JPH04244142A - 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備えたラジアル走査式超
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
子その他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。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こと
により直線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させながら走
査するラジアル走査タイプのものも等が用いられる。

【０００３】而して、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であって、ラジアル走査
を行うタイプのものにおいては、超音波プローブは、可
撓性コードの先端に超音波振動子を装着した回転部材を
設ける構成となし、この回転部材を回転駆動させるよう
にしているが、内視鏡のチャンネル部に挿通されるとい
う関係から、超音波プローブは、少なくとも超音波振動
子を装着した回転部材を含めて、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、超音波振動子の回転駆動機構は回転部材の近
傍位置に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回転部材との間
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ことによ
り可撓性コードを構成するようにしている。例えば、２
重のコイルばねを用いた場合においては、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相互
に反対方向となし、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、
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
向に巻回すると、両方向に回転の伝達がなされる。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、このモータ−エンコーダユニ
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、内視鏡における操作部本体の重量が増すことにな
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、モータは振動発生源
とな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。特に電子内視鏡装置の場合にあっては、電気
的なノイズが発生するという不都合も生じる。以上のこ
とから、このモータ−エンコーダユニットは超音波観測
装置側に配設するのが好ましい。

【０００６】しかしながら、モータ−エンコーダユニッ
トを超音波観測装置側に置くと、このユニットと超音波
振動子との間の距離が極めて長くなる。ここで、回転伝
達手段が剛体で形成されておれば、この回転伝達手段の
どの位置でその回転角度を検出しても、検出誤差が生じ
ることはない。しかしながら、この超音波プローブにあ
っては、回転伝達手段そのものに可撓性を持たせなけれ
ばならないことから、この回転伝達手段である回転伝達
ケーブルにおけるモータとの接続部と回転部材への連結
部との間に位相のずれが生じることになり、その間の距
離が長くなればなる程位相のずれが大きくなってしまう
。しかも、この位相のずれは作動中においても変動する
ことになる。この結果、エンコーダによって検出される
超音波振動子の角度位置と実際の超音波振動子の位置と
の間に大きなずれが生じて、忠実な超音波画像の表示が
損なわれることになり、また画像の安定も失われ、甚だ
しい場合には超音波画像の表示が不能となる等といった
問題がある。

【０００７】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
振動防止とを図るために、超音波振動子の回転駆動手段
及びその回転角度検出手段を超音波観測装置側に設ける
ようになし、しかもこの回転角度検出手段によって超音
波振動子の角度位置を正確にしかも安定した状態で検出
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。

【０００８】

【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及
び超音波振動子の回転角度検出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、また超音波プローブ
における前記チャンネル部の挿入口に位置する部位には
、前記超音波振動子の走査範囲における所定の基準位置
を表示する基準位置表示部を設けると共に、この基準位
置表示部を検出する手段を内視鏡側に着脱可能に設ける
構成としたことをその特徴とするものである。

【０００９】

【作用】回転伝達ケーブルとして、前述したように、多
重コイルばね等を用いれば、比較的効率良く回転の伝達
を行うことができるため、定常状態においては、あまり
大きな回転の変動を生じることはない。しかしながら、
この回転伝達ケーブルは内視鏡のチャンネル部の内部に
位置する部分と内視鏡から出て、超音波観測装置に接続
される部分とがあり、この内視鏡外の部分は、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、
かなりの長さを占めている。回転伝達ケーブルは、内視
鏡のチャンネル部内では、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、回転位相の整合性が取れないのが普通である
。そして、可撓性コードを大きく動かしている間のよう
な場合を除き、１回転中において回転の遅れや進みとい
った位相の変動を生じるようなおそれはない。

