JP3095870B2 - 体腔内検査用超音波スキャナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、体腔内に挿入してその
周辺の臓器を超音波診断する体腔内検査用超音波スキャ
ナの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の体腔内検査用超音波スキャナとし
て、例えば操作部に体腔内に挿入される細長で可撓性の
ある挿入部を連結してなるものが知られている。前記超
音波スキャナは、挿入部の本体先端に、超音波ビームを
一定方向に送信すると共に、一定方向からエコーを受信
する超音波送受信部と、この超音波送受信部から送信さ
れる超音波ビームを所定範囲に走査させると共に、エコ
ーを前記超音波送受信部に戻す超音波ビーム走査機構部
とを備えてなる先端部を設けたものが一般的である。

【０００３】前記超音波ビーム走査機構部は、機械的な
走査を行うものであって、例えば可撓性挿入部先端に超
音波振動子を回転自在に設けて、手元操作部から延在す
るフレシキブルシャフトを介して、前記反射ミラーを回
転させながら体腔内を機械的に超音波走査するものであ
る。この所定範囲の走査により、超音波スキャナは超音
波診断を行えるようになっている。

【０００４】ところで従来の超音波スキャナは、前記超
音波送受信部と超音波ビーム走査機構部（あるいは、こ
れらを含む先端構成部）と、挿入部の本体とが一体不可
分に作られていた。そのため、種々の特性の超音波ビー
ムを用いて、種々の角度から超音波診断を行う必要のあ
る場合には、多種の超音波スキャナを用意しておかなけ
ればならないという不経済さがある。

【０００５】そこで、この不具合を解消するため、特公
昭６１−３７９４５号公報には、先端構成部に超音波振
動子を機械的及び電気的に着脱自在に接続可能とした
り、あるいは、挿入部本体に対して着脱自在な先端構成
部に対して、フレキシブルシャフトを着脱自在とすると
共に、装着時に機械的な動力の伝達が可能なように嵌合
部を設けているものが開示されている。つまり、これら
は、着脱自在な機械的接続手段と電気的接続手段とを設
けて、多種の先端構成部を挿入部先端に着脱自在とした
ものである。

【０００６】一方、機械的な走査を行う際、歯車付きベ
ルトや、平歯車、ベベルギア等を用いたものの欠点を解
消するため、特開昭６２−２３３１５０号公報には、先
端部等にモータを入れて、このモータの軸に超音波を送
受波する超音波振動子を設けたものが記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波スキャナには、以下のような欠点がある。

【０００８】（１）挿入部内にフレキシブルシャフトが
通っているため挿入部が太くなる。

【０００９】（２）操作部内のモータからフレキシブル
シャフトを通して回転伝達を行うため、回転不良を起こ
しやすい。

【００１０】（３）操作部に連結された挿入本体と先端
部とが一体となっているため、超音波の周波数、走査方
向等を変えて検査する必要のある場合、多種の超音波ス
キャナを有する診断装置を用意しなければならず、不経
済である。

【００１１】前記３点に関して、前記特公昭６１−３７
９４５号公報のものでは、先端部を着脱可能にしている
が、フレキシブルシャフトでの回転伝達であるため、前
記（１），（２）の挿入部の太さ、及び回転不良の点に
ついては解決できない。また、前記特開昭６２−２３３
１５０号公報では、先端部を着脱自在にし、その先端部
内にモータを入れることによって、前記（２），（３）
の課題を解決しているが、モータへの電源を供給するた
めに、挿入部内に信号ケーブを通すために、前記（１）
の挿入部の太さに関する課題が未解決のままである。

【００１２】本発明は、前記３つの課題を一挙に解決す
ることができる体腔内検査用超音波スキャナを提供する
ことを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の体腔内検査用超
音波スキャナは、生体の体腔内に挿入する挿入部の先端
に、先端構成部を着脱自在に取り付け、前記先端構成部
に、一定方向に超音波を送信すると共に、一定方向から
の反射エコーを受信する超音波送受波手段と、前記超音
波送受波手段が発信する超音波を前記生体に向けて反射
すると共に、前記生体からの反射エコーを前記超音波送
受波手段に向けて反射する反射手段と、前記超音波送受
波手段が発する超音波を所定範囲に走査するため反射手
段を駆動する駆動手段と、この駆動手段に電力を供給す
る電源手段と、前記超音波送受波手段と前記挿入部との
間を電気的に接続すると共に、前記挿入部の先端に着脱
自在な電気的接続手段とを設けている。

