JP2823898B2

JP2823898B2 - 体腔内超音波診断装置

Info

Publication number: JP2823898B2
Application number: JP27321489A
Authority: JP
Inventors: 孝一松井
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1998-11-11
Anticipated expiration: 2013-11-11
Also published as: JPH039734A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、体腔内挿入部の先端に超音波プローブを設
け、体腔内深部等の超音波診断を可能とした体腔内超音
波診断装置に関する。

〔従来の技術〕

体腔内より深部臓器の精密診断をするために、体腔内
挿入部の先端に超音波プローブを設けた体腔内超音波診
断装置は各種提案されている。

この体腔内超音波診断装置は、超音波プローブの走査
方式により機械走査方式と電子走査方式に大別できる。
消化管等の管腔内からの超音波診断には、機械走査方式
のうち超音波プローブを体腔内挿入部の挿入軸に対し垂
直な方向に回転させて行うラジアル走査方式が有効であ
るとされている。

このうちラジアル走査方式の超音波内視鏡診断装置と
して、例えば特開昭63−115546号公報や実開昭63−7410
8号公報に開示されているものがある。これらは内視鏡
挿入部の先端に設けた超音波振動子を術者手元側の駆動
部から内視鏡挿入部に延在させたフレキシブルシャフト
を介して回転させるようにしている。この場合、回転す
る超音波振動子の位置検出装置は内視鏡挿入部先端の細
径化、短縮化のために、術者手元側の駆動部に設けてい
る。そして超音波振動子の回転角をエンコーダ、ポテン
ショメータ等の位置検出装置で検出し、超音波情報を観
測装置のCRT上に超音波画像として表示して診断するの
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来の超音波内視鏡診断装置は、使用
に際し内視鏡挿入部を体腔内深部に挿入して、術者手元
側の操作部のアングルノブを介して操作すると次のよう
な不具合がある。つまり、内視鏡挿入部の移動にともな
い超音波振動子にも回転が生じるがこの回転にともな
い、フレキシブルシャフトを介して超音波振動子を回転
させても位相の進み、遅れが発生する。したがって、光
学的観察像に対し観測装置のモニタ上の超音波画像が回
転移動してしまい、適正な被検対象の認識が困難となる
のである。同様のことは、ミニチュアプローブ等を用い
る体腔内超音波診断装置においても生じる。つまり、内
視鏡のチャンネル内にミニチュアプローブを挿通した
後、内視鏡挿入部の移動にともなう超音波移動子の位相
の進み、遅れが発生するのである。

本発明は、上記不具合を解決するために提案されるも
ので、光学的観察像と超音波画像を一致させるようにし
て適正な超音波診断を実施できる体腔内超音波診断装置
を提供することを目的としたものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕

本発明は、上記目的を達成するためアングル操作によ
り彎曲自在な挿入部先端にフレキシブルシャフトを介し
て回転可能な超音波振動子を設け、フレキシブルシャフ
ト他端近傍に超音波振動子の回転検出を行うエンコーダ
を設けた体腔内超音波診断装置において、挿入部先端のアングル量検知手段と、該アングル量検
知手段にもとづきエンコーダの原点信号を遅延あるいは
進めるための補正手段とを設けたものである。

このように体腔内挿入部のアングル操作によって変化
するアングル操作量を検知する手段、それにもとづく補
正手段によりフレキシブルシャフトによるエンコーダ出
力の位相遅れあるいは位相進みを補正できる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の第１実施例に係る内視鏡の全体図
で、第２図は副操作部の内部を示す断面図である。内視
鏡１の挿入部２には彎曲部３、先端部４を設けている。
挿入部２を体腔内に挿入した後、手元側のアングルノブ
５を介して彎曲部３を例えばup/down方向に彎曲操作す
ることができるようにしてある。先端部４には超音波振
動子を設け回転可能にしてある。つまり、副操作部６に
はモータ７が設けてあり、タイミングベルト８を介して
フレキシブルシャフト９に駆動力を伝え、フレキシブル
シャフト９に連結してある超音波振動子を回転させるの
である。モータ７は更に別のタイミングベルト10を介し
てエンコーダ11を回転させるようにしてある。エンコー
ダ11はフレキシブルシャフト９に１対１となるように接
続してあるので、間接的に超音波振動子の回転位置検出
を行うことができる。

第３図は、彎曲部３の一部断面図であるが、フレキシ
ブルシャフト９は挿入部２、彎曲部３内を延在してい
る。彎曲部３が彎曲する際は、アングルノブ５に連結し
ているアングルワイヤ12を挿抜するのであるが、これに
よりコマ13の彎曲部軸方向角度が変更し彎曲するのであ
る。

第４図は、アングルノブ５の一部を示したもので、ア
ングルノブ回転軸と同軸にエンコーダ14が設けてあり、
アングルノブ５のup/downアングル量を検出できるよう
にしてある。

