JPH02189139A - 内視超音波診断装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内視鏡のチャンネルに挿通して用いる内視超
音波診断装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、内視鏡の挿通先端部に超音波振動子を組込み
、この超音波振動子から被検体の診断部に超音波を照射
して超音波診断を行なう超音波内視鏡が利用されている
。この種の超音波内視鏡としては、例えば、内視鏡の挿
入部先端に超音波振動子を回転自在に取付け、この超音
波振動子を内視鏡の挿入部内を通して延在させたフレキ
シブル回転軸を介してモータで回転させる機械走査方式
のものがある。また、内視鏡の挿入先端部に多数の超音
波振動子を配列して設け、これらの振動子を所定の位置
関係を有する信号で駆動してリニアスキャンまたはセク
タスキャンを行なうようにした電子走査式のもの等があ
る。

ところで、上記超音波内視鏡の体腔内に挿入される挿入
部には、その内部に内視鏡として本来内蔵されているイ
メージガイド、ライトガイド、鉗子チャンネル、送気・
送水チャンネル等があり、その他として超音波振動子お
よびこの振動子に接続される導線さらに機械走査方式の
場合には振動子に回転力を伝達するためのフレキシブル
回転軸等が内蔵されている。そのため、内視鏡の挿入部
はその直径が必然的に大きなものとなってしまう。

ところが、内視鏡の挿入部が大きくなると被検者に苦痛
を与えるという問題がある。

そこで、その先端部に超音波振動子が内蔵されたプロー
ブを、内視鏡が本来有している鉗子チャンネルを通して
体腔内に挿入し、プローブ内で超音波振動子を挿入方向
に移動して機械的にリニア走査するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した内視超音波診断装置は、超音波プローブを内視
鏡が本来有している鉗子チャンネル等から挿入するよう
にしているので、内視鏡の径を大きくする必要がなく、
従って大径化による生体へ苦痛を与える心配がない。

しかしながら、この種の内視超音波診断装置は、超音波
振動子をプローブ内で挿入方向に並進可能なだけなので
、診断視野領域が狭いという問題がある。視野領域を大
きくとるためには、プローブを内視鏡先端より大きく突
出させる必要がある。

しかし、プローブをあまり突出させすぎると生体の診断
部位周辺壁を圧迫したり、損傷したりする危険がある。

また、並進動作によるいわゆるリニアスキャン方式の場
合には、前方視野を確保することができない。前方視野
の観察を行なうためには、内視鏡としての機能を用いて
、その先端部分を湾曲させなければならない。しかし、
湾曲させるのに十分な空間領域がないと、生体の内壁を
損傷させる危険がある。

また、従来の内視鏡超音波診断装置は、超音波振動子を
プローブ内で挿入方向に移動させる走査駆動部が、内視
鏡の走査部に設けられていた。そのため、モータ、減速
部、リードスクリューやナツト等からなるリニア動作変
換部で走査駆動部を構成する場合には、これらの部品を
全て内蔵した走査駆動部となるので、小型化、軽量化が
困難になる。

また、ワイヤ牽引により振動子を駆動する方法があるが
、この方法ではワイヤーが内視鏡のチャンネル内に長く
引回されるので、生体内壁との摩擦による負荷が増大す
る等の問題がある。

そこで、本発明の目的は、プローブの走査空間領域を拡
大することなく診断視野を大きく取ることができ、しか
も走査駆動部の小型化、軽量化を図り得、さらに安定し
た超音波診断を行ない得る内視超音波診断装置を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段〕 本発明は上記課題を解決し目的を達成するために、次の
ような手段を講じた。すなわち、内視鏡の可撓部に連通
して設けられたチャンネルと、このチャンネル内に挿通
可能な可撓性を有するプローブと、このプローブ内の挿
入側先端部に設けられた超音波振動子とからなり、前記
内視鏡の先端部に前記プローブの動きを規制するガイド
部材を前記チャンネルに連結して設けるようにした。

なお、上記ガイド部材は円弧状をなすことが望ましい。

また、上記目的を達成するために、内視鏡のチャンネル
内に挿通可能な可撓性を有するプローブと、このプロー
ブ内の挿入側先端部にその長手方向に沿って移動可能に
設けられた超音波振動子と、この超音波振動子を前記プ
ローブ内の長手方向に移動させる駆動手段と、この駆動
手段と前記超音波振動子とを連結する如く前記プローブ
内に連通して設けられた駆動力伝達手段とを備えるよう
にした。

