JPH01171533A - Coelom ultrasonic diagnostic device - Google Patents
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Abstract
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、体腔内への挿入部に超音波振動子を設けて被
検対象体を超音波走査する体腔内超音波診断装置に関す
るものである。
二従来の技術〕
体腔内超音波診断装置は、挿入部の先端に超音波振動子
を設け、該超音波振動子からの超音波を挿入方向中心軸
に対して直交方向にラジアル走査するための回転子を回
転自在に設けている。該回転子の周囲には超音波伝達媒
体を充満させ、更にそれらの周囲には超音波入出射窓た
るカバーを設けている。
この体腔内超音波診断装置を用いて体腔内の被検対象体
を診断する際は、該被検対象体から一定の距離を保持し
て行なう。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記のごとき従来の体腔内超音波診断装
置においては、超音波入出射窓たる硬質のカバーの周辺
は、多重エコーの影響があり、画像表示した場合に良好
な画像が得られないという問題がある。また、カバー外
周面と先端硬質部外周面が同一面に形成されているもの
は、硬質部側面を体腔内壁に押しつけた場合、カバー外
周面が１本腔内壁に付着して病変が広範囲にわたってい
る内壁周辺の適正を診断ができないという問題がある。
更に挿入部の中心軸と回転子の中心軸とがずれている構
成の体腔内超音波診断装置においては次のような問題が
ある。つまり超音波振動子の周囲を覆っているカバーの
外周面と先端硬質部外周面が同一面に形成されているた
めカバーの中心軸は挿入部の中心軸と一致するものの、
回転子の中心軸からはずれる。第３図Ａは上記の状態を
示すもので、超音波探触子１２ａと回転子（反射ミラー
）１３ａの背面側に観察光学系１１ａを設けたことによ
り、挿入部中心軸Ｘと回転子中心軸Ｙがずれている。第
３図Ｂは、正面から見た図であり、第３図Ｃは、ＡのＺ
−Ｚ断面図であるが、上記のごとき構成の場合、カバー
１４ａと回転子（反射ミラー）１３ａとの距離および超
音波のカバーに対する入射角がカバーの各位置によって
異なり、第３図りに示すごとくモニタ上の超音波画像は
カバーに対する入射角が小さい範囲内５０では、アーチ
ファクト（多重エコー）も生ぜず方位分解能は良いが、
入射角が大きい範囲５１では屈折反射により生じたアー
チファクト５２が生ずるとともに屈折により本来の位置
からずれた位置にモニタ表示されるため本来は丸いもの
でも横伸びして楕円５３に表示されるなど方位分解能が
悪いという問題がある。なお、５４はカバー外周の表示
であり、５５は正規のアーチファクトである。
本発明は、上記問題点を解決すべく提案されるもので、
超音波画像が適正にモニタ表示できるような体腔内超音
波診断装置を提供することを目的としたものである。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は、
上記目的を達成するため体腔内への挿入先端部に超音波
振動子を設け、超音波入出射窓から超音波を入出射させ
て超音波走査する体腔内超音波診断装置において、前記
超音波入出射窓を先端硬質部外周面より挿入部中心軸寄
りに形成するとともに超音波振動子または反射ミラーの
回転中心軸と超音波入出射窓の曲率中心とを一致させた
ものである。これにより超音波入出射窓を有するカバー
外周体と体腔内壁との間に適正な距離を保持できるとと
もに超音波入出射窓に対し超音波振動子を適正な位置に
確保できる。
〔実施例〕
第１図、第２図は本発明に係る体腔内超音波診断装置の
実施例を示すものである。
第１図に示すように、先端部１と彎曲部２と軟性部３が
順に連続して挿入部４を構成する。挿入部４には内部に
回転駆動手段を具えだ超音波操作部５と彎曲及び送気送
水、吸引操作をするための内視鏡操作部６が順に連続し
ている。内視鏡操作部６にはユニバーサルコード７を介
して内視鏡コネクタ８と電気ケーブルコード９を有する
電気コネクタ１０が分岐されて連続している。内視鏡コ
ネクタ８はビデオプロセッサ（図示されない）に、電気
コネクタ１０は超音波観測装置（図示されない）にそれ
ぞれ接続し、光学的画像、超音波画像をモニタ（図示さ
れない）上に映し出す。
第２図Ａ−Ｇは、先端部１の内部構成を示すものである
。先端には内部に超音波振動子１２を組込んだ回転子１
３を設け、これをカバー１４で覆う。第２図ＦのＡ−Ａ
断面図である第２図Ｂ及び第２図ＢのＣ−Ｃ断面図であ
る第２図Ｅに示すごとく、カバー１４は、薄肉の硬質ポ
リエチレン製の超音波入出射窓であるカバー外周体１４
ａを具え、回転子−１３の周囲には流動パラフィンから
成る超音波伝達媒体３１が充満している。先端硬質部１
９には、外側面に照明レンズ１５、対物レンズ系１６、
送気送水ノズル１７、吸引口１８を設ける。第２図Ｆの
Ｂ−Ｂ断面図である第２図Ｃに示すごとく照明レンズ１
５にはライトガイドファイバ３２の出射端を対向させ、
対物レンズ系１６には固体撮像素子３３を対向させる。
このライトガイドファイバ３２及び固体撮像素子３３に
接続した信号ケーブル３５はそれぞれ内視鏡コネクタ８
まで延在させる。
回転子１３はベアリング２０とスペーサ２１を介して先
端硬質部１９に回転自在に支持され、回転子後部には超
音波操作部５からの回転駆動力を伝える可撓性の伝動軸
２２を連接する。超音波振動子１２から挿入部軸方向に
延びる信号ケーブル２３は伝動軸２２の内部を電気コネ
クタ１０まで延在する。カバー外周体１４ａは硬質部外
周体１９ａより挿入方向中心軸寄りに三方向が凹部形成
し全体は硬質部より小径となっている。カバー１４は側
面全外周に設けた超音波入出射窓２４と砲頭状のカバー
先端部２５と先端硬質部１９内２６に嵌合するカバー凹
凸部２７を有し、カバー１４と先端硬質部１９とは糸巻
き接着部２８で密封固定されている。カバー先端部２５
