JP2006314559A - 超音波診断用カプセル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】超音波診断用カプセルは、超音波断層画像を取得するための超音波パルスを送受波する超音波振動子と、この超音波振動子を駆動するための電圧を供給するカプセル内電源部とを有して体腔内に導入可能に構成されている。超音波診断用カプセルは、カプセル内電源部から供給される供給電圧を脈動させて脈流電圧を生成するスイッチング部61と、このスイッチング部61により生成された脈流電圧を昇圧するコンデンサ及びダイオード部としてのコッククロフト・ウォルトン回路62と、超音波振動子21を駆動するためのパルスタイミング信号をコッククロフト・ウォルトン回路62からの昇圧電圧に重畳して駆動パルス信号を生成するパルス発生回路63とを設けて構成されている。
【選択図】図5
Description
また、最近では、カプセル型医療装置が使用される状況になって来ている。このカプセル型医療装置は、患者の口腔から飲み込まれ体腔内に導入されるようになっている。このようなカプセル型医療装置は、細長な挿入部を有する内視鏡でも到達が困難であった体腔内深部へ容易に到達して観察、診断等の医療行為が可能である。
このため、上記昇圧トランスを用いる従来の超音波診断用カプセルは、大型化してしまうとともに、電力効率が悪く体腔内における稼動時間が短くなる。
前記超音波診断用カプセル2は、超音波部11と、カプセル側信号処理部12と、カプセル内電源部13と、カプセル側制御部14と、カプセル側送受信部15と、カプセル側アンテナ16とを有して構成されている。
前記カプセル側制御部14は、前記超音波振動子21の送受波タイミングと同期して前記回転駆動部22を駆動するための駆動信号を出力するようになっている。
前記カプセル側送受信部15は、前記カプセル側制御部14を介して前記カプセル側信号処理部12からの画像信号を変調して前記カプセル側アンテナ16から電波として発信するようになっている。
前記装置内電源部38は、商用電源からの電源電力を各構成部等へ供給するように構成されている。尚、装置内電源部38は、図示しないバッテリを有して構成してもよい。
図3に示すようにカプセル側信号処理部12は、アンプ41と、フィルタ42と、カプセル側画像処理部43とを有して構成されている。前記アンプ41は、前記超音波部11の前記超音波振動子21からのエコー信号を増幅するようになっている。
前記カプセル側画像処理部43は、前記フィルタ42により取り出されたエコー信号に対してA/D変換処理後、前記回転駆動部22からのエンコーダ信号に基づき、画像信号処理を行うようになっている。
図4に示すようにカプセル側制御部14は、超音波制御部51と、回転駆動制御部52と、駆動パルス生成部53とを有して構成されている。
前記超音波制御部51は、前記回転駆動部22からのエンコーダ信号から同期信号を生成し、前記回転駆動制御部52へ出力する。一方、前記超音波制御部51は、パルスタイミング信号生成部として前記回転駆動部22からのエンコーダ信号からパルスタイミング信号を生成し、前記駆動パルス生成部53へ出力する。
前記駆動パルス生成部53は、前記カプセル内電源部13からの供給電圧を昇圧し、この昇圧した供給電圧に前記超音波制御部51からのパルスタイミング信号を重畳して駆動パルス信号を生成するように構成されている。
前記スイッチング部61は、発振周波数を生成する発振部61aと、この発振部61aからの発振周波数に基づき、前記カプセル内電源部13からの供給電圧を脈動させるFET( 電界降下型トランジスタ)やバイポーラトランジスタ等に構成されているスイッチングIC61bとから構成されている。
前記カプセル型超音波診断装置1は、体腔内において前記超音波診断用カプセル2がカプセル内電源部13を電力供給状態にすると、超音波観測を開始する。
これにより、超音波診断用カプセル2は、超音波振動子21が超音波パルスを送受波してラジアル走査を行い、生体組織からのエコー信号を得る。このエコー信号は、カプセル側信号処理部12に送信される。
前記装置側送受信部32は、前記装置側アンテナ31から受信した信号に対して目的の周波数帯を効率良く増幅して変復調信号を抽出して復調し、画像信号を出力する。装置側送受信部32からの画像信号は、前記装置側信号処理部33により信号処理される。前記装置側信号処理部33は、前記装置側送受信部32からの画像信号に対してA/D変換処理を行い、前記装置側制御部34に出力する。
