JP5049728B2 - Ultrasonic endoscope, ultrasonic diagnostic apparatus, and position sensor fixing method in ultrasonic endoscope - Google Patents
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Description
本発明は、超音波内視鏡、超音波内視鏡を備えた超音波診断装置、及び超音波内視鏡における位置センサ固定方法に係り、特に、消化管領域等での超音波診断に用いられる超音波内視鏡に、超音波内視鏡の位置及び姿勢を検出する位置センサを固定する技術に関する。 The present invention relates to an ultrasonic endoscope, an ultrasonic diagnostic apparatus including the ultrasonic endoscope, and a position sensor fixing method in the ultrasonic endoscope, and particularly used for ultrasonic diagnosis in a digestive tract region or the like. The present invention relates to a technique for fixing a position sensor for detecting the position and posture of an ultrasonic endoscope to the ultrasonic endoscope.
超音波診断装置による診断は、医師等の術者が超音波探触子で診断部位を走査することによって、容易かつ無侵襲でリアルタイムに診断部位の断層像が得られるという利点がある。その一方で、超音波断層像は、磁気共鳴撮像装置(以下、MRI装置という。)やX線コンピュータ断層装置(以下、X線CT装置という。)で得られる断層像よりも画質は劣る。 Diagnosis by the ultrasonic diagnostic apparatus has an advantage that a tomographic image of the diagnostic site can be obtained easily and non-invasively in real time when an operator such as a doctor scans the diagnostic site with an ultrasonic probe. On the other hand, the image quality of an ultrasonic tomogram is inferior to that obtained by a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an MRI apparatus) or an X-ray computed tomography apparatus (hereinafter referred to as an X-ray CT apparatus).
そこで、超音波断層像だけではなく、MRI装置で撮像した画像(以下、MRI画像という。)やX線CT装置で撮像した画像(以下、CT画像という。)を併せて表示して、これらを対比しながら、総合的な診断を行いたいという要請がある。 Therefore, not only an ultrasonic tomographic image but also an image captured by an MRI apparatus (hereinafter referred to as an MRI image) and an image captured by an X-ray CT apparatus (hereinafter referred to as a CT image) are displayed together. In contrast, there is a demand for comprehensive diagnosis.
このため、例えば特許文献1に記載されているように、超音波探触子の側面に貼り付けた位置センサで探触子の位置及び姿勢を検出することにより、超音波画像と同一断面の画像を、予め撮像されたMRI画像やCT画像のボリュームデータから再構成することが知られている。これにより、超音波画像だけでなく、これと同一断層面のMRI画像やCT画像を同期させてモニタに表示することができ、両画像の対応関係をリアルタイムに把握しながら診断を行うことができるとされている。
For this reason, as described in
ところで、特許文献1の技術は、例えば腹部領域等の体表面から超音波診断を行う領域には適用できるが、例えば消化管領域等の超音波内視鏡を用いて被検体の体腔内から超音波診断を行う領域に適用しようとすると、困難が伴う場合がある。例えば、術者が被検体に対して超音波内視鏡を抜差しする際に、超音波探触子の周胴部に貼り付けた位置センサが被検体の体腔内に引っかかって外れたり、被検体体腔内を傷つけたりする等の可能性が考えられ、被検体の身体的負担が大きくなるからである。
By the way, although the technique of
この点、特許文献2には、超音波内視鏡の先端部のハウジング内に、位置検出用の磁気センサを設けることが記載されている。これによれば、超音波内視鏡の抜差しに際して、磁気センサが被検体の体腔内に引っかかる問題は解消できると考えられる。
In this regard,
しかしながら、特許文献2に記載されているように超音波内視鏡の先端部に磁気センサを埋め込み、そして固定するということは、磁気センサを内蔵する専用の超音波内視鏡を開発するということである。
However, as described in
このような専用の超音波内視鏡を新たに開発することはコスト面で好ましくないので、汎用の超音波内視鏡を用いて、同様に位置センサを固定して超音波内視鏡の位置及び姿勢を検出することが求められている。 Since it is not preferable in terms of cost to newly develop such a dedicated ultrasonic endoscope, the position of the ultrasonic endoscope is fixed using a general-purpose ultrasonic endoscope in the same manner. And detecting the posture.
そこで、本発明の目的は、汎用の超音波内視鏡の構成を変えることなく、超音波内視鏡に位置センサを固定することが可能な超音波内視鏡、超音波診断装置、及び超音波内視鏡における位置センサ固定方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an ultrasonic endoscope, an ultrasonic diagnostic apparatus, and an ultrasonic that can fix a position sensor to the ultrasonic endoscope without changing the configuration of a general-purpose ultrasonic endoscope. An object of the present invention is to provide a position sensor fixing method in a sonic endoscope.
上記課題を解決するため、本発明の超音波内視鏡は、被検体内に挿入され体腔内で超音波を送受信するとともに体腔内の画像を撮像するものであり、また、処置具を挿通させる処置具挿通チャンネルが形成されている。そして、超音波内視鏡の位置及び姿勢を検出する位置センサが、この処置具挿通チャンネル内に固定手段によって固定されてなることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an ultrasonic endoscope according to the present invention is inserted into a subject, transmits / receives ultrasonic waves in a body cavity, images an image in the body cavity, and allows a treatment tool to be inserted. A treatment instrument insertion channel is formed. And the position sensor which detects the position and attitude | position of an ultrasonic endoscope is being fixed by the fixing means in this treatment tool penetration channel, It is characterized by the above-mentioned.