には、○リング２９を介してメクラネジ３０が取り付け
られており、カバ−１４内部の超音波伝達媒体液３１を
密封している。メクラネジ３０の外周面はパフにより滑
らかに仕上げ加工され、カバー先端部外周面と同一面に
形成されている。照明レンズ１５にはライトガイドファ
イバ３２が光学的に連結されており、このファイバは挿
入部４から内視鏡コネクタ８まて延在している。対物レ
ンズ１６で得た光学像は固体撮像素子３３上に結像され
、光電変換されて信号ケーブル３５を通じて内視鏡コネ
クタ８を介してビデオプロセッサまで送られる。第２図
ＣのＤ−Ｄ断面図であるＦに示されている３６は送気送
水チューブであり、３７は吸引チャンネルである。また
第２図ＣのＥ−Ｅ断面図であるＧに示されるごとく、先
端硬質部１９内に対物レンズ枠３８がＯＩＪシンク４を
介して止めネジ３９で固定され、該止めネジ３９の頭部
にはシール剤４０が塗布されている。またライトガイド
ファイバー３２はカバー４１により覆われている。なお
、第２図りは第２図Ａの先端正面図（Ｘ矢視図）である
。
このようにカバー１４の少なくとも超音波入出射窓２４
として機能する部分は挿入部中心軸４２寄りに形成され
るとともに挿入部中心軸と回転子中心軸とは径方向にず
れてはいるが回転子中心軸４３とカバー１４の曲率中心
４３とは一致させである。
従って、超音波画像を得るために挿入部４を体腔内に挿
入し先端硬質部１９の側面を体腔内壁へ押しつけても、
カバー１４と体腔内壁との間には一定の距離が保持され
ることになる。するとモニタ上にカバー１４と体腔内壁
との間のアーチファクトに影響されないだけの間隔を保
つことができるので、体腔内壁および病変部の超音波画
像はアーチファクトとの重なりのない良好な画像となる
。
更に回転子中心４３とカバー１４の曲率中心とが一致し
ているため超音波ビームのずれや反射波の傾きが生じな
くなり、カバー１４に影響されず均一な分解能の画像が
得られる。以下、このことを従来のものと比較しながら
第４図に従って説明すると、Ａ、Ｃは本発明の場合であ
り、Ｂ、 Ｄは従来の場合である。従来は超音波ビーム
がカバー１４ａに入射して透過する場合、入射角θ１が
零とならないため出射方向とのずれ角αが生じる（α−
θ３−θｌ）。これは境界条件の式であるｎ、 ｓｉｎ
θ１−ｎ２ｓｉｎθ２ （ｎｌ＋ ｎ２は屈折率、θ１
は入射角、θ２は出射角）により明らかである。例えば
超音波探触子１３ａ周囲の超音波伝達媒体３１ａとして
油（ｎ＋−１，４８）を用い、カバー１４の材質をプラ
スチック（ｎ２＝ １．４９ ）とし、体腔内壁との間
の伝達媒体を水（ｎ３＝１．３３）とした時（ｎ、−ｎ
３ｊ’ｉ屈折率）、入射角θ１＝２０°の場合は、ずれ
角α−２，４°、θ２＝１０°の場合は、α−１，１°
となり、本来の位置とは別の位置の情報をモニタ上で本
来の位置に表示することとなり、それが重なる位置では
分解能が低下する。また、カバー１４ａを通過する際の
屈折により生じる反射波の傾きによるアーチファクトが
ある。これに対し本発明の場合は第４図Ａ。
Ｃに示すごとく超音波ビームはカバー１４に対して常に
垂直に入射するため超音波ビームのずれや反射波の傾き
が生ぜず、カバーのどの部分における超音波ビームの入
射においても均一な分解能の超音波画像が得られる。
本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、超音
波ビームの入出射は第３図Ａに示したごときミラーによ
る反射方式のものでもよい。また挿入部先端にモータ、
位置検出器を設けてもよいし、カバー先端部、先端硬質
部先端にバルーン付設用のハンドを係止する溝を設けて
おいてもよい。
上述した実施例では挿入部の中心軸線と超音波振動子の
回転軸線とをずらせたが、必らずしもこのように構成す
る必要はなく、これらの軸線を同軸とし、挿入部先端の
硬質部の外周面より半径の小さな円筒径のカバーを設け
てもよい。また、上述した実施例ではカバーを円筒状と
したが、例えばセクタスキャンのように円周の一部分て
超音波像を得る場合には、少なくとも超音波入出射窓と
して機能する部分だけを円筒の一部を以って構成し、他
の部分は任意の形状とすることもできる。
ただし、この場合にも円筒の一部で構成される超音波入
出射窓を挿入部先端の硬質部の外周面から内方に後退さ
せるとともに曲率中心を回転軸線と一致させることは勿
論である。
〔発明の効果〕
以上のごとく、本発明によればカバー外周体と体腔内壁
との間に一定の距離を確保でき、超音波観察装置のモニ
タ上に画像表示する場合、カバーによる多重エコーに影
響されて良好な超音波断層像が得られなくなるというこ
とを避けることができる。更に簡単な構成であるが超音
波の入射する全ての方向について均一な分解能が得られ
るとともに屈折反射によるアーチファクト、観測装置の
モニタ上に表示される画像の位置が実際の位置とずれる
という状態を防止できることとなった。
このため超音波画像の適正なモニタ表示ができ、精度の
高い超音波画像診断ができる。[Industrial Field of Application] The present invention relates to an intrabody cavity ultrasound diagnostic apparatus that includes an ultrasonic transducer in an insertion portion into a body cavity and performs ultrasonic scanning of a subject to be examined. 