JPH04319342A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、血管内の狭窄や閉塞な
どの疾患を血管内から超音波を用いて診断し、治療を行
なう超音波診断装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、血管内の狭窄や閉塞などの疾患に
対し血管内に挿入したカテーテルを用い診断し、治療す
る血管形成手術が、開胸手術による血管バイパス化に対
し簡便であることから注目されている。この血管内部か
ら狭窄などの疾患を診断する方法は、例えば特開昭６３
ー３８３４に記載されている構成が知られている。

【０００３】以下、図６を参照して従来の血管内視鏡ビ
デオシステムについて説明する。図６は従来の血管内視
鏡ビデオシステムのカテーテル部分の構成図である。図
６において、４１はカテーテル、４２は血液排除用透明
液注入口、４３は画像伝達用光ファイバ口、４４は照明
光誘導用光ファイバ口、４５は血管、４６は閉塞物や狭
窄物であるアテローマである。

【０００４】以上のように構成された血管内視鏡ビデオ
システムについて、以下その動作について説明する。ま
ず、カテーテル４１を血管４５内に挿入し、アテローマ
４６近傍まで移動する。アテローマ４６近傍にカテーテ
ル４１先端が達したとき、照射光誘導用光ファイバ口４
４より患部を照明する。血管４５内は血液により不透明
なので視野を得るため、例えば生理食塩水の透明液を血
液排除用透明液注入口４２より噴出し、画像伝達用光フ
ァイバ口４３より血管内内視鏡診断が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、アテローマの状態を可視光により内視鏡
診断しているため、十分に深さ方向の情報を得られない
。また、血管内に生理食塩水を注入しながら診断するた
め、生体内に多量の生理食塩水を注入してしまう可能性
があるという課題を有していた。

【０００６】本発明は上記従来技術の課題を解決するも
ので、血管内部に生理食塩水等の異物を注入せず、簡便
な方式で血管内診断を可能とする超音波診断装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、カテーテル先端部に内包された超音波振動
子と、超音波振動子に接続された駆動カムと、回転動作
する傘歯車と、２つの位置検出センサと、超音波振動子
を駆動する信号を発生する送信部と、反射信号を電気信
号に変換する受信部と、検波部と、走査変換部と、表示
部の構成を有している。

【０００８】

【作用】本発明は上記構成によって、傘歯車の回転動作
を扇形動作に変換し超音波振動子を扇形走査させること
ができ、２次元の超音波断層像を得ることができる。

【０００９】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第１の実施例について、図
面を参照しながら説明する。

【００１０】図１は本発明の一実施例における超音波診
断装置のブロック図である。図１において、１１はカテ
ーテル、１２はカテーテル１１の先端部に内包された超
音波を送受波する超音波振動子、１３は超音波振動子１
２に接続された駆動カム、１４は傘歯車Ａ、１５は傘歯
車Ａ１４の傘歯車回転軸、１６は傘車Ａ１４上の傘歯車
回転軸１５とは別の位置に配置された駆動カム軸、１７
は傘歯車Ａ１４を回転動作させる傘歯車Ｂ、１８は傘歯
車Ｂ１７を回転動作させるワイヤー、１９はワイヤー１
８に接続された傘歯車回転制御部、２０は超音波振動子
１２の回転中心軸、２１はカテーテル１１内壁に配置さ
れた位置検出センサＡ、２２は位置検出センサＡ２１に
接触するように駆動カム軸１６に配置された位置検出セ
ンサＢ、２３は超音波振動子１２に接続された送信部、
２４は超音波振動子１２に接続された受信部、２５は受
信部２４に接続された検波部、２６は位置検出センサＡ
２２に接続された角度演算部、２７は検波部２５と角度
演算部２６に接続された走査変換部、２８はテレビモニ
タなどから構成され走査変換部２７に接続された表示部
、２９はカテーテル１１の先端に配置されたメンブレン
、３０は超音波振動子１２とメンブレン２９の間に充填
された伝搬媒体、３１は治療用にカテーテル１１の外壁
に配置されたバルーン、３２は血管、３３は血管３２内
の閉塞物や狭窄物であるアテローマである。

【００１１】以上のように構成された超音波診断装置に
ついてその動作を説明する。まず、カテーテル１１を血
管３２内に挿入し、アテローマ３３近傍まで移動させる
。アテローマ３３近傍にカテーテル１１の先端が位置し
たら、送信部２３から超音波送信信号を超音波振動子１
２に転送する。超音波振動子１２は転送されてきた超音
波送信信号を超音波に変換し、前方に送波する。超音波
振動子１２から送波された超音波は伝搬媒体３０中を伝
搬し、メンブレン２９に到達する。メンブレン２９は伸
縮性のある薄い膜で構成され、血液と伝搬媒体３０を遮
断している。

