JPH02189140A - 超音波内視鏡装置 - 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、先端部に光学像を得る手段および超音波画像
を得る手段を具え、体腔内観察とともに体腔深部の病辺
を観察することができ、しかも超音波診断位置をＴ１１
認し得る超音波内視鏡に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、体腔内例えば胃壁内部や胃外壁にできた腫瘍等を
発見するために、超音波内視鏡が使用されている。かか
る超音波内視鏡において、内視鏡の超音波探触子を設け
た挿入部を体腔内に挿入し、この超音波探触子と体腔内
部の患部の間の空間に超音波伝送に適する媒体、例えば
生理食塩水を収容するバルーンを配して超音波探触子を
駆動させ超音波観察を行っていた。この場合に超音波が
当射している部位が不明なため超音波観察像と、視覚に
よる観察部位との相関が取りにくく、診断部位の正確な
断層面を得るための操作が困難であった。

そのため、実開昭５８−１５７０１号公報では、超音波
探触子を含む頭部硬直部の所望個所に検出光を発光する
発光面を形成し、発光面からの検出光を体外から皮膚に
うつる光として目視することにより、その発光面から所
定の方向にある超音波発信面の発信方向を確認しようと
する構成が記載されている。

また、西独国公開特許第３３３６８０３号公報には、超
音波探触子に光を出す機能を設け、それから出射された
光を体腔内の他の部位に挿入しである内視鏡で観察する
ことにより、超音波探触子の位置を認識しようとするも
のが記載されている。これら２先行例はいずれも体壁若
しくは患部を通過した光を観察することによって超音波
探触子の走査している位置を知ろうとするものである。

さらにまた、特開昭５８−１３３２３２号公報には、撮
像素子と超音波探触子とが同時に回転される構成とし、
得られる光画像と超音波画像とが互いに相対位置関係に
配されることにより、光画像で診断部位を確認後に超音
波像を得ることができるようにしたものが記載されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが前記実開昭５８−１５７０１号に記載された先
行例では、超音波探触子の近傍に取付けられた発光素子
からの光を体壁を通して間接的に視認しようとするもの
であるため、位置の確認が不正確となる不具合がある。

また、特開昭５８−１３３２３２号公報に記載された先
行例では先端部に超音波探触子が設けられその背面に撮
像素子が設けられているため、超音波探触子で診断をし
ている時に同時にその患部の観察を行うことができない
という不具合がある。

さらにまた、特公昭６３−３６１６号公報に記載されて
いるような、反射ミラーとこの反射ミラーの回転に同期
させた光によって超音波診断部位を同時に観察しようと
するものがあるが、挿入部の先端構造が複雑であり、挿
入部径が太くなってしまうという不具合がある。

本発明は、これら問題点を解決すべく提案されるもので
超音波診断の正確な断層ラインを超音波走査時に観察視
野内に表示できる超音波内視鏡を提供することを目的と
したものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は、前
記目的を達成するために挿入部先端に視野観察光学系と
超音波振動子を設けて、視野観察と超音波観察をするこ
とができる超音波内視鏡装置において、視野観察像に超
音波断層ラインを重畳して表示させる手段を設けたもの
である。

このように接眼部の視野観察像および視野表示部の視野
観察像に超音波断層ラインを表示させることにより、超
音波観察像と視野観察部位との相関をとることができる
。

〔実施例〕

第１図はこの発明の第１実施例に係る内視鏡の外観斜視
図である。内視鏡１は接眼部２、操作部３、挿入部４、
ユニバーサルコード５およびコネクタ６を有する。挿入
部４は可撓部７、彎曲部８および先端部９から成り、こ
の挿入部４および操作部３内を延在してイメージガイド
、ライトガイド、鉗子チャンネル等が設けられている。

また、操作部３にはアングルノブ１０および鉗子挿入口
１１が設けられ、アングルノブ１０の操作により彎曲部
８を彎曲させて先端部９の向きを変えるようになってい
ると共に、鉗子挿入口１１から鉗子チャンネルを通して
鉗子を挿入して体腔内の組織を採取するようになってい
る。ライトガイドの入射端はユニバーサルコード５およ
びコネクタ６を介して図示しない光源ユニットに接続さ
れ、これによりライトガイドを介して体腔内を照明し、
その像を対物レンズ系、イメージガイドおよび接眼レン
ズ系を介して接眼部２において肉眼で観察したり、テレ
ビカメラを介してモニタ上に映出するようになっている
。

