JPH03224549A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、超音波探触子から被検体に対して超音波を送
波し該被検体からの超音波を受波し、得られるエコー信
号からフィルタで所望周波数を抽出し断層像を得る超音
波診断装置に関する。

（従来の技術） 超音波パルスを生体内に送波し、該生体内の各組織から
の反射波により生体情報を得る超音波診断法は、Ｘ線の
ような照射障害がなく、しかも造影剤なしで軟部組織の
診断ができる利点を有している。最近の超音波診断装置
における超音波探触子は、配列形（アレイ型ともいう。

）圧電振動子が用いられている。この超音波探触子の各
振動子を駆動信号により駆動して超音波を発生させ、こ
の超音波を生体内に送波する。そしてこの生体内から前
記同一振動子に得られる受信信号に所定の遅延時間を与
えることにより、超音波ビームを所定の距Ｎ（位置）に
集束させて、解像度の優れた断層像を得るようにしてい
る。

一方、前記超音波探触子には、被検体への施術として穿
刺術を行なうための穿刺針が設けられているものがある
。この穿刺針は被検体の穿刺方向に沿って操作可能とな
っており、これにより穿刺作業を行なうことができる。

したがって、超音波探触子を走査させながら、ＴＶモニ
タに断層画像を表示するとともに、この表示を観察しっ
つ穿刺針を操作する。

このように穿刺針を超音波診断装置で見る場合、穿刺針
の一部に例えば先端部に傷をつけると、この先端部から
反射されてくる超音波は、前記穿刺針の先端部以外の部
分と異なることから、該穿刺針の位置を検出できる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した超音波診断装置にあっては、次
のように問題がある。すなわち前記穿刺針の穿刺方向と
超音波探触子の距離方向とのなす角度によって、穿刺針
の先端部における傷の位置を検出しにくくなっていた。

例えば前記穿刺針が超音波探触子の距離方向と前記穿刺
針の穿刺方向がほぼ平行になって配置されると、穿刺針
の先端部に付けられた傷による反射超音波は超音波探触
子にあまり戻ってこなくなる。これがため穿刺針の位置
をはっきりと検出できず、穿刺術の操作が困難であった
。

そこで本発明の目的は、穿刺針の正確な位置を検出し、
穿刺作業性を向上し得る超音波診断装置を提供すること
にある。

［発明の構成］ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記の課題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。本発明は、先端部に傷を付けた穿刺
針本体を超音波探触子に取り付けて穿刺作業を行なう際
に、前記超音波探触子から被検体に対して超音波を送受
波し、前記被検体及び前記穿刺針本体の先端部の傷から
のエコー信号に基づき断層画像及び前記穿刺針本体の先
端部位置を表示する超音波診断装置において、前記超音
波探触子の異なる振動子から送波される超音波を受波す
る穿刺針探触子を、前記穿刺針本体の先端部に取り付け
た穿刺針と、この穿刺針の穿刺針探触子で得た複数の受
信超音波に基づき該穿刺針の先端部の位置を求める演算
手段とを具備したことをｃＩ徴とする。

（作用） このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。穿刺針の先端部に設けられた穿刺針探触子例え
ば超音波振動子に、超音波探触子の異なる振動子から超
音波が受波されると、穿刺針探触子と異なる振動子まで
の距離がそれぞれ異なることから、時間差が生じる。こ
の時間差に基づき演算手段により穿刺針の先端部の正確
な位置が求められので、ＴＶモニタ等には断層画像に穿
刺針の先端部位置を重畳表示できる。これにより穿刺針
と超音波探触子とのなす角度がいかにあろうとも、穿刺
針の先端部の正確な位置を鮮明に求めることができ、術
者の穿刺作業性を向上できる。

（実施例） 第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例として
のリニア電子走査型超音波診断装置を示す概略ブロック
図である。同図において、リニア電子走査型超音波診断
装置は、次のように構成されている。

超音波探触子１は複数の超音波振動子を併設し超音波を
送受波し、送受信回路２は前記超音波探触子１を送信駆
動するとともに、前記超音波探触子１からのエコー信号
を入力する。画像表示回路３は前記送受信回路２からの
エコー信号に基づき断層画像を得るための処理を行なう
。

次に穿刺針探触子７ｂについて説明する。第２図は穿刺
針７を示す図で、第２図（ａ）は穿刺針７の概略構造を
示す図、第２図（ｂ）は穿刺針本体７ａの構造を示す図
、第２図（ｃ）は穿刺針探触子７ｂの構造を示す図であ
る。

