JP2761394B2

JP2761394B2 - 内視超音波診断装置

Info

Publication number: JP2761394B2
Application number: JP1010187A
Authority: JP
Inventors: 愼一今出; 達夫長▲崎▼; 正由大村; 耕司田口; 英嗣生田; 豊安達
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: JPH02189139A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、内視鏡のチャンネルに挿通して用いる内視
超音波診断装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、内視鏡の挿通先端部に超音波振動子を組込
み、この超音波振動子から被検体の診断部に超音波を照
射して超音波診断を行なう超音波内視鏡が利用されてい
る。この種の超音波内視鏡としては、例えば、内視鏡の
挿入部先端に超音波振動子を回転自在に取付け、この超
音波振動子を内視鏡の挿入部内を通して延在させたフレ
キシブル回転軸を介してモータで回転させる機械走査方
式のものがある。また、内視鏡の挿入先端部に多数の超
音波振動子を配列して設け、これらの振動子を所定の位
置関係を有する信号で駆動してリニアスキャンまたはセ
クタスキャンを行なうようにした電子走査式のもの等が
ある。

ところで、上記超音波内視鏡の体腔内に挿入される挿
入部には、その内部には内視鏡として本来内蔵されてい
るイメージガイド，ライトガイド，鉗子チャンネル，送
気・送水チャンネル等があり、その他として超音波振動
子およびこの振動子に接続される導線さらに機械走査方
式の場合には振動子に回転力を伝達するためのフレキシ
ブル回転軸等が内蔵されている。そのため、内視鏡の挿
入部はその直径が必然的に大きなものとなってしまう。

ところが、内視鏡の挿入部が大きくなると被験者に苦
痛を与えるという問題がある。

そこで、その先端部に超音波振動子が内蔵されたプロ
ーブを、内視鏡が本来有している鉗子チャンネルを通し
て体腔内に挿入し、プローブ内に超音波振動子を挿入方
向に移動して機械的にリニア走査するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した内視超音波診断装置は、超音波プローブを内
視鏡が本来有している鉗子チャンネル等から挿入するよ
うにしているので、内視鏡の径を大きくする必要がな
く、従って大径化による生体へ苦痛を与える心配がな
い。

しかしながら、この種の内視超音波診断装置は、超音
波振動子をプローブ内で挿入方向に並進可能なだけなの
で、診断視野領域が狭いという問題がある。視野領域を
大きくとるためには、プローブを内視鏡先端より大きく
突出させる必要がある。しかし、プローブをあまり突出
させすぎると生体の診断部位周辺壁を圧迫したり、損傷
したりする危険がある、また、並進動作によるいわゆる
リニアスキャン方式の場合には、前方視野を確保するこ
とができない。前方視野の観察を行なうためには、内視
鏡としての機能を用いて、その先端部分を湾曲させなけ
ればならない。しかし、湾曲させるのに十分な空間領域
がないと、生体の内壁を損傷させる危険がある。

また、従来の内視鏡超音波診断装置は、超音波振動子
をプローブ内で挿入方向に移動させる走査駆動部が、内
視鏡の走査部に設けられていた。そのため、モータ，減
速部，リードスクリューやナット等からなるリニア動作
変換部で走査駆動部を構成する場合には、これらの部品
を全て内蔵した走査駆動部となるので、小型化，軽量化
が困難になる。

また、ワイヤ牽引により振動子を駆動する方法がある
が、この方法ではワイヤーが内視鏡のチャンネル内に長
く引回されるので、生体内壁との摩擦による負荷が増大
する等の問題がある。

そこで、本発明の目的は、プローブの走査空間領域を
拡大することなく診断視野を大きく取ることができ、し
かも走査駆動部の小型化，軽量化を図り得、さらに安定
した超音波診断を行ない得る内視超音波診断装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決し目的を達成するために、次
のような手段を講じた。すなわち、内視鏡の可撓部に連
通して設けられたチャンネルと、このチャンネル内に挿
通可能な可撓性を有するプローブと、このプローブ内の
挿入側先端部に設けられた超音波振動子とからなり、前
記内視鏡の先端部に少なくとも走査時に前記プローブの
ふらつき動きを阻止する規制用ガイド部材を前記チャン
ネルに連結して設けるようにした。