【００１２】メンブレン２９に到達した超音波の一部は
透過し、血液中を伝搬しアテローマ３３に到達する。ア
テローマ３３に到達した超音波は一部が反射され超音波
振動子１２に戻り、一部が透過する。アテローマ３３中
を伝搬する超音波は音響インピーダンスの違いにより次
々に反射され超音波振動子１２に戻る。反射超音波は超
音波振動子１２にて電気信号に変換され、受信部２４に
て増幅され、検波部２５にて検波される。

【００１３】超音波振動子１２のビーム照射方向は、傘
歯車Ａ１４を回転動作させることにより扇形走査させる
。傘歯車Ａ１４を回転動作すると、傘歯車Ａ１４上の駆
動カム軸１６が回転動作する。回転動作する駆動カム軸
１６は、超音波振動子１２に接続された駆動カム１３を
回転中心軸２０を支点とし扇形動作させる。この駆動カ
ム１３の運動に合わせて超音波振動子１２も扇形動作す
る。傘歯車Ａ１４は傘歯車Ｂ１７により回転動作する。 傘歯車Ｂ１７の回転は、傘歯車Ｂ１７に接続されたワイ
ヤー１８を傘歯車回転制御部１９により回転動作される
ことで可能となり、傘歯車回転制御部１８は傘歯車Ａ１
４の回転動作を制御し、超音波振動子１２の扇形動作の
制御を行なう。

【００１４】超音波振動子１２の角度情報を得るため、
位置検出センサＡ２１と位置検出センサＢ２２がある。 駆動カム軸１６に配置された位置検出センサＢ２２は、
傘歯車Ａ１４が一回転するごとにカテーテル１１内壁に
配置された位置検出センサＡ２１に一回接触する。この
とき得られる電気信号を簡略的に図示すると、図２のよ
うになる。図２は、位置検出センサＡ２２の出力信号の
一例で、位置検出センサＢ２２が位置検出センサＡ２１
に接触しているときの出力信号レベルはＰＨで、それ以
外の時の出力信号レベルはＰＬである。

【００１５】この出力信号により駆動カム軸１６の基準
位置を知ることができる。また図２に示すようにＴ１と
Ｔ２の時間間隔を分割し、駆動カム１３、駆動カム軸１
６、回転中心軸２０、位置検出センサＡ２１、位置検出
センサＢ２２の位置関係および形状を考慮し、傘歯車Ａ
１４が等角速度運動で近似できるときは、超音波振動子
１２のビーム照射方向が算出できる。ビーム照射方向は
角度演算部２６で計算される。

【００１６】超音波振動子１２のビーム照射方向情報で
ある角度演算部２６の出力と、反射信号の検波部２５の
出力を、走査変換部２７にて標準テレビ出力に変換する
。走査変換部２７の出力により、２次元の超音波断層像
を表示部２８に表し、血管３２内の超音波診断を行なう
。次に、アテローマ３３の狭窄部にカテーテル１１外壁
のバルーン３１が位置するようにカテーテル１１を移動
させ、バルーン３１を膨張させ、血管形成を行い、血流
状態を良好にする治療を行なう。

【００１７】以上のように本実施例によれば、カテーテ
ル１１内に内包された傘歯車Ａ１４を傘歯車Ｂ１７とワ
イヤー１８を介して傘歯車回転制御部１９で回転させ傘
歯車Ａ１４の回転動作により超音波振動子１２に接続さ
れた駆動カム１３を扇形走査させ超音波振動子１２から
送波される超音波を２次元に走査させることが可能とな
る機構を設けることにより、血管３２内からアテローマ
３３を簡便な構成で診断をすることができる。

【００１８】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について、図面を参照しながら説明する。

【００１９】図３は本発明の第２の実施例における超音
波診断装置のカテーテル１１の先端部の側面図である。

【００２０】図３において、１１はカテーテル、１２は
超音波振動子、１３は駆動カム、２０は回転中心軸で、
以上は図１の構成と同様なものである。図１の構成と異
なる点は、メンブレン２９を超音波振動子１２の前面を
遮らないように超音波振動子１２の側面に例えば接着し
、超音波振動子１２とメンブレン２９の間の伝搬媒体３
０を不要とし、また超音波振動子１２の扇形走査の妨げ
にならないように伸縮性のある構造、例えば蛇腹形状と
した点である。

