JP3179184B2 - 観察機能付超音波プローブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は観察機能付超音波プロー
ブ、より詳しくは細径化を可能ならしめた、観察機能を
も有する超音波プローブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光学系と超音波プローブを組み合わせた
ものは、いわゆる超音波内視鏡として知られている。従
来のこの種の超音波内視鏡は、観察手段 (IG,LG)と、超
音波機能 (フレキシブルコイル等の回転伝達系または信
号ケーブル束等) とが、別体となっている。その挿入部
径はφ12mm程度であり、専ら消化管用のものとして適用
されている。図13には超音波プローブと内視鏡との組み
合わせ態様が示されている。同図(a) は、ライトガイド
401 及びイメージガイド402 を有する内視鏡403 のチャ
ンネル(CH)404 内に超音波プローブ405 を挿入したタイ
プのものであり、また同図(b) は、内視鏡光学系411 を
有する内視鏡先端に超音波走査部（スキャン部）412 を
納めるキャップ部413 を設けて超音波内視鏡414 とした
タイプのものであり、更に、同図(c) によるものは、プ
ローブと内視鏡を平行して固定したものであり、内視鏡
光学系421 が超音波走査部（スキャン部）422 をまだぐ
形で延在している。上記のいずれのものも、光学系（I
G,LG ）と超音波機能とが別体のものであって、同図(a)
のタイプでは、スペース的に効率が悪く、かつ外径が
大きい。また、同図(c) のタイプでは、上記に加え、そ
の光学系421 が走査の視野を妨げ、その分、超音波視野
が欠けることになる。一方、同図(c) のタイプでは、や
はり、上記図(a) のものと同様の点がある上、観察窓が
走査部412 後方位置で傾斜する側方視となり、内視鏡視
野が欠けることになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、最近、超音波プ
ローブの細径化が進み、φ1mm クラスの極細径のプロー
ブが提案され、血管壁等へのアプローチが進んでいる。
このような血管壁に対しては、超音波機能だけでなく、
直接眼で見たいというニーズがあるが、上記のような消
化管用の構成のものにあっては、細径化を試みても外径
を細くすることが難しく、細径化には限界があり、従っ
て、血管内に通せるほどにプローブ外径が細く、しかも
光学系観察機能と超音波機能を有する超音波プローブは
実現されていないのが現状である。

【０００４】本発明の目的は、従って、血管にも適用可
能な程度に細径化が実現可能で、しかも超音波機能もプ
ローブ前方の検体部の観察も可能な観察機能付超音波プ
ローブを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記の
観察機能付超音波プローブが提供される。回転駆動され
るフレキシブルシャフトと、このフレキシブルシャフト
の先端に取り付けられた支持体に配置され、超音波断層
像を得る超音波振動子と、上記支持体の先端面に配置さ
れ、支持体より先端側を観察可能なものであって、撮像
面に像を受けて画像を得る手段と、該手段から出力され
る画像信号を取り込むフレームメモリと、このフレーム
メモリに記憶された画像データを、上記フレキシブルシ
ャフトの回転と逆回転させる状態で読み出す画像読み出
し手段と、この画像読み出し手段により読み出された画
像を表示する画像表示手段と、を具備することを特徴と
する観察機能付超音波プローブである。

【０００６】

【作用】本発明によれば、回転駆動されるフレキシブル
シャフトと、このフレキシブルシャフトの先端に取り付
けられた支持体に配置され、超音波断層像を得る超音波
振動子と、上記支持体の先端面に配置され、支持体より
先端側を観察可能なものであって、撮像面に像を受けて
画像を得る手段とを有して、該手段から出力される画像
信号をフレームメモリに取り込み、このフレームメモリ
に記憶された画像データを、上記フレキシブルシャフト
の回転と逆回転させる状態で読み出す画像読み出し手段
により読み出し、この画像読み出し手段により読み出さ
れた画像を画像表示手段に表示することができ、血管に
も適用可能な程度に細径化が実現可能で、しかも超音波
機能もプローブ前方の検体部の観察も可能な観察機能付
超音波プローブを提供できる。上記の撮像面に像を受け
て画像を得る手段はこれが支持体及び超音波振動子の回
転に伴って回転されると、本発明非採用の場合、出力さ
れる画像をそのまま表示すると表示画像が回転してしま
うために操作者によるプローブ前方の患部等の検体部の
観察が非常に困難になってしまうが、上述の如くに画像
信号を一旦フレームメモリに取り込み、かつ上記フレキ
シブルシャフトの回転と逆回転で画像データを読み出し
て画像を表示することができるため、表示画像は回転せ
ず、よって患部等の検体部の画像を停止した状態で観察
することを可能ならしめる。好適例によれば、前方観察
可能なように先端部に直接に CCDを設けてプローブ前方
の可視像をその CCDが受けるよう、 CCDを超音波振動子
の支持体の先端に取付け、前方を光学的に観察可能なも
のとすると共に、この CCDが出力した画像信号を一旦フ
レームメモリに取り込み、このフレームメモリに記憶さ
れた画像デ−タをフレキシブルシャフトの回転と逆回転
させる状態で読み出して表示することができ、画像の回
転しないCCD 画像を光学画像として表示することができ
る観察機能付超音波プローブ、特に血管用光学系付超音
波プローブとして好適なものを提供できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図1,2 は本発明による観察機能付超音波プロ
ーブの一実施例を示す。また、図3 は、その観察機能付
超音波プローブを、細径部内に挿入し使用するプローブ
として用いる場合の診断装置の全体構成の概要の一例を
示すシステム図である。図3 において、参照符号100 は
観察機能付超音波プローブとしての血管に適用できる細
径の光学系付超音波プローブを示し、図示例では、シス
テムは、血管用光学系付超音波プローブ100 と、該プロ
ーブ100 を接続する光源付プロセッサ200 と、そのプロ
セッサ200 により得られる画像信号を画像として映出す
るモニタ300 とを備えて構成することができる。

