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【発明の名称】 超音波診断装置用穿刺システム
【発明者】 【氏名】高尾 良依

【氏名】藤尾 浩司

【氏名】石川 学

【氏名】桜井 友尚

【氏名】本田 吉隆

【氏名】寶 敏幸
【要約】 【課題】穿刺針に対するカラー化された画像を安定して得ることができ、且つ穿刺力量も低減できる超音波診断装置用穿刺システムを提供する。

【解決手段】穿刺針５の把持部２５に設けた超音波振動子３４による縦の超音波振動はホーン部２６の前端に、その後端が螺着で一体的に接続された外套２７に伝達される。外套２７等に設けられた中空部に嵌合するように内針２９が挿通され、内針２９にも超音波振動が確実に印加されるようにして、診断用超音波探触子２による超音波送受信によるドップラ現象を利用してカラードップラ像で観察できるようにすると共に、外套２７にはホーン部２６を介して縦振動を効率良く印加でき、生体への刺入の際の穿刺力量を軽減できる構成にした。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 カラードップライメージング機能を備えた超音波診断装置と、前記超音波診断装置の超音波診断画像下で生体に穿刺する穿刺針と、前記穿刺針の穿刺部における少なくとも外表面に臨む部材の後端に一体的に接続され、この後端に縦の超音波振動を印加する超音波振動印加手段と、を設けて前記穿刺針をカラー画像上で描出させることを特徴とする超音波診断装置用穿刺システム。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラードップライメージング機能を利用して穿刺針を超音波診断画像上で表示する超音波診断装置用穿刺システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、生体内に超音波を放射し、その反射超音波を受信して超音波画像を得る超音波診断装置は生体内の情報を切開することなく行えるので、患部等の観察、診断或いは必要に応じて穿刺針による組織採取などに広く用いられるようになった。
【０００３】また、ドップラ現象により、生体内の血流部分などの動きのある部分からの反射超音波の周波数は送信超音波の周波数から変化（ドップラシフト）する。このドップラ現象を利用して受信した超音波における送信超音波の周波数からの遷移を解析し、生体内の血流部分などの動きのある部分を擬似的にカラーで表示するカラードップライメージング機能を設けた超音波診断装置も利用されるようになった。
【０００４】また、このようなカラードップライメージング機能を設けた超音波診断装置による超音波診断画像のもとで、穿刺針を用いて患部の組織を採取する場合、穿刺針の位置を術者が確認し易いように特開平４ー９２６４７号公報では加振器を設けて穿刺針を振動させることにより、その振動に伴い受信された超音波のドップラシフトから動きのある血流などの場合と同様に穿刺針を確認し易いように表示する従来例がある。
【０００５】しなしながら、上記従来例では加振器による穿刺針を振動させる構造が具体的に示されていない。他の従来例では板バネなどを用いたクリップ状部材で穿刺針を挟み、このクリップ状部材を介して穿刺針に超音波振動を印加するものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この従来例では、クリップ状部材を介して穿刺針に超音波振動を印加するため、その超音波の伝達が実質的にクリップ状部材で挟み付ける部分のみの狭い範囲になってしまい、超音波の伝達効率が低かった。
【０００７】また、この挟み付ける部分の狭い範囲における接触状態によって、超音波の伝達効率のばらつきが大きくなり、穿刺針に安定した超音波の伝達を行う機能に欠ける欠点があった。
【０００８】従って、穿刺針が、モニタ画面上で、カラードップラ像として鮮明に表示される状態に超音波振動子の超音波振動の振幅を調整しても、実際に穿刺針を移動させる等の操作を行った際に穿刺針への超音波伝達効率が変動し易く、不鮮明な画像になってしまい易い。
【０００９】また、従来例では、穿刺針への超音波伝達効率が低いため、その損失分をカバーするために大きな超音波振動子及び超音波振動子駆動手段が必要となる欠点があった。
【００１０】さらに、従来例では、穿刺針への超音波伝達効率が低いため、穿刺針を生体に刺入する際の力量を低減することも困難であった。
【００１１】本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、穿刺針に対するカラー化された画像を安定して得ることができ、且つ穿刺力量も低減できる超音波診断装置用穿刺システムを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】カラードップライメージング機能を備えた超音波診断装置と、前記超音波診断装置の超音波診断画像下で生体に穿刺する穿刺針と、前記穿刺針の穿刺部における少なくとも外表面に臨む部材の後端に一体的に接続され、この後端に縦の超音波振動を印加する超音波振動印加手段と、を設けることにより、穿刺針への超音波振動の印加によりカラー化された画像を得ることができ、かつその外表面の部材はその長手方向に縦振動が加えられるので、穿刺の際の力量を低減でき、刺入操作が容易となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）図１及び図２は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態の超音波診断装置用穿刺システムの構成を示し、図２は穿刺針の構造を示す。
