JP5337782B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
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Description
穿刺術においては、医師は、確実に目的物や目的部位まで穿刺針を到達させるため、超音波画像を見ながら予め決めた刺入経路(穿刺針が被検者中を刺入される経路)通りに穿刺針を刺入させる。
そのため、特許文献1では、超音波プローブの側面に穿刺針を案内する溝を設けて、安定して刺入経路通りに穿刺針を刺入させること、また、超音波プローブの側面に、上下方向に複数のレーザ光源を設けて、このレーザ光源から照射されるレーザ光によって、穿刺針の向きを決められるようにすることによって、穿刺針を超音波の照射面(スキャン面)に合わせて、穿刺針が超音波画像上に表示されるようにすることが行なわれている。
そのため、医師は、穿刺針の刺入角度が小さくなるように、超音波プローブから離れた位置から穿刺針を刺入したり、画像中での目的部位の位置をずらしたりして、超音波画像上で穿刺針が見やすくなるようにして、穿刺術を行なう場合もある。
画像中での目的部位の位置をずらす場合は、限界があるので、それほど刺入角度を浅くすることはできない。そのため、より浅い刺入角度で穿刺針を刺入するためには、超音波プローブから離れた位置から穿刺針を刺入する必要がある。
また、特許文献2のように、ポリマーゲル部分での穿刺針の像に基づいて、穿刺針の刺入方向を示すガイドラインを表示する場合も、ポリマーゲル部分での穿刺針が超音波画像上に表示される必要があるので、超音波プローブから離れた位置で穿刺針を刺入する場合には、穿刺針の刺入方向を示すガイドラインを表示することはできない。
そのため、超音波プローブから離れた位置から正確に目的部位に到達するように刺入を行なうのは、高度な手技が必要で、穿刺術を行なう医師の技量が必要となる。
また、前記刺入位置表示手段が、レーザ光を照射して前記刺入位置を表示することが好ましい。
あるいは、前記刺入位置表示手段が、前記超音波探触子から前記刺入位置までの距離を数値で、前記画像表示手段に表示することにより、前記刺入位置を表示することが好ましい。
あるいは、前記超音波探触子に固定される板状の位置案内部材と、前記位置案内部材に移動可能に取り付けられ、穿刺を行なう際の刺入角度を表示する角度案内部材とを備える補助具を有し、前記刺入位置表示手段が前記位置案内部材上に光を照射して前記刺入位置を表示することが好ましい。
また、前記所定の刺入角度を変更する角度調整手段を有することが好ましい。
また、前記所定の刺入角度を10〜20°の範囲で適宜決定した角度とすることが好ましい。
あるいは、前記位置指定手段が、前記超音波画像を解析して、ターゲットの位置を算出するものであることが好ましい。
なお、図示例の超音波診断装置10は、生成された超音波画像を参照して入力されたターゲットの位置と、予め設定されている刺入角度とから、刺入位置を算出し、この刺入位置を表示する構成を有する以外は、基本的に、公知の超音波診断装置である。
本発明の超音波診断装置10は、超音波プローブ12と、この超音波プローブ12が通信ケーブル18を介して接続される診断装置本体14とを備えている。
超音波プローブ12は、プローブ本体16と、通信ケーブル18と、刺入位置表示手段20と、補助具22とを有する。
プローブ本体16は、基本的に、公知の超音波プローブであり、リニアスキャン方式、コンベックススキャン方式、セクタスキャン方式等いずれの方式の超音波プローブであってもよい。
なお、所定の刺入角度で刺入を行なうことができる刺入位置は、診断装置本体14の刺入位置算出部64により、設定されている所定の刺入角度と指定されたターゲットの位置とから算出される。この点に関しても、後に詳述する。
また、所定の刺入角度は、10〜20°の範囲で適宜決定した角度とすることが好ましい。刺入角度をこの範囲とすることで、穿刺針に反射される超音波が、超音波プローブの方向に戻ってくるので、超音波画像上での描出力は高くなり、超音波画像上で穿刺針が見やすくなる。
補助具22は、穿刺術を行なう際に、刺入位置を案内するための位置案内部材30と、刺入角度を案内するための角度案内部材32とを有する。
また、貫通溝30aは、好ましくは、スキャン面Mの延長が、貫通溝30aの延在方向の壁面のいずれかと一致するように、もしくは、スキャン面Mの延長が、貫通溝30aの中心を通過するように形成される。
刺入位置表示手段20が刺入位置を表示する際には、刺入位置表示手段20が照射したレーザ光は、位置案内部材30の板面に照射され、刺入位置が表示される。