【０００８】本装置システムは、血管内に通せるほどに
プローブ外径が細く、しかも光学系観察機能と超音波機
能を合わせもった診断システムであって、上記モニタ30
0 はその画面301 中に超音波画像310 と光学画像320 と
を写し出す。超音波画像310 は、光学系超音波プローブ
100 を血管内へ挿入して使用するときは、その深さ方
向、即ちプローブ挿入方向と直交する方向の血管壁内部
組織部への診断の用に供する断層画像として表示され、
一方、光学画像320 については、挿入プローブ前方の光
学像（例えば、血管壁面の性状を表す可視像) を観察像
として表示する。光源付プロセッサ200 は、これらの像
を表示させるべく画像信号をモニタ300 へ供給する。

【０００９】上記光源付プロセッサ200 へは、光学系付
超音波プローブ100 はプローブコネクタ101 によって接
続することができる。細径光学系付超音波プローブ100
及び光源付プロセッサ200 間の接続、並びに当該プロセ
ッサ内部の夫々の構成の具体例については、後記で更に
示される。

【００１０】光学系付超音波プローブ100 は、回転する
支持体に取り付けて超音波断層像を得る超音波振動子
と、支持体を回転させるための中空のフレキシブルシャ
フトと、当該支持体内に配置し、前方観察可能な観察手
段とを含む構成からなり、図1にその挿入先端部の構成
の一例を示すように、また同図の各部 (A-A 線、B-B
線、C-C 線) での様子を図2(a)〜(c) に併せて示す如
く、全体が細径化され、細径のシース1 内に、そのシー
ス内面と所要の間隙をもって回転し得るよう挿通配置し
た回転伝達手段としての中空可撓性のコイルシャフト2
を有し、かつ、該コイルシャフト2 内部において超音波
系の同軸ケーブル3 とプローブ前方の観察視野の光学像
を得るための観察手段4 との2 つがともに設けられる。

【００１１】ここに、同軸ケーブル3 とともにコイルシ
ャフト2 の中に入れて一体的に回転される観察手段4
は、本例では、シース1 先端開口に取り付けてなる透明
部材の観察窓5 を通してプローブ前方を照射するための
照明光の導光用の光ファイバーからなるライトガイド(L
G)と、プローブ正面の視野像を手元側へ導く光ファイバ
ーによるイメージガイド(IG)とを用いて構成する。他の
例では、前方観察可能な観察手段は、かかるLG/IG 込み
のファイバー体のものの他、シースとコイルシャフトと
の間の部分をLGとしても兼ねて、細径化を促進する構成
でも実施できる。あるいは逆に、更に他の例では、IGに
代えて、シース先端内部においてCCD をプローブ正面と
対向配置する構成とできる。

【００１２】回転駆動力を先端側へ伝えるフレキシブル
なコイルシャフト2 は、例えば2 重密巻コイルであり、
プローブ先端近傍以降は、図2(c)に示す如くに同軸ケー
ブル3 及び観察手段4 を挿通した状態で手元側末端部へ
向けシース1 内を延在する(例えば図4,5 参照) 。コイ
ルシャフト2 はまた、本例では、その先端部自体で、超
音波振動子及び観察手段保持用のハウジングをも兼ねて
いる。そのため、コイルシャフト2 は、その先端から軸
方向上所要の範囲にわたる先端部近傍個所 (図1 中、例
えばC-C 線より先端寄りの部分に相当する個所) に対し
て適宜の硬化処理を施すと共に、図1 及び図2(c)に示す
ように、当該先端硬化コイルシャフト部2aの一部をほぼ
半円筒状に除去して開部を形成する。

【００１３】超音波振動子の支持については、本例で
は、上記コイルシャフト先端硬化部2a内において、バッ
キング材6 を配すると共に、その上部に超音波送受面が
先端硬化部2aの前記拡開部部分に臨むよう、超音波を送
受する振動子7 を配置して取り付け固定する。これらの
実装は、振動子電極への同軸ケーブル3 に対する電気的
接続をもなす導電性接着剤、所要部分間の絶縁をする絶
縁性接着剤、該当個所へ充填固化する樹脂等を用いて行
うことができる。図1 中の導電性接着剤11,12,13、絶縁
材部14,15,16等は、それらの実装機能部材の一部であ
り、例えば、同軸ケーブル3 の芯線部分の導電性接着剤
11は振動子7 の一方電極への配線、固定を行う。また、
その外部導体部分回りの導電性接着剤12については、導
電体のコイルシャフト2 の内面とも接着固定され、従っ
て、該外部導体はハウジングを兼ねるコイルシャフト先
端硬化部2aと電気的に接続されると共に、振動子7 の他
方電極に対し導電性接着剤13を介し導通する。