すなわち、一般的に、汎用の超音波内視鏡には、例えば鉗子等の処置具を挿通させる処置具挿通チャンネルが形成されている。そこで、本発明は、この処置具挿通チャンネルを利用してチャンネル内に位置センサを固定することにより、位置検出を行う専用の超音波内視鏡を開発することなく、汎用の超音波内視鏡を流用した簡便な構成で、超音波内視鏡に位置センサを固定することができる。また、これによれば、超音波内視鏡の被検体に対する抜差しに際して被検体の体腔内に位置センサを引っかけて脱落させたり、体腔内を傷つけたりするおそれもなく、被検体に負担をかけることなく診断を行うことができる。 That is, in general, a general-purpose ultrasonic endoscope is formed with a treatment instrument insertion channel through which a treatment instrument such as forceps is inserted. Therefore, the present invention uses a general-purpose ultrasonic endoscope without developing a dedicated ultrasonic endoscope that performs position detection by fixing a position sensor in the channel using the treatment instrument insertion channel. The position sensor can be fixed to the ultrasonic endoscope with a simple configuration using the above. In addition, according to this, there is no risk of dropping the position sensor into the body cavity of the subject when the ultrasound endoscope is inserted into or removed from the subject, or damaging the inside of the body cavity, and this places a burden on the subject. Diagnosis can be made without any problem.
超音波内視鏡は、超音波の送受信その他の要因により振動が加わるため、このように処置具挿通チャンネル内に位置センサを固定するに際して、位置センサを確実に固定することが求められる。そこで、固定手段を、処置具挿通チャンネル内に挿入されたバルーンとし、バルーンに流体を入れて膨張させ位置センサを圧迫することにより、処置具挿通チャンネル内に確実に位置センサを圧迫固定することができる。 Since the ultrasonic endoscope is subjected to vibration due to transmission / reception of ultrasonic waves and other factors, it is required to securely fix the position sensor when fixing the position sensor in the treatment instrument insertion channel. Therefore, the fixing means may be a balloon inserted into the treatment instrument insertion channel, and the position sensor may be reliably compressed and fixed in the treatment instrument insertion channel by putting a fluid into the balloon and inflating it to compress the position sensor. it can.
また、処置具挿通チャンネルの内壁に位置センサの固定用窪みを形成しておき、この固定用窪みに位置センサをバルーン圧迫して固定してもよい。これによれば、チャンネル内で位置センサが固定される場所が予め既知となるので、位置センサと超音波を送受信する振動子との相対位置関係を把握するのが容易である。 Alternatively, a position sensor fixing recess may be formed on the inner wall of the treatment instrument insertion channel, and the position sensor may be fixed by pressing the position sensor into the fixing recess. According to this, since the location where the position sensor is fixed in the channel is known in advance, it is easy to grasp the relative positional relationship between the position sensor and the transducer that transmits and receives ultrasonic waves.
一方、固定手段を、処置具挿通チャンネルの先端を覆って設けられ、処置具挿通チャンネルの基端側から挿入された位置センサが嵌め込み固定される固定穴が形成されたアタッチメントとしてもよい。この場合も、位置センサを固定穴に嵌め込むため位置センサを確実に固定することができ、かつ、位置センサと振動子との相対位置関係を把握することが容易である。 On the other hand, the fixing means may be an attachment provided so as to cover the distal end of the treatment instrument insertion channel and having a fixing hole into which a position sensor inserted from the proximal end side of the treatment instrument insertion channel is fitted and fixed. Also in this case, since the position sensor is fitted into the fixing hole, the position sensor can be reliably fixed, and it is easy to grasp the relative positional relationship between the position sensor and the vibrator.
また、上述のような態様の超音波内視鏡を備えて超音波診断装置を構成することができる。つまり、超音波診断装置を、画像撮像装置により取得される被検体のリファレンス3次元ボリュームデータを記憶する記憶手段と、被検体内に挿入され体腔内で超音波を送受信するとともに体腔内の画像を撮像する超音波内視鏡と、超音波内視鏡により計測された反射エコー信号に基づいて超音波断層像を生成する超音波画像生成手段と、超音波内視鏡に固定され超音波内視鏡の位置及び姿勢を検出する位置センサと、位置センサの出力に基づき前記記憶手段のリファレンス3次元ボリュームデータから超音波断層像と同一断層面のリファレンス断層像を生成するリファレンス画像生成手段と、超音波断層像及びリファレンス断層像を対応づける画像処理手段と、画像処理手段によって対応づけられた超音波断層像とリファレンス断層像を表示する表示手段とで構成し、超音波内視鏡を、上述したいずれかの態様の超音波内視鏡とすることができる。 In addition, an ultrasonic diagnostic apparatus can be configured by including the ultrasonic endoscope having the above-described aspect. That is, the ultrasonic diagnostic apparatus stores the reference three-dimensional volume data of the subject acquired by the image capturing apparatus, and transmits and receives the ultrasonic wave in the body cavity and transmits the image in the body cavity. An ultrasonic endoscope for imaging, an ultrasonic image generating means for generating an ultrasonic tomographic image based on a reflected echo signal measured by the ultrasonic endoscope, and an ultrasonic endoscope fixed to the ultrasonic endoscope A position sensor for detecting the position and orientation of the mirror, reference image generation means for generating a reference tomographic image of the same tomographic plane as the ultrasonic tomographic image from the reference three-dimensional volume data of the storage means based on the output of the position sensor, An image processing means for associating an acoustic tomographic image with a reference tomographic image, and an ultrasonic tomographic image and a reference tomographic image associated with the image processing means are displayed. Constituted by a display means for, the ultrasonic endoscope can be an ultrasonic endoscope according to any one of the above-described embodiments.
