JPS62167545A - 超音波内視鏡装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光結合によって信号の伝達を行う手段を設りた
超音波内視鏡装置に関する。

［従来の技術］ 近年、体腔内に挿入可能な細長の挿入部の先端側に光学
的な観察手段を設けた内視鏡が広く用いられるようにな
った。

上記内視鏡は光学的な観察を行うものであるが、光学的
観察手段の他に、超音波を送受して、音響的断層像を形
成し、この断層像によって、診断を行うための超音波内
視鏡装置がある。

従来の超音波内８２鏡装置は、第４図にその電気的構成
を示すように内視鏡先端部に組込まれた超音波振動子１
をフレキシブルシャフト等に接続して回転走査し、前記
振動子１に接続された信号線２で伝送した信号をブラシ
接点３，４を介して一方は接地し、他方は外部の受信表
示装置５と、ノイズカット用のダイオード６を介して送
信パルス発生回路７に導いていた。

このにうなブラシ接点３．４を用いた超音波内視鏡装置
では回転中にブラシ接点３，４が瞬間的に離れたり、ブ
ラシを構成Ｊる接点間の接触電位差の変化等により、受
信した微弱な超音波信号に雑音が混入し、断層像を表示
覆る際にノイズどなって現われ、断層像を見、’Ｉ！、
　Ｌ　＜　ｖる欠点があった。

又、特開昭５８−４１５３９号に開示されでいるように
モータを先端部に収納して、イの回転軸に振動子を取付
けたものもあるが第４図に示り−しのど同様の欠点があ
る。

このため、上記欠点を軽減するものとして第５図に示す
ような従来例がある。

即ち、破線で示す回転される側に前置増幅器８を設けて
振動子１の受信超音波信号を増幅器る。

この増幅器８も振動子１の回転と同期して回転部るため
電源を供給Ｊるブラシ接点９、増幅器８の出力信号を外
部に出力するためのブラシ接点１０、コモン信号用のブ
ラシ接点１１、送信パルス印加用のブラシ接点１２が必
要どなる。なお、ノイズカッ１〜用のダイオード６もや
はり回転部側に設りられている。このように構成されｌ
ｊ超音波内視鏡装置では受信超音波信号を一旦増幅した
後ブラシ接点１０を通すので、ブラシ接点１０で発生り
−るノイズ電圧が第５図の符号３のブラシ接点でのノイ
ズ電圧と同等ならば、第４図に示した構成よりもＳ／Ｎ
の向上が期待できる。

［発明が解決づべぎ問題点コ しかしながら今度は電源用の直流電流が、信号電流に小
爪して］’Ｅン信号ラインに設【Ｊられたブラシ接点１
１に流れるので、この直流電流によるブラシノイズが問
題となり、やはり表示画像に雑音が現われる欠点がある
。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、ブラ
シノイズが表示画像に現われるのを防止又は抑圧して診
断し易い鮮明な画像表示を行い１５する超音波内視鏡装
置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段及び作用］本発明は挿入
部の先端側に組込まれ、回転走査される超音波振動子か
らの信号を、共に回転される前置増幅器で増幅した後、
光結合手段を介して表示装置側に伝送りる構成にしてブ
ラシ接点によるノイズの混入を防止している。

［実施例コ 第１図及び第２図は本発明の第１実施例に係り、第１図
は第１実施例の原理的な構成を示し、第２図は具体的構
成を示づ。

第１実施例の超音波内視鏡装置２１はその内視鏡挿入部
２２の先端部２３に、超音波ｌ〜ラスンデューサを構成
する超音波振動子２４が配設され、該超音波振動子２４
は挿入部２２内を挿通された（螺旋管等で形成された）
フレキシブルシ１１７１〜２５を介してモータ等の回転
駆動手段で回転走査されるようになっている。

上記フレキシブルシャフト２５はその中空部内に、振動
子２４に一方の端部側が接続された同軸等のケーブル２
６が挿通され、このクープル２６の他端は手元操作部２
７に導かれている。この手元操作部２７内にはアンプユ
ニツ１〜２８が設（）られ、フレキシブルシャフト２５
と一体どなって回転駆動される。

しかして、上記振動子２４と接続されたケーブル２６の
他端はアンプユニット２８内の低雑音指数の前置増幅器
２９の入力端に接続されている。

この前置増幅器２９の出力端は発光素子としての発光ダ
イオード３１の一端（アノード）に接続されている。

上記発光ダイオード３１の他端（カソード）は増幅器２
９及びケーブル２６のコモンラインと光起電力素子とし
ての太陽電池３２のカソードとアンプユニット２８のコ
モン端子に接続されている。