なお、上記ガイド部材は円弧状をなすことが望まし
い。

また、上記目的を達成するために、内視鏡のチャンネ
ル内に挿通可能な可撓性を有するプローブと、このプロ
ーブ内の挿入側先端部にその長手方向に沿って移動可能
に設けられた超音波振動子と、この超音波振動子を前記
プローブ内の長手方向に移動させるための、圧電アクチ
ュエータとこの圧電アクチュエータに接続されたピスト
ンおよびシリンダとからなる駆動手段と、この駆動手段
と前記超音波振動子とを連結する如く前記プローブ内に
連通して設けられた駆動力伝達手段とからなり、この駆
動力伝達手段は、前記シリンダと超音波振動子との間に
接続された、伝達管と前記超音波振動子の長手方向の移
動量を吸収する伸縮継手と、この伝達管および伸縮継手
の内側に封入された液体とからなるものとした。

また、上記目的を達成するために、内視鏡のチャンネ
ルまたはプローブの少なくとも一方に超音波振動子の位
置および方向，またはどちらか一方を検出するための検
出手段を設けるようにした。

また、上記目的を達成するために、プローブ内の挿入
側先端部にそれぞれが独立して超音波を送受可能な複数
の超音波振動子を設けるようにした。

〔作用〕

上記手段を講じたことにより、次のような作用を呈す
る。すなわち、内視鏡の可撓部に連通して設けられたチ
ャンネルを介して、その先端に超音波振動子の設けられ
たプローブを体腔内に挿入でき、体腔内に挿入された超
音波振動子は内視鏡の先端部であって上記チャンネルに
連結して設けられたガイド部材によりチャンネルを通じ
て封入したプローブのふらつきを阻止し、また、そのプ
ローブの移動方向が規制され、例えばリニアスキャンか
らコンベックススキャンへの連続的な移動が可能とな
る。

また、上記手段を講じたことにより、内視鏡のチャン
ネル内に挿通されるプローブの挿入側先端部に設けられ
た超音波振動子は、駆動力伝達手段を介して駆動手段か
らの駆動力が伝達され、この伝達された駆動力によりプ
ローブ内の長手方向に移動される。

上記駆動手段をピストン，シリンダおよび前記ピスト
ンを移動させる圧電アクチュエータで構成したので、走
査駆動部を小型化，軽量化できる。また、上記駆動力伝
達手段を前記シリンダと超音波振動子にその両端部がそ
れぞれ接続された伝達管およびこの伝達管内に封入され
た流体から構成したので、駆動力は流体により伝達さ
れ、ワイヤ等による摩擦劣化を解消することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明装置を内視鏡に装着した状態を示す図
である。同図に示す１は内視鏡であり、操作部2,挿入部
3,ユニバーサルコード４を主な構成要素としている。挿
入部３は、軟性部5,湾曲部6,先端部７から構成されてい
る。操作部２から挿入部３にわたりイメージガイド，ラ
イトガイド等から内蔵されている。ライトガイドの入射
端は、ユニバーサルコード４を介して光源ユニット（不
図示）に接続されている。この光源ユニットの光がライ
トガイドを介して内視鏡の先端部７から照射され、体腔
内を照明する。そして、その体腔内の像をイメージガイ
ドを介して接眼部８から観察するようになっている。ま
た、９は鉗子口であり、この鉗子口９は挿入部３内の長
手方向に沿って形成されたチャンネルが連通されてい
る。そして、鉗子口９からチャンネルを介して体腔内に
鉗子を挿入し、組織を採取する構成となっている。

本実施例では、上記内視鏡１の鉗子口９およびこの鉗
子口９に連通するチャネルを利用して超音波診断装置10
を装着している。超音波診断装置10は、鉗子口９および
チャンネルに挿通可能で、しかもその先端部内に超音波
振動子を有するプローブと、このプローブ先端部内でそ
の長手方向に超音波振動子を移動させる操作駆動部12
と、この操作駆動部12を鉗子口９に連結する連結部材13
と、走査駆動部12を駆動コントローラに連結するコネク
タ14とを具備して構成されている。

