JP2005118134A

JP2005118134A - 穿刺針及び超音波内視鏡システム

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Publication number: JP2005118134A
Application number: JP2003354029A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Nishina; 研一仁科; Masatoshi Sato; 雅俊佐藤; Tsutomu Ishiguro; 努石黒
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2003-10-14
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2023-10-14
Also published as: JP4533615B2

Abstract

【課題】組織や体液を採取できない場合であっても組織の診断ができる穿刺針及びこの穿刺針を有する超音波内視鏡を提供する。
【解決手段】被検体に穿刺される先端側に刃面３３Ａを有する穿刺針３において、先端近傍に先端外方を観察する光学的観察手段４１が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、内視鏡のチャンネルを通じて体腔内に導入して使用する穿刺針及びこの穿刺針を挿通可能なチャンネルを有する超音波内視鏡システムに関する。

従来より、体表もしくは体腔内から体内へ針を刺入し、組織や細胞、体液などを採取する吸引生検が行われている。これは、超音波プローブや超音波内視鏡により目的部位を観察しながら、針管を有する穿刺針を目的部位に穿刺し、穿刺針の基端側から陰圧を掛けることにより針管内に組織や細胞、体液などを採取する方法である（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−１５０１４５号公報（第１図）

しかしながら、上記従来の穿刺針には、以下の課題が残されている。すなわち、従来の穿刺針では、例えば吸引生検を行う組織が癌細胞などで繊維化すると、穿刺針を組織に穿刺することは可能であっても陰圧を掛けた際に針管内に組織や細胞、体液などを採取できないという問題があった。また、超音波内視鏡による超音波観察像を基にして穿刺する目的部位を確認する際、超音波観察像ではその目的部位が周囲と異なる状態であることを判別することが可能であるが、その組織が壊死した組織か、病変組織かの判断が困難であるという問題があった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、組織や体液を採取できない場合であっても組織や細胞などの診断が行えたり、組織を採取する前に組織が壊死した組織か、病変組織かを判断することができる穿刺針及びこの穿刺針を挿通可能なチャンネルを有する超音波内視鏡システムを提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明に係る穿刺針は、被検体に穿刺される先端側に刃面を有する穿刺針において、先端近傍に先端外方を観察する光学的観察手段が設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、被検体に穿刺し、穿刺針の先端に設けられた光学的観察手段によって目的部位の観察が行えるので、特に生体組織の採取が行えなくても生体組織の組織診もしくは細胞診ができる。また、目的部位の光学像を得ることができるため、超音波観察像では困難であった観察組織の状態の判断が行なえる。

また、本発明に係る穿刺針は、軸方向の貫通孔が設けられていることが好ましい。
この発明によれば、上述と同様に光学的観察手段によって穿刺部位の観察を行うことができると共に、生体組織が壊死した組織か、病変組織かを確認してから貫通孔の基端側から陰圧を掛けることにより吸引生検による検体採取が可能であるため、診断能の向上が図れる。

また、本発明に係る穿刺針は、被検体に穿刺される先端側に刃面と、軸方向に設けられた貫通孔とを有する針管と、該針管に挿通可能なスタイレットとを有する穿刺針において、前記スタイレットの先端側に先端外方を観察する光学的観察手段が設けられていることを特徴とする。
この発明によれば、貫通孔に設けられたスタイレットによって、穿刺した際に目的部位以外の組織が貫通孔に入り込むことを防止すると共に、貫通孔中の不要物を除去することができる。また、スタイレットに設けられた光学的観察手段によって上述と同様に穿刺部位の観察を行うことができると共に、生体組織が壊死した組織か、病変組織かを確認してからスタイレット用の貫通孔の基端側から陰圧を掛けることにより吸引生検による検体採取が可能であるため、診断能の向上が図れる。

また、本発明に係る穿刺針は、前記光学的観察手段は、対象物の光学像を結像させるレンズ部と、該レンズ部の結像位置に配置されて光学像を電気信号に変換する固体撮像素子と、該固体撮像素子よって電気信号に変換された光学画像データを伝送するイメージガイドケーブルとを備えていることを特徴とする。
この発明によれば、レンズ部を介して固体撮像素子で得られた対象物の光学画像データをイメージガイドケーブルで伝送し、表示装置に画像を表示することで目的部位の光学観察が可能となる。