穿刺針７は第２図（ａ）に示すように細長い棒形状をな
す穿刺針本体７ａと、この穿刺針本体７ａの先端部に取
り付けられ前記超音波探触子１の異なる振動子からの超
音波を受信する穿刺針探触子７ｂ（例えば超音波振動子
）と、前記穿刺針本体７ａの左右上縁部に一端が取り付
けられ他端が受信回路８に取り付けられる電極引き出し
線７ｃ、７ｄとからなる。前記穿刺針本体７ａは、第２
図（ｂ）に示すように左右に設けられる正電極１１．負
電極１３、これらの間に介挿される絶縁体１２からなっ
ている。また前記穿刺針探触子７ｂは、第２図（ｃ）に
示すように前記穿刺針本体７ａの正電極１１．負電極１
３に対応して設けられる左右の正電極１４．負電極１６
、これらの間に介挿され前記穿刺針本体７ａの前記絶縁
体１２に対応して設けられかつ送信エコーを受信する圧
電素子１５とからなっている。

第３図は前記穿刺針７を用いて穿刺針探触子７ｂの位置
を検出する方法を示す図、第４図は穿刺針探触子７ｂの
位置をＴＶモニタ画面上に表示した図である。第３因に
示すように前記穿刺針探触子７ｂは、超音波探触子１の
異なる振動子、例えば最左端の振動子１ａから送波され
る超音波を時間ｔ１で受波し、最右端の振動子１ｎから
送波される超音波を時間ｔ２で受波し、穿刺針本体７ａ
及び電極引き出し線７ｃ、７ｄを介して前記受信回路８
に出力するものとなっている。なお第５図は超音波探触
子１の最左端の振動子１ａからの第ル−トパルスにより
穿刺針探触子７ｂまでの時間ｔ１を算出する方法を説明
するための図、第６図は超音波探触子１の最右端の振動
子１ｎからの最終レートパルスにより穿刺針探触子７ｂ
までの時間ｔ２を算出する方法を説明するための図であ
る。

前記第１図に小す受信回路８は、前記穿刺針７の穿刺針
探触子７ｂで得た複数の受信超音波を受信しこれらの受
信゛超音波を増幅する。時間差算出回路９は前記受信回
路８からの複数の受信超音波の時間ｔｌ、ｔ２を第５図
及び第６図に示すように超音波探触子１からの送信パル
スから穿刺針探触子７ｂで受信する受信パルスまでの期
間にゲートをかけ、この期間中におけるクロック数をカ
ウントすることにより時間ｔｌ、ｔ２を算出するもので
ある。

システムコントローラ５は、前記送受信回路２の超音波
送受信１画像表示回路３の断層画像の処理、前記受信回
路８の受信及び前記時間差算出回路９からの時間差を距
離に換算して前記穿刺針探触子７ｂの位置を求める。

文字表示回路６は、前記コントローラからの位置信号に
基づき文字を表示するための信号を合成器３ａに出力し
、合成器３ａは文字表示回路６からの穿刺針探触子７ｂ
の位置を示す文字及び前記画像表示回路３からの断層画
像を合成して表示器４に重畳表示させる。

次にこのように構成された実施例の作用について説明す
る。同図において、送受信回路２にシステムコントロー
ラ５から制御信号が入力すると、送受信回路２により繰
り返しパルスに所定の遅延時間が与えられた後、内部の
パルサに送られ駆動パルスが形成される。そしてこの駆
動パルスは、超音波探触子１の最左端の振動子１ａから
順次右側の振動子を駆動すると、発生した超音波は図示
しない生体内に送波される。

一方、生体内から反射された超音波は、前記超音波探触
子１により受信され、前記送受信回路２を介してさらに
画像表示回路３に入力する。そして画像表示回路３に前
記システムコントローラ５から制御信号を入力すると、
前記画像表示回路３により断層画像を得るための処理が
行なわれ、得られた信号は合成器３ａに入力する。

一方、前記送受信回路２の第ル−トパルスＲ１により駆
動された最左端の振動子１ａから送信パルスＳ、が穿刺
針探触子７ｂに送波されると、ある時間経過後、前記穿
刺針探触子７ｂに受信パルスＯ５として受信される。す
なわち第５図に示すように時間差算出回路９により前記
第１番目のレートパルスＲ１でゲー）ＧｌをＬｏｗとし
、カウンタークロックによりカウントを開始する。次に
前記穿刺針探触子７ｂに受信された受信パルス０、を受
信回路８で増幅し、この増幅された受信パルスＳ、によ
りゲートＧ、をＨｉｇｈとし、カウンタークロックを停
止し、カウントを終了して時間ｔ１を求める。