この発光ダイオード（Ｌ　Ｅ　Ｄ　’）　３１は、前置
増幅器２９と共に、アンプコニブト２８内に収納されて
いる。しかして、この発光ダイオード３１に対向するよ
うに受光素子としてのフォトトランジスタ３３がアンプ
」−ニット２８外に固定配置され、フォトトランジスタ
３３の出力端は受信表示装置３４に接続され、フォトト
ランジスタ３３の両端に現われた高周波信号を受信表示
装置３４側に伝送できるようにして、光結合による信号
伝送手段が形成されている。

また、破線で示す回転部に存在する前置増幅器２９の電
源は、照明用光学系（ライトガイド）３５の光の一部を
用いて回転部の周囲に円環状に設りられた太陽電池３２
に起電力を起こさＵ、その起電ツノを前置増幅器２９の
電源端子に印加して電源に利用すると共に、前置増幅機
２９の出力で発行ダイオード３１を点滅して光による信
号を出力できるようになっている。

尚、上記ライトガイド３５の入射端は光源装置３６に接
続できるようになっており、光源ランプ３７の光が凹面
鏡３８で反射された後、コンデンサレンズ３つで集光し
て照射されるようにしである。

また、送信パルス発生回路４１の出力は、ブラシ接点４
２とダイオード４３を介しＣケーブル２６に接続される
と共に、アンプユニット２８におけるコモン端子はダイ
オード４４、ブラシ接点４５を介して外部のコモン信号
ライン（送イにパルス発生回路４１のリターン）に接続
されている。

上記第１実施例の具体的構造は、第２図に示ずにうにな
っている。

即ち、第１実施例の超音波内視鏡装置２１は、体腔内等
に挿入して観察等行うことができるＪζうに細長に形成
した中空の挿入部２２の先端近傍に観察光学系５１及び
照明光学系５２が収納され、さらにこれら光学系５１．
５２に隣接する先端部２３には超音波トランスデユーサ
（超音波探触子）５３が配設されている。この超音波ト
ランスデユーサ５３は、送信用の高周波パルス（送信パ
ルス）の印加による超音波の発生及び受信した超音波を
電気信号に変換する超音波振動子２４と、その両面に形
成された電極と、振動子２４の一方の送受波面に形成さ
れた集音用の音響レンズ５４と、他方の面に設けたダン
ピング部材５５とで構成されている。

上記超音波トランスデユーサ５３は挿入部２２内を挿通
された中空のフレキシブルシャフト２５の前端に中空パ
イプ５６を介して接続され、このフレキシブルシャフト
２５の後端は手元操作部２７内に延設され、パイプ５７
に接続されている。

このフレキシブルシャフト２５内を挿通されたケーブル
２６は、操作部２７内においてパイプ５７の後端に取付
りたユニットアンプ２８の入力側に接続されると共に、
（第２図では省略されている）ダイオード／１３，４．
４を介してパイプ５７外周に取イ］りたリング状の導体
部５８．５９に接続されている。これら導体部５８．５
９は回転された場合ブラシ接点４５．４．２とそれぞれ
接触するようになっている。又、上記パイプ５７の外周
に、リング状の太陽電池３２が取付けてあり、この外周
にはライトガイド３５の分岐された出！ｉＦＩ＠６０が
対向するように固定しである。

さらに、上記パイプ′５７はギヤ６１が取付けられ、こ
のギヤ６１は操作部２７内に収納されたモータ６２の回
転軸に取付けられたギｒ６３と歯合して、回転駆動され
るようになっている。

ところで、上記パイプ５７の後端に取付けられたアンプ
ユニット２８は、その回転中心となる部分に発光ダイオ
ード３１が取付けてありレンズ等を介して、対向配置さ
れたフォトトランジスタ３３に信号を伝達できるように
しである。

このフォトトランジスタ３３のコレクタはケーブル６４
を介して受信表示装置３４に接続されている。

又、上記ブラシ接点４２，４．５も同軸ケーブル６５を
介して送信パルス発生回路４１に接続されている。

尚、観察光学系５１は像伝送手段としてのイメージガイ
ド６６の前端に光学像を結び、この光学像はイメージガ
イド６６の後端に伝送され接眼部６７内の接眼レンズ６
８を介して拡大観察できるようにしである。

上記超音波１〜ランスデユーサ５３は超音波を伝達する
ゴム等のキャップ７１内に収納され、このキャップ７１
内に収納されたトランスデユーサ５３の周囲は超音波伝
達媒体（液体）７２で充満されている。又、この１〜ラ
ンスデユーサ５３が取付けられたパイプ５６はシール機
能を右する軸受７３で枢支されている。

