JPS6240018B2

JPS6240018B2 -

Info

Publication number: JPS6240018B2
Application number: JP54028488A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Suwaki; Otaro Ando
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1979-03-12
Filing date: 1979-03-12
Publication date: 1987-08-26
Also published as: JPS55120851A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は超音波振動子を体腔内に挿入し、体腔
内より生体諸器管の像を造影する体腔内超音波診
断装置に関する。

近年超音波造影技術の進歩により超音波走査に
よるエコー像が医学分野で広く使用されるように
なつた。

超音波造影技術は医学分野で古くから使用され
てきているＸ線造影に比し、生体に無害、生体軟
組織像が造影剤なしに造影できる、結石・癌組織
に敏感である、装置価格が安い等の利点が評価さ
れ、急速に普及しつつある。

しかし、従来の超音波診断装置は生体表面から
生体内部の諸器管像を造影しているため、みよう
とする器管まで距離があり、且つその間に脂肪層
のような不均質な層を超音波が通過するため、エ
コー信号のＳ／Ｎ比が低下したり、又途中に気体
層が存在すると超音波エネルギーは吸収され減衰
して造影が困難になる場合もある。

更に、骨の陰にある器管は骨による超音波エネ
ルギーの吸収により超音波エネルギーが減衰して
造影不可能となつていた。

そこで、例えば超音波振動子を直腸に挿入して
前立腺を検査する体腔内超音波診断装置が考えら
れている。体腔内超音波診断装置は、超音波パル
スを生体表面から発射させる前者の装置に比べ、
目標臓器に近い位置で、より高い周波数の超音波
を使用することができるから、高品位の画像を得
ることができる利点があるが、従来提案されてい
るこの種装置は、その挿入部がいずれもリジツト
に構成され、上述したように直腸に挿入して前立
腺を診断する等の比較的浅く単純な形状の体腔に
挿入して使用される。しかし、最近では、体腔内
超音波診断装置の利点を活かし、挿入部をフレキ
シブルに構成して、複雑かつ深い食道や胃に超音
波振動子を挿入し、高解像力の下で心臓、膵臓等
の臓器を診断する装置の開発が望まれている。

一方、体腔内超音波診断装置において、セクタ
スキヤン像を得るためには、挿入部の径に制限が
あるため、一般には挿入部先端に超音波振動子を
有する超音波ビーム走査手段を設け、挿入部後端
に連結される操作部に超音波ビーム走査用の駆動
手段および超音波ビームの方向を検出する角度検
出器等を設けて構成することが考えられ、リジツ
ドな挿入部を持つ上述した体腔内超音波診断装置
においては、挿入部先端に設けた超音波ビーム走
査手段と操作部に設けた駆動手段および角度検出
器とを剛体から成る軸で連結して構成されてい
る。したがつて、この場合には、超音波ビームの
方向と角度検出器の回転とが１対１に対応するの
で、角度検出器として従来から用いられている
sin、cos関数発生型のポテンシヨメータを有効に
用いることができる。しかし、挿入部をフレキシ
ブルに構成する場合には、超音波ビーム走査手段
と駆動手段および角度検出器との間もフレキシブ
ルな動力伝達手段、例えばコイルワイヤを用いて
連結する必要がある。しかしながら、この場合に
はコイルワイヤのねじれ方向の遊びに起因して超
音波ビームの実際の方向と角度検出器によつて検
出される方向との間にずれが生じ、所望の像を正
確に表示できないことがあると共に、そのずれを
補正することは極めて困難である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、フ
レキシブルな挿入部を有し、この挿入部に内蔵さ
れたフレキシブルな駆動ワイヤを介して、先端部
に配置された超音波送受波振動子を回動走査させ
る内視鏡において、超音波振動子の駆動ワイヤ等
のねじれによる位置検知ずれの生じないようにし
た体腔内超音波診断装置を提供することを目的と
する。

