JPH04244141A - ラジアル走査式超音波検査装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、経内視鏡的に体腔内等
に挿入される超音波プローブを有するラジアル走査式超
音波検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】超音波検査装置として、近年、先端に超
音波振動子を設けた超音波プローブを内視鏡における鉗
子等の処置具を挿通するために設けられているチャンン
ネル部を介して体内に挿入して、体内壁から超音波の送
受信を行うようにしたものが開発されている。そして、
この種の超音波プローブにおける超音波の走査方式とし
ては、超音波プローブをチャンネル部から抜き差しする
方向に変位させながら走査させるリニア走査タイプのも
のや、超音波振動子を回転駆動することによるラジアル
走査タイプのものも用いられている。

【０００３】経内視鏡的に挿入される超音波プローブを
備えた超音波検査装置におけるラジアル走査タイプのも
のにあっては、内視鏡のチャンネル部に挿通されるとい
う関係から、その超音波プローブは、少なくとも先端に
装着される超音波振動子を含めて、チャンネル部内に挿
通される部分は極く細径なものとしなければならない。 このために、超音波振動子を回転駆動するための機構は
超音波振動子の近傍位置には設けることはできず、少な
くともチャンネル部の外部位置に設け、この回転駆動手
段と超音波振動子との間を回転伝達手段を介して接続し
なければならない。この回転伝達手段としては、通常、
２重乃至それ以上の多重コイルばねからなる回転伝達ケ
ーブルを用い、この回転伝達ケーブルを可撓性スリーブ
内に挿通させるようにしている。例えば２重のコイルば
ねを用いる場合には、内側のコイルばねの巻回方向と外
側のコイルばねの巻回方向とを反対方向となし、これを
所定の方向に捩じ回すと、内側のコイルばねが拡径し、
外側のコイルばねが縮径することになって両コイルばね
が密着した状態となり、これによって回転トルクの伝達
が行われる。またコイルばねを３重に巻回して、その中
間のコイルばねを内側及び外側のコイルばねと反対方向
に巻回すれば、両方向に回転の伝達が行われる。そして
、超音波送受信用の信号ケーブルはこの多重コイルばね
の内部に挿通させるように構成している。

【０００４】ここで、前述したラジアル走査式超音波検
査装置において、超音波観測装置に超音波画像を表示す
るためには、超音波振動子による超音波の受信信号と共
に、この超音波振動子の回転角度位置に関する情報も取
得しなければならない。以上のことから、超音波振動子
の回転伝達手段には、この超音波振動子を回転駆動する
ための回転駆動手段としてのモータと、その回転角度位
置を検出するための手段、例えばエンコーダとを設ける
必要がある。従来技術のものにあっては、このモータと
エンコーダとをユニット化して超音波観測装置に装着す
るか、またはこのユニットを内視鏡のチャンネル部にお
ける処置具等の挿入口に着脱可能に装着するように構成
していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したユ
ニットを内視鏡のチャンネル部の挿入口に設けるように
すると、このユニットはモータとエンコーダとを内蔵し
た比較的重量のある部材であることから、内視鏡の操作
部本体が重量化することになり、この操作部本体を把持
して操作する術者等の操作者にとって大きな負担となる
。また、モータは振動を発生させるものであることから
、その作動中は内視鏡に振動が伝わり、本体操作部を把
持する手に振動が伝達して煩わしいだけでなく、内視鏡
の観察にも支障を来たすおそれがある。特に電子内視鏡
にあっては、電気的なノイズが発生するという不都合も
生じる。これに対して、超音波観測装置側にユニットを
設けるようにすれば、前述した欠点はないが、エンコー
ダが超音波振動子から極めて離れることになり、この超
音波振動子の回転角度を正確に検出することができない
という欠点がある。