なお、上記駆動手段は、ピストン、シリンダおよび前記
ピストンを移動させる圧電アクチュエータとから構成し
、上記駆動力伝達手段は前記シリンダと超音波振動子に
その両端部がそれぞれ接続された伝達管と、この伝達管
内に封入された流体とから構成することが望ましい。

また、上記目的を達成するために、内視鏡のチャンネル
またはプローブの少なくとも一方に超音波振動子の位置
および方向、またはどちらか一方を検出するための検出
手段を設けるようにした。

また、上記目的を達成するために、プローブ内の挿入側
先端部にそれぞれが独立して超音波を送受可能な複数の
超音波振動子を設けるようにした。

〔作用〕

上記手段を講じたことにより、次のような作用を呈する
。すなわち、内視鏡の可撓部に連通して設けられたチャ
ンネルを介して、その先端に超音波振動子の設けられた
プローブを体腔内に挿入でき、体腔内に挿入された超音
波振動子は内視鏡の先端部であって上記チャンネルに連
結して設けられたガイド部材により移動方向が規制され
、例えばリニアスキャンからコンベックススキャンへの
連続的な移動が可能となる。

また、上記手段を講じたことにより、内視鏡のチャンネ
ル内に挿通されるプローブの挿入側先端部に設けられた
超音波振動子は、駆動力伝達手段を介して駆動手段から
の駆動力が伝達され、この伝達された駆動力によりプロ
ーブ内の長手方向に移動される。

上記駆動手段をピストン、シリンダおよび前記ピストン
を移動させる・圧電アクチュエータで構成したので、走
査駆動部を小型化、軽量化できる。

また、上記駆動力伝達手段を前記シリンダと超音波振動
子にその両端部がそれぞれ接続された伝達管およびこの
伝達管内に封入された流体から構成したので、駆動力は
流体により伝達され、ワイヤ等による摩擦劣化を解消す
ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明装置を内視鏡に装着した状態を示す図で
ある。同図に示す１は内視鏡であり、操作部２．挿入部
３．ユニバーサルコード４を主な構成要素としている。

挿入部３は、軟性部５．湾曲部６．先端部７から構成さ
れている。操作部２から挿入部３にわたりイメージガイ
ド、ライトガイド等が内蔵されている。ライトガイドの
入射端は、ユニバーサルコード４を介して光源ユニット
（不図示）に接続されている。この光源ユニットの光が
ライトガイドを介して内視鏡の先端部７から照射され、
体腔内を照明する。そして、その体腔内の像をイメージ
ガイドを介して接眼部８から観察するようになっている
。また、９は鉗子口であり、この鉗子口９は挿入部３内
の長手方向に沿って形成されたチャンネルが連通されて
いる。そして、鉗子口９からチャンネルを介して体腔内
に鉗子を挿入し、組織を採取する構成となっている。

本実施例では、上記内視鏡１の鉗子口９およびこの鉗子
口９に連通するチャンネルを利用して超音波診断装置１
０を装着している。超音波診断装置１０は、鉗子口９お
よびチャンネルに挿通可能で、しかもその先端部内に超
音波振動子を有するプローブと、このプローブ先端部内
でその長手方向に超音波振動子を移動させる走査駆動部
１２と、この走査駆動部１２を鉗子口９に連結する連結
部材１３と、走査駆動部１２を駆動コントローラに連結
するコネクタ１４とを具備して構成されている。

以下、本実施例の具体的な構成を第２図〜第５図を参照
して説明する。

第２図は鉗子口９および走査駆動部１２部分の構成を示
す断面図である。鉗子口９には連結部材１４がねじ２１
によりねじ止めされて取付けられている。この連結部材
１４は、その内周面にゴム等からなる弾性摩擦体２２を
介して走査駆動部１４をスライドおよび回転可能に保持
している。

走査駆動部１２は外筒３１と、この外筒３１内に形成さ
れたシリンダ３２と、このシリンダ３２に封入される流
体（空気または液体）の流体圧により摺動するピストン
３３と、このピストン３３の上端面とシリンダ３２の内
壁上端面との間に介在している積層圧電アクチュエータ
３４とから構成されている。なお、ピストン３３にはシ
リンダ３２との気密性を高めるためにシール材で形成さ
れたピストンリング３５が取付けられている。また、走
査駆動部１２の下端部にはプローブ４０の基端部が取付
けられており、先端部４１は鉗子口９から内視鏡１のチ
ャンネル５０内に挿通され内視鏡１の先端部７に達して
いる。このプローブ４０内にはコイルシャフトまたはワ
イヤより構成され駆動力伝達手段としとての機能を有す
る伝達軸６０が挿通されている。この伝達軸６０の一端
はシリンダ３２の下端部に気密に取付けられており、シ
リンダ３２内の流体封入領域と伝達軸６０内の長手方向
に形成されている流体封入領域とが連通している。また
、この伝達軸６０の他端部にはプローブ４０の先端部４
１に設けられた超音波振動子７０が取付けられている。