2. Prior Art] An intrabody cavity ultrasound diagnostic device is equipped with an ultrasound transducer at the tip of the insertion section, and is configured to radially scan ultrasound from the ultrasound transducer in a direction orthogonal to the central axis in the insertion direction. The rotor is rotatably provided. The area around the rotor is filled with an ultrasonic transmission medium, and a cover serving as an ultrasonic input/output window is provided around the rotor. When diagnosing a subject to be examined within a body cavity using this intrabody cavity ultrasonic diagnostic apparatus, the diagnosis is performed while maintaining a certain distance from the subject to be examined. [Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional intrabody cavity ultrasound diagnostic apparatus as described above, the area around the hard cover that serves as the ultrasound entrance/exit window is affected by multiple echoes, and when the image is displayed, There is a problem that good images cannot be obtained. In addition, if the outer circumferential surface of the cover and the outer circumferential surface of the hard distal end are formed on the same plane, when the side surface of the hard part is pressed against the inner wall of the body cavity, one of the outer circumferential surfaces of the cover will stick to the inner wall of the body cavity and the lesion will spread over a wide area. There is a problem in that it is not possible to diagnose the suitability of the area around the inner wall. Furthermore, an intrabody cavity ultrasonic diagnostic apparatus having a configuration in which the center axis of the insertion portion and the center axis of the rotor are deviated from each other has the following problem. In other words, since the outer circumferential surface of the cover surrounding the ultrasonic transducer and the outer circumferential surface of the hard tip are formed on the same plane, the central axis of the cover coincides with the central axis of the insertion section.
Off the center axis of the rotor. Figure 3A shows the above state, and by providing the observation optical system 11a on the back side of the ultrasound probe 12a and rotor (reflection mirror) 13a, the center axis of the insertion section X and the center of the rotor are Axis Y is misaligned. Figure 3B is a view from the front, and Figure 3C is a view from the Z of A.
-Z cross-sectional view, in the case of the above configuration, the distance between the cover 14a and the rotor (reflection mirror) 13a and the incident angle of the ultrasonic waves to the cover vary depending on the position of the cover, as shown in the third figure. The ultrasound image on the monitor does not produce artifacts (multiple echoes) and has good azimuth resolution within the range 50 where the incident angle to the cover is small.