以下、本実施例の具体的な構成を第２図〜第５図を参
照して説明する。

第２図は鉗子口９および走査駆動部12部分の構成を断
面図である。鉗子口９には連結部材14がねじ21によりね
じ止めされて取付けられている。この連結部材13は、そ
の内周面にゴム等からなる弾性摩擦体22を介して走査駆
動部12をスライドおよび回転可能に保持している。走査
駆動部12は外筒31と、この外筒31内に形成されたシリン
ダ32と、このシリンダ32に封入される流体（空気または
液体）の流体圧により摺動するピストン33と、このピス
トン33の上端面とシリンダ32の内壁上端面との間に介在
している積層圧電アクチュエータ34とから構成されてい
る。なお、ピストン33にはシリンダ32との気密性を高め
るためにシール材で形成されたピストンリング35が取付
けられている。また、走査駆動部12の下端部にはプロー
ブ40の基端部が取付けられており、先端部41は鉗子口９
から内視鏡１のチャンネル50内に挿通され内視鏡１の先
端部７に達している。このプローブ40内にはコイルシャ
フトまたはワイヤより構成され駆動力伝達手段としとて
の機能を有する伝達軸60が挿通されている。この伝達軸
60の一端はシリンダ32の下端部に気密に取付けられてお
り、シリンダ32内の流体封入領域と伝達軸60内の長手方
向に形成されている流体封入領域とが連通している。ま
た、この伝達軸60の他端部にはプローブ40の先端部41に
設けられた超音波振動子70が取付けられている。この超
音波振動子70から伸びる信号ケーブル61は、伝達軸60内
を通り、走査駆動部12を介して取出され、さらにコネク
タ13を介して送受信装置80のコントロール部81に接続さ
れる。なお、信号ケーブル61はプローブ40内を通さずに
外側にひきまわすようにしてもよい。

第３図はプローブ40の挿通された内視鏡１の先端部の
断面を示す図である。同図に示すように、プローブ40を
内視鏡１のチャンネル50内を挿通して、内視鏡１の先端
部７よりプローブ40の先端部41を突出させ、このような
状態で超音波診断を行なう。

第４図はプローブ先端部の構成を示す断面図である。
プローブ先端部41の側面には、プローブの長手方向に沿
って超音波送受信用窓42が設けられている。また、プロ
ーブ先端部41に内蔵されている超音波振動子70は、超音
波送受信用窓42に対向して保持部材71でプローブの長手
方向に移動可能に保持されている。この保持部材71は伝
達軸60他端部にベローズ継手72を介して連結されてい
る。なお、超音波送受信用窓42の振動子70が対向する面
上には振動範囲に沿って超音波伝導媒体73が設けられて
いる。

第５図は送受信装置80の構成を示すブロック図であ
る。振動子70で受信した診断部の像情報を含む受信信号
はケーブル61,コネクタ13を介して送受信装置80の受信
増幅回路81に入力し、増幅されてデジタルスキャンコン
バータ82に出力される。デジタルスキャンコンバータ82
では入力した受信信号を画像表示用の信号に変換した
後、表示装置83に出力する。表示装置83には診断部の画
像が表示される。一方、コントロール装置84のコントロ
ーラ85は、送信回路86へ所定の送信タイミング信号を送
出すると共に、駆動回路87に圧電アクチュエータ34の駆
動を制御する制御信号を出力する。この制御信号により
アクチュエータ34が駆動操作される。また、コントロー
ラ85はアクチュエータ34の操作量を与える制御信号に同
期して、デジタルスキャンコンバータ82に走査のタイミ
ングを与えるための信号を送信し、デジタルスキャンコ
ンバータ82の受信信号の取込みを指令する。なお。、各
走査ラインの取込みタイミングもコントローラ85からの
指令信号により行われる。

上記した内視超音波診断装置は次のように作用する。
すなわち、コントローラ85から出力された制御信号によ
りアクチュエータ34の伸縮駆動すると、このアクチュエ
ータ34の移動に応動してピストン33が移動する。そうす
ると、ピストン33の移動量に応じた流体圧が伝達軸60内
の流体およびベローズ継手72内の流体を介して保持部材
71に印加される。したがって、保持部材71に保持されて
いる超音波振動子70がプローブの長手方向に沿って移動
しリニア走査される。このとき、伝達軸60と保持部材71
とは伸縮自在なベローズ継手72を介して連結されている
ので、保持部材71（振動子70）の移動に対応することが
できる。また、振動子70の移動量は、保持部材71の流体
と接する上端面の面積とピストン33の端面の面積との比
から算出することができる。