【００１４】

【作用】前記解決するための手段によれば、挿入部の先
端に対して着脱自在の先端構成部に、超音波送受波手
段、反射手段、駆動手段、電源手段、及び電気的接続手
段を設けているので、従来例のように走査駆動のための
フレキシブルシャフトを不要とし、また、異なる種類の
超音波手段、反射手段、駆動手段等を有する先端構成部
を前記挿入部先端に着脱することにより、多様な超音波
の周波数、走査方向等に対応する。

【００１５】

【実施例】図を参照して、本発明の実施例について説明
する。図１ないし図５は本発明の一実施例に係り、図１
は内視鏡先端に設けられた体腔内検査用超音波スキャナ
の断面図、図２は内視鏡先端に設けられた体腔内検査用
超音波スキャナの側面図、図３は体腔内検査用超音波ス
キャナを設けた内視鏡の全体構成図、図４は駆動用電源
のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す説明図、図５は超音波スキャ
ナの動作を示す説明図である。

【００１６】図３には、本実施例の超音波スキャナを内
視鏡に応用した例を示している。図３に示す内視鏡１
は、細長で可撓性を有する挿入部２と、この挿入部２の
手元側後端に連結された操作部３とを備えている。前記
挿入部２は、先端側から順に、硬性の先端部４、挿入部
本体を構成する湾曲可能な湾曲部５及び可撓性を有する
可撓管部６からなる。

【００１７】前記操作部２には、前記湾曲部５を湾曲操
作する湾曲操作ノブ７、送気送水ボタン８等が設けられ
ている。また、操作部２は、その側部から、可撓性のユ
ニバーサルコード９が延設されている。そして、前記ユ
ニバーサルコード９の先端には図示しない光源装置に接
続されるスコープコネクタ１０が設けられている。

【００１８】さらに、前記内視鏡操作部２の側部後端に
は、超音波信号の増幅を行う副操作部１１が連結されて
いる。この副操作部１１には、超音波コード１２が延設
され、この超音波コード１２の先端には、図示しない超
音波観測装置へ着脱自在に接続される超音波コネクタ１
３が設けられている。

【００１９】図２は先端部４の詳細である。先端部４
は、先端構成部としての先端カバー１４と、先端硬質部
１５とから成り、先端カバー１４は、先端硬質部１５に
対し、着脱自在に取り付くようになっている。先端硬質
部１５は、照明レンズ１６、対物レンズ１７、送気送水
ノズル１８、鉗子起上機能付のチャンネル１９の開口を
有している。照明レンズ１６、対物レンズ１７の内部に
は、それぞれ図示しないライトガイドファイバー、イメ
ージガイドファイバーが設けられており、これらのファ
イバーは、挿入部２、操作部３、及びユニバーサルコー
ド９を挿通され、スコープコネクタ１０を介して、光源
装置に接続されるようになっている。

【００２０】次に実施例の要部である、先端カバー１４
の内部について図１を参照して説明する。

【００２１】先端カバー１４の内部には、超音波送受波
手段としての超音波振動子２０、反射氏だとしての反射
ミラー２１、駆動手段としての駆動モータ２２、電源２
３及び超音波伝達媒体２４が設けられている。

【００２２】前記超音波振動子２０は、一定方向に超音
波ビームを送信すると共に、生体からの反射エコーを受
信するものである。この超音波振動子２０は、先端カバ
ー１４の後端側に配置し、超音波ビーム方向が、挿入部
２の軸方向（長手方向）に一致すると共に、その振動面
が、挿入方向に向かって超音波ビームを出射するように
取り付けている。

【００２３】また、前記電源２３は、先端カバー１４の
先端近傍に取り付けられている。前記駆動モータ２２
は、電源２３の後端側に隣接して設けられており、この
モータの駆動軸２２ａと前記超音波振動子２０との中心
が一致するように取り付けられている。前記電源２３
は、充電式のものであって、駆動モータ２２に電力を供
給するものである。尚、電源２３は、先端カバー１４に
着脱自在に設け交換可能としても良く、従って使い捨て
にしても良い。

【００２４】前記反射ミラー２１は、超音波を反射する
ためのものであって、前記駆動モータ２２の駆動軸２２
ａに取り付けられて回転するようになっている。さら
に、反射ミラー２１のミラー面２１ａは、超音波振動子
２０の振動子面に対して、例えば４５°の角度をなすよ
うに取り付けてある。また、前記超音波伝達媒体２４
は、超音波が伝達可能な素材で構成され、先端カバー１
４内部の空間に、封止部材２５によって封入されてい
る。そして、この超音波伝達部材２４は、反射ミラー２
１の周囲、及び超音波振動子２０の前面に配置されてい
る。

【００２５】また、図１に示すように、超音波伝達部材
２４の上端側であって、先端カバー１４内面には、超音
波強反射体で構成された細長い箔２６がその長手方向
を、挿入部の軸方向に一致するように取り付けられてい
る。この箔２６は、後述するように、ラジアル走査の基
準位置となる。