【０００６】本発明は叙上の点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、内視鏡の重量軽減と
振動防止とを図り、かつ超音波振動子の回転角度を正確
に検出することができるようにしたラジアル走査式超音
波検査装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、回転伝達ケーブルの回転駆動手段を
可撓性コードの途中における内視鏡の本体操作部に荷重
がかからない位置または超音波観測装置内に設置し、こ
の回転伝達ケーブルの回転角度を検出するための回転角
検出手段を前記内視鏡のチャンネル部の処置具等の挿入
口またはその近傍位置に配設する構成としたことをその
特徴とするものである。

【０００８】

【作用】ところで、従来技術においては、モータとエン
コーダとを一体的にユニット化していたのが問題であり
、その機能上、モータはあくまでも回転伝達手段として
の回転伝達ケーブルを回転駆動するための手段であり、
また回転角検出手段はこの回転伝達ケーブルの回転角度
を検出することによって、超音波振動子の走査位置を検
出するものであり、両者は必ずしも一体的に設ける必要
はなく、それぞれ別々の位置に配設することができるも
のである。モータは多少超音波振動子から離れた位置に
設置されていても、回転伝達ケーブルさえ十分な回転伝
達能力を持ったものであれば、多少の遅れはあるものの
、回転の伝達には支障を来たすことはない。従って、こ
のモータは固定的に設置されている超音波観測装置内ま
たは超音波観測装置の壁面等に固定可能な位置、若しく
は可撓性コードの途中であっても、床面，机上その他の
固定的に設けられている部材に設置可能な位置、やハン
ガに吊下する等、内視鏡の本体操作部以外の部位に支持
可能な状態に設けるようにするのが、重量の軽減及び振
動の伝達防止等の観点から好ましい。

【０００９】一方、回転角検出手段としてのエンコーダ
等はモータより軽量であり、また振動も発生することは
ない。しかも、回転伝達ケーブルは内視鏡のチャンネル
部内においては、このチャンネル内壁に規制されて、振
れや旋回等を起こすおそれはなく、このために当該の部
分では超音波振動子の回転と回転伝達ケーブルとの回転
はほぼ正確に一致する。ところが、チャンネル部の外に
おいては、完全に自由状態となっているから、振れや旋
回，捩れ等が生じるおそれがある。また、操作中におい
て、内視鏡の本体操作部を動かしたとき等のような外部
的要因もあることから、超音波振動子の回転と超音波プ
ローブの超音波観測装置への接続部における位置とでは
、必ずしも回転位相の整合性が取れる訳ではない。特に
、モータを超音波観測装置内またたその壁面に固定して
設けた場合において、この超音波観測装置と患者との間
の距離に融通性を持たせるために、超音波プローブをあ
る程度長くすると、前述した回転位相の整合性の欠如す
るおそれが極めて高くなる。以上の観点から、回転角検
出手段はチャンネル部に装着するか、またはチャンネル
部に極めて近い位置に設けるようにする。これによって
、超音波振動子の回転角度をほぼ正確に検出することが
できるようになり、超音波観測装置において、良好な超
音波画像を表示することができるようになる。

【００１０】ここで、超音波振動子と回転角検出手段と
の回転位相の整合性をさらに正確にするためには、自由
状態となっているチャンネル部の導入部から超音波観測
装置までの部分において生じる回転むらを吸収させて、
少なくともチャンネル部内側にはこの回転むらが伝達す
るのを防止するためのフライホールを回転角検出手段を
収納するハウジングに設ければよい。

【００１１】而して、この回転角検出手段を収納したハ
ウジングをチャンネル部の挿入口に着脱可能に装着する
ように構成すれば、その安定を図ることができる。また
、この導入部から多少離れた位置に設けるようにすれば
、チャンネル部の長さの差を吸収することができ、また
内視鏡の挿入部の先端部の位置と超音波検査を行う位置
との相対的位置関係を自由に設定することができるよう
になる。