また、上記課題を解決するため、本発明の超音波内視鏡における位置センサ固定方法は、超音波内視鏡に形成された処置具を挿通させる処置具挿通チャンネルの先端に、位置センサの固定用穴が形成されたアタッチメントを取り付け、処置具挿通チャンネルの基端側から位置センサを挿入して固定穴に嵌め込み固定することを特徴とする。この場合、処置具挿通チャンネルの基端側から位置センサを挿入していったん先端側から外に出してアタッチメントの固定用穴に嵌め込み固定し、その状態でアタッチメントを処置具挿通チャンネルの先端に取り付けてもよい。 In order to solve the above problems, the position sensor fixing method in the ultrasonic endoscope according to the present invention fixes the position sensor to the distal end of the treatment instrument insertion channel through which the treatment instrument formed in the ultrasonic endoscope is inserted. An attachment in which a working hole is formed is attached, a position sensor is inserted from the proximal end side of the treatment instrument insertion channel, and is fitted into a fixing hole and fixed. In this case, insert the position sensor from the proximal end side of the treatment instrument insertion channel, and once out from the distal end side, fit and fix it in the fixing hole of the attachment, and in that state, attach the attachment to the distal end of the treatment instrument insertion channel. Also good.
本発明によれば、汎用の超音波内視鏡の構成を変えることなく、超音波内視鏡に位置センサを固定することが可能な超音波内視鏡、超音波診断装置、及び超音波内視鏡における位置センサ固定方法を提供することができる。 According to the present invention, an ultrasonic endoscope, an ultrasonic diagnostic apparatus, and an ultrasonic endoscope capable of fixing a position sensor to the ultrasonic endoscope without changing the configuration of a general-purpose ultrasonic endoscope. A position sensor fixing method in an endoscope can be provided.
以下、本発明を適用してなる超音波内視鏡、及び超音波診断装置の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of an ultrasonic endoscope and an ultrasonic diagnostic apparatus to which the present invention is applied will be described. In the following description, the same functional parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明の超音波内視鏡、及びこれを備えた超音波診断装置の全体概略構成を示す図である。超音波診断装置30は、超音波診断装置本体1と超音波内視鏡2を有して構成されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall schematic configuration of an ultrasonic endoscope of the present invention and an ultrasonic diagnostic apparatus including the same. The ultrasonic diagnostic apparatus 30 includes an ultrasonic diagnostic apparatus
超音波内視鏡2は、被検体の体腔内に挿入されて体腔内で超音波を送受信するとともに体腔内の画像を撮像するものである。超音波内視鏡2には、超音波内視鏡2の位置及び姿勢を検出する磁気センサ等の位置センサ4が、固定手段である位置センサ固定機構3によって固定されている。また、被検体を含む座標系に磁界等のソースを発生させるソース発生源5が、例えば被検体の横たわるベッドの傍ら等に設置されており、位置センサ4とソース発生源5により超音波内視鏡2の位置及び姿勢を検出するようになっている。なお、位置センサ4の具体的な固定態様については後述する。
The
一方、超音波診断装置本体1は、超音波断層像を生成する系統とリファレンス断層像を生成する系統に分けられる。超音波画像生成系統は、超音波内視鏡2により計測された超音波の反射エコー信号に基づいて超音波断層像を生成する超音波画像生成手段8と、生成された超音波断層像の複数フレーム分を記憶するシネメモリ9などを備えて構成されている。
On the other hand, the ultrasonic diagnostic apparatus
リファレンス画像を生成系統は、X線CT装置やMRI装置等の医療用画像診断装置6により取得される被検体のリファレンス3次元ボリュームデータを記憶するボリューム画像データ記憶手段7と、超音波内視鏡2に固定された位置センサ4及びソース発生源5の出力信号に基づいて超音波内視鏡2の超音波断層面を算出するスキャン面取得手段14と、スキャン面取得手段14で算出された超音波断層面に基づきボリューム画像データ記憶手段7のリファレンス3次元ボリュームデータから超音波断層像と同一断層面のリファレンス断層像を生成するリファレンス画像生成手段10を備えている。
The reference image generation system includes volume image data storage means 7 for storing reference three-dimensional volume data of a subject acquired by a medical image
さらに、3次元可視化像を生成する3Dボディーマーク生成手段11と、シネメモリ9に格納された超音波断層像及びリファレンス画像生成手段10で生成されたリファレンス断層像を対応づける画像処理手段12と、画像処理手段12で対応づけられた超音波断層像とリファレンス断層像を表示する表示手段であるモニタ13などを備えて構成されている。
Furthermore, a 3D body mark generation unit 11 that generates a three-dimensional visualization image, an image processing unit 12 that associates the ultrasonic tomogram stored in the
なお、超音波診断装置本体1は、X線CT装置やMRI装置で撮像した被検体のリファレンス3次元ボリュームデータを容易に入力できる機構を具備しており、ボリュームデータが超音波診断装置本体1に入力されるとボリュームデータは装置内のボリューム画像データ記憶手段7に保存される。
The ultrasonic diagnostic apparatus
もちろん、図示していない入出力インターフェイスを介して、直接、超音波診断装置本体1をX線CT装置やMRI装置に接続し、ボリュームデータを受け取り、超音波診断装置内のボリューム画像データ記憶手段7に保存しても構わない。また、ネットワーク経由又はUSBメモリ等の持ち運び可能な記録媒体を経由してボリュームデータを超音波診断装置内のボリューム画像データ記憶手段7に保存することも可能である。以下、超音波診断装置本体1の各構成要素について説明する。
Of course, the ultrasonic
リファレンス画像生成手段10は、スキャン面取得手段14で処理した位置情報に対応する被検体のボリューム画像データをボリューム画像データ記憶手段7より抽出し、リファレンス断層像を生成する。生成されたリファレンス断層像は、画像処理手段12で超音波診断装置上のモニタ13に表示するために処理が行われ、超音波診断装置上のモニタ13に表示される。
The reference
また、リファレンス画像生成手段10は、超音波画像生成手段8で生成された超音波断層像の拡大率(倍率)に応じて、リファレンス像を拡大・縮小し、超音波断層像と同一倍率で表示する機能を有している。 The reference image generation means 10 enlarges / reduces the reference image according to the magnification (magnification) of the ultrasonic tomographic image generated by the ultrasonic image generation means 8 and displays it at the same magnification as the ultrasonic tomographic image. It has a function to do.
