JP4734355B2 - 超音波内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、挿入部先端部にメカニカルスキャン方式により超音波断層像を得る超音波観察部を設けた超音波内視鏡に関する。

近年、超音波振動子から生体組織内に超音波パルスを繰り返し送信し、この生体組織から反射される超音波パルスのエコー信号を同一、或いは、別体に設けた超音波振動子で受信して、この超音波パルスを送受信する方向を徐々にずらすことによって、生体内の複数の方向から収集した情報を可視像の超音波診断画像として表示する超音波診断装置が種々提案されている。

この超音波診断装置としては、内視鏡に組み合わせた超音波内視鏡や、内視鏡の処置具チャンネルに挿通される超音波プローブ等、種々提案されている。そして、超音波内視鏡の一例として図１４及び図１５に示すものがある。

図１４は従来の超音波内視鏡の先端部を示す断面図、図１５は図１４のＤ−Ｄ線断面図である。
図１４及び図１５に示すように超音波内視鏡挿入部の先端部９１１には硬質の先端部本体９１２が設けられている。この先端部本体９１２には照明光学系９１３及び観察光学系９１４が斜め前方に向けて配設されている。

上記照明光学系９１３は、照明光を伝送する図示しないライトガイドと、照明光を拡開して出射する図示しない照明レンズとを備え、この照明レンズを通して照明光を斜め前方に出射し、体腔内の患部等の被写体を照明する。一方、観察光学系９１４は、照明された被写体の光学像を結ぶ対物レンズと、この対物レンズの結像位置に先端面を配置したイメージガイドとを有し、このイメージガイドによって光学像を後端面に伝送する。

また、前記先端部本体９１２には、超音波用ハウジング９２０が配置される断面形状が円形の固定孔９１５が形成されている。この超音波用ハウジング９２０には、先端側から順にリング部材９２２、スリップリング９２３、第１カップリング９２４、エンコーダ９２５、第２カップリング９２６、減速器９２７の挿入部先端側が収納配置されており、前記リング部材９２２、スリップリング９２３、エンコーダ９２５及び減速器９２７は、前記超音波用ハウジング９２０の内周面に接触した状態で取り付け固定されている。なお、前記減速器９２７は、モータ９２８の前方側に取り付け固定されており、超音波振動子９３１は振動子シャフト９２１に対して振動子保持部材９３０を介して一体的に固定されている。

前記先端部本体９１２の先端面には、前記超音波振動子９３１を覆う円筒状の先端キャップ９３２が配置されており、この先端キャップ９３２の内部は超音波伝達媒体９３３で満たされている。

前記超音波振動子９３１の図示しない入出力用のケーブルは、回転型信号伝達手段としてのスリップリング９２３のリング部、金属ブラシを経てスリップリング９２３の出力側のケーブルに電気的に導通される。

前記振動子シャフト９２１は、スリップリング９２３に設けられたボールベアリングによって、挿入軸と平行な方向に回転可能に支持されるとともに、前記リング部材９２２によって軸支されている。このことにより、超音波振動子９３１は、挿入軸と垂直な向きの断層像を得るラジアル走査を行うことができる構成になっている。なお、前記リング部材９２２に設けたＯリング９３４を前記振動子シャフト９２１に密着させて水密が確保されている。

前記第１カップリング９２４は、前記振動子シャフト９２１の挿入部基端部と、エンコーダ９２５の回転軸９３６の一端部側とを一体に連結固定し、前記第２カップリング９２６はエンコーダ９２５の回転軸９３６の他端部側と前記減速器９２７の出力側回転軸９３７とを一体に連結固定している。このことによって、モータ９２８の回転が振動子シャフト９２１に伝達されて超音波振動子９３１が回転する。

なお、前記減速器９２７は、モータ９２８の回転軸が一体になる高速主動軸と、このモータ９２８の回転軸からの動力を減速させて出力する低速従動軸である出力側回転軸９３７とで構成されている。

このように構成した超音波内視鏡では、挿入部先端面から湾曲部９５０との境界までの先端硬質部を先端部９１１としており、この先端部９１１に超音波振動子９３１からモータ９２８までの超音波ラジアル走査用の部品が収納され、この先端部９１１の長さが先端硬質長Ｌ０となる。

なお、図１５に示すように、先端部本体９１２には、照明光学系９１３及び観察光学系９１４、鉗子チャンネル９４１、バルーン送水吸引管路９４２、ノズル送水管路９４３が設けられている。

上述のように構成した従来の超音波内視鏡では、モータ９２８を回転駆動することでモータ９２８の回転駆動力が減速器９２７で減速され、この減速器９２７の出力側回転軸９３７、第２カップリング９２６、エンコーダ９２５、第１カップリング９２４及び、振動子シャフト９２１に伝達され、この振動子シャフト９２１に振動子保持部材９３０を介して設けられた超音波振動子９３１が回転する。

超音波内視鏡は、図示しない超音波観測装置からの振動子駆動信号を各種ケーブル、スリップリング９２３を介して超音波振動子９３１に供給して超音波振動子９３１から生体組織内に超音波パルスを繰り返し送信する。そして、超音波内視鏡は、この生体組織で反射された超音波パルスのエコー信号を同一の超音波振動子９３１で受信し、この超音波振動子９３１で受信したエコー信号をスリップリング９２３及び各種ケーブルを介して超音波観測装置本体に伝送する。

前記振動子シャフト９２１の回転は、周方向に対して１つ配置したＺ相及び周方向に対して規則的に配列されたＡ相の回転状態を磁気センサで検知するように構成されたエンコーダ９２５によって検出され、前記超音波振動子９３１の回転速度及び回転位相が検出される。そして、超音波観測装置では、前記エンコーダ９２５のＺ相及びＡ相の出力信号と、超音波振動子９３１で受信したエコー信号から超音波画像を生成する。