【００１４】図１に示すように本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置用穿刺システム１は診断用の超音波画像を得るために診断用超音波を送信及び受信する診断用超音波探触子２と、この診断用超音波探触子２に超音波駆動信号（送信信号）を印加すると共に、受信した超音波エコー信号に対する信号処理を行い映像信号を生成する処理と、受信した超音波エコー信号に対し、送信に用いた超音波周波数からの偏移している部分を抽出してその部分をカラー画像で表示するように前記映像信号と合成してカラーの映像信号を生成する処理を行う超音波診断装置３と、この超音波診断装置３からのカラー映像信号により対応する超音波診断画像を表示するカラーモニタ４と、超音波診断画像の観察下で組織の採取を穿刺操作を介して行う穿刺針５と、この穿刺針５に内蔵された超音波振動子３４を駆動する超音波振動子駆動装置６とから構成される。
【００１５】診断用超音波探触子２は例えば円弧形状部の超音波送受信部２ａの内側の円弧面に沿って電子スキャン型の超音波振動子アレイが配置され、超音波診断装置３の内部の送受信部１１（の送信回路）で発生した送信信号が図示しないマルチプレクサを介して順次印加されることにより超音波をセクタ状に電子スキャン（走査）し、この超音波送受信部２ａが接触する人体７の表面からその内部の関心部位８に向けて超音波を送波する。
【００１６】そして、音響インピーダンスの変化部分で反射された超音波は再び同じ超音波振動子で受信して、電気信号つまり超音波エコー信号に変換し、送受信部１１（の受信回路）で増幅し、Ｂモード像生成部１２とドップラ像生成部１３とに入力される。上記送受信部１１の送信信号の発生及び受信動作、図示しないマルチプレクサの切換動作、Ｂモード像生成部１２、ドップラ像生成部１３の処理動作はシステムコントローラ１４によって制御される。
【００１７】Ｂモード像作成部１２は、送受信部１１で増幅され、各走査方向に沿って時系列で入力されるエコー信号の包絡線を検波し、対数増幅などで増幅し、エコー信号の振幅に対応したデジタルのエコーデータにＡ／Ｄ変換する処理を行うＢモード検波部１５と、各走査方向に対するエコーデータ（音線データ）を時系列に順次記憶し、１枚の超音波断層像を構築するのに必要な記憶容量を有するフレームメモリ１６と、このフレームメモリ１６に記憶されたエコーデータを補間し、横方向の変位ｘ、縦方向の変位ｙの形式で表される直交座標形式で表現された超音波断層像データに変換するＤＳＣ１７とを備えて構成されている。
【００１８】また、ドップラ像生成部１３は、ドップラ情報を検出或いは抽出するドップラ情報検出部１８と、１枚のカラードップラシフト像を構成するのに必要なドップラデータを記憶するフレームメモリ１９と、このフレームメモリ１９に記憶されたドップラデータを補間し、横方向の変位ｘ、縦方向の変位ｙの形式で表される直交座標形式で表現されたドップラ像データに変換するＤＳＣ２０とを備えて構成されている。
【００１９】ドップラ情報検出部１８はドップラ情報を検出するために、エコー信号に対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理等を行い、送信信号の周波数からの周波数偏移（ドップラシフト情報）成分を抽出する演算を行い、その情報を時系列に、つまり時間軸をアドレスとしてフレームメモリ１９に記憶する。
【００２０】この場合、周波数偏移部分で、高い方にずれた部分と低い方にずれる部分とを区別してフレームメモリ１９を構成する複数のプレーンメモリに記憶する。例えば、高い方にずれた部分は赤で表示するための赤ブレーンメモリに記憶し、低い方にずれた部分は青で表示するための青ブレーンメモリに記憶する。
【００２１】両ＤＳＣ１７、２０の出力信号はミキサ２１で混合或いは合成された後、Ｄ／Ａ変換器２２を経てカラーモニタ４で表示される。この場合、ＤＳＣ１７からの出力信号は、同じ値のＲ，Ｇ，Ｂ信号としてミキサ２１に入力され、一方ＤＳＣ２０からの出力信号は（ドップラシフトの方向に応じて）Ｒ，Ｂ信号としてミキサ２１に入力される。
【００２２】従って、Ｂモード像の映像信号はカラーモニタ４にはモノクロ（より具体的には白黒）の映像信号として入力され、一方ドップラ像の映像信号はカラーの映像信号としてカラーモニタ４に入力される。そして、カラーモニタ４のモニタ画面には、モノクロで超音波断層像が表示されると共に、その画像上で、ドップラシフトしている部分は赤及び青の色成分を用いてカラー表示されるようにしている。
【００２３】穿刺針５はその後端側に設けられた穿刺の操作を把持して行うための把持部２５と、この把持部２５からテーパ状にされた円柱形状の外形のホーン部２６を介して生体内に刺入される穿刺部が形成されている。
