JP2718944B2 - Electronic radial ultrasonic endoscope - Google Patents

Electronic radial ultrasonic endoscope

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JP2718944B2
JP2718944B2 JP63144590A JP14459088A JP2718944B2 JP 2718944 B2 JP2718944 B2 JP 2718944B2 JP 63144590 A JP63144590 A JP 63144590A JP 14459088 A JP14459088 A JP 14459088A JP 2718944 B2 JP2718944 B2 JP 2718944B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電子ラジアル型超音波内視鏡に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electronic radial ultrasonic endoscope.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

超音波ビームを電子的にラジアルスキャンするものと
して、例えば特開昭55−146065号公報には複数の超音波
振動子を円環状に配列し、この振動子アレイの一部の超
音波振動子群を電子スキャナスイッチで順次選択して、
選択した超音波振動子群から振動子アレイの外方に向け
て超音波を投射するようにしたものが開示されている。
As a method for electronically radially scanning an ultrasonic beam, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 55-146065 discloses that a plurality of ultrasonic transducers are arranged in a ring shape, and a part of the ultrasonic transducer group of this transducer array. Are sequentially selected with the electronic scanner switch,
There is disclosed one in which ultrasonic waves are projected from a selected ultrasonic transducer group toward the outside of a transducer array.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上述した従来の電子ラジアルスキャン
方式にあっては、超音波振動子を円環状に配列して、超
音波を振動子アレイの外方に向けて投射するようにして
いるため、振動子アレイの外周近傍に超音波を集束させ
ることが困難となり、これがため内視鏡に組み込んだ場
合には食道等の管壁の観察像の分解能が悪く、鮮明な超
音波断層像が得られないという問題がある。
However, in the above-described conventional electronic radial scan method, the ultrasonic transducers are arranged in a ring shape and the ultrasonic waves are projected toward the outside of the transducer array. It becomes difficult to focus ultrasonic waves near the outer circumference of the esophagus, which results in poor resolution of observation images of tube walls such as the esophagus and the inability to obtain clear ultrasonic tomographic images when incorporated into an endoscope. There is.

このような問題を解決するため、本願人は先に特願昭
61−295854号(特開昭63−147443号公報)において、円
環状の振動子アレイの内側にマッチング部材を充填し、
順次選択される超音波振動子群からの超音波を、マッチ
ング部材及び選択された超音波振動子群と対向する振動
子アレイ部分を透過させて振動子アレイの外部に集束さ
せるように、振動子アレイの内方に向けて投射するよう
にした電子ラジアル走査装置を開発した。
In order to solve such a problem, the applicant of the present application
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-295854 (JP-A-63-147443), a matching member is filled inside an annular transducer array,
The vibrator is configured to transmit the ultrasonic waves from the sequentially selected ultrasonic vibrator group through the matching member and the vibrator array portion facing the selected ultrasonic vibrator group to be focused outside the vibrator array. An electronic radial scanning device was designed to project toward the inside of the array.

この電子ラジアル走査装置によれば、超音波を円環状
の振動子アレイの外周近傍に集束させることができるの
で、内視鏡に適用した場合には食道等の管壁の観察像の
分解能を高くでき、鮮明な超音波断層像を得ることがで
きるという利点がある。
According to this electronic radial scanning device, since the ultrasonic waves can be focused near the outer periphery of the annular transducer array, when applied to an endoscope, the resolution of an observation image of a tube wall such as an esophagus can be increased. There is an advantage that a clear ultrasonic tomographic image can be obtained.

しかしながら、本発明者らによる検討の結果、上述し
た本願人が先に開発した電子ラジアル走査装置には次の
ような改良すべき点があることが判明した。
However, as a result of the study by the present inventors, it has been found that the above-described electronic radial scanning device developed earlier by the present applicant has the following points to be improved.

すなわち、振動子アレイを構成する各超音波振動子に
は、アレイ外方への不所望な超音波を吸収するためのダ
ンパ層が設けられているため、超音波の送信および受信
において超音波が振動子を透過する際にそのダンパ層で
不所望に減衰され、これがため逆に深部の観察像の分解
能が低下してしまう。
That is, since each ultrasonic transducer constituting the transducer array is provided with a damper layer for absorbing undesired ultrasonic waves to the outside of the array, the ultrasonic waves are transmitted and received during the transmission and reception of the ultrasonic waves. When the light passes through the vibrator, it is undesirably attenuated by the damper layer, and consequently, the resolution of a deep observation image is reduced.