さらに、図2に示すように、超音波内視鏡2より得られた超音波断層像の視野に応じ、視野外領域を抽出し、その領域に対応するリファレンス断層像の輝度を低下させる機能を有している。このような機能により、超音波断層像とリファレンス断層像の対応関係が明確になり、術者は、両断層像の対応関係を容易に把握することができる。
Further, as shown in FIG. 2, the function of extracting the out-of-field region according to the visual field of the ultrasonic tomographic image obtained from the
また、リファレンス画像生成手段10は、超音波内視鏡2の動きに応じて、リファレンス断層像の画像サイズ及びフレームレートを変更することでリファレン断層画像の再構成の速度を変更することが可能である。つまり、超音波内視鏡の動きが速い場合、画質よりもフレームレートを優先し、リファレンス断層像を高速に描画する。逆に超音波内視鏡の動きの速度が遅い場合は、フレームレートより画質を優先し、リファレンス画像を再構成して描画する。これによって、超音波内視鏡2の動きに超音波断層像が追従し、リファレンス断層像を描画することが可能となる。
Further, the reference image generation means 10 can change the reconstruction speed of the reference tomographic image by changing the image size and the frame rate of the reference tomographic image according to the movement of the
一方、3Dボディーマーク生成手段11は、リファレンス3次元ボリュームデータを用いて、撮像されている領域の3次元可視化像を描画し、スキャン面取得手段14で超音波内視鏡2が走査した部分の位置等を算出する。そして、算出結果に基づいて得られたスキャン面を半透明カラーで表示し、重ね合わせて表示する。
On the other hand, the 3D body mark generation unit 11 draws a three-dimensional visualization image of the imaged region using the reference three-dimensional volume data, and the portion scanned by the
これによって、術者は被検体と超音波内視鏡2のスキャン面の位置関係を3次元的に把握することができる。なお、上述の3次元可視化処理は、例えば、ボリュームレンダリングやサーフェスレンダリング等の周知の方法を適用できる。
Accordingly, the operator can grasp the positional relationship between the subject and the scan plane of the
画像処理手段12は、リファレンス画像生成手段10で生成したリファレンス断層像と超音波画像生成手段8で生成した超音波断層像に対して、超音波診断装置上のモニタ13に表示させるための処理を行う。例えば、超音波断層像とリファレンス断層像を並べて表示してもよいし、リファレンス断層像を半透明化し、超音波画像に重ね合わせてもよい。重ね合わせた場合、1つの画像で超音波断層像とリファレンス断層像との比較が容易にできる。その他、シネメモリ9、リファレンス画像生成手段10、3Dボディーマーク生成手段11で生成される画像も適宜合成しても構わない。
The image processing unit 12 performs processing for displaying the reference tomographic image generated by the reference
次に、本発明の超音波診断装置において、超音波内視鏡2で撮像される超音波断層像の超音波断層面を検出する態様について説明する。超音波断層面は、図1に示すように超音波内視鏡2内に固定された磁気センサ等の位置センサ4と、例えば被検体の横たわるベッド等の傍ら等に設置され被検体を含む座標系に磁界等のソースを発生させるソース発生源5と、超音波診断装置本体1に設けられたスキャン面取得手段14などで実現される。
Next, an aspect of detecting an ultrasonic tomographic plane of an ultrasonic tomographic image captured by the
位置センサ4及びソース発生源5は電気的にスキャン面取得手段14と接続されている。スキャン面取得手段14は、スキャン面座標記憶部とスキャン面座標算出部とを有しており、位置センサ4及びソース発生源5により得られた超音波内視鏡2の位置・傾斜角度等の位置情報を取得し、超音波内視鏡2の3次元的な位置及び傾斜角等を演算し、超音波内視鏡のスキャン面を算出する。算出されたスキャン断面は画像処理手段12で処理され、超音波画像生成手段8で生成された超音波画像に対応づけられる。
The
なお、位置検出の例として磁界による位置検出を例示したが、これに限定されるものではなく、使用可能であれば、種々の公知の位置検出方法を用いることが可能である。 In addition, although the position detection by a magnetic field was illustrated as an example of a position detection, it is not limited to this, A various well-known position detection method can be used if it can be used.
上述の各処理によって、超音波診断装置本体1は、超音波内視鏡2で得られた超音波断層像に対応する同一の断面、倍率及び視野となるリファレンス断層像を生成することができ、そして合成画像を生成することができる。そして、この合成画像と3Dボディーマークが超音波診断装置上の同一モニタ13に表示される。したがって、術者は、超音波断層像とリファレンス断層像の対応関係を容易に把握することが可能であり、それらの画像を対比することによって、被検体に対して効果的に総合的な診断が可能となる。
Through the above-described processes, the ultrasonic diagnostic apparatus
なお、以上の画像処理工程については、国際公開WO04−098414(A1)に示されており、本超音波診断装置においても、同様の画像処理を用いて消化管領域等での超音波診断における超音波断層像及びリファレンス断層像の表示を行うことができる。 The above image processing steps are described in International Publication WO 04-098414 (A1), and this ultrasonic diagnostic apparatus also uses the same image processing to perform ultrasonography in ultrasonic diagnosis in the digestive tract region or the like. An acoustic tomogram and a reference tomogram can be displayed.