【００１４】観察手段4 は、図1 及び図2(b)に示すよう
に、バッキング材6 の下面 (背面)とコイルシャフト先
端硬化部2a間を通過させて先端部へ至らしめ、そのファ
イバー端面がプローブ前方を向くように、上記先端硬化
部2aにおける構造体内に振動子7 等とともに一体的に組
み込み配置する。コイルシャフト先端硬化部2aの先端個
所には、端部材21を固定し、そこに対物レンズ22を設け
る。本例では、対物レンズ22はその光軸中心をコイルシ
ャフト2 の回転中心軸23と一致させるよう、端部材21に
中心位置に合わせて取り付け (図2(a)) 、観察手段4 の
先端はその対物レンズ22位置まで導き、シース1 先端の
観察窓5 と対向させる。また、コイルシャフト2 の周囲
には、透光性を有する超音波伝達媒体24を入れるものと
する。

【００１５】このようにして、本実施例よれば、超音波
を送受する振動子7 をコイルシャフト2 により回転駆動
しメカニカルラジアル走査をすると共に、IG,LG からな
る観察手段4 をコイルシャフト2 と一体的に回転可能に
設けて、超音波プローブの外径を太らすことなく、光学
系を設けた観察機能付超音波プローブを得られる。図示
のように、観察手段4 をコイルシャフト2 の中に入れ一
体的に回転させることで、プローブ外径は細径化が図ら
れ、観察手段と超音波機能系とが別体の場合に比しはる
かに細径化される。血管部分に対する検査においても、
超音波機能だけでなくて直接眼で見たいというニーズに
も、容易に応えられ、図3 のシステムで光源付プロセッ
サ200 を通しモニタ300 の画面301 にて内視鏡観察が超
音波画像観察と同時に行え、プローブ前方の検体部もみ
えるため診断の効果の一層の向上が図れる。

【００１６】光学系付超音波プローブ100 を接続して、
コイルシャフト2 を回転駆動し、及び照明光の照射、画
像信号の授受等をする光源付プロセッサ200 は、例えば
次のように構成することができる。プローブ100 及びプ
ロセッサ200 間の接続部構成を含めて示す図4 におい
て、プローブコネクタ101 は、シース1 をコネクタ本体
端部に取り付けると共に、コイルシャフト2 を中空のシ
ャフト30の端部に取り付け、該シャフト30をベアリング
31により回転自在に支持する。コイルシャフト2 内の同
軸ケーブル3 及び観察手段4 は、シャフト30中を更に延
在させるよう挿入されている。光学系付超音波プローブ
100 は、上記シャフト30を含んでその全体がプローブコ
ネクタ101 によりプロセッサ200 と着脱可能で、使用時
には、図示のように、プロセッサ装置外装ハウジング20
1 の挿入部201aに装着して用いる。なお、図中、32はオ
イルシール、33は Cリングである。

【００１７】プローブ100 のシャフト30は、装着時、図
示の如くに外装ハウジング201 内部に挿入される。該ハ
ウジング内には、シャフト挿入位置に臨んで、プローブ
受け部材34、回転駆動機構のギア35、超音波系の信号伝
達部36、及び照明光用光源部、光学画像系の光学系装置
等を設ける。ギア35は、挿入シャフト30の先端部近傍に
おいて当該シャフト外周面のスプライン軸部30a と嵌合
するよう配設され、該ギア35にはモータ37により駆動さ
れるギア38を噛合させ、これらギアを介しシャフト30
(従って、コイルシャフト2)を回転駆動する。また、ギ
ア38には回転時の角度情報を得るポテンショメータ39を
設け、その検出出力は制御回路40に入力する。

【００１８】シャフト30中の同軸ケーブル3 は、そのシ
ャフト先端部近傍の外周に設けたスリップリング41と電
気的・機械的に接続され、信号伝達部36を介し超音波系
処理回路40a と接続される。該回路40a は、プローブ10
0 の超音波振動子へ高周波パルスを印加して駆動する送
信系、エコー信号の受信系等を含んで構成することがで
きエコーを画像化するための信号は制御回路40に供給さ
れる。

【００１９】シャフト30中の観察手段4 は、本例では、
そのLG42のファイバー束入射端が、プローブ受け部材34
位置におけるシャフト外周面に露呈するよう取り付けら
れ、プローブ受け部材34にはそのファイバー端に臨んで
照明光導入口43を設け、これと対向してミラー44を配置
する。ミラー44には、白色灯からなるランプ装置45より
の光をレンズ46を通して照射すると共に、本例では、そ
の光路中に回転するRGB フィルタ47を配し、これを制御
回路40の制御の下、フィルタ駆動用モータ48により回転
駆動する。

【００２０】観察光学系4 のIG49のファイバー束は、シ
ャフト30の先端まで延在し、シャフト軸端面においてそ
のファイバー束端面が露呈するよう取り付ける。ここ
に、本例では、IG49のファイバー束の中心がプローブ10
0 のシャフト30の回転軸中心 (従って、コイルシャフト
2 の回転中心軸23) と一致するように、シャフト30の軸
端面に取り付け配置する。プロセッサ200 のハウジング
内には、上記シャフト30の軸先端部位置に合わせて光学
系支持部51A を固定して取り付け、これに所要のレンズ
等と共にCCD50 を設け、該CCD50 による画像情報信号を
制御回路40に入力する。光源付プロセッサ200 内の上記
制御回路40は、光学画像及び超音波画像を表示させるべ
くモニタ300 へ接続する (図3)。