この発明は、このような問題点に着目してなされたも
ので、超音波を内視鏡の挿入中心軸に対して外方に向け
て投射する場合にも、内視鏡外周の近傍に集束でき、ま
た、内方に向けて投射する場合には、超音波を不所望な
減衰を生じることなく送受信でき、したがって外方およ
び内方のいずれに向けて投射する場合でも、被検体の浅
部はもとより深部の観察において、高分解能の超音波像
が得られるよう適切に構成した電子ラジアル型超音波内
視鏡を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem. Even when ultrasonic waves are projected outward with respect to the insertion center axis of the endoscope, the ultrasonic waves are focused near the outer periphery of the endoscope. When projecting inward, ultrasonic waves can be transmitted and received without causing unwanted attenuation, and therefore, when projecting outward and inward, shallow portions of the subject It is another object of the present invention to provide an electronic radial ultrasonic endoscope appropriately configured to obtain a high-resolution ultrasonic image in observation of a deep part.

〔課題を解決するための手段および作用〕[Means and actions for solving the problem]

上記目的を達成するため、この発明では、電子ラジア
ル型超音波内視鏡において、内視鏡の挿入先端部に複数
の超音波振動子を傾斜させながら前記挿入先端部の周方
向に順次配列してなる円錐環状の振動子アレイを設け、
この振動子アレイの一部の超音波振動子群を順次選択し
て、選択した超音波振動子群から超音波を投射するよう
構成したことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, according to the present invention, in an electronic radial ultrasonic endoscope, a plurality of ultrasonic transducers are sequentially arranged in a circumferential direction of the insertion distal end portion while tilting a plurality of ultrasonic transducers at the insertion distal end portion of the endoscope. A conical ring-shaped transducer array consisting of
It is characterized in that a part of the ultrasonic vibrator group of the vibrator array is sequentially selected, and ultrasonic waves are projected from the selected ultrasonic vibrator group.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明の第1実施例を示すものである。こ
の超音波内視鏡1は、側視形内視鏡の挿入先端部2に振
動子アレイ3を設けたものである。振動子アレイ3は複
数の超音波振動子4を傾斜させながら円錐環状に配列す
ると共に、その外周には外方への超音波を吸収するダン
パ層5を、内周には投射される超音波を平面状(スライ
ス方向)に集束する超音波レンズ6をそれぞれ設けて、
各超音波振動子4からアレイ内方向の中心軸に向けて投
射される超音波が対向する超音波振動子4に入射しない
ように構成し、この振動子アレイ3をその中心軸が挿入
先端部2の挿入中心軸と一致するように、該挿入先端部
2の先端面に先方において径が大きくなるように装着す
る。また、各超音波振動子2を駆動するためのアースラ
インおよび信号ラインを含む駆動ライン7は、内視鏡内
部を通して延在させて、内視鏡外部に設けられる図示し
ない駆動装置に接続する。なお、挿入先端部2にはカバ
ーガラス8、対物レンズ9、プリズム10およびイメージ
ガイド11を有する公知の側視形の観察光学系を設けると
共に、図示しないライトガイト等を有する公知の側視形
の照明光学系を設ける。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The ultrasonic endoscope 1 has a transducer array 3 provided at an insertion distal end portion 2 of a side-view type endoscope. The vibrator array 3 has a plurality of ultrasonic vibrators 4 arranged in a conical ring while being inclined, and a damper layer 5 for absorbing outward ultrasonic waves is provided on an outer periphery thereof, and an ultrasonic wave projected on an inner periphery thereof. Are provided respectively with an ultrasonic lens 6 for converging in a plane (slice direction),
Ultrasonic waves projected from the respective ultrasonic transducers 4 toward the central axis in the array inward direction are configured not to be incident on the opposed ultrasonic transducers 4. 2 is mounted on the distal end surface of the insertion distal end portion 2 so as to have a larger diameter in the forward direction so as to coincide with the central axis of insertion. A drive line 7 including an earth line and a signal line for driving each ultrasonic transducer 2 extends through the inside of the endoscope and is connected to a drive device (not shown) provided outside the endoscope. A well-known side-viewing observation optical system having a cover glass 8, an objective lens 9, a prism 10, and an image guide 11 is provided at the insertion tip 2, and a well-known side-viewing type having a light guide (not shown) is provided. An illumination optical system is provided.