次に、本超音波診断装置30を構成する超音波内視鏡2の構成について説明する。図3は超音波内視鏡2の概略構成を示す図である。超音波内視鏡2は、可撓性を有しており、アングル等の調整や超音波内視鏡自体の操作を行う図示していない操作部、及び被検体の鼻腔や口腔等より体腔内へ挿入される挿入部15を備えている。
Next, the configuration of the
挿入部15の先端は、汎用の超音波内視鏡と同様に被検体の体腔内より診断部位に向けて超音波を送受信する振動子などで構成される超音波送受信部と、体腔内に光を照射する図示していない照射窓と、体腔内を観察するための小型カメラ等を具備した図示していない観察窓等が備えられており、これらは超音波診断装置本体1と電気的に接続されている。
The distal end of the insertion unit 15 is similar to a general-purpose ultrasonic endoscope, and includes an ultrasonic transmission / reception unit including a transducer that transmits / receives ultrasonic waves from the body cavity of the subject toward the diagnosis site, and light in the body cavity. And an observation window (not shown) equipped with a small camera or the like for observing the inside of the body cavity, and these are electrically connected to the ultrasonic diagnostic apparatus
また、挿入部15の先端には、観察窓の洗浄や脱気水等の超音波伝達媒体を供給する図示していないノズルや、鉗子等の処置具を挿通させる処置具挿通チャンネル16が形成されている。なお、一般的に、汎用の超音波内視鏡には、このような処置具挿通チャンネルが形成されている。
In addition, a treatment
処置具挿通チャンネル16は、超音波内視鏡の内部を貫通するとともに、操作部の近傍に配置された図示していない処置具挿入口と連通されており、鉗子等の処置具が処置具挿入口より超音波内視鏡内部を通り、被検体の体腔内へ達することが可能に構成されている。本発明の超音波内視鏡は、処置具挿通チャンネル16を利用し、磁気センサ等の位置センサ4を処置具挿通チャンネル16内の所定位置に固定する構成を採用している。
The treatment
以下に、本発明の特徴部である処置具挿通チャンネル16内の所定位置に磁気センサ等の位置センサ4を固定する実施例について説明する。
Below, the Example which fixes the
第1の実施例は、磁気センサ等の位置センサ4を、処置具挿通チャンネル16内の所定位置に固定するために、位置センサ固定機構3としてバルーンを用いる態様である。
In the first embodiment, a balloon is used as the position
具体的には、図4に示すように、処置具挿通チャンネル16内に、位置センサ4とバルーン18が挿入される。バルーン18の基端部は外部に設置した図示していない送風機と接続されており、送風機より空気が供給されることによって、バルーン18はカテーテル17の内壁側で拡張する。このようにして、バルーン18に流体として空気を供給して膨張させて、位置センサ4を処置具挿通チャンネル16の内壁に押し付けることにより圧迫固定する。なお、バルーンを膨張させるためには空気以外の流体を供給することもできる。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
本実施例によれば、一般的に、汎用の超音波内視鏡に形成されている鉗子等の処置具を挿通させる処置具挿通チャンネルを位置センサの固定に利用して処置具挿通チャンネル内に位置センサを固定することができる。その結果、位置検出を行う専用の超音波内視鏡を開発することなく、汎用の超音波内視鏡を流用した簡便な構成で、超音波内視鏡に位置センサを固定することができる。 According to the present embodiment, generally, a treatment instrument insertion channel for inserting a treatment instrument such as forceps formed in a general-purpose ultrasonic endoscope is used to fix a position sensor, and the treatment instrument insertion channel is inserted into the treatment instrument insertion channel. The position sensor can be fixed. As a result, the position sensor can be fixed to the ultrasonic endoscope with a simple configuration using a general-purpose ultrasonic endoscope without developing a dedicated ultrasonic endoscope for position detection.
また、これによれば、超音波内視鏡の被検体に対する抜差しに際して被検体の体腔内に位置センサを引っかけて脱落させたり、体腔内を傷つけたりするおそれもなく、被検体に負担をかけることなく診断を行うことができる。 In addition, according to this, there is no risk of dropping the position sensor into the body cavity of the subject when the ultrasound endoscope is inserted into or removed from the subject, or damaging the inside of the body cavity, and this places a burden on the subject. Diagnosis can be made without any problem.
また、超音波内視鏡は、超音波の送受信その他の要因により振動が加わるため、位置センサを確実に固定することが求められるところ、位置センサを処置具挿通チャンネル内に挿入されたバルーンによって圧迫固定することにより、処置具挿通チャンネル内に確実に位置センサを固定することができる。なお、位置センサ4が被検体の体控内で組織に触れることを考慮して、位置センサ4に被膜を施しておくのが好ましい。
In addition, since an ultrasonic endoscope is subjected to vibration due to transmission / reception of ultrasonic waves and other factors, it is required to securely fix the position sensor. The position sensor is compressed by a balloon inserted in the treatment instrument insertion channel. By fixing, the position sensor can be reliably fixed in the treatment instrument insertion channel. In consideration of the
第2の実施例は、磁気センサ等の位置センサ4を、処置具挿通チャンネル16内の所定位置に固定するために、位置センサ固定機構3として、予め、図5(A)に示した位置センサ固定機構を具備したカテーテル17を製作する。カテーテル17の内壁には磁気センサ等の位置センサ4をカテーテル17内の所定位置に固定するためのバルーン18が設けられ、カテーテル17の外壁にはカテーテル17を超音波内視鏡2内の処置具挿通チャンネル16内の所定位置に固定するバルーン19がそれぞれ設けられている。
In the second embodiment, in order to fix the
バルーン18,19の基端部は、それぞれ外部に設置した図示していない送風機と接続されており、送風機より空気が供給されることによって、図5(B)に示すようにバルーン18,19はカテーテル17の内壁側、外壁側で拡張する。
The base end portions of the
カテーテル17内に挿入された位置センサ4は、バルーン18の拡張によって、バルーン18が設置されていないカテーテル内壁へ移動する。さらにバルーン18の拡張を続けると、最終的に、位置センサ4はバルーン18とカテーテル内壁間に挟まれる形で固定される。そして、同時にカテーテル17の外壁に配置したバルーン19にも空気を供給しているので、バルーン19が拡張を続けることによって図5(C)に示すようにカテーテル17及び位置センサ4が処置具挿通チャンネル16内に固定される。
The
本実施例も同様に、位置検出を行う専用の超音波内視鏡を開発することなく、汎用の超音波内視鏡を流用した簡便な構成で、超音波内視鏡に位置センサを固定することができる。また、超音波内視鏡の被検体に対する抜差しに際して被検体の体腔内に位置センサを引っかけて脱落させたり、体腔内を傷つけたりするおそれもなく、被検体に負担をかけることなく診断を行うことができる。 Similarly, in this embodiment, the position sensor is fixed to the ultrasonic endoscope with a simple configuration using a general-purpose ultrasonic endoscope without developing a dedicated ultrasonic endoscope for position detection. be able to. In addition, when inserting / removing the ultrasound endoscope from / into the subject, the position sensor is pulled into the body cavity of the subject to drop it off, or the inside of the body cavity is not damaged, and diagnosis is performed without imposing a burden on the subject. Can do.