【００２１】上述のように、超音波振動子とライトガイ
ドファイバー(LG)42とイメージガイドファイバー(IG)49
を有してそれらが回転可能な光学系付超音波プローブ10
0 と、これを接続する光源付プロセッサ装置と、画像表
示用のモニタ300 よりなる超音波プローブシステムにお
いて、そのプロセッサを図4 の構成によるものとすると
きは、光源画像320 及び超音波画像310 は、以下のよう
にして得ることができる。プローブ100 をプロセッサ20
0 へ装着すると、プローブ100 のシャフト30はスプライ
ン軸部30a によりプロセッサ200 内のギア35と噛み合っ
て回転駆動可能な状態となり、同時に、超音波送受系の
電気的接続もスリップリング41及び信号伝達部36により
行われると共に、LG42及びIG49についての光学系との接
合も図示の如くになされることとなる。

【００２２】上記状態で血管内及び管壁内部の診断のた
め光学系付超音波プローブ100 を診断対象部位へ挿入
し、シャフト30を介しコイルシャフト2 を回転させれ
ば、シャフト30の周面のLG42のファイバー束端面がミラ
ー44を介してランプ装置45と対向するので、LG42のファ
イバー端面の向きが光を受けるようそのランプの方を向
く回転位置となった時だけ、照明光がLG42へ入射し、こ
れを通ってプローブ先端側へ導光され、その対物レンズ
22、観察窓5 を介してプローブ100 の前方へ出射する。
しかして、そのタイミングに同期して制御回路40は、プ
ローブ先端側から可視像をIG49を通してその撮像面に受
けているCCD50 からの信号を取込み、これにより画像を
形成し、モニタ300 にプローブ正面の光学画像320 を映
出させる。また、この場合、RGB フィルタ47を用いた時
分割方式により光学画像320 はカラー画像として得るこ
とができる。一方、超音波断層像の表示については、回
転する超音波送受用の振動子7 のラジアル走査によって
得られるエコー信号をスリップリング41を介して伝えて
画像を形成すればよく、モニタ300 に超音波画像310 を
映出させることができる。

【００２３】図4 の光源付プロセッサ200 の場合は、上
記のようにして光学系と超音波機能を併用した診断を行
える。細径の血管に適用できる本発明に従う図1,2 の光
学系付超音波プローブ100 と組み合わせて使用する図4
のプロセッサ200 の構成は、好適な組合せの一例であ
る。血管内へのアプローチとして血管用ファイバースコ
ープを用いるシステムであると、深さ方向への診断がな
し得ないのに対し、光学系と超音波機能を合わせもつ本
超音波プローブシステムによるときは、アテロームの範
囲や処置前後の深さ方向への診断も有効に実施できる
上、血管壁面の色を含めた性状やプローブ前方の狭窄部
の検知などについての診断も同時に実施でき、精度の高
い効果的な超音波内視鏡診断装置が実現できる。なお、
図示例の場合は、RGB フィルタ47を用いたが、CCD50 が
単板カラーチップの場合は、照明光源部にRGB フィルタ
は設けずに構成することができる。

【００２４】図5 は、光学系付超音波プローブ100 と組
み合わせて使用する光源付プロセッサ200 の他の好適例
である。前記図4 の場合は、CCD50 はプロセッサ側で固
定したが、本例ではCCD ごと回転させる。基本的には、
外装ハウジング201 への装着、回転駆動系、超音波画像
系等については、図4 のものと同様であってよいが、図
5 では、シャフト30内の観察手段4 はLG42、IG49ともそ
のファイバー束はシャフト30の先端へ延在させ、LG42の
ファイバー入射端はIG49ファイバー束を中心にその周囲
にリング状に配置させるようにしてシャフト軸端面で露
呈させる。

【００２５】一方、IG49のファイバー束は、シャフト30
と一体回転する回転光学系保持部51B へ延出させて取り
付けるよう構成する。該保持部51B には、レンズ等と共
にCCD50 を設け、該CCD50 により画像情報信号をスリッ
プリング52を通して取出し、電気的ローテンション回路
53へ供給する。従って、本構成では、光学系付超音波プ
ローブ100 のコイルシャフト2 の回転駆動時、上記保持
部部分までそのCCD50ごと回転させることになる。ま
た、照明光源については、図示のように、ランプ54、ミ
ラー55,56 、及びコンデンサレンズ57により構成し、LG
42のリング状ファイバー端へ照明光を入射させるものと
する。

【００２６】本例では、CCD50 ごと回転させるので、電
気回路でローテンションをかけて正立像をモニタ300 に
出す。具体的には、CCD50 を一体に回転させる場合は、
その回転するCCD50 で得られる画像を一旦フレームメモ
リに取込み、そのフレームメモリの画像デ−タを、シャ
フト30の回転 (従って、プローブ100 のコイルシャフト
回転) と逆回転させる態様で読み出しを実行させること
によって、行うことができる。図3 のシステムにおい
て、光源付プロセッサ200 は上記のような構成のものを
用いてもよい。