この超音波振動子７０から伸びる信号ケーブル６１は、
伝達軸６０内を通り、走査駆動部１２を介して取出され
、さらにコネクタ１３を介して送受信装置８０のコント
ロール部８１に接続される。なお、信号ケーブル６１は
プローブ４０内を通さずに外側にひきまわすようにして
もよい。

第３図はプローブ４０の挿通された内視鏡１の先端部の
断面を示す図である。同図に示すように、プローブ４０
を内視鏡１のチャンネル５ｏ内を挿通して、内視鏡１の
先端部７よりプローブ４０の先端部４１を突出させ、こ
のような状態で超音波診断を行なう。

第４図はプローブ先端部の構成を示す断面図である。プ
ローブ先端部４１の側面には、プローブの長手方向に沿
って超音波送受信用窓４２が設けられている。また、プ
ローブ先端部４１に内蔵されている超音波振動子７０は
、超音波送受信用窓４２に対向して保持部材７１でプロ
ーブの長手方向に移動可能に保持されている。この保持
部材７１は伝達軸６０他端部にベローズ継手７２を介し
て連結されている。なお、超音波送受信用窓４２の振動
子７０が対向する面上には振動範囲に沿って超音波伝導
媒体７３が設けられている。

第５図は送受信装置８０の構成を示すブロック図である
。振動子７０で受信した診断部の像情報を含む受信信号
はケーブル６１．コネクタ１３を介して送受信装置８０
の受信増幅回路８１に入力し、増幅されてデジタルスキ
ャンコンバータ８２に出力される。デジタルスキャンコ
ンバータ８２では入力した受信信号を画像表示用の信号
に変換した後、表示装置８３に出力する。表示装置８３
には診断部の画像が表示される。一方、コントロール装
置８４のコントローラ８５は、送信回路８６へ所定の送
信タイミング信号を送出すると共に、駆動回路８７に圧
電アクチュエータ３４の駆動を制御する制御信号を出力
する。この制御信号によりアクチュエータ３４が駆動操
作される。また、コントローラ８５はアクチュエータ３
４の操作量を与える制御信号に同期して、デジタルスキ
ャンコンバータ８２に走査のタイミングを与えるための
信号を送信し、デジタルスキャンコンバータ８２の受信
信号の取込みを指令する。なお。、各走査ラインの取込
みタイミングもコントローラ８５からの指令信号により
行われる。

上記した内視超音波診断装置は次のように作用する。す
なわち、コントローラ８５から出力された制御信号によ
りアクチュエータ３４を伸縮駆動すると、このアクチュ
エータ３４に移動に応動してピストン３３が移動する。

そうすると、ピストン３３の移動量に応じた流体圧が伝
達軸６０内の流体およびベローズ継手７２内の流体を介
して保持部材７１に印加される。したがって、保持部材
７１に保持されている超音波振動子７０がプローブの長
手方向に沿って移動しリニア走査される。

このとき、伝達軸６０と保持部材７１とは伸縮自在なベ
ローズ継手７２を介して連結されているので、保持部材
７１（振動子７０）の移動に対応することができる。ま
た、振動子７０の移動量は、保持部材７１の流体と接す
る上端面の面積とピストン３３の端面の面積との比から
算出することができる。

この面桔比は、プローブ先端部４１の々ζブ断面半径を
’ｌ＋　全移動量（視野幅）Ｆｔ、走査駆動部１２内の
ピストン３３の断面の半径を「２゜その移動量をｇ２と
すれば、 ｒｘ　２ＩＩ　１−ｒ２２Ｄ２ と表わせる。従って、実際のスコープ形状から例えば、
ｒ】−１，５ａｍ、　ｆｌ　１−３０ｔａｒａ、　ｆｌ
　２−１ｍｍであれば、ピストン半径ｒ２は、ｒ２ｍ８
．２ｍｍとなり、ピストン直径はφ１Ｂ、４ｍｍでよい
。積層圧電アクチュエータ３４はその積層数にもよるが
ストロークを大きくとることは適当でないが発生力が大
きいので、ピストン移動量は小さくシ、断面積を確保し
て利用すれば、小型化が容易となる。