【００２１】上記のように構成された超音波診断装置に
ついて、以下その動作について説明をする。超音波振動
子１２は実施例１に記載したように超音波振動子に接続
された駆動カム１３を扇形走査することにより扇形走査
される。メンブレン２９は伸縮性のある例えば蛇腹形状
からなるので、超音波振動子１２の扇形走査に合わせて
伸縮し、超音波振動子の扇形走査の妨げにならない。超
音波振動子１２の前面にメンブレン２９が無いため、伝
搬媒体無しで超音波振動子１２から直接血液中に超音波
を送波できる。

【００２２】超音波振動子１２の扇形動作中における２
次元超音波断層像の取得方式は、実施例１と同様になる
ため省略する。

【００２３】以上のように本実施例によれば、超音波振
動子１１の側面にメンブレン２９を接続する構造を設け
ることにより、超音波振動子１１の前面にある伝搬媒体
２９を不必要とすることができる。

【００２４】（実施例３）以下、本発明の第３の実施例
について、図面を参照しながら説明する。

【００２５】図４は本発明の第３の実施例における超音
波診断装置のカテーテル１１の先端部の側面図である。

【００２６】図４において、１２は超音波振動子、２０
は回転中心軸、２９はメンブレンで、以上は図１および
図３の構成と同様なものである。構成の異なる所は超音
波振動子の形状をカテーテル１１の内径よりも大きくで
きるようにカテーテル１１の先端を山形形状とした点で
ある。

【００２７】上記のように構成された超音波診断装置に
ついて、以下その動作について説明をする。超音波振動
子１２の回転中心軸２０はカテーテル１１先端の尖った
部分に接続する。カテーテル１１の先端が山形形状なの
で、超音波振動子１２の形状は回転中心軸２０に直交す
る方向にカテーテル１１の内径より大きくすることがで
きる。超音波振動子１２とカテーテル１１は実施例２に
記載したように伸縮性のあるメンブレン２９で接続する
。

【００２８】超音波振動子１２は実施例１に記載したよ
うに扇形走査され、超音波振動子１２の扇形動作中にお
ける２次元超音波断層像の取得方式は、実施例１と同様
になるため省略する。

【００２９】以上のように本実施例によれば、カテーテ
ル１１の先端を山形形状とし、カテーテル１１の先端の
尖った部分に回転中心軸２０を接続する構造を設けるこ
とにより、超音波振動子１１の形状をカテーテル１１の
内径よりも大きくできる。

【００３０】（実施例４）以下、本発明の第４の実施例
について、図面を参照しながら説明する。

【００３１】図５は本発明の第４の実施例における超音
波診断装置のカテーテル１１の先端部の側面図である。

【００３２】図５において、１８はワイヤー、２１は位
置検出センサＡで、以上は図１の構成と同様なもので、
１１はカテーテル、１２は超音波振動子、２０は回転中
心軸、２９はメンブレンで、以上は図３の構成と同様な
ものである。図１の構成と異なるのは、超音波振動子１
１に接続された駆動カム１３を先端がＬ字に曲がったロ
ッド３４にした点と、ロッド３４を前後運動させるため
に傘歯車Ａ１４と駆動カム軸１６と傘歯車Ｂ１７を先端
部に斜めに切れ込んだ溝を有するローター３５と軸受け
３６にした点と、駆動カム軸１６に配置されていた位置
検出センサＢをローター３５上に配置した点である。

【００３３】上記のように構成された超音波診断装置に
ついて、以下その動作を説明する。まず、超音波振動子
１２に接続されたロッド３４のＬ字に曲がった先端部分
をローター３５の斜めに切れ込んだ溝に配置する。実施
例１に記載したようにワイヤー１８を回転動作してロー
ター３５を回転動作せると、ロッド３４の先端はロータ
ー３５の溝に沿って運動し、ロッド３４は軸受け３６に
より前後動作する。ロッド３４の前後方向の動作により
超音波振動子１２は回転中心軸２０を支点として扇形走
査する。ローター３５が一回転するごとに、カテーテル
１１内壁に配置された位置検出センサＡ２１とローター
３５に配置された位置検出センサＢ２２は一回接触する
。

【００３４】超音波振動子１２の扇形動作中における２
次元超音波断層像の取得方式は、実施例１と同様になる
ため省略する。

【００３５】以上のように、先端がＬ字に曲がったロッ
ド３４と先端部に溝のあるローター３５と軸受け３６を
設けることにより、超音波振動子１２を扇形走査させる
ことが可能となり、血管３２内のアテローマ３３の形態
を簡単な構成で診断することができる。