【００２４】この穿刺部はその外表面を形成する部材となる外套（外筒）２７と、この外套２７の中空部内に挿通される内針２９とから構成される。この外套２７の後端はホーン部２６の前端に例えば螺着により、一体的にホーン部２６に接続固定されている。この外套２７は例えばステンレススチール等の金属部材で構成されている。但し、硬質の樹脂等で構成することも可能である。
【００２５】図２は穿刺針５の構造を示す。この内針２９には中空の吸引用の孔３１が設けられ、この孔３１は内針２９の先端の鋭角状に尖った先端部３２で開口していると共に、後端（基端）の口金で開口している。図１に示すようにこの口金には吸引手段としてのシリンジ３３が着脱自在で接続される。そして、このシリンジ３３のピストン部材を手元側に移動することにより、先端部３２の開口を介して組織或いは細胞等を吸引採取できるようにしている。
【００２６】図２に示すように把持部２５には超音波振動子３４が設けられ、コネクタ３５を介して超音波振動子駆動装置６から超音波駆動信号を印加できるようにしている。この超音波振動子３４は例えばボルト締めのランジュバン振動子で構成される。この超音波振動子３４は超音波駆動信号が印加されることにより縦振動し、この縦振動は超音波伝達手段ともなるホーン部２６を経てそのホーン部２６に螺着により一体化された外套２７側に効率良く伝達される。
【００２７】この超音波振動子３４及びホーン部２６には中空部３６が設けられ、この中空部３６は外套２７の中空部に連通している。そして、この中空部３６内に内針２９を殆ど嵌合状態で通すことができるようにしている。
【００２８】この内針２９の外径は超音波振動子３４の中空部３６の内径と殆ど一致して嵌合し、この内針２９を摺動して移動することができる。また、嵌合しているので、超音波振動子３４を超音波振動させた場合、その振動はホーン部２６及び外套２７で伝達されると共に、この外套２７、ホーン部２６及び超音波振動子３４の中空部に嵌合する内針２９にも伝達される。
【００２９】この場合、内針２９は超音波振動している外周部材と広い面積で接触しているので、その超音波が効率良く伝わり、モニタ画面で観察した場合に、外套２７は勿論のこと、その内側の内針２９も鮮明にカラードップラ像として観察することができる。
【００３０】また、外套２７は超音波振動子３４と螺着で一体化されたホーン部２６と強固に接続されているので、超音波振動子３４を振動させた場合にはその振動はホーン部２６を介して効率良く外套２７に伝達され、従って外套２７部分を強く振動させることもでき、止血等の処置にも使用できるようにしている。なお、ホーン部２６も超音波振動子３４と一体的に接続されている。
【００３１】次に本実施の形態の作用を説明する。図１に示すように超音波診断装置３に診断用超音波探触子２を接続し、また、超音波振動子駆動装置６の駆動信号出力端を穿刺針５の超音波振動子３４の駆動用電極に接続する。また、診断用超音波探触子２の超音波送受信部２ａを生体、例えば人体７の腹部などに押し当てて、超音波を腹部側に伝送できる状態に設定する。
【００３２】そして、超音波診断装置３の図示しない電源スイッチをＯＮすることにより、超音波診断装置３の送受信部１１から送信信号がパルス状に診断用超音波探触子２に出力されると共に、受信してエコー信号に変換する。
【００３３】このエコー信号はＢモード像生成部１２とドップラ像生成部１３に入力される。Ｂモード像生成部１２ではＢモード像を生成し、ドップラ像生成部１３ではドップラ像を生成する。
【００３４】Ｂモード像の映像信号データはミキサ２１等を経てカラーモニタ４に入力され、モニタ画面にモノクロの超音波診断画像として表示される。この超音波診断画像上に関心部位８の画像８′が表示されるように診断用超音波探触子２を腹部に押しつける位置を調整する。
【００３５】また、ドップラ像生成部１３で生成されたドップラデータはミキサ２１等を経てカラーの映像信号となり、カラーモニタ４に入力され、モニタ画面にはモノクロの超音波診断画像上に血流などのドップラ現象を生じる部位がカラー表示される。
【００３６】この場合、例えば血流が超音波探触子２側に流れていると、高い周波数に偏移した、換言すると正にドップラシフトしたドップラ情報として検出され、赤の色でカラー表示（カラードップラ表示）され、超音波探触子２から遠ざかる側に流れていると、低い周波数に偏移した負のドップラシフトしたドップ情報として検出され、青の色でカラー表示されることになる。
【００３７】そして、関心部位８の組織或いは細胞を採取して生検する必要がある場合には、超音波振動子駆動装置６の電源スイッチをＯＮにして、穿刺針５の先端側を関心部位８に向けて腹部に刺入する。
【００３８】本実施の形態では、人体７等に穿刺針５を刺入する場合、外套２７もホーン部２６を介して超音波振動子３４に連結されているので効率良く振動し、かつ外套２７の長手方向に変位振動する縦振動であるので、この縦振動によって刺入する場合の力量がこの縦振動がない場合に比べて大幅に小さくて済み、スムーズに刺入する操作を行うことができる。
【００３９】この刺入操作を行う場合、出血が伴うので、超音波振動子３４の振動強度を上げる（具体的には超音波振動子駆動装置６の駆動出力を上げる）ことにより、その摩擦熱で止血処置しながら刺入することも可能になる。これに対し、従来例ではカラードップラ表示を行うために必要となる振動強度は可能であるが、外套部分を止血するのに必要となる振動強度を得ることは困難であると予想される。