【００２６】前記先端カバー１４内の超音波振動子２０
と、先端硬質部１５との電気的接続としては、超音波振
動子２０の後端に接続され、かつ先端カバー１４の後端
面から突出するピン端子２７が設けられている一方、先
端硬質部１５の先端面には、ピン端子２７が嵌合する凹
形端子２８が埋設されている。前記ピン端子２７と、凹
形端子２８とは、着脱自在となっており、装着時に電気
的接続が行われるようになっている。なお、ピン端子２
７と凹形端子２８は、挿入中、抜け落ちることのない力
量で嵌合するようになっている。

【００２７】また、前記先端カバー１４の後端面には、
この先端カバー１４の種類によって例えば本数や配置が
異なることによって、後述する回転数、焦点距離などの
情報を示すピン２９を突出している。このピン２９は、
前記先端カバー１４を先端硬質部１５内に取り付けらた
際、先端硬質部１５の先端に埋設されたタッチセンサ３
０と接触するようになっている。タッチセンサ３０は、
信号線３１を介して、前記情報を前記超音波観測装置へ
送るようになっている。また、信号線３１は、超音波観
測装置と、超音波振動子２０とを電気的に接続してい
る。

【００２８】前記電源２３の先端側には、前記電源２３
の０Ｎ／ＯＦＦを制御する押しボタンスイッチ３２が取
り付けてある。また、前記先端カバー１４の先端には、
先端ねじ３３が嵌合かつ螺合するようになっている。前
記押しボタンスイッチ３２は、図４（ａ），（ｂ）に示
すように、先端ねじ３３をねじ込み具合により、電源２
３のＯＮ／ＯＦＦが可能である。また、先端ねじ３２
と、先端カバー１４の先端との間には、０リング３４が
装着され、先端ねじ３２を締め付けることによって先端
カバー１４内は水密になる。

【００２９】また、前記電源２３は充電式の電池になっ
ており、先端ねじ３２をとりはずし、専用の充電器を使
用することによって充電可能である。この充電を行え
ば、電源２３は、一例として最低４時間の使用が可能で
ある。

【００３０】前記駆動モータ２２はＤＣモータを使用し
ており、一定回転するようになっている。また、この駆
動モータ２２は、その回転数が、超音波高速密度走査の
ための低速回転から、超音波画像の応答性向上のための
高速回転まで、複数の用途に対応するためには、回転数
が異なる複数種類のものを用意する必要がある。複数の
用途に対応するため、本実施例では、複数種類の駆動モ
ータを有する複数の先端カバーを用意し、対象部位や観
察目的によって、ユーザーが必要な回転数のモータを有
する先端カバーを選択できるようにしている。

【００３１】また、反射ミラー２１のミラー面２１ａ
は、超音波ビームの焦点位置が変えられるように、先端
カバー毎に、凸面のもの、凹面のもの平面のもの、ま
た、その曲率も種々用意されている。ユーザーは、反射
ミラー２１の異なる先端カバーを選ぶことにより、超音
波の走査範囲、走査方向、及び焦点距離を対象部位や観
察目的に応じて、選択できるようになっている。

【００３２】さらに、前記超音波振動子２０は、先端カ
バー毎に、低周波から高周波まで先端カバー単位で種々
用意されている。ユーザーが多数の先端カバーの中か
ら、最適のものを選択することにより、対象部位及び観
察目的に応じた所望の周波数を選択可能としている。

【００３３】以上の回転数、焦点距離、周波数等の情報
は、先端カバーの種類によって例えば異なる本数のピン
２９が、先端硬質部１５内に取り付けられたタッチセン
サ３０を押すことによって、信号線３１を介して超音波
観測装置へ送られる。

【００３４】前記超音波観測装置は、送られてきた前記
情報に応じて超音波パルスの送受を行う。そして、超音
波観測装置は、前記情報により先端カバーの種別が判別
できるので、エンコーダ等の回転数検知手段は不要とな
り、装置内部で回転数に合わせて、超音波パルスの送受
を行うことができる。また、ユーザーに前記情報を認知
させるために、先端カバー１４に色を付けるたり、もし
くは、実際の値を数値またはカラーコードなどで表示す
る。

【００３５】前記超音波振動子２０が発信した超音波ビ
ームは、反射ミラー２１の反射面２１ａで挿入部３の軸
方向と直角に反射され、生体に向かう。生体で反射され
た超音波ビームの反射エコーは、再び反射ミラー２１を
介して超音波振動子２０で受信される。ところで、超音
波ビームは、前記強反射体で構成された箔２６により反
射され、図５（ａ）に示す強反射エコーとなる。