【００２７】図6,7 は光学系付超音波プローブ100 の他
の実施例を示す。前記実施例は、バッキング材6 の背面
部分を通してLG/ IG込み観察手段4 を導いたのに対し
て、本実施例では、更にこの点に工夫を加え、観察手段
は、これを振動子の超音波送受面と反対側に配置すると
共に、例えばエポキシ系の樹脂で振動子の裏面と接合す
る。そのため、図6,7 にみるように、好ましくは、観察
手段4 のLG42とIG49のうちLG42のファイバーを部分的に
ほぐし、樹脂を含浸させ、バッキング部61を構成する。
具体的には、LGファイバーは、コイルシャフト2 の先端
硬化部2aにおける構造体中の所定範囲にわたり、振動子
7 の裏に均等におしなべて樹脂で固め (図7)、従って、
図1,図2(b)のようにはバッキング材6 を用いることな
く、そのLG42とIG49とで合わせてバッキング部61とす
る。なお、図6,7 中、前記図1,図2 と同様の部分につい
ては同一の符号を付してある (この点については、後記
の各例の場合も同様である) 。本実施例によると、前記
実施例で用いたようなバッキング材を別途組み込まなく
て済むため、構成がより簡易なものとなる上、図1,図2
の場合はそのバッキング材6 の厚さに応じその分に見合
うだけ使用コイルシャフト内径を大きめに設定すること
となるのに対し、本実施例ではそのようなことも避けら
れ、従って、プローブ外径の細径化を一層容易にするこ
とができる。

【００２８】図8,9 は本発明の更に他の実施例を示すも
のである。前記実施例がコイルシャフト内にIG,LG の観
察手段を内蔵させたものであったのに対し、本実施例
は、先に触れたように、シースとコイルシャフト間を照
明光導光手段にも利用して、シースとフレキシブルシャ
フトの間に介在する液体によって、プローブ先端部まで
照明光を導光する構成とするものである。以下、要部を
説明すると、図8 において、本実施例の光学系付超音波
プローブ100 は、シース1 内部のコイルシャフト2 の先
端には図示例では別体の先端硬性部63が取り付けられ
る。前記実施例のようにコイルシャフト2 自体で直接回
転支持部を構成しないで、このような別体の先端硬性部
を用いてもよい。本実施例ではコイルシャフト2 内に挿
通する観察手段に関してはIG49だけとし、先端硬性部63
による構造体中には、該IG49を配置させてそのファイバ
ー束先端を対物レンズ系64まで導く (図9)。ライトガイ
ドについては、手元光源側の適宜の固定部65に照明光導
光用のファイバー66を設置し、ミラー67を介して照明光
をシース1 の全周面からシース内に入射させる。

【００２９】ここに、シース1 は光学的に透明のものを
使用し、図示例では、更に上記の入射部分及びシース先
端部分を除く範囲でシース1 の外周全面に対し、反射率
の高い例えば銀、アルミニュウム等のコーティングを施
してコーティング膜68を形成する。しかして、シース1
とコイルシャフト2 間の超音波伝達媒体24としては、、
音響的に生体にマッチングがとれるものであると共に、
特に光学的に減衰が少ないもの (例えば水等) を選定し
て使用する。なお、図8 中、69は出射端面側のレンズ系
を示す。

【００３０】本実施例では、上記構成により、照明光を
全周からシース1 間に入射させることができると共に、
シース1 とコイルシャフト2 の間に介在する液体24によ
って、従ってコイルシャフト2 内にLGファイバーを挿通
させなくても、照明光をプローブ先端部まで導光するこ
とができ、シース1 先端部からプローブ前方を照射させ
ることができる。本発明に従って前視可能な細径の超音
波内視鏡を実現するにあたり、コイルシャフトにともに
ファイバーからなるIG,LG を内蔵させるときは、LGファ
イバーも挿通することとなることから、その分それに見
合うだけシャフト内径を太くし、よって全体的に太径化
する傾向となりがちなものとなるところ、本実施例では
これを避けられ、より細径化が可能である。また、超音
波走査のためコイルシャフト2 を手元回転駆動源から回
転させるわけであるが、このとき、コイルシャフト2 内
側に納める挿通部材が少ない分だけ、挿通部材が多い場
合に比し、シャフト内面との摩擦抵抗を少なくし得て、
より滑らかな回転を行わせることも期待できる。なお、
上記では、光学画像を得るのに先端までIG49を導く構成
としたが、この対物IGの方法に代え、先端部にCCD を直
接位置させるよう先端硬性部63にCCD を配置してもよ
い。この場合は、コイルシャフト内には同軸ケーブル3
とCCD ケーブルが挿通されることとなり、上記の細径化
等の効果はより一層高まる。また、コーティング膜68は
シース1 外面ではなく内面にコーティング施してもよ
い。

【００３１】図10には上記図8,9 の態様による場合につ
いての本発明の更に他の実施例が示されている。本実施
例は、コーティング膜68についての変形例にも相当し、
図示のようにコーティング膜68はシース1 内面に形成さ
れると共に、IG49は図示形状の偏平なものとして挿通さ
れている。この場合は、IG49をかかる形状とすることで
コイルシャフト内スペースを有効に利用することがで
き、これにより、プローブ外径を小さくでき、より細径
化が図れ、かつまた、ファイバーからなるIG本数を増加
でき、光学画像の精度向上が図れる。