第２図は、本実施例のブロック図である。先端部９には
先端光学系１２と超音波振動子１３を設けである。超音
波振動子１３は、パルサー回路１５、制御回路１６、受
信回路１７、ＤＳＣ（ディジタルスキャンコンバータ）
１８を設けた観測装置１４により制御される。

パルサー回路１５、制御回路１６により超音波振動子１
３が駆動されて超音波を被検体に当射し、反射エコーが
超音波振動子１３で検出される。こうして得られた超音
波信号（反射エコー）は、受信回路１７で受信された後
、ＤＳＣ１８で映像化信号処理をされ、ＴＶモニタ等の
超音波像表示部１９に超音波断層像として表示される。

一方、距離計測回路２０が受信回路１７に接続しである
とともに、制御回路Ｉ６からパルサー回路１５へ信号を
送る際に同時に制御回路１６からの信号を入力できるよ
うに接続しである。そして距離計測回路２０は断層ライ
ン作成回路２１を介して内視鏡視野表示部２２へ断層ラ
イン信号を送るようにしている。

さらに、先端光学系からの光学観察像は内視鏡視野表示
部２２に表示されるようになっている。このように診断
部位に対向する挿入部先端面と診断部位表面との距離を
計測する手段と、計測距離に基づいて超音波断層ライン
を内視鏡視野表示部２２に表示させる手段とを設けて超
音波観察像と視野観察部位との相関をとるようにしてい
る。

次に断層ライン作成方法について説明する。先端光学系
１２と診断部位との距離は、超音波の反射エコーを利用
して計算できるので、これに基づいて断層ラインを作成
するのである。この距離の計測は例えば制御回路１６か
らパルサー回路１５に信号を送るのと同時に距離計測回
路２０を作動し、被検体から戻ってきた反射エコーを受
信回路１７で受信しそれを第１エコーとして判定し計算
するのである。

第３図は、断層ライン作成の原理を説明する図である。

第３図Ａに示すように先端部９に設けである超音波振動
子１３の超音波断層ラインは、ラインＡとして表示され
るが、これは超音波内視鏡挿入方向に対し直交する方向
に形成される。先端光学系１２はいわゆる側視型として
設けてあり、その視野角は２θである。超音波振動子１
３は、先端光学系１２より先端部りに設けてあり、先端
光学系１２の視野中心Ｂは、超音波振動子１３の超音波
断層ラインＡとは平行に距離ａだけ離隔している。第３
図Ａの下部に示した円は、先端光学系１２から被検体表
面を観察している範囲を示したものである。

そして内視鏡視野表示部２２には、第３図Ｂに示すよう
に直径りのほぼ正円状の観察視野が表示される。

断層ラインＡは、被検体上において視野中心との距ｔ９
　ｙｎ　、挿入方向と成す角ψｎで表される点Ｘｎの焦
合として表される。

ここで内視鏡のような光学系においては、一般に第４図
に示すように画角９０°以下の場合、対物レンズの画角
を２０、焦点距離をｆ１イメージガイドのマスク径を２
０、イメージガイド上の像の高さをαとすると、 ｃ＝ｆｓｉｎθ　−−−−−（１） ｂ　＝　ｆ　　ｓｉｎω−−−−−（２）の関係が成立
する。したがって、距離りだけ離れた位置にある物体の
高さａについては よって内視鏡視野表示部２２の直径りの視野内における
物体は極座標表示によりＸ’ｎ　Ｃ１！　（ｙｎ）、　
ψｎ）の焦合として表され、 ｙｎ １１ｓｉｎ　　（ｔａｎ−’　　　　　）である。