第５図は、各エンコーダからの信号の伝送状態を示す
説明図であるが、15はアングルノブ、アングルワイヤに
よりright/left方向へアングルをかけられる先端部４の
アングル量を検出するたのエンコーダである。アングル
ノブ５の回転軸と同軸のエンコーダ14と先端部のアング
ル量検出用のエンコーダ15の信号はアングル量判別器16
に入力され、該アングル量判別器16はカウンタ17のプリ
セット値を出力するようにしてある。一方、超音波振動
子の回転位置検出を行うエンコーダ11からのＺ相および
Ａ相は、カウンタ17へ入力され、キャリーアウト信号と
して観測装置に補正後のＺ相信号を出力するようにして
ある。

次に本実施例を用いた装置の動作を説明すると、経口
的に上部消化管の検査をしたり、径大腸的に下部消化管
を検査する場合、超音波内視鏡１の挿入部２を体腔内に
挿入した後、アングルノブ５を操作して彎曲部３を彎曲
させる。これにより先端部４を所望の位置に設定できる
ので、その後に先端部４内の超音波振動子をフレキシブ
ルシャフト９、タイミングベルト８を介して、副操作部
６内のモータ７により所要方向へ回転制御する。この場
合、超音波振動子の回転はタイミングベルト10を介して
エンコーダ11により間接的に位置検出され、エンコーダ
11のＺ相出力による原点信号をＡ相の立ち上り、立ち下
りに同期させて超音波の送受信を行うのである。

一方、アングル５を操作するとアングルワイヤ12によ
りコマの角度が変えられて、先端部４の向きがup,down,
right,leftの４方向に自在に設定され、種々の超音波画
像を得ることができる。しかしアングル５を操作した
際、フレキシブルシャフト９は挿入部２、彎曲部３内で
ねじられてしまい、先端部４の光学的向きと超音波振動
子の向きが一致しなくなってしまう。第６図Ａは、矢印
で示す基準位置が右回り方向へ幾分ずれている状態を示
したものである。Ｂ図は、アングル操作をしないで前記
両方向が一致している状態を示している。

そこで本実施例では、アングルノブ５と同軸に設けた
エンコーダ14,15によりアングル量を検出し、up/down,r
ight/left方向を個別に検出したアングル量をアングル
量判別器16を経由して超音波振動子の向きを補正する値
をカウンタ17に出力する。カウンタ17はアングル量判別
器16の出力値をプリセット値としてエンコーダ11のＺ相
信号に同期して入力し、Ａ相のパルス数をカウントす
る。そして超音波振動子の向きと光学系の向きとの角度
差に応じてキャリーアウト信号を出力し、補正Ｚ相信号
として観測装置に出力する。このようにしてモニタに表
示される超音波画像は、第６図Ａの状態からＢ図の状態
に復帰するのである。したがって、フレキシブルシャフ
トによるエンコーダ出力の位相遅れ、位相進みを補正で
きる。

第７図、第８図は本発明の第２実施例を示したもの
で、第１実施例と対応する個所には同一符号を付した。
本実施例は第７図に示す彎曲部３の一部断面図にあるよ
うに、アングルワイヤ12と並行してオプティカルファイ
バ18（up/down）,19（right/left）を布線している。こ
のオプティカルファイバ18,19の入出力端は副操作部６
に設け、先端部４で折り返すようにしてある。第８図に
示す信号の伝送状態図にあるように、オプティカルファ
イバ18,19の入力端にはLED20,21を、出力端にはフォト
トランジスタ22,23を接続している。フォトトランジス
タ22,23の出力はそれぞれA/Dコンバータ24,25に入力さ
れ信号の変換が行われる。A/Dコンバータ24,25の出力
は、アングル量判別器16に入力され、その他の構成は第
１実施例と同様となっている。

このように構成してある本実施例では、挿入部２、彎
曲部３のアングル量によってLED20,21の光はオプティカ
ルファイバ18,19を通過する際に減衰される。そして、
オプティカルファイバ18,19から出力される光は、フォ
トトランジスタ22,23で受光され、A/Dコンバータにより
アナログ信号からディジタル信号に変換されてアングル
量判別回路に出力される。そして、超音波振動子の向き
を補正する値がカウンタ17に出力され、第１実施例と同
様に信号処理されて補正Ｚ相信号が観測装置に出力され
る。このようにしてフレキシブルシャフトによるエンコ
ーダ出力の位相遅れ、位相進みが補正できるばかりかア
ングルノブ５操作によらない彎曲部３の屈曲による超音
波振動子と光学系の角度差も検出できるので、補正精度
の向上を図れる。

