JP4956038B2

JP4956038B2 - 穿刺アダプタ及び超音波プローブ

Info

Publication number: JP4956038B2
Application number: JP2006111584A
Authority: JP
Inventors: 隆司久保田; 裕大貫; 進比企; 隆士小川
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp; Toshiba Medical Systems Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2006-04-14
Filing date: 2006-04-14
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2026-04-14
Also published as: JP2007282741A

Description

本発明は、超音波診断装置下において穿刺術を行う際に用いられる穿刺アダプタ及びその穿刺アダプタを備える超音波プローブ。

従来から、注射針等の穿刺針を生体内に刺入して、腫瘍などの組織の採取等の検査や、薬剤の局所投与或いは穿刺針からのマイクロ波やラジオ波の照射等の温熱治療などを行う穿刺術が行われている。このような穿刺術は、損傷により大出血を起こす危険性のある血管などを避けるために、或いは、目的である腫瘍などの組織に対して確実に穿刺するために、一般的には、超音波診断装置によって生成される超音波断層像を参照しながら行われている。

図９は、従来の超音波診断装置の概略構成を示す図である。図９に示すように、超音波診断装置は、超音波診断装置本体１、超音波プローブ２、及び、超音波診断装置本体１と超音波プローブ２とを電気的に接続する伝送ケーブル３とから構成されている。また、確実に穿刺を行うために、図９に示すように超音波プローブ２には、穿刺アダプタ４０が装着され、穿刺針５を支持し案内するために用いられる。つまり、超音波断層像を参考にしつつ、検査または治療のための穿刺針５を超音波断層像９０に示される患部に確実に穿刺するように案内する（例えば、特許文献１参照。）。

穿刺針の刺入方向は、患部の位置によって変化させる必要があるが、特許文献１に記載のように、案内方向の異なる穴を複数設けた穿刺アダプタがある。

また、穿刺術には、用途に応じて異なる径の穿刺針が用いられる。したがって、穿刺針の径ごとに穿刺アダプタを用意しておかなければならない。また、例えば手術中に異なる径の穿刺針を使用する場合、超音波プローブに取り付けた穿刺アダプタを次に使用する穿刺針の径に合ったものに交換しなければならない。

そこで、２つの部材で穿刺針を挟持するようにして案内し、その２つの部材の距離を調整可能にすることにより、異なる径の穿刺針に対応するようにしたものがある。図１０は、従来の穿刺アダプタ４１の構成を示す図で、図１０（ａ）は正面図、図１０（ｂ）は右側面図である。図１０に示すように、従来の穿刺アダプタ４１において、可動穿刺ガイド９０は、調整ネジ２０を回すことにより固定穿刺ガイド８０に対して矢印Ｘ方向に移動可能に取り付けられている。そして、調整ネジ２０を回すにより可動穿刺ガイド９０と固定穿刺ガイド８０とで穿刺針５を挟持させるようにして穿刺針５を案内する。

特開平１−９７４４０号公報

しかしながら、調整ネジ２０による締め付けが強すぎれば、穿刺針５と可動穿刺ガイド９０及び固定穿刺ガイド８０との摩擦力が大きくなり、穿刺針５をスムーズに操作できない。また、穿刺針５と可動穿刺ガイド９０及び固定穿刺ガイド８０との間に隙間を持たせるようにすると、隙間が大きい場合には穿刺針５との間にガタを生じ刺入位置精度が悪くなる。