以上は、超音波内視鏡の内視鏡視野表示部２２への断層
ラインの表示であるが、第５図にしたがい第２実施例で
ある接眼部２への表示について説明する（第１実施例と
対応する個所には同一符号を付した）。本実施例ではＡ
図に示すように、内視鏡１の接眼部２に断層ライン表示
用のアダプタ２３を設ける。Ｂ図はこのアダプタ２３の
拡大断面図である。接眼部２との結合部２４の上部にハ
ーフミラ−２５を設け、その上方に視野窓２６を設けて
先端光学系１２からの視野観察像を直視するようにして
いる。一方、視野窓２６の直視方向に直交する方向には
液晶モニタ２７を設け、ハーフミラ−２５との間に配し
た光学系２８を介して断層ラインをハーフミラ−２５で
反射させて、視野窓２６から視野観察像と断層ラインの
重畳表示を観察するようにしている。

０図は、内視鏡１から延在している各種コードのコネク
タを接続する観測装置１４、光源ユニット２９、断層ラ
イン装置３０の外観図である。

第６図は、本実施例のブロック図であるが第２図と異な
る点のみを説明すると、超音波振動子１３で検出された
超音波信号はプリアンプ３３を介して受信回路１７で受
信されるようにしている。観測装置１４には断層ライン
３０が接続してあり、断層ライン装置３０には、比較回
路３１、カウンタ３２、断層ライン作成回路２１を設け
てい乏１．先端光学系１２からは、接眼部２に視野観察
像を送るようにしてあり接眼部２にはアダプタ２３を結
合している。前記断層ライン作成回路２１はこのアダプ
タ２３に接続している。断層ラインの作成方法および作
成の原理については、第１実施例と同様である。

このようにして断層ラインを求めた結果を、本実施例で
は接眼部２に結合したアダプタ２３に送信し、液晶モニ
タ２７に表示する。この液晶モニタ２７上の像は、光学
系２８を通過しハーフミラ−２５を介して視野観察像と
ともに視野窓２６から観察される。

このようにして、視野観察像と断層ラインの重畳表示が
できるのである。

次に、前記原理にしたがって超音波内視鏡による実際の
観察、診断状況を第７図によって説明する。先ず内視鏡
を体腔内に挿入してゆき、所要個所に到達したところで
第７図（Ａ）に示すように先端光学系１２で観察する。

Ｓは被検体に生じている腫瘍部である。内視鏡視野表示
部２２には、第７図（Ｂ）に示すようにＳを中心とした
被検体表面部が表れる。

この状態において超音波振動子１３から超音波を被検体
に当射し、反射エコーを用いて被検体表面との距ｉ９ｈ
を測定する。そして前記のごとき原理に基づいて超音波
断層ラインｌを第７図（Ｂ）に示すように視野像に重ね
て表示する。一方、超音波像表示部１９には第７図（Ｃ
）に示すようにＳのある位置を外れた被検体部分が超音
波断層像として表示されている。

次に腫瘍部Ｓの超音波断層面を超音波走査するために、
超音波内視鏡を操作し、超音波断層ラインｉ上に腫瘍部
Ｓが位置するようにする。これにより第７図（Ｅ）に示
すように超音波表示部１９に腫瘍部Ｓの超音波断層像が
映出される。このように超音波断層像を得たい被検体の
部位を正確に視認しながら超音波走査を行うことができ
る。以上のことは、内視鏡視野表示部２２における観察
、接眼部２における観察に共通であることはいうまでも
ない。

なお、以上の実施例では超音波の断層面が、内視鏡挿入
部の挿入方向に対して垂直方向である場合について示し
ているが、これに附定されるものではなく視野像に超音
波断層ラインが適正に表示される限り、断層面が挿入部
の挿入方向に対して平行となる場合等にも応用できるこ
とはいうまでもない。また、超音波による走査方式もラ
ジアルスキャン方式に限定されるものではなく、電子セ
クタ方式のもの、電子コンベックス方式のもの等を用い
ることもできる。

第８図は、本発明の第３実施例に係る断層ライン作成の
原理を示したもので、超音波断層面が内視鏡挿入部の挿
入方向に対して平行となる場合の説明図である。断層ラ
インＡは、被検体上において視野中心との距離ｙｎ　、
および角度ψｎで表される点ＸｎＯ焦合として表される
。よって内視鏡視野表示部の直径りの視野内（Ｂ図）に
おける物体は前記第１実施例の場合と同様に極座標表示
によりＸｎ　（ｊＨｙｎ）、ψｎ）の焦合として表され
る。