また、本発明に係る穿刺針を有する超音波内視鏡システムは、先端部に外部を走査する超音波振動子部と、前記先端部側へ通じるチャンネルを持ち前記チャンネルの先端開口が前記超音波振動子の走査範囲に向けて配置された超音波内視鏡と、前記超音波振動子の走査結果を超音波観察像として表示可能に処理する超音波観測装置と、該超音波観察像を表示する表示装置と、前記チャンネルに挿通可能である請求項１から４のいずれか１項に記載の穿刺針からなり、前記穿刺針の先端側を前記チャンネルの先端開口から突出されると前記表示装置に表示された超音波画像上に穿刺針が判別可能に表示されることを特徴とする。
この発明によれば、先端開口が超音波振動子の走査範囲に向けて検出可能な位置に配されているため、超音波振動子部によりチャンネルに挿通した穿刺針の穿刺部位を確認することができる。

また、本発明に係る超音波内視鏡システムは、前記超音波振動子部による超音波観察像及び前記光学的観察手段による高倍率観察像を記録する記録装置と、前記超音波観察像及び前記高倍率観察像を表示させる表示装置と、前記光学的観察手段で観察を行った任意箇所を前記超音波観察像中で選択することにより、選択箇所の前記光学的観察手段による高倍率観察像を前記表示装置に表示させる画像処理装置とを備えていることが好ましい。
この発明によれば、超音波観察像及び高倍率観察像を記録装置に記録して、超音波内視鏡による観察後に超音波観察像と光学観察像とを表示装置に対応表示させて診断を行うことができ、観察部位の診断が容易に行える。

本発明によれば、穿刺針は先端に設けられた光学的観察手段を有するため、生体組織が採取できない場合であっても生体組織の検査診断が行える。また、組織を採取する前に壊死した組織か、病変組織かを判断することができる。

以下、本発明に係る穿刺針及び超音波内視鏡システムの第１の実施形態について、図１から図４を参照しながら説明する。なお、図１は本実施形態における超音波内視鏡システムの全体構成を示す概略図、図２は本実施形態における超音波内視鏡の先端部を示す平面図及び断面図、図３は本実施形態における穿刺針の先端部を示す断面図、図４は本実施形態における穿刺針の穿刺方法を示す模式図である。

本実施形態による超音波内視鏡システム１は、図１に示されるように、体腔内に挿入され、内視鏡観察に使用される超音波内視鏡２と、目的部位に穿刺する穿刺針３と、超音波信号の送受信や処理を行う超音波観測装置４と、超音波内視鏡２による光学観察像を処理する観察画像処理装置５と、超音波内視鏡２による光学的観察用の内視鏡光源装置６と、穿刺針３による高倍率観察像を処理する高倍率画像処理装置７と、穿刺針３による高倍率観察用の高倍率観察光源装置８と、超音波観察像及び光学観察像を記録する記録装置９と、超音波観察像及び高倍率観察像を表示する表示装置１０とを備えている。

超音波内視鏡２は、圧電素子をアレイ状に複数配列したコンベックス型電子走査方式の超音波内視鏡であって、体腔内に挿入される長尺の内視鏡挿入部１１を有しており、これは、硬質の内視鏡先端部１２と、内視鏡先端部１２の後端に設けられた湾曲自在の内視鏡湾曲部１３と、この内視鏡湾曲部１３の後端から超音波内視鏡２を操作する操作部１４まで伸びる長尺の内視鏡可撓部１５とから構成されている。また、操作部１４には、内視鏡湾曲部１３を上下、左右における任意の方向に湾曲することができる湾曲ノブ１４ａが設けられている。
また、操作部１４の前端付近には穿刺針３などの処置具を挿入させるための処置具挿入口１６ａが設けられており、穿刺針３などの処置具を挿通可能なチャンネル１６に連通されている。

図２（ａ）に示すように、超音波内視鏡２の内視鏡先端部１２には、観察対象に対し超音波の送受信を行う超音波振動子部２１と、チャンネル１６に挿通された処置具が突出する先端開口２２と、被検体を観察するための内視鏡対物レンズ２３と、内視鏡対物レンズ２３の近傍に配されて内視鏡対物レンズ２３による観察範囲に照明光を照射する内視鏡照明レンズ２４とが設けられている。
また、例えば脱気水などの超音波伝達媒体を供給して膨張することによって体腔内に密着するバルーン（図示略）の端部が配置されるバルーン取り付け溝２５が超音波振動子２１の先端側と基端側との周面に設けられている。