そこで、従来の穿刺アダプタ４１においては、調整ネジ２０を締めて可動穿刺ガイド９０と固定穿刺ガイド８０とで穿刺針５を挟み込んだら、穿刺針５を前後に動かしつつ、調整ネジ２０を緩ませる方向に回したり締める方向に回したりして、穿刺針５がガタつくことなく且つスムーズに動くように調整が行われていた。このように、従来の穿刺アダプタ４１は、調整に手間を要していた。また、このように調整を行っても、可動穿刺ガイド９０及び固定穿刺ガイド８０の案内面の加工精度のばらつきや、穿刺針５の径のばらつき等があるため、摩擦力やガタが変化が発生する場合がありスムーズに操作できないことがあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、穿刺針がガタつくことなく且つ操作者がスムーズに操作することが容易な穿刺アダプタ及び超音波プローブを提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、被検体に当接して超音波の走査を行う超音波プローブに装着され、前記被検体に対し刺入する穿刺針を刺入方向に案内するための穿刺アダプタであって、第１保持部材に保持される第１の回動体と、前記第１の回動体と前記穿刺針を挟持できるように配置され、第２保持部材に保持される第２の回動体とを備え、前記第１の回動体と前記第２の回動体の一方はＶ字形状の溝が形成され、他方は該Ｖ字形状に収容可能な凸形状が形成されており、前記穿刺針を前記第１の回動体と前記第２の回動体で挟持したときに、前記穿刺針の刺入にしたがって回動するように保持されることを特徴としている。

また、請求項９に記載の発明は、被検体に対し刺入する穿刺針を刺入方向に案内するための穿刺アダプタを備え、前記被検体に当接して超音波の走査を行う超音波プローブであって、前記穿刺アダプタは、第１保持部材に保持される第１の回動体と、前記第１の回動体と前記穿刺針を挟持できるように配置され、第２保持部材に保持される第２の回動体とを備え、前記第１の回動体と前記第２の回動体の一方はＶ字形状の溝が形成され、他方は該Ｖ字形状に収容可能な凸形状が形成されており、前記穿刺針を前記第１の回動体と前記第２の回動体で挟持したときに、前記穿刺針の刺入にしたがって回動するように保持されることを特徴としている。

本発明の穿刺アダプタまたは超音波プローブによれば、２つの回動体で穿刺針を挟持して穿刺針を刺入方向に案内するので、操作者は穿刺針の刺入の操作をスムーズに行うことができる。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る穿刺アダプタ４の第１の実施の形態における構成を示す外観図で、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は右側面図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施の形態の穿刺アダプタ４は、主に、超音波の送受信を行って超音波断層像を生成するための超音波プローブ２（一点鎖線で示す）に着脱自在に装着するための装着部１０、ガイドローラ６（第１ローラ）を有する固定ガイド部１８、及び、ガイドローラ７（第２ローラ）を有する可動ガイド部１９とで構成される。ガイドローラ６とガイドローラ７は対をなし、本実施の形態では２対のガイドローラ６とガイドローラ７が矢印Ａで示す穿刺針５の刺入方向に一列に配置されている。そして、２対のガイドローラ６とガイドローラ７は穿刺針５を挟持し刺入方向に案内する。

ここで、本実施の形態の２つのガイドローラ６及び２つのガイドローラ７は、それぞれ本発明の第１の回動体および第２の回動体を構成するものである。ただし、本発明の第１の回動体および第２の回動体はこの構成に限られず、例えば１対のガイドローラ６とガイドローラ７、或いは、１つのガイドローラ６を２つのガイドローラ７の中間に配置した構成などであってもよい。

図２に、固定ガイド部１８の構成を示す。図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は右側面図である。図２に示すように、固定ガイド部１８は、固定保持部材８（第１保持部材）及び２つのガイドローラ６を含んで構成される。固定保持部材８は、装着部１０と一体で形成されている。また、固定保持部材８には、図２（ａ）に示すように、穿刺針の刺入方向の前側及び後側（図では左側及び右側）にコの字状の切り欠き８ａ、８ｂが形成されている。ガイドローラ６は、ガイドローラ６に一体で形成された軸部６ａが、固定保持部材８のコの字状の切り欠き８ａ、８ｂのそれぞれの上下の面の図示しない支持部に軸支され、回転可能になされている。ただし、軸部６ａはガイドローラ６を貫通する軸であってもよい。また、固定保持部材８の中央近傍の上部には、後述の間隔調整ネジ２０を螺合するためのネジ孔８ｄが貫通している。また、図２（ｂ）に示す装着部１０の下側の斜面部１０ａは、可動ガイド部１９を固定ガイド部１８に取り付ける際の案内面である。

