JPH0431268B2

JPH0431268B2 -

Info

Publication number: JPH0431268B2
Application number: JP63071686A
Authority: JP
Priority date: 1987-03-26
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1992-05-26
Also published as: DE3884024T2; DE3884024D1; EP0284055A3; ATE94362T1; US4802487A; EP0284055A2; EP0284055B1; CA1304493C; JPS642632A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、超音波イメージングシステムに関す
るものであつて、特に経内視鏡的に体腔内の超音
波像を得るようにした超音波イメージングシステ
ムに関するものである。

（従来技術）周知の如く、多種多様な超音波システムが医学
診断目的のために永年にわたつて広く利用されて
いる。これらの超音波装置の１つとしてドツプラ
ープローブがあり、これは、体内に送信された超
音波エネルギー及び反射信号の週波数変化を検出
して静脈や動脈の血流表示を行なうものである。
周波数変化であるドツプラー信号の特徴は、近傍
にある血管の有無を検出し、その血管が静脈か動
脈かを明らかにするものである。

近年、経内視鏡的に挿通可能な超音波ドツプラ
ープローブがシルバーステイン等によつて提案さ
れ米国特許第4582067号詳細に開示されている。
経内視鏡的に挿通可能なドツプラープローブは、
一般的内視鏡の鉗子チヤンネルを通して挿入し、
観察しながら診断すべき体腔内壁に対して位置決
めできる。そして、このシステムは、フアーター
氏乳頭を検査し致命的な出血を惹起する危険性の
ある血管の異常を見い出すのに有効であることが
判つている。更に、このシステムは、上部消化管
の大量出血の原因となる腫瘍内の動脈位置確認の
ために経内視鏡的止血治療実施の前後に用いられ
ている。

他の通常、一般的に用いられている超音波シス
テムでは、皮下細胞を可視像化させるものであ
る。超音波イメージングの際、超音波トランスデ
ユーサは、通常、患者の皮膚に密着させてセツト
され、超音波エネルギーのパルスがトランスデユ
ーサ経由して被検細胞に送信する。細胞からの反
射エコーは、周知のレンジゲートを行なうことに
よつて深さ方向の位置を決定し、プローブが細胞
を電気的にかつ機械的に走査するのに応じCRT
デイスプレイの輝度変調を行なうために利用され
る。プローブの走査によつてCRTの一方の軸を
変調し、他方の軸はレンジゲートによつて変調さ
れる。このようにして、細胞の断面がCRTに表
示される。体内の器官は、それを取り巻く細胞と
の音響的インピーダンスの比較による相違として
見ることが可能である。

超音波イメージングはまた静脈及び動脈の血流
を映像化する為にドツプラーの原理と結びつけら
れて来た。超音波ドツプラーイメージングでは、
移動している血液からの戻りエコーを表示する為
に動かない細胞及び器官からの戻りエコーは取り
込まないか別途信号処理される。

細胞及び内部器官は体表近くにあるものであれ
ば外部から映像化出来るが、消化管壁はいくつか
の理由で体外からは正確に抽出することは不可能
である。第１に、消化管壁はトランスジユーサー
に対し近づいたり離れたりするので消化管の相対
的に薄い壁を深さの対象として抽出することは極
端に難しい。更に、深部超音波イメージングは比
較的低周波を用いなければ効果的でない。しかし
ながら消化管壁の有用な映像に要求される高い分
解能はより高い周波数の超音波を用いることが絶
対的に必要である。しかし、より高い周波数の超
音波は体内で急激に減衰してしまい検査しようと
する消化管には到達しない。体外からの超音波イ
メージングのもつ多くの問題点なしに消化管壁の
超音波像を得る為の試みが経内視鏡的にそれらの
細胞を映像化することで行われて来た。体内超音
波イメージングは経皮的超音波イメージングや他
のイメージング技術に優れる数々の長所を有して
いる。体内超音波イメージングでは、トランスデ
ユーサーを狙つている細胞にトランスデユーサを
近づけることで侵達度の問題はより小さくなる。
手前の腹壁及び他の邪魔になる器官類は貫通する
必要がないからである。超音波の通過を妨げるも
の、特に空気が或る種の症例条件では経皮的超音
波に極めて厳しい制限を加える。侵達度の要求程
度が減少することで、高い分解能の映像を生み出
す高周波の超音波の使用が可能になる。高い分解
能の超音波は他の比較的特定ではない試験をしな
いで済ますことで診断中に発生するイオンに曝す
ケースを減少させ得る。超音波には生物学的な効
果があるけれども、診断に使用するレベルは何ら
重大な効果を持たらないことが報告されている。

通常の内視鏡検査中に壁の構造に関する情報を
得たいと云うニーズ極めて大きい。この壁構造に
関する情報は内視鏡が体内に挿入されている間に
次に行うべき診断及び治療のガイドとして役立つ
であろう。体内超音波イメージングが可能にする
であろうより早期の診断は不適切な治療でなく効
果的適切な治療を方向づけることで患者の治療に
望ましい効果をもたらしてくれる。早期の、特効
的な、経済的で、非侵襲的な診断が可能なことは
良く知られるところである。例えば、セサイル腫
瘍に浸潤を受けている正確な範囲が特定できれ
ば、穿孔することなく経内視鏡的に切除し得る腫
瘍が容易に決められよう。その病巣が深部への浸
潤がなく粘膜にあると仮定した場合レーザー又は
電気焼灼を施せるであろう。しかしながら、もし
超音波映像が腫瘍は近傍の構造にも拡がつている
ことを示しているならば姑息治療が適切であろ
う。体内超音波イメージングは特に或る種の共通
の特徴を有する疾患に適切である。例えば、消化
器の壁にある疾患経内視鏡的にアルローチできる
疾患、、頻発性、癈疾的で現状では診断が容易で
ない疾患、及び遅過ぎた診断の為に充分な治療が
なされない疾患は全てもつとも適切な候補者であ
る。

体内超音波イメージングに依つて効果的に診断
し得る疾患の１つにクローン炎症性腸疾患があ
る。クローン病は小・大腸に影響を及ぼす消化管
の癈疾的な炎症である。その原因は未知である。
それは最も頻繁に出現する炎症性腸疾患の１つで
あり、他は粘膜潰瘍結腸炎である。しかしなが
ら、クローン病は腸壁の厚さ全部にわたる病気
（超壁病変）であるが、潰瘍性結腸炎は大腸の粘
膜に限られている。100〜200万の米国人が炎症性
腸疾患に罹つていると見積られており、この頻度
は増加している。新患の大部分は30才前に診断さ
れている。クローン病は診断も治療し難しい。初
診の患者には、病歴、身体検査、Ｓ状結腸内視鏡
検査、バリウム浣腸、小腸Ｘ線、大腸内視鏡検
査、及び直腸生検が実施される。この評価をもつ
てしても診断は不確実であるかも知れない。症状
及び合併症は種々様々である。

直腸及び大腸の壁を体内超音波イメージングで
迅速に診断が実行されれば早期の特定診断が行わ
れよう。それらの患者達の追跡に際し体内超音波
イメージングはまた病巣が近傍の組織にわたるも
のなのか膿腫を形成しているのかどうかを評定す
る為の重大なパラメータを供するかも知れない。