従来の超音波内視鏡では、先端部硬質部に超音波振動子を固定する振動子シャフト、第１のカップリング、エンコーダ、第２のカップリング及回転軸を有するモータの減速器を配設していたので、先端硬質部の硬質長が長くなり、この硬質長の短縮化が望まれていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、先端部硬質部の短縮化を図れ、観察性能に優れた超音波内視鏡を提供することを目的にしている。

本発明の超音波内視鏡は、挿入部の先端部に超音波観察部を設けた超音波内視鏡において、 前記超音波観察部は、被検体に超音波を送受信してこの被検体の超音波画像を得るための超音波振動子と、この超音波振動子を保持する振動子シャフトと、電力が供給されることにより回転軸を回転駆動させる回転駆動手段と、この回転駆動手段の回転軸と前記振動子シャフトとを連結する連結部と、前記回転駆動手段の回転軸の回転駆動を振動子シャフトに伝達する外周面所定位置に回転量を検出するとともに、自らに対して前記振動子シャフトを固定するための固定部を有する磁気相着磁部とを設けたカップリング兼エンコーダ用磁気ドラムと、このカップリング兼磁気ドラムから所定距離離れた位置に対向配置され、前記磁気相の磁界の変化を検出して電気信号に変換するエンコーダ用磁気センサと、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、先端部硬質部の短縮化を図れ、観察性能に優れた超音波内視鏡を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図５は本発明の第１実施形態に係り、図１は超音波内視鏡の全体図、図２は超音波内視鏡の先端部を示す断面図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図、図４は図１のＢ−Ｂ線断面図、図５は図１のカップリング兼エンコーダ磁気ドラムを示す断面図である。

図１に示すように超音波内視鏡１は、細長の挿入部２と、この挿入部２の基端に位置する操作部３と、この前記操作部３の側部から延出するユニバーサルコード４及び超音波コード５とで主に構成されている。前記ユニバーサルコード４は図示しない光源装置に接続され、前記超音波コード５は図示しない超音波観測装置に接続される。

なお、超音波観測装置内には制御装置が設けられており、後述する先端部６に配置した超音波観察部である超音波走査ユニットの制御、駆動を行う。

前記挿入部２は、先端側から順に先端部６と、湾曲部７、軟性部８とを連設して構成されている。前記湾曲部７は、図示しない複数の湾曲駒を連接して構成したものである。前記操作部３に設けた湾曲ノブ９を操作することによって、所望の方向に湾曲動作する。前記軟性部８は、可撓性を有する柔軟な部材で形成されている。

次に、図２ないし図５を用いて先端部６を詳細に説明する。
図２に示すように、先端部６には、硬質の先端部本体１１が設けられている。この先端部本体１１には、内視鏡光学系として図３及び図４に示す照明光学系１２及び観察光学系１３が斜め前方に向けて配設されている。

図２に示すように前記先端部本体１１には、超音波ユニット１５を構成する超音波用ハウジング２０を固定する断面形状を略Ｄ字型に形成した固定孔１４が形成されている。

前記超音波ユニット１５は、前記超音波用ハウジング２０に配置されるリング部材１６、振動子シャフト２３、振動子シャフト軸受け２４、スリップリング２５、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６、磁気センサ２７、減速器２８、回転駆動手段であるモータ２９と、振動子保持部材３０に固定される超音波振動子３１及びこの超音波振動子３１を覆う先端キャップ３２とを一体化して構成されている。

前記超音波用ハウジング２０は、外周の断面形状を略Ｄ字形状に形成したＤ字形筒状部２１と、このＤ字形筒状部２１の先端側を形成する外周の断面形状が円形のフランジ部２２とで形成されている。したがって、前記固定孔１４にＤ字形筒状部２１が挿入配置され、前記フランジ部２２が先端部本体１１の先端面に位置する。

前記超音波用ハウジング２０の透孔には、先端側から順に、振動子シャフト軸受け２４、スリップリング２５、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６、磁気センサ２７、減速器２８、モータ２９の挿入部先端側を収納される。前記振動子シャフト軸受け２４、スリップリング２５、磁気センサ２７、減速器２８及びモータ２９は、超音波用ハウジング２０の内周に接触した状態で取り付け固定される。

前記振動子シャフト２３の挿入部先端側には、振動子保持部材３０が例えば一体形成で設けられている。この振動子保持部材３０には超音波振動子３１が取り付けられている。

前記超音波用ハウジング２０のフランジ部２２には、円筒状の先端キャップ３２が取り付けられており、前記超音波振動子３１が先端キャップ３２に収納される。この先端キャップ３２は、超音波を効率よく透過可能な材質で形成され、この先端キャップ３２の内部には超音波伝達媒体３３が充満される。

この先端キャップ３２の先端側の外周には、図示しないバルーンの先端側開口部が取り付けられる溝部３７が設けられ、先端部本体１１の先端側外周には前記バルーンの基端側開口部が取り付けられる溝部３８が設けられている。符号５３はバルーン用流体管路である。

前記超音波振動子３１の図示しない入出力用のケーブルは、図３に示す回転型信号伝達手段としてのスリップリング２５のリング部４１ａ，４１ｂ、このリング部４１ａ，４１ｂに接触するように配置された金属ブラシ４２ａ，４２ｂを経てスリップリング２５の出力側のケーブル（不図示）と電気的に導通している。

