境界面と振動子部の底面との間で多重反射が生じう
る。本装置はこの不都合を解決するために、振動子部５
２の底面とスタンドオフ９０の生体表面への当接面とが
非平行にされる。つまり、スタンドオフ９０は、その上
面と底面とが相互に所定角度をなす台形形状に構成され
る。

【００３２】これら２つの面が非平行に構成されること
により、両者の間で反射が起こる度に、反射波は横方向
に移動し最終的には振動子アレイの配置された領域外に
脱するので、多重反射の超音波画像特性への悪影響が低
減される。図３には、スタンドオフ９０の上面が底面に
対して振動子部５２の長手方向に傾斜を有している場合
を示したが、傾斜方向はこれに限らず、例えば振動子部
５２の幅方向に傾斜していてもよい。例えば、幅方向に
傾斜させた構成では、長手方向に傾斜させた場合に比べ
て少ない回数で反射波が振動子アレイの配置された領域
外に達し、多重反射の悪影響の低減効果が高いことが期
待される。

【００３３】なお、上述の説明はリニア走査型の超音波
穿刺プローブについて行ったが、本発明はそれに限られ
ず、例えば、コンベックス走査型のものに適用すること
も可能である。

【００３４】

【発明の効果】本発明の超音波穿刺プローブによれば、
前記穿刺針ホルダを嵌合可能な切れ込みが振動子部の端
部に複数設けられる。よって、振動子部５２を生体に当
てたままで、広い範囲の生体領域に対し施術可能であ
り、作業効率が向上する効果が得られる。

【００３５】また、本発明の超音波穿刺プローブによれ
ば、振動子部の振動子部の底面のうち、前記切れ込みよ
り内側部分に振動子アレイが配置される。よって、振動
子アレイを切れ込みをまたがって配置する必要がないの
で、組立作業が容易となる効果が得られる。

【００３６】また、本発明の超音波穿刺プローブによれ
ば、超音波の送受信が行われない振動子部の端部の底面
に吸音部材が設けられる。これにより、生体からの反射
波の多重反射が低減され、超音波画像特性が向上する効
果が得られる。

【００３７】また、本発明の超音波穿刺プローブによれ
ば、振動子部と生体部位との間に設けられるスペーサの
上下面が非平行に構成され、これにより生体からの反射
波の多重反射が低減され、超音波画像特性が向上する効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態である超音波穿刺プローブ
の概略の構成を示す説明図である。

【図２】 本実施形態の超音波穿刺プローブを生体に当
接して使用している状態の説明図である。

【図３】 スタンドオフを設けられた本実施形態の超音
波穿刺プローブを生体に当接して使用している状態の説
明図である。

【図４】 従来の超音波穿刺プローブの概略の構成を示
す説明図である。

【図５】 従来の超音波穿刺プローブを生体に当接して
使用している状態の説明図である。

【符号の説明】

５２ 振動子部、５４ 切れ込み、５６ メイン部分、
５８ 穿刺針ホルダ、６２ 穿刺針、６８ 端部、７０
センター底面、７２，７４ サイド底面、７６ シリ
コンレンズ、７８，８０ 吸音部材、９０ スタンドオ
フ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 穿刺針をその軸方向に摺動自在に保持す
   るガイドを有する穿刺針ホルダと、前記穿刺針を挿入し
   た生体部位に底面を向けて配置され当該生体部位との間
   で超音波の送受信を行う振動子部とを備えた超音波穿刺
   プローブにおいて、 前記振動子部は、前記穿刺針ホルダを嵌合可能な切れ込
   みを当該振動子部の端部に複数有することを特徴とする
   超音波穿刺プローブ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の超音波穿刺プローブにお
   いて、 前記振動子部は、前記切れ込みを当該振動子部の一方端
   側と他方端側にそれぞれ有することを特徴とする超音波
   穿刺プローブ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の超音波穿刺プローブにお
   いて、 前記振動子部は、前記切れ込みより内側部分に振動子ア
   レイを配置されること、 を特徴とする超音波穿刺プローブ。
4. 【請求項４】 請求項３記載の超音波穿刺プローブにお
   いて、 前記振動子部は、前記振動子アレイの配置部分より外側
   の部分の前記底面に前記超音波を吸収する吸音部材を有
   すること、 を特徴とする超音波穿刺プローブ。
5. 【請求項５】 請求項１記載の超音波穿刺プローブにお
   いて、 前記振動子部と前記生体部位との間にスペーサを有し、 前記スペーサの前記生体部位への当接面は、前記振動子
   部の前記底面と非平行とされること、 を特徴とする超音波穿刺プローブ。