【００３６】前記超音波観測装置において、生体からの
超音波信号の受信は、超音波振動子２０により図５
（ａ）に示すように、強反射エコー受信とほぼ同時に開
始される。先端カバー１４内の駆動モータ２２の回転数
に応じたタイミングで、順次、つまり図５（ｂ）に示す
パルスＡ1,Ａ2,Ａ3,…の立ち上がりのタイミングで取り
込まれていく。これらパルスＡ1,Ａ2,Ａ3,…は、前記超
音波観測装置内部において、前記情報に応じて異なる周
期のパルスとして生成されるタイミングパルスである。
超音波観測装置の図示しないモニタに影し出される超音
波画像は、強反射エコーの取り込みタイミングであるＡ
1で取り込んだ信号が、図５（ｃ）に示す１２時の方向
に表示され、時計周りに図５（ｃ）に示すＡ2,Ａ3,…と
いう順に順次表示されていく。

【００３７】本実施例の効果としては以下に述べるもの
がある。

【００３８】（１）挿入部内に従来例のようにフレキシ
ブルシャフト等の回転伝達部材がなく、その分挿入部を
細くできる。

【００３９】（２）先端カバー内のモータで直接ミラー
を回すため、回転不良、例えば伝達ロスや回転周期のむ
ら等による超音波画像への悪影響を防止でき、良好な超
音波画像を得ることができる。

【００４０】（３）先端カバーを交換するだけで、超音
波の周波数、回転数、超音波の焦点位置が任意に変えら
れ、検査対象および検査の目的に応じてユーザーが自由
に選択できる。ユーザーは、多種の超音波スキャナを用
意するという不経済さを解消できる （４）先端カバー内の駆動モータは、回転が一様なの
で、回転位置の検出が不要である。よって、エンコーダ
等の位置検出部材が不要となり、操作部の小型、軽量化
を図ることができる。

【００４１】（５）ミラー反射式の採用により、振動子
近距離の音場のみだれを防止できる。従って、ノイズの
少ない鮮明な近距離の超音波画像を得ることができる。

【００４２】（６）振動子、および振動子と観測装置を
つなぐ、信号ケーブルが回転しないため、スリップリン
グ等の回転−固定の信号伝達部材が不必要となる。よっ
て、操作部の小型、軽量化ができ、また超音波受信信号
の電送ロスを少なくできる。

【００４３】以上の効果によって、以下の副次効果も生
じる。すなわち、患者の苦痛低減、診察時間の短縮、診
断能の向上、そして、術者の疲労軽減が可能になる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、挿入部内にフレキシブ
ルシャフトを設けることを不要とし、挿入部の細径化を
図ることができると共に、操作部内のモータからフレキ
シブルシャフトを通して回転伝達を行うための回転不良
を軽減でき、観察対象や目的の部位に合わせて、超音波
の周波数、走査方向、焦点距離等を変えて検査すること
ができ、多種の超音波スキャナを用意するという不経済
さを解消できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は内視鏡先端に設けられた体腔内検査用超
音波スキャナの断面図。

【図２】図２は内視鏡先端に設けられた体腔内検査用超
音波スキャナの側面図。

【図３】図３は体腔内検査用超音波スキャナを設けた内
視鏡の全体構成図。

【図４】図４は駆動用電源のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す説
明図。

【図５】図５は超音波スキャナの動作を示す説明図。

【符号の説明】

１…内視鏡 ２…挿入部 ４…先端部 １４…先端カバー １５…先端硬質部 ２０…超音波振動子 ２１…反射ミラー ２２…駆動モータ ２３…電源 ２４…超音波伝達部材 ２７…ピン端子 ２８…凹形端子

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−68443（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−176631（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−168337（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−262144（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−224650（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−168309（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−58406（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体の体腔内に挿入する挿入部の先端
   に、先端構成部を着脱自在に取り付け、 前記先端構成部に、一定方向に超音波を送信すると共
   に、一定方向からの反射エコーを受信する超音波送受波
   手段と、前記超音波送受波手段が発信する超音波を前記
   生体に向けて反射すると共に、前記生体からの反射エコ
   ーを前記超音波送受波手段に向けて反射する反射手段
   と、前記超音波送受波手段が発する超音波を所定範囲に
   走査するため前記反射手段を駆動する駆動手段と、この
   駆動手段に電力を供給する電源手段と、前記超音波送受
   波手段と前記挿入部との間を電気的に接続すると共に、
   前記挿入部の先端に着脱自在な電気的接続手段とを設け
   ていることを特徴とする体腔内検査用超音波スキャナ。