【００１２】さらに、回転角検出手段を収納するハウジ
ングをチャンネル部の挿入口に装着する場合にあっては
、内視鏡における他の部材と干渉させたり、また操作者
の邪魔にならないようにこのハウジングから回転伝達ケ
ーブルを導出させなければならない。このためには、チ
ャンネル部内に挿通される部位の方向性とチャンネル部
外に位置する部分の方向性とを変える必要があることも
ある。このような場合には、回転伝達ケーブルをこのハ
ウジングの部分を境として２つのケーブル部に分けて、
両ケーブル部を歯車伝達手段によって連動可能に接続す
るように構成すればよい。そして、この場合においては
、回転角検出手段は超音波振動子に連結する側のケーブ
ル部に接続するように構成する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。まず、図１に本発明による超音波検査装置
の一例を内視鏡と共に示す。図中において、１は超音波
プローブ、２は超音波観測装置、３は内視鏡をそれぞれ
示す。超音波プローブ１は軟性構造のコード１０の先端
に回転部材１１を設け、この回転部材１１に超音波振動
子１２を装着してなるものである。そして、コード１０
は、図２に示したように、可撓性のあるチューブ１３内
に多重の（本実施例においては相互に反対方向に巻回し
た２重の）コイルばね等からなる回転伝達ケーブル１４
が挿通されている。この回転伝達ケーブル１４の先端部
には回転部材１１に連結されており、その基端部を軸回
りに回転させると、この回転部材１１がこれに追従回転
することになる。また、回転伝達ケーブル１４内には超
音波振動子１２に接続した信号ケーブル１５が挿通され
ており、この信号ケーブル１５の他端にはロータリ型信
号伝達コネクタ１６に接続されて、信号ケーブル１５が
超音波観測装置２側の回転不能なケーブル部との間で相
対的に回転可能に接続されるようになっている。ここで
、このロータリ型信号伝達コネクタ１６はブラシや導電
性を有する液体接点を介して回転側電極と固定側電極と
の間を接続するように構成したものである。

【００１４】この超音波プローブ１は内視鏡３に設けら
れている鉗子等の処置具を挿通させるためのチャンネル
部３０に挿通されて、その挿入部３ａの先端から回転部
材１１を所定長さ分だけ導出させて、この回転部材１１
を回転駆動する間に体内壁から超音波の送受信を行うよ
うになっており、この超音波の受信信号は信号ケーブル
１５から超音波観測装置２の信号処理部２ａに伝送して
、所定の信号処理を行った上で、モニタ部２ｂに超音波
画像を表示することができるようになっている。

【００１５】従って、ラジアル走査を行わせて、超音波
受信信号を取得し、これを超音波観測装置２のモニタ部
２ｂに表示するためには、まず超音波振動子１２が装着
されている回転部材１１を回転駆動しなければならない
。また、この超音波振動子１２の回転角度位置を検出す
る必要もある。このために、回転駆動手段としてのモー
タ４０と、回転角検出手段としてのエンコーダ５０とが
設けられる。ここで、モータ４０は超音波観測装置２内
に設けられている。即ち、回転伝達ケーブル１４は超音
波観測装置２内にまで延在せしめられており、この回転
伝達ケーブル１４の端部近傍位置には、プーリ１７が取
り付けられ、またモータ４０の出力軸４０ａにもプーリ
４１が取り付けられて、これら両プーリ１７，４１間に
はタイミングベルトからなる伝達ベルト４２が巻回して
設けられている。

【００１６】これに対して、エンコーダ５０は、ハウジ
ング５１内に収納されており、このハウジング５１は内
視鏡３の本体操作部３ｂに設けたチャンネル部３０の挿
入口３０ａに着脱可能に固定されるようになっている。 そして、ハウジング５１内には、回転伝達ケーブル１４
が挿通されており、チューブ１３はこのハウジング５１
内の部分においては欠落した状態となって、回転伝達ケ
ーブル１４が露出した状態となっている。そして、この
回転伝達ケーブル１４の露出部分にはプーリ１８が取り
付けられており、またエンコーダ５１の入力軸５１ａに
もプーリ５２が取り付けられて、両プーリ１８，５２間
にはタイミングベルトからなる伝達ベルト５３が巻回し
て設けられている。さらに、このエンコーダ５０からの
信号ケーブルは超音波プローブ１と共に、またはこれと
は別個に超音波観測装置２に接続される。