また、位置センサを処置具挿通チャンネル内に挿入されたバルーンによって圧迫固定することにより、処置具挿通チャンネル内に確実に位置センサを固定することができる。 Further, the position sensor can be reliably fixed in the treatment instrument insertion channel by pressing and fixing the position sensor with a balloon inserted in the treatment instrument insertion channel.
第3の実施例は、図6(A)に示すように、カテーテル内のバルーン18とカテーテル外のバルーン19のペアを2組用意し、各バルーンへ空気を供給することによって、カテーテル内部の中心で位置センサ4を固定する態様である。
In the third embodiment, as shown in FIG. 6 (A), two pairs of
図6(B)に示すように、カテーテル17内の2個のバルーン18に空気を供給すると、位置センサ4はカテーテル17内で2個のバルーン18により圧迫されてカテーテル17内に固定される。さらに、2個のバルーン19にも空気を供給することにより、図6(C)に示すように、カテーテル17及び位置センサ4は、処置具挿通チャンネル16内の所定位置に固定される。
As shown in FIG. 6B, when air is supplied to the two
本実施例によれば、位置センサ4をカテーテル中心で固定することが可能となる。また、バルーンに供給する空気量を調整することにより位置センサの固定位置を調整することも可能である。
According to this embodiment, the
第4の実施例は、図7(A)に示すように、カテーテル17の外壁にバルーン配置用の空気通流穴20を設け、図7(B)に示すように、この空気通流穴を覆うようにカテーテル17の内側及び外側にバルーン21を配置する構成である。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 7A, an
本実施例では、カテーテル17の外側に配置されたバルーン21の基端部が外部に設置した図示していない送風機と接続されており、送風機よりバルーン21へ空気が供給されると、カテーテル17の外壁に配置したバルーン21が拡張する。さらに空気が供給されると、カテーテル17に設けた空気通流穴20を介して、カテーテル17の内壁に配置されたバルーン21にも空気が流れ込み、バルーン21が拡張する。
In this embodiment, the base end portion of the
そして、図7(C)に示すように、カテーテル17の内壁側のバルーン21の拡張によって、カテーテル17内に挿入されていた位置センサ4がカテーテル内壁に固定され、さらにカテーテル17の外壁側のバルーン21の拡張によってカテーテル17及び位置センサ4が処置具挿通チャンネル16内に固定される。
Then, as shown in FIG. 7C, the
本実施例によれば、カテーテル17の内壁側と外壁側のバルーンのそれぞれに対して独立に空気を供給する必要がなく、1個のバルーンに空気を供給するだけでよいので、装置構成を簡素化することができる。
According to the present embodiment, it is not necessary to supply air independently to each of the balloons on the inner wall side and the outer wall side of the
以上、第1〜4の実施例は、位置センサ固定機構3として、バルーンによる圧迫固定を利用するものであるが、位置センサ4を処置具挿通チャンネル16の内壁に押し付けて固定する実施例1、2、4については、処置具挿通チャンネルの内壁に位置センサの固定用窪みを形成しておき、この固定用窪みに位置センサをバルーン圧迫して固定してもよい。
As mentioned above, although the 1st-4th Example utilizes the compression fixation by a balloon as the position
つまり、図8(A)及び図8(B)に示すように、処置具挿通チャンネルの先端部に位置センサ固定用の窪みを形成してもよいし、図8(A)及び図8(C)に示すように、処置具挿通チャンネルの位置センサの挿入軸方向に沿って固定用窪みを形成してもよい。 That is, as shown in FIGS. 8 (A) and 8 (B), a recess for fixing the position sensor may be formed at the distal end of the treatment instrument insertion channel, or FIGS. 8 (A) and 8 (C). ), A fixing recess may be formed along the insertion axis direction of the position sensor of the treatment instrument insertion channel.