このように構成された第１実施例によれば、ライトガイ
ド３５を介して光源ランプ３７の光を太陽電池３２に照
射し、その起電力で前置増幅器２つを作動させる電源に
用いて、振動子２４で受波された微弱な信号を増幅して
フ−＜　１−ダイオード３１で光変調し、この光をこの
フォトダイオード３１に対向するフォトトランジスタ３
３に伝送する光結合による信号の伝送手段を形成してい
る。このため、振動子２４及びフォトダイオード３１側
が回転駆動されても、その回転に左右されることなく、
信舅の伝送をｉ）うことができる。従って、従来例にお
りるブラシ接点による雑７４の混入を解消できる。

換言するならば、受信信号の経路及び電源の供給経路に
ブラシ接点を用いていないので、ブラシノイズが受信信
号にのる虞れがなく、また光結合で回転側と固定側を結
合しているため、結合部における外乱ノイズの影響がな
く、さらに結合部を小型化、軽量化できる。また、内視
鏡部内の電源と外部の電源とが完全に分離されているた
め、電源ラインを通してのノイズの回り込みがなく、Ｓ
／間の優れた断層像が得られる。なお、送信パルスがブ
ラシ接点４２あるいはブラシ接点４５等を経て伝送され
る場合、これらブラシ接点４２．４５で発生するノイズ
電圧は通常ダイオ−−ドの順方向電圧以下なので、ダイ
オード４３．４１で防止され、受信信号には影響を及ぼ
さない。又、送信パルスのタイミングと受信信号とのタ
イミングをずらすことによってその影響を解消できる。

第３図は本発明の第２実施例の主要部を示す。

この第２実施例では、前置増幅器２つは、挿入部２２の
先端側の例えばパイプ５６に取イ」けてあり、この前置
増幅器２９で増幅した信号はフレキシブルシャフト２５
内のケーブル２６を介して、フレキシブルシャフト２５
後端に取付けたパイプ５７に固定したフォトダイオード
３１で光変調する様にしている。

上記前置増幅器２９を振動子２４近傍に設けたこと以外
は、上記第１実施例と同様の構成である。

この第２実施例によれば、振動子２４で圧電変換された
受波信号は微弱であるので、ケーブル２６を経て増幅す
るよりも、増幅した後にケーブル２６で後方に伝送して
いるため、ケーブル２６による信号成分の減衰の影響を
軽減できるので、Ｓ／Ｎを大きくできる。

尚、上記第２実施例において、光結合部を挿入部２２の
前方側に設（ＪるＪ：うにしても良い。

尚、送信パルスをブラシ接点を用いることなく、ロータ
リートランスを用いて伝送するように構成することもで
きる。又、太陽電池等光起電力を右する素子を用いる代
りにロータリー１−ランスを用いて、前置増幅器用の電
源を形成しても良い。つまりロータリー１〜ランスで伝
送された交流信号を整流して、その平滑化した直流電圧
を前置増幅器の電源に利用するようにしても良い。又、
回転される部分に電池等を取り付け、前置増幅器等の電
源に用いるようにしても良い。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、受信信号の経路にブ
ラシ接点を用いることなく光結合で信号の伝送を行って
いるので、ブラシ接点によるノイズが受信信号に混入す
ることがなく、Ｓ／間の良好な断層像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例に係り、第１図
は第１実施例の電気的構成を示す回路図、第２図は第１
実施例の構成図、第３図は本発明の第２実施例の主要部
を示す構成図、第４図は従来例を示す回路図、第５図は
他の従来例を示す回路図である。 ２１・・・超音波内？ＪＡ鏡装置 ２２・・・挿入部　　　　２４・・・振動子２５・・・
フレキシブルシャフト ２６・・・ケーブル　　　２７・・・操作部２８・・・
アンプユニット ２９・・・前置増幅器　　３１・・・発光ダイオード３
２・・・太陽電池 ３３・・・フォトトランジスタ ３４・・・受信表示装置　３５・・・ライトガイド３６
・・・光源装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光学的観察手段を備えた内視鏡における挿入部先端
   側に超音波送受信用で回転駆動される超音波トランスデ
   ューサを収納した超音波内視鏡装置において、この超音
   波トラスンデューサで受信された超音波信号を表示装置
   に伝送する経路途中に発光素子と受光素子で形成した光
   学的な信号結合手段を設けたことを特徴とする超音波内
   視鏡装置。 ２、前記光学的な信号結合手段は、光学的観察手段のた
   めの照明光の一部を回転駆動される光起電力素子に照射
   して、その光起電力が電源に利用されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の超音波内視鏡装置。