JPH0654848A - 体腔内超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 副操作部が小型化でき、操作性が良好で、か
つ、ノイズの影響を受けにくい体腔内超音波診断装置を
得る。 【構成】 回転型信号伝達部４２は、軸心部に貫通孔４
１を有し、駆動軸２８の後端にネジ４３により嵌入固定
されている。さらに、回転型信号伝達部４２は、前記駆
動軸２８と一体に回転するスリップリング４４と、この
スリップリング４４に接触するブラシ４５及び該回転型
信号伝達部４２の中空軸４７と一体に回転する増幅アン
プＡ（４８ａ）とからなる。すなわち、回転型信号伝達
部４２から発生するノイズの影響を受ける前の超音波プ
ローブからの信号を増幅し、加えて、従来１つだった増
幅アンプを２段に分けて小型に構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、体腔内に挿入し超音波
像を撮像する体腔内超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、体腔内より深部臓器の精密診断を
行うために、内視鏡走入部の先端に超音波プローブを設
けた超音波内視鏡診断装置が開発されている。

【０００３】この超音波内視鏡診断装置は、超音波プロ
ーブの走査方式により機械走査方式と電子走査方式とが
あり、機械走査方式の中で超音波プローブを内視鏡挿入
部の中心軸に対し垂直方向に回転させるラジアル走査方
式は、消化管などの管腔内からの超音波診断に適してい
るとされている。

【０００４】従来、ラジアル走査方式の超音波内視鏡診
断装置としては、特開平２−２８６１４４号公報に示さ
れているものがある。この超音波内視鏡診断装置は内視
鏡挿入部の先端に設けられた超音波プローブを中空の駆
動軸を介してモータにより駆動し、超音波プローブから
の信号を駆動軸の中空部を挿通するケーブルを介して駆
動軸の端部に設けられた回転型信号伝達部から取り出す
ようになっており、上記モータおよび回転型信号伝達部
は内視鏡操作部と内視鏡接眼部との間に設けられた副操
作部に収納されている。

【０００５】そして、前記回転型信号伝達部の軸心部に
プローブシャフトの中空部と連通する貫通孔を設け、前
記超音波プローブからの信号ケーブルと前記回転型信号
伝達部の回転側に接続された信号ケーブルを前記回転型
信号伝達部の後端側で接続する構成とし、副操作部の小
型化を達成している。

【０００６】しかし、この場合においては、副操作部の
小型化は達成されるものの、回転型信号伝達部がリング
状の接点部材と、この接点部材の外周に接触するブラシ
から構成されているため、接点部材とブラシとの接触状
態のよりノイズが発生する問題があった。そこで、ノイ
ズの影響を小さくするために超音波プローブからの信号
を増幅器で増幅してから回転型信号伝達部より取り出す
ようにする方法が考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ように超音波プローブからの信号を増幅器で増幅してか
ら取り出すようにすると、駆動軸と回転型信号伝達部と
の間に存在する増幅器によって副操作部が大型化する。
そして、このような大型の副操作部を内視鏡挿入部と内
視鏡接眼部との間に設けると、全体のバランスが悪くな
り、操作性がより低下するという問題がある。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、副操作部が小型化され、操作性が良好で、か
つ、ノイズの影響を受けにくい体腔内超音波診断装置を
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の体腔内
超音波診断装置は、細長な挿入部の先端に設けた超音波
プローブを、中空のプローブシャフトを介して手元側操
作部内に設けたモータにより前記挿入部の軸線方向に対
して垂直面内で回転駆動し、前記超音波プローブからの
信号ケーブルを前記プローブシャフトの中空部を通して
前記手元側操作部内に設けられた回転型信号伝達部に接
続した体腔内超音波診断装置において、前記超音波プロ
ーブからの信号を増幅する増幅器を少なくとも２以上に
分割し、そのうちの少なくとも１つを前記超音波プロー
ブと前記回転型信号伝達部との間に接続配置し、前記超
音波プローブからの信号を増幅すると共に、前記手元側
操作部を小型化している。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて述べる。