前記振動子シャフト２３は、Ｏリング３４により水密を確保した状態で振動子シャフト軸受け２４に軸支されている。また、この振動子シャフト軸受け２４は、Ｏリング３５により水密を確保した状態で超音波用ハウジング２０に取り付けられている。そして、前記振動子シャフト軸受け２４は、リング部材１６により、フランジ部２２の内周に取り付け固定されるようになっている。

なお、前記振動子シャフト２３は、スリップリング２５に設けられている図示しないボールベアリングによって、挿入軸と平行な方向に回転可能に支持されている。これにより、前記超音波振動子３１は、挿入軸と垂直な向きの断層像を得るラジアル走査を行える構成になっている。

前記振動子シャフト２３の基端部は、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６に配置されている。そして、このカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６には減速器２８の出力側回転軸３６が配置されている。前記減速器２８の基端側にはモータ２９の高速で回転駆動する回転軸（不図示）が取り付けられている。

つまり、前記減速器２８の高速主動軸（不図示）がモータ２９の回転軸に一体になっており、モータ２９の回転軸の回転駆動力を減速させて低速従動軸である出力側回転軸３６から出力する。したがって、前記モータ２９は、電力が供給されることにより前記減速器２８の出力側回転軸３６を回転駆動させる回転駆動手段になっている。

前記超音波内視鏡１では、前記図１に示す挿入部２の先端面から湾曲部７との境界までの先端硬質部を先端部６としており、この先端部６に、前記図２に示すように超音波振動子３１からモータ２９までの超音波ラジアル走査用の部品を収納している。ここで、この先端部６の長さを先端硬質長Ｌ１とする。

図３に示すように、先端部本体１１は、超音波診断に関係する構成要素を配置する断面形状が円形外周の超音波診断用配置部５１と、内視鏡診断に関係する構成要素を配置する断面形状が三日月形の内視鏡用配置部５２とに分けられる。

前記超音波診断用配置部５１には、バルーン送水吸引用管路５３及びＤ字型の固定孔１４が配置されている。超音波診断用配置部５１のＤ字型の固定孔１４には、前記超音波用ハウジング２０のＤ字形筒状部２１を介してスリップリング２５が取り付けられている。前記バルーン送水吸引管路５３の開口部５３は、Ｄ字型の固定孔１４の直線部３９に近接して設けられている。

前記スリップリング２５は、ケース４０、リング部４１ａ，４１ｂ、金属ブラシ４２ａ，４２ｂ及びブラシ固定部材４３ａ，４３ｂとで構成されている。前記ケース４０は、Ｄ字形筒状部２１の内周に合わせて外周形状をＤ字型に形成している。このことにより、前記ケース４０は、挿入軸方向に対して垂直な断面が直線状となる平面部４４と、挿入軸方向に対して垂直な断面が円弧状となる湾曲面部４５とを有している。

前記ブラシ固定部材４３ａは、一端側に金属ブラシ４２ａを取り付け、他端側をケース４０の内面の平面部４４と湾曲面部４５の一方の境界の位置に取り付けている。一方、前記ブラシ固定部材４３ｂは、一端側に金属ブラシ４２ｂを取り付け、他端側を湾曲面部４５の内面のブラシ固定部材４３ａとは反対側の位置に取り付けている。前記金属ブラシ４２ａ，４２ｂは、駆動シャフト２３に設けられたリング部４１ａ，４１ｂにそれぞれ摺動可能な状態で接触している。

前記リング部４１ａ、金属ブラシ４２ａ及びブラシ固定部材４３ａは、リング部４１ｂ、金属ブラシ４２ｂ及びブラシ固定部材４３ｂに対して挿入軸方向にずらした状態で配置してあり、リング部４１ａ，４１ｂ間は絶縁部材（不図示）により電気的に絶縁状態になっている。この構造により、リング部４１ａ，４１ｂとそれぞれの金属ブラシ４２ａ，４２ｂとは独立した状態で電気的な導通が図られる。

前記内視鏡用配置部５２には、観察光学系１３の窓部５４と、照明光学系１２の窓部５５と、鉗子チャンネル開口部５６、送水ノズル５７が設けられている。なお、図３のバルーン送水吸引管路５３の開口部、鉗子チャンネル開口部５６、送水ノズル５７は、図４のバルーン送水吸引管路５３、鉗子チャンネル５９、ノズル送水管路６０に繋がっている。

図４に示すように、先端部本体１１の内部には、照明光学系１２、観察光学系１３、バルーン送水吸引管路５３、鉗子チャンネル５９、ノズル送水管路６０が設けられている。
前記磁気センサ２７は、Ｄ字形筒状部２１の内面に、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６に所定間隔で対向して配置されている。

図５に示すように、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６と磁気センサ２７とで、回転検出用磁気相となるＺ相及び速度／位相検出用磁気相となるＡ相の電気信号の出力を行う、エンコーダ８０を構成している。

前記カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６は、中心に貫通孔を形成した円柱状で、着磁可能な磁性体で形成されており、回転することによって磁気が変化するように外周面に着磁が施されている。

具体的には、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６の例えば先端側には前記Ｚ相用の着磁を施したＺ相着磁部７１が設けられ、基端側にはＡ相用の着磁を施したＡ相着磁部７２が設けられている。

ここで、Ｚ相用の着磁とは、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６の一回転に対して磁気センサ２７が１パルスを発生する着磁である。Ａ相用の着磁とは、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６が一回転する間に磁気センサ２７が数十から数百（本実施形態の場合は例えば１００個とする）パルスを発生する着磁である。

前記Ｚ相着磁部７１側の中心位置には先端側から比較的太径の第１の穴部７３が形成されており、前記Ａ相着磁部７２側の中心位置には基端側から前記第１の穴部７３より例えばやや細径の第２の穴部７４が形成されている。