In the range 51 where the incident angle is large, artifacts 52 occur due to refraction and reflection, and because the monitor display is displayed at a position shifted from its original position due to refraction, even an originally round object is stretched laterally and displayed as an ellipse 53. The problem is that it is bad. Note that 54 is a display of the outer circumference of the cover, and 55 is a normal artifact. The present invention is proposed to solve the above problems,
The object of the present invention is to provide an intrabody cavity ultrasound diagnostic apparatus that can appropriately display ultrasound images on a monitor. [Means and effects for solving the problems] The present invention has the following features:
In order to achieve the above object, an intrabody cavity ultrasound diagnostic apparatus is provided with an ultrasound transducer at the tip inserted into the body cavity, and performs ultrasound scanning by inputting and outputting ultrasound through an ultrasound input/output window. The exit window is formed closer to the center axis of the insertion part than the outer circumferential surface of the hard tip part, and the center of rotation of the ultrasound transducer or reflection mirror is made to coincide with the center of curvature of the ultrasound entrance/exit window. This makes it possible to maintain an appropriate distance between the cover outer circumferential body having the ultrasonic input/output window and the inner wall of the body cavity, and to ensure that the ultrasonic transducer is located at an appropriate position relative to the ultrasonic input/output window. [Embodiment] FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the intrabody cavity ultrasound diagnostic apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, a distal end portion 1, a curved portion 2, and a flexible portion 3 are successively connected to form an insertion portion 4. The insertion section 4 is successively connected to an ultrasonic operating section 5 equipped with a rotation drive means therein, and an endoscope operating section 6 for performing bending, air/water supply, and suction operations. An endoscope connector 8 and an electric connector 10 having an electric cable cord 9 are branched and connected to the endoscope operation section 6 via a universal cord 7. The endoscope connector 8 is connected to a video processor (not shown), and the electrical connector 10 is connected to an ultrasound observation device (not shown), so that optical images and ultrasound images are displayed on a monitor (not shown). FIGS. 2A to 2G show the internal structure of the distal end portion 1. FIG. A rotor 1 with an ultrasonic transducer 12 incorporated inside is installed at the tip.
3 is provided and covered with a cover 14. A-A in Figure 2 F
As shown in FIG. 2B, which is a sectional view, and FIG. 2E, which is a sectional view taken along line C-C in FIG.
The rotor 13 is surrounded by an ultrasonic transmission medium 31 made of liquid paraffin. Hard tip part 1
9 has an illumination lens 15 on the outer surface, an objective lens system 16,
An air/water supply nozzle 17 and a suction port 18 are provided. As shown in FIG. 2C, which is a sectional view taken along line B-B in FIG. 2F, the illumination lens 1
5, the output end of the light guide fiber 32 is opposed to the light guide fiber 32,
A solid-state image sensor 33 is placed opposite to the objective lens system 16 . The signal cable 35 connected to the light guide fiber 32 and the solid-state image sensor 33 is connected to the endoscope connector 8.
extend to. The rotor 13 is rotatably supported by a hard end portion 19 via a bearing 20 and a spacer 21, and a flexible transmission shaft 22 that transmits the rotational driving force from the ultrasonic operating section 5 is connected to the rear part of the rotor. . A signal cable 23 extending from the ultrasonic transducer 12 in the axial direction of the insertion section extends inside the transmission shaft 22 to the electrical connector 10. The cover outer circumferential body 14a has recesses formed in three directions closer to the center axis in the insertion direction than the hard part outer circumferential body 19a, and has a smaller diameter as a whole than the hard part. The cover 14 has an ultrasonic input/output window 24 provided on the entire outer periphery of the side surface, a gun head-shaped cover tip 25, and a cover concave/convex portion 27 that fits into the inside 26 of the hard tip 19. and are sealed and fixed by a thread-wound adhesive part 28. Cover tip 25
A blind screw 30 is attached to the cover 14 via a ring 29, and the ultrasonic transmission medium liquid 31 inside the cover 14 is sealed. The outer circumferential surface of the blind screw 30 is finished smooth with a puff and is formed on the same plane as the outer circumferential surface of the tip of the cover. A light guide fiber 32 is optically connected to the illumination lens 15 and extends from the insertion section 4 to the endoscope connector 8. The optical image obtained by the objective lens 16 is formed on the solid-state image sensor 33, photoelectrically converted, and sent to the video processor via the endoscope connector 8 via the signal cable 35. Reference numeral 36 shown in DD sectional view F in FIG. 2C is an air/water supply tube, and 37 is a suction channel. Further, as shown in G, which is a cross-sectional view taken along line E-E in FIG. A sealant 40 is applied thereto. Further, the light guide fiber 32 is covered with a cover 41. Note that the second diagram is a front view of the tip (X arrow view) of FIG. 2A. In this way, at least the ultrasonic input/output window 24 of the cover 14
The part that functions as a rotor is formed closer to the insertion part central axis 42, and although the insertion part central axis and the rotor central axis are deviated in the radial direction, the rotor central axis 43 and the center of curvature 43 of the cover 14 coincide. It's a shame. Therefore, even if the insertion section 4 is inserted into a body cavity and the side surface of the rigid tip part 19 is pressed against the inner wall of the body cavity to obtain an ultrasound image,
A constant distance will be maintained between the cover 14 and the inner wall of the body cavity. Then, a distance between the cover 14 and the inner wall of the body cavity that is not affected by artifacts can be maintained on the monitor, so that the ultrasound image of the inner wall of the body cavity and the lesion becomes a good image without overlapping with artifacts. Furthermore, since the rotor center 43 and the center of curvature of the cover 14 coincide, there is no deviation of the ultrasonic beam or inclination of the reflected wave, and an image with uniform resolution can be obtained without being affected by the cover 14. Hereinafter, this will be explained with reference to FIG. 4 while comparing it with the conventional one. A and C are the cases of the present invention, and B and D are the conventional cases. Conventionally, when an ultrasonic beam enters and passes through the cover 14a, the angle of incidence θ1 does not become zero, so a deviation angle α from the emission direction occurs (α−
θ3−θl). This is the boundary condition equation n, sin
θ1−n2sinθ2 (nl+n2 is the refractive index, θ1
is the incident angle and θ2 is the exit angle). For example, oil (n+-1, 48) is used as the ultrasound transmission medium 31a around the ultrasound probe 13a, the cover 14 is made of plastic (n2 = 1.49), and the transmission medium between it and the inner wall of the body cavity is When water (n3=1.33) (n, -n
3j'i refractive index), if the incident angle θ1 = 20°, the deviation angle α-2,4°; if θ2 = 10°, the deviation angle α-1,1°
Therefore, information at a different position than the original position is displayed on the monitor at the original position, and the resolution decreases at the position where the two overlap. Further, there is an artifact due to the inclination of the reflected wave caused by refraction when passing through the cover 14a. On the other hand, in the case of the present invention, FIG. 4A. As shown in C, the ultrasonic beam is always incident perpendicularly to the cover 14, so there is no deviation of the ultrasonic beam or inclination of the reflected wave, and the ultrasonic beam has uniform resolution no matter where the ultrasonic beam is incident on the cover. A sound wave image is obtained. The present invention is not limited to the above embodiments, and the input and output of the ultrasonic beam may be reflected by a mirror as shown in FIG. 3A. There is also a motor at the tip of the insertion tube.