【００３２】次に例をもって示すのは、本発明の他の実
施例である。本実施例は、プローブ外径を細くし、かつ
光学系機能及び超音波機能をも有し、その場合に夫々の
内視鏡視野 (前方観察視野) も超音波視野も欠かすこと
なく確保すると共に、特に前方観察可能な観察手段につ
き、構造の複雑化を招かずに簡単にしてしかも大なる効
果をもって視野の拡大が達成できるよう改良を加えたも
のである。基本的には、超音波振動子の背後に観察手段
を固定し、前方観察可能なようにシース先端に透明な観
察窓を設けるかシース先端を光学的に透明として、当該
シース内においてメカニカルスキャン走査用の回転伝達
手段と一体的に回転し得るよう振動子及び観察手段を組
み込んで回転させるようにすることは、前記実施例 (図
1,図6,図8,図10) に係るものと同様であり、かつ、回転
しないCCD にてIGファイバーを通し手元側端で画像を受
け、モニタに表示することにより視野を得るようにする
ことも、図4 の構成を含んで同様であるが、本実施例で
は、更に次のような構成を付加する。即ち、IGファイバ
ーの光軸中心位置を前述の回転駆動による回転中心軸と
は一致させずに偏寄させ、得られる視野として、これを
IGファイバー光軸 (内視鏡光軸) の回転直径分の視差を
もって得られる像とすることにより、モニタ画面中にお
いて見かけ上プローブ前方を広い範囲で見ることができ
るよう構成する。

【００３３】以下、図12をも参照して本実施例の要部を
説明する。図11にみるように、光学系付超音波プローブ
100 は、前記図1 と基本的に同様の構成であるが、コイ
ルシャフト先端硬化部2a内の構造体中でのIG/ LG込み観
察手段4 の配置位置については前記図1 その他と異な
り、回転中心軸23とはずれ量X をもってそのIGファイバ
ー束中心位置が設定されている。この場合、図示状態で
のプローブ前方光学視野は符号70で示すような範囲とな
り、これがコイルシャフト駆動回転時に軸23を中心に回
転することになる。

【００３４】プローブ100 の手元側の構造についても、
前記図4 によるものに基本的に準じており、オーリング
71を有する回転支持部72、中空の回転シャフト30、超音
波診断系との接続用のスリップリング41、ギア35,38 、
及びモータ37等を備える。観察手段4 のうちのLG42は、
シャフト30の軸端部において回転中心軸23と一致させて
配置し、これにはミラー73を介し光源74から照明光を導
入させる。一方、IG49については、回転中心軸23とはず
れ量Y をもってシャフト軸端部に取り付け、固設のCCD
カメラ75のCCD50 と対向させる。上述のように、本実施
例では、IG49は回転中心軸23とずれをもたせて各端側の
取り付け位置を設定する。

【００３５】先に触れた図13の超音波プローブと内視鏡
との組み合わせ態様において、同図(c) のタイプでは、
超音波視野が欠けることになり、同図 (c)のタイプで
は、内視鏡視野が欠けることになることについては既に
述べた。

【００３６】これに対し、本実施例では、前方観察可能
な観察手段4 も一体に回転することとなる結果、振動子
7 による超音波の送受との間で、それら相互は互いに他
方の視野の妨げとなる関係にはなく、故に両者の視野を
欠かすことなく確保し得 (この点は、他の各実施例でも
同じである) 、更に、特に本例の場合は、IG49の前述の
如きずれ量の設定により、細径の血管壁内での前方観察
においてもより広い視野を得ることができるのである。

【００３７】かかる点については、次のようにして説明
することができる。図12は、モニタ300 ( 図3)の光学画
像系の画面301 上での説明図であって、同図(a) は或る
瞬間の画面であり、符号76は或る一瞬の内視鏡視野、即
ち図11におけるIG49による光学視野70に対応する視野を
表す。

【００３８】今、図11において、回転中心軸23とIG49と
の各端側でのずれ量X,Y につき、これをX ＝Y の関係に
設定すると、図12(a) に示すモニタ上の中心とその或る
一瞬の光学視野の中心とのずれγは、 X＝Y ＝γの関係
になる。しかして、本構成ではIG49はコイルシャフト2
と一体回転するものであり、その回転速度は超音波振動
子のスキャン走査用のもので回転が速いので、図12(b)
に符号77で示す如くの大きな円の範囲に光学視野が得ら
れる( 即ち、得られた視野は、内視鏡光軸の回転直径分
の視差をもって得られる像なので、見かけ上広い範囲で
見ることができることになる) 。よって、プローブ100
使用時、コイルシャフト2 を回転させると、光学視野の
回転中心とモニタ上の中心とのずれ量γ (＝X ＝Y)分、
見かけ上広い視野が得られ、本実施例ではこのような利
点を併せ有する。

【００３９】次に、図14, 図15により本発明の更に他の
実施例について説明する。本実施例は、先に触れたよう
に、IGに代えて、CCD を前方観察可能なように先端部に
設ける場合の具体例に相当し、特に血管用光学系付超音
波プローブの先端部に観察手段としては直接にCCD を設
けてプローブの正面の可視像を得られるようにする。要
部を説明すると、図14に示すように、光学系付超音波プ
ローブ100は、ハウジングを兼ねるコイルシャフト先端
硬化部2aの先端にCCD50 を配置し、そのCCD ケーブル80
をLG42とともに該先端硬化部2a内の構造体中を通して手
元側へ導く構成とする。なお、図中、81は光学的に透明
としたシース1 先端部とCCD50 との間に配したプラスチ
ックからなる対物レンズを示す。