また、位置案内部材30の貫通溝30aは、穿刺術を行なう際に、この貫通溝30aを通過して刺入を行なうことにより、スキャン面Mに垂直な方向の位置の案内とすることができる。
角度案内部材32は、位置案内部材30に、その長手方向に移動可能に取り付けられ、位置案内部材30の表面に対する角度が表示された角度表示板32aを有する部材である。
図示例においては、角度案内部材32は、位置案内部材30に固定するためのクリップ部32bを有しており、これにより、位置案内部材30に移動可能に取り付けることができる。また、角度案内部材32は、角度表示板32aがスキャン面Mに平行となるように位置案内部材28に取り付けられる。
角度表示板32aには、例えば、図示例にように、10°、20°、30°、60°等のいくつかの角度の目盛が表示されている。また、角度表示板32aには、デフォルトで設定されている1以上の角度の目盛が表示されることが好ましい。
プローブ本体16は、1次元又は2次元の振動子アレイを構成する複数の超音波トランスデューサ34を有し、これらトランスデューサ34にそれぞれ対応して受信信号処理部36が接続されている。また、複数のトランスデューサ34に送信駆動部38を介して送信制御部40が接続され、複数の受信信号処理部36に受信制御部42が接続され、これら送信制御部40および受信制御部42にプローブ制御部44が接続されている。
また、受信信号処理部36は診断装置本体14のデータ格納部46に、プローブ制御部44は本体制御部54に、通信ケーブルを介して、それぞれ接続されている。
そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生して、それらの超音波の合成により超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
操作部56は、この刺入位置の算出/表示の指示を入力する機能も有する。また、操作部56は、ターゲットの位置の入力/設定、および、刺入角度の設定の指示を入力するための機能も有する。
操作部56は、入力された刺入位置の算出/表示の指示、ターゲットの位置の設定の指示、および、刺入角度の設定の指示を本体制御部54に供給する。
画像生成部48は、データ格納部46から読み出される1フレーム毎のサンプルデータに受信フォーカス処理を施して、超音波診断画像を表す画像信号を生成する。画像生成部48は、整相加算部60と画像処理部62とを含んでいる。
表示制御部50は、画像生成部48によって生成される画像信号に基づいて、表示部52に超音波診断画像を表示させる。表示部52は、例えば、LCD等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部50の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
角度記憶部66が記憶する刺入角度の値は、予め設定された値であってもよいし、10〜20°の範囲で適宜決定した角度であってもよいし、操作部56から入力された値であってもよい。
図4(A)は、生成された超音波画像の概略図である。また、この超音波画像に対応するプローブ本体16の位置を、便宜的に示す。
図4(A)に示されるように、生成された超音波画像は、プローブ本体16の下方の領域の断面図である。
操作者が、操作部56のトラックボール等を用いて、超音波画像上でカーソルをターゲットに合わせ、ターゲットの位置を指定する指示を入力する(図4(B))。
刺入位置算出部64は、算出した刺入位置までの距離xを光源制御部28に供給する。
まず、通常の超音波診断を行う。操作者は、超音波プローブ12の超音波送受信面16aを被検体の表面に当接する。この状態で、プローブ本体16の送信駆動部38から供給される駆動信号に従って複数のトランスデューサ34から超音波が送信され、被検体からの超音波エコーを受信した各トランスデューサ34から出力された受信信号がそれぞれ対応する受信信号処理部36に供給されてサンプルデータが生成され、通信ケーブル18を介して診断装置本体14へ伝送されてデータ格納部46に格納される。さらに、データ格納部46から1フレーム毎のサンプルデータが読み出され、画像生成部48で画像信号が生成され、この画像信号に基づいて表示制御部50により超音波診断画像が表示部52に表示される。
操作者が、操作部56からターゲットの位置を指定すると、ターゲットの位置情報が刺入位置算出部64に供給される。刺入位置算出部64は、このターゲットの位置情報と、角度記憶部66から読み出した刺入角度とから刺入位置を算出し、刺入位置の情報を刺入位置表示手段20の光源制御部28に供給する。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