【００１７】本実施例は前述のように構成されるもので
あって、次にその作動について説明する。まず、内視鏡
２を患者の体内等に挿入して、診断，検査乃至治療を行
うべき部位にまで導く。そこで、この内視鏡により得ら
れる観察対象部の物体像を、接眼部を備えた光学式の内
視鏡では接眼部に接眼させることにより、また電子内視
鏡の場合にはディスプレイ装置を目視することによって
、観察を行う。そして、この観察に基づいて超音波検査
を行うべき部位を特定し、内視鏡の挿入部３ａの先端部
分をこの部位近傍に位置させる。この状態で、超音波プ
ローブ１を内視鏡３の本体操作部２ｂに設けた鉗子その
他の処置具を挿入する挿入口３０ａからチャンネル部３
０内に挿入して、挿入部３ａの先端部から所定長さ導出
させて、超音波検査を行うべき部位に位置決めする。

【００１８】そこで、超音波観測装置２側に設けられて
いるモータ４０を作動させる。これによって回転伝達ケ
ーブル１４を介して回転力が回転部材１１にまで伝達さ
れて、超音波振動子１２を装着した回転部材１１が回転
駆動せしめられる。この間に、信号ケーブル１５を介し
て駆動信号を超音波振動子１２に伝送することによって
、超音波パルスが体腔壁から体内に向けて入射され、ま
た体内における組織断層部からの反射エコーが受信され
て、超音波のラジアル走査が行われる。このようにして
取得した超音波受信信号は回転伝達ケーブル１４内に挿
通した信号ケーブル１５を介して超音波観測装置２に伝
送される。そして、超音波画像をモニタ部２ｂに表示す
るには、この超音波受信信号と共に超音波振動子１２の
回転角度位置に関する情報も必要となる。この角度位置
信号はエンコーダ５０により取得されるもので、このエ
ンコーダ５０からの信号は信号ケーブル５４によって超
音波観測装置２に伝送される。 これによって、ラジアル走査による超音波検査を超音波
画像として表示するのに必要な超音波受信信号と超音波
振動子１２の回転角度に関する情報とが取得されて、こ
れらの信号を信号処理部２ａで信号処理して、モニタ部
２ｂに表示することができる。

【００１９】而して、モータ４０は超音波観測装置２側
に配設されていることから、内視鏡３の本体操作部３ｂ
に余分な重量物が装着されなくなり、この結果本体操作
部３ｂが軽量となり、それを手で把持して操作する術者
等の操作者に対する負担の軽減が図られると共に、モー
タ４０の作動による振動が本体操作部３ｂに生じること
はない。従って、本体操作部３ｂの操作性が良好になる
。また、特に電子内視鏡にあっては、映像信号のケーブ
ルが本体操作部３ｂ内に挿通されているが、この映像信
号用ケーブルにノイズが混入したりする不都合も生じる
おそれはない。

【００２０】一方、超音波振動子１２は回転伝達ケーブ
ル１４を介して遠隔操作によって回転駆動せしめられる
ものであるから、その回転角度を正確に検出するために
は、エンコーダ５０はこの超音波振動子１２に可及的に
近い位置に配設されていなければならない。ところが、
エンコーダ５０を回転部材１１に直接装着したり、また
コード１０のうちのチャンネル部３０内に位置する部分
に装着したりすることは、スペースの関係から不可能で
ある。従って、最も超音波振動子１２に近い位置で、そ
れを装着することができるのはチャンネル部３０から出
た直後の位置であり、エンコーダ５０を収容するハウジ
ング５１はチャンネル部３０の挿入口３０ａに装着され
ている。従って、超音波振動子１２の回転角度位置の検
出精度が良好となる。而して、回転伝達ケーブル１４は
内視鏡３のチャンネル部３０内においては、その内壁に
規制されて、振れや旋回等を起こすおそれはなく、この
ために当該の部分では超音波振動子１２の回転と回転伝
達ケーブル１４との回転はほぼ正確に一致するので、挿
入口３０ａにエンコーダ５０を配設することによって、
超音波振動子１２の回転角度の検出精度が極めて良好と
なる。しかも、このエンコーダ５０はモータ４０と比較
して極めて軽量なもので、しかもその作動中において振
動等が発生するおそれはないことから、エンコーダ５０
を本体操作部３ｂに装着しても、格別内視鏡の操作性が
悪くなることはない。