この面積比は、プローブ先端部41のベローズ断面半径
をr₁,全移動量（視野幅）l₁,走査駆動部12内のピストン
33の断面の半径をr₂,その移動量をl₂とすれば r₁ ²l₁＝r₂ ²l₂ と表わせる。従って、実際のスコープ形状から例えば、
r₁＝1.5mm,l₁＝30mm,l₂＝1mmであれば、ピストン半径r₂
は、r₂＝8.2mmとなり、ピストン直径はφ16.4mmでよ
い。積層圧電アクチュエータ34はその積層数にもよるが
ストロークを大きくとることは適当でないが発生力が大
きいので、ピストン移動量は小さくし、断面積を確保し
て利用すれば、小型化が容易となる。

このように本実施例によれば、走査駆動部12をシリン
ダ32,ピストン33,積層圧電アクチュエータ34で構成する
ようにしたので、走査駆動部12の小型化，軽量化が可能
である。また、駆動伝達手段として伝達管である伝達軸
60を用い駆動力を流体圧にして伝達するようにしたの
で、ワイヤを使った場合のように摩擦力の増大を心配す
る必要がなく、超音波診断領域を拡大することができ
る。

次に、プローブ先端部の変形例について第６図〜第21
図を参照して説明する。

第６図は内視鏡の先端部にプローブの動きを規制する
円弧状のプローブガイドを設けた例を示す図である。同
図に示す90は内視鏡先端部の硬性部である。この硬性部
90には直線状をなすチャンネル91が形成されており、さ
らにこの直線状のチャンネル91にプローブ40の動きを規
制する円弧状のチャンネル（曲率チャンネル）の形成さ
れれているプローブガイド92が連結されている。このプ
ローブガイド92は、第７図に示すように、振動子70から
送波される超音波を遮ることなく、かつ曲率に沿ってプ
ローブ40を移動できるように、プローブ先端部41の直径
よりも若干小さな開口を有する溝93が形成されている。
また、プローブガイド92の曲率チャンネル（溝93）の両
側には、ライトガイドの端面94およびイメージガイドの
端面95が配置されている。

このような構成によれば、曲率チャンネルの形成され
ているプローブガイド92を直線状のチャンネル91に連結
して内視鏡の先端部に備えるようにしたので、超音波振
動子70は直線軌道および円弧軌道を描くこととなり、リ
ニアスキャンおよびコンベックススキャンの両方が可能
となる。したがって、大幅な視野拡大を図ることができ
る。

第８図は内視鏡先端部のチャンネル先端部に、たわみ
防止用アダプタを設けた例を示す図である。同図に示す
ように、内視鏡先端部７のチャンネル先端部内側に、た
わみ防止用アダプタ100を備え、摩擦係数の小さい樹脂
でできたプローブ40を複数点で保持するようにする。な
ぜならば、プローブ40はチャンネル50内に挿入されるも
のであるので、プローブ40とチャンネル50内壁とを密着
させることはできない。そのため、内視鏡の先端部７に
おいては、チャンネル50内面とプローブ40との間に隙間
が生じる。このような隙間があると、プローブ40の位置
を固定することができないと共に、プローブ40にたわみ
が生じてしまう。

そこで、たわみ防止用アダプタ100を備えて、内視鏡
の先端部７にあるプローブ40を複数の接点P1,P2,P3で保
持し、直線状に矯正する。

このようにすることにより、プローブ先端部41の位置
が定まり、振動子70を高精度に移動させることができ
る。

第９図（ａ）（ｂ）はプローブ先端部に形状記憶合金
を設けた例を示す図である。本例では、可撓性を有する
プローブ40の先端部41内にその長手方向に移動可能に超
音波振動子70を設ける。超音波振動子70はプローブ40内
に延在して設けた牽引ワイヤ11を介して振動子70を機械
的にリニアスキャンさせる。なお、112は信号線であ
り、その一端は振動子70に接続され、他端は超音波送信
装置（不図示）に接続されている。また、振動子70の超
音波送受信側とは反対側に真直状態を記憶した形状記憶
合金（以下、SMAと称する）113がプローブ40の長手方向
に沿って設けられている。このSMA113はリード線114を
介して電源装置（不図示）に接続されている。そして、
この電源装置からSMA113に選択的に電流が供給される。
第９図（ａ）は電流が供給された状態を示す。なお、SM
A113は電流が供給されていない初期状態では、第９図
（ｂ）に示すように、可撓性を有している。挿入時には
可撓性を有し、挿入後には真直するという意味では単に
弾性体であってもよい。