図２（ｂ）に示すように、超音波振動子部２１は、複数の圧電素子２６をアレイ状に配列して構成され、圧電素子２６に超音波送信のパルス信号を印加したり超音波振動子部２１で受信し圧電素子２６で電気信号に変換された超音波信号を伝送する超音波信号伝達ケーブル２７に接続されている。
先端開口２２は、超音波振動子部２１によって走査される超音波走査範囲２８に向けて配されている。

内視鏡対物レンズ２３は、内視鏡照明レンズ２４から照射された照明範囲内の対象物の光学像を結像させる。内視鏡対物レンズ２３による結像位置には、光学像を電気信号に変換する内視鏡ＣＣＤ（図示略）が設けられており、電気信号に変換された光学像データを伝送する内視鏡イメージガイドケーブル（図示略）を介して観察画像処理装置５に接続されている。
また、内視鏡照明レンズ２４は、光ファイバで構成された内視鏡ライトガイド（図示略）を介して内視鏡光源装置６に接続されている。

図３に示すように、穿刺針３は、処置具挿入口１６ａまで延びる長尺で可撓性を有する円筒形状のシース３１と、このシース３１の内部に進退・回転自在に挿通され可撓性を有する挿入部３２を有している。
挿入部３２は、先端に鋭利な刃面３３Ａを有する硬質の先端部３３と、先端部３３の後端から穿刺針３を挿入する処置具挿入口１６ａまでつながる長尺の可撓部３４とを備えている。
また、穿刺針３の基端側にはシース３１に対して先端部３３の突出量を制御する操作部３５が設けられており、先端部３３の可撓部３４側の周面には、超音波振動子部２１から発信される超音波を反射しやすいように円形の凹部であるディンプル３６が施されている。

先端部３３の内部には、刃面３３Ａから被検体を観察するための光学的観察手段４１と、光学的観察手段４１による観察部位に照明光を照射する照明手段４２とが設けられている。
光学的観察手段４１は、照明手段４２により照明された照明範囲内の対象物の光学像を結像させるレンズ部４３と、結像位置に配置され結像された光学像を電気信号に変換するＣＣＤ（固体撮像素子）４４と、ＣＣＤ４４によって電気信号に変換された光学画像データを高倍率画像処理装置７に伝送するためのイメージガイドケーブル４５とを備えている。
また、照明手段４２は、光ファイバで形成され高倍率観察光源装置８で生じた照明光を先端部３３まで導光するライトガイド４６と、ライトガイド４６の先端面に配されてレンズ部４３の周囲に設けられた照明レンズ４７とを備えている。

上記の構成からなる穿刺針３及び内視鏡観察装置１を用いた被検体Ａ１の観察方法について図４及び図５を参照しながら説明する。
先ず、超音波内視鏡２を体腔内に挿入し、内視鏡観察手段２３により体腔内の観察を行って被検体Ａ１を確認する。
次に、図４（ａ）に示すように、超音波振動子部２１を穿刺針３で穿刺する被検体Ａ１の近傍に接触させて被検体Ａ１に向けて超音波を発信することで、図５（ａ）に示すような病変部位Ａ２が確認された超音波観察像を得ることにより、穿刺部位を確認する（後述するマーカＭはこのとき表示されない。）。
そして、図４（ｂ）に示すように、チャンネル１６に穿刺針３を挿通させ、超音波観察像により穿刺部位を確認しながら先端部３３をシース３１から突出させて被検体Ａ１に穿刺させる。
このとき、先端開口２２から突出した穿刺針３は、ディンプル３６により超音波が効率よく反射されるため、超音波振動子部２１による超音波観察像に穿刺針３が描出されることで病変部位Ａ２への確実な穿刺が行われる。

