JP4707224B2 - Lesion detection device using puncture needle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、生体内の病変部の組織採取を正確にするための穿刺針による病変部検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、乳癌診断において、穿刺針による病変部の組織採取は、超音波診断装置で、超音波振動子から体内に照射した超音波の反射波により病変部の画像をCRT等の表示装置で表示し、この表示装置に表示された穿刺針と病変部の位置を確認しながら行っているが、現状の超音波診断装置の画像分解能では、細い穿刺針と微小な病変部の組織の検出が困難であるため、医療現場において、医師は穿刺針の先端が病変部から受ける抵抗を、穿刺針を持つ手の感覚で感じ取り、病変部内への穿刺針の先端の到達を確認してから組織の吸引作業を行っており、このような穿刺針の先端が確実に微小な病変部内に到達していることを確認することは誤診を防ぐ上で重要である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような病変部組織は正常な組織に比べて硬いので、穿刺針の先端が受ける抵抗変化から病変部を推測することはできるが、この感覚に頼った判断は、医師の個人差、経験及び年齢に左右されるので、定量的に病変部を検出する方法が望まれていた。
【0004】
【課題を解決しようとする手段】
本発明は、病変部の組織採取をする穿刺針と、該穿刺針に固着した超音波振動子と、該超音波振動子に発振出力を印加する発振装置と、該発振装置からの発振出力の電流変化を検出する電流検出部と、前記発振装置の発振出力の電圧と前記電流検出部で検出した検出電流の位相を比較する位相比較器と、該位相比較器の出力により前記病変部を検出する検出部とからなるものであり、前記検出部は前記位相比較器の出力を低域フィルタにより平滑化された信号を通過させ、前記低域フィルタの出力電圧を電圧制御発振器に入力し、該電圧制御発振器の出力を増幅器で増幅して可聴音発生器で出力してもよいし、又、前記位相比較器の出力を増幅器で増幅して発光装置で表示してもよいし、さらに、前記位相比較器の出力を増幅器で増幅してメータで表示もよい。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明では、穿刺針に超音波振動子を装着して、穿刺針を超音波振動させ、超音波振動子に入力する発振出力の電圧と発振出力の電流の位相の変化を検出し、この位相変化を可聴音の変化で検出するか、光の変化で検出するか、メータの指針の振れで検出することができる。
【0006】
【実施例】
まず、本発明の実施例を説明する前に本発明の原理を説明すると、図1において、圧電振動子2を装着した穿刺針1によって患者3の体内にある病変部4を検出するために、圧電振動子2に超音波発振器5から発振出力を印加する場合、この振動系の機械インピーダンスをZ0、負荷インピーダンスをZa、圧電振動子2の力係数をA、制動アドミッタンスをYdとして振動系の電気的等価回路を示すと、図2のようになり、このとき、穿刺針1の先端に病変部4が接触すると、その病変部4の硬さによって振動系に加わる負荷インピーダンスZaが変化するが、一般的に、どんな振動系についても、負荷インピーダンスZaが変化すると、図2の電気的等価回路により機械共振周波数f0、電気インピーダンスZ、位相差θが変化することが分かっているので、それらの変化量のうちの一つから硬い対象物体の病変部4の組織の検出が可能である。
【0007】
図3は本発明の1実施例の穿刺針の構成図で、穿刺針1に金属円板6が固定され、金属円板6に円板状の圧電振動子7を接着することにより、図4に示すように、円板振動子7の節円1個で面に垂直に屈曲振動するB10モードを用い、屈曲振動を縦振動に変換し、穿刺針1に縦振動を励振させたことであり、このように、穿刺針1を縦振動させることにより、穿刺針1の側面の負荷による機械インピーダンスの影響を少なくし、穿刺針1の先端の負荷による機械インピーダンス変化を大きく受けるようにしたものである。これにより、穿刺針1の側面は患者3の体内の組織の影響を受けないで、穿刺針1の先端に接触する病変部4の組織だけを正確に検出することが可能になる。
【0008】
図5は本発明の実施例の穿刺針による病変部検出装置のブロック図で、穿刺針1に装着した圧電振動子7に超音波発振回路8から発振出力が印加されるとともに、位相比較器9の一方の端子に超音波発振回路8から発振出力が印加され、又、超音波発振回路8の出力コードに電流検出部10が装着され、この電流検出部10の出力は位相比較器9の他方の端子に印加され、位相比較器9で超音波発振回路8からの発振出力の電圧の位相と電流検出部10の出力の電流の位相が比較され、この位相差の信号を病変部検出回路11に入力する。
【0009】
このように構成した本実施例では、図1の患者3の体内に穿刺針1を刺すと、穿刺針1の先端が病変部4に接触するまでは、穿刺針1に装着した圧電振動子7に入力する超音波発振回路8からの発振出力の電圧と圧電振動子7に入力する発振出力の電流の位相差はわずかであるので、位相比較器9の出力は少ないが、穿刺針1の先端が病変部4に接触すると、位相差は大きく変化するため、位相差比較器9からの出力が大きくでるので、この出力は病変部検出回路11に設けた増幅器で増幅され、又、病変部検出回路11に設けたスピーカによる可聴音、発光素子による光、及びメータ等の指針の振れ等によの大きな変化により、穿刺針1の先端が病変部4に到達したことを検出することができる。
【0010】
図6は本発明の他の実施例の病変部検出装置のブロック図で、超音波発振回路8は発信器8aと増幅器8bが接続され、増幅器8bの出力端子は穿刺針1の圧電振動子7に接続されるとともに位相比較器9の一方の端子に接続され、電流検出部10は位相比較器9の他方の端子に接続され、病変部検出部11には、低域フィルタ11a、電圧制御発振器11b、増幅器11cが順次接続され、増幅器11cの出力端子にスピーカ12が接続されている。
【0011】
このように構成した本実施例の病変部検出装置では、超音波発振回路8によって円板の圧電振動子7のB10モードで振動する共振周波数で発振を行って圧電振動子7を駆動すると、圧電振動子7の駆動電圧及び電流が位相比較器9に入力されるので、低域フィルタ11aによって位相比較器9からの位相差信号を平滑化し、その直流電圧で電圧制御発振器11bの可聴域発振周波数を制御し、そして、電圧制御発信器10bからの出力は増幅器11cによって増幅され、スピーカ12を駆動する。
【0012】
このような病変部検出装置を用いることにより、医師は穿刺針1を用いた手術の際、両手及び目は手術に捕らわれる場合が多いので、スピーカ12からの可聴音の変化によって穿刺針1が病変部4に到達したかどうか正確に知ることができ、誤診をすることが無いという利点がある。