悪性の胃病変、腺腫及びリンパ腫も含めて、も
また体内超音波イメージングで診断が可能かも知
れない。上部消化管の腫瘍は頻度が高く出現して
いる。現在の所、消火器内視鏡医は内視鏡検査で
患者の上腹部の症状で潰瘍か腫瘍かの評定を行つ
ている。異常部位の目視検査の後生検及びブラシ
に依る細胞診断が行われる。しかしながら、内視
鏡医が粘膜下の部分の評定をすることは不可能で
ある。瘤があるケースでも生検を行つてもしばし
ばその瘤全体から正常な粘膜表面を取り出すだけ
のことがある。例え癌の疑いがあつても内視鏡医
はどの程度腫瘍が拡がつているのか評価すること
が出来ない。体内超音波イメージングは内視鏡診
断中に日常的に使用することが可能であろう。異
常部位が発見されたならば超音波プローブは壁の
下側にある層の性状を特定できるだろう。こうい
つた質問例えば集団があるかどうか、その集団は
異常な厚みを持つていないかどうか、胃に隣接し
た異常なリンパ節はあるかどうか、或いはその他
の診断上の特徴を有しているかどうかへの回答を
与えてくれる。このような情報が早期診断を可能
にし、正しい治療を促進させ、不必要な治療の介
在を避けるのに役立つ。体内超音波イメージング
はまた食道癌にも適用可能であろう。食道の腫瘍
何年にもわたつて臨床医に重大な問題を課して来
ている。癌の症状を示す患者がいても、その腫瘍
は外科的に切除するには拡がり過ぎていることが
まゝあるからである。食道癌の高々39％切除可能
であると考えられており５年間生存率は約５〜10
％に過ぎないと云うのが結論である。体内超音波
イメージングに依り内視鏡医は疑わしい部位を評
定することが可能となり、その映像が癌そのもの
の粘膜の厚みを診断で明らかにするであろう。癌
であると明らかになつたものが粘膜中間層にまで
拡がつているかどうか、その場合の患者は手術不
可能となろうが、を評価することが出来る。体内
超音波イメージングはまた、悪性に至らない状況
の食道、例えばバレツトの上皮細胞を有する患者
には治療が可能である早期腺癌の発見ができるの
で特に有効であろう。大腸及び直腸の腫瘍は西半
球で最も一般的な内臓腫瘍の１つである。大腸及
び直腸癌の症例は過去数年にわたつて増加して来
ておりこれらの腫瘍は米国に於ける三大腫瘍に現
在ではなつている。米国に於て男性、女性の両方
で新しく癌であると診断される全てのケースの約
15％が大腸及び直腸癌となつている。これらの病
巣の早期発見における重大な進歩が血便検診及び
Ｓ状結腸内視鏡検査、大腸内視鏡検査によりなさ
れている。しかしながら、CTキヤン及び他の方
法にも拘らず、手術前に大腸及び直腸癌を層別す
ることは通常は困難である。しかし患者を管理す
る上で層別することは非常に重要になつて来る。
腫瘍の広がりは術前の放射線治療が適切であるか
どうかを決めることになろう。体内超音波イメー
ジングは層別を行うに利用可能であろう。

最終的には、多くの患者を苦しめている病気の
多くが動作特性に関係すると考えられており消化
管の動作特性に対する関心が深まつて来ている。
それらの病変には食道痙攣、噴門痙攣症、胃の異
常排出、腸の機能疾患、及び他の動作特性の機能
不全が含まれている。

内視鏡を経由して体内超音波イメージングをし
ようとする試みがリニアアレー、フエーズドアレ
ー、及び機械的セクタースキヤナーを用いてなさ
れて来ている。久永に依り“新しい経消化管スキ
ヤナー付の胃鏡”が1978AIUMの学会報に述べ
られている。機械的セクタースキヤナー内視鏡は
特別に設計された側視の胃鏡でワイアの先端部に
トランスデユーサーが組込まれている。トランス
デユーサーは横方向のビームパターンを有してお
り内視鏡の軸方向に外部よりワイアを回転させて
トランスデユーサーを回転させる。ポテンシヨメ
ーターがワイアに接続されておりトランスデユー
サーの角度位置及びビームアングルに関する電気
信号を発生するようになつている。トランスデユ
ーサーは従来のドツプラーイメージシステムに接
続して消化管壁のセクターイメージを得ることが
可能かもしれない。この装置は消化管壁の映像を
作り出せる一方で、内在せる沢山の短所を示して
いる。これらの短所の多くは内視鏡と超音波プロ
ーブの組合せに依る統合性から生じている。相対
的に安価であり、一般的に使用される目的で設計
されている内視鏡が超音波プローブを組込む為に
特別の設計をすることになる。その結果、従来の
内視鏡よりも事実上ずつと高価なものになつてし
まう。更に、超音波内視鏡は精巧なものにあり、
もし内視鏡の光学系或は超音波システムに損傷が
生じた場合、装置そのものが高額の修理を受けな
ければならない。専用内視鏡に内在する比較的高
い経費の為に内視鏡と超音波システムの数々の組
合せが阻まれている。

専用内視鏡に関するもう一つの問題は潜在的に
異常な細胞が見つかつた時にその細胞を超音波で
調べるのに専用内視鏡を再度挿入する為従来の内
視鏡を引き抜かねばならないことである。更にも
う１つの問題点は久永の論文に述べられている機
械的走査は側方視の内視鏡が必要となることであ
る。前方視の内視鏡に回転するトランスデユーサ
を取付けることは内視鏡の外径がライトガイド、
イメージガイド、をトランスデユーサーの機構部
に沿つて組込める程の大きさがないが為に不可能
であることである。この理由の為に、トランスデ
ユーサは内視鏡の先端に位置し、内視鏡は側視タ
イプにならざるを得ない。この欠点は前方視の内
視鏡は内視鏡医にとつてはずつと手馴れたもので
ありずつと使い易いということで極めて重大であ
る。側視内視鏡に於て内視鏡の先端部に近い像が
見えなくなることがある。最後にワイア及びトラ
ンスデユーサーを回転させることでジヤイロ効果
が発生し内視鏡をコントロールすることが困難に
なる。

他の経内視鏡的に挿入出可能な超音波プローブ
を利用したシステムはトランスデユーサにリニア
アレーを用いている。このシステムでは、トラン
スデユーサーのエレメントは内視鏡の片方の壁に
沿つて内視鏡の先端部か先端部から少し離れて軸
方向に細長く配置されており、その結果内視鏡を
折返えしアレーの近傍にある細胞を見ることが可
能である。アレーのエレメントはトランスデユー
サに接触している細胞の映像を順次にか或いはフ
エーズドアレイ技術と組合せて得ることに利用さ
れる。トランスデユーサーエレメントのアレーを
使用すればトランスデユーサーを回転させること
で生じるジヤイロ効果の問題は無くなるがそれは
それが独自の内在せる問題を抱えている。長いア
レーを用いることでトランスデユーサーは比較的
硬くなり、或る領域例えば食道や十二支腸への挿
入が難しくなる。

更に、リニアアレーが内視鏡の先端部近くに配
置されると超音波トランスデユーサーアレーに接
触している対象となる細胞を観察することが難し
くなることがある。その上、複数のトランスデユ
ーサーエレメントは内視鏡内部を通す多数の接点
を必要とし、その結果太い径の内視鏡となり患者
に苦痛を与えることになる。最後にもしリニアア
レーを組込んだ内視鏡は専用器具であり、それに
付随した特性はトランスデユーサー回転内視鏡と
同じである。