【００１１】図１ないし図８は本発明の一実施例に係わ
り、図１は体腔内超音波診断装置の全体構成を示す構成
図、図２は副操作部の図１の裏面側からの透視図、図３
はプローブシャフトの構成を示す構成図、図４は内視鏡
操作部の構成を示す断面図、図５は回転型信号伝達部の
構成を示す構成図、図６は回転型信号伝達部の作用を説
明するブロック図、図７は副操作部の断面図、図８は超
音波プローブの回転を検出するエンコーダを説明する説
明図である。

【００１２】図１において、１は先端部２、湾曲部３、
可撓部４からなる体腔内挿入部であり、この体腔内挿入
部１の先端には超音波プローブ５が設けられている。ま
た、６は前記体腔内挿入部１の後端に設けられた内視鏡
操作部であり、この内視鏡操作部６には前記湾曲部３を
湾曲操作する湾曲操作ノブ７、送気送水ボタン８等が設
けられていると共に、ユニバーサルケーブル９が接続さ
れている。そして、前記ユニバーサルケーブル９の先端
には図示しない光源装置に接続されるコネクタ１０が設
けられている。

【００１３】前記内視鏡操作部６の後端には、前記超音
波プローブ５を駆動操作する副操作部１１が設けられて
いる。この副操作部１１には、電気ケーブルコード１２
が接続され、この電気ケーブルコード１２の先端には図
示しない超音波観測装置に接続されるコネクタ１３が設
けられている。

【００１４】また、前記副操作部１１には接眼部１４が
設けられており、前記体腔内挿入部１を体腔内挿入し、
前記コネクタ１０が接続された図示しない光源装置から
の照明光を該体腔内挿入部１内を挿通した図示しないラ
イトガイドを介して観察部位に照射し、観察部位の観察
像を該体腔内挿入部１内を挿通した図示しないイメージ
ガイドにより前記接眼部１４に伝送し、観察部位を観察
しながら前記内視鏡操作部６及び副操作部１１を操作す
ることができるようになっている。

【００１５】さらに、前記副操作部１１には超音波機能
を制御するスイッチ１５が設けられ、図示しない超音波
観測装置をあらかじめ操作しておくことで、超音波画像
のフリーズを行うスイッチ機能と、フリーズさせた超音
波画像を記録する装置のレリーズ機能と、超音波画像を
動画として保存する記録装置の作動機能等を選択できる
ようになっている。

【００１６】次に、図２ないし図７を用いて副操作部６
の構成を詳細に説明する。

【００１７】図２において、２１は副操作部本体であ
り、前記副操作部本体２１内には前記超音波プローブ５
を体腔内挿入部１の軸線方向に対し垂直方向に回転させ
る駆動部ユニット２３が収納されている。この駆動部ユ
ニット２３は、ベース２４と、このベース２４上に設け
られたシャフトホルダ２５と、このシャフトホルダ２５
に図示しない軸受を介して回転自在に支持された中空の
駆動軸２８と、この駆動軸２８をプリー２９、ベルト３
０、プリー３１を介して駆動する図示しないモータとか
ら構成され、前記駆動軸２８の中空部にはプローブシャ
フト３３の後端部である固定シャフト３８がネジ３４に
より嵌入固定されている。このプローブシャフト３３の
先端には前記超音波プローブ５が取り付けられており、
図示しないモータの回転力がプローブシャフト３３を介
して前記超音波プローブ５に伝わるようになっている。
また、前記駆動軸２８の後端には、軸心部に後述する貫
通孔４１を有する回転型信号伝達部４２が後述するネジ
４３により嵌入固定されている。

【００１８】尚、前記駆動部ユニット２３は、前記副操
作部本体２１の前部と後部に設けられた牽引部材５４、
５５により連結固定されている。

【００１９】前記プローブシャフト３３は、図３に示す
ように、第１フレキシブルシャフト３５、シャフト長調
節部３６、第２フレキシブルシャフト３７、前記固定シ
ャフト３８を連結して構成されており、前記体腔内挿入
部１及び内視鏡操作部６内に設けられた後述するガイド
チューブ３９ａ，３９ｂにより副操作部１１に導かれ
る。また、プローブシャフト３３は中空構造となってお
り、その中空部には超音波プローブ５と接続した信号ケ
ーブル４０が挿通されている。