【００４０】穿刺針５の先端側の刺入によりその先端が診断用超音波探触子２の超音波走査領域内に現れると、ドップラ像生成部１３によりフレームメモリ１９には血流によるドップラデータの他に穿刺針５の先端側の部分に対応するドップラデータが記憶されるようになる。
【００４１】そして、血流のカラードップラ像と共に、穿刺針５のカラードップラ像が超音波診断画像に重畳して表示されるようになり、カラーモニタ４のモニタ画面には図１のように関心部位８の画像８′などのＢモード像に穿刺針５の画像がカラー表示（カラードップラ表示）されるようになる。
【００４２】そして、このモニタ画面の画像を観察しながら、穿刺針５の先端側を関心部位８まで刺入する。モニタ画面上で穿刺針５の先端が関心部位８に届いたことを確認できたら、内針２９の後端に接続したシリンジ３３のピストン部分を後方に移動して吸引操作を行うことにより、内針２９の先端部３２の開口を経て関心部位８の組織或いは細胞をシリンジ３３内に吸引採取することができる。
【００４３】この生体外のシリンジ３３内に採取した組織或いは細胞を正常組織か或いは癌等を含む異常組織かを例えばその場で顕微鏡などを用いて診断し、異常組織の場合にはその異常組織に対する処置を引き続いて行うようにしても良い。
【００４４】例えば、内針２９を引き抜いて、この内針２９の代わりに、治療用レーザ装置のレーザ光を伝送するファイバを挿通して、異常組織が存在する病変部に治療用装置からのレーザ光を照射して、レーザ光による焼灼で病変部を壊死させる治療処置を行うようにすることもできる。
【００４５】本実施の形態では内針２９を外套２７内に挿通可能にしているので、このような診断及び対応する処置を短時間に行うことが可能となる。従来では患者は診断結果を得るまでに長時間を要し、その結果に応じてさらに治療処置が行われるまでにかなりの日数を要していたために、病変部が進行してしまう欠点もあったし、その進行の程度も考慮する（再検査等が）必要があったのに対し、本実施の形態ではその診断結果に対し、その対応する治療処置を即座に行うこともでき、その間の病変の進行を考慮することも必要なく、早期の治療処置が可能になる。
【００４６】なお上記の場合、例えば内針２９を引き抜くことなく、その孔３１に治療用レーザ装置のレーザ光を伝送するファイバを挿通して、異常組織が存在する病変部に治療用装置からのレーザ光を照射して、レーザ光による焼灼で病変部を壊死させる治療処置を行うようにしても良い。
【００４７】また、異常組織と判断した場合には、穿刺した穿刺針５を人体７から引き抜く操作を行う場合に、超音波振動子３４の超音波振動の振幅を大きくして、穿刺針５の外套２７に接する部分の組織を熱変性或いは壊死させるようにして、異常組織を周囲にばらまいて転移などさせてしまうのを防止する処置を行うようにすることもできる。
【００４８】本実施の形態では、把持部２５に設けた超音波振動子３４はその振動が穿刺針５の先端側にも効率良く伝送されるので、把持部２５に設ける超音波振動子３４としては小型で軽量のものでも、穿刺針５をカラードップラ像として表示するのに必要な振幅で超音波振動させることができるし、穿刺針５を刺入する場合の力量を低減することができるだけ振幅で超音波振動させることができる。
【００４９】つまり、従来のように穿刺針５の先端側への超音波の印加効率が低いものに比べて小型で軽量のものが使用でき、把持部２５を軽量化できるので、重たくなる場合に比べて操作性を向上できる。
【００５０】従って、本実施の形態は以下の効果を有する。本実施の形態では、人体７等に穿刺針５を刺入する場合、外套２７がホーン部２６を介して超音波振動子３４に一体的に連結されているので効率良く振動し、かつ縦振動であるのでこの縦振動によって刺入する場合の力量が小さくても、スムーズに刺入することができる。
【００５１】組織の採取に使用される内針２９は超音波振動子３４及びホーン部２６の中空部３６及び外套２７の中空部に広い面積で嵌合しているで、内針２９の先端側まで超音波振動が効率良く伝送され、従って大きな振幅で超音波振動子３４を超音波振動させてなくても内針２９の先端側をカラードップラ像として鮮明に表示するのに必要な振幅値に設定できる。
【００５２】従って、超音波振動子３４として小型かつ軽量のものが使用でき、またこの超音波振動子３４を穿刺針５の把持部２５に設けても操作性が低下することなく、穿刺による組織採取を行うことができる。これに対し、従来例では穿刺針５の把持部２５に設けた場合、伝送効率が低いので、よりサイズが大きく、従って重いものが必要なりくなり、操作性が低下する。
【００５３】また、把持して穿刺操作する把持部２５の外部に超音波振動子を配置して超音波伝達部材を介して穿刺針の先端側に超音波を伝達する構成にすることも考えられるが、この場合には超音波伝達部材が操作の際に邪魔になり易く、操作性を低下させてしまうことになるが、本実施の形態では、穿刺針の先端側に超音波を効率良く伝達できる構造にしているので、比較的超音波出力が小さい小型軽量のものを採用でき、かつ把持部に設けることができ、把持部の外部に超音波振動子を配置した場合のような超音波伝達部材が操作の際に邪魔になることを解消できる効果もある。