本実施例では、SMA113を初期状態にしてプローズ40を
内視鏡のチャンネル内に挿入し、プローブ40がチャンネ
ル内を挿通したならば電源装置によりSMA113に電流を供
給する。SMA113に電流が供給されるとジュール熱により
SMA113が真直状態になる。

したがって、可撓性を有するプローブ40を用いてもた
るみを生じることなくプローズ先端部41が固定され、プ
ローズ40内の振動子70を高精度に直線移動させることが
できる。

第10図（ａ）（ｂ）はプローブ先端部41に吸盤を複数
個形成した例を示す図である。なお、同図（ａ）はプロ
ーブ挿入側から見たプローブ先端部の正面図であり、同
図（ｂ）はプローブ先端部の側断面図である。プローブ
40内部にはその長手方向に移動可能に超音波振動子70が
設けられており、振動子70による超音波送受波面側に
は、振動子70を挟み込むように吸引流路を有する吸盤12
0が複数形成されている。吸引流路は連結される吸引用
チューブ（例えば、シリコンチューブ等）を介して吸引
装置に連通している。

したがって、プローブ先端部41を体腔壁121に密着し
た後、吸盤120に吸引作用を働かせると、プローブ先端
部41が体腔壁121に吸着される。そこで、超音波診断領
域の着目部位である体腔壁121に沿ってプローブ先端部4
1を移動させることにより、着目部位と振動子70との間
に不必要な媒体が介在されず超音波の減衰がない超音波
診断ができ、感度を向上させることができる。

第11図はプローブ位置検出手段を設けた例を示す図で
ある。本例では、プローブ先端部41に内蔵されている超
音波振動子70は固定されている。プローブ40の外筒には
振動子70の走査範囲とほぼ等しい範囲に第１の着磁パタ
ーン131および第２の着磁パターン132が形成されてい
る。第１の着磁パターン131はプローブ40の長手方向に
所定の分割角度に応じたピッチでＳ極とＮ極とが交互に
着磁されている。また、第２の着磁パターン132は、プ
ローブ40の径方向に所定のピッチでＳ極とＮ極とが交互
に着磁されるている。内視鏡先端部７の鉗子用チャンネ
ル50であって、第１および第２の着磁パターン131,132
に対向した位置には、各着磁パターンを検出する例えば
磁気抵抗素子からなる磁気センサ133,134が取付けられ
ている。また、プローブ40はその走査駆動部（不図示）
に備えた駆動機構により、摺動および回転の独立した２
動作が行われる。そのために、第１および第２の着磁パ
ターン131,132の長手方向の幅は等しい長さに設定され
ている。

このようにすれば、プローブ40の長手方向に摺動させ
た場合には、そのときの振動子70の位置は着磁パターン
132と磁気センサ134とから検出できる。また、プローブ
40を回転動作させたときには、振動子70の回転角度を着
磁石パターン131と磁気センサ133とから検出することが
できるＳ極およびＮ極の磁気パターンが磁気センサ133,
134に対して移動すると、Ｓ極とＮ極とで交互に繰返さ
れる磁気変化は電気的抵抗値の変化として検出すること
ができ、デジタル処理との適合性をよくすることもでき
る。なお、着磁パターン131,132と磁気センサ133,134と
は逆の位置関係であってもよい。

このように構成することにより、振動子70の位置，回
転角の検出を正確に行なうことができる。また、リニア
走査と同時にラジアル走査を行なうことにより３次元の
超音波診断画像を得ることができる。

第12図は超音波振動子による送波をプローブの長手方
向および前方にも行なえるようにした例を示す図であ
る。プローブ先端部41には前方に送波を行ない得る角度
で超音波振動子70が設けられている。また、プローブ40
の内視鏡先端部７のチャンネル50から僅かに突出した外
筒の互いに対向した位置に２つのバイモルフ141,142が
取付けられている。この二つのバイモルフ141,142はリ
ード線143,144を介して電源に接続されている。このリ
ード線143,144を介してバイモルフ141,142に選択的に通
電することにより、プローブ先端部41を屈曲させる。ま
た、プローブ40の基端部は走査駆動部にて回転動作を与
える駆動軸に連結されている。

このように構成すれば、バイモルフ141,142に通電し
てプローブ先端部41を周期的に屈曲させると、プローブ
40の前方にコンベックススキャンを行なうことができ
る。また、同時に回転動作を加えることにより３次元の
超音波断層像を得ることができる。