【００４０】本形態によるプローブ100 の場合も、血管
用細径光学系付超音波プローブとして好適なものを得る
ことができ、図3 のシステムで用いることができる。コ
イルシャフト2 の回転駆動や超音波系の信号の送受など
については、図4 に示した構成のプロセッサ装置におけ
るのと同じであってよく、光源付プロセッサ200 により
モニタ300 に超音波画像310 を前記の各実施例と同様に
して得ることができる。一方、このようにしてプローブ
100 のシース1 内ハウジング部分先端に直にCCD50 を設
けると、プローブ前方の可視像をそのCCD50 が受ける
が、CCD50 をコイルシャフト2 ごと回転させるので、光
学画像については、プロセッサ200 内において次のよう
な処理を行えばよい。即ち、得られた画像は、これを一
旦フレームメモリに取込み、フレームメモリの画像デ−
タをプローブの回転と逆回転させて読み出すことによ
り、画像の回転しないCCD 画像をモニタ300 に光学画像
320 として表示する。

【００４１】本実施例でも、前記の実施例の場合と同
様、プローブ前方の可視像を得られ、血管の超音波診断
も可能な細径 (φ1 〜2mm 程度) の光学系付超音波プロ
ーブを提供でき、血管壁内の性状を知り、かつ壁面の性
状 (色など) やプローブ前方の狭窄部などを検知するこ
とができる。また、図15のものと対比してみると、この
ものは、同図 (a),(b)( なお、同図(b) は同図 (a)のB-
B 線断面相当図) のように シース1 をマルチルーメン
チューブとし、シース内の小ルーメン85内にLG42及びCC
D ケーブル80 (電気ケーブル) を配し、先端にCCD50 を
設け、大ルーメン86内の超音波振動子を回転させて超音
波画像を得るものであるが、この例との比較でいえば、
図14の場合は、マルチルーメンがいらず、より一層の細
径化が容易に達成される。

【００４２】図16,17 に示すものは、本発明に従った光
学系付超音波プローブの一応用例である。具体的には、
超音波プローブ用ルーメンを有するマルチレーザープロ
ーブと組み合わせて使用する場合の例を示す。図中、符
号91はフレキシブルマルチレーザープローブで、これは
超音波プローブの挿通ルーメン92を持ち、先端面で円周
状にレーザー導光用のファイバー93を複数配してある。
かようなマルチレーザープローブにおいて、本例では、
先端から或る一定距離以降の手元側の一部分で、ファイ
バー93を図17に示すようにして集中させ、同図中、符号
T で示す円周方向の一定の部分にファイバー93のない部
分を設ける構成とする。しかして、上記挿通ルーメン92
には、本発明に従った血管用の細径化された光学系付超
音波プローブ100 を挿通するものとする。

【００４３】マルチレーザープローブは、これを用いて
血管内の狭窄部をレーザー光により焼灼し、拡張するレ
ーザー血管形成術に使用されており、このレーザー血管
形成術を行う場合、焼灼具合のチェックのため超音波プ
ローブを併用することができる。ところが、従来は、レ
ーザープローブ内では、光学ファイバーにさえぎられ、
観察像が得られないため、レーザープローブから超音波
プローブを出して観察し、引き込んでレーザー照射をす
るという操作を繰り返す必要があり、手技が煩雑で、や
やもすると超音波プローブを出したままレーザー照射を
してしまい、超音波プローブを破損させるおそれがあ
る。これに対して、本例の場合は、図示のように、先端
から或る一定距離以降の一部分では、図17のT の矢印に
示す如く、ファイバー93が入っていないので、挿通ルー
メン92に光学系付超音波プローブ100 があっても、該当
部分の超音波画像が得られる。このようにして、本光学
系付超音波プローブ100 を出したままレーザー照射をし
てしまい、光学系付超音波プローブ100 を破損させるお
それもなく、レーザープローブ91内にあっても光学系付
超音波プローブ100 での観察像が得られるようにして、
観察、焼灼の作業をやり易くできる。使用する光学系付
超音波プローブ100 としては、前記した各実施例のいず
れのもの使用することができる。