図３に、可動ガイド部１９の構成を示す。図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は右側面図、図３（ｃ）は図３（ａ）に示す断面Ｃ−Ｃにおける断面図である。図３に示すように、可動ガイド部１９は、可動保持部材９（第２保持部材）、２つのガイドローラ７、間隔調整ネジ２０、止め輪２１及び制動手段１１を含んで構成される。可動保持部材９の断面形状は、固定保持部材８の断面形状とほぼ同形状に形成され、図３（ａ）に示すように、刺入方向の前側及び後側（図では左側及び右側）にコの字状の切り欠き９ａ、９ｂが形成されている。ガイドローラ７の軸部７ａは、可動保持部材９のコの字状の切り欠き９ａ、９ｂのそれぞれの上下の面の図示しない支持部に軸支され、回転可能になされている。ただし、軸部７ａはガイドローラ７を貫通する軸であってもよい。また、１つのガイドローラ７（図３（ａ）では右側のガイドローラ７）には、制動手段１１が設けられている。制動手段１１は、ガイドローラ７の回転を制動するためのものである（詳細後述）。また、可動保持部材９の上部の中央近傍には、間隔調整ネジ２０を備える。間隔調整ネジ２０は、図３（ｃ）に示すように、摘み部２０ｃ、軸部２０ａ及びネジ部２０ｂが形成され、可動保持部材９には、貫通孔９ｃが形成されている。間隔調整ネジ２０の軸部２０ａは貫通孔９ｃに挿入され、ネジ部２０ｂが貫通孔９ｃから突出し、摘み部２０ｃと反対側に組み付けられた止め輪２１によって軸方向に係止されている。また、図３（ａ）に示す斜面部９ｄは、固定ガイド部１８に取り付ける際の案内面である。

そして、可動ガイド部１９の斜面部９ｄを装着部１０の斜面部１０ａに沿うようにし、ネジ部２０ｂがネジ孔８ｄに螺合するように摘み部２０ｃを回転させて、図１に示したように可動ガイド部１９を固定ガイド部１８に取り付ける。ここで、摘み部２０ｃをいずれかの方向に回転させると間隔調整ネジ２０は図１（ｂ）の矢印Ｂ方向（挟持方向）に移動する。間隔調整ネジ２０は軸方向が可動保持部材９に係止されているので、可動ガイド部１９は、間隔調整ネジ２０とともに矢印Ｂ方向に移動する。したがって、穿刺針５をガイドローラ６とガイドローラ７の間に挿入して、摘み部２０ｃを回転させて間隔調整ネジ２０を締めることによりガイドローラ７をガイドローラ６の方向に移動させて、ガイドローラ６とガイドローラ７とで穿刺針５を挟持することができる。

次に、ガイドローラ６及びガイドローラ７の形状について説明する。図４（ａ）は、細い穿刺針５ａを挟持する様子を示す図で、図４（ｂ）は、太い穿刺針５ｂを挟持する様子を示す図である。また、図４（ｃ）は、挟持される穿刺針５近傍の拡大図である。

図４に示すように、ガイドローラ７は、外周に沿ってＶ字状の溝７ｂが形成されている。ただし、溝７ｂの形状はＶ字状に限るものではなく、溝７ｂの開口部が最も広くなるように、開口部に向かって広がるように形状されていることが好ましい。一方、ガイドローラ６は、外周に沿ってガイドローラ７の溝７ｂに収容可能な形状、図４では、溝７ｂのＶ字に収容されるように逆Ｖ字状に凸部６ｂが外周に沿って形成されている。このような形状により、図４（ｃ）に示すように接点穿刺針５は、ガイドローラ７に対しては二点で接した状態となるので軸方向にずれることなく軸中心に位置するように挟持される。また、ガイドローラ６の凸形状の凸部６ｂがガイドローラ７の凹形状の溝７ｂに収容されるので各ローラが近接でき、図４（ａ）に示すように細い穿刺針５ａを挟持し、太い穿刺針５ｂは図４（ｂ）に示すように挟持することができる。また、ガイドローラ６の凸部は、矩形であってもよく、この場合ガイドローラ６は円盤状のローラとなる。また、ガイドローラ６に溝形状し、ガイドローラ７に凸部を形成してもよい。