第13図はプローブ先端部に電子リニアアレイを設けた
例を示す図である。同図に示すように、プローブ先端部
41に電子リニアアレイの超音波振動子150を設け、セク
タスキャンを行なうようにし、プローブ40自体がそのプ
ローブの長手方向に移動するようにしている。また、第
14図に示すように、電子コンベックスアレイの振動子15
1を用いるようにしている。このようにすることによ
り、セクタスキャンとリニアスキャンまたはコンベック
ススキャンとリニアスキャンの複合スキャンが可能とな
り、視野幅を拡大することができる。

第15図は内視鏡鉗子チャンネルに挿入するプローブ先
端部に少なくとも二つ以上の超音波振動子を配設した例
を示す図である。各振動子70a,70bは送受波方向が同一
方向であり、かつ所定の走査範囲を振動子の数で除算し
た間隔で並べられている。ただし、隣合う振動子70aと7
0bとの間隔は、互いの送受波が干渉しない程度の距離に
設定されている。

このように振動子を複数個設け、各振動子に各走査範
囲を分担させることにより、複数の振動子を同時に送受
可能となり、全走査範囲の超音波診断画像を得るのに要
する時間を短縮することができ、高速スキャンが実現で
きる。

第16図はプローブ先端部に配設される振動子を複数個
近接配置した例を示す図である。同図に示すように、プ
ローブ先端部41に超音波振動子70a,70bを互いの送受波
が互いに干渉しない間隔で近接配置している。振動子70
a,70bをこのように配置した状態でプローブ40を長手方
向に移動させる。このとき、二つの振動子70a,70bで同
時に超音波の送受信を行なう。そして、振動子70aの走
査範囲と振動子70bの走査範囲との重畳する範囲を全走
査範囲とし、二つの超音波像の位置合わせを行ない加算
する。

このようにすることにより、一つの振動子を全走査範
囲を移動して得られる画像信号に対し、S/N比が向上する。振動子の数を増すことにより、全振動子の数
だけ同じ部位の画像が得られ、それらを加算した像はS/
N比が向上する。なお、全走査範囲の所要走査時間は、一つの
振動子の場合と大差ない。

第17図は共振周波数がそれぞれ異なる複数個の振動子
をプローブ先端部に設けた例を示す図である。同図に示
すように、共振周波数の異なる各振動子70a,70b,70cを
プローブ先端部41に近接配置した場合には、各振動子70
a〜70cの送受信波が干渉しても分離が容易である。ま
た、異なる共振周波数をもつ振動子70a〜70cの同じ部位
での超音波信号を重畳して得られる信号は、各振動子70
a〜70cの共振帯域を合わせた帯域をもつこととなり、極
めて広い達域を有する信号を生成できる。この広帯域信
号をパルス圧縮法を適用した診断装置に用いれば、高解
像，高感度な超音波断層像を得ることができる。

第18図は帯域の異なる振動子70a〜70cからの受信信号
を合成し、広帯域信号を生成するための回路の構成を示
すブロック図である。各振動子70a〜70cから出力された
受信信号はそれぞれ直交検波手段160に入力され、帯域
変換されて低域信号に変換される。この低域信号は位相
情報を含んだ複素信号とされ、実数成分と虚数成分とに
分けられる。実数成分について説明すると、振動子70a
〜70cが同じ部位の反射信号を受信信号として得るため
には、プローブ40の移動速度に応じて時間遅れを生じさ
せる必要がある。そこで、この時間遅れを遅延線にて１
走査ディレイ遅延させる。つまり、振動子70bの受信信
号は振動子70aに対して１走査ディレイ分遅れ、振動子7
0cの受信信号は振動子70aの受信信号に対して２走査デ
ィレイ分遅れて得られる。これらの信号を加算器161で
合成することにより同部位を帯域の異なる振動子70a〜7
0cで受信した信号が得られる。この合成信号は３つの振
動子70a〜70cの帯域を合成したものとなる。虚数成分に
おいても同様にして合成が行われる。そして、このよう
に合成された合成信号は直交変調手段162から広帯域信
号として出力される。