このように本実施例によれば、走査駆動部１２をシリン
ダ３２．ピストン３３．積層圧電アクチュエータ３４で
構成するようにしたので、走査駆動部１２の小型化、軽
量化が可能である。また、駆動伝達手段として伝達管６
０を用い駆動力を流体圧にして伝達するようにしたので
、ワイヤを使った場合のように摩擦力の増大を心配する
必要がなく、超音波診断領域を拡大するこができる。

次に、プローブ先端部の変形例について第６図〜第２１
図を参照して説明する。

第６図は内視鏡の先端部にプローブの動きを規制する円
弧状のプローブガイドを設けた例を示す図である。同図
に示す９０は内視鏡先端部の硬性部である。この硬性部
９０には直線状をなすチャンネル９１が形成されてり、
さらにこの直線状のチャンネル９１にプローブ４０の動
きを規制する円弧状のチャンネル（曲率チャンネル）の
形成されているプローブガイド９２が連結されている。

このプローブガイド９２は、第７図に示すように、振動
子７０から送波される超音波を遮ることなく、かつ曲率
に沿ってプローブ４０を移動できるように、プローブ先
端部４１の直径よりも若干小さな開口を有する溝９３が
形成されている。また、プローブガイド９２の曲率チャ
ンネル（溝９３）の両側には、ライトガイドの端面９４
およびイメージガイドの端面９５が配置されている。

このような構成によれば、曲率チャンネルの形成されて
いるプローブガイド９２を直線状のチャンネル９１に連
結して内視鏡の先端部に備えるようにしたので、超音波
振動子７０は直線軌道および円弧軌道を描くこととなり
、リニアスキャンおよびコンベックススキャンの両方が
可能となる。

したがって、大幅な視野拡大を図ることができる。

第８図は内視鏡先端部のチャンネル先端部に、たわみ防
止用アダプタを設けた例を示す図である。

同図に示すように、内視鏡先端部７のチャンネル先端部
内側に、たわみ防止用アダプタ１００を備え、摩擦係数
の小さい樹脂でできたプローブ４０を複数点で保持する
ようにする。なぜならば、プローブ４０はチャンネル５
０内に挿入されるものであるので、プローブ４０とチャ
ンネル５０内壁とを密着させることはできない。そのた
め、内視鏡の先端部７においては、チャンネル５０内面
とプローブ４０との間に隙間が生じる。このような隙間
があると、プローブ４０の位置を固定することができな
いと共に、プローブ４０にたわみが生じてしまう。

そこで、たわみ防止用アダプタ１００を１えて、内視鏡
の先端部７にあるプローブ４０を複数の接点ＰＬ、Ｐ２
．Ｐ３で保持し、直線状に矯正する。

このようにすることにより、プローブ先端部４１の位置
が定まり、振動子７０を高精度に移動させることができ
る。

第９図（ａ）（ｂ）はプローブ先端部に形状記憶合金を
設けた例を示す図である。本例では、可撓性を有するプ
ローブ４０の先端部４１内にその長手方向に移動可能に
超音波振動子７０を設ける。

超音波振動子７０はプローブ４０内に延在して設けた牽
引ワイヤ１１１を介して振動子７０を機械的にリニアス
キャンさせる。なお、１１２は信号線であり、その一端
は振動子７０に接続され、他端は超音波送信装置（不図
示）に接続されている。

また、振動子７０の超音波送受信側とは反対側に真直状
態を記憶した形状記憶合金（以下、ＳＭＡと称する）１
１３がプローブ４０の長手方向に沿って設けられている
。この５ＭＡ１１３はリード線１１４を介して電源装置
（不図示）に接続されている。そして、この電源装置か
ら５ＭＡ１１３に選択的に電流が供給される。第９図（
ａ）は電流が供給された状態を示す。なお、５ＭＡ１１
３は電流が供給されていない初期状態では、第９図（ｂ
）に示すように、可撓性を有している。挿入時には可撓
性を有し、挿入後には真直するという意味では単に弾性
体であってもよい。

本実施例では、５ＭＡ１１３を初期状態にしてプローブ
４０を内視鏡のチャンネル内に挿入し、プローブ４０が
チャンネル内を挿通したならば電源装置により５ＭＡ１
１３に電流を供給する。

５ＭＡ１１３に電流が供給されるとジュール熱により５
ＭＡ１１３が真直状態になる。

したがって、可撓性を有するプローブ４０を用いてもた
るみを生じることなくプローブ先端部４１が固定され、
プローブ４０内の振動子７０を高精度に直線移動させる
ことができる。