穿刺針３の光学的観察手段４１による被検体Ａ１の高倍率観察像は、ＣＣＤ４４によって電気信号に変換されイメージガイドケーブル４５を介して高倍率画像処理装置７に伝送され、図５（ｂ）に示すような高倍率観察像として表示装置１０に表示される。
また、超音波振動子部２１による超音波観察像及び光学的観察手段４１による被検体Ａ１の高倍率観察像は、超音波観察像内に検出された穿刺針３の位置情報と共に記録装置９に記録される。なお、穿刺針３の位置情報は、超音波信号の強弱により超音波観測装置４が自動的に判断する方法や、超音波画像上の位置を使用者がマーカなどで設定するといった方法がある。

超音波内視鏡２を体腔内に挿入しての観察の終了後、得られた観察像を確認したいときは、記録装置９に記録された超音波観察像を図５（ａ）に示すように表示装置１０に表示させることができる。このとき、超音波画像と共にマーカＭが表示され、超音波画像中で穿刺針３による高倍率観察像を得た任意箇所をマーカＭで選択することにより、選択箇所に対応した高倍率観察像が図５（ｂ）に示すように表示される。
このようにして超音波観察像と高倍率観察像とを対応表示させて画像表示させることができ、超音波観察像及び高倍率観察像により被検体Ａ１の診断を行うことができる。

このように、本実施形態に係る穿刺針３及び超音波内視鏡システム１は、穿刺針３の先端側に光学的観察手段４１が設けられているため、生体組織の採取が行えなくても生体組織の検査診断ができ、診断精度の向上が図れる。
また、穿刺針３による光学観察像を得た任意箇所を超音波画像中で選択することで、超音波観察像と高倍率観察像とを対応させて表示装置１０に表示させることができる。したがって、体腔内に超音波内視鏡２を挿入させての観察を行った後で生体組織の検査診断が容易にでき、診断精度の向上が図れる。

なお、上記第１の実施形態では、光学的観察手段４１が穿刺針３の刃面３３Ａに向けて配置されたが、図６に示すように側面に向けて配置されてもよい。これは、半径方向外方を観察可能とするように光学的観察手段４１及び照明手段４２を側面に向けて配置させている。

次に、第２の実施形態について図７を参照しながら説明する。なお、図７は本実施形態における穿刺針の先端部を示す断面図である。また、ここで説明する実施形態はその基本的構成が上述した第１の実施形態と同様であり、上述の第１の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図７においては、図３と同一構成要素に同一符号をし、この説明を省略する。

第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態における穿刺針３では中実型穿刺針であるのに対して、第２の実施形態における穿刺針５０では、図７に示されるように、挿入部３２に軸方向の貫通孔５１が設けられた針管とされている点である。
この貫通孔５１は、刃面３３Ａから操作部３５まで設けられており、操作部３５から貫通孔５２に対して陰圧を掛けることが可能となっている。

この穿刺針５０は、貫通孔５１が設けられているため、被検体の観察後、穿刺針５０の基端側から陰圧を掛けることにより生体組織の採取が行える。このとき、光学的観察手段４１によって生体組織が壊死した組織か、病変組織かを確認してから生体組織の採取を行うことができるので診断精度の向上が図れる。また、貫通孔５１からの染色液や薬液を注入するなどの処置も可能となる。

なお、上記第２の実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様に光学的観察手段４１が穿刺針５０の側面に向けて配置されてもよい。

次に、第３の実施形態について図８を参照しながら説明する。なお、図８は本実施形態における穿刺針の先端部を示す断面図である。また、ここで説明する実施形態はその基本的構成が上述した第２の実施形態と同様であり、上述の第２の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図８においては、図７と同一構成要素に同一符号をし、この説明を省略する。

第３の実施形態と第２の実施形態との異なる点は、第２の実施形態における穿刺針５０では針管に光学的観察手段４１が設けられているのに対して、第３の実施形態における穿刺針６０では、図８に示されるように、挿入部３２に設けられた貫通孔６１に挿入自在とされた円柱形状を有する線材のスタイレット６２を有し、スタイレット６２の先端側の内部に光学的観察手段４１が設けられている点である。

この貫通孔６１は、上述と同様に、刃面３３Ａから操作部３５まで設けられており、操作部３５から貫通孔５２に対して陰圧を掛けることが可能となっている。
また、スタイレット６２の先端側の内部には、照明手段４２により照明された照明範囲内の対象物の光学像を結像させるレンズ部４３と、結像位置に配置され結像された光学像を電気信号に変換するＣＣＤ４４と、ＣＣＤ４４によって電気信号に変換された光学画像データを高倍率画像処理装置７に伝送するためのイメージガイドケーブル４５とが設けられている。
また、照明手段４２は、レンズ部４３の周囲に設けられており、光ファイバで形成され高倍率観察光源装置８で生じた照明光を先端部３３まで導光するライトガイド４６と、ライトガイド４６の先端面に配されている照明レンズ４７とを備えている。