更にもう１つの経内視鏡的に挿入出可能な超音
波スキヤナーの種類にフエーズドアレートランス
デユーサーがある。このトランスデユーサーでは
一連のエレメントがお互に平行になつていて、発
信された超音波信号を各々のエレメントに関連し
た受信信号の遅れ位相を利用している。その遅れ
信号に依り超音波ビームの制御を行いそのビーム
をアーク状に速いレートで動かしている。フエー
ズドアレー超音波イメージングは主として経食道
的心臓鏡として食道壁を経由して心臓のイメージ
得る為に使用されて来ている。フエーズドアレー
プローブの広角はこの応用には理想的である。何
故なら心臓及びその比較的大きな血管を出来るだ
け多く見ることが最も重要であるからである。広
視界のフエーズドアレー超音波イメージングは腸
壁の検査に用いるのには不適切である。

内視鏡超音波イメージングには超音波プローブ
は極めて細くかつ必要な電気的特性を有している
ことが要求される。更に、プローブ近傍に位置す
る細胞の高い分解能を有する映像が必要であるの
で、プローブの設計は非常に重要である。かつて
は、ピエゾ効果物質から作られる円板状の超音波
プローブは表裏メツキされて使われていた。超音
波信号はトランスデユーサーの表面及び裏面に接
続された接点に対し超音波信号を送りそこから超
音波信号を受け取つている。しかしながら、それ
らのトランスデユーサーの径が小さいが為に、接
続ワイアを半田付する部分か又はトランスデユー
サー表面のメツキ部分に導電性エポキシで接合す
ることでトランスデユーサ表面の大部分の有効面
が占有されてしまうかも知れない。またエポキ
シ、或いは半田付箇所並びにワイアーが大きな端
数の波長をその表面から発生させ得るかも知れ
ず、その結果放射パターンが変わつて来る。半
田、エポキシ、或いはワイアの突出はまた１波長
もしくは1/4波長の組合せ層の使用を不可能にす
るかも知れない。それは突出構造はトランスデユ
ーサーの動作表面に組合せ層が完全に接触するの
を妨げるからである。トランスデユーサ表面にワ
イアを接続する上でのもう一つの問題はそのよう
な接続が完全な直接ワイアリングの為にPCBを
使用できないことである。上記のワイアをトラン
スデユーサーの表面の動作部に接続するという問
題を除去する為に、裏面にのみ接続するトランス
デユーサーが開発された。これらの裏面接続トラ
ンスデユーサーでは、デイスク裏面の導電性メツ
キは２つの半円形の領域に分割されておりワイア
はこれら半円形の領域の各々に接続されている。
重要なことは、トランスデユーサー表面の動作部
にはワイアは全然接続されていないことである。
このプライアートトランスデユーサーは容量的に
超音波信号をピエゾ効果円板を通して表面の動作
部とカツプリングすることで動作する。通常の方
法で分極した（即ち、円板全体を同一方向に分極
する）円板に対し1/2のピエゾ円板は収斂しもう
半分のピエゾ円板は拡張する。この動作様式はト
ランスデユーサー全体が収斂するか拡張するかの
どちらかの動作様式を有する通常のものとはつき
りとした相違となつている。その結果、トランス
デユーサーの半分が残りの半分から発生する波長
と180°位相の異なつた波長を発生する。そして、
このトランスデユーサーは１ビームパターンの代
りに２つの主ビームパターンを作り出し超音波イ
メージングに望ましいものとなつている。

（発明が解決しようとする問題）以上に述べたように、これまでの超音波イメー
ジングシステムは、一長一短があり、本発明は、
以下に述べることを目的として開発された経内視
鏡的診断可能な超音波イメージングシステムを提
供し、これまでの課題を解決しようとするもので
ある。

先ず、この発明の主目的は、実質的にどんな内
視鏡にも使用できる超音波プローブを提供するも
のである。そして、更なる目的として、プローブ
のトランスデユーサーの位置と方向とが内視鏡を
用いて容易に見ることの可能な経内視鏡的に挿入
可能な超音波イメージングシステムを提供するこ
とにある。また、本発明の目的は、内視鏡の操作
に何ら影響を及ぼさないで内視鏡を介して挿通可
能な超音波イメージングシステムを提供すること
にある。更に、本発明の目的は、一つの超音波ビ
ームを発生するトランスデユーサ表面の発振に何
ら接続のない超音波プローブを提供することにあ
る。更に、そのトランスデユーサ表面には接続し
ないで超音波を発生させ２つの異なつた距離範囲
にフオーカスする超音波ビームを発生する超音波
トランスデユーサ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、以上に述べた目的に基づき、内視鏡
の鉗子チヤンネルから内部組織を超音波的に撮像
する装置において、上記鉗子チヤンネルを通過す
るのに充分に小さな直径を有するカテーテルと、
このカテーテルの一端に取り付けられ、鉗子チヤ
ンネルを通過することのできる最大の横断方向の
寸法を有しかつ横断方向に向けられるビームパタ
ーンを有する超音波プローブと、このカテーテル
に接続され、内視鏡に対するカテーテルの長手方
向の位置を指示する超音波プローブ位置信号を発
生する位置決め手段と、カテーテルをこの位置決
め手段から手動で接続解除することができ、前記
超音波プローブ位置信号を変化させることなくカ
テーテルを長手方向に移動可能にする係止手段
と、および、カテーテルを通過して延びる導体に
よつて超音波プローブに接続され、プローブに供
給されて音響信号を発生させる超音波信号を発生
させる撮像手段であつて、前記組織から超音波プ
ローブに反射される超音波音響信号に対応する超
音波プローブからの超音波信号をさらに受け取
り、前記受け取られた超音波信号と前記超音波プ
ローブ位置信号とから超音波画像を発生させる上
記撮像手段とからなることを特徴とする経内視鏡
的に挿入可能な超音波イメージングシステムを提
供する。

（作用）上記経内視鏡的に挿入可能な超音波イメージン
グシステムは、内視鏡によつて超音波診断を必要
とする部位を見定め、その内視鏡に設けられた鉗
子チヤンネルを介して超音波プローブを挿入し必
要な超音波像を得ることができるものである。

（実施例）以下、この発明による経内視鏡的に挿入可能な
超音波イメージングシステムを添付図面に示した
実施例に基づき詳細に説明する。

経内視鏡的に挿通可能な超音波イメージングシ
ステムは、第１図に示されている。本発明による
イメージングシステムは身体の広い範囲にわたつ
て診断するために用いられるものであるが、第１
図には食道の内壁にある静脈瘤を診断していると
ころを示す。また、同図において、一般的な内視
鏡２は、照明窓３、観察窓４及び鉗子チヤンネル
５を備えている。カテーテル６は、鉗子チヤンネ
ル５を通して延出され、その先端に超音波トラン
スデユーサ８が装着されている。上記トランスデ
ユーサ８は、食道静脈瘤に接触して置かれ、高周
波信号は、超音波ビームを発生させるために上記
トランスデユーサ８に供給され、超音波ビーム
は、トランスデユーサ８に食道内壁から反射さ
れ、反射された超音波エネルギから電気信号に変
換される。トランスデユーサ８は、１乃至２つの
モードに食道静脈瘤を横切つて走査される。軸方
向走査モードにおいて、トランスデユーサ８は、
鉗子チヤンネル５の内外に動かされるカテーテル
６の軸方向に沿つて動かされる。半径方向走査モ
ードにおいて、カテーテル６は、半径方向パター
ンに走査するためにトランスデユーサ８を前後方
向に回転する。超音波像は、トランスデユーサー
が一つの軸および他の軸あるいは移動に沿つて動
かされて、そこから反射される超音波を表示する
ことによつて形成される。