【００１０】以上のことから、本発明においては、内視
鏡のチャンネル部の挿入口の位置において回転伝達ケー
ブルの基準位置の検出を行うように構成した。この基準
位置は、例えば走査原点位置とすることができる。既に
説明したように、この挿入口部の位置から先端側の部分
は位相のずれが生じることはないので、この基準位置表
示部によって超音波振動子の位置を正確に表示させるこ
とができる。しかも、通常の状態では、１回転中におい
て回転伝達ケーブルの基端側と先端側とで位相の進み，
遅れといった変動が生じることはない。従って、この基
準位置信号とエンコーダ等で構成される回転角度検出手
段からの出力信号とに基づいて超音波振動子の正確な回
転角度を検出することができる。この結果、回転伝達ケ
ーブルの回転駆動手段及び超音波振動子の回転角度検出
手段を内視鏡の本体操作部における処置具等の挿入口に
設けなくともよくなる。このために、重量物であり、か
つ振動発生源でもある回転駆動手段及び回転角度検出手
段のユニットを内視鏡の本体操作部に荷重がかからない
位置、即ち超音波観測装置に内蔵させたり、その壁面に
取付たり、また可撓性コードの途中位置であっても、床
面や机上，ハンガその他部材に設置することができるよ
うになる。

【００１１】而して、この基準位置の検出機構としては
、回転伝達ケーブルの表面またはそれにスリーブ等を嵌
合して設け、このスリーブにマーカを表示し、このマー
カを例えば光学的，磁気的な検出手段によって検出させ
るようになし、この検出手段を内視鏡のチャンネル部に
おける挿入口に着脱可能に装着することにより構成する
ことができる。ここで、検出手段は回転駆動手段として
のモータ等や、回転角度検出手段としてのエンコーダ等
と比較して、極めて軽量で、しかも小型のものであるか
ら、内視鏡の重量が増大するようなことはなく、またこ
の検出手段を挿入口に着脱可能に装着するように構成す
ることによって、それを脱着すれば、鉗子その他の処置
具を挿通するのに支障を来すことはない。

【００１２】

【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は軟性構造の可撓性コード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、可撓
性コード１０は、図２に示したように、軟性のチューブ
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。

【００１３】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１
５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。

【００１４】ここで、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４１とか
らなるモータ−エンコーダユニットが設けられる。この
モータ−エンコーダユニットは超音波観測装置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、その基端部近傍位
置には硬質パイプ４２が嵌合固定されており、この硬質
パイプ４２に一対のプーリ４３，４４が取り付けられて
いる。また、モータ４０の出力軸４０ａ及びエンコーダ
４１の入力軸４１ａにもそれぞれプーリ４５，４５が取
り付けられて、プーリ４３とプーリ４５との間及びプー
リ４４とプーリ４６との間にはタイミングベルトからな
る伝達ベルト４７，４８が巻回して設けられている。

【００１５】さらに、回転伝達ケーブル１４の途中位置
、即ち内視鏡３の本体操作部３ｂに設けたチャンネル部
３０の挿入口３０ａに位置する部位に所定の長さにわた
ってスリーブ５０が被挿固定されており、このスリーブ
５０の外表面にはその軸線方向に向けて超音波振動子１
２の原点位置を表示する磁気マーカ５１が形成されてい
る。そして、図３に示したように、挿入口３０ａにはこ
の磁気マーカ５１を検出するための磁気検出部材５２が
着脱可能に装着されるようになっている。なお、チュー
ブ１４が透明部材で形成されている場合には、このマー
カとしては、光学的に検出することができるものを用い
ることができ、また回転伝達ケーブル１４に直接マーカ
を形成するように構成することもできる。さらに、マー
カは必ずしも原点位置である必要はない。

【００１６】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。

【００１７】そこで、超音波観測装置２内に設けられて
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、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。このときにおいて、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４１により取得され、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１
２の回転角度に関する情報とが得られて、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。而して、モータ４０及びエンコーダ
４１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の軽量化が図られて、
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
担が軽減されると共に、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。