【００２０】図４に示すように、前記湾曲部３の湾曲に
伴う前記プローブシャフト３３の進退を吸収し、かつ、
回転伝達の可能な前記シャフト長調整部３６が、前記内
視鏡操作部６の内部に位置するように設けられている。
前記シャフト長調整部３６に接続された第１フレキシブ
ルシャフト３５はガイドチューブ３９ａ内を挿通し超音
波プローブ５に導かれ、また、前記プローブシャフト３
３の第２フレキシブルシャフト３７は、内視鏡操作部６
内で蛇行しながらガイドチューブ３９ｂ内を通り、副操
作部１１に導かれるようになっている。

【００２１】図５に示すように、前記回転型信号伝達部
４２は、上述したように、軸心部に貫通孔４１を有し、
前記駆動軸２８の後端にネジ４３により嵌入固定されて
いる。さらに、前記回転型信号伝達部４２は、前記駆動
軸２８と一体に回転するスリップリング４４と、このス
リップリング４４に接触するブラシ４５及び該回転型信
号伝達部４２の中空軸４７と一体に回転する増幅アンプ
Ａ（４８ａ）とからなる。

【００２２】すなわち、図５及び図６に示すように、超
音波プローブ５と接続した信号ケーブル４０は、まず増
幅アンプＡ（４８ａ）に接続され、そこから回転型信号
伝達部４２内の前記スリップリング４４に接続される。
一方、回転型信号伝達部４２内の前記ブラシ４５には増
幅アンプＢ（４８ｂ）と接続した同軸ケーブルからなる
信号ケーブル４６の一端が接続されている。したがっ
て、超音波プローブ５からの信号を増幅アンプＡ（４８
ａ）でまず増幅し、その後回転型信号伝達部を介して増
幅アンプＢ（４８ｂ）でさらに増幅するようになってい
る。本実施例では、性能の異なる２つの超音波プローブ
５を組み込んでいるが、これは１つでも３つ以上でも同
様の構成となる。

【００２３】図７に示すように、前記副操作部１１内に
は、前記超音波プローブ５の回転位置を検出するエンコ
ーダ５１が設けられており、このエンコーダ５１には、
図示しないモータの回転が、図８に示すように、前記プ
ーリ２９、３１、前記ベルト３０及びプーリ４９を介し
て伝わるようになっている。尚、前記プーリ３１と前記
プーリ４９との間には、ベルト３０に適当な張力を与え
るアイドラ５０が配置されている。また、前記プーリ２
９、３１、４９の歯数比は２：１：２となっている。さ
らに、図示しないモータの周囲にはシールド板５２が設
けられている。

【００２４】図７において、２２は副操作部カバーであ
る。この副操作部カバー２２は、副操作部本体２１の開
口縁部に設けられたＶ字溝５６にパッキン５７を挟んで
嵌合している。そして、副操作部カバー２２は、固定ビ
ス５８により前記牽引部材５４、５５に設けられた金具
５９に対してネジ固定されると共に、副操作部カバー２
２に設けられた孔部を通して前記電気ケーブルコード１
２の口金６０にネジ固定される止め金具６１とパッキン
６２によって固定されている。

【００２５】このように構成された体腔内超音波診断装
置では、超音波プローブ５と接続した信号ケーブル４０
は、まず増幅アンプＡ（４８ａ）に接続され、そこから
スリップリング４４に接続される。そのため、回転型信
号伝達部４２から発生するノイズの影響を受ける前の超
音波プローブ５からの信号を増幅することが可能とな
り、加えて、従来１つだった増幅アンプを２段に分け、
１つを回転型信号伝達部４２の中空軸４７と一体に回転
させることにより、１つの増幅アンプを回転させるより
も小さなスペースで回転させることができ、副操作部１
１を小型化することができる。