第１０図（ａ）（ｂ）はプローブ先端部４１に吸盤を複
数個形成した例を示す図である。なお、同図（ａ）はプ
ローブ挿入側から見たプローブ先端部の正面図であり、
同図（ｂ）はプローブ先端部の側断面図である。プロー
ブ４０内部にはその長手方向に移動可能に超音波振動子
７０が設けられており、振動子７０による超音波送受波
面側には、振動子７０を挟み込むように吸引流路を有す
る吸盤１２０が複数形成されている。吸引流路は連結さ
れる吸引用チューブ（例えば、シリコンチューブ等）を
介して吸引装置に連通している。

したがって、プローブ先端部４１を体腔壁１２１に密着
した後、吸盤１２０に吸引作用を働かせると、プローブ
先端部４１が体腔壁１２１に吸着される。そこで、超音
波診断領域の着目部位である体腔壁１２１に沿ってプロ
ーブ先端部４１を移動させることにより、着目部位と振
動子７０との間に不必要な媒体が介在されず超音波の減
衰がない超音波診断ができ、感度を向上させることがで
きる。

第１１図はプローブ位置検出手段を設けた例を示す図で
ある。本例では、プローブ先端部４１に内蔵されている
超音波振動子７０は固定されている。プローブ４０の外
筒には振動子７０の走査範囲とほぼ等しい範囲に第１の
着磁パターン１３１および第２の着磁パターン１３２が
形成されている。第１の着磁パターン１３１はプローブ
４０の長手方向に所定の分割角度に応じたピッチでＳ極
とＮ極とが交互に着磁されている。また、第２の着磁パ
ターン１３２は、プローブ４０の径方向に所定のピッチ
でＳ極とＮ極とが交互に着磁されるでいる。内視鏡先端
部７の鉗子用チャンネル５０であって、第１および第２
の着磁パターン１３１゜１３２に対向した位置には、各
着磁パターンを検出する例えば磁気抵抗素子からなる磁
気センサ１３３．１３４が取付けられている。また、プ
ローブ４０はその走査駆動部（不図示）に備えた駆動機
構により、摺動および回転の独立した２動作が行われる
。そのために、第１および第２の着磁パターン１３１．
１３２の長手方向の幅は等しい長さに設定されている。

このようにすれば、プローブ４０の長手方向に摺動させ
た場合には、そのときの振動子７０の位置は着磁パター
ン１３２と磁気センサ１３４とから検出できる。また、
プローブ４０を回転動作させたときには、振動子７０の
回転角度を着磁石パターン１３１と磁気センサ１３３と
から検出することができるＳ極およびＮ極の磁気パター
ンが磁気センサ１３３．１３４に対して移動すると、Ｓ
極とＮ極とで交互に繰返される磁気変化は電気的抵抗値
の変化として検出することができ、デジタル処理との適
合性をよくすることもできる。なお、着磁パターン１３
１．１３２と磁気センサ１３３．１３４とは逆の位置関
係であってもよい。

このように構成することにより、振動子７０の位置１回
転角の検出を正確に行なうことができる。

また、リニア走査と同時にラジアル走査を行なうことに
より３次元の超音波診断画像を得ることができる。

第１２図は超音波振動子による送波をプローブの長手方
向および前方にも行なえるようにした例を示す図である
。プローブ先端部４１には前方に送波を行ない、得る角
度で超音波振動子７０が設けられている。また、プロー
ブ４０の内視鏡先端部７のチャンネル５０から僅かに突
出した外筒の互いに対向した位置に２つのバイモルフ１
４１゜１４２が取付けられている。この二つのバイモル
フ１４１，１４２はリード線１４３．１４４を介して電
源に接続されている。このリード線１４３゜１４４を介
してバイモルフ１４１，１４２に選択的に通電すること
により、プローブ先端部４１を屈曲させる。また、プロ
ーブ４０の基端部は走査駆動部にて回転動作を与える駆
動軸に連結されている。

このように構成すれば、バイモルフ１４１゜１４２に通
電してプローブ先端部４１を周期的に屈曲させると、プ
ローブ４０の前方にコンベックススキャンを行なうこと
ができる。また、同時に回転動作を加えることにより３
次元の超音波断層像を得ることができる。