第19図はローブ先端部に送波用振動子および受波用振
動子を設けた例を示す図である。同図に示すように、プ
ローブ先端部41に送波用振動子170〜174および受波用振
動子175〜179が設けられている。振動子170と175はその
焦域が等しく、同様に振動子171と178,172と177,173と1
76,174と175はその焦域が等しく、それぞれの焦点域が
各組合わせで一致した位置となり、かつ、振動子174と1
75との中心線上に位置するように配置されている。そし
て、振動子170から送波された超音波の反射波は振動子1
79で受信され、次に振動子171から送り波された超音波
の反射波は振動子178で受波され、このような順序で順
次送受波が行われる。ここで、振動子170と179とに着目
すると、両振動子の間隔abは予めわかるので、ａ点から
送波された波がｂ点で反射し、ｃ点に到達するまでに要
する時間は、振動子170で送波したパルスの時刻と振動
子179で受波した信号のピーク点での信号すなわち、焦
点域での反射波を受波する時刻から測定することができ
る。また、音波の伝播距離abcも単純な幾何計算で求め
ることができる。同様に、伝播距離defとその伝播時間
も求めることができる。

また振動子171の開口中心ｄから線分abに下した垂線
の足をｉとし、振動子178の開口中心ｆから線分bcに下
した垂直線の足をｊとすれば、線分ai,ciは振動子170,1
71および振動子178,179の設置位置から単純な幾何計算
により求めることができる。これらの振動子近傍のの音
響媒体の音速は既知であるので、線分ai,cjを伝播する
のに要する次官は求めることができる。

したがって、音響経路ibjの伝播時間からdefの伝播時
間を減じれば、gbhにおける伝播時間が求められ、同時
に伝播距離gbhも既知なのでgbhにおける伝播速度を求め
ることもできる。その結果、着目する局部領域gbhの音
速を求めることができる。同様にして、他の振動子によ
っても局部領域の音速を求めることができる。

このように、プローブ先端部41をその長手方向に移動
させながら、局部領域の音速を測定していくこにより、
移動範囲に応じた領域の生体中の音速を求めることがで
き、音速を利用した生体組織診断を行なうことができ
る。なお、上記した音速を求める方法は交差ビーム法に
準じている。

第20図はプローブの基端部を走査駆動部の駆動軸に磁
石を介して連結することによる過負荷防止機構を備えた
例を示す図である。プローブ先端部41には超音波振動子
70が設けられている。そして、駆動力伝達手段としての
機能を有するプローブ40の基板部42の走査駆動部内の駆
動源伝達軸180に永久磁石181および182を介して連結さ
れている。永久磁石181と182の一方はＳ極とし、他方は
Ｎ極となっている。そして、駆動源伝達軸180はプロー
ブの摺動方向に自由度を持たせ、プローブの長手方向に
摺動させる機構となっている。

このように構成したことにより、誤ってプローブ先端
部41が体内壁に接した場合であっても、連結部に加わる
負荷が永久磁石181と182とによる連結磁力以上になると
連結が解除される。従って、磁石181,182の磁力をコン
トロールすることによりプローブ40に加わる負荷を調整
することができ、体腔壁を過負荷により傷つけるといっ
た不都合を確実に回避できる。

なお、上記した例では、内視鏡の診断領域と超音波振
動子より得られる超音波画像の示す領域とを共通にする
ために斜視にすることが望ましい。

このようにすれば、体腔壁表面画像を内視鏡画像で確
認した後、対応する表面部位の深層部を超音波像で診断
することができ、有効な情報を得ることができる。

第21図は上記過負荷防止機構をプローブ先端部に設け
た例を示す図である。プローブ先端部41は先端部材41a
と、この先端部材41aに駆動力の伝達を行なう伝達部材4
1bとの二つの部材に分れている。先端部材41aには振動
子70が内蔵されており、この先端部材41aの内径に比し
て若干小さな外径を有する伝達部材41bの一端部が磁石1
91,192を介して先端部材41aの開口部にはめ込まれてい
る。なお、磁石191,192としては、例えばＳ極を先端部
材41aの内周側に取付け、Ｎ極側を伝達部材41bの挿入部
外周に取付けるようにする。

このようにすることにより、伝達部材41bからの駆動
力は磁石191,192の磁力を介して先端部材41aに伝えら
れ、仮に規定以上の負荷が加わったときには、磁石191,
192による連係が解除され安全機構として作動する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、可撓性を有するプローブの先端部に
超音波振動子を設け、内視鏡の先端にプローブの動きを
規制するガイド部材を設けたので、例えばリニア走査か
らコンベックス走査を連続的に行なうことができ、生体
に損傷を与えることなく視野に大幅に拡大することがで
きる。