【0013】
なお、図6の実施例において、スピーカ12以外にも、発光素子を接続して、発光素子による光の変化で検出してもよいし、又、メータを接続して、メータの指針の振れにより検出してもよい。
【0014】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の穿刺針による病変部検出装置では、穿刺針に超音波振動子を装着して、穿刺針を超音波振動させ、超音波振動子に入力する発振出力の電圧と発振出力の電流の位相の変化を検出し、この位相変化を可聴音の変化で検出するか、光の変化で検出するか、メータの指針の振れで検出することができるので、穿刺針を用いた手術の際、穿刺針が病変部に到達したかどうか正確に知ることができ、誤診をすることが無いという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理を説明するための図である。
【図2】 図1の原理を説明するための等価回路図である。
【図3】 本発明の1実施例の穿刺針の構成図である。
【図4】 図3の穿刺針の振動モードを示した図である。
【図5】 本発明の実施例の穿刺針による病変部検出装置のブロック図である。
【図6】 本発明の他の実施例の病変部検出装置のブロック図である。
【符号の説明】
1 圧電振動子
2 穿刺針
3 患者
4 病変部
5 超音波発信器
6 超音波発振器
7 圧電振動子
8 超音波発振回路
9 位相比較器
10 電流検出部
11 病変部検出回路
12 スピーカー[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a lesion detection apparatus using a puncture needle for accurately collecting a tissue of a lesion in a living body.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the diagnosis of breast cancer, the tissue of a lesioned part is collected with a puncture needle using an ultrasonic diagnostic device, and an image of the lesioned part is displayed on a display device such as a CRT by the reflected wave of the ultrasonic wave irradiated into the body from the ultrasonic transducer. However, the puncture needle displayed on this display device and the position of the lesion are confirmed, but with the current image diagnostic resolution of the ultrasonic diagnostic apparatus, it is difficult to detect the thin puncture needle and the tissue of the minute lesion. Therefore, in the medical field, the doctor senses the resistance that the tip of the puncture needle receives from the lesioned part with the sensation of the hand holding the puncture needle, and confirms the arrival of the tip of the puncture needle into the lesioned part before sucking tissue In order to prevent misdiagnosis, it is important to confirm that the tip of such a puncture needle has surely reached a minute lesion.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since such lesion tissue is harder than normal tissue, it is possible to infer the lesion from the resistance change experienced by the tip of the puncture needle. Since it depends on experience and age, a method for quantitatively detecting a lesion has been desired.
[0004]
[Means to solve the problem]
The present invention relates to a puncture needle for sampling a tissue of a lesioned part, an ultrasonic transducer fixed to the puncture needle, an oscillation device for applying an oscillation output to the ultrasonic transducer, and an oscillation output from the oscillation device. a current detector for detecting a current change, a phase comparator for comparing the phase of the detection current detected by the voltage of the oscillation output of the oscillator device and said current detecting unit, detecting the lesion by the output of the phase comparator The detection unit passes the signal smoothed by the low-pass filter, and inputs the output voltage of the low-pass filter to a voltage controlled oscillator, The output of the voltage controlled oscillator may be amplified by an amplifier and output by an audible sound generator, or the output of the phase comparator may be amplified by an amplifier and displayed by a light emitting device. Amplify the output of the phase comparator with an amplifier. Display in the data may be.