A position detector may be provided, or a groove for locking a balloon attaching hand may be provided at the tip of the cover and the tip of the hard tip. In the embodiment described above, the center axis of the insertion section and the rotational axis of the ultrasonic transducer are shifted from each other, but it is not necessary to configure them in this way. A cover having a cylindrical diameter smaller in radius than the outer peripheral surface of the part may be provided. Further, in the above-described embodiment, the cover is cylindrical, but when obtaining an ultrasonic image using a portion of the circumference, such as in sector scanning, at least the portion that functions as the ultrasonic input/output window is formed in the cylinder. It is also possible to configure the structure with one part, and the other parts can have any shape. However, in this case as well, it goes without saying that the ultrasonic input/output window, which is a part of the cylinder, is retreated inward from the outer circumferential surface of the hard part at the tip of the insertion part, and the center of curvature is made to coincide with the axis of rotation. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a certain distance can be secured between the cover outer circumferential body and the inner wall of the body cavity, and when displaying an image on the monitor of an ultrasound observation device, multiple echoes caused by the cover are not affected. This can prevent the inability to obtain a good ultrasonic tomographic image due to Although it has a simpler configuration, it can obtain uniform resolution in all directions in which ultrasonic waves are incident, and also prevents artifacts due to refraction and reflection and the situation where the position of the image displayed on the monitor of the observation device deviates from the actual position. It became possible. Therefore, the ultrasound image can be properly displayed on the monitor, and highly accurate ultrasound image diagnosis can be performed.
第１図、第２図Ａ−Ｇは本発明の体腔内超音波診断装置
の実施例図、
第３図Ａ−Ｄは従来例を示す図、
第４図Ａ−Ｄは本発明と従来例の対比内容を示す図であ
る。
１２・・・超音波振動子
１９ａ・・・先端硬質部外周面
２４・・・超音波入出射窓 ４２・・・挿入部中心軸
４３・・・回転中心軸
特許出願人 オリンパス光学工業株式会社Ｃ
第４図
ＣＤ
手 続 補 正 書
昭和６３年 ４月 ６日
特許庁長官 小 川 邦 夫 殿１、事件の表
示
昭和６２年 特許願 第 ３３１５１９号２、発明の名
称
体腔内超音波診断装置
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
（０３７） オリンパス光学工業株式会社４、代理人
（訂正）明 細 書
１、発明の名称 体腔内超音波診断装置２、特許請求
の範囲
方向にずらし回転中心と超音波入出射窓の曲率中心とを
一致させたことを特徴とする体腔内超音波診断装置。
３、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は、体腔内への挿入部に超音波振動子を設けて被
検対象体を超音波走査する体腔内超音波診断装置に関す
るものである。
〔従来の技術〕
体腔内超音波診断装置は、挿入部の先端に超音波振動子
を設け、該超音波振動子からの超音波を挿入方向中心軸
に対して直交方向にラジアル走査するための回転子を回
転自在に設けている。該回転子の周囲には超音波伝達媒
体を充満させ、更にそれらの周囲には超音波入出射窓た
るカバーを設けている。
これらにおいて実開昭５８−１３６１０６号公報に記載
のように挿入部中心軸と回転子中心軸がずれているもの
においては、回転子の周囲を覆っているカバーは挿入部
の外周と一致する超音波入出射窓を持っており、カバー
の中心軸とは一致しているが回転子の中心軸からはずれ
ていた。
挿入部の中心軸と回転子の中心軸とがずれている構成の
体腔内超音波診断装置においては次のような問題がある
。つまり超音波振動子の周囲を覆っているカバーの外周
面と先端硬質部外周面が同一面に形成されているとカバ
ーの中心軸は挿入部の中心軸と一致するものの、回転子
の中心軸からはずれる。第３図Ａは上記の状態を示すも
ので、超音波探触子１２ａと回転子（反射ミラー）１３
ａの背面側に観察光学系１１ａを設けたことにより、挿
入部中心軸Ｘと回転子中心軸Ｙがずれている。第３図Ｂ
は、正面から見た図であり、第３図Ｃは、ＡのＺ−Ｚ断
面図であるが、上記のごとき構成の場合、カバー１４ａ
と回転子（反射ミラー）１３ａとの距離および超音波の
カバーに対する入射角がカバーの各位置によって異なり
、第３図りに示すごとくモニタ上の超音波画像はカバー
に対する入射角が小さい範囲内５０では、おかしなアー
チファクト（多重エコー）も生ぜず方位分解能は良いが
、入射角が大きい範囲５１では屈折反射により生じたア
ーチファクト５２が生ずるとともに屈折により本来の位
置からずれた位置にモニタ表示されるため本来は丸いも
のでも横伸びして楕円５３に表示されるなど方位分解能
が悪いという問題がある。なお、５４はカバー外周の表
示であり、５５は正規のアーチファクトである。