また、超音波振動子を移動させる駆動力をプローブ内
に連通して設けられた駆動力伝達手段を介して伝達する
ようにしたので、例えば駆動手段としてピストン，シリ
ンダおよびピストンを移動させる積層圧電アクチュエー
タを用い、駆動力伝達手段として伝達管等を用いること
により走査駆動部の小型化，軽量化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第21図は本発明の実施例を示す図であり、第１
図は内視超音波診断装置の概略的な構成を示す図、第２
図は連結部材に走査駆動部を取付けた状態を示す断面
図、第３図は内視鏡先端部の断面図、第４図はプローブ
先端部の断面図、第５図は送受信装置の構成を示すブロ
ック図、第６図は円弧状のプローブガイドを設けた内視
鏡の先端部を示す図、第７図は第６図に示すプローブガ
イドを挿入側から見た状態およびその断面を示す図、第
８図は内視鏡先端部にたわみ防止用アダプタを設けた状
態を示す図、第９図（ａ）（ｂ）は形状記憶合金を備え
たプローブ先端部の断面図、第10図は（ａ）（ｂ）は吸
盤を設けたプローブ先端部を正面から見た図およびその
側断面図、第11図は位置検出手段を設けたプローブ先端
部の側面図、第12図は一対のバイモルフを取付けたプロ
ーブ先端部の側断面図、第13図は電子リニアアレイをそ
の先端部に設けプローブ先端部の側面図、第14図は電子
コンベックスアレイをその先端部に設けプローブ先端部
の側面図、第15図〜第17図は複数の振動子を設けたプロ
ーブ先端部の側面図、第18図はパルス圧縮を行なうため
の回路の構成図、第19図は送波用振動子および受波用振
動子を設けプローブ先端部の側面図、第20図はプローブ
基端部に過負荷防止機構を設けた状態を示す図、第21図
はプローブ先端部に過負荷防止機構を設けた状態を示す
図である。１……内視鏡、７……内視鏡先端部、10……超音波診断
装置、12……走査駆動部、32……シリンダ、33……ピス
トン、34……積層圧電アクチュエータ、40……プロー
ブ、50……チャンネル、60……伝達軸、70……超音波振
動子、92……プローブガイド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田口耕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)発明者生田英嗣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)発明者安達豊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63−302836（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−61161（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−209354（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−68360（ＪＰ，Ａ) 実開昭57−165114（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 8/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内視鏡の可撓部に連通して設けられたチャ
ンネルと、このチャンネル内に挿通可能な可撓性を有するプローブ
と、このプローブ内の挿入側先端部に設けられた超音波振動
子とからなり、前記内視鏡の先端部に、少なくとも走査時に前記プロー
ブのふらつく動きを阻止する規制用ガイド部材を前記チ
ャンネルに連結して設けたことを特徴とする内視超音波
診断装置。
【請求項２】請求項１に記載のガイド部材は円弧状をな
すことを特徴とする内視超音波診断装置。
【請求項３】内視鏡のチャンネル内に挿通可能な可撓性
を有するプローブと、このプローブ内の挿入側先端部にその長手方向に沿って
移動可能に設けられた超音波振動子と、この超音波振動子を前記プローブ内の長手方向に移動さ
せるための、圧電アクチュエータとこの圧電アクチュエ
ータに接続されたピストンおよびシリンダとからなる駆
動手段と、この駆動手段と前記超音波振動子とを連結する如く前記
プローブ内に連通して設けられた駆動力伝達手段とから
なり、この駆動力伝達手段は、前記シリンダと超音波振動子
との間に接続された、伝達管と前記超音波振動子の長手
方向の移動量を吸収する伸縮継手と、この伝達管および伸縮継手の内側に封入された液体とか
らなることを特徴とする内視超音波診断装置。
【請求項４】内視鏡のチャンネルまたはプローブの少な
くとも一方に超音波振動子の位置および方向，またはど
ちらか一方を検出するための検出手段を設けたことを特
徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の内視超音
波診断装置。
【請求項５】プローブ内の挿入側先端部にそれぞれが独
立して超音波を送受可能な複数の超音波振動子を設けた
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の
内視超音波診断装置。