【００２６】尚、上記実施例では副操作部１１を内視鏡
操作部６と接眼部１４との間に設けたが、体腔内装入部
１と内視鏡操作部６との間に副操作部１１を設けても良
い。さらには、内視鏡操作部６と副操作部１１を一体で
形成し、実質的に両者で１つの操作部となるようなもの
を用いても良い。

【００２７】また、観察光学系のない目無し体腔内プロ
ーブでも良いし、接眼部の代わりにテレビも仁多でない
し胸像の観察ができるように、先端部に固体撮像素子を
組み込んだ、いわゆる、超音波ビデオ内視鏡に用いても
良いのはいうまでもない。

【００２８】さらに、増幅アンプＡ（４８ａ）は、回転
型伝達部４２と一体で回転する形でなく、内視鏡操作部
６内のシャフト長調整部３６と一体で回転するように配
置しても良く、増幅アンプＢ（ｂ）は、副操作部１１内
でなく、電気ケーブルコード１２の途中やコネクタ１３
内に設けても良い。本願の主旨を逸脱しない範囲で種々
変形実施できる。

【００２９】ところで、上述した体腔内超音波診断装置
においては、観察部位の洗浄等のために、体腔内挿入部
内を挿通する送気管路及び送水管路を用いて、光源装置
等に設けられたポンプにより観察部位に送気、送水を行
うようになっている。このような送気管路及び送水管路
には体液、粘液等が残るため、検査終了後等に洗浄する
必要がある。このため従来よりポンプの圧力を利用し、
送気管路及び送水管路に水または消毒液を送水、送液し
管内を洗浄、消毒した後、ポンプからの空気を管内に送
気する事により、管内に残った水または消毒液を除去す
る送気管路及び送水管路用の洗浄具が用いられている。
しかしながら、このような洗浄具においては、管路内の
水を除去する際に逆流してポンプが壊れてしまうという
問題がある。

【００３０】そこで、本実施例の体腔内超音波診断装置
においては、図９に示すような送気管路及び送水管路用
の洗浄具８０を用いている。図９内の右半分（状態２）
は、図示しない光源装置に内蔵されたポンプの圧力を利
用して、送気管路及び送水管路に水または消毒液を送
水、送液し、管内に残った体液、粘液を洗浄、消毒する
状態である。洗浄具８０頭部を指等で押し込むことによ
りこの状態となる。

【００３１】一方、左半分（状態１）は、洗浄、消毒
後、管路内に残った水または消毒液を、図示しない光源
装置に内蔵されたポンプからの空気を送気する事により
除去する状態である。洗浄具８０頭部から指を離すこと
によりこの状態へ復帰する。

【００３２】パッキン８１は図示しない光源装置からの
送気を遮断するためのパッキンであり、パッキン８２は
図示しない光源装置に内蔵されたポンプの圧力を利用し
て送水、送液する際に、水または消毒液を遮断するため
のものである。

【００３３】状態１から状態２にいたるまでのストロー
クＬ1の間では、図示しない光源装置からの送気を遮断
するパッキン８１が空気を遮断するまでのストロークＬ
2と、パッキン８２が水または消毒液の遮断をやめるま
でのストロークＬ3との関係は、 Ｌ2＜Ｌ3 である。これにより、万一、術者がストロークの途中で
洗浄具８０の頭部押し込みをやめても、図示しない光源
装置から送水、送液された水または消毒液が図示しない
光源装置に送気管を通して逆流することがない。

【００３４】図１０は、図９に示した送気管路及び送水
管路用の洗浄具８０の上面図である。通常、このような
洗浄具８０が誤って体腔内超音波診断や内視鏡検査に使
用されることがないように、図１１に示すように、警告
用のプレート８４を鎖８５を介して洗浄具８０に固定す
るが、図１０では、このプレート８４を鋼線の曲げ加工
で制作した部品８３で洗浄具８０に固定した。これによ
り、製造コストを低く抑えることが可能となった。