次に各振動子を順次右側に走査して最後に最右端の振動
子１ｎを前記送受信回路２で駆動する。

そうすると、第６図に示すように最右端の振動子１ｎか
ら送信パルスＳｎが穿刺針探触子７ｂに送信されると、
ある時間経過後、前記穿刺針探触子７ｂに受信パルスＯ
ｎとして受信される。すなわち最終番目のレートパルス
Ｐｎにより前記同様な要領で時間【２を求める。

このようにして時間差算出回路９により算出された時間
ｔｌ、ｔ２はシステムコントローラ５により距離に換算
され、第４図に示すように穿刺針の位置が算出される。

さらに文字表示回路６を介して前記合成器３ａに入力す
る。

かくして合成器３ａにより前記画像表示回路３からの断
層画像と文字表示回路６からの穿刺針探触子７ｂの位置
画像とは合成され、表示器４には断層画像に穿刺針位置
が重畳表示される。

このように本実施例によれば、穿刺針７の先端部に設け
られた穿刺針探触子７ｂ、例えば超音波振動子に、超音
波探触子１の異なる振動子１ａ。

１ｎから超音波が受波されると、穿刺針探触子１と異な
る振動子１ａ、Ｉｎまでの距離がそれぞれ異なることか
ら、時間差ｔｌ、ｔ２が生じる。この時間差１１．ｔ２
に基づきシステムコントローラ５により穿刺針７の先端
部の正確な位置が求められので、表示器４　（ＴＶモニ
タ等）には断層画像に穿刺針７の先端部位置を重畳表示
できる。これにより穿刺針７と超音波探触子１とのなす
角度がいかにあろうとも、穿刺針７の先端部の正確な位
置を求めることができ、術者の穿刺作業性を向上できる
。さらには穿刺針７の位置がはっきりとわかるので、手
術の時間を短縮できる。穿刺中の時間が短縮できること
から、被検体の苦痛が軽減される等の効果が奏せられる
。

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。上述した実施例ではリニア電子走査型超音波探触子を
例として説明したが、例えばセクタ電子走査型超音波探
触子てあっても良い。要するに本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

［発明の効果］ 本発明によれば、穿刺針の先端部に設けられた穿刺針探
触子例えば超音波振動子に、超音波探触子の異なる振動
子から超音波が受波されると、穿刺針探触子と異なる振
動子までの距離がそれぞれ異なることから、時間差が生
じる。この時間差に基づき演算手段により穿刺針の先端
部の正確な位置が求められので、ＴＶモニタ等には断層
画像に穿刺針の先端部位置を重畳表示できる。これによ
り穿刺針と超音波探触子とのなす角度がいかにあろうと
も、穿刺針の先端部の正確な位置を鮮明に求めることが
でき、術者の穿刺作業性を向上し得る超音波診断装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例として
のリニア電子走査型超音波診断装置を示す概略ブロック
図、第２図は前記装置における穿刺針の詳細を示す図、
第３図は前記穿刺針を用いて穿刺針探触子の位置を検出
する方法を示す図、第４図は穿刺針探触子の位置をＴＶ
モニタ画面上に表示した図、第５図は超音波探触子１の
最左端の振動子からの第ル−トパルスにより穿刺針探触
子までの時間ｔ１を算出する方法を説明するための図、
第６図は超音波探触子の最右端の振動子からの最終レー
トパルスにより穿刺針探触子までの時間ｔ２を算出する
方法を説明するための図である。 １・・・超音波探触子、２・・・送受信回路、３・・・
画像表示回路、３ａ・・・合成器、４・・・表示器、５
・・・システムコントローラ、６・・・文字表示回路、
７・・・穿刺針、７ａ・・・穿刺針本体、７ｂ・・・穿
刺針探触子、８・・・受信回路、９・・・時間差算出回
路、１１．１４・・・正電極、１３．１６・・・負電極
、１２・・・絶縁体、１５・・・圧電素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 先端部に傷を付けた穿刺針本体を超音波探触子に取り付
   けて穿刺作業を行なう際に、前記超音波探触子から被検
   体に対して超音波を送受波し、前記被検体及び前記穿刺
   針本体の先端部の傷からのエコー信号に基づき断層画像
   及び前記穿刺針本体の先端部位置を表示する超音波診断
   装置において、前記超音波探触子の異なる振動子から送
   波される超音波を受波する穿刺針探触子を、前記穿刺針
   本体の先端部に取り付けた穿刺針と、この穿刺針の穿刺
   針探触子で得た複数の受信超音波に基づき該穿刺針の先
   端部の位置を求める演算手段とを具備したことを特徴と
   する超音波診断装置。