このように処置具挿通チャンネル16の内壁に予め位置センサ固定用の窪みを形成しておけば、処置具挿通チャンネル16内で位置センサが固定される場所が予め既知となるので、位置センサと超音波を送受信する振動子との相対位置関係を把握するのが容易である。
In this way, if a recess for fixing the position sensor is formed in advance on the inner wall of the treatment
なお、これらは、汎用の超音波内視鏡をそのまま利用するわけではないが、固定用窪みを形成していない汎用の超音波内視鏡を流用して、処置具挿通チャンネル16内の所定位置に位置センサを固定することができる。
These do not use a general-purpose ultrasonic endoscope as it is, but use a general-purpose ultrasonic endoscope in which a fixing recess is not formed, and a predetermined position in the treatment
また、このような固定用窪みを形成しない場合には、例えば、処置具挿入口から処置具挿通チャンネル16の先端までの距離と処置具挿通チャンネル16の先端から振動子の距離を予め把握しておくことにより、位置センサと振動子の相対位置関係を把握することができる。つまり、例えば位置センサを処置具挿入口より処置具挿通チャンネル16の先端までの距離分だけ挿入し、処置具挿通チャンネル16の先端から振動子の距離分だけ位置センサを引抜く。この状態は、位置センサと振動子の位置が一致する状態であり、この状態より所望とする相対距離となるように位置センサを抜差しすることで、位置センサと振動子との相対距離を把握することが可能となる。
When such a fixing recess is not formed, for example, the distance from the treatment instrument insertion port to the distal end of the treatment
実施例1〜4では、被検体内に超音波内視鏡が挿入された状態で位置センサ及びバルーンを処置具挿通チャンネルに挿入して位置センサを固定してもよいし、超音波内視鏡を被検体内に挿入する前に予め位置センサを固定して、その後超音波内視鏡を被検体に挿入してもよい。 In the first to fourth embodiments, the position sensor may be fixed by inserting the position sensor and the balloon into the treatment instrument insertion channel in a state where the ultrasonic endoscope is inserted into the subject. The position sensor may be fixed in advance before insertion into the subject, and then an ultrasonic endoscope may be inserted into the subject.
ところで、実施例1〜4において、位置センサ4とカテーテル17及びカテーテル17と処置具挿通チャンネル16内での固定や解除を各バルーンへの空気供給量によって行うので、バルーン内の圧力を監視する必要がある。そこで、バルーンと送風機の接合部にバルーン内の圧力を表示する圧力計を配置してもよい。これによって、仮に、何らかの影響で処置具挿通チャンネル16内のバルーンに過度な圧力が生じた場合に空気の供給を停止させることができる。また、仮にバルーンが破裂しても、迅速にこれを検知して対応することができる。
By the way, in Examples 1-4, since the
第1〜4の実施例によれば、各バルーンへの空気供給量を調整することによって、位置センサ4とカテーテル17及びカテーテル17と処置具挿通チャンネル16内での固定や解除を容易に行うことができる。したがって、仮に本超音波診断装置による超音波検査の実施前後に汎用超音波内視鏡を用いた別の超音波検査を実施していたとしても、カテーテル17の挿抜によって他の超音波検査から本超音波検査へ、もしくは本超音波検査から他の超音波検査へスムーズに移行でき、術者や被検体の負担を減らすことが可能となる。
According to the first to fourth embodiments, the
位置センサの固定に関して、第1〜4の実施例はバルーンを用いて位置センサを固定するものであるが、本実施例は、超音波内視鏡を被検体体内へ挿入する前にアタッチメントを用いて位置センサ4を固定するものである。
Regarding the fixing of the position sensor, the first to fourth embodiments fix the position sensor using a balloon, but this embodiment uses an attachment before inserting the ultrasonic endoscope into the subject. The
図9(A)に示すように、処置具挿通チャンネル16の先端を覆って設けられ、処置具挿通チャンネルの基端側から挿入された位置センサ4が嵌め込み固定される固定穴26が形成されたアタッチメント22を作成する。
As shown in FIG. 9A, a fixing
まず、図9(B)に示すように、位置センサ4を超音波内視鏡2に具備された処置具挿通チャンネル16内に挿入し、処置具挿通チャンネル16内を挿通させ、図9(C)に示すように、挿入部15の先端より現れた位置センサ4にアタッチメント22を装着する。そして、図9(D)に示すようにアタッチメント22を超音波内視鏡2の挿入部15に装着する。これにより、位置センサ4を処置具挿通チャンネル16内の所定位置に固定することができる。
First, as shown in FIG. 9B, the
なお、予め超音波内視鏡の先端にアタッチメントを取り付けておき、処置具挿通チャンネル16の基端側から位置センサを挿入して固定穴に嵌め込み固定してもよい。
Note that an attachment may be attached to the distal end of the ultrasonic endoscope in advance, and a position sensor may be inserted from the proximal end side of the treatment
アタッチメント22の形状は、超音波内視鏡の挿入部先端の全てを覆う形状の他に、使用する超音波内視鏡によって、図10(A)に示すように挿入部の先端の大部分を覆うアタッチメント23、図10(B)に示すように先端部分の半分を覆うアタッチメント24、図10(C)に示すように処置具挿通チャンネル部分のみを覆うアタッチメント25等を採用することができる。もちろん、ここに示したアタッチメント形状以外で位置センサを処置具挿通チャンネル内に固定することも可能である。
As for the shape of the
1 超音波診断装置本体
2 超音波内視鏡
3 位置センサ固定機構
4 位置センサ
6 医療用画像診断装置
7 ボリューム画像データ記憶手段
8 超音波画像生成手段
10 リファレンス画像生成手段
12 画像処理手段
13 モニタ
14 スキャン面取得手段
16 処置具挿通チャンネル
17 カテーテル
18,19,21 バルーン
20 空気通流穴
22〜25 アタッチメント
30 超音波診断装置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記超音波内視鏡は、処置具を挿通させる処置具挿通チャンネルが形成されており、前記超音波内視鏡の位置及び姿勢を検出する位置センサが、前記処置具挿通チャンネル内に固定手段によって固定されてなり、
前記固定手段は、前記処置具挿通チャンネル内に挿入されたバルーンであり、該バルーンに流体を入れて膨張させて前記位置センサが圧迫固定されてなり、
前記処置具挿通チャンネルは、内壁に前記位置センサの固定用窪みが形成され、該固定用窪みに前記位置センサが固定されてなることを特徴とする超音波内視鏡。 In an ultrasonic endoscope that is inserted into a subject and transmits / receives ultrasonic waves in a body cavity and images an image in the body cavity,
The ultrasonic endoscope has a treatment instrument insertion channel through which a treatment instrument is inserted, and a position sensor for detecting the position and posture of the ultrasonic endoscope is provided in the treatment instrument insertion channel by a fixing means. Become fixed,
The fixing means is a balloon inserted into the treatment instrument insertion channel, and the position sensor is compressed and fixed by inflating a fluid into the balloon.