この穿刺針６０は、光学的観察手段４１が設けられているスタイレット６２を用いることで上述した他の実施形態と同様の光学的観察を行うことができる。また、貫通孔６１中の不要物を除去できる。また、貫通孔６１で進退可能であるため、貫通孔６１から適宜突出させることにより穿刺針６０による穿刺前に被検体の光学的観察が可能であると共に、スタイレット６２を抜去すれば通常の穿刺針と同じように検体を採取することが可能となる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、超音波振動子部は、圧電素子をアレイ状に複数配列した電子走査方式としているが、これに限らず、超音波振動子部は超音波の送受信方向を機械的に変えるメカニカル走査振動子などであってもよい。
また、超音波内視鏡のガイド下による穿刺に加えて、ＣＴ（コンピュータ断層撮影装置）やＭＲＩ（核磁気共鳴影像法）などのガイド下による穿刺であってもよく、経皮的超音波装置のガイド下による体表からの穿刺であってもよい。

本発明の第１の実施形態に係る超音波内視鏡システムの全体構成を示す概略図である。本発明の第１の実施形態に係る超音波内視鏡の先端部を示すもので、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はＸ−Ｘ線矢視断面図である。本発明の第１の実施形態に係る穿刺針の先端部を示す断面図である。本発明の第１の実施形態に係る超音波内視鏡を用いた穿刺針の穿刺方法を示す模式図である。本発明の第１の実施形態に係る超音波観察像及び高倍率観察像を示す模式図である。本発明の第１の実施形態に係る穿刺針の先端部の別形態を示す断面図である。本発明の第２の実施形態に係る穿刺針の先端部を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係る穿刺針の先端部を示す断面図である。

符号の説明

１超音波内視鏡システム
２超音波内視鏡（内視鏡）
３、５０、６０穿刺針
２２先端開口
３３Ａ刃面
４１光学的観察手段
４３レンズ部
４４ＣＣＤ（固体撮像素子）
４５イメージガイドケーブル
５１、６１貫通孔
６２スタイレット

Claims

被検体に穿刺される先端側に刃面を有する穿刺針において、
先端近傍に先端外方を観察する光学的観察手段が設けられていることを特徴とする穿刺針。
軸方向の貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の穿刺針。
被検体に穿刺される先端側に刃面と、軸方向に設けられた貫通孔とを有する針管と、該針管に挿通可能なスタイレットとを有する穿刺針において、
前記スタイレットの先端側に先端外方を観察する光学的観察手段が設けられていることを特徴とする穿刺針。
前記光学的観察手段は、対象物の光学像を結像させるレンズ部と、該レンズ部の結像位置に配置されて光学像を電気信号に変換する固体撮像素子と、該固体撮像素子よって電気信号に変換された光学画像データを伝送するイメージガイドケーブルとを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の穿刺針。
先端部に外部を走査する超音波振動子部と、前記先端部側へ通じるチャンネルを持ち前記チャンネルの先端開口が前記超音波振動子の走査範囲に向けて配置された超音波内視鏡と、
前記超音波振動子の走査結果を超音波観察像として表示可能に処理する超音波観測装置と、該超音波観察像を表示する表示装置と、前記チャンネルに挿通可能である請求項１から４のいずれか１項に記載の穿刺針からなり、
前記穿刺針の先端側を前記チャンネルの先端開口から突出されると前記表示装置に表示された超音波画像上に穿刺針が判別可能に表示されることを特徴とする超音波内視鏡観察システム。
前記超音波振動子部による超音波観察像及び前記光学的観察手段による高倍率観察像を記録する記録装置と、
前記超音波観察像及び前記高倍率観察像を表示させる表示装置と、
前記光学的観察手段で観察を行った任意箇所を前記超音波観察像中で選択することにより、選択箇所の前記光学的観察手段による高倍率観察像を前記表示装置に表示させる画像処理装置とを備えていることを特徴とする請求項５に記載の超音波内視鏡システム。