【００３５】一方、上述した体腔内超音波診断装置は性
能の異なる複数の超音波プローブを組み込んでいたが、
一般に、このように、色々な種類の振動子が具備され
る、共通のサーボ回路を持った超音波スコープにおいて
は、そのモータサーボ用電圧は、大きな範囲をカバーし
なくてはならない。このような大きなサーボ電圧をノイ
ズ、回転速度安定性のすぐれたＰＬＬ制御方式で実施す
ると、その駆動用トランジスタ及び放熱板が大型になっ
てしまう。

【００３６】このような問題を解決するための超音波診
断システム装置を図１２に示す。

【００３７】図１２において、機械的に回転し、体内を
走査する超音波プローブ１０１は、中継ユニット１０２
を介して体内の断層像を図示しないモニタに表示する超
音波診断装置１０３に接続されている。

【００３８】前記超音波診断装置１０３には、該超音波
診断装置１０３の動作を制御する、たとえば、公知のＣ
ＰＵで構成された制御装置Ａ（１０４）と、前記超音波
プローブ１０１の走査用電源１０５と、機械的操作の起
動、停止動作を行うリレー１０６が設けられている。

【００３９】また、前記超音波診断装置１０３と前記超
音波プローブ１０１との電気的中継を行う前記中継ユニ
ット１０２には、前記走査用電源１０５の電圧を可変す
る公知の３端子レギュレータ１０７が前記前記超音波診
断装置１０３の前記リレー１０６に直結されて配置され
ており、この３端子レギュレータ１０７の出力電圧の制
御を制御装置Ｂ（１０８）で行わせるために、制御装置
Ｂ（１０８）の出力が３端子レギュレータ１０７のＣＯ
ＭＭＯＮ端子に接続されている。

【００４０】前記超音波プローブ１０１には、振動子１
０９及び超音波エコー信号の伝送を行うスリップリング
１１０を回転させるモータ１１１が内蔵され、超音波プ
ローブ１０１に設けられたサーボ回路１１２及び回転位
置検出用のエンコーダ１１３で等速回転制御されるよう
に、モータ１１１とサーボ回路１１２、エンコーダ１１
３とが接続されている。

【００４１】前記サーボ回路１１２は、図１３に示すよ
うに、公知のＰＬＬ回路による等速回転制御回路であ
り、回転速度を決定する基準発振器１１４、位相比較回
路１１５、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１１６、モータ
駆動用ダーリントントランジスタ１１７とから構成され
ている。

【００４２】サーボ回路１１２は、モータ１１１に接続
され、回転位置検出を行うエンコーダ１１３を監視しな
がら、モータ１１１の回転エネルギとなる電圧を制御し
出力する。同時に、サーボ回路１１２に配置されたモー
タ駆動用ダーリントントランジスタ１１７のコレクタ出
力は、中継ユニット１０２に入力され、モータ駆動用ダ
ーリントントランジスタ１１７のコレクタ電位は、常に
中継ユニット１０２の制御装置Ｂ（１０８）に監視され
ている。

【００４３】このときの動作を図１４を用いて説明す
る。

【００４４】超音波診断装置１０３に１００Ｖメイン電
源が印加されると、超音波診断装置１０３内部の全動作
を管理するＣＰＵである制御装置Ａ（１０４）が起動す
る。制御装置Ａ（１０４）の起動と共に、制御装置Ａ
（１０４）はリレー１０６を制御するリレー制御信号
（図１４（Ａ））を出力し、このリレー制御信号により
リレー１０６はある定められた期間、導通状態となり、
中継ユニット１０２の３端子レギュレータ１０７の入力
端子には超音波診断装置１０３内部のモータ駆動用の走
査用電源１０５の最大電圧、たとえば、２４Ｖが印加さ
れる。

【００４５】一方、リレー制御信号は、中継ユニット１
０２の制御装置Ｂ（１０８）に入力され、このリレー制
御信号により制御装置Ｂ（１０８）内部のマスタークロ
ックを制御するマスタークロック制御信号（図１４
（Ｂ））が生成され、マスタークロック制御信号により
マスタークロックの発振が起動される（図１４
（Ｃ））。

【００４６】制御装置Ｂ（１０８）内部では、マスター
クロックの立ち下がりによって一定値幅上昇する電圧
（図１４（Ｄ））を発生させる（たとえば、公知のシフ
トレジスタとＤ／Ａコンバータ等で容易に発生すること
ができる）。