本発明は、上記問題点を解決すべ（提案されるもので、
簡単な構成で超音波の出てゆく全ての方向に関して、分
解能が均一でおかしなアーチファクトのない良好な画像
を得ることのできる機械走査式の体腔内超音波診断装置
を提供することを目的としたものである。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は、
上記目的を達成するため挿入部に超音波振動子からの送
信波を出射する回転子を回転自在に設けた機械式の体腔
内超音波診断装置において、
挿入部の中心軸と回転子の回転中心とを径方向にずらし
回転中心と超音波入出射窓の曲率中心とを一致させたも
のである。これにより超音波の出てゆく全ての方向に関
して、均一な分解能が得られるとともに屈折反射による
アーチファクトのない画像を得ることができる。
〔実施例〕
第１図、第２図は本発明に係る体腔内超音波診断装置の
実施例を示すものである。
第１図に示すように、先端部１と彎曲部２と軟性部３が
順に連続して挿入部４を構成する。挿入部４には内部に
回転駆動手段を具えた超音波操作部５と彎曲及び送気送
水、吸引操作をするための内視鏡操作部６が順に連続し
ている。内視鏡操作部６にはユニバーサルコード７を介
して内視鏡コネクタ８と電気ケーブルコード９を介して
電気コネクタ１０が分岐されて連続している。内視鏡コ
ネクタ８はビデオプロセッサ（図示されない）に、電気
コネクタ１０は超音波観測装置（図示されない）にそれ
ぞれ接続し、光学的画像、超音波画像をモニタ（図示さ
れない）上に映し出す。
第２図Ａ−Ｇは、先端部１の内部構成を示すものである
。先端には内部に超音波振動子１２を組込んだ回転子１
３を設け、これをカバー１４で覆う。第２図ＦのＡ−Ａ
断面図である第２図Ｂ及び第２図ＢのＣ−〇断面図であ
る第２図Ｅに示すごとく、カバー１４は、薄肉の硬質ポ
リエチレン製の超音波入出射窓であるカバー外周体１４
ａを具え、回転子１３の周囲には流動パラフィンから成
る超音波伝達媒体３１が充満している。先端硬質部１９
には、外側面に照明レンズ１５、対物レンズ系１６、送
気送水ノズル１７、吸引口１８を設ける。第２図ＦのＢ
−ＢＷｒ面図である第２図Ｃに示すごとく照明レンズ１
５にはライトガイドファイバ３２の出射端を対向させ、
対物レンズ系１６には固体撮像素子３３を対向させる。
このライトガイドファイバ３２及び固体撮像素子３３に
接続した信号ケーブル３５はそれぞれ内視鏡コネクタ８
まで延在させる。
回転子１３はベアリング２０とスペーサ２１を介して先
端硬質部１９に回転自在に支持され、回転子後部には超
音波操作部５からの回転駆動力を伝える可撓性の伝動軸
２２を連接する。超音波振動子１２から挿入部軸方向に
延びる信号ケーブル２３は伝動軸２２の内部を電気コネ
クタ１０まで延在する。カバー外周体１４ａは硬質部外
周体１９ａより挿入方向中心軸 −寄りに三方向
が凹部形成し全体は硬質部より小径となっている。カバ
ー１４は側面全外周に設けた超音波入出射窓２４と砲頭
状のカバー先端部２５と先端硬質部間凸部２６に嵌合す
るカバー凹凸部２７を有し、カバー１４と先端硬質部１
９とは糸巻き接着部２８で密封固定されている。カバー
先端部２５には、０リング２９を介してメクラネジ３０
が取り付けられており、カバ−１４内部の超音波伝達媒
体液３１を密封している。メクラネジ３０の外周面はパ
フにより滑らかに仕上げ加工され、カバー先端°３外周
面と同一面に形成されている。照明レンズ１５にはライ
トガイドファイバ３２が光学的に連結されており、この
ファイバは挿入部４から内視鏡コネクタ８まで延在して
いる。対物レンズ１６で得た光学像は固体撮像素子３３
上に結像され、光電変換されて信号ケーブル３５を通じ
て内視鏡コネクタ８を介してビデオプロセッサまで送ら
れる。第２図ＣのＤ−Ｄ断面図であるＦに示されている
３６は送気送水チューブであり、３７は吸引チャンネル
である。また第２図ＣのＥ−Ｅ断面図であるＧに示され
るごとく、先端硬質部１９内に対物レンズ枠３８が０リ
ング３４を介して止めネジ３９で固定され、該止めネジ
３９の頭部にはシール剤４０が塗布されている。またラ
イトガイドファイバー３２はカバー４１により覆われて
いる。なお、第２図りは第２図Ａの先端正面図（Ｘ矢視
図）である。
このように挿入部中心軸と回転子中心軸とは径方向にず
れてはいるが回転子中心軸４３とカバー１４の曲率中心
４３とは一致させである。
回転子中心４３とカバー１４の曲率中心とが一致してい
るため超音波ビームのずれや反射波の傾きが生じなくな
り、カバー１４に影響されず均一な分解能の画像が得ら
れる。以下、このことを従来のものと比較しながら第４
図に従って説明すると、Ａ。
Ｃは本発明の場合であり、Ｂ、Ｄは従来の場合である。
従来は超音波ビームがカバー１４ａに入射して透過する
場合、入射角θＩが零とならないため出射方向とのずれ
角αが生じる（α−０３−θ１）。
これは境界条件の式であるｎ、 ｓｉｎθ、−Ｑ２ｓｉ
ｎθ２（ｎｌ＋ ’２は屈折率、θ１は入射角、θ２は
出射角）により明らかである。例えば回転子１３周囲の
超音波伝達媒体３１ａとして油（ｎ、 ＝１．４８）を
用い、カバー１４の材質をプラスチック（ｎ２＝１．４
９）とし、体腔内壁との間の伝達媒体を水（ｎ３＝１．
３３）とした時（ｎ＋〜ｎ３は屈折率）、入射角θ、＝
２０’の場合は、ずれ角α−２，４°、θ２−１０°の
場合は、α−１，１°となり、本来の位置とは別の位置
の情報をモニタ上で本来の位置に表示することとなり、
それが重なる位置では分解能が低下する。また、カバー
１．４ａを通過する際の屈折により生じる反射波の傾き
によるアーチファクトがある。これに対し本発明の場合
は第４図Ａ、 Ｃに示すごとく超音波ビームはカバー１
４に対して常に垂直に入射するため超音波ビームのずれ
や反射波の傾きが生ぜず、カバーのどの部分における超
音波ビームの入射においても均一な分解能の超音波画像
が得られる。
本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、超音
波ビームの入出射は第３図Ａに示したごときミラーによ
る反射方式のものでもよい。また挿入部先端にモータ、
位置検出器を設けてもよいし、カバー先端部、先端硬質
部先端にバルーン付設用のバンドを係止する溝を設けて
おいてもよい。
また、上述した実施例ではカバーを円筒状としたが、例
えばセクタスキャンのように円周の一部分で超音波像を
得る場合には、少なくとも超音波入出射窓として機能す
る部分だけを円筒の一部を以って構成し、他の部分は任
意の形状とすることもできる。ただし、この場合にも円
筒の一部で構成される超音波入出射窓の曲率中心を回転
軸線と一致させることは勿論である。
〔発明の効果〕
以上のごとく、本発明によればカバー外周体と体腔内壁
との間に一定の距離を確保でき、超音波観察装置のモニ
タ上に画像表示する場合、カバーによる多重エコーに影
響されて良好な超音波断層像が得られなくなるというこ
とを避けることができる。更に簡単な構成で超音波の入
射する全ての方向について均一な分解能が得られるとと
もに屈折反射によるアーチファクト、観測装置のモニタ
上に表示される画像の位置が実際の位置とずれるという
状態を防止できることとなった。
このため超音波画像の適正なモニタ表示ができ、精度の