前記第１の穴部７３は、振動子シャフト２３の基端側の外径に合わせて形成されており、振動子シャフト２３の基端側が挿入されて例えば接着剤によって一体固定されている。一方、前記第２の穴部７４は、減速器２８の出力側回転軸３６の外径に合わせて形成されており、減速器２８の出力側回転軸３６が挿入されて例えば接着剤によって一体固定されている。なお、本実施形態においては前記第１の穴部７３と前記第２の穴部７４とを、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６の中央で連通させているが、連通させない構成であってもよい。

前記磁気センサ２７には前記Ｚ相着磁部７１の検出を行うＺ相検出部７５と、前記Ａ相着磁部７２の検出を行うＡ相検出部７６とが設けられている。そして、Ｚ相検出部７５では、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６の回転の際に、前記Ｚ相着磁部７１の磁気を検出して、Ｚ相の検出結果である電気信号ａ１を出力する。一方、Ａ相検出部７６では、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６の回転の際に、前記Ａ相着磁部７２の磁気を検出して、Ａ相の検出結果である電気信号ｂ１を出力する。

前記カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６には、前記回転駆動手段の出力側回転軸３６及び前記振動子シャフト２３が一体固定されているので、前記出力側回転軸３６が回転することによって、このカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６が回転するとともに振動子シャフト２３も回転する。

上述のように構成した超音波内視鏡１の作用を説明する。
本実施形態の超音波内視鏡１では、モータ２９を回転駆動することにより、このモータ２９の回転駆動力が減速器２８で減速され、この減速器２８の出力側回転軸３６の回転を、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６、振動子シャフト２３に伝達して、この振動子シャフト２３に振動子保持部材３０を介して固定されている超音波振動子３１を回転駆動させる。

また、超音波内視鏡１は、超音波観測装置本体からの振動子駆動信号を各種ケーブル、スリップリング２５を介して超音波振動子３１に供給して超音波パルスを発信させて、この超音波振動子３１から生体組織に超音波パルスを繰り返し送信する。一方、この超音波内視鏡１は、この生体組織から反射される超音波パルスのエコー信号を同一の超音波振動子３１で受信して、この受信信号をスリップリング２５及び各種ケーブルを介して超音波観測装置本体に導く。

前記振動子シャフト２３が一体固定されたカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６の回転は、前記磁気センサ２７によって検出されているので、この磁気センサ２７によってモータ２９の回転に同期する超音波振動子３１の回転速度及び回転位相が検出される。

そして、超音波観測装置本体では、前記磁気センサ２７から出力されるＺ相及びＡ相に対応する出力信号ａ１，ｂ１と、前記超音波振動子３１から出力される超音波受信信号とを基に、超音波画像を生成し、図示しないモニタ等の表示装置に映像信号を出力して超音波画像を表示する。

以下、第１実施形態の効果を説明する。
本実施形態によれば、エンコーダ８０を、磁気センサ２７と、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６とで構成し、このカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６に振動子シャフト２３と減速器２８の出力側回転軸３６を一体固定しているので、振動子シャフト２３と出力側回転軸３６との間の部品が、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６一つになり、挿入部の先端硬質長Ｌ１の短縮化を図ることができる。このことによって、超音波内視鏡１の体腔内への挿入性が向上するとともに、部品点数を少なくして、製造コストの低減及び組立性の向上を図ることができる。

また、超音波用ハウジング２０にＤ字形筒状部２１を形成して非円形部を設ける一方、スリップリング２５のケース４０をＤ字形に形成して非円形部を設けてスリップリング２５のケース４０内を広くとることができるとともに、切り欠き部側にバルーン送水吸引管路５８を設けることができる。このことによって、リング部４１ａ，４１ｂ、金属ブラシ４２ａ，４２ｂの形状を大きく形成することが可能になり、強度を高め、スリップリング２５の寿命の延長を図れるとともに、スリップリング２５の組立性の向上も図れる。

なお、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラムの構成は図５に示した構成に限定されるものではなく、図６又は図７等に示すように構成してもよい。
図６はカップリング兼エンコーダ用磁気ドラムの第１の変形例を説明する図である。

図６に示すように本実施形態のカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム９６は、振動子シャフト２３と減速器２８の出力側回転軸３６とをねじ止めにより固定するように形成したものである。そして、このカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム９６を、先端側から順に第１のねじ止め固定部１０１、Ｚ相の着磁が行われたＺ相着磁部１０２、Ａ相の着磁が行われたＡ相着磁部１０３、第２のねじ止め固定部１０４としている。

そして、前記第１のねじ止め固定部１０１及びＺ相着磁部１０２の中心に比較的太径の第１の開口部１０５を形成し、前記Ａ相着磁部１０３及び第２のねじ止め固定部１０４の中心に第１の開口部１０５よりやや細径の第２の開口部１０６を形成している。この第１のねじ止め固定部１０１には前記開口部１０５に対して略垂直な第１のねじ孔１０７が形成されている。この第１のねじ孔１０７にねじ１０８を螺入することで、第１の開口部１０５に挿入配置された振動子シャフト２３を第１のねじ止め固定部１０１に一体固定している。

一方、前記第２のねじ止め固定部１０４には前記開口部１０６に対して略垂直な第２のねじ孔１０９が形成されている。この第１のねじ孔１０９にねじ１１０を螺入することで、第２の開口部１０６に挿入配置された出力側回転軸３６を第２のねじ止め固定部１０４に一体固定している。