図6に示す刺入位置表示手段100は、光源102と、スリット104と、反射ミラー106とを有している。
光源102は、LED等の公知の光源である。光源102の光出射方向には、スリット104および反射ミラー106が配置されており、光源102は、スリット104および反射ミラー106の方向に光を出射する。
反射ミラー106は、モータ等の駆動源(図示せず)により、スキャン面Mに垂直な方向を軸として回転可能に設けられている。反射ミラー106は、刺入位置算出部64の刺入位置の算出結果に応じて、回転して、光を刺入位置に照射する。
このように、LED等のレーザ光以外の光源を用いてもよく、特に、指向性のない光源を用いる場合には、図6に示す刺入位置表示手段100のように、スリットと反射ミラーとを用いて、光を刺入位置に照射するようにすればよい。
12 超音波プローブ
14 診断装置本体
16 プローブ本体
16a 超音波送受信面
18 通信ケーブル
20、100 刺入位置表示手段
22 補助具
24 レーザ光源
26 光源駆動部
28 光源制御部
30 位置案内部材
30a 貫通溝
32 角度案内部材
32a 角度表示板
32b クリップ部
34 超音波トランスデューサ
36 受信信号処理部
38 送信駆動部
40 送信制御部
42 受信制御部
44 プローブ制御部
46 データ格納部
48 画像生成部
50 表示制御部
52 表示部
54 本体制御部
56 操作部
58 格納部
60 整相加算部
62 画像処理部
64 刺入位置算出部
66 角度記憶部
102 光源
104 スリット
106 反射ミラー
Claims (7)
- 被検体に向けて超音波を送信し、被検体において反射された超音波エコーを受信して受信信号を出力する振動子アレイと、
前記振動子アレイから出力される受信信号に基づいて、被検体の超音波画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段が生成した前記超音波画像を表示する画像表示手段とを有する超音波診断装置であって、
前記画像表示手段に表示された前記超音波画像上で、入力指示に応じて、穿刺を行なう際のターゲットの位置を指定する位置指定手段と、
前記位置指定手段によって指定されたターゲットの位置の情報と所定の刺入角度とから刺入位置を算出する刺入位置算出手段と、
前記振動子アレイを備える超音波プローブに設けられ、光を照射する光源および前記振動子アレイの素子の配列方向と直交する方向を軸として前記光源を回転させる光源駆動部とを有し、前記光源駆動部が前記光源を回転させて光の照射方向を変更することにより、前記振動子アレイの素子の配列方向の延長線上の前記刺入位置算出手段が算出した前記刺入位置に光を照射して前記刺入位置を表示する刺入位置表示手段とを有することを特徴とする超音波診断装置。 - 前記刺入位置表示手段の前記光源が、レーザ光を照射して前記刺入位置を表示する請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記超音波プローブに固定される、前記振動子アレイの素子の配列方向に長尺な板状の位置案内部材を有する請求項1または2に記載の超音波診断装置。
- 前記超音波プローブに固定される、前記振動子アレイの素子の配列方向に長尺な板状の位置案内部材と、前記位置案内部材に移動可能に取り付けられ、穿刺を行なう際の刺入角度を表示する角度案内部材とを備える補助具を有し、前記刺入位置表示手段が前記位置案内部材上に光を照射して前記刺入位置を表示する請求項1〜3のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 前記画像表示手段において、前記超音波画像を表示すると共に、前記位置指定手段が指定したターゲットの位置の情報と所定の刺入角度とから、穿刺を行なう際の穿刺針の刺入経路を算出して、ガイドラインを表示する請求項1〜4のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 前記所定の刺入角度を変更する角度調整手段を有する請求項1〜5のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 前記所定の刺入角度を10〜20°の範囲で適宜決定した角度とする請求項1〜6のいずれかに記載の超音波診断装置。
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