高い超音波画像診断ができる。Figures 1 and 2 A-G are illustrations of an embodiment of the intrabody cavity ultrasound diagnostic apparatus of the present invention, Figures 3 A-D are diagrams showing a conventional example, and Figures 4 A-D are views of the present invention and a conventional example. FIG. 12... Ultrasonic transducer 19a... Hard tip outer peripheral surface 24... Ultrasonic input/exit window 42... Insertion part center axis 43... Rotation center axis Patent applicant Olympus Optical Industry Co., Ltd. C Figure 4 CD Procedural Amendment Written April 6, 1988 Kunio Ogawa, Commissioner of the Patent Office1, Indication of the Case, 1988 Patent Application No. 3315192, Name of the Invention, Intrabody Cavity Ultrasonic Diagnostic Device3, Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant (037) Olympus Optical Industry Co., Ltd. 4, Attorney (correction) statement 1, Title of the invention Intrabody cavity ultrasound diagnostic device 2, Shifting and rotating in the direction of the claims An intrabody cavity ultrasound diagnostic device characterized in that the center of the ultrasound input/exit window is aligned with the center of curvature of the ultrasound entrance/exit window. 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an intrabody cavity ultrasonic diagnostic device that provides an ultrasonic transducer in the insertion portion into a body cavity and performs ultrasonic scanning of a subject to be examined. be. [Prior Art] An intrabody cavity ultrasound diagnostic device is equipped with an ultrasonic transducer at the tip of the insertion section, and is configured to radially scan ultrasound from the ultrasonic transducer in a direction orthogonal to the central axis in the insertion direction. The rotor is rotatably provided. The area around the rotor is filled with an ultrasonic transmission medium, and a cover serving as an ultrasonic input/output window is provided around the rotor. In these cases, as described in Japanese Utility Model Application Publication No. 58-136106, in which the center axis of the insertion part and the center axis of the rotor are misaligned, the cover surrounding the rotor should be placed in the same position as the outer periphery of the insertion part. It has a sound wave entrance/exit window, which is aligned with the central axis of the cover but offset from the central axis of the rotor. An intrabody cavity ultrasound diagnostic apparatus having a configuration in which the center axis of the insertion portion and the center axis of the rotor are deviated from each other has the following problems. In other words, if the outer circumferential surface of the cover that surrounds the ultrasonic transducer and the outer circumferential surface of the hard tip are formed on the same plane, the central axis of the cover will coincide with the central axis of the insertion section, but the central axis of the rotor will be It deviates from the FIG. 3A shows the above state, in which the ultrasonic probe 12a and the rotor (reflection mirror) 13
Since the observation optical system 11a is provided on the back side of a, the center axis X of the insertion section and the center axis Y of the rotor are misaligned. Figure 3B
is a view seen from the front, and FIG. 3C is a Z-Z sectional view of A. In the case of the above configuration, the cover 14a