【００５４】また、穿刺針５により吸引して生体外に簡単に組織を採取でき、その採取した組織に対して異常組織か否かを簡単かつ迅速に検査することができ、その検査結果に対する治療処置等も行い易い。
【００５５】また、外套２７を強く振動させることもできるので、穿刺の際に同時に止血処置等も行うことができる等の効果もある。
【００５６】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態は第１の実施の形態とは異なる穿刺針４１を有し、この穿刺針４１の構成を図３に示す。第１の実施の形態では外套２７内に内針２９を殆ど嵌合状態で挿通した構造であったのに対し、本実施の形態では外套２７内に外針４２と内針４３とを殆ど嵌合状態で挿通する構造にしている。
【００５７】より詳しく説明すると、穿刺針４１はその後端側に設けられた把持部２５と、この把持部２５からテーパ状にされたホーン部２６を介してその後端がネジで着脱自在に連結された外套２７と、外套２７の中空部内に殆ど嵌合状態でスライド移動自在に挿通される外針４２及びこの外針４２の中空部内に殆ど嵌合状態でスライド自在に挿通される内針４３とから構成される。
【００５８】また、第１の実施の形態では内針２９の外径を超音波振動子３４の中空部３６の内径と殆ど一致して嵌合するようにしているが、本実施の形態では外針４２の外径がこの中空部３６の内径と殆ど一致して嵌合するようにしている。また、この外針４２は外套２７と同様に円筒管形状で、その中空部にはさらに内針４３が殆ど嵌合状態でスライド自在に挿通される構造にしている。
【００５９】内針４３の先端は鋭角的に鋭く尖っており、穿刺し易い形状となっており、その外側の外針４２の先端も斜めにカットして開口している。そして、内針４３で穿刺し、この内針４３に対して外針４２を相対的に前進させることにより、外針４２の先端の斜めにカットした部分を切断刃として内針４３で穿刺された組織部分を切り取り、内針４３及び外針４２を後方に移動させることにより、その組織を採取することができるようにしている。
【００６０】また、本実施の形態では外套２７を外して高周波電流での焼灼を行う高周波焼灼電源装置やマイクロウエーブ加温／焼灼装置を接続して処置を行うこともできる。この場合には、例えば外套２７を外してホーン部２６に高周波焼灼電源装置やマイクロウエーブ加温／焼灼装置の出力を印加する。
【００６１】これらの場合、内針４３部分で高周波或いはマイクロウエーブを伝達するように、内針４３はステンレススチール等の金属部材或いは金属をメッキ等した導体で形成され、その周囲の外針４２は例えば硬質の絶縁部材で形成されている。
【００６２】本実施の形態は穿刺し、少なくとも内針４３を引き抜く操作を行わなければ、組織を生体外に採取できないが、その他の作用及び効果は第１の実施の形態とほぼ同様のものとなる。
【００６３】また、本実施の形態の外針４２及び内針４３の変形例として図４に示すような構造の穿刺針４５でも良い。図４（Ａ）に示す穿刺針４５は生検用のもので、外針４６は図３の外針４２と同様の構成で、これに対し内針４７は鋭角状に尖った先端部４８を有すると共に、先端より少し後方位置を側方から切り欠いた組織採取（組織収納）用溝４９が設けてある。
【００６４】また、この変形例では組織を組織採取用溝４９に採取する場合、この溝４９の位置（より正確には中心位置）が超音波振動の節となる位置に設定できるようにしている。
【００６５】つまり、組織を採取する場合には図４（Ａ）或いは図４（Ｂ）のように外針４６の先端から内針４７の先端側が突出する状態に設定し、これらの手元側の位置を図示しない指標の位置に設定すると、図４（Ｂ）の２点鎖線で示すように溝４９の位置が超音波振動状態における節の位置となり、この節の位置では縦振動の際の変位が無い。なお、図４（Ｂ）の２点鎖線は定在波で縦振動させた場合のある時刻における平衡位置からの変位量を示している。
【００６６】従って、超音波振動させた状態でも超音波振動による摩擦で溝４９の位置付近の組織が熱変性或いは蛋白質変性してしまうことを少なくでき、この状態で、外針４６を前進させて溝４９内の組織を切除でき、その切除後に内針４３及び外針４２を引き抜いて生体外に採取した組織を検査する場合により精度の良い診断を行うことが可能になる。この変形例におけるその他の作用及び効果は、第２の実施の形態と同様である。
【００６７】（第３の実施の形態）次に本発明の第３の実施の形態を図５ないし図７を参照して説明する。図５は第３の実施の形態における診断用超音波探触子に穿刺針の移動方向をガイドする穿刺針保持部材等の主要部を示し、図６及び図７は穿刺針保持部材部分を斜視図及び断面図で示す。
【００６８】第１及び第２の実施の形態では穿刺針５、４１等に超音波振動子３４を設けた構成にしていたが、本実施の形態は図５に示すように診断用超音波探触子２に穿刺針５１の移動方向を位置決め或いはガイドする穿刺針保持部材５２に超音波振動子５３を設け、この超音波振動子５３を超音波振動子駆動装置６で駆動する構成にしたものである。
【００６９】診断用超音波探触子２には穿刺針保持部材５２を着脱自在で固定する枠体の固定部材５４が着脱自在で取り付けられ、この固定部材５４の側部に設けた例えば、Ｔ型のガイド溝には図６に示す穿刺針保持部材５２のＴ型の係合片５５を嵌入させて取り付けることができるようにしている。