超音波プローブの軸方向位置を計測するための
位置検出トランスデユーサの一実施例は、第２図
に図示されている。位置検出トランスデユーサ１
０は、内視鏡２の鉗子チヤンネル挿入口１２の近
傍に装着されている。従前より知られている接眼
部１６は内視鏡本体１８を通して光学的に観察が
できることを可能としている。位置検出トランス
デユーサ１０は、周知のルアーロツクアセンブリ
３０によつて鉗子チヤンネル挿入口１２の近傍に
装着される。上記カテーテル６は、管状ボス３２
内の貫通孔を通して鉗子チヤンネル挿入口から延
出している。上記ボス３２には摘みネジ３４を螺
合装着されている。この摘みネジ３４は、その先
端が上記管状ボス３２の貫通孔内のカテーテル６
に弾力的に係合するように回転操作される。上記
管状ボス３２は、ポテンシヨメータ３６のワイパ
ーアーム上に装着されている。上記ポテンシヨメ
ータ３６は、ワイパーアームが直線的に位置移動
しリード３８間の抵抗値を変える周知のものであ
る。

操作に際して、カテーテル６は超音波プローブ
が適当位置にあるように内視鏡２の接眼部６を通
して観察することによつて確かめつつ軸方向に動
かされる。この操作の間、摘みネジ３４は、カテ
ーテル６から係合解除される。ポテンシヨメータ
３６の出力は一定に保持される。結果として、カ
テーテル６の軸方向の大きな運動は、位置検出ト
ランスデユーサ３６の出力の変化なしに行なわれ
る。超音波プローブが適当位置にあることが内視
鏡２の接眼部１６を通して確認したときに、摘み
ネジ３４は、カテーテル６に係合するように回動
操作される。その後、カテーテル６の軸方向の運
動は、ポテンシヨメータ３６のワイパーアームの
動きを伴なうものである。その結果として、リー
ド３８間の抵抗は超音波プローブの軸方向位置に
応じて直線もしくは他の関数をもつて変化する。
上記超音波プローブは、検査される患部を横切つ
て軸方向に動かされる。そして、プローブ直下の
患部よりの超音波プローブから戻る超音波は
CRTデイスプレイ上に水平に表示する。ポテン
シヨメータ３６の出力は、CRTデイスプレイの
垂直軸を変調する。CRTデイスプレイは、水平
軸に患部の深さの像を表示し、そして垂直軸に超
音波プローブの位置を表示する。

第３図乃至第５図は、超音波プローブの位置検
出トランスデユーサの他の実施例を示す。第３図
乃至第５図の実施例は、第２図に示した実施例に
比較して、カテーテル６が位置計測トランスデユ
ーサに着脱自在に固定される点に相違がある。す
なわち、第３図乃至第５図に示した実施例におい
ては、リニアポテンシヨメータ３６が周知のルア
ーロツクコネクタ３０を通して内視鏡２の鉗子チ
ヤンネル挿入口に装着される。そのコネクタ組立
体４０は、ポテンシヨメータ３６のワイパーアー
ム４２に装着される。ローレツト付きノブ４４
は、第５Ａ図、第５Ｃ図に示すセツトネジ４６の
如き周知手段によつてカテーテル６に固定装着さ
れている。ノブ４４は、カテーテル６を回転させ
るために手動操作されるものであり、その操作
は、内視鏡１４の接眼部１６を介しての観察下に
適当位置に超音波プローブを位置決めするために
行なわれる。第４図及び第５図に示すように、コ
ネクタ組立体４０コネクタ本体５０を含み、この
コネクタ本体５０は、ポテンシヨメータ３６のワ
イパーアーム４２を受容するための円筒状の凹部
５２を有する。コネクター本体５０は、更に、カ
テーテル６を挿通する貫通孔５４及びストツプ部
材を受け入れるための大きな階段状貫通孔５６を
有する。ラツチ片６０は切欠６２を有し、ネジ６
２やナツト６４等によつてコネクタ本体５０に回
動自在に取り付けられている。

第５Ａ図及び第５Ｂ図に図示したように円柱状
のストツプ部材７０はセツトネジ７２等の周知手
段によつてカテーテル６上に固装されている。第
４Ｃ図に示すようにラツチ片６０が開放されてい
るときに、カテーテル６は円筒状の階段状貫通孔
５６内にストツプ部材７０を位置させるために軸
方向に動かされる。ラツチ片６０は、第４Ｄ図に
示すように閉成される。これによつてストツプ部
材７０は、貫通孔５６内に取り込み保持される。
その結果として、カテーテル６の軸方向の移動
は、コネクタ組立体４０を動かし、ポテンシヨメ
ータ３６のワイパーアーム４２をも動かす。それ
によつてリード３８間の抵抗は、カテーテル６に
装着された超音波プローブの軸方向位置に対応し
て変化する。カテーテル６はコネクタ組立体４０
によつてポテンシヨメータ３６に固定されてい
る。カテーテル６はローレツト付きノブ４４を手
動操作によつて回転される。その結果として、ト
ランスデユーサ本体の回転位置は、検査される患
部の表面の角度を変えることになる。

以上に述べたように、位置検出トランスデユー
サはカテーテル６に固定されること、カテーテル
６が位置検出トランスデユーサから非係合になさ
れ得ることが重要である。操作に際して、内視鏡
２は患者の体腔内へ挿入し、検査すべき患部近く
に内視鏡の先端を誘導し、鉗子チヤンネルを通し
て超音波プローブを送り込み操作する。位置検出
トランスデユーサが連続的にカテーテル６に係合
しているならば、位置検出トランスデユーサの全
スケールは、内視鏡２に挿入されている有効長を
充分にカバーできるようにしなければならない。
１インチの如く相対的に短距離の超音波プローブ
の軸方向移動は、位置検出トランスデユーサから
全スケールの相対的なわずかの割合での動きとし
てのみ発生させる。従つて、位置検出トランスデ
ユーサの感度には、限界を与えてしまう。これに
対して、カテーテル６を係合及び非係合状態に位
置検出トランスデユーサに対して選択的であるよ
うにすることによつて位置検出トランスデユーサ
の感度を最大にすることができる。位置検出トラ
ンスデユーサの全スケールは、超音波プローブ
の、例えば１インチの相対的なわずかな移動をカ
バーできるようにすることができる。第２図乃至
第５図に示された実施例では直線的なポテンシヨ
メータを用いているが、光学的エンコーダ等の他
の装置を用いても良いものである。第２図乃至第
５図の実施例は、超音波プローブが装着されてい
るカテーテルの軸方向の移動を測定する位置検出
トランスデユーサが用いられている。そして、こ
の実施例において、超音波像は、検査されるべき
患部に沿つて軸方向に超音波プローブを走査する
ことによつて発生されられる。第１図を参照して
説明したように、超音波はカテーテルを回転させ
ることによつて超音波プローブの回転位置を変え
て発生させることもできることが理解できるでし
よう。

次に、回転位置センサの他の実施例を第６図に
示す。第２図乃至第５図に図示しているリニア位
置検出トランスデユーサのように、第６図に示す
回転位置センサは、超音波プローブが内視鏡の鉗
子チヤンネルを通して挿入されている際にカテー
テル６から非係合になされている。