【００２１】ところで、超音波プローブ１における挿入
部剤１０のチャンネル部３０の外においては、何らの規
制もなく完全に自由状態となっているから、振れや旋回
，捩れ，曲げ等が生じるおそれがある。また、操作中に
おいて、内視鏡３の本体操作部３ｂを動かしたとき等の
ように外部的要因もあり、モータ４０が定格状態で作動
している間においても回転伝達ケーブル１４における回
転伝達にむらが発生するおそれがある。この回転むらが
チャンネル部３０内に位置する部分、即ちエンコーダ４
０が装着されている部分から先に影響を与えるのを防止
するには、図３に示したように、ハウジング５１内にお
ける回転伝達ケーブル１４にフライホイール５５を設け
、エンコーダ４０の回転伝達ケーブル１４への接続位置
をこのフライホイール５５の装着位置より先端側、言い
換えれば超音波振動子１２への接続部側に配設するよう
に構成すればよい。フライホイール５５によってそれよ
り基端側、即ちモータ４０への接続側部分に回転伝達む
らが生じても、このフライホイール５５に回転伝達むら
が吸収されるので、さらに超音波振動子１２の回転検出
精度が向上する。

【００２２】また、内視鏡３における挿入部３ａの長さ
は必ずしも一定のものではなく、個々の内視鏡によって
は多少の長短がある。そこで、このような挿入部の長さ
に違いがある場合にも超音波プローブ１を共用させるこ
とができるようにするには、図４に示したように、エン
コーダ５０を収容するハウジング５１をチャンネル部３
０の挿入口３０ａに固定するのではなく、このハウジン
グ５１から先端側の長さを挿入部の長さの差を見込んで
十分に挿入部の先端から所望量突出させることができる
寸法に設定しておけばよい。ただし、この場合にはハウ
ジング５１は挿入口３０ａに固定することはできないが
、この挿入口３０ａに極めて近い位置に置かれることに
なるから、エンコーダ５０による超音波振動子１２の回
転角度検出精度に格別大きな影響を与えることはない。

【００２３】さらに、エンコーダを収容するハウジング
をチャンネル部３０の挿入口３０ａに装着する場合にお
いて、このハウジングから超音波観測装置２に接続され
るコード１０の部分をチャンネル部３０の軸線から延長
する方向に引き出したのでは本体操作部３ｂを把持して
内視鏡３の操作を行うに当って支障を来すおそれがある
場合もある。このような場合には、図５に示したように
、ハウジング６０内においてコードを２つに分割して、
モータ４０が接続されている駆動側コード１０ａと超音
波振動子１２側の従動側コード１０ｂとから構成し、駆
動側コード１０ａを構成する回転伝達ケーブル１４ａと
従動側コード１０ｂを構成する回転伝達ケーブル１４ｂ
とをそれぞれ笠歯車６１，６２に連結し、この両笠歯車
６１，６２を噛合させるように構成する。これによって
、従動側コード１０ｂの軸線と駆動側コード１０ａの軸
線との間に所望の角度を持たせることができる。そして
、この場合には、エンコーダ６３の入力軸に取り付けた
プーリ６４と、従動側コード１０ｂの回転伝達ケーブル
１４ｂに設けたプーリ６５との間に伝達ベルト６６を巻
回して設ける。また、回転伝達ケーブル１４ｂ内に挿通
されている信号ケーブル６７は笠歯車６２の軸線方向に
引き出して、ハウジング６０に取り付けたロータリ型信
号伝達コネクタ６８に接続するように構成すればよい。