また、磁気センサ９７は、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム９６の外周に対向配置され、Ｚ相の検出を行うＺ相検出部１１１と、Ａ相の検出を行うＡ相検出部１１２とが設けられている。

この第１の変形例によれば、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム９６が前記カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム９６に比べて長くなり、結果的に先端硬質長を長くしてしまうが、ねじ１０８，１１０を緩めることで、振動子シャフト２３及び出力側回転軸３６を取り外すことができる。このため、挿入部の先端部の部品交換やメンテナンスを行う場合の作業性の向上を図れる。

図７はカップリング兼エンコーダ用磁気ドラムの第２の変形例を説明する図である。

図７に示すように本実施形態のカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム１３６は、先端側から順にねじ止め固定兼Ｚ相着磁部１４１、Ａ相の着磁が行われたＡ相着磁部１４３、ねじ止め固定部１４４となっている。

前記ねじ止め固定兼Ｚ相着磁部１４１及びＡ相着磁部１４３の中心には比較的太径の第１の開口部１４５が形成され、Ａ相着磁部１４３の基端側及びねじ止め固定部１４４の中心には第１の開口部１４５よりやや細径の第２の開口部１４６が形成されている。

前記ねじ止め固定兼Ｚ相着磁部１４１には、開口部１４５に対して略垂直な第１のねじ孔１４７が形成されており、この第１のねじ孔１４７にねじ１４８を螺入することで、振動子シャフト２３をねじ止め固定兼Ｚ相着磁部１４１にねじ止め固定している。

一方、第２のねじ止め固定部１４４には、開口部１４６に対して略垂直な第２のねじ孔１４９が形成されており、この第１のねじ孔１４９にねじ１５０を螺入することで、出力側回転軸３６を第２のねじ止め固定部１４４にねじ止め固定している。

そして、ねじ止め固定兼Ｚ相着磁部１４１には、ねじ止め部形成しているため、着磁が外周の一カ所となるＺ相の着磁は可能であるが、外周に多数の着磁を等間隔で行うＡ相の着磁は行えない。このため、Ａ相の着磁はねじ止め部を形成していないＡ相着磁部１４３に施している。

また、磁気センサ１３７は、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム１３６の外周近傍に配置され、Ｚ相の検出を行うＺ相検出部１５１と、Ａ相の検出を行うＡ相検出部１５２とを有している。

この第２の変形例によれば、ねじ止め固定兼Ｚ相着磁部１４１で、ねじ止め固定部とＺ相着磁部を兼用しているので、先端硬質長が長くなることを防止して前記第１の変形例と同様の効果が得ることができる。

図８は本発明の第２実施形態に係る超音波内視鏡の先端部を示す断面図である。本実施形態の説明において、前記第１実施形態と同様の構成要素には同符号を付して説明を省略する。

図に示すように本実施形態の先端部１６１の超音波ユニット１６２は、Ａ相用のエンコーダ１７０をモータ２９の基端部に設け、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム１６６にＡ相検出部の着磁を行わずＺ相検出部の着磁のみを行っている。したがって、磁気センサ１６７は、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム１６６の回転によるＺ相の磁気の変化のみを検出している。

前記Ａ相用のエンコーダ１７０には図示しない磁気ドラムと磁気センサとが設けられており、前記モータ２９の回転軸が前記Ａ相用のエンコーダ１７０の磁気ドラムに一体に取り付けられている。そして、磁気センサによって磁気ドラムの回転を検出してＡ相の出力を行う。
つまり、本実施形態では前記モータ２９の回転軸に、前記磁気センサ１６７よりも周波数の高い電気信号を発生するＡ相のエンコーダ１７０を設けている。

上述のように構成した超音波内視鏡の先端部１６１の作用を説明する。
このように構成された超音波内視鏡の先端部１６１では、モータ２９の回転軸は減速器２８の出力側回転軸３６より早く回転している。つまり、前記減速器２８の減速率が１／１００の場合のとき、磁気ドラムの一カ所に着磁を行うだけで、前記第１実施形態と同様のＡ相の電気信号ｂ１が得られる。

このように本実施形態によれば、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム１６６及びＡ相用のエンコーダ１７０の磁気ドラムに着磁相を例えば一箇所ずつ設ければよいので着磁する箇所を少なくして超音波ユニット１６２の細径変化が可能になるとともに、Ｚ相の電気信号ａ１及びＡ相の電気信号ｂ１による振動子３１の回転位相の検出精度を高めて高精度の超音波画像を得ることができる。

図９は本発明の第３実施形態に係る超音波内視鏡の先端部を示す断面図である。なお、本実施形態の説明において、前記実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。

図に示すように本実施形態の先端部２０１は、超音波ユニット２１５を構成する超音波用ハウジング２２０の内部に、振動子シャフト２３の軸受け２３２と磁気センサ２７とを一体化する軸受け兼磁気センサハウジング２３１を設けている。

前記先端部本体２１１には、超音波用ハウジング２２０を固定する固定孔２１４が形成されている。そして、前記固定孔２１４には前記超音波ユニット２１５の超音波用ハウジング２２０が固定配置される。また、前記軸受け兼磁気センサハウジング２３１は、前記超音波用ハウジング２２０に収納配置される構成になっている。

したがって、前記超音波用ハウジング２２０には、挿入部先端側から順に振動子シャフト２３、軸受け兼磁気センサハウジング２３１、減速器２８、及びモータ２９の挿入部先端側が収納される。そして、前記軸受け兼磁気センサハウジング２３１にはスリップリング２２５、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６、磁気センサ２７が収納配置されている。

