JP3596336B2

JP3596336B2 - リニア走査式超音波検査装置

Info

Publication number: JP3596336B2
Application number: JP5993199A
Authority: JP
Inventors: 啓友糸井
Original assignee: 富士写真光機株式会社
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 1999-03-08
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2019-03-08
Also published as: JP2000254128A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば内視鏡の処置具挿通チャンネル等を介して体腔内に挿入されて、体内組織の状態に関する超音波検査を行う超音波検査装置に関するものであり、特にマニュアル操作で超音波振動子を直進させるようにしたリニア走査式超音波検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
超音波検査装置のうち、体腔内に挿入して体腔内壁から超音波の送受信を行うようにしたものは近年広く用いられている。この種の体内挿入型の超音波検査装置としては、超音波検査を行う機構と内視鏡観察を行う機構とを備えた超音波内視鏡があるが、内視鏡の処置具挿通チャンネル等からなるガイド手段にガイドされて体内に挿入されるタイプの超音波プローブも知られている。内視鏡等をガイド手段として挿入される超音波プローブは、一般に、可撓性コードの先端に超音波振動子を装着したものから構成され、可撓性コードはガイド手段となる処置具挿通チャンネル等に挿通させる関係から細径のものでメカニカル走査を行うようになる。
【０００３】
メカニカル走査として、超音波振動子を直線方向に移動させる所謂メカニカルリニア走査を体腔内で行うに当っては、超音波振動子の駆動は体腔外から遠隔操作で行うようになっており、経内視鏡的に挿入される超音波プローブにあっては、通常は可撓性コードを押し引きするようにして走査されるように構成する。従って、超音波振動子のメカニカルリニア走査を行うには、超音波振動子を移動させるための駆動手段と、超音波振動子の送受信制御を行うための移動距離検出手段とを備えていなければならない。
【０００４】
そこで、内視鏡の処置具挿通チャンネルをガイド手段として体腔内に挿入されるリニア走査式超音波検査装置のうち、従来から用いられているものの概略構成を図６に示し、また超音波プローブの先端部分の構成を図７に、さらに操作ユニットの構成を図８に示す。
【０００５】
まず、図６において、１は内視鏡であって、内視鏡１は、周知のように、本体操作部２に体内への挿入部３を連設したものから構成され、本体操作部２における挿入部３の連設部近傍位置には、処置具導入部として、鉗子口４が設けられる。この鉗子口４には処置具挿通チャンネル５の基端部が接続されており、この処置具挿通チャンネル５の先端部は、照明窓や観察窓と共に挿入部３の先端面等に開口している。従って、鉗子口４から鉗子や高周波処置具等の処置具を挿通することによって、患部組織の摘出や止血等の処置を施せるようになっている。
【０００６】
１０は超音波検査装置であって、この超音波検査装置１０は、超音波プローブ１１と、操作ユニット１２及び超音波観測装置１３から大略構成される。超音波プローブ１１は、図７及び図８から明らかなように、先端側から、内部に超音波振動子１４が収容された先端キャップ１５と、内部にフレキシブルシャフト１６を挿通させた可撓性コード１７とを有し、また超音波プローブ１１の基端部には操作ユニット１２に設けた接続部１２ａに着脱可能に接続されるコネクタ１８を備えている。
【０００７】
超音波プローブ１１は、そのコネクタ１８が操作ユニット１２の接続部１２ａに着脱可能に接続されるが、この操作ユニット１２は超音波プローブ１１をその軸線方向に所定のストローク、つまりリニア走査ストローク分だけ往復移動する操作を行う走査制御機構を備えており、また超音波振動子１４と超音波観測装置１３との信号の授受の中継手段としても機能する。走査制御機構としては、超音波振動子１４をマニュアル操作で移動させる操作手段と、その移動距離を検出する移動距離検出手段とが含まれる。なお、信号の中継手段としては、超音波振動子１４から、フレキシブルシャフト１６内を通って操作ユニット１２内に延在され、超音波振動子１４の回転に追従して回転するケーブルを、超音波観察装置１３に接続され、回転方向には固定されているケーブルとをロータリコネクタを介して接続するものであるが、その構成は周知であるので図示は省略する。