このようにして、この実施例では振動子アレイ3と被
検体との間に水等の超音波伝達媒体を介在させて、振動
子アレイ3の一部の超音波振動子群を順次選択して超音
波を振動子アレイ3の内方で、挿入先端面の斜め前方に
集束するように投射すると共に、その被検体での反射波
を同一の振動子群で受波するように、振動子アレイ3を
電子ラジアル走査して被検体の超音波像を得る。ここ
で、ラジアル走査における一部の超音波振動子群の選択
は、隣接する所定の個数の振動子4を、各振動子4が重
複することなく順次選択してもよいし、所定個数の振動
子4をずらしながら重複して順次選択してもよい。
In this manner, in this embodiment, a part of the ultrasonic transducer group of the transducer array 3 is sequentially selected by interposing the ultrasonic transmission medium such as water between the transducer array 3 and the subject. Ultrasonic waves are projected inside the vibrator array 3 so as to be focused obliquely forward of the insertion distal end surface, and the vibrator array is configured to receive reflected waves from the subject with the same vibrator group. 3 is subjected to electronic radial scanning to obtain an ultrasonic image of the subject. Here, in the selection of a part of the ultrasonic transducer groups in the radial scanning, a predetermined number of adjacent transducers 4 may be sequentially selected without overlapping each transducer 4, or a predetermined number of transducers may be selected. The child 4 may be selected sequentially while being shifted while being shifted.

この実施例によれば、順次選択される超音波振動子群
からアレイ内方向に投射される超音波が対向するアレイ
部分に入射することがないので、アレイ3のダンパ層5
による不所望な減衰が生じない。従って、順次選択する
超音波振動子群の各振動子4に供給する駆動信号の遅延
時間を適切に調整することにより、超音波の集束位置を
任意に変更できるので、被検体の浅部はもとより深部の
観察においても高分解能の超音波像を得ることができ
る。
According to this embodiment, since the ultrasonic waves projected in the array direction from the sequentially selected ultrasonic transducer group do not enter the opposing array portion, the damper layer 5 of the array 3
Does not cause unwanted attenuation. Therefore, by appropriately adjusting the delay time of the drive signal supplied to each transducer 4 of the ultrasonic transducer group to be sequentially selected, the focusing position of the ultrasound can be arbitrarily changed, so that not only the shallow portion of the subject but also the shallow portion of the subject can be changed. A high-resolution ultrasonic image can be obtained even when observing a deep part.

第2図はこの発明の第2実施例を示すものである。こ
の実施例は、振動子アレイ3の内周に超音波レンズ6を
取り外して円錐環状の超音波プリズム15を設け、このプ
リズム15でアレイ内方の中心軸に向けて投射された超音
波をアレイ外方に反射させ、これにより内視鏡挿入軸と
直交する平面をラジアル走査するようにして、超音波に
よる観察方向と観察光学系による視野方向とを横断面で
一致させるようにしたもので、その他の構成は第1実施
例と同様である。なお、超音波プリズム15には第1図の
超音波レンズ6と同様の作用を持たせるようにする。こ
の実施例によれば、超音波による観察部位を光学系によ
って観察できるという利点があると共に、超音波を被検
体のより深部に集束できるという利点がある。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the ultrasonic lens 6 is detached from the inner periphery of the vibrator array 3 and a conical annular ultrasonic prism 15 is provided, and the ultrasonic waves projected toward the center axis inside the array by the prism 15 are arrayed. Reflected outward, thereby radially scanning a plane orthogonal to the endoscope insertion axis, so that the observation direction by ultrasound and the viewing direction by the observation optical system match in cross section, Other configurations are the same as in the first embodiment. The ultrasonic prism 15 has the same function as the ultrasonic lens 6 shown in FIG. According to this embodiment, there is an advantage that the observation site by the ultrasonic wave can be observed by the optical system, and there is an advantage that the ultrasonic wave can be focused on a deeper part of the subject.

第3図はこの発明の第3実施例を示すものである。こ
の実施例は、第2実施例の円錐環状の超音波プリズム15
に代えて、振動子アレイ3の内周に超音波を透過するLi
NbO3のようなマッチング部材16を充填したもので、その
他の構成は第2実施例と同様である。なお、この実施例
においてもマッチング部材16に第1図の超音波レンズ6
の作用を持たせるようにする。このようにマッチング部
材16を設ければ、超音波の減衰を良好に防止することが
できるので、分解能をより向上させることができる。
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the conical annular ultrasonic prism 15 of the second embodiment is used.
In place of the above, Li that transmits ultrasonic waves
It is filled with a matching member 16 such as NbO 3 , and the other configuration is the same as that of the second embodiment. It should be noted that also in this embodiment, the ultrasonic lens 6 shown in FIG.
To have the effect of. By providing the matching member 16 in this manner, the attenuation of the ultrasonic waves can be favorably prevented, so that the resolution can be further improved.