前記軸受け兼磁気センサハウジング２３１の内周先端側には段部による細径部が形成されており、この細径部が前記振動子シャフト２３の軸受けとなる軸受け部２３２になっている。

このような構造により、軸受け兼磁気センサハウジング２３１は、一体で形成され、前記振動子シャフト２３を回転可能な状態で軸支するとともに磁気センサ２７を取り付け固定している。

この第３実施形態によれば、前記第１実施形態と同様に挿入部の先端硬質長を短くすることができるとともに、軸受け兼磁気センサハウジング２３１により振動子シャフト２３の軸受けと磁気センサ２７とを一体化したので、前記実施形態に比べて、部品の公差の積み重ねを少なくして、振動子シャフト２３の回転中心と磁気センサ２７との間の距離を高精度にすることができる。このことによって、回転中、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６と磁気センサ２７間の距離が一定に保たれるので、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６と磁気センサ２７とにより構成されるエンコーダによる超音波振動子３１の回転の検出精度が向上する。

図１０ないし図１２は本発明の第４実施形態に係り、図１０は超音波内視鏡の先端部を示す断面図、図１１は超音波ユニットを説明する断面図、図１２は超音波ユニットを外した状態の超音波内視鏡の先端部を説明する断面図である。なお、本実施形態の説明において、前記実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。

図１０乃至図１２に示すように本実施形態の先端部３０６の先端部本体３１１には、超音波ユニット３１５を構成する超音波用ハウジング３２０が固定配置される断面形状が円形の固定孔３１４が形成されている。

本実施形態の超音波ユニット３１５は、超音波用ハウジング３２０に、リング部材１６、振動子シャフト２３、振動子シャフト軸受け２４、スリップリング３２５、エンコーダ３２６、減速器２８、モータ２９、振動子保持部材３０、超音波振動子３１、先端キャップ３２を一体化したものである。前記超音波用ハウジング３２０は、外周の断面形状が円形の筒状部３２１と、筒状部３２１の挿入部先端側に設けられた外周の断面形状が円形のフランジ部３２２とで形成されている。そして、超音波用ハウジング３２０の筒状部３２１は、フランジ部３２２が先端部本体３１１の先端面に係止した状態で固定孔３１４に挿入される。

前記超音波用ハウジング３２０には、挿入部先端側から順に振動子シャフト２３、振動子シャフト軸受け２４、スリップリング３２５、エンコーダ３２６、減速器２８、モータ２９の挿入部先端側が収納されており、それらのうち振動子シャフト軸受け２４、スリップリング３２５、減速器２８、モータ２９は、超音波用ハウジング３２０の内周に取り付け固定されている。なお、前記モータ２９からはケーブル３８１が延出している。

前記超音波振動子３１の図示しない入出力用のケーブルは、スリップリング３２５のリング部、金属ブラシを経てスリップリング３２５の出力側のケーブル３８２と電気的に導通されている。

前記エンコーダ３２６は、ケース内に前記図１に示したカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６、磁気センサ２７を配置して構成されており、磁気センサ２７の出力をケーブル３８３から出力する。ここで、エンコーダ３２６の磁気センサ２７からは、Ｚ相の電気信号ａ１とＡ相の電気信号ｂ１を出力することになるが、図では説明の簡略化のため、一本のケーブル３８３で出力するものとして説明する。

前記超音波用ハウジング３２０の筒状部３２１は、先端側を構成する先端部本体３１１の固定孔３１４と密接する太径部３９１と、基端側の細径部３９２とで構成されている。

前記細径部３９２の太径部３９１近傍の外周には、おねじ部３９３が形成されている。細径部３９２の中間部の外周には、導体をリング状に形成した導体リング４０１，４０２，４０３が設けられている。これらの導体リング４０１，４０２，４０３の内側にはそれぞれケーブル３８１，３８２，３８３が接続されている。

一方、前記先端部本体３１１の固定孔３１４の基端側には電気接点４１１，４１２，４１３が設けられている。これら電気接点４１１，４１２，４１３は、伸縮する弾性突起やバネで形成されており、それぞれの電気接点４１１，４１２，４１３の間は絶縁部材４１４によって絶縁されている。そして、前記電気接点４１１，４１２，４１３には、ケーブル４２１，４２２，４２３が接続されている。これらケーブル４２１，４２２，４２３は、前記図２に示した超音波内視鏡１の湾曲部７、軟性部８、操作部９を介して超音波コード５に接続されている。また、先端部本体３１１の固定孔３１４の中間部にはめねじ部４３１が形成されている。

前記先端部本体３１１と前記超音波ユニット３１５との間の電気的接続は、前記導体リング４０１，４０２，４０３と、この導体リング４０１，４０２，４０３に摺動接続可能な電気接点４１１，４１２，４１３とで行うようになっている。

次に、上述のように構成した超音波内視鏡の先端部３０１の作用を説明する。
図１１に示す超音波ユニット３１５を図１２に示す先端部本体３１１に取り付ける場合は、超音波用ハウジング３２０の筒状部３２１を先端部本体３１１の固定孔３１４に挿入し、超音波ユニット３１５を右回りに回転させ、筒状部３２１のおねじ部３９３を固定孔３１４のめねじ部４３１に螺入する。

この螺入を続けることにより、太径部３９１と細径部３９２との間の段部３９４におねじ部３９３が当接して、それ以上螺入できない状態になる。この状態で、細径部３９２の導体リング４０１，４０２，４０３に、固定孔３１４の電気接点４１１，４１２，４１３が接続状態になる。このことにより、超音波用ハウジング３２０と先端部本体３１１との電気的な接続が行われる。