第１３図はプローブ先端部に電子リニアアレイを設けた
例を示す図である。同図に示すように、プローブ先端部
４１に電子リニアアレイの超音波振動子１５０を設け、
セクタスキャンを行なうようにし、プローブ４０自体が
そのプローブの長手方向に移動するようにしている。ま
た、第１４図に示すように、電子コンベックスアレイの
振動子１５１を用いるようにしている。このようにする
ことにより、セクタスキャンとリニアスキャンまたはコ
ンベックススキャンとリニアスキャンの複合スキャンが
可能となり、視野幅を拡大することができる。

第１５図は内視鏡鉗子チャンネルに挿入するプローブ先
端部に少なくとも二つ以上の超音波振動子を配設した例
を示す図である。各振動子７０ａ。

７０ｂは送受波方向が同一方向であり、かつ所定の走査
範囲を振動子の数で除算した間隔で並べられている。た
だし、隣合う振動子７０ａと７０ｂとの間隔は、互いの
送受波が干渉しない程度の距離に設定されている。

このように振動子を複数個設け、各振動子に各走査範囲
を分担させることにより、複数の振動子を同時に送受可
能となり、全走査範囲の超音波診断画像を得るのに要す
る時間を短縮することができ、高速スキャンが実現でき
る。

第１６図はプローブ先端部に配設される振動子を複数個
近接配置した例を示す図である。同図に示すように、プ
ローブ先端部４１に超音波振動子７０ａ、７０ｂを互い
の送受波が互いに干渉しない間隔で近接配置している。

振動子７０ａ。

７０ｂをこのように配置した状態でプローブ４０を長手
方向に移動させる。このとき、二つの振動子７０ａ、７
０ｂで同時に超音波の送受信を行なう。そして、振動子
７０ａの走査範囲と振動子７０ｂの走査範囲との重畳す
る範囲を全走査範囲とし、二つの超音波像の位置合わせ
を行ない加算する。

このようにすることにより、一つの振動子を全走査範囲
を移動して得られる画像信号に対し、Ｓ／Ｎ比がｆ７倍
向上する。振動子の数を増すことにより、全振動子の数
だけ同じ部位の画像が得られ、それらを加算した像はＳ
／Ｎ比がｆてｒＮ７１倍向上する。なお、全走査範囲の
所要走査時間は、一つの振動子の場合と大差ない。

第１７図は共振周波数がそれぞれ異なる複数個の振動子
をプローブ先端部に設けた例を示す図である。同図に示
すように、共振周波数の異なる各振動子７０ａ、７０ｂ
、７０ｃをプローブ先端部４１に近接配置した場合には
、各振動子７０ａ〜７０ｃの送受信波が干渉しても分離
が容易である。

また、異なる共振周波数をもつ振動子７０ａ〜７０ｃの
同じ部位での超音波信号を重畳して得られる信号は、各
振動子７０ａ〜７０ｃの共振帯域を合わせた帯域をもつ
こととなり、極めて広い帯域を有する信号を生成できる
。この広帯域信号をパルス圧縮法を適用した診断装置に
用いれば、高解像、高感度な超音波断層像を得ることが
できる。

第１８図は帯域の異なる振動子７０ａ〜７０ｃからの受
信信号を合成し、広帯域信号を生成するための回路の構
成を示すブロック図である。各振動子７０ａ〜７０ｃか
ら出力された受信信号はそれぞれ直交検波手段１６０に
入力され、帯域変換されて低域信号に変換される。この
低域信号は位相情報を含んた複素信号とされ、実数成分
と虚数成分とに分けられる。実数成分について説明する
と、振動子７０ａ〜７０ｃが同じ部位の反射信号を受信
信号として得るためには、プローブ４０の移動速度に応
じて時間遅れを生じさせる必要がある。そこで、この時
間遅れを遅延線にて１走査デイレイ遅延させる。つまり
、振動子７０ｂの受信信号は振動子７０ａに対して１走
査デイレイ分遅れ、振動子７０ｃの受信信号は振動子７
０ａの受信信号に対して２走査デイレイ分遅れて得られ
る。

これらの信号を加算器１６１で合成することにより同部
位を帯域の異なる振動子７０ａ〜７０ｃで受信した信号
が得られる。この合成信号は３つの振動子７０ａ〜７０
ｃの帯域を合成したものとなる。虚数成分においても同
様にして合成が行われる。そして、このように合成され
た合成信号は直交変調手段１６２から広帯域信号として
出力される。

第１９図はプローブ先端部に送波用振動子および受波用
振動子を設けた例を示す図である。同図に示すように、
プローブ先端部４１に送波用振動子１７０〜１７４およ
び受波用振動子１７５〜１７９が設けられている。振動
子１７０と１７５はその焦域が等しく、同様に振動子１
７１と１７８．１７２と１７７．１７３と１７６゜１７
４と１７５はその焦域が等しく、それぞれの焦点域が各
組合わせで一致した位置となり、かつ、振動子１７４と
１７５との中心線上に位置するように配置されている。