【００１８】ところで、超音波振動子１２を装着した回
転部材１１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り、この回転伝達
ケーブル１４は可撓性を持たせるために多重コイルばね
等で形成されており、しかも超音波観測装置２内に設け
たエンコーダ４１と回転部材１１との間にはかなり長い
距離があることから、このエンコーダ４１によっては超
音波振動子１２の回転位置を正確に検出することはでき
ない。また、種々の理由から、超音波振動子１２とエン
コーダ４１との位相のずれは変動することにもなる。し
かしながら、回転伝達ケーブル１４は内視鏡３のチャン
ネル部３０内の部分は比較的短く、しかもその内壁に規
制されて、振れや旋回等を起こすおそれはないので、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。そこで、本発明
においては、この回転位相のずれのないチャンネル部３
０の挿入口３０ａの位置に超音波振動子１２の原点位置
を検出するための磁気マーカ５１を回転伝達ケーブル１
４に嵌合させたスリーブ５０に設けられ、この磁気マー
カ５１は磁気検出手段５２によって検出されるように構
成されて、この磁気検出手段５２からの信号を原点位置
信号として用いるようにしている。また、内視鏡３また
は超音波プローブ１を大きく動かした場合等を除き、モ
ータ４０が定常状態で回転している状態では、超音波振
動子１２が１回転する間に回転伝達ケーブル１４の基端
側、即ちモータ−エンコーダユニットへの接続部側と。 先端側、即ち回転部材１１への接続部側との間に回転の
進みや遅れが生じて、位相のずれや変動を生じることは
ない。

【００１９】従って、超音波振動子１２の原点位置を正
確に検出することによって、たとえエンコーダ４１を超
音波観測装置２側に設けているにしても、このエンコー
ダ４１によって超音波振動子１２の回転角度を正確に検
出することができ、もって正確で安定した超音波画像を
表示させることができる。

【００２０】なお、前述の実施例においては、モータ−
エンコーダユニットを超音波観測装置２内に装着する構
成としたものを示したが、図１に一点鎖線で示したよう
に、モータ−エンコーダユニット　１００を超音波観測
装置２の壁面に取付たり、また同図に二点鎖線で示した
ように、モータ−エンコーダユニット　２００を可撓性
コード１０の途中位置であって、床面や机上に設置した
り、内視鏡を吊下するためのハンガに吊下する等のよう
に、超音波プローブを内視鏡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
置されておればよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、回転伝
達ケーブルの回転駆動手段及び超音波振動子の回転角度
の検出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
に設け、また超音波プローブにおけるチャンネル部の挿
入口に位置する部位に、走査範囲の原点位置等所定の基
準位置を表示する基準位置表示部を設けて、この基準位
置表示部を検出する手段を内視鏡側に着脱可能に設ける
ように構成したので、内視鏡の本体操作部の重量を増大
させたり、この本体操作部を振動させたりすることがな
く、しかも超音波振動子の回転位置を正確に検出するこ
とができるようになり、超音波検査の精度の向上が図ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一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】原点位置の検出機構を示す断面図である。

【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　　コード １１　　回転部材 １２　　超音波振動子 １４　　回転伝達ケーブル ３０　　チャンネル部 ３０ａ　　挿入口 ４０　　モータ ４１　　モータ ５０　　スリーブ ５２　　磁気マーカ ５２　　磁気検出手段

Claims (1)

【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
   部に挿通させて、前記回転伝達ケーブルを軸回りに回転
   させることによって、前記超音波振動子をラジアル走査
   させるようにしたラジアル走査式超音波検査装置におい
   て、前記回転伝達ケーブルの回転駆動手段及び前記超音
   波振動子の回転角度検出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、また前記超音波プロー
   ブにおける前記チャンネル部の挿入口に位置する部位に
   は、前記超音波振動子の走査範囲における所定の基準位
   置を表示する基準位置表示部を設けると共に、この基準
   位置表示部を検出する手段を内視鏡側に着脱可能に装着
   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。