【００２４】なお、前述した実施例においては、モータ
４０は超音波観測装置２内に設けるようにしたものを示
したが、このモータを装着したモータユニット　１００
を、図１に一点鎖線で示したように、超音波観測装置２
の壁面に取り付けるようにようにしてもよく、また同図
に二点鎖線で示したように、モータユニット　２００を
コード１０の途中位置であっても、床面や机上，ハンガ
等のように、超音波プローブ１を内視鏡３に装着したと
きに、その荷重が内視鏡３の本体操作部３ｂにかからな
い位置に設けられておればよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、回転伝
達ケーブルを回転駆動するモータを、超音波プローブを
内視鏡に接続したときに、その荷重が内視鏡の本体操作
部にかからない位置に設け、この回転伝達ケーブルの回
転角度を検出するための回転角検出手段を内視鏡のチャ
ンネル部の処置具等の挿入口またはその近傍位置に配設
する構成としたので、超音波プローブを内視鏡に接続し
たときに、内視鏡の本体操作部の重量増加を極めて少な
くすることができ、かつその本体操作部における振動の
発生を防止することができるようになる等、内視鏡の操
作性を損なうことがなく、しかも超音波振動子の回転角
度に関する正確な情報を取得することができるようにな
り、超音波検査の精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す超音波検査装置と
内視鏡との外観図である。

【図２】超音波プローブの断面図である。

【図３】本発明の第２の実施例を示すエンコーダを収容
させたハウジングの断面図である。

【図４】本発明の第３の実施例を示す超音波プローブの
作動説明図である。

【図５】本発明の第４の実施例を示すエンコーダを収容
させたハウジングの断面図である。

【符号の説明】

１　　超音波プローブ ２　　超音波観測装置 ３　　内視鏡 ３ｂ　　本体操作部 １０，１０ａ，１０ｂ　　コード １１　　回転部材 １２　　超音波振動子 １４，１４ａ，１４ｂ　　回転伝達ケーブル３０　　チ
ャンネル部 ３０ａ　　挿入口 ４０　　モータ ５０，６３　　エンコーダ ５１，６０　　ハウジング ５５　　フライホイール ６１，６２　　笠歯車 １００，２００　モータユニット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転伝達ケーブルを備えた可撓性コー
   ドの先端に超音波振動子を回転可能に設けた超音波プロ
   ーブを、内視鏡の処置具等を挿通させるためのチャンネ
   ル部内に挿通可能としたラジアル走査式超音波検査装置
   において、この超音波プローブを内視鏡に装着したとき
   に、前記回転伝達ケーブルを回転駆動するための回転駆
   動手段を前記可撓性コードの途中における内視鏡の本体
   操作部に荷重がかからない位置または超音波観測装置内
   に設置し、この回転伝達ケーブルの回転角度を検出する
   ための回転角検出手段を前記内視鏡のチャンネル部の処
   置具等の挿入口またはその近傍位置に配設する構成とし
   たことを特徴とするラジアル走査式超音波検査装置。
2. 【請求項２】　　前記回転伝達ケーブルにおける前記回
   転角検出手段の装着位置近傍にこの回転伝達ケーブルと
   共に回転するフライホイールを設ける構成としたことを
   特徴とする請求項１記載のラジアル走査式超音波検査装
   置。
3. 【請求項３】　　前記回転角検出手段を収容するハウジ
   ングを前記内視鏡のチャンネル部の挿入口に着脱可能に
   固定することができる構成としたことを特徴とする請求
   項１記載のラジアル走査式超音波検査装置。
4. 【請求項４】　　前記回転角検出手段を収容するハウジ
   ング内には、前記回転伝達ケーブルをモータに接続した
   駆動側ケーブル部と前記超音波振動子が接続されている
   従動側ケーブル部に分割して、この両ケーブル部を歯車
   伝達手段で連動可能に連結し、かつ前記回転角検出手段
   を従動側ケーブル部に接続する構成としたことを特徴と
   する請求項３記載のラジアル走査式超音波検査装置。