回転位置トランスデユーサ８０はハウジング８
２を含む。このハウジング８２は、コネクタ機構
によつて担持されている。コネクタ機構８４は、
位置センサを第２図乃至第５図の実施例と同様に
内視鏡２に装着するものである。コネクタ機構８
４は、ローレツト付きノブ８６を回転することに
よつて内視鏡１４の鉗子チヤンネルの挿入口１２
近くに螺合される。ノブ８６は、ハウジング８２
に関して回転される。コネクタ機構８４は、挿入
口１２内に螺装される。そして、それは、ロツク
レバー８８を作動することによつて回転させられ
ることに対してロツクする。ロツクレバー８８に
よつて作動されるロツク機構は以下に述べたよう
に構成されている。回転位置トランスデユーサ８
０は、ハウジング８２に装着されたポテンシヨメ
ータ９０を有する。そのポテンシヨメータは、カ
テーテル６を通す貫通孔を有する。周知の如き環
状の抵抗器９４は、ハウジング８２内に貫通孔９
２を通して同心的に設けられている。ワイパー接
触子９６は、ポテンシヨメータ９０によつて担持
され、かつ抵抗器９４に接触されているワイパー
接触子９６は、電気的に摺動子９８に接続されて
いる、つまり、摺動リング１００に電気的に接触
させられている。摺動リング１００は、電気的端
子１０２に接続されている。他の電気的端子１０
４，１０８は抵抗器９４の反対端に接続されてい
る。かくして、端子１０２と端子１０４，１０８
との間の抵抗はポテンシヨメータ９０の回転位置
によつて変化する。

ポテンシヨメータ９０は、ローレツト付きノブ
１１２で終わる軸方向に延びる部分１１０を有す
る。ノブ１１２は、ポテンシヨメータ９０とカテ
ーテル６の両者を回転するために回転操作され
る。ノブ１１２は部分的な螺子をもつ貫通孔１１
４を有する。螺子付き貫通孔１１４は、ノブ１１
８によつて回転される圧縮ネジ１１６を受け入れ
る。上記圧縮ネジ１１６はノブ１１２に関して回
転されるときに、ノブ１１２はネジに対して半径
方向の力が加えられ、ノブ１１２によつてカテー
テル６に対して力を与えロツクする。ネジ１１６
は、ノブ１１２のネジ付き貫通孔１１４内にネジ
込まれる際に、ポテンシヨメータ９０は、カテー
テル６と共に回転する。なお、カテーテル６の軸
方向移動は阻止されている。ネジ１１６がノブ１
１２から離れる方向に回転されるとき、カテーテ
ル６はトランスデユーサ８０に関して軸方向に移
動及び回転が許容される。

ロツクレバー８８によつて動作されるロツク機
構は、第６Ａ図、第６Ｂ図、第６Ｃ図、及び第６
Ｄ図に示されている。作動レバー８８は、その端
部間に接続されたタブ１２２を有する環状部材１
２０に接続されている。弾力的制御部材１２４は
ポテンシヨメータ本体９０の内に配設されてい
る。作動レバー８８は環状部材１２０の一端から
引き出され、回転操作される。それによつてポテ
ンシヨメータ本体９０に対して制動部材１２４に
力を付与するようにタブ１２２を動かし、ハウジ
ング８２に関してコネクタ８４の回転を阻止す
る。

第７図は、カテーテルの軸方向位置を表示する
電気信号を発生するための位置検出トランスデユ
ーサの他の実施例を示す。特別に設計されたカテ
ーテル１３０は、抵抗物質がコーテイングされて
いる。抵抗物質膜の一端は、それぞれ導線１３
２，１３４に接続されている。この導線１３２，
１３４は超音波トランスデユーサに接続された多
重導線１３６に沿つてカテーテル１３０の一端か
ら延出されている。接触ワイパー１３８は鉗子チ
ヤンネルの挿入口近くで内視鏡２に固定された取
り付けブロツク１４０から延びている。カテーテ
ル１３０上の抵抗コーテイング１３１とワイパー
１３８とによつてポテンシヨメータを構成し、カ
テーテル１３０の軸方向移動を導線１３２，１３
４の各々とワイパー１３８との間の抵抗値によつ
て表示する。カテーテル１３０に抵抗物質をコー
テイングするに代えて、カテーテルの長さ方向に
沿つてその外側に抵抗物質の薄帯を貼り付けても
良いものである。

第２図乃至第７図に示された位置検出トランス
デユーサは、超音波トランスデユーサの手動走査
するものに関してである。しかしながら、トラン
スデユーサーの自動的走査もまた可能である。自
動走査は内視鏡操作者の両手を解放するものであ
る。例えばフートスイツチによつてプローブを軸
方向あるいは回転方向に移動させることができ
る。軸方向走査が行なわれる際、プローブは、フ
ートスイツチの動作によつて進出するよりもむし
ろ引き込まれる方向にした方が好ましい。

第８図は、プローブを軸方向に自動的に走査す
るための機構を示す一実施例を示す。第８図は、
液圧あるいは空気圧を利用して内視鏡２の鉗子チ
ヤンネル内にカテーテルを挿通させる例を示す。
駆動モータ１５０は、ピストンロツド１５４とク
ランク１５６を介してピストン１５２を駆動す
る。ピストン１５２は、液体または気体を充填し
たシリンダー１５８内に装着されている。モータ
１５０が回転することによつて、ピストン１５２
はシリンダー１５８内で移動させられ、それによ
つて流体１６０を連結チユーブ１６２内に給送す
る。連結チユーブ１６２は、内視鏡２の鉗子チヤ
ンネル挿入口１２に装着された駆動シリンダー１
６４に連結されている。駆動ピストン１６６は、
駆動シリンダー１６４内に配装されかつ、カテー
テル６に固定されている。流体１６０が連結チユ
ーブ１６２内に給排送されたときに駆動ピストン
１６６は、シリンダー１６４内で前進後退させら
れる。それによつて、カテーテル６は鉗子チヤン
ネル内に挿通移動させられる。

カテーテル６は、軸方向位置検出トランスデユ
ーサ１７０を通してシリンダー１６４の端部から
延出されている。軸方向位置検出トランスデユー
サ１７０は、ハウジング１７２を含む。このハウ
ジング１７２は、一対の導線１７６，１７７の間
で、内壁にコーテイングされた抵抗物質１７４の
薄膜を有する。導体ワイパー１８０は、カテーテ
ル６上に装着され、導線１８２に接続されてい
る。導線１８２と導線１７６，１７８との間の抵
抗は、カテーテル６の軸方向位置を表示する。好
ましくは、駆動モータ１５０がステツプモータで
あることが望ましい。上記駆動モータ１５０は、
図示せぬフートスイツチを踏むことによつて起動
される。そして駆動モータ１５０がピストン１５
２を流体を引き出す方向に動かしたとき、駆動ピ
ストン１６６は右方向に移動する。トランスデユ
ーサの位置は、導線１８２と導線１７６，１７８
との間と抵抗値によつて計測される。

第９図にて、超音波トランスデユーサ１９０
は、トランスデユーサ支持体１９２に装着されて
いる。トランスデユーサ支持体１９２の基端は、
点１９６にてカテーテル１９４の内壁に弾力的に
係合している。チユーブ１９８は、トランスデユ
ーサ支持体１９２を通して配装されている。カテ
ーテル１９４は、シリンダーとして、そしてトラ
ンスデユーサ支持体１９２は、ピストンとして作
用する。流体がチユーブ１９８を介して排出され
たときにトランスデユーサ支持体１９２は左方向
へ移動し、またチユーブ１９８の外側には流体が
圧送されたときにトランスデユーサ支持体１９２
は右方向へ移動する。導線２０２，２０４はカテ
ーテル１９４通し、トランスデユーサ支持体１９
２を更に通しトランスデユーサ１９０に接続され
ている。