第９図は、本発明の第３実施例に係る装置の使用状態
を示したものである。この装置は、それ自体には超音波
診断のための手段を設けていない内視鏡26の体腔内挿入
部の先端部４から超音波プローブ28を導出するようにし
たものである。超音波プローブ28は、内視鏡26の鉗子口
27からチャンネル内を挿通して使用し、先端部4aには超
音波振動子を設けている。そして超音波プローブ28は、
内視鏡26により光学的な診断をしたり、鉗子口27および
チャンネルを介してレーザメス、電気メスを挿通しての
治療をした後に、チャンネル内を挿通して超音波診断、
治療の効果判定をするために用いられるものである。

第10図は、前記鉗子口27の断面図である。図示のよう
に、内側に超音波プローブの保護チューブに形成した凹
部と嵌合する凸部27aを形成している。第11図は超音波
プローブ28の断面図であり保護チューブ29には前記凹部
29aを形成し、内部には先端部4a内の超音波振動子を回
転させる同軸ケーブル30を内包するフレキシブルシャフ
ト31を設けている。そして前記鉗子口27に超音波プロー
ブ28を挿通する際は、前記凸部27a、凹部29aを嵌合する
ことにより相互に周方向に回動させずに行えることとな
る。

本実施例においても、内視鏡26には前記各実施例と同
様にアングル量検出手段を設けてあり、アングル量判別
手段に入力され、超音波振動子の回転位置検出を行うエ
ンコーダからのＺ相、Ａ相をカウンタへ入力し、キャリ
ーアウト信号として補正後のＺ相信号を出力するように
している。

このように構成してあるので、本実施例の装置により
超音波診断するには、先ず内視鏡26の鉗子口27および挿
通チャンネルを介して超音波プローブ28を挿通し、体腔
内の所要個所に第９図に示すごとく導出する。次に、フ
レキシブルシャフト31を介して超音波振動子を回転させ
るとともに、駆動信号を供給することにより励振させて
被検体に係る超音波信号を得るのである。

そして前記各実施例と同様に光学的画像位置と超音波
画像の基準位置を一致させて適正な超音波診断を行うこ
とができる。さらに本実施例ではこうした超音波診断を
行う場合、超音波プローブ28は内視鏡26の鉗子口27内で
周方向に回動せずに挿通されてゆく。したがって、内視
鏡の視野方向と超音波プローブの走査方向を関連づけ易
くなり、適正な超音波診断が可能となる。また、内視鏡
26のアングル操作に基づい超音波断層像も回転制御され
るため、超音波診断時の調整は不要となる。一方、超音
波プローブ28の保護チューブ29内のフレキシブルシャフ
ト31、同軸ケーブル30は保護チューブ29内で固定されて
いるわけではないので、超音波振動子を回転駆動するた
めになんら支障はない。

第12図、第13図は、本発明の第４実施例を示したもの
で鉗子口27にフォトセンサ32を着脱自在に設け、超音波
プローブ28には保護チューブ29を透してフレキシブルシ
ャフト31にマークした輝線、黒線等の表示部33を検出
し、エンコーダ11の出力とスイッチ34を介してカウンタ
17に入力するようにしたものである。他の構成について
は前記第１実施例と同様である。

このようにして構成しているので、前記各実施例と同
様の効果が得られる外、フォトセンサ32で表示部33を検
出することにより、内視鏡26に対してのフレキシブルシ
ャフトの回転原点を把握でき光学像との位置関係を確実
に把握できる。なお、超音波プローブ28を血管内等で単
独に使用する場合は、フォトセンサ32の信号は使用でき
ないためスイッチを介してエンコーダ11の信号に切り換
えて使用すればよいのでフォトセンサ32を取り外せばよ
い。

〔発明の効果〕

以上のごとく、本発明によればアングル操作量検知手
段、それにもとづく補正手段によって光学的画像位置と
超音波画像の基準位置が、フレキシブルシャフトのねじ
れにより不一致となることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例に係る内視鏡の全体図、第２図は、操作部の断面図、第３図は、彎曲部の一部断面図、第４図は、エンコーダ近傍の概要図、第５図は、信号の伝送状態説明図、第６図A,Bは、超音波画像の実施例図、第７図は、本発明の第２実施例に係る彎曲部の一部断面
図、第８図は、信号の伝送状態説明図、第９図は、本発明の第３実施例に係る装置の使用状態を
示した斜視図、第10図は、鉗子口の断面図、第11図は、超音波プローブの断面図、第12図は、本発明の第４実施例に係る装置の一部斜視
図、第13図は、信号の伝送状態説明図である。 11……エンコーダ、14……エンコーダ 15……エンコーダ、16……アングル量判別器 17……カウンタ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アングル操作により彎曲自在な挿入部先端
にフレキシブルシャフトを介して回転可能な超音波振動
子を設け、フレキシブルシャフト他端近傍に超音波振動
子の回転検出を行うエンコーダを設けた体腔内超音波診
断装置において、挿入部先端のアングル量検知手段と、該アングル量検知
手段にもとづきエンコーダの原点信号を遅延あるいは進
めるための補正手段とを設けたことを特徴とする体腔内
超音波診断装置。