なお、以上の実施例では観察光学系を側視形とした
が、これをそれぞれ直視形あるいは斜視形とすることも
できる。その一例を第4実施例として第4図に示す。第
4図に示す超音波内視鏡1は、第2実施例において超音
波プリズム15の内周に光学系保持部材17を設け、この保
持部材17に観察光学系を構成するカバーガラス8、対物
レンズ9およびイメージガイド11の入射端部を保持する
と共に図示しない照明光学系を保持して、内視鏡を直視
形としたものである。
In the above embodiment, the observation optical system is of a side-view type, but it may be of a direct-view type or a perspective type. An example is shown in FIG. 4 as a fourth embodiment. In the ultrasonic endoscope 1 shown in FIG. 4, an optical system holding member 17 is provided on the inner periphery of an ultrasonic prism 15 in the second embodiment, and a cover glass 8 and an objective which constitute an observation optical system are provided on the holding member 17. The endoscope is a direct-view type while holding the lens 9 and the incident end of the image guide 11 and holding an illumination optical system (not shown).

また、観察光学形はイメージガイドを用いるものに限
らず、CCD等の固体撮像素子を用いたいわゆる電子スコ
ープとすることもできる。
Further, the observation optical type is not limited to the one using an image guide, but may be a so-called electronic scope using a solid-state imaging device such as a CCD.

第5図はこの発明の第5実施例を示すものである。こ
の実施例は、第1〜4実施例に示した超音波内視鏡1に
おいて、挿入先端部2に複数の超音波振動子20を挿入軸
方向に沿って直線状に配列して成るリニアアレイ21を付
加すると共に、このリニアアレイ21とラジアル走査を行
う振動子アレイ3とを共通の信号ライン22で駆動するよ
うにしたものである。このため、振動子アレイ3の各超
音波振動子4とリニアアレイ21の各超音波振動子20とを
対応する共通の信号ライン22に接続すると共に、振動子
アレイ3のアースを共通のアースライン23に、リニアア
レイ21のアースを共通のアースライン24にそれぞれ接続
して、これらアースライン23および24をスイッチ25によ
り選択し得るようにする。
FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention. This embodiment is a linear array in which the ultrasonic endoscope 1 shown in the first to fourth embodiments has a plurality of ultrasonic transducers 20 arranged linearly in the insertion distal end portion 2 along the insertion axis direction. 21 is added, and the linear array 21 and the vibrator array 3 for performing radial scanning are driven by a common signal line 22. Therefore, each of the ultrasonic transducers 4 of the transducer array 3 and each of the ultrasonic transducers 20 of the linear array 21 are connected to a corresponding common signal line 22, and the ground of the transducer array 3 is connected to a common ground line. At 23, the grounds of the linear array 21 are connected to a common ground line 24, respectively, so that these ground lines 23 and 24 can be selected by a switch 25.

このようにして、共通の信号ライン22を用い、スイッ
チ25によってアースライン23を選択することにより振動
子アレイ3を駆動して被検体をラジアル走査し、またア
ースライン24を選択することによりリニアアレイ21を駆
動して被検体をリニア走査する。
In this manner, by using the common signal line 22 and selecting the earth line 23 by the switch 25, the vibrator array 3 is driven to radially scan the subject, and by selecting the earth line 24, the linear array is selected. The object 21 is driven to linearly scan the subject.

このように、振動子アレイ3およびリニアアレイ21の
信号ライン22を共通にしてアースライン23および24を切
換え接続することにより、振動子アレイ3およびリニア
アレイ21を選択するようにすれば、信号ライン22が1個
のアレイ分で済むので、これを独立して設ける場合に比
べ内視鏡挿入部の径を細くでき、したがって患者の苦痛
を軽減できる。なお、このように信号ラインを共通にす
る技術は、後述するようにリニアアレイ21に代えて円環
状アレイやコンベックスアレイを用いる場合にも有効に
適用できると共に、振動子アレイ3を含めて3個以上の
独立したアレイを用いる場合にも有効に適用することが
できる。
As described above, by selecting and connecting the transducer array 3 and the linear array 21 by switching and connecting the ground lines 23 and 24 while sharing the signal line 22 of the transducer array 3 and the linear array 21, Since only one array is required for 22, the diameter of the endoscope insertion portion can be reduced as compared with the case where the array is provided independently, so that the pain of the patient can be reduced. The technique of sharing the signal lines in this manner can be effectively applied to the case where an annular array or a convex array is used instead of the linear array 21 as described later, and three techniques including the transducer array 3 are used. The present invention can be effectively applied to the case where the independent array is used.

以下この発明の変形例について説明する。 Hereinafter, modified examples of the present invention will be described.