ここで Ｉ’　”　””−’　　ｈ　ｔａｎａ＋−ａ　　である
。

第９図は、本発明の第４実施例を示したものである。本
実施例は、第２実施例の変形例ともいうべきものでＡ図
に示すように、内視鏡１の接眼部２に断層ライン表示機
構を内蔵している。Ｂ図はこの断層ライン表示機構の拡
大断面図である。先端光学系からの視野観察像は、イメ
ージガイド３５を介して導かれハーフミラ−２５を通過
してリレーレンズ３４により導かれて、接眼部２に設け
である接眼光学系によって観察されるようになっている
。

一方、視野観察像を観察する観察系に直交する方向には
液晶モニタを設は光学系２８を介してハーフミラ−２５
へ断層ラインを導き、このハーフミラ−２５で前記リレ
ーレンズ３４方向へ反射させて、接眼光学系から視野観
察像と断層ラインの重畳表示を観察するようにしている
。

第１０図は、本実施例のブロック図である。第２実施例
のブロック図である第６図とほぼ同様の構成であるが、
本実施例は断層ライン装置３０に設けた断層ライン作成
回路２１に液晶モニタ２７が接続してあり、接眼部２へ
断層ラインを導（ようにしてある。他の構成については
第２実施例と同様である。

第１１図は、本発明の第５実施例を示したものである。

本実施例は内視鏡（Ａ図）を用いて、超音波像表示部１
９と内視鏡視野表示部２２とにそれぞれ断層像と視野観
察像を表示させるようにしている（Ｂ図）。第１２図は
、本実施例のブロック図である。本実施例では先端光学
系１２で得た視野観察像を、イメージガイドを用いずＣ
ＣＤ等固体撮像素子を用いて内視鏡視野表示部２２に導
くようにしている。断層ライン装置３０に設けた断層ラ
イン作成回路２１は、内視鏡ビデオイメージセンターユ
ニット３６に接続してあり両像処理して、内視鏡視野表
示部２２に重畳表示するようになっている。

〔発明の効果〕

以上のごとく、本発明によれば挿入部先端面と診断部位
との距離を計測する手段と、計測手段に基づいて超音波
断層ラインを表示させる手段とによって、内視鏡視野表
示部あるいは接眼部で得られる視野観察像に超音波断層
ラインを表示させることができるので、超音波観察像と
視野観察部位との相関をとりながら適正な視野観察、超
音波観察を実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示す超音波内視鏡の全
体斜視図、 第２図は、そのブロック図、 第３図Ａ、Ｂおよび第４図は、超音波断層ライン作成の
原理説明図、 第５図Ａ、Ｂ、Ｃは、本発明の第２実施例を示す内視鏡
の全体図、一部所面図、内視鏡視野表示部の近傍図、 第６図は、そのブロック図、 第７図（Ａ）〜（Ｅ）は、検体観察、診断の状況を示す
図、 第８図は、本発明の第３実施例に係る超音波断層ライン
作成の原理説明図、 第９図Ａ、Ｂは、本発明の第４実施例に係る内視鏡の全
体図、一部所面図、 第１０図は、そのブロック図、 第１１図Ａ、Ｂは、本発明の第５実施例に係る内視鏡の
全体図、各表示装置近傍の全体図、第１２図は、そのブ
ロック図である。 １２・・・先端光学系　　　　１３・・・超音波振動子
１９・・・超音波像表示部　　２０・・・距離計測回路
２１・・・断層ライン作成回路 ２２・・・内視鏡視野表示部 第２図 第４図 第３図 第６図 （Ａ） 第７図 （Ｂ） （Ｄ） （Ｃ） （Ｅ） 第８図 第９図 Ａ 第１θ図 第１２図 正　　書 平成元年８月　１日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、挿入部先端に視野観察光学系と超音波振動子を設け
   て、視野観察と超音波観察をすることができる超音波内
   視鏡装置において、 視野観察像に超音波断層ラインを重畳して 表示させる手段を設けたことを特徴とする超音波内視鏡
   装置。