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

内視鏡１は観察用光学系２・照明用光学系３及
び流体などを導入する通路（図示していない）を
少なくとも具備しており、更に先端部には上記観
察用光学系２・照明用光学系３の観察・照明方向
に開口している収納部４が形成してある。超音波
送受波振動子５は例えばPZT、ニオブ酸リチユム
等の圧電材料及びダンパー材等から構成し、支持
部材６を一体的に設けて回転軸７により内視鏡の
長軸方向に回転できるように上記内視鏡１の収納
部４に配設してある。上記超音波送受波振動子５
を駆動する駆動手段である可撓性を有し摺動する
ワイヤ８は内視鏡１の先端部と操作部（図示して
ない）の間に配設してある可撓性を有するチユー
ブ９内を摺動できるように挿入されており、摺動
ワイヤ８の先端１０は上記超音波送受波振動子５
の支持部材６に取付けてあり、他端は内視鏡１の
操作部に操作できるように導いてある。上記超音
波送受波振動子５の回転角度位置を検出する手段
であるリニア型のポテンシヨンメータ１１の出入
軸１２の先端は上記超音波送受波振動子５の支持
部材６に当接するように配設してある。

又、ポテンシヨンメータ１１の機能としては上
記超音波送受波振動子５の回転角度に対応して
Sinα又はCosαに比例した抵抗曲線をもつもの
を用いて第１１図の画像表示部１３に用いる
CRTのXY走査情報を直接得ることができる。

第２図は本発明の他の実施例で、内視鏡１の先
端部には観察用光学系２・照明用光学系３の観
察・照明方向に開口している収納部４が形成して
ある。超音波送受波振動子５は一体的に支持部材
６を設け、回転軸７により内視鏡１の長軸方向を
横切つて回転できるように上記収納部４に配設し
てある。上記回転軸７は、一端が回転型のポテン
シヨンメータ１４に取付けてあり、他端は回転ワ
イヤ１５に取付けてある。

第３図は本発明の回転角度位置検出手段の一実
施例で、回転軸７に取付けた遮光板２４を挾んで
LED等からなる発光素子２５とフオトダイオー
ド等からなる受光素子２６が配設してある。上記
回転軸７は直接又は適当な減速機構を介して、上
記の超音波送受波振動子５の回転軸７に関連させ
る。

したがつて、超音波送受波振動子５が回転する
と、それに対応して遮光板２４が移動して、受光
素子２６の受光量が変化して超音波送受波振動子
５の回転角度位置を検出することができる。この
際、遮光板２４のエツジ部２７を図のような直線
状ではなく適当な曲線状に設定することにより超
音波送受波振動子５の回転角をαとした場合、受
光素子２７にSinα又はCosαに比例した検出電
圧を得ることが可能になる。

第４図は回転角度位置検出手段の他の実施例
で、超音波送受波振動子５の回転角度検出手段と
して、ロータリーエンコーダ２８を用い、光学的
に透明な円板２９はその外周部に多数に格子３０
を刻み回転軸７に取付けてある。円板２９を挾ん
で発光素子２５と受光素子２６が対向して配設し
てあり、円板２９が回転した場合に通過した格子
３０の数を検出する。

したがつて、回転軸７を超音波送受波振動子５
の回転軸７に直接又はより高い分解能を得るため
に適当な歯車機構を介して関連することにより、
上記超音波送受波振動子５の回転角度に比例した
パルスが受光素子２６から得られ回転角度の検出
が可能になる。

又、受光素子２７より得られた回転角度位置検
出パルスにより超音波パルスを発生をするための
送信回路をトリガすれば一定の角度毎の走査線を
有するセクタスキヤン断層像を得ることができ
る。

又、このようなロータリーエンコーダ２８のか
わりに第１図のような機構においては回転角度検
出手段としてリニアエンコーダを用いることが可
能である。

なお、上記超音波送受波振動子５としては表面
の平面状の振動子としてものの他に、振動子の表
面を第６図の如く凹面状３１にすることにより超
音波ビームを収束することができる。

又、第７図の如く超音波送受波振動子５の表面
に片面を凹状に加工した音響レンズ３２を接合す
ることにより超音波ビームを収束することができ
る。

このように収束させて焦点をもつ振動子を用い
ることにより診断部位での超音波ビームは鋭くな
り得られた断層像の方位分解能を向上することが
できる。

第８図は直視形内視鏡の実施例で、２は観察用
光学系、３は照明用光学系、４は収納部、５は超
音波送受波振動子、７は回転軸である。

又、上記各実施例においても、内視鏡１の先端
口の開口３２を第２図に示したように可撓性を有
する水袋３４で密閉した状態に構成し、内視鏡１
の流体等を導入する通路（図示してない）から脱
気水を導入して用いることもできる。