第6図はラジアル走査を行なう振動子アレイの構成を
示すものである。この振動子アレイ27は外方に向けて超
音波を投射するように円環状に構成したものである。振
動子アレイ27を構成する超音波振動子28は、高分子材料
(例えばPVDF)や複合圧電材料をもって円環状に構成す
ると共に、アース電極31は複数に分割してその分割した
各アース電極31にそれぞれ等しい個数の信号電極32を対
応させる。すなわち、第6図ではアース電極31を4分割
し、その各アース電極31に3個の信号電極32を対応させ
て、合計12個の振動面をもって振動子アレイ27を構成し
ている。各アース電極31に対応する信号電極32は、3本
の信号ライン33に対応して共通に接続し、4個のアース
電極31はスイッチ34を介して共通のアースライン35に選
択的に接続し得るようにする。このようにして、共通の
信号ライン33を用いてスイッチ34によりアース電極31を
順次選択して振動子アレイ27をラジアル走査する。した
がって、この振動子アレイ27を用いれば、各超音波振動
面に対してそれぞれ信号ラインおよびアースラインを設
ける場合に比べて駆動ライン数を極めて少なくできるの
で、内視鏡挿入部の径を小さくでき、挿入にあたっての
患者の苦痛を軽減できる。
FIG. 6 shows the structure of a transducer array for performing radial scanning. The vibrator array 27 is formed in a ring shape so as to project ultrasonic waves outward. The ultrasonic vibrator 28 constituting the vibrator array 27 is formed in an annular shape using a polymer material (for example, PVDF) or a composite piezoelectric material, and the ground electrode 31 is divided into a plurality of parts. An equal number of signal electrodes 32 are associated with each other. That is, in FIG. 6, the ground electrode 31 is divided into four parts, and each of the ground electrodes 31 is made to correspond to three signal electrodes 32, so that the vibrator array 27 has a total of twelve vibrating surfaces. The signal electrodes 32 corresponding to the respective ground electrodes 31 are commonly connected to three signal lines 33, and the four ground electrodes 31 are selectively connected to a common ground line 35 via a switch 34. To get. In this manner, the ground electrode 31 is sequentially selected by the switch 34 using the common signal line 33, and the transducer array 27 is radially scanned. Therefore, by using the transducer array 27, the number of drive lines can be extremely reduced as compared with the case where a signal line and a ground line are provided for each ultrasonic vibration surface, and the diameter of the endoscope insertion portion can be reduced. In addition, the pain of the patient when inserting can be reduced.

第6図に示す振動子アレイ27は、第5図に示すリニア
アレイ21に代えて挿入先端部2の外周に設けて用いるこ
とができると共に、これを単独で用いることもできる。
また、内方に超音波を投射するように円錐環状に構成す
ることにより、第1〜5実施例に示した振動子アレイ3
に代えて用いることもできる。
The vibrator array 27 shown in FIG. 6 can be used by being provided on the outer periphery of the insertion distal end portion 2 instead of the linear array 21 shown in FIG. 5, or can be used alone.
Further, by forming a conical annular shape so as to project ultrasonic waves inward, the transducer array 3 shown in the first to fifth embodiments can be formed.
Can be used instead of

第7図AおよびBはラジアル走査を行なう振動子アレ
イの構成を示す側面図および正面図である。この振動子
アレイ37は各超音波振動子38をラジアル走査方向と直交
する方向において凹面状に形成したものである。したが
って、この振動子アレイ37によれば、別個に超音波レン
ズを用いることなく、各超音波振動子38から投射される
超音波をスライス方向においても集束できるので、簡単
な構成で分解能をより向上できる。この振動子アレイ37
は、例えば第1〜5実施例において内視鏡挿入先端部2
の外周に設けて用いることもできるし、単独で用いるこ
ともできる。
FIGS. 7A and 7B are a side view and a front view showing the configuration of a transducer array for performing radial scanning. In this transducer array 37, each ultrasonic transducer 38 is formed in a concave shape in a direction orthogonal to the radial scanning direction. Therefore, according to the transducer array 37, the ultrasonic waves projected from each of the ultrasonic transducers 38 can be focused also in the slice direction without using an ultrasonic lens separately, so that the resolution is further improved with a simple configuration. it can. This transducer array 37
Is, for example, the endoscope insertion tip 2 in the first to fifth embodiments.
Can be used by being provided on the outer periphery, or can be used alone.

第8図は第7図AおよびBに示した振動子アレイ37の
使用態様の他の例を示すものである。この例では、振動
子アレイ37を例えば伸縮可能なシリンダゴムより成るチ
ューブ40内に保持し、このチューブ40内に管41を介して
水等の超音波伝達媒体42を出し入れするようにして、振
動子37の超音波投射面と対向する部分のチューブ40の曲
率を変化し得るようにしたものである。このように構成
すれば、チューブ40の曲率を変化させることにより、ス
ライス方向において超音波の集束位置を任意に変化させ
るダイナミックフォーカスを実現できるので、被検体の
浅部および深部においても常に分解能の高い超音波像を
得ることができる。
FIG. 8 shows another example of the mode of use of the vibrator array 37 shown in FIGS. 7A and 7B. In this example, the vibrator array 37 is held in a tube 40 made of, for example, an elastic cylinder rubber, and an ultrasonic transmission medium 42 such as water is put into and taken out of the tube 40 through a tube 41 to vibrate the vibrator. The curvature of the tube 40 at the portion of the probe 37 facing the ultrasonic projection surface can be changed. According to this configuration, by changing the curvature of the tube 40, dynamic focus in which the focus position of the ultrasonic wave is arbitrarily changed in the slice direction can be realized, so that the resolution is always high even in the shallow part and the deep part of the subject. An ultrasonic image can be obtained.