【００７０】この穿刺針保持部材５２は図２の把持部２５及びホーン部２６の構造とほぼ同様になっている。つまり、図７に示すように穿刺針５１を挿通可能とする中空孔（ガイド孔）５６が設けられた超音波振動子５３及びホーン部５７が設けられている。
【００７１】そして、この穿刺針保持部材５２のガイド孔５６の内径に穿刺針５１の外径が殆ど一致し、嵌合状態で穿刺針５１を挿通できるようにしている。
【００７２】また、本実施の形態における穿刺針５１としては図２の内針２９或いは図３の内針４３及び外針４２部分或いは図４の内針４７及び外針４６部分と同様の構成とすることができる。
【００７３】つまり、本実施の形態では、穿刺針５１を保持部材５２に移動自在に取り付けた状態での保持部材５２と穿刺針５１の関係は第１或いは第２の実施の形態における穿刺針５、４１等に対応する状態となる。
【００７４】従って、本実施の形態は第１或いは第２の実施の形態と殆ど同様の作用及び効果を有すると共に、さらに既存の穿刺針を用いた場合に対しても、第１或いは第２の実施の形態と殆ど同様の作用及び効果を得ることができる効果がある。
【００７５】また、穿刺針５１には超音波振動子等を設ける必要がなく、複数の穿刺針５１に対して共通して超音波振動子５３等を使用できるので、システムを低コスト化できるし、小規模化出来るなどの効果もある。
【００７６】（第４の実施の形態）次に本発明の第４の実施の形態を図８（Ａ）を参照して説明する。第１の実施の形態では穿刺針５の内針２９の後端にシリンジ３３が着脱自在で接続される構造であったが、本実施の形態における穿刺針６１は注射器とほぼ同様の構成とし、この注射器のシリンジ６２内で摺動されるピストン６３内部に超音波振動子６４を設けた構成にしている。
【００７７】本実施の形態は穿刺した部分から組織片或いは液体を採取したり、薬液を注入したりする機能を有すると共に、その部分に振動を与えてカラードップラ像とし観察できるようにするものである。
【００７８】図８（Ａ）を参照して具体的に説明すると、この穿刺針６１では円筒形状のシリンジ６２の先端に先端が尖った開口を有する注射針に相当する細い円管形状の硬性の外套針６５が着脱自在で接続され、このシリンジ６２の内部に摺動自在の円柱形状のピストン６３にはその内部に超音波振動子６４及びホーン部６６を埋め込む等して収納され、ホーン部６６の先端には内針の後端が連結固定されて前方に突出され、この内針６７はシリンジ６２の前端の孔を経て外套針６５の中空孔内を挿通されている。
【００７９】この超音波振動子６４は接続ケーブル６８を介して超音波振動子駆動装置６に接続される。その他の構成は図１と同様である。次に本実施の形態の作用を説明する。
【００８０】外套針６５の中空孔はシリンジ６２の中空部と連通し、ピストン６３の後方側への移動により、中空の外套針６５を介して先端開口から組織片或いは生体内の液体を吸引採取したり、前方側への移動により、中空の外套針６５を介してシリンジ６２内の薬液を先端開口から患部組織に注入したりして治療処置を行うことができる。
【００８１】この場合、超音波振動子駆動装置６から駆動信号を超音波振動子６４に印加することにより、内針６７を超音波振動させて、カラードップラ像として観察出来る状態にでき、従って外針６５の先端付近の位置も知ることができる。本実施の形態は外套針６５内に遊嵌して挿通される内針６７を超音波振動させる構造となっている。
【００８２】本実施の形態によれば、通常の注射器で刺入した先端開口から薬液の注入や液体の吸引採取を行う機能を有すると共に、外套針６５内部に挿通した内針６７によりその先端位置付近をカラードップラ像として知ることもできる。
【００８３】また、通常の注射器におけるそのピストン部分を外して本実施の形態おける（内針６７等を一体的に設けた）ピストン６３を使用すれば、本実施の形態のシステムを構成でき、上述のようにカラードップラ像として表示できる。
【００８４】なお、本実施の形態の変形例の穿刺針６１′として、図８（Ｂ）に示すように外套針６５の代わりに、可撓性を有する細管なチューブ６５′を用いた構成にしても良い。内針６７に対して外套（外筒）となるこのチューブ６５′の後端にはシリンジ６２の前端の接続部を圧入等して着脱自在に接続することができる。
【００８５】この場合には、超音波振動によりその位置を確認できる内針６７により、その先端を患部組織に刺入して設定すると、その内針６７を挿通したチューブ６５′の先端開口も患部組織付近に設定できる。そして、ピストン６３の移動操作により、薬液注入或いは液体の吸引採取等ができる。
【００８６】（第５の実施の形態）次に本発明の第５の実施の形態を図９を参照して説明する。図９は第５の実施の形態におけるピストン部分を示し、ピストン以外のシリンジ部分及び外套針部分は例えば図８（Ａ）と同様である（図８（Ｂ）の構造でも良い）。
【００８７】本実施の形態ではピストン６３内部に超音波振動子駆動部７１を収納し、この超音波振動子駆動部７１は接続ケーブル７２を介してＡＣアダプタ７３に接続され、このＡＣアダプタ７３のプラグ７４を商用のＡＣコンセントに接続することにより、超音波振動子駆動部７１には駆動電源が供給され、超音波駆動信号を超音波振動子６４に供給する。本実施の形態の作用及び効果は第４の実施の形態或いはその変形例と同様である。