次に本発明に係わる超音波診断装置による超音
波断層形成プロセスは第９図にブロツク線図で示
したように角度測定手段３５よりの角度情報によ
りパルス発生器３６よりのパルスを超音波送受波
振動子５に印加し超音波を体腔壁に発射し、体内
各組織の音響インピーダンス（ある部分の音響イ
ンピーダンスをＺとし、その密度をρ、音速をＣ
とすると、Ｚ＝ρＣ）の差に起因する反射波を超
音波送受波振動子５で受け、その反射信号を受信
増幅部３７で増幅し、画像表示部１３の輝度を変
調すると同時に角度情報より画像表示部１３の
XY偏向信号を作りパルス発生器３６と同期させ
て掃引信号を画像表示部１３に印加し、第１０図
に示すように超音波送受波振動子５を回転軸７を
中心にθ回転させることにより体腔内のセクター
スキヤン超音波断層像を体外の画像表示部１３上
に形成することができるものである。

よつて、本発明に係る体腔内超音波診断装置は
体腔内へ内視鏡とともに超音波送受波振動子を挿
入し超音波断層像を造影することにより造影しよ
うとする諸器管までの距離が比較的近くなるため
生体組織による超音波エネルギーの吸収の影響を
受けにくく、5MHz〜10MHzという高い周波数
（波長が短くなる）を使用した造影が可能となり
像の解像度をあげることができる。

又、体腔内より超音波を送受するため、不均質
な皮下脂肪層や骨等の障害となる部分を通ること
なく比較的均質な組織を通して見ようとする諸器
管を造影することができるためＳ／Ｎの良い超音
波像を得ることができる。

又、膵臓のように解剖学的な位置が体表からの
診断に不適な臓器を胃壁を通し容易に造影でき
る。

更に又、内視鏡の観察用光学系と併せて使用す
ることができるための体腔内の表面の診断とそれ
以外の体内の超音波診断像を同時に観察して診断
することができ、しかも内視鏡による観察により
診断すべき個所に正確に超音波をあてることがで
きる。

更に、内視鏡の先端部に配置された超音波送受
波振動子の近傍に回転角度検出手段を設けたの
で、超音波送受波振動子をフレキシブルな駆動ワ
イヤにより駆動する際にも、正確な回転角度検出
が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した断面図、第
２図は本発明の他の実施例を示した断面図、第３
図は本発明に用いる回転角度位置検出手段の一実
施例を示した斜視図、第４図は本発明に用いる回
転角度位置検出手段の他の実施例を示した斜視
図、第５図は第４図の円板部分の拡大図、第６図
は本発明に用いる超音波送受波振動子の他の実施
例を示した正面図、第７図は本発明に用いる超音
波送受波振動子の他の実施例を示した正面図、第
８図は直視形内視鏡に実施した状態を示した先端
側面図、第９図は超音波断層像形成プロセスを示
したブロツク線図、第１０図は表示状態を示した
図である。１……内視鏡、２……観察用光学系、３……照
明用光学系、４……収納部、５……超音波送受波
振動子、７……回転軸、８，１５，１７，２２，
２３……駆動手段、１１，１４，２４，２５，２
６，２８……回転角度位置検出手段。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくとも観察用光学系・照明用光学系を挿
入部の先端部に有する内視鏡と、上記挿入部の先
端部内に回転可能に取付けた超音波送受波振動子
と、上記挿入部内を通つて上記内視鏡の操作部ま
で延びた上記超音波送受波振動子を回転させる可
撓性の駆動ワイヤと、上記挿入部の先端部内であ
つて上記超音波送受波振動子の近傍に設けられた
上記超音波送受波振動子の回転角度検出手段とを
具備したことを特徴とする体腔内超音波診断装
置。２上記駆動ワイヤが、摺動ワイヤであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の体腔内超
音波診断装置。３上記駆動ワイヤが、回転ワイヤであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の体腔内超
音波診断装置。