The treatment instrument insertion channel is formed a recess for fixing of the position sensor to the inner wall, an ultrasonic endoscope, wherein the position sensor in a recess for the fixing is characterized by comprising fixed.
前記超音波内視鏡は、処置具を挿通させる処置具挿通チャンネルが形成されており、前記超音波内視鏡の位置及び姿勢を検出する位置センサが、前記処置具挿通チャンネル内に固定手段によって固定されてなり、
前記固定手段は、前記処置具挿通チャンネル内に挿入されたバルーンであり、該バルーンに流体を入れて膨張させて前記位置センサが圧迫固定されてなり、
前記位置センサは、カテーテル内に挿入された状態で前記処置具挿通チャンネル内に配置され、前記バルーンは、前記カテーテル内、及びカテーテル外にそれぞれ設けられ、位置センサがカテーテル内のバルーンの膨張によりカテーテル内に固定され、該カテーテル及び位置センサがカテーテル外のバルーンの膨張により前記処置具挿通チャンネル内に固定されてなることを特徴とする超音波内視鏡。 In an ultrasonic endoscope that is inserted into a subject and transmits / receives ultrasonic waves in a body cavity and images an image in the body cavity,
The ultrasonic endoscope has a treatment instrument insertion channel through which a treatment instrument is inserted, and a position sensor for detecting the position and posture of the ultrasonic endoscope is provided in the treatment instrument insertion channel by a fixing means. Become fixed,
The fixing means is a balloon inserted into the treatment instrument insertion channel, and the position sensor is compressed and fixed by inflating a fluid into the balloon.
The position sensor is disposed in the treatment instrument insertion channel in a state of being inserted into a catheter, the balloon is provided inside and outside the catheter, and the position sensor is catheterized by inflation of the balloon inside the catheter. An ultrasonic endoscope characterized in that the catheter and the position sensor are fixed in the treatment instrument insertion channel by inflation of a balloon outside the catheter.
前記超音波内視鏡は、処置具を挿通させる処置具挿通チャンネルが形成されており、前記超音波内視鏡の位置及び姿勢を検出する位置センサが、前記処置具挿通チャンネル内に固定手段によって固定されてなり、
前記固定手段は、前記処置具挿通チャンネルの先端を覆って設けられ、処置具挿通チャンネルの基端側から挿入された位置センサが嵌め込み固定される固定穴が形成されたアタッチメントであることを特徴とする超音波内視鏡。 In an ultrasonic endoscope that is inserted into a subject and transmits / receives ultrasonic waves in a body cavity and images an image in the body cavity,
The ultrasonic endoscope has a treatment instrument insertion channel through which a treatment instrument is inserted, and a position sensor for detecting the position and posture of the ultrasonic endoscope is provided in the treatment instrument insertion channel by a fixing means. Become fixed,
It said fixing means includes a wherein said provided to cover the distal end of the treatment instrument insertion channel, a attachment inserted position sensor is fixed holes to be fitted and fixed is formed from the base end side of the treatment instrument insertion channel an ultrasonic endoscope to be.
前記超音波内視鏡が請求項1〜4のいずれか1項の超音波内視鏡である超音波診断装置。 Storage means for storing the reference three-dimensional volume data of the subject acquired by the image capturing device, and an ultrasound endoscope that is inserted into the subject and transmits / receives ultrasound in the body cavity and captures an image in the body cavity An ultrasonic image generating means for generating an ultrasonic tomographic image based on a reflected echo signal measured by the ultrasonic endoscope, and a position and orientation of the ultrasonic endoscope fixed to the ultrasonic endoscope A reference sensor for detecting a tomographic image of the same tomographic plane as the ultrasonic tomographic image from reference three-dimensional volume data of the storage means based on the output of the position sensor, and the ultrasonic tomography An image processing means for associating an image with the reference tomographic image, and an ultrasonic tomographic image and a reference tomography associated with each other by the image processing means In the ultrasonic diagnostic apparatus and a display means for displaying,
An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the ultrasonic endoscope is the ultrasonic endoscope according to any one of claims 1 to 4 .
前記超音波内視鏡に形成された処置具を挿通させる処置具挿通チャンネルの先端に、前記位置センサの固定用穴が形成されたアタッチメントを取り付け、前記処置具挿通チャンネルの基端側から前記位置センサを挿入して前記固定穴に嵌め込み固定することを特徴とする超音波内視鏡における位置センサ固定方法。 In a method of fixing a position sensor for detecting the position and posture of an ultrasonic endoscope to an ultrasonic endoscope that is inserted into a subject and transmits and receives ultrasonic waves in the body cavity and captures an image in the body cavity.
An attachment in which a fixing hole for the position sensor is formed is attached to the distal end of a treatment instrument insertion channel through which the treatment instrument formed in the ultrasonic endoscope is inserted, and the position from the base end side of the treatment instrument insertion channel A position sensor fixing method in an ultrasonic endoscope, wherein a sensor is inserted and fixed in the fixing hole.
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