そして、振動子１７０から送波された超音波の反射波は
振動子１７９で受信され、次に振動子１７１から送波さ
れた超音波の反射波は振動子１７８で受波され、このよ
うな順序で順次送受波が行われる。ここで、振動子１７
０と１７９とに着目すると、両振動子の間隔ａｂは予め
わかるので、ａ点から送波された波がｂ点で反射し、０
点に到達するまでに要する時間は、振動子１７０で送波
したパルスの時刻と振動子１７９で受波した信号のピー
ク点での信号すなわち、焦点域での反射波を受波する時
刻から測定することができる。また、音波の伝播距離ａ
ｂｃも単純な幾何計算で求めることができる。同様に、
伝播距離ｄｅｆとその伝播時間も求め、ることができる
。

また振動子１７１の開口中心ｄから線分ａｂに下した垂
線の足をｉとし、振動子１７８の開口中心ｆから線分ｂ
ｃに下した垂直線の足をｊとすれば、線分ａｔ、ｃｊは
振動子１７０．１７１および振動子１７８．１７９の設
置位置から単純な幾何計算により求めることができる。

これらの振動子近傍のの音響媒体の音速は既知であるの
で、線分ａｉ、ｃｊを伝播するのに要する時間は求める
ことができる。

したがって、音響経路ｉｂｊの伝播時間からｄｅｆの伝
播時間を減じれば、ｇｂｈにおける伝播時間が求められ
、同時に伝播距離ｇｂｈも既知なのでｇｂｈにおける伝
播速度を求めることもできる。その結果、着目する局部
領域ｇｂｈの音速を求めることができる。同様にして、
他の振動子によっても局部領域の音速を求めることがで
きる。

このように、プローブ先端部４１をその長手方向に移動
させながら、局部領域の音速を測定していくこにより、
移動範囲に応じた領域の生体中の音速を求めることがで
き、音速を利用した生体組織診断を行なうことができる
。なお、上記した音速を求める方法は交差ビーム法に準
じている。

第２０図はプローブの基端部を走査駆動部の駆動軸に磁
石を介して連結することによる過負荷防止機構を備えた
例を示す図である。プローブ先端部４１には超音波振動
子７０が設けられている。

そして、駆動力伝達手段としての機能を有するプローブ
４０の基端部４２を走査駆動部内の駆動源伝達軸１８０
に永久磁石１８１および１８２を介して連結されている
。永久磁石１８１と１８２の一方はＳ極とし、他方はＮ
極となっている。そして、駆動源伝達軸１８０はプロー
ブの摺動方向に自由度を持たせ、プローブの長手方向に
摺動させる機構となっている。

このように構成したことにより、誤ってプローブ先端部
４１が体内壁に接した場合であっても、連結部に加わる
負荷が永久磁石１８１と１８２とによる連結磁力以上に
なると連結が解除される。

従って、磁石１８１，１８２の磁力をコントロールする
ことによりプローブ４０に加わる負荷を調整することが
でき、体腔壁を過負荷により傷つけるといった不都合を
確実に回避できる。

なお、上記した例では、内視鏡の診断領域と超音波振動
子より得られる超音波画像の示す領域とを共通にするた
めに斜視にすることが望ましい。

このようにすれば、体腔壁表面画像を内視鏡画像で確認
した後、対応する表面部位の深層部を超音波像で診断す
ることができ、有効な情報を得ることができる。

第２１図は上記過負荷防止機構をプローブ先端部に設け
た例を示す図である。プローブ先端部４１は先端部材４
１ａと、この先端部材４１ａに駆動力の伝達を行なう伝
達部材４１ｂとの二つの部材に分れている。先端部材４
１ａには振動子７０が内蔵されており、この先端部材４
１ａの内径に比して若干小さな外径を有する伝達部材４
１ｂの一端部が磁石１９１，１９２を介して先端部材４
１ａの開口部にはめ込まれている。なお、磁石１９１，
１９２としては、例えばＳ極を先端部材４１ａの内周側
に取付け、Ｎ極側を伝達部材４１ｂの挿入部外周に取付
けるようにする。