【０００８】
操作手段としては先端に指掛けリング２０を設けた操作杆２１を有し、この操作杆２１は操作ユニット１２のケーシング１９から所定の長さ突出すると共に、このケーシング１９に設けたガイド孔１９ａから内部に所定の長さ導入されており、このガイド孔１９ａに沿って直線的に移動できるようになっている。そして、操作杆２１のケーシング１９内に位置する部位には所定の長さにわたってラック２２が形成されており、このラック２２はエンコーダ２３に連結して設けたピニオン２３ａと噛合している。また、操作杆２１にはばね２４を作用させており、このばね２４により操作杆２１はケーシング１９内に引き込む方向に付勢されている。
【０００９】
一方、操作杆２１に連結して設けた指掛けリング２０の近傍位置にはクランプ部材２５が取り付けられている。このクランプ部材２５は可撓性コード１７を着脱可能にクランプするものである。可撓性コード１７はこのクランプ部材２５によるクランプ位置からコネクタ１８の接続部１２ａへの接続位置まではループ状に曲げることによって所定の余長を持たせる。この余長は少なくともクランプ部材２５がリニア走査ストローク分移動しても、そのクランプ位置からコネクタ１８の位置までに張力が生じないようにするためのものである。また、ケーシング１９には可撓性コード１７の挿通部材２６が連設されており、この挿通部材２６には可撓性コード１７を摺動可能に挿通させる挿通孔２６ａが形成されており、またこの挿通部材２６は操作ユニット１２を内視鏡１の鉗子口４に着脱可能に取り付けられる取付部でもある。
【００１０】
以上の構成を有する超音波検査装置は、その超音波プローブ１１は内視鏡１に組み込まれてメカニカルリニア走査が行われる。超音波プローブ１１は内視鏡１の挿入部２を体腔内に挿入する前の段階で組み込むこともできるが、内視鏡１の挿入部２を体腔内に挿入して、内視鏡検査を行っている間に、体腔内壁の一部が変色している等、病変の可能性があることが確認された時に、鉗子口４から処置具挿通チャンネル５内に超音波プローブ１１を挿入して、超音波走査を行うこともできるようになっている。超音波プローブ１１の基端部が連結される操作ユニット１２の挿通部材２６が鉗子口４に接続されており、この操作ユニット１２から突出する状態に設けた操作杆２１の指掛けリング２０をばね２４に抗する方向に押動し、また引き戻すように操作すれば、超音波プローブ１１の全体がその軸線方向に移動してリニア走査が行われる。
【００１１】
以上のように、操作杆２１の押し引き操作はマニュアル操作で行うものであり、具体的には、操作ユニット１２を人差し指と中指とで挟み込むようにして把持し、指掛けリング２０に親指を挿通した状態で親指を動かすことにより操作杆２１が操作ユニット１２のケーシング１９に設けたガイド孔１９ａに沿って移動する。そして、このようにして親指操作で操作杆２１を操作することによって、超音波プローブ１１の先端における先端キャップ１５が概略軸線方向に移動し、かつこの移動量はエンコーダ２３で検出されるから、所定の距離移動する毎に、超音波振動子１４から体内に向けて超音波パルスを送信し、その反射エコーを超音波振動子１４で受信させることにより、所定の範囲に及ぶメカニカルリニア走査が行われ、この走査範囲における超音波断層像を得ることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したメカニカルリニア走査はマニュアル操作で行われることから、その走査範囲は指を動かし得る範囲、具体的には操作ユニット１２を人差し指と中指とで保持した状態で親指が動かせることができる範囲に限定される。このような状況下で親指を無理なく円滑に動かせる範囲は２０〜３０ｍｍ程度というようにごく限られた範囲である。従って、病変部等の関心のあるエリアの広がりが３０ｍｍを越える場合には、位置を変えて少なくとも２度の超音波走査を行わなければならない。このために、内視鏡１の挿入部２の先端部分を固定的に保持し、一度クランプ部材２５から超音波プローブ１１を脱着した上で、この超音波プローブ１１を出し入れして、別の位置をクランプさせた後に改めて走査を行う等の操作が必要であり、この操作は極めて面倒である。また、複数回の超音波走査を行って得た複数枚の超音波画像に連続性を持たせる処理を行わなければ、関心のあるエリアにおける体内組織の状態を正確に把握できないことになり、超音波走査を行った後における信号処理が複雑になる等の問題点もある。