このように、本実施形態によれば、前記第１実施形態と同様に挿入部の先端硬質長を短くすることができるとともに、超音波ユニット３１５を先端部本体３１１に取り付けると同時に、細径部３９２の導体リング４０１，４０２，４０３と固定孔３１４の電気接点４１１，４１２，４１３とを電気的な接続状態にして、超音波ユニット３１５と先端部本体３１１の間の電気的導通を図ることができる。また、先端部本体３１１から超音波ユニット３１５を取り外すと同時に、細径部３９２の導体リング４０１，４０２，４０３から固定孔３１４の電気接点４１１，４１２，４１３を外すことができる。このことによって、超音波ユニット３１５と先端部本体３１１との間を直接ケーブルで接続するのに比べて、容易に超音波ユニット３１５の交換を行える。

また、超音波ユニット３１５の導体リング４０１，４０２，４０３を、リング状の接触面にしたことにより、超音波ユニット３１５の筒状部３２１を先端部本体３１１の固定孔３１４に螺入して突き当たったときの超音波ユニット３１５の向きのずれによって接触不良になることを確実に防止することができる。

図１３は本発明の第５実施形態に係る超音波内視鏡の先端部のモータ部分の断面図である。なお、本実施形態の説明において、前記第１実施形態と同様の構成要素には同符号を付して説明を省略する。また、図示以外の部分については前記図３を代用して説明する。

図１３に示すように本実施形態の先端部本体５１１には固定孔５１４が形成されており、この固定孔５１４には超音波用ハウジング５２０が挿入されている。前記超音波用ハウジング５２０にはモータ２９が収納されている。

前記先端部本体５１１の内部には、照明光学系１２、観察光学系１３、バルーン送水吸引管路５５８、鉗子チャンネル５５９、ノズル送水管路５６０が設けられている。前記バルーン送水吸引管路５５８と、前記ノズル送水管路５６０は、挿入軸方向に垂直の断面が湾曲した長孔となっており、超音波ハウジング５２０に沿って近接して設けられている。つまり、前記回転駆動手段のモータ２９の周りに近接して液体が通過する管路（バルーン送水吸引管路５５８、ノズル送水管路５６０）が設けてある。

次に、上述のように構成した超音波内視鏡の先端部５０１の作用を説明する。
前記モータ２９が回転するときに発生する熱は、モータ２９近傍を挿通するバルーン送水吸引管路５５８及びノズル送水管路５６０に流れる水によって効率的に吸収される。

このように、本実施形態によれば、モータ２９近傍を挿通するバルーン送水吸引管路５５８及びノズル送水管路５６０を流れる液体によってモータ２９を冷却して、先端部本体５１１の温度が上昇することを効率的に防止することができるとともに、ノズル送水管路５６０を通る水をモータ２９の熱で温めることによってノズル送水管路５６０を通って図３に示すノズル５７から噴出される水の温度を上昇させることができる。このことによって、照明光学系１２の対物レンズに結露が発生することを防止し、視野曇りの発生することが防止される。

尚、図１ないし図１３に示した本発明の第１ないし第５実施形態及び変形例の要部の組み合わせは、各種適用可能であり、例えば、図９は本発明の第３実施形態の超音波ユニット２１５のカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム及び磁気センサに図６の変形例の構造を用いることも可能である。

また、第１、第３乃至第５実施形態及び変形例では、出力側回転軸を回転駆動する回転駆動手段として、減速器とモータとで構成したが、モータに低速高トルクで回転できるものを用いれば、回転駆動手段をモータのみで構成することも可能である。

［付記］
以上詳述したような本発明の実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。

（１）挿入部の先端部に超音波観察部を設けた超音波内視鏡において、
前記超音波観察部は、
被検体に超音波を送受信してこの被検体の超音波画像を得るための超音波振動子と、
この超音波振動子を保持する振動子シャフトと、
電力が供給されることにより回転軸を回転駆動させる回転駆動手段と、
この回転駆動手段の回転軸と前記振動子シャフトとを一体に連結固定し、前記回転駆動手段の回転軸の回転駆動を振動子シャフトに伝達する外周面所定位置に回転量を検出するための磁気相を設けたカップリング兼エンコーダ用磁気ドラムと、
このカップリング兼磁気ドラムから所定距離離れた位置に対向配置され、前記磁気相の磁界の変化を検出して電気信号に変換するエンコーダ用磁気センサと、 を具備する超音波内視鏡。

（２）前記カップリング兼エンコーダ用磁気ドラムの周方向に、回転数を検出するために１つだけ設けた回転検出用磁気相及び、回転のする際の速度や位相を検出するための規則的に配列した速度／位相検出用磁気相を設ける一方、前記エンコーダ用磁気センサに前記回転検出用磁気相と速度／位相検出用磁気相とをそれぞれ検出する検出部を設けた付記１に記載の超音波内視鏡。

（３）超音波内視鏡の挿入部の先端部に配置する超音波診断装置であって、
被検体に超音波を送受信してこの被検体の超音波画像を得るための超音波振動子と、
この超音波振動子を保持する振動子シャフトと、
電力が供給されることにより前記振動子シャフトを回転駆動する回転駆動手段と、
前記振動子シャフトに固定され、前記回転駆動手段の回転駆動により前記回転軸とともに回転する場合に、外周近傍の磁気が変化するように着磁された磁気ドラムと、
この磁気ドラムの外周近傍に配置され、該磁気ドラムの回転による発生する磁気の変化を電気信号に変換する磁気センサと、
一体で形成され、前記振動子シャフトを回転可能な状態で軸支するとともに磁気センサを取り付け固定したハウジングと、
を具備する超音波内視鏡。