第９Ｂ図に示すように、カテーテル１９４は、
トランスデユーサ１９０の配装位置に対応して音
響窓２０８が細長く形成されている。トランスデ
ユーサ１９０は、音響窓２０８の直下にて前進後
退移動する。第９図に示された走査機構は、カテ
ーテル自体を軸方向に移動させるよりも円滑にか
つ迅速に走査できる。

第９図に示された走査機構は、第１０図に示さ
れた機構によつて作動させられる。カテーテル１
９４は、ハウジング２１０を通して延出されてい
る。このハウジング２１０は、チユーブ１９８内
に流体を給送する可撓性のバツク２１２が配装さ
れている。カテーテル１９４の一端はシリンダと
して形成され、その内には連結機構２１８を介し
作動リンク２１６によつて駆動されるピストン２
１４が嵌装されている。作動リンク２１６は第８
図に示すような駆動やモータや流体アクチユエー
タによつて駆動される。ピストン２１４が左側に
移動することによつて、カテーテル１９４を通し
て流体を送り込むことによつて第９図にてトラン
スデユーサ支持体１９２を右方向へ移動させる。
ピストン２１４の位置は、トランスデユーサ支持
体１９２の位置であつて位置検出トランスデユー
サによつて計測される。

超音波プローブを経内視鏡的に挿通可能なカテ
ーテル６は、第１１図及び第１２図に示されてい
る。カテーテルの壁２３０は液密で、可撓性があ
り内視鏡２の挿入部と同種の材質にて形成されて
いる。カテーテル６は要求された硬さなりを得る
ために、螺旋状に巻かれた補強用の巻線２３２，
２３４が相互に90°の角度をもつてカテーテル６
の外周に巻き付けられている。第１２図に示すよ
うに、カテーテル６は中空であり、超音波プロー
ブよりの２対の導線２３５，２３６及び２３７，
２３８を挿通可能としている。

第１３Ａ図乃至第１３Ｄ図は、超音波プローブ
２４０の一実施例を示す。超音波プローブ２４０
は、二素子からなり、二つの異なる深さ範囲にフ
オーカスができる。超音波プローブ本体２４２
は、カテーテル２４０の一端に装着されている。
プローブ本体２４２は、一対の凹み２４４，２４
６を有し、これら凹み２４４，２４６は分離した
面を有し、凹み２４４の半径は、凹み２４６の半
径よりも大きく形成されている。プローブ本体２
４２の反対側の面には円筒状の凹部２４８が形成
され、その中に、超音波トランスデユーサ２５０
が配設されている。超音波トランスデユーサ２５
０は、第１２図示す導線２３６乃至２３８によつ
て超音波イメーシングシステムに接続されてい
る。凹部２４８は、キヤツプ４５２によつて封印
される。

超音波プローブ本体２４２は射出成形によつて
エポキシ等のプラスチツク材によつて形成されて
いる。カテーテル６は、プローブ本体２４２に接
合されているものであり、プラスチツク材によつ
て形成されている。導線２３６，２３８は、超音
波トランスデユーサ２５０の適切な位置に接続さ
れている。トランスデユーサ２５０のエネルギー
ロスを最小にするためにバツクキヤツプ４５２に
よつてシールされている。

以上に述べたように、超音波トランスデユーサ
２５０への接続は、後面のみにする。第１４Ａ図
に示すように、一般的な“裏面接続のみ”のトラ
ンスデユーサは、薄く、ピエゾ素子からなる環状
円盤２５２が用いられる。通常、円盤２５２はピ
エゾ素子の大きなものから切り出される。円盤２
６０も同時に作り出される。円盤２５２の前面は
プレート２５４を有し、円盤２５２の裏面は、２
つの半環状のプレート２５５，２５６を有する。
それぞれの導線２５７，２５８は、プレート２５
５，２５６に接続されている。

第１４Ａ図に示された従来例の圧電素子円盤２
５２は、同一方向に偏向されている。前面上の環
状プレート２５４は、導線２５７，２５８を介し
て供給される信号と容量的に結合される。駆動信
号の半分は、１つの半環状プレート２５５と前面
プレート２５４との間で損失される。そして駆動
信号の他の半分は、プレート２５４とプレート２
５６との間で損失される。信号は、プレート２５
４とプレート２５６との間に流れる電流の方向に
反する方向にプレートとプレート２５４の間に流
れる。圧電素子円盤２５２の半分は収縮し、一方
他の半分は伸長される。この２つの作動の下に
180°位相の異なる超音波を放射する。それによつ
て、２つの主ビームパターンが発生される。これ
ら２つの主ビームパターンは、超音波イメージン
グのために望ましいものである。

第１４Ｂ図は“裏面のみ接続”のトランスデユ
ーサを示し、圧電円盤２５２′の部分的方向性に
よつて形成される単一ビムを発生する。この技術
によれば、前面プレート２５４と半環状の裏面プ
レート２５５との間の円盤２５２′は、前面プレ
ート２５４とプレート２５６との間の円盤２５
２′における極性と異なる方向の特性が与えられ
る。この再分極は、トランスデユーサの両半分に
て行なわれ、電気的極性は円盤の各半分にて行な
われる。本発明による裏面接続タイプは、２つの
異なれるフオーカス範囲をもつ単一素子超音波ト
ランスデユーサ、２素子超音波トランスデユーサ
として製造される。

第１５Ａ図及び第１５Ｂ図は、二素子超音波ト
ランスデユーサ２５０の一実施例を示す。超音波
トランスデユーサ２５０′は、単一あるいは複数
の素子からなる。トランスデユーサ２５０′は、
薄く圧電素子によるデイスク２６０によつて形成
される。感光技術を利用することによつてエツチ
ングパターンは、デイスク２６０の各面をデイポ
ジツトする。デイスクの前面で、有効面は金属の
プレート２６２によつてコーテイングされてい
る。裏面のエツチングパターンは一対の外側電極
２６４，２６６と一対の内側電極２６８，２７０
を含むものである。環状電極２６４，２６６と電
極２６８，２７０は、相互に共通の径線２７２に
よつて分離されている。

トランスデユーサ２５０は、前面とも銀もしく
は金の如き金属による裏面とのプレートによつて
形成されている。プレートは周知のホトエツチン
グによつて形成される。導線２３６，２３８間へ
の高周波信号の供給は圧電効果によつての振動を
デイスク２６０に惹起させる。相対的に細い超音
波ビームを発生させ浅いところにフオーカスさせ
るために、信号は導線２３５と２３６との間のみ
に供給される。巾広く、深い位置にフオーカスで
きる超音波ビームを発生させるために、高周波信
号が導線２３７，２３８間に供給される。圧電効
果デイスク２６０は、単一の超音波ビームを発生
させるためにトランスデユーサ２５０′の再分極
がなされねばならない。デイスク２６０は、次の
ようにして直流電源に接続されることによつて再
分極される。上記直流電源は、（＋）極が裏面の
電極２３５−２３８に接続され、（−）極が前面
プレート２６２に接続されている、デイスク２６
０は100℃に熱せられた油の中に浮かべられ、電
圧は600ボルトに調節される。その後、１時間経
過後、デイスクは取り出され15分間、冷却され
る。15分後導線は電源から外される。その導線の
＋、−極を逆にして直流電源に接続し、上述した
工程を繰り返して行なう。