【００１３】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、操作手段をマニュアルで操作することによりメカニカルリニア走査を行うに当って、操作手段の操作ストロークに対してクランプ部材の移動距離を増加させることができるようにすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、可撓性コードの先端に超音波振動子を装着した超音波プローブと、この超音波プローブの基端部が連結される操作ユニットと、この操作ユニットに設けられ、前記超音波プローブの基端部から少なくともリニア走査ストローク分の余長を持たせた位置をクランプするクランプ部材と、このクランプ部材を手動操作により往復移動させる操作手段とを備えたリニア走査式超音波検査装置であって、前記クランプ部材を従動部材に連結して設け、この従動部材を前記操作ユニットに摺動可能に支持させると共に、この従動部材と前記操作手段との間には、操作手段の操作ストロークに対してクランプ部材の移動距離を増加させる移動距離増加手段を介装する構成としたことをその特徴とするものである。
【００１５】
ここで、操作ユニットは内視鏡の処置具導入部に着脱可能に連結され、また超音波プローブは処置具挿通チャンネル内に挿通される、所謂経内視鏡的に挿入される超音波プローブを有するリニア走査式超音波検査装置により好適に適用される。また、移動距離増加手段の具体的な構成としては、変速ギアを用いるものや、伝達レバーを用いるもの等がある。変速ギアを用いる場合には、操作手段及びクランプ部材を連結した従動部材にラックを形成して、変速ギアをこれら両ラック間に動力伝達可能に接続する。また、伝達レバーを用いる場合には、この伝達レバーの一端側が操作ユニットのケーシングに枢支させ、他端側には従動部材を、またその間の位置には操作手段をそれぞれ伝達レバーの回動に追従して直進するように係合させる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
そこで、以下に図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明においては、従来技術の構成と同一または均等な部材については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。而して、図１に超音波プローブ１１と操作ユニット３０との連結部の構成を示す。
【００１７】
ここで、超音波プローブ１１自体の構成については前述した従来技術のものと格別変わらない。一方、操作ユニット３０は、走査制御機構と信号の中継機構とを備えているが、走査制御機構を構成し、マニュアル操作がなされる操作手段に直接超音波プローブ１１をクランプさせるのではなく、移動距離増加手段、つまり増速手段を介してクランプ機構部を接続する構成としている。
【００１８】
そこで、図２及び図３に操作ユニット３０の断面構造を示す。操作ユニット３０におけるケーシング３１には、超音波プローブ１１のコネクタ１８が着脱可能に接続される接続部３０ａが設けられているが、さらにこのケーシング３１には２つのガイド孔３１ａ，３１ｂが穿設されている。第１のガイド孔３１ａには、マニュアル操作により押し引きされる操作杆３２が軸線方向に移動可能に挿通されており、この操作杆３２の先端には指掛けリング３３が連設されている。操作杆３２の基端部、つまりケーシング３１内側の端部にはばね３４が作用しており、このばね３４の付勢力により常時突出する方向に付勢されており、図示しないストッパにより最突出位置が規制されている。
【００１９】
また、第２のガイド孔３１ｂには従動部材としての従動杆３５が軸線方向に移動可能に設けられている。この従動杆３５は、操作杆３２と平行に設けられており、その先端にはクランプ部材３６が連結して設けられている。クランプ部材３６は超音波プローブ１１の可撓性コード１７を着脱可能にクランプするためのものである。また、従動杆３５のケーシング３１内側の端部にはばね３７が、この従動杆３５を突出する方向に付勢するように作用している。そして、従動杆３５のケーシング３１からの最突出位置は適宜のストッパにより規制されているが、このストッパも図示は省略する。
【００２０】