【００４７】このマスタークロックによって一定値づつ
上昇する電圧（図１４（Ｄ））が、３端子レギュレータ
１０７のＣＯＭＭＯＮ端子に入力されることから、マス
タークロックの立ち下がりによって、一定値づつ３端子
レギュレータ１０７の出力電圧は降下していく（図１４
（Ｅ））。この３端子レギュレータ１０７の出力電圧の
降下に伴い、モータ駆動用ダーリントントランジスタ１
１７のコレクタ電圧も低下していく。

【００４８】コレクタ電圧は、制御装置Ｂ（１０８）に
入力され、一定値以下のコレクタ電圧になるとマスター
クロックの発振が停止し、３端子レギュレータ１０７の
出力電圧は一定に保持される。

【００４９】その後、超音波診断装置１０３の制御装置
Ａ（１０４）に出力されるリレー制御信号によってリレ
ー１０６がＯＦＦされ、超音波プローブ１０１のサーボ
回路１１２に供給される電源電圧の最適化が終了する。
この後、リレー１０６は、術者が操作する図示しない公
知のフリーズスイッチの動作により制御され、モータ１
１１の回転、停止を行う。

【００５０】このような超音波診断システム装置では、
超音波診断装置１０３の起動時に、接続されている超音
波プローブ１０１のサーボ回路１１２に最適な電源電圧
を供給するので、サーボ回路１１２のモータ駆動用ダー
リントントランジスタ１１７におけるコレクタ損失が著
しく低下でき、したがって、駆動用トランジスタ及び放
熱板を大型化することなく、超音波スコープに搭載され
るサーボ回路を小型化することができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、本
発明の体腔内超音波診断装置は、副操作部が小型化で
き、操作性が良好で、かつ、ノイズの影響を受けにくい
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施例に係る体腔内超音波診断装置の全体
構成を示す構成図である。

【図２】 一実施例に係る副操作部の図１の裏面側から
の透視図である。

【図３】 一実施例に係るプローブシャフトの構成を示
す構成図である。

【図４】 一実施例に係る内視鏡操作部の構成を示す断
面図である。

【図５】 一実施例に係る回転型信号伝達部の構成を示
す構成図である。

【図６】 一実施例に係る回転型信号伝達部の作用を説
明するブロック図である。

【図７】 一実施例に係る副操作部の断面図である。

【図８】 一実施例に係る超音波プローブの回転を検出
するエンコーダを説明する説明図である。

【図９】 送気管路及び送水管路用の洗浄具の断面図で
ある。

【図１０】送気管路及び送水管路用の洗浄具の上面図で
ある。

【図１１】送気管路及び送水管路用の洗浄具の側面図で
ある。

【図１２】超音波診断システム装置の構成を示す構成図
である。

【図１３】サーボ回路の構成を示す構成図である。

【図１４】超音波診断システム装置の動作を説明するタ
イミングチャートである。

【符号の説明】

１ … 体腔内挿入部 ５ … 超音波プローブ ６ … 内視鏡操作部 １１ … 副操作部 ２８ … 駆動軸 ３３ … プローブシャフト ４０ … 信号ケーブル ４２ … 回転型信号伝達部 ４４ … スリップリング ４５ … ブラシ ４８ａ… 増幅アンプＡ ４８ｂ… 増幅アンプＢ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細長な挿入部の先端に設けた超音波プロ
   ーブを、中空のプローブシャフトを介して手元側操作部
   内に設けたモータにより前記挿入部の軸線方向に対して
   垂直面内で回転駆動し、前記超音波プローブからの信号
   ケーブルを前記プローブシャフトの中空部を通して前記
   手元側操作部内に設けられた回転型信号伝達部に接続し
   た体腔内超音波診断装置において、 前記超音波プローブからの信号を増幅する増幅器を少な
   くとも２以上に分割し、そのうちの少なくとも１つを前
   記超音波プローブと前記回転型信号伝達部との間に接続
   配置したことを特徴とする体腔内超音波診断装置。