このようにすることにより、伝達部材４１ｂからの駆動
力は磁石１９１．１９２の磁力を介して先端部材４１ａ
に伝えられ、仮に規定以上の負荷が加わったときには、
磁石１９１．１９２による連結が解除され安全機構とし
て作動する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、可撓性を有するプローブの先端部に超
音波振動子を設け、内視鏡の先端にプローブの動きを規
制するガイド部材を設けたので、例えばリニア走査から
コンベックス走査を連続的に行なうことができ、生体に
損傷を与えることなく視野を大幅に拡大することができ
る。

また、超音波振動子を移動させる駆動力をプローブ内に
連通して設けられた駆動力伝達手段を介して伝達するよ
うにしたので、例えば駆動手段としてピストン、シリン
ダおよびピストンを移動させる積層圧電アクチュエータ
を用い、駆動力伝達手段として伝達管等を用いることに
より走査駆動部の小型化、軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第２１図は本発明の実施例を示す図であり、第
１図は内視超音波診断装置の概略的な構成を示す図、第
２図は連結部材に走査駆動部を取付けた状態を示す断面
図、第３図は内視鏡先端部の断面図、第４図はプローブ
先端部の断面図、第５図は送受信装置の構成を示すブロ
ック図、第６図は円弧状のプローブガイドを設けた内視
鏡の先端部を示す図、第７図は第６図に示すプローブガ
イドを挿入側から見た状態およびその断面を示す図、第
８図は内視鏡先端部にたわみ防止用アダプタを設けた状
態を示す図、第９図（ａ）（ｂ）は形状記憶合金を備え
たプローブ先端部の断面図、第１０図（ａ）（ｂ）は吸
盤を設けたプローブ先端部を正面から見た図およびその
側断面図、第１１図は位置検出手段を設けたプローブ先
端部の側面図、第１２図は一対のバイモルフを取付けた
プローブ先端部の側断面図、第１３図は電子リニアアレ
イをその先端部に設はプローブ先端部の側面図、第１４
図は電子コンベックスアレイをその先端部に設はプロー
ブ先端部の側面図、第１５図〜第１７図は複数の振動子
を設けたプローブ先端部の側面図、第１８図はパルス圧
縮を行なうための回路の構成図、第１９図は送波用振動
子および受波用振動子を設はプローブ先端部の側面図、
第２０図はプローブ基端部に過負荷防止機構を設けた状
態を示す図、第２１図はプローブ先端部に過負荷防止機
構を設けた状態を示す図である。 １・・・内視鏡、７・・・内視鏡先端部、１０・・・超
音波診断装置、１２・・・走査駆動部、３２・・・シリ
ンダ、３３・・・ピストン、３４・・・積層圧電アクチ
ュエータ、４０・・・プローブ、５０・・・チャンネル
、６０・・・伝達軸、７０・・・超音波振動子、９２・
・・プローブガイド。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）内視鏡の可撓部に連通して設けられたチャンネル
   と、このチャンネル内に挿通可能な可撓性を有するプロ
   ーブと、このプローブ内の挿入側先端部に設けられた超
   音波振動子とからなり、前記内視鏡の先端部に前記プロ
   ーブの動きを規制するガイド部材を前記チャンネルに連
   結して設けたことを特徴とする内視超音波診断装置。
2. （２）請求項１に記載のガイド部材は円弧状をなすこと
   を特徴とする内視超音波診断装置。
3. （３）内視鏡のチャンネル内に挿通可能な可撓性を有す
   るプローブと、このプローブ内の挿入側先端部にその長
   手方向に沿って移動可能に設けられた超音波振動子と、
   この超音波振動子を前記プローブ内の長手方向に移動さ
   せる駆動手段と、この駆動手段と前記超音波振動子とを
   連結する如く前記プローブ内に連通して設けられた駆動
   力伝達手段とからなることを特徴とする内視超音波診断
   装置。
4. （４）請求項３に記載の駆動手段は、ピストン、シリン
   ダおよび前記ピストンを移動させる圧電アクチュエータ
   とからなり、駆動力伝達手段は前記シリンダと超音波振
   動子にその両端部がそれぞれ接続された伝達管と、この
   伝達管内に封入された流体とからなることを特徴とする
   内視超音波診断装置。
5. （５）内視鏡のチャンネルまたはプローブの少なくとも
   一方に超音波振動子の位置および方向、またはどちらか
   一方を検出するための検出手段を設けたことを特徴とす
   る請求項１〜４のいずれか一つに記載の内視超音波診断
   装置。
6. （６）プローブ内の挿入側先端部にそれぞれが独立して
   超音波を送受可能な複数の超音波振動子を設けたことを
   特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の内視超
   音波診断装置。