操作杆３２を押し引き操作することによって、従動杆３５を連動して移動させるが、このために操作杆３２と従動杆３５との間には移動距離増加手段が介装されている。この移動距離増加手段は、操作杆３２の動きに対して従動杆３５の動きを増速させるものであり、操作杆３２及び従動杆３５にはそれぞれラック３２ａ，３５ａが形成されており、これら両ラック３２ａ，３５ａ間には変速ギア３７が設けられている。変速ギア３８は、ラック３２ａに噛合する駆動ギア３８ａと、この駆動ギア３８ａに噛合する伝達ギア３８ｂ及び従動ギア３８ｃから構成され、伝達ギア３８ｂは従動ギア３８ｃと一体回転するものであり、かつ従動ギア３８ｃは従動杆３５と噛合している。
【００２１】
従って、図２に示したように、操作杆３２の移動に対して、駆動ギア３８ａと従動ギア３８ｃとのギア比に応じた比率で従動杆３５が増速され、その結果、操作杆３２の移動ストロークｄに対して従動杆３５の移動距離Ｄとなり、ギア比に相当する距離だけ増加する。また、ケーシング３１内で、この従動杆３５の移動ストロークを確保するために、このケーシング３１には突出部３１ｃが形成されている。ここで、超音波振動子１４の移動距離を検出する手段を設ける必要があるが、図８に示したと同様のエンコーダを用いるか、そしてこのエンコーダのピニオンをいずれかのラック３２ａまたは３５ａに噛合させたり、また従動杆３５と、そのガイド孔３１ｂとの間にポテンショメータを設けたりすることができ、さらには伝達ギア３８ｂと共に回転する従動ギア３８ｃの回転軸をロータリエンコーダ３９の入力軸とすることもできる。
【００２２】
以上のように構成することによって、操作ユニット３０を人差し指と中指とで保持した状態において、親指を指掛けリング３３に係合させて、操作杆３２をケーシング３１内に押し込むと、変速ギア３８を介してこの操作杆３２と連動する従動杆３５が、この変速ギア３８のギア比に応じた量だけ増速され、図２の状態から図３の状態に変位する。また、指掛けリング３３に対する押し込み力を解除すると、操作杆３２及び従動杆３５はそれぞればね３４，３７の付勢力により引き戻されて、図２の状態に復帰する。この押し込み操作時と引き戻し操作時において、超音波振動子１４が、エンコーダ３９等の検出信号に基づいて、所定距離進む毎に体内に向けて超音波パルスを送信し、体内組織断層部からの反射エコーを受信することによって、リニア超音波走査が行われる。なお、操作杆３２及び従動杆３５にそれぞればね３４，３７を設けたが、これら操作杆３２と従動杆３５とは変速ギア３８により連動する状態に連結されているから、一方のばねは省略することができる。
【００２３】
而して、操作杆３２の移動ストロークｄを親指を無理のない程度に動かせる範囲としても、変速ギア３８のギア比によって、従動杆３５に取り付けたクランプ部材３６の移動距離がＤとなり大きくなる。その結果、可撓性コード１７の軸線方向への変位による超音波振動子１４の走査ストロークを大きくすることができる。つまり、マニュアル操作で行われる走査駆動を容易に行うことができ、かつ走査ストロークを大きくできる。なお、変速ギア３８により従動杆３５の速度が増速されるが、超音波振動子１４による超音波の伝達速度はこの従動杆３５の動きより遥かに速いことから、所定距離進む毎に行われる超音波の送受信に何等の支障も来すことはない。
【００２４】
従って、例えば変速ギア３８におけるギア比を２倍とすると、親指操作で操作杆３２を無理なく移動させる範囲、例えば３０ｍｍを操作杆３２の移動距離であるとすると、超音波振動子１４の走査ストロークは６０ｍｍとなり、病変部等、関心のある部分に関する情報量が大きくなる。勿論、このためにはクランプ部材３６による可撓性コード１７のクランプ位置は、コネクタ１８からこの走査ストロークに相当する余長を持たせる必要があるが、可撓性コード１７のこの部分はループ状に曲げることにより余長の確保を図っているので、十分な余長を確保することができる。
【００２５】
次に、図４及び図５は本発明の第２の実施の形態を示すものであり、この実施の形態においては、移動距離増加手段として伝達レバー１３８を用いたものが示されている。この場合には、前述した第１の実施の形態とは異なり、操作杆１３２及び従動杆１３５にはラックを設ける必要がなく、これら操作杆１３２及び従動杆１３５にはそれぞれ係合ピン１３２ａ，１３５ａが設けられる。一方、伝達レバー１３８は、その一端が操作ユニット１３０のケーシング１３１に枢支ピン１３９で枢支されている。そして、この伝達レバー１３８における他端部及び中間部には、この伝達レバー１３８の軸線方向に長手となった長孔１３８ａ，１３８ｂが形成されており、長孔１３８ａには係合ピン１３２ａが、また長孔１３８ｂには係合ピン１３５ａが挿嵌されている。さらに、操作杆１３２及び従動杆１３５に個別的にばねを設けるのではなく、伝達レバー１３８にばね１３４を作用させておき、このばね１３４による付勢力で伝達レバー１３８を図４に示した位置になるように保持する。この結果、操作杆１３２及び従動杆１３５はケーシング１３１のガイド孔１３１ａ，１３１ｂから所定量突出した位置に保持される。なお、操作杆１３２の先端には指掛けリング１３３が、また従動杆１３５の先端にはクランプ部材１３６が連結して設けられている。また、超音波振動子１４の移動距離を検出する手段は、前述した第１の実施の形態と同様に、適宜の構成とすることができるが、さらに枢支ピン１３９を伝達レバー１３８と共に回転するように構成しておけば、この枢支ピン１３９の回転角を検出するものであっても良い。