さらに、本実施の形態における穿刺針５を操作するための力について説明する。図５は、穿刺針５を操作するための力を説明するための模式図である。ここで、間隔調整ネジ２０の締め付けは、ガイドローラ６及びガイドローラ７で穿刺針５を少なくとも挟持可能な程度とし、そのときに軸６ａ及び軸７ａとそれぞれを軸支する支持部との間で発生する摩擦力をそれぞれｆ２及びｆ１とする。

穿刺針５を操作するための力をＰとすると、Ｐはガイドローラ６及びガイドローラ７にかかる負荷トルクに対応する力である。ガイドローラ７にかかる負荷トルクＴ１は、軸７ａの摺動面（外周）に発生する摩擦力ｆ１によるトルクで、軸７ａの径をｒ１とすれば、Ｔ１＝ｒ１×ｆ１となる。ここで、本実施の形態では、軸７ａの径ｒ１を小さく形成しているので、Ｔ１は小さなトルクとなる。Ｔ２も同様である。したがって、Ｐはこの小さなトルク（Ｔ１＋Ｔ２）に対抗する力であればよい。したがって、穿刺針５は容易に操作することができる。

また、ガイドローラ７における穿刺針５との接点の半径をＲ１、接点においてトルクＴ１に対抗する力をＦ１とすれば、Ｆ１×Ｒ１＝Ｔ１＝ｒ１×ｆ１となり、Ｆ１＝ｆ１×（ｒ１／Ｒ１）となる。したがって、Ｆ１は、摩擦力ｆ１に半径の比（ｒ１／Ｒ１）を乗じたものであるから、摩擦力ｆ１に比べて小さくなる。また、間隔調整ネジ２０による締め付けがばらつきｆ１がばらついても半径の比によりそのばらつきも僅かなものとなる。したがって、間隔調整ネジ２０による締め付けを厳密に調整して行う必要がない。

さらに、本実施の形態において、ガイドローラ７に対する回転方向に制動力を与える制動手段１１をさらに備える。これは、操作者が所望の力で穿刺針５を操作できるようにするためのものである。また、制動手段１１は、本実施の形態のようにガイドローラ７に備える構成に限られず、ガイドローラ６またはガイドローラ７の少なくともいずれか１つに備えればよい。

図６は、制動手段１１の構成を示す図で、図３（ａ）に示す断面Ｄ−Ｄにおける断面図である。

図６に示すように、制動手段１１は、制動力調整ネジ１２、押さえバネ１３、ブレーキ板１４とを含んで構成される。

可動保持部材９には、コの字状の切り欠き９ａ（図３参照）の上部を貫通するネジ孔９ｃ、下部を貫通する軸孔９ｄが形成されている。

ガイドローラ７の一方の軸７ａは軸孔９ｄにより軸支され、他方の軸７ａ´は、ネジ孔９ｃに螺合する制動力調整ネジ１２の端面１２ｄに形成された軸穴１２ｃにより軸支される。さらに、制動力調整ネジ１２の端面１２ｄとガイドローラ７の端面７ｄとの間には、端面７ｄ側にブレーキ板１４、端面１２ｄ側に圧縮バネである押さえバネ１３（付勢手段）をそれぞれ軸７ａ´を貫通するように備える。ブレーキ板１４は押さえバネ１３の押圧力により付勢され端面７ｄにより係止される。このような構成により、押さえバネ１３の押圧力により、ガイドローラ７が回転するときに、端面７ｄとブレーキ板１４との間、及び、他方の端面７ｃと可動保持部材９との間でそれぞれ摩擦力をする。この摩擦力が回転方向の制動力となる。また、制動力調整ネジ１２を回転させ上下させることにより、押さえバネ１３のたわみ量を変化させて押圧力を変化させ、回転方向の摩擦力（制動力）を変化させることができる。操作者は、制動力調整ネジ１２の摘み部１２ａを持って制動力調整ネジ１２を回転させ所望の制動力に調整することが可能である。したがって、操作者は所望の力により穿刺針５を操作できる。このように制動力調整ネジ１２は本発明の押圧力調整手段としての機能を有する。