【００４４】本発明は、以上に述べた実施例、変形例に
限定されるものではない。特に血管用観察機能付超音波
プローブとして用いて好適なことは既に説明の通りであ
るが、それ以外の細径検体部に挿入、使用するものとし
て実施できる。また、各例を個々に述べたが、その技術
を夫々単独で適用できるのは勿論、それらの一以上のも
のを他の一以上のものと組合せ (例えば、図6,7 に係る
手法を図11や図14の実施例でも用いるなどする) 実施す
ることもできる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、血管にも適用可能な程
度に細径化が実現可能で、しかも超音波機能もプローブ
前方の検体部の観察も可能な観察機能付超音波プローブ
を提供でき、細径検体部、特に血管部の診断性能の向上
を図ることができ、かつまた、画像信号を一旦フレーム
メモリに取り込み、かつフレキシブルシャフトの回転と
逆回転で画像データを読み出して画像を表示することが
できるため、表示画像は回転せず、よって患部等の検体
部の画像を停止した状態で観察することを可能ならしめ
る。また、好適例によれば、前方観察可能なように先端
部に直接に CCDを設けてプローブ前方の可視像をその C
CDが受けるよう、 CCDを超音波振動子の支持体の先端に
取付け、前方を光学的に観察可能なものとすると共に、
この CCDが出力した画像信号を一旦フレームメモリに取
り込み、このフレームメモリに記憶された画像デ−タを
フレキシブルシャフトの回転と逆回転させる状態で読み
出して表示することができ、画像の回転しないCCD 画像
を光学画像として表示することができる観察機能付超音
波プローブ、特に血管用光学系付超音波プローブとして
好適なものを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る観察機能付超音波プロ
ーブを示す図である。

【図２】図1 のA-A 線、B-B 線及びC-C 線に沿うプロー
ブ先端近傍での夫々の断面の様子(a〜c)を示す図であ
る。

【図３】同例のプローブを適用する診断装置システムの
一例を示す図である。

【図４】そのプローブ及びプロセッサ間接続部を含めて
示す同システムにおける光源付プロセッサの内部構成の
一例を示す図である。

【図５】そのプロセッサの構成の他の例を示す図であ
る。

【図６】本発明の他の実施例に係る観察機能付超音波プ
ローブを示す図である。

【図７】図6 のB-B 線に沿う断面の様子を示す図であ
る。

【図８】本発明の更に他の実施例に係る観察機能付超音
波プローブを示す図である。

【図９】図8 のB-B 線に沿う断面の様子を示す図であ
る。

【図１０】図8 に係る実施例の観察機能付超音波プロー
ブにおける他の例を示すものにして、その要部の説明に
供する図である。

【図１１】本発明の更に他の実施例に係る観察機能付超
音波プローブを示す図である。

【図１２】同例でのモニタにおける光学画像系の画面の
説明に供する図である。

【図１３】超音波プローブと内視鏡の組合せ態様の説明
図である。

【図１４】本発明の更に他の実施例に係る観察機能付超
音波プローブを示す図である。

【図１５】図14と対比して示す比較例の構成図である。

【図１６】本発明に従う観察機能付超音波プローブを有
するマルチレーザープローブの一例を示す図である。

【図１７】図16におけるA-A 線からB-B 線までの範囲で
のそのレーザープローブの断面の様子を示す図である。

【符号の説明】

1 シース 2 コイルシャフト 3 同軸ケーブル 4 観察手段 5 観察窓 6 バッキング材 7 振動子 11〜13 導電性接着剤 21 端部材 22 対物レンズ 23 回転中心軸 24 超音波伝達媒体 30 シャフト 31 ベアリング 32 オイルシール 34 プローブ受け部材 35,38 ギア 36 信号伝達部 37 モータ 39 ポテンショメータ 40 制御回路 41 スリップリング 42 ライトガイド (LG) 43 照明光導入口 44 ミラー 45 ランプ装置 46 レンズ 47 RGB フィルタ 48 モータ 49 イメージガイド(IG) 50 CCD 51A 光学系支持部 51B 回転光学系支持部 52 スリップリング 53 電気的ローテーション回路 54 ランプ 55,56 ミラー 57 コンデンサレンズ 61 バッキング部 63 先端硬性部 64 対物レンズ系 65 固定部 66 ファイバー 67 ミラー 68 コーティング膜 69 レンズ系 70 光学視野 71 オーリング 72 回転支持部 73 ミラー 74 光源 75 CCD カメラ 80 CCD ケーブル 81 プラスチック対物レンズ 91 マルチレーザープローブ 92 挿通レーメン 93 ファイバー 100 光学系付超音波プローブ 101 プローブコネクタ 200 光源付プロセッサ 201 外装ハウジング 300 モニタ 301 画面 310 超音波画像 320 光学画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大曲 泰彦 東京都渋谷区幡ヶ谷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 安久井 伸章 東京都渋谷区幡ヶ谷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 笹井 嗣久 東京都渋谷区幡ヶ谷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57−75626（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−133232（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−57632（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−284634（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−209051（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−134147（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−99565（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−80711（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動されるフレキシブルシャフト
   と、 このフレキシブルシャフトの先端に取り付けられた支持
   体に配置され、超音波断層像を得る超音波振動子と、 上記支持体の先端面に配置され、支持体より先端側を観
   察可能なものであって、撮像面に像を受けて画像を得る
   手段と、 該手段から出力される画像信号を取り込むフレームメモ
   リと、 このフレームメモリに記憶された画像データを、上記フ
   レキシブルシャフトの回転と逆回転させる状態で読み出
   す画像読み出し手段と、 この画像読み出し手段により読み出された画像を表示す
   る画像表示手段と、 を具備することを特徴とする観察機能付超音波プロー
   ブ。
2. 【請求項２】 前記撮像面に像を受けて画像を得る手段
   は前記支持体先端部に CCDを直接配置した構成を有し、
   上記 CCDから出力される画像信号を手元側に伝達する信
   号伝達手段を有すると共に、前記フレームメモリは上記
   画像信号を取り込むものである、ことを特徴とする請求
   項１記載の観察機能付超音波プローブ。