【００８８】（第６の実施の形態）次に本発明の第６の実施の形態を図１０を参照して説明する。第４の実施の形態では超音波振動子駆動装置６はピストン６３の外部に設けられ、第５の実施の形態ではその駆動電源が外部に設けられていたのに対し、本実施の形態では超音波振動子駆動手段及びその電源もピストン６３の内部に収納したものである。
【００８９】図１０に示す本実施の形態では、図９に示すピストン６３において、その内部にさらに超音波振動子駆動部７１に電源を供給する電池７５を収納した構成にしている。
【００９０】本実施の形態は第５の実施の形態における接続ケーブル７２も延出されないので、操作し易くなる。その他は第５の実施の形態と同様の作用及び効果を有する。
【００９１】（第７の実施の形態）次に本発明の第７の実施の形態を図１１を参照して説明する。本実施の形態ではピストン６３に対し、超音波発生手段を着脱自在に設けたものである。図１１に示すように内針６７の後端はピストン６３の後端の接続部となる口金８１に固定され、この口金８１には振動子収納部材８２の前端が着脱自在で接続されるようにしている。
【００９２】この振動子収納部材８２には超音波振動子６４とホーン部６６とが収納され、超音波振動子６４は接続ケーブル８３を介して超音波振動子駆動装置６と接続される。
【００９３】また、振動子収納部材８２の前端は開口し、その内側にホーン部６６の前端の接続口金が臨みこの接続口金が口金８１に例えば圧入（これに限定されるものでなく、螺着などでも良い）で着脱自在に接続される。
【００９４】本実施の形態によれば、ピストン６３に対して超音波振動子６４等を設けた振動子収納部材８２を着脱自在にしたので、例えば異なるサイズのピストン側に対して共通の振動子収納部材８２を接続して使用できる。そのため、穿刺針部分を低コスト化できる。その他は第４の実施の形態或いはその変形例と同様の作用及び効果を有する。
【００９５】（第８の実施の形態）次に本発明の第８の実施の形態を図１２を参照して説明する。図１２に示す本実施の形態における穿刺針９１は、図１１におけるピストン６３に内針６７を挿通可能とする挿通孔８５を設け、この挿通孔８５に内針６７を貫通させて内針６７に対しピストン６３側（或いはシリンジ６２側）は移動自在にしている。
【００９６】この場合、挿通孔８５の例えば前端付近には水密用部材としてＯリング８６が介挿され、シリンジ６２内の薬液等或いは吸引した場合の液体などがこの挿通孔８５から漏れないようにしている。
【００９７】また、ピストン６３の挿通孔８５を通された内針６７の後端に設けた口金８１に振動子収納部材８２の前端を着脱自在で接続固定することができる。また、図８（Ｂ）に示すようにシリンジ６２の前端には例えばカテーテルチューブとなる可撓性を有する細径なチューブ６５′が接続される。
【００９８】次に本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態では内針６７に対し、シリンジ６２側を移動自在にしている。従って、例えば超音波振動によりその位置を確認できる内針６７により、カラードップラ像で観察しながらその先端を患部組織に刺入して設定する。
【００９９】この場合、内針６７に対して移動自在となるチューブ６５′の先端を内針６７の後方側に位置させて刺入し易い内針６７のみでまず、刺入操作を行うようにしても良い。
【０１００】その後に、患部組織に例えば薬液を注入する処置を行う場合にはこの内針６７をガイドとして、チューブ６５′側を前進させてそのチューブ６５′の先端を内針先端付近に設定する。
【０１０１】この場合、シリンジ６２内及びチューブ６５′内に薬液を収納した状態で前進させる操作を行うと、薬液によりチューブ６５′内部分もカラードップラ像として観察することができ、スムーズにその先端を内針６７の先端付近に設定することができる。その後にピストン６３をシリンジ６２に対して前方に移動する操作を行って患部組織に薬液を注入する処置を行うことができる。
【０１０２】本実施の形態によれば、内針６７のみで患部組織で、刺入する操作をカラードップラ像で確認しながら簡単かつ迅速に設定でき、その後にチューブ６５′を内針６７をガイド針としてその先端まで移動設定して、薬液の注入する処置などが簡単にできる。
【０１０３】なお、チューブ６５′の代わりに図８（Ａ）のガイド針６５を用いるようにしても良い。なお、上述のカラードップライメージング機能としては例えばドップラシフトの方向に応じて異なる色で表示するカラードップラ画像による擬似カラー表示手法を採用しているが、これに限定されるものでなく、ドップラシフトしている部分をその偏移周波数に応じて（移動体の速度に応じて）異なる色で表示したり、ドップラシフトしている部分のボリュームに応じて暖色系等の色でカラー表示するパワードップラ画像で表示する手法を採用する等しても良い。なお、上述した各実施の形態等を部分的等で組み合わせて構成される実施の形態等も本発明に属する。
【０１０４】［付記］
１．カラードップライメージング機能を備えた超音波診断装置と、前記超音波診断装置の超音波診断画像下で生体に穿刺する穿刺針と、前記穿刺針に超音波振動を印加する超音波振動子駆動手段、超音波振動子と超音波振動伝達手段とを有し、前記穿刺針が前記超音波振動子及び超音波振動伝達手段を挿通され、前記穿刺針に超音波振動を印加させて、穿刺針をカラー画像で描出させることを特徴とする超音波診断装置用穿刺システム。