【００３６】なお、第１の実施例において超音波振動子
１２はカテーテル１１に内包される構造としたが、第４
の実施例のように超音波振動子１２は血液と接触する構
造としてもよい。また、第４の実施例では超音波振動子
１２は血液と接触する構造としたが、第１の実施例のよ
うに超音波振動子１２はカテーテル１１に内包される構
造としてもよいことは言うまでもない。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明は、血管内に挿入可
能なカテーテルと、カテーテルの先端に内包された超音
波振動子と、超音波振動子に接続された駆動カムと、回
転軸からずれたところに駆動カム軸を有す傘歯車Ａと、
傘歯車Ａに接続された傘歯車Ｂと、傘歯車Ｂの回転を制
御する傘歯車回転制御部と、駆動カム軸に配置された位
置検出センサＢと、カテーテル内壁部に配置された位置
検出センサＡと、位置検出センサＡに接続された角度演
算部と、超音波振動子に接続された送信部および受信部
と、受信部に接続された検波部と、角度演算部と検波部
に接続された走査変換部と、走査変換部に接続された表
示を設けることにより、簡便な構成でカテーテル内に内
包された超音波振動子を扇形走査させ、血管内に生体に
対して異物である例えば生理食塩水等をいれることなく
、カテーテル前方のアテローマの診断と治療をすること
ができる優れた超音波診断装置を実現できるものである
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における超音波診断装置
の一部ブロック結線図

【図２】同第１の実施例における超音波診断装置の位置
検出センサの出力を示す波形図

【図３】本発明の第２の実施例における超音波診断装置
のカテーテル先端部の側面図

【図４】本発明の第３の実施例における超音波診断装置
のカテーテル先端部の側面図

【図５】本発明の第４の実施例における超音波診断装置
のカテーテル先端部の側面図

【図６】従来のビデオシステムの先端部の側面図

【符号の説明】

１１　　カテーテル １２　　超音波振動子 １３　　駆動カム １４　　傘歯車Ａ １５　　傘歯車回転軸 １６　　駆動カム軸 １７　　傘歯車Ｂ １８　　ワイヤー １９　　傘歯車回転制御部 ２０　　回転中心軸 ２１　　位置検出センサＡ ２２　　位置検出センサＢ ２３　　送信部 ２４　　受信部 ２５　　検波部 ２６　　角度演算部 ２７　　走査変換部 ２８　　表示部 ２９　　メンブレン ３０　　伝搬媒体 ３１　　バルーン ３２　　血管 ３３　　アテローマ ３４　　ロッド ３５　　ローター ３６　　軸受け ４１　　カテーテル ４２　　血液排除用透明液注入口 ４３　　画像伝達用光ファイバ口 ４４　　照明光誘導用光ファイバ口 ４５　　血管 ４６　　アテローマ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　血管内に挿入可能なカテーテルと、前
   記カテーテル内に血液が入らないように前記カテーテル
   先端を包むように取り付けられたメンブレンと、前記カ
   テーテルの先端部に内包された超音波振動子と、前記メ
   ンブレンと前記超音波振動子の間を満たす伝搬媒体と、
   前記超音波振動子に接続された駆動カムと、前記超音波
   振動子を前記駆動カムで扇形走査させるため回転軸から
   ずれたところに駆動カム軸を有す第１の傘歯車と、前記
   第１の傘歯車を回転動作させる第２の傘歯車と、前記第
   ２の傘歯車の回転動作を制御する傘歯車回転制御部と、
   前記第２の傘歯車と前記傘歯車回転制御部をつなぐワイ
   ヤーと、前記カテーテル内壁部に配置された第１の位置
   検出センサと、前記駆動カム軸に配置された第２の位置
   検出センサと、前記第１の位置検出センサに接続された
   角度演算部と、前記超音波振動子に接続された送信部お
   よび受信部と、前記受信部に接続された検波部と、前記
   角度演算部と前記検波部に接続された走査変換部と、前
   記走査変換部に接続された表示部を備えた超音波診断装
   置。
2. 【請求項２】　　カテーテル先端にある超音波振動子の
   前面を遮らないように前記カテーテルと前記超音波振動
   子の間に取り付けられた伸縮性のあるメンブレンを有す
   請求項１記載の超音波診断装置。
3. 【請求項３】　　超音波振動子をカテーテルの内径より
   も大きくできるように前記カテーテルの先端が山形形状
   である請求項１、２記載の超音波診断装置。
4. 【請求項４】　　超音波振動子に接続された先端がＬ字
   に折り曲げられたロッドと、前記ロッドを前後運動させ
   るため溝のあるローターと、前記ロッドを前後だけに運
   動させるための軸受けと、前記ローターに配置された位
   置検出センサＢを有することを特徴とする請求項１記載
   の超音波診断装置。