第１６Ａ図及び第１６Ｂ図は、超音波ビームの
フオーカスについて説明するものである。第１６
Ａ図において、凹部２２４と２４６の曲率の半径
によつて圧電効果トランスデユーサ２５０により
発せられた超音波ビームのフオーカスが制御され
る。曲率は、種々の深さにフオーカスされるよう
に選択される。第１５Ａ図に示す内側部分２６
８，２７０が励起されたとき、超音波ビームは凹
部２４６の曲率の小さい効果によつてトランスデ
ユーサ２５０に比較的近い範囲にフオーカスされ
る。そして第１５Ａ図に示す外側部分２６４，２
６６が励起されたときには凹部２４４によつてト
ランスデユーサ２５０から離れた範囲にフオーカ
スされる。

凹部２４４，２４６は周知の例えば水あるいは
超音波ゲルの如きインピーダンス整合部材によつ
て充満される。しかしながら、第１６Ｂ図に示す
ように、凹部２４４，２４６は、シリコンゴムの
如き他の材料２７６によつて充満される。このよ
うな材料を用いることは、フオーカス距離伝播ス
ピードを変え得る材料２７６の外表面の曲率２７
８は、付加的にフオーカス動作を与える。第１６
Ｂ図に示す曲率２７８は単一であるが、異なる２
つ以上にすることもできる。凸面をもつ材料２７
６を用いることは、体腔内壁に対して音響的接触
に有利である。

超音波プローブ２４０は、また、第１７Ａ図及
び第１７Ｂ図に示すように単一素子であつても良
い。第１７Ａ図及び第１７Ｂ図に示す超音波トラ
ンスデユーサ２５０″は単一の曲率の凹部２４
４′を有する。また２７６′は、第１６Ｂ図の２７
６で示した材料と同一のものである。

以上、第１３図、第１６図、第１７図に示した
超音波プローブは裏面接続型をもつて示したが、
周知の形態のものでも良い。

以上に述べたように、超音波プローブは、Ｂ−
モード像を表示するために用いられる超音波イメ
ージングシステムに接続される。

第１８図及び第１９図は、超音波イメージング
システムの一実施例を示す。第１８図を参照する
に、超音波トランスデユーサ２５０の第１５Ａ図
に示す内側電極２６８，２７０及び外側電極２６
４，２６６の各々は、周知のインピーダンス整合
回路３０２および３０６を介して第１及び第２の
トランシーバ３００及び３０４に接続される。上
記トランシーバ３００及び３４０は、それぞれ信
号EN１，EN２を受け入れる。信号EN１、及び
EN２は、トランシーバを起動するための信号で
ある。またそれぞれのトランシーバ３００，３０
４は受信のゲインを制御するためのゲイン制御信
号TVG₁、TVG₂を入力する。このゲインは、患
部の深さ等によつて変えられる。発振信号foは、
送信される超音波の周波数に等しい。

トランシーバ３００，３０４の出力は、周知の
マルチプレクサ３１０に供給される。上記マルチ
プレクサ３１０は、送信制御器３１２によつて制
御される。上記マルチプレクサ３１０はトランシ
ーバ３００及び３０４に接続され、患部の浅い部
分あるいは深い部分からの反射があつた際に検出
器３１４に出力する。検出器３１４は、周知のも
のであり検出器３１４の出力はビデオ信号、つま
り超音波の反射の強度に比例した増巾率を有する
ビデオ信号を出力する。ビデオ信号の初期部分
は、検査される患部の表面に近い浅い部分に対応
し、後期部分は、比較的深い部分に対応する。

検出器３１４の出力のビデオ信号はイメージフ
レームメモリ３２０に供給される。そしてビデオ
信号はビデオデイスプレモニタ３２２に出力され
る。超音波プローブの夫々の位置に関してのビデ
オ信号は、像の水平ラインに再生される。デイス
プレーモニタ３２２の各水平ラインの垂直位置は
プローブ位置検出トランスデユーサ１０（第２図
参照）、４０（第３図乃至第５図）、及び８０（第
６図）によつて制御される。その結果として、デ
イスプレイ３２２の水平ラインは、患部の深さに
関する情報を表わし、デイスプレイ３２２の水平
ラインの垂直位置は超音波プローブの位置を表わ
す。それぞれの水平ラインの各点の輝度は、各点
に対応した深さから戻る超音波の強度に比例す
る。その結果として超音波プローブが患部を横切
つて走査されるので、垂直軸は患部の表面に沿つ
ての距離に対応するものであり、水平軸は、患部
内の深さに対応する。

回転される超音波プローブに関しては、垂直軸
は角度を表わし、水平軸は深さを表わす。

イメージフレームメモリ３２０は第１９図に詳
細に示す。検出器３１４の出力であるビデオ信号
は、Ａ−Ｄ変換器３３０に供給される。Ａ−Ｄ変
換器３３０からのデータは、周知の高速バツフア
メモリ３３２に供給される。高速バツフアメモリ
３２２は、Ａ−Ｄ変換器３３０からのデジタル化
されたサンプル信号が蓄積される。高速バツフア
メモリ３３２は、Ａ−Ｄ変換器３３０のサンプリ
ングレートに整合されている。データが高速バツ
フアメモリ３３２に蓄積された後に、データは、
データルーチング回路３３６を通してイメージ蓄
積メモリ３３４に書き込まれる。データルーチン
グ回路３３６は、イメージ蓄積メモリ３３４の入
出力を制御する。そして、それは、書き込み制御
回路３３８によつて制御される。書き込み制御回
路３３８は、主のタイミング制御回路３４０によ
つて制御される。データが書き込まれたイメージ
蓄積メモリのアドレスは、メモリアドレス制御器
３４２によつて制御される。そして、このメモリ
アドレス制御器３４２は、主のタイミング制御器
３４０によつて制御される。主のタイミング制御
器３４０は、超音波パルスが最初に伝送されると
きに低いアドレスを出力するためのメモリアドレ
ス制御器３４２を起動する。主のタイミング制御
器３４０は高速バツフアメモリ３３２からのデー
タ位置に同期してイメージ蓄積メモリアドレスを
増強する。これによつて検出器３１４からのデジ
タルビデオ信号は、データに対応した適当なメモ
リアドレスに書き込まれる。

イメージ蓄積メモリ３３４からのデータを読み
出すための回路及びデジタルデイスプレイ３２２
への回路は、時分割する。データは、読み出し制
御回路３４４によつてイメージ蓄積メモリ３３４
から読み出される。読み出されたデータは、Ｄ−
Ａ変換器３４６へデータ書き込み回路３３６を介
して供給される。Ｄ−Ａ変換器３４６は、検出器
３１４からのオリジナルビデオ信号を出力する。
ビデオデイスプレイ３２２につて用いられるビデ
オ信号を生成するために、同期信号は周知の同期
信号発生器３４８によつて発生される。そして、
周知のサミング回路３５０によつてビデオ信号に
付加される。回路３５０の出力としてのビデオ信
号は、ビデオデイスプレイ３２２に供給される。