前記駆動パルス生成部53は、スイッチング部61、コッククロフト・ウォルトン回路62により前記カプセル内電源部13からの供給電圧(3,4Vの直流電圧)を昇圧して略150Vの高い直流電圧を生成し、この生成した直流電圧に対してパルス発生回路63により超音波制御部51からのパルスタイミング信号を重畳して駆動パルス信号を生成し、この駆動パルス信号を前記超音波振動子21へ出力する。
これにより、前記駆動パルス生成部53は、前記回転駆動部22のエンコーダ信号に同期して前記超音波振動子21を駆動するための駆動パルス信号を生成することができる。
図8に示すように駆動パルス生成部53Bは、前記コッククロフト・ウォルトン回路62の後段にこのコッククロフト・ウォルトン回路62から出力される電力を一時的に貯めるコンデンサ64を設けて構成されている。このコンデンサ64は、アルミ電界コンデンサ、電気二重層キャパシタである。
これにより、駆動パルス生成部53Bは、前記超音波振動子21へ印加する電圧がより高い場合、パルスタイミング信号のパルス幅が広い場合に使用できる。
一般に、超音波の音圧と超音波振動子の振幅と印加電圧とは比例関係にあり、
超音波の音圧∝超音波振動子の振幅∝印加電圧×Qm値
である。
以上詳述した本発明の実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
(付記項1)
超音波断層画像を取得するための超音波パルスを送受波する超音波振動子と、この超音波振動子を駆動するための電圧を供給する電圧供給部とを有し、体腔内に導入可能な超音波診断用カプセルであって、
前記電圧供給部から供給される供給電圧を脈動させて脈流電圧を生成するスイッチング部と、
前記スイッチング部により生成された脈流電圧を昇圧するコンデンサ及びダイオード部と、
前記超音波振動子を駆動するためのパルスタイミング信号を前記コンデンサ及びダイオード部からの昇圧電圧に重畳して駆動パルス信号を生成するパルス発生部と、
を具備したことを特徴とする超音波診断用カプセル。
前記コンデンサ及びダイオード部は、コンデンサ及びダイオードにより構成したコッククロフト・ウォルトン回路であることを特徴とする付記項1に記載の超音波診断用カプセル。
(付記項3)
前記コンデンサ及びダイオード部から出力される昇圧電圧を一時的に貯めるコンデンサをさらに有することを特徴とする付記項1または2に記載の超音波診断用カプセル。
超音波断層画像を取得するための超音波パルスを送受波する超音波振動子と、この超音波振動子を駆動するための電圧を供給する電圧供給部とを有し、体腔内に導入可能な超音波診断用カプセルであって、
前記超音波振動子を駆動するためのパルスタイミング信号を生成するパルスタイミング信号生成部と、
前記電圧供給部から供給される供給電圧を脈動させて脈流電圧を生成するスイッチング部と、
前記スイッチング部により生成された脈流電圧を昇圧するコンデンサ及びダイオード部と、
前記パルスタイミング信号生成部により生成されたパルスタイミング信号を前記コンデンサ及びダイオード部からの昇圧電圧に重畳して駆動パルス信号を生成するパルス発生部と、
を具備したことを特徴とする超音波診断用カプセル。
2 超音波診断用カプセル
3 超音波観測装置
11 超音波部
12 カプセル側信号処理部
13 カプセル内電源部
14 カプセル側制御部
15 カプセル側送受信部
16 カプセル側アンテナ
21 超音波振動子
22 回転駆動部
51 超音波制御部
52 回転駆動制御部
53 駆動パルス生成部
61 スイッチング部
62 コッククロフト・ウォルトン回路
63 パルス発生回路
Claims (3)
- 超音波断層画像を取得するための超音波パルスを送受波する超音波振動子と、この超音波振動子を駆動するための電圧を供給する電圧供給部とを有し、体腔内に導入可能な超音波診断用カプセルであって、
前記電圧供給部から供給される供給電圧を脈動させて脈流電圧を生成するスイッチング部と、
前記スイッチング部により生成された脈流電圧を昇圧するコンデンサ及びダイオード部と、
前記超音波振動子を駆動するためのパルスタイミング信号を前記コンデンサ及びダイオード部からの昇圧電圧に重畳して駆動パルス信号を生成するパルス発生部と、
を具備したことを特徴とする超音波診断用カプセル。 - 前記コンデンサ及びダイオード部は、コンデンサ及びダイオードにより構成したコッククロフト・ウォルトン回路であることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断用カプセル。
- 前記コンデンサ及びダイオード部から出力される昇圧電圧を一時的に貯めるコンデンサをさらに有することを特徴とする請求項1または2に記載の超音波診断用カプセル。
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