このような構成の超音波診断装置は、例えば第1〜5
実施例において内視鏡挿入先端部2に設けることができ
ると共に、特に第2図に示す構成においては、円錐環状
の超音波プリズム15の中央部を通して挿入先端部2の前
方に突出して設けることもできる。
The ultrasonic diagnostic apparatus having such a configuration includes, for example, first to fifth ultrasonic diagnostic apparatuses.
In the embodiment, it can be provided at the insertion end portion 2 of the endoscope, and particularly in the configuration shown in FIG. 2, it can be provided so as to protrude forward of the insertion end portion 2 through the central portion of the conical annular ultrasonic prism 15. it can.

第9図A〜Eは各種の振動子アレイの構成を示すもの
である。これらの振動子アレイは、超音波振動子を、セ
ラミックス棒を規則的に配列し、高分子材料を充填して
複合化した1−3型複合材料や圧電セラミックスをポー
ラスに焼成し、複合化した材料等の複合圧電材をもって
構成したもので、第9図Aは円環状の振動子アレイ45
を、第9図Bは各振動子を外方に向けて突状にした円環
状の振動子アレイ46を、第9図Cは第7図AおよびBと
同様に各振動子をスライス方向において集束し得るよう
に内方に向けて凹状にした円環状の振動子アレイ47をそ
れぞれ示す。また、第9図Dは外方に向けて超音波を投
射するコンベックスアレイ48と内方に向けて超音波を投
射するコンベックスアレイ49とを走査面が直交するよう
に配置したバイプレン構造のもを、第9図Eは外方に向
けて超音波を投射するコンベックスアレイ50とリニアア
レイ51とを同様に走査面が直交するように配置したバイ
プレン構造のものをそれぞれ示す。
9A to 9E show configurations of various transducer arrays. In these vibrator arrays, an ultrasonic vibrator was formed by regularly arranging ceramic rods, filling a polymer material into a composite, and firing a 1-3 type composite material or a piezoelectric ceramic in a porous manner. FIG. 9A shows a ring-shaped vibrator array 45 made of a composite piezoelectric material such as a material.
9B shows an annular transducer array 46 in which each transducer is projected outward, and FIG. 9C shows each transducer in the slice direction as in FIGS. 7A and 7B. Each of the ring-shaped transducer arrays 47 is formed inwardly concave so as to be focused. FIG. 9D shows a biplanar structure in which a convex array 48 for projecting ultrasonic waves outward and a convex array 49 for projecting ultrasonic waves inward are arranged so that the scanning planes are orthogonal to each other. FIG. 9E shows a biplanar structure in which a convex array 50 and a linear array 51 for projecting ultrasonic waves outward are similarly arranged so that the scanning planes are orthogonal to each other.

このように振動子アレイを複合圧電材をもって構成す
れば、それが可撓性を有するので任意の形状、曲率を有
するものを容易に製作できると共に、その電気的な入力
インピーダンスを小さくできるので送信回路とのマッチ
ングも容易にとることができる。
If the vibrator array is made of a composite piezoelectric material in this way, it has flexibility and can easily be made with any shape and curvature, and its electrical input impedance can be reduced, so that the transmission circuit Can easily be matched.

第9図A〜Eに示す振動子アレイは、例えば第1〜5
実施例において内視鏡挿入先端部2に設けることができ
ると共に、特に第2図に示す構成においては第8図の場
合と同様に、円錐環状の超音波プリズム15の中央部を通
して挿入先端部2の前方に突出して設けることもでき
る。
The transducer arrays shown in FIGS. 9A to 9E are, for example, first to fifth transducers.
In the embodiment, it can be provided at the insertion end portion 2 of the endoscope, and particularly in the configuration shown in FIG. 2, similarly to the case of FIG. May be provided so as to protrude forward.