第１８図に戻つて説明するに、デイスプレイ３
２２の垂直軸を制御するための回路は、符号３６
０で示す超音波プローブ位置検出トランスデユー
サの一つとして考えられる。位置検出トランスデ
ユーサ３６０の出力は、周知の信号整形回路３６
２を介しＡ−Ｄ変換器３６４へ入力される。上記
信号整形回路３６２は、プローブ位置検出トラン
スデユーサ３６０とＡ−Ｄ変換器３６４とのイン
ピーダンス整合とレベル合わせを行なうものであ
る。そして、それは、プローブ位置検出信号のオ
フセツトを可能としている。Ａ−Ｄ変換器３６４
は、周期的にサンプリングし、プローブ位置検出
信号をデジタル化する。更に、Ａ−Ｄ変換器３６
４は、内視鏡に関しての超音波プローブの位置を
表示するデータのバイトを出力する。前記位置検
出トランスデユーサ３６０は、ポテンシヨメータ
の代わりにデジタルエンコーダにすることもでき
る。そのような場合、信号整形回路３６２とＡ−
Ｄ変換器３６４は、不要である。その代わりに、
エンコーダからのデジタル信号は、位置比較器３
６６に直接入力される。

超音波プローブ位置のデジタル表示は、周知の
垂直ライン検出器３６８からのデジタル信号を入
力とする周知の比較器３６６に入力される。イメ
ージ蓄積メモリ３３４は、ビデオデイスプレイ３
２２の上から下まで水平ラインを走査する。各水
平ライン、垂直位置の情報は、メモリアドレス制
御器の出力として読み出される。デイスプレイの
垂直位置が、超音波プローブの位置に整合する垂
直ライン検出器３６８から走査されるときに、位
置検出器３６６は、メモリ制御回路３７０へ書き
込み可能な信号を出力する。メモリ制御回路３７
０は、イメージ蓄積メモリ３３４のライン内へ書
き込まれるために高速バツフアメモリ３３２に蓄
積されるデジタルビデオ信号を発生する。しかし
ながら、書き込み回路３７０は、イメージ蓄積メ
モリ内に書き込まれるデータを発生する。書き込
み信号WEが、送信制御器３１２から受信した
際、同時に書き込み信号WE２は、位置コンパレ
ータ３６６から受信される。メモリには、超音波
の反射の深さに対応する水平位置と、超音波プロ
ーブの位置に対応する垂直位置が蓄積される。言
い換えれば、デイスプレイの各軸は、水平軸と垂
直軸を反転させることもできる。像は、デカルト
座標に代えて極座標でデイスプレイされることも
できる。極座標デイスプレイは、第６図の実施例
に示したような、回転走査のために特に有用であ
る。送信制御器３１２は、回路３８０，３８２へ
信号Ｔ１，Ｔ１０，Ｔ２，Ｔ２０を出力する。回
路３８０，３８２は周知の信号EN１，EN２を
発生する。これら信号EN１，EN２は、トラン
シーバ３００，３０４に出力される。これによつ
て、超音波信号は、水平掃引のスタートに先立つ
て送信される。回路３８０，３８２は、タイム可
変のゲイン制御回路３８４，３８６へ出力する。
それによつて患部の深さに伴なう信号減衰を校正
する。ベースラインとタイムゲイン制御信号
TVG₁、TVG₂の曲線とは、周知の手段によつて
調整される。

（発明の効果）以上に述べたように、本発明によるシステムに
よれば、一般的に使用されている鉗子チヤンネル
を備えた内視鏡と組み合わせて使用することがで
きるので安価に超音波診断を行なうシステムの構
築ができる。更に本発明によれば、２つの異なつ
た距離範囲にフオーカスができる超音波プローブ
を提供でき、診断の信頼度を高めることができる
等の多くの作用効果を奏すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、略実寸大にて示され、食堂の静脈瘤
を映像化しているところを示す説明図、第２図
は、一般的な内視鏡に装着された超音波プローブ
の位置検出トランスデユーサの一実施例を示す要
部平面図、第３図は、超音波プローブの位置検出
トランスデユーサの他の実施例の正面図である。
第４Ａ図、第４Ｂ図、第４Ｃ図、第４Ｄ図は、そ
れぞれ第２図の位置検出トランスデユーサの平面
及び正面図である。更に、第５Ａ図、第５Ｂ図、
第５Ｃ図はカテーテルを回転させその軸回りの運
動を制限するためのカテーテルに装着された機構
の正面及び平面図である。第６Ａ図、第６Ｂ図、
第６Ｃ図、第６Ｄ図は、超音波プローブの回転位
置を示す信号を供給するための超音波プローブの
位置検出トランスデユーサの正面、平面及び断面
図である。第７図は、超音波プローブの軸方向位
置を示す信号を供給するための超音波プローブの
位置検出トランスデユーサのの実施例を示す断面
図、第８図は、自動的に軸方向に超音波プローブ
を動かしそのプローブの軸方向位置を示す信号を
供給するための機構を示す断面図である。第９図
は、カテーテルを通して送られる流体によつて自
動的に液圧で走査される超音波プローブの断面
図、第１０図は第９図の自動的に走査される超音
波プローブに付加される液圧信号を発生するため
の機構を示す断面図である。第１１図は、超音波
プローブと連結されたカテーテルの構造を示す正
面図、第１２図は、第１１図の１２−１２線に沿
う断面図である。第１３Ａ図、第１３Ｂ図、第１
３Ｃ図、第１３Ｄ図は経内視鏡的に診断可能な超
音波イメージングシステムに用いる超音波プロー
ブの平面及び断面図である。第１４Ａ図、第１４
Ｂ図は、経内視鏡的に挿通可能な超音波イメージ
ングシステムの超音波プローブに用いられている
２焦点距離の超音波トランスデユーサの平面及び
正面図である。第１５Ａ図及び第１５Ｂ図は、
“裏面のみに接続された従前よりの超音波プロー
ブと本発明の“裏面のみに接続された”超音波プ
ローブを示す断面図である。第１６Ａ図及び第１
６Ｂ図は、超音波レンズを形成しているところを
示す２つエレメントの超音波プローブの断面図で
あり、第１７Ａ図及び第１７Ｂ図は、超音波レン
ズを形成している単一エレメントの超音波プロー
ブの断面図である。第１８図は第１図乃至第１７
図の超音波プローブに接続され得る一般的超音波
イメージングシステムの一実施例を示す説明図、
第１９図は、第１８図の超音波システムで使用さ
れる映像取込み及び表示メモリ回路を示す説明図
である。２……内視鏡、３……照明窓、４……観察窓、
５……鉗子チヤンネル、６……カテーテル、８…
…超音波トランスデユーサ、１０……位置検出ト
ランスデユーサ、１２……鉗子チヤンネル挿入
口。

Claims

【特許請求の範囲】１内視鏡の鉗子チヤンネルから内部組織を超音
波的に撮像する装置において、上記鉗子チヤンネルを通過するのに充分に小さ
な直径を有するカテーテルと、このカテーテルの一端に取り付けられ、鉗子チ
ヤンネルを通過することのできる最大の横断方向
の寸法を有しかつ横断方向に向けられるビームパ
ターンを有する超音波プローブと、このカテーテルに接続され、内視鏡に対するカ
テーテルの長手方向の位置を指示する超音波プロ
ーブ位置信号を発生する位置決め手段と、カテーテルをこの位置決め手段から手動で接続
解除することができ、前記超音波プローブ位置信
号を変化させることなくカテーテルを長手方向に
移動可能にする係止手段と、および、カテーテルを通過して延びる導体によつて超音
波プローブに接続され、プローブに供給されて音
響信号を発生させる超音波信号を発生させる撮像
手段であつて、前記組織から超音波プローブに反
射される超音波音響信号に対応する超音波プロー
ブからの超音波信号をさらに受け取り、前記受け
取られた超音波信号と前記超音波プローブ位置信
号とから超音波画像を発生させる上記撮像手段と
からなることを特徴とする経内視鏡的に挿入可能
な超音波イメージングシステム。