また、本実施の形態では、超音波プローブに穿刺アダプタを装着する構成としたが、超音波プローブが上述の穿刺アダプタの機構を備える構成であってもよい。

［第２の実施の形態］
次に、図面を参照して本考案の第２の実施の形態を説明する。なお、以下には第１の実施の形態と実質的に同様の構成については、詳細な説明を省略し、主に異なる点について述べる（以下の他の実施の形態も同様）。

本実施の形態の特徴は、付勢手段により可動ガイド部１９の可動保持部材９を固定ガイド部１８の固定保持部材８の方向に付勢することにより穿刺針５をガイドローラ６とガイドローラ７とで穿刺針５を挟持するようにした調整機構を備える点にある。

図７は、第２の実施の形態における調整機構の構成を示す断面図である。図７に示す断面図は、図３（ａ）に示す断面Ｃ−Ｃに相当する位置の断面で、固定ガイド部１８及び装着部１０を含むものである。

図７に示すように、装着部１０の斜面部１０ａ（図２参照）の右端近傍に側板部１０ｂが形成され、軸１６が側板部１０ｂから固定保持部材８に亘って備えられている。また、可動保持部材９は、側板部１０ｂと固定保持部材８との間に配置され、軸１６は、可動保持部材９に形成された貫通孔９ｅを貫通し、可動保持部材９を保持する。また、可動保持部材９に形成されたバネ収容部９ｆに圧縮バネ１５が、その一端が側板部１０ｂで係止され、他端が可動保持部材９を固定保持部材８方向に付勢するように収容される。この圧縮バネ１５により、ガイドローラ７はガイドローラ６方向に付勢される。

ここで、ガイドローラ６とガイドローラ７の間に穿刺針５を挿入すると、圧縮バネ１５によりガイドローラ７はガイドローラ６方向に付勢され、穿刺針５を挟持する。このような調整機構によれば、穿刺針５をガイドローラ６とガイドローラ７の間に挿入するだけで、穿刺針５が挟持される。

［第３の実施の形態］
本実施の形態の特徴は、検査または治療のために穿刺針５を刺入する位置を変更可能にした点にある。

本実施の形態として、経直腸プローブ２´を用いて経会陰穿刺を行う場合を例として説明する。経直腸プローブ２´は、患者の直腸に挿入され、例えば前立腺の超音波リニア断層像を再構成するためのもので、経直腸プローブ２´に用いる穿刺アダプタ４´は超音波リニア断層像に示される前立腺部に検査または治療のために刺入される穿刺針５を支持し案内するためのものである。

図８は、経直腸プローブ２´に用いる穿刺アダプタ４´の構成を示す図である。以下、図８を用いて、本実施の形態の特徴である刺入する位置を変更可能にするガイドローラ７´の形状について説明する。また、本実施の形態においても第１の実施の形態と同様にガイドローラ６´とガイドローラ７´との間隔を調整機構により調整して穿刺針５を挟持するようになっているが、図８においては調整機構等を詳細に示す図は省略する。

図８に示すように、ガイドローラ７´の外周面の周方向にＶ字状の溝７´ｂが、所定のピッチｐで複数（図では３つ）形成されている。この溝７´ｂとガイドローラ６により穿刺針を挟持する位置Ｓ１、Ｓ２及びＳ３が構成される。