【０１０５】２．前記穿刺針には、高周波焼灼電源装置、マイクロウエーブ加温／焼灼装置を接続可能にしたことを特徴とする付記１記載の超音波診断装置用穿刺システム。
３．前記穿刺針を中空形状とし、穿刺針の基端部に吸引手段を取り付け可能とし、穿刺針の先端開口部を超音波振動の節となるように、穿刺針を構成したことを特徴とする付記１記載の超音波診断装置用穿刺システム。
【０１０６】４．診断用超音波探触子に組み合わせる固定部材と、該固定部材に嵌合する穿刺ガイド手段とを有し、前記穿刺ガイド手段は超音波振動子と超音波伝達手段とを内蔵することを特徴とする付記１記載の超音波診断装置用穿刺システム。
【０１０７】５．前記穿刺針は内針と外筒から構成され、前記超音波振動子が発生する超音波振動は前記内針および外筒の少なくともどちらか一方に伝達印加されることを特徴とする付記１記載の超音波診断装置用穿刺システム。
【０１０８】６．前記吸引手段がシリンジを構成し、そのピストン内部に超音波振動と超音波伝達手段とを内蔵し、前記穿刺針の外筒がシリンジ開口に接続され、前記穿刺針の内針が前記ピストン内部の超音波伝達手段に接続されることを特徴とする付記５記載の超音波診断装置用穿刺システム。
【０１０９】７．前記吸引手段がシリンジを構成し、そのピストン基部外部に超音波振動と超音波伝達手段とを着脱可能とし、前記穿刺針の外筒がシリンジ開口に接続され、前記穿刺針の内針が前記ピストン内部を貫通して超音波伝達手段に接続されることを特徴とする付記５記載の超音波診断装置用穿刺システム。
８．前記カラー画像はカラードップラないしパワードップラ画像であることを特徴とする付記１記載の超音波診断装置用穿刺システム。
【０１１０】９．カラードップライメージング機能を備えた超音波診断装置と、前記超音波診断装置の超音波診断画像下で生体に穿刺する穿刺針と、前記穿刺針の穿刺部における少なくとも外表面に臨む部材の後端に一体的に接続され、この後端に縦の超音波振動を印加する超音波振動印加手段と、を設けて前記穿刺針をカラー画像上で描出させることを特徴とする超音波診断装置用穿刺システム。
【０１１１】１０．前記超音波振動印加手段は超音波振動を発生する超音波振動子と、前記超音波振動子による超音波振動を円錐形状の外形の超音波伝達部材を介して前記外表面に臨む部材の後端に印加する付記９記載の超音波診断装置用穿刺システム。
１１．前記穿刺針は前記部が外表面に臨む外套部材と、この外套部材に嵌合して挿通される内針とからなる付記９記載の超音波診断装置用穿刺システム。
【０１１２】１２．カラードップライメージング機能を備えた超音波診断装置と、前記超音波診断装置の超音波診断画像下で生体に穿刺する機能を有し、内針及び外套針とならなる穿刺針と、前記穿刺針に超音波振動を印加する超音波振動印加手段とを有する超音波診断装置用穿刺システムにおいて、前記超音波振動印加手段は超音波振動を発生する超音波振動子から直接或いは超音波振動伝達手段を介して前記外套針に縦の超音波振動を印加し、前記外套針内に前記内針をほぼ嵌合して挿通する中空部を設けて前記内針にも超音波振動を印加することを特徴とする超音波診断装置用穿刺システム。
【０１１３】（付記１２の背景）従来例ではカラードップラ表示できるように穿刺針を加振させるものがある。しかしながら、穿刺する場合の穿刺機能を向上するものでは無かったし、また穿刺する場合に止血などの処置を行う機能を備えていなかった。そのために、これらの機能を備えた超音波診断装置用穿刺システムを提供するために、付記１２の構成とした。
【０１１４】（付記１２の作用、効果）外針はもとより内針に対してもカラードップラ像で表示でき、かつ外針を超音波振動させるその振幅（強度）を大きくすることにより、刺入の際に止血、凝固等の処置を行うことができる。また、穿刺した後に引き抜く場合にも、先端部に付着した病変組織を周辺にばらまいてしまうような可能性がある場合には外針への超音波振動の強度を大きくすることにより、その可能性を解消する処置ができる。
【０１１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カラードップライメージング機能を備えた超音波診断装置と、前記超音波診断装置の超音波診断画像下で生体に穿刺する穿刺針と、前記穿刺針の穿刺部における少なくとも外表面に臨む部材の後端に一体的に接続され、この後端に縦の超音波振動を印加する超音波振動印加手段と、を設けて前記穿刺針をカラー画像上で描出させるようにしているので、穿刺針への超音波振動の印加によりドップラ現象を利用してカラー画像を得ることができ、かつその外表面の部材はその長手方向に縦振動が加えられるので、穿刺の際の力量を低減でき、刺入操作が容易となる。
【出願人】 【識別番号】００００００３７６
【氏名又は名称】オリンパス光学工業株式会社
【出願日】 平成９年（１９９７）７月１４日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 進
【公開番号】 特開平１１−３３０２９
【公開日】 平成１１年（１９９９）２月９日
【出願番号】 特願平９−１８８６３１