第10図AおよびBはコンベックスアレイを用いた超音
波内視鏡を示すものである。この超音波内視鏡55は、内
視鏡の挿入先端部56に挿入中心軸と直交するように内方
に向けて超音波を投射するコンベックスアレイ57を設け
ると共に、このコンベックスアレイ57からの超音波を選
択的に前方に反射させるミラー58を挿入軸方向に移動可
能に設けたものである。挿入先端部56にはコンペックス
アレイ57を覆うように透明な膜59を設けて内部に水等の
超音波伝達媒体60を収容し得るようにする。また、ミラ
ー58は観察および照明光学系を保持する移動体61の先端
に装着し、この移動体61を内視鏡操作部において操作す
ることによりミラー58をコンベックスアレイ57の超音波
径路に出し入れするようにする。このようにして、ミラ
ー58を通して被検体62を内視鏡的に直視観察するように
すると共に、ミラー58を第10図Aのようにコンベックス
アレイ57の超音波径路から引き込むことにより挿入軸と
直交する平面の超音波像を、またミラー58を第10図Bの
ようにコンベックスアレイ57の超音波径路に挿入するこ
とにより第10図Aの場合の走査面と交差する面の超音波
像をそれぞれ得るようにする。このように、この超音波
内視鏡55によれば、1つのコンベックスアレイ57を用
い、その超音波径路にミラー58を選択的に出し入れする
という簡単な構成で、互いに交差する面の超音波像を得
ることができる。
FIGS. 10A and 10B show an ultrasonic endoscope using a convex array. The ultrasonic endoscope 55 is provided with a convex array 57 for projecting ultrasonic waves inward so as to be orthogonal to an insertion center axis at an insertion distal end portion 56 of the endoscope, and an ultrasonic wave from the convex array 57. A mirror 58 for selectively reflecting sound waves forward is provided movably in the insertion axis direction. A transparent film 59 is provided on the insertion tip 56 so as to cover the compex array 57 so that an ultrasonic transmission medium 60 such as water can be accommodated therein. The mirror 58 is attached to the tip of a moving body 61 holding an observation and illumination optical system, and the mirror 58 is moved into and out of the ultrasonic path of the convex array 57 by operating the moving body 61 in an endoscope operation unit. To do. In this way, the subject 62 is directly observed endoscopically through the mirror 58, and the mirror 58 is retracted from the ultrasonic path of the convex array 57 as shown in FIG. The ultrasonic image of the plane intersecting the scanning plane in the case of FIG. 10A by inserting the mirror 58 into the ultrasonic path of the convex array 57 as shown in FIG. To get. As described above, according to the ultrasonic endoscope 55, an ultrasonic image of planes intersecting with each other can be obtained with a simple configuration in which one convex array 57 is used, and the mirror 58 is selectively moved in and out of the ultrasonic path. Can be obtained.

第10図AおよびBに示す超音波内視鏡55は第1〜5実
施例において内視鏡挿入先端部2に設けることができる
と共に、特に第2図に示す構成においては第8図の場合
と同様に、円錐環状の超音波プリズム15の中央部を通し
て挿入先端部2の前方に突出して設けることもできる。
また、このように第1〜5実施例に組み込んだ場合に
は、移動体61に必ずしも観察および照明光学系を設ける
必要はない。
The ultrasonic endoscope 55 shown in FIGS. 10A and 10B can be provided at the endoscope insertion distal end portion 2 in the first to fifth embodiments, and particularly in the configuration shown in FIG. Similarly to the above, it may be provided to project forward of the insertion tip 2 through the center of the conical annular ultrasonic prism 15.
Further, when the moving body 61 is incorporated in the first to fifth embodiments, it is not always necessary to provide an observation and illumination optical system in the moving body 61.