【００２６】
以上のように構成することによっても、図４の状態から指掛けリング１３３を操作して操作杆１３２を図５に示した位置まで押し込むと、超音波プローブ１１の可撓性コード１７をクランプしているクランプ部材１３６に連結した従動杆１３５が伝達レバー１３８のレバー比、つまり枢支ピン１３９から係合ピン１３２ａの係合位置と、係合ピン１３５ａの係合位置との距離の比に応じた分だけ従動杆１３５が増速されるから、前述した第１の実施の形態と同様に、操作杆１３２の移動ストロークに対して従動杆１３５の移動ストロークが長くすることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、操作手段の操作ストロークに対して可撓性コードをクランプするクランプ部材の移動距離を移動距離増加手段により増加させるようにしているので、操作手段をマニュアルで操作することによりメカニカルリニア走査を行うに当って、操作手段の操作ストロークに対してクランプ部材の移動距離を増加させることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるリニア超音波検査装置を、そのガイド手段である内視鏡と共に示す構成説明図である。
【図２】図１の操作ユニットの断面図である。
【図３】図２とは異なる作動状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示すリニア超音波検査装置の操作ユニットの断面図である。
【図５】図４とは異なる作動状態を示す断面図である。
【図６】従来技術によるリニア走査式超音波検査装置の概略構成を内視鏡と共に示す構成説明図である。
【図７】図６の超音波プローブの先端部分の断面図である。
【図８】図６の操作ユニットの断面図である。
【符号の説明】
１内視鏡２本体操作部
３挿入部４鉗子口
５処置具挿通チャンネル１１超音波プローブ
１２ａ接続部１４超音波振動子
１５先端キャップ１７可撓性コード
３０，１３０操作ユニット３１，１３１ケーシング
３１ａ，３１ｂ，１３１ａ，１３１ｂガイド孔
３２，１３２操作杆３２ａ，３５ａラック
３３，１３３指掛けリング３４，３７，１３４ばね
３５，１３５従動杆３６，１３６クランプ部材
３８変速ギア１３２ａ，１３５ａ係合ピン
１３８伝達レバー１３８ａ，１３８ｂ長孔
１３９枢支ピン

Claims

可撓性コードの先端に超音波振動子を装着した超音波プローブと、この超音波プローブの基端部が連結される操作ユニットと、この操作ユニットに設けられ、前記超音波プローブの基端部から少なくともリニア走査ストローク分の余長を持たせた位置をクランプするクランプ部材と、このクランプ部材を手動操作により往復移動させる操作手段とを備えたリニア走査式超音波検査装置において、前記クランプ部材を従動部材に連結して設け、この従動部材を前記操作ユニットに摺動可能に支持させると共に、この従動部材と前記操作手段との間には、操作手段の操作ストロークに対してクランプ部材の移動距離を増加させる移動距離増加手段を介装する構成としたことを特徴とするリニア走査式超音波検査装置。
前記操作ユニットは内視鏡の処置具導入部に着脱可能に連結され、また前記超音波プローブは処置具挿通チャンネル内に挿通されるものであることを特徴とする請求項１記載のリニア走査式超音波検査装置。
前記移動距離増加手段は、前記操作手段及び前記クランプ部材を連結した従動部材に形成したラックと、これら両ラック間に動力伝達可能に接続した変速ギアとから構成したことを特徴とする請求項１記載のリニア走査式超音波検査装置。
前記移動距離増加手段は伝達レバーからなり、この伝達レバーは、その一端側が前記操作ユニットのケーシングに枢支され、他端側には前記従動部材を、またその間の位置には前記操作手段をそれぞれ伝達レバーの回動に追従して直進するように係合させる構成としたことを特徴とする請求項１記載のリニア走査式超音波検査装置。