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, an ultrasonic transducer is attached to the puncture needle, the puncture needle is ultrasonically vibrated, and a change in the phase of the oscillation output voltage and the oscillation output current input to the ultrasonic transducer is detected. The change can be detected by a change in audible sound, a change in light, or a shake of a meter pointer.
[0006]
【Example】
First, the principle of the present invention will be described before describing the embodiment of the present invention. In FIG. 1, in order to detect the lesioned part 4 in the body of the
[0007]
FIG. 3 is a configuration diagram of a puncture needle according to an embodiment of the present invention. A metal disc 6 is fixed to the
[0008]
FIG. 5 is a block diagram of a lesion detection device using a puncture needle according to an embodiment of the present invention. An oscillation output is applied from an
[0009]
In the present example configured as described above, when the
[0010]
FIG. 6 is a block diagram of a lesion detection apparatus according to another embodiment of the present invention. An
[0011]
In the lesion detection apparatus of this embodiment configured as described above, when the
[0012]
By using such a lesion detection device, doctors often have their hands and eyes caught during surgery using the
[0013]
In the embodiment of FIG. 6, in addition to the
[0014]
【The invention's effect】
As described above, in the lesion site detection apparatus using a puncture needle of the present invention, an ultrasonic transducer is attached to the puncture needle, the puncture needle is ultrasonically vibrated, and the oscillation output voltage input to the ultrasonic transducer The change in the phase of the current of the oscillation output is detected, and this phase change can be detected by a change in audible sound, by a change in light, or by a shake of a meter pointer. During surgery, there is an advantage that it is possible to know accurately whether the puncture needle has reached the lesion, and there is no misdiagnosis.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention.
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram for explaining the principle of FIG. 1;
FIG. 3 is a configuration diagram of a puncture needle according to one embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a vibration mode of the puncture needle of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a block diagram of a lesion detection apparatus using a puncture needle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram of a lesion detection apparatus according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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