なお、この発明は上述した例にのみ限定されるもので
はなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば第
11図AおよびBに示すようにコンベックスアレイ65およ
びリニアアレイ66を用いる場合には、これを保持する保
持部材67および68を機械的に回転可能として、コンベッ
クスアレイ65およびリニアアレイ66による超音波像の視
野角を360゜とすることもできる。また、第1〜5実施
例においては、振動子アレイ3からアレイ内方でかつ先
端挿入部2の前方に超音波が投射されるように該振動子
アレイ3を装着したが、第12図AおよびBに示すよう
に、円錐環状の超音波プリズム15およびマッチング部材
16を介して内方で、かつ先端挿入部2の後方に超音波を
投射するように振動子アレイ3を装着することもでき
る。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described example, and various modifications or changes are possible. For example,
11 When the convex array 65 and the linear array 66 are used as shown in FIGS. A and B, the holding members 67 and 68 for holding the convex array are mechanically rotatable, and the ultrasonic image by the convex array 65 and the linear array 66 is used. The viewing angle can be 360 °. In the first to fifth embodiments, the vibrator array 3 is mounted so that ultrasonic waves are projected from the vibrator array 3 inside the array and in front of the distal end insertion portion 2. And B, a conical annular ultrasonic prism 15 and a matching member
The transducer array 3 can be mounted so as to project ultrasonic waves inward through the portion 16 and behind the distal end insertion portion 2.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べたように、この発明によれば、内視鏡の挿入
先端部に、複数の超音波振動子を傾斜させながら周方向
に順次配列してなる円錐環状の振動子アレイを設け、こ
の振動子アレイの一部の超音波振動子群を順次選択し
て、選択した超音波振動子群から超音波を投射するよう
にしたので、超音波を内視鏡の挿入中心軸に対して外方
に向けて投射する場合にも、内視鏡外周の近傍に集束で
き、また、内方に向けて投射する場合には、対向するア
レイ部分を透過させることなく、したがって超音波を不
所望な減衰を生じることなく送受信できるので、外方お
よび内方のいずれに向けて投射する場合でも、被検体の
浅部はもとより深部の観察において高分解能の超音波像
を得ることができる。
As described above, according to the present invention, a conical annular vibrator array in which a plurality of ultrasonic vibrators are sequentially arranged in the circumferential direction while being inclined is provided at the insertion end of the endoscope. Since a part of the ultrasonic transducer group of the transducer array is sequentially selected and the ultrasonic waves are projected from the selected ultrasonic transducer group, the ultrasonic waves are directed outward with respect to the insertion center axis of the endoscope. When projecting toward the endoscope, it can be focused near the outer periphery of the endoscope, and when projecting toward the inside, it does not transmit through the opposing array portion, and thus undesirably attenuates ultrasonic waves. Therefore, a high-resolution ultrasonic image can be obtained when observing not only the shallow part but also the deep part of the subject, regardless of whether the object is projected outward or inward.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の第1実施例を示す図、 第2図は同じく第2実施例を示す図、 第3図は同じく第3実施例を示す図、 第4図は同じく第4実施例を示す図、 第5図は同じく第5実施例を示す図、 第6図、第7図A,B、第8図、第9図A〜E、第10図A,
B、第11図A,Bおよび第12図A,Bはそれぞれこの発明の変
形例を説明するための図である。 1……超音波内視鏡、2……挿入先端部 3……振動子アレイ、4……超音波振動子 5……ダンパ層、6……超音波レンズ 7……駆動ライン、8……カバーガラス 9……対物レンズ、10……プリズム 11……イメージガイド、15……超音波プリズム 16……マッチング部材、17……光学系保持部材 20……超音波振動子、21……リニアアレイ 22……信号ライン、23,24……アースライン 25……スイッチ
1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment, FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment, and FIG. 4 is a fourth embodiment. FIG. 5 is a view showing the fifth embodiment, FIG. 6, FIG. 7A, B, FIG. 8, FIG. 9A-E, FIG.
B, FIGS. 11A and 12B, and FIGS. 12A and 12B are diagrams for explaining modifications of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic endoscope, 2 ... Insertion tip part 3 ... Transducer array, 4 ... Ultrasonic transducer 5 ... Damper layer, 6 ... Ultrasonic lens 7 ... Drive line, 8 ... Cover glass 9 Objective lens 10 Prism 11 Image guide 15 Ultrasonic prism 16 Matching member 17 Optical system holding member 20 Ultrasonic transducer 21 Linear array 22 ... signal line, 23, 24 ... earth line 25 ... switch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今出 愼一 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 塚谷 隆志 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 横井 武司 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 上 邦彰 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 林 正明 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−133240(JP,A) 特開 昭62−152441(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing the front page (72) Inventor Shinichi Imade 2-4-2-3 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside O-Limpus Optical Industry Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Tsukaya 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. Oh-Limpus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Takeshi Yokoi 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo In-Olympus Optical Industry Co., Ltd. (72) Kuniaki Ue 2-43-2, Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Masaaki Hayashi 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo O-limpus Optical Co., Ltd. (56) References JP-A-58-133240 (JP, A) 1987-152441 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】内視鏡の挿入先端部に複数の超音波振動子
を傾斜させながら前記挿入先端部の周方向に順次配列し
てなる円錐環状の振動子アレイを設け、この振動子アレ
イの一部の超音波振動子群を順次選択して、選択した超
音波振動子群から超音波を投射するよう構成したことを
特徴とする電子ラジアル型超音波内視鏡。
1. A conical ring-shaped vibrator array which is sequentially arranged in the circumferential direction of the insertion distal end while tilting a plurality of ultrasonic vibrators at an insertion distal end of an endoscope. An electronic radial type ultrasonic endoscope wherein a part of ultrasonic transducer groups is sequentially selected and an ultrasonic wave is projected from the selected ultrasonic transducer group.
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