このような構成により操作者はＳ１乃至Ｓ３のうちの所望の位置に穿刺針５を挿入し、図示しない調整機構によりガイドローラ６´とガイドローラ７´との間隔を調整して穿刺針５を挟持する。位置Ｓ１、Ｓ２及びＳ３から穿刺針を挟持する位置を選択することにより穿刺針５を所望の位置に刺入することが可能となる。

本発明に係る穿刺アダプタの一実施形態における構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。図１に示す固定ガイド部を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。図１に示す可動ガイド部を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は断面図である。ガイドローラの形状を説明するための図で、穿刺針を挟持する様子を示す図である。穿刺針を操作するための力を説明するための模式図である。図１に示す制動手段の構成を示す図である。第２の実施の形態における調整機構の構成を示す断面図である。第３の実施の形態における経直腸プローブに用いる穿刺アダプタの構成を示す図である。従来の超音波診断装置の概略構成を示す図である。従来の穿刺アダプタの構成を示す図である。

符号の説明

１超音波診断装置本体
２超音波プローブ
４穿刺アダプタ
５穿刺針
６ガイドローラ
７ガイドローラ
８固定保持部材
９可動保持部材
１０装着部
１１制動手段
１２制動力調整ネジ
１３押さえバネ
１４ブレーキ板
１５圧縮バネ
１６軸
１８固定ガイド部
１９可動ガイド部
２０間隔調整ネジ
２１止め輪

Claims

被検体に当接して超音波の走査を行う超音波プローブに装着され、前記被検体に対し刺入する穿刺針を刺入方向に案内するための穿刺アダプタであって、
第１保持部材に保持される第１の回動体と、
前記第１の回動体と前記穿刺針を挟持できるように配置され、第２保持部材に保持される第２の回動体とを備え、
前記第１の回動体と前記第２の回動体の一方はＶ字形状の溝が形成され、他方は該Ｖ字形状に収容可能な凸形状が形成されており、
前記穿刺針を前記第１の回動体と前記第２の回動体で挟持したときに、前記穿刺針の刺入にしたがって回動するように保持されることを特徴とする穿刺アダプタ。
前記第２の回動体は、前記第１の回動体に対し前記挟持方向に移動可能に備えられた請求項１に記載の穿刺アダプタ。
前記第２保持部材は、前記第１保持部材に対し前記挟持方向に移動可能に備えられた請求項１に記載の穿刺アダプタ。
前記第１の回動体は、前記刺入方向に沿って配置された複数の第１ローラで構成され、
前記第２の回動体は、前記第１ローラと対をなし前記第１ローラと前記穿刺針を挟持する位置に配置された複数の第２ローラで構成される請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の穿刺アダプタ。
前記第１または第２保持部材は、少なくとも１つの前記第１または第２ローラに対し前記回転を制動する制動力を与える制動手段をさらに備える請求項４に記載の穿刺アダプタ。
前記制動手段は、前記回転の方向と略直角方向に前記少なくとも１つの前記第１または第２ローラを押圧する付勢手段を含む請求項５に記載の穿刺アダプタ。
前記制動手段は、前記付勢手段による押圧力を変化させる押圧力調整手段をさらに含む請求項６に記載の穿刺アダプタ。
前記付勢手段は、バネで構成される請求項６または請求項７に記載の穿刺アダプタ。
被検体に対し刺入する穿刺針を刺入方向に案内するための穿刺アダプタを備え、前記被検体に当接して超音波の走査を行う超音波プローブであって、
前記穿刺アダプタは、
第１保持部材に保持される第１の回動体と、
前記第１の回動体と前記穿刺針を挟持できるように配置され、第２保持部材に保持される第２の回動体とを備え、
前記第１の回動体と前記第２の回動体の一方はＶ字形状の溝が形成され、他方は該Ｖ字形状に収容可能な凸形状が形成されており、
前記穿刺針を前記第１の回動体と前記第２の回動体で挟持したときに、前記穿刺針の刺入にしたがって回動するように保持されることを特徴とする超音波プローブ。