（４）超音波内視鏡の挿入部の先端部に配置され、先端部本体と超音波ユニットとから構成される超音波内視鏡であって、
前記超音波ユニットは、
被検体に超音波を送受信してこの被検体の超音波画像を得るための超音波振動子と、
この超音波振動子を保持する振動子シャフトと、
電力が供給されることにより前記振動子シャフトを回転駆動する回転駆動手段と、
前記振動子シャフトに固定され、前記回転駆動手段の回転駆動により前記回転軸とともに回転する場合に、外周近傍の磁気が変化するように着磁された磁気ドラムと、
この磁気ドラムの外周近傍に配置され、該磁気ドラムの回転による発生する磁気の変化を電気信号に変換する磁気センサと、
前記振動子シャフトを回転可能な状態で軸支するとともに前記回転駆動手段、前記磁気ドラム及び前記磁気センサを収納するハウジングと、
このハウジングと前記振動子シャフトの間に設けられ、前記超音波振動子からの信号をハウジング側に伝達するスリップリングと、
を具備し、
前記先端部本体には、前記超音波ユニットのハウジングが螺入される固定孔を形成し、
前記先端部本体と前記超音波ユニットとの間の電気的接続は、導体リングとこの導体リングに摺動接続可能な電気接点とで行う超音波内視鏡。

（５）超音波内視鏡の挿入部の先端部に配置され、先端部本体と超音波ユニットとから構成される超音波内視鏡であって、
前記超音波ユニットは、
被検体に超音波を送受信してこの被検体の超音波画像を得るための超音波振動子と、
この超音波振動子を保持する振動子シャフトと、
電力が供給されることにより前記振動子シャフトを回転駆動する回転駆動手段と、
前記振動子シャフトに固定され、前記回転駆動手段の回転駆動により前記回転軸とともに回転する場合に、外周近傍の磁気が変化するように着磁された磁気ドラムと、
この磁気ドラムの外周近傍に配置され、該磁気ドラムの回転による発生する磁気の変化を電気信号に変換する磁気センサと、
前記振動子シャフトを回転可能な状態で軸支するとともに前記回転駆動手段、前記磁気ドラム及び前記磁気センサを収納するハウジングと、
このハウジングと前記振動子シャフトの間に設けられ、前記超音波振動子からの信号をハウジング側に伝達するスリップリングと、
を具備し、
前記先端部本体には、前記回転駆動手段の周りに近接して液体が通過する管路を設けた超音波内視鏡。

（６）前記磁気ドラムと前記磁気センサとを別体に構成してエンコーダの断面形状を非円形に構成した付記項１乃至５のいずれか一つに記載の超音波内視鏡。

（７）前記超音波ユニット及びスリップリングの断面形状が非円形である付記４又は付記５に記載の超音波内視鏡。

（８）前記回転駆動手段は、
電力が供給されることによりその回転軸を回転駆動するモータと、
前記高速主動軸がモータの回転軸と一体になっており、モータの回転軸からの動力を減速させて低速従動軸の出力側回転軸から出力する減速器と、
を具備し、
前記減速器の出力側回転軸を前記回転駆動手段の回転軸とした付記項１乃至５のいずれか一つに記載の超音波内視鏡。

（９）前記モータの回転軸に、前記磁気センサよりも周波数が高い電気信号を発生するエンコーダを設けた付記項７に記載の超音波内視鏡。

図１ないし図５は本発明の第１実施形態に係り、図１は超音波内視鏡の全体図 超音波内視鏡の先端部を示す断面図 図１のＡ−Ａ線断面図 図１のＢ−Ｂ線断面図 図１のカップリング兼エンコーダ磁気ドラムを示す断面図 カップリング兼エンコーダ用磁気ドラムの第１の変形例を説明する図 カップリング兼エンコーダ用磁気ドラムの第２の変形例を説明する図 本発明の第２実施形態に係る超音波内視鏡の先端部を示す断面図 図９は本発明の第３実施形態に係る超音波内視鏡の先端部を示す断面図 図１０ないし図１２は本発明の第４実施形態に係り、図１０は超音波内視鏡の先端部を示す断面図 超音波ユニットを説明する断面図 超音波ユニットを外した状態の超音波内視鏡の先端部を説明する断面図 図１３は本発明の第５実施形態に係る超音波内視鏡の先端部のモータ部分の断面図 従来の超音波内視鏡の先端部を示す断面図 図１４のＤ−Ｄ線断面図

符号の説明

１…超音波内視鏡
２…挿入部
６…先端部
１１…先端部本体
１５…超音波ユニット
２３…振動子シャフト
２５…スリップリング
２６…カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム
２７…磁気センサ
２８…減速器
２９…モータ
３１…超音波振動子
３６…出力側回転軸

Claims (1)

1. 挿入部の先端部に超音波観察部を設けた超音波内視鏡において、
   前記超音波観察部は、
   被検体に超音波を送受信してこの被検体の超音波画像を得るための超音波振動子と、
   この超音波振動子を保持する振動子シャフトと、
   電力が供給されることにより回転軸を回転駆動させる回転駆動手段と、
   この回転駆動手段の回転軸と前記振動子シャフトとを連結する連結部と、前記回転駆動手段の回転軸の回転駆動を振動子シャフトに伝達する外周面所定位置に回転量を検出するとともに、自らに対して前記振動子シャフトを固定するための固定部を有する磁気相着磁部とを設けたカップリング兼エンコーダ用磁気ドラムと、
   このカップリング兼磁気ドラムから所定距離離れた位置に対向配置され、前記磁気相の磁界の変化を検出して電気信号に変換するエンコーダ用磁気センサと、
   を具備することを特徴とする超音波内視鏡。

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