The distance between the rotator (reflection mirror) 13a and the angle of incidence of the ultrasonic waves on the cover vary depending on the position of the cover, and as shown in Figure 3, the ultrasonic image on the monitor is within the range 50 where the angle of incidence on the cover is small. , the azimuth resolution is good without producing strange artifacts (multiple echoes), but in the range 51 where the incident angle is large, artifacts 52 caused by refraction and reflection occur, and the monitor display is displayed at a position shifted from the original position due to refraction. There is a problem in that the azimuth resolution is poor, such as even a round object being displayed as an ellipse 53 with horizontal extension. Note that 54 is a display of the outer circumference of the cover, and 55 is a normal artifact. The present invention aims to solve the above problems (proposed).
The object of the present invention is to provide a mechanical scanning type intracorporeal ultrasound diagnostic device that has a simple configuration and can obtain good images with uniform resolution and no strange artifacts in all directions in which ultrasound waves are emitted. It is. [Means and effects for solving the problems] The present invention has the following features:
In order to achieve the above purpose, in a mechanical intrabody cavity ultrasound diagnostic device in which a rotor for emitting transmission waves from an ultrasound transducer is rotatably provided in the insertion part, the central axis of the insertion part and the rotation center of the rotor are is shifted in the radial direction so that the center of rotation coincides with the center of curvature of the ultrasonic input/output window. This makes it possible to obtain uniform resolution in all directions in which the ultrasonic waves exit, and to obtain an image free of artifacts due to refraction and reflection. [Embodiment] FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the intrabody cavity ultrasound diagnostic apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, a distal end portion 1, a curved portion 2, and a flexible portion 3 are successively connected to form an insertion portion 4. The insertion section 4 is successively connected with an ultrasonic operating section 5 having a rotation drive means therein and an endoscope operating section 6 for performing bending, air/water supply, and suction operations. An endoscope connector 8 is connected to the endoscope operation section 6 via a universal cord 7, and an electric connector 10 is branched and connected via an electric cable cord 9. The endoscope connector 8 is connected to a video processor (not shown), and the electrical connector 10 is connected to an ultrasound observation device (not shown), so that optical images and ultrasound images are displayed on a monitor (not shown). FIGS. 2A to 2G show the internal structure of the distal end portion 1. FIG. A rotor 1 with an ultrasonic transducer 12 incorporated inside is installed at the tip.
3 is provided and covered with a cover 14. A-A in Figure 2 F
As shown in FIG. 2B, which is a cross-sectional view, and FIG. 2E, which is a cross-sectional view taken along line C in FIG.
The rotor 13 is surrounded by an ultrasonic transmission medium 31 made of liquid paraffin. Hard tip part 19
An illumination lens 15, an objective lens system 16, an air/water supply nozzle 17, and a suction port 18 are provided on the outer surface. Figure 2 F B
- Illumination lens 1 as shown in Figure 2C, which is a BWr side view.
5, the output end of the light guide fiber 32 is opposed to the light guide fiber 32,
A solid-state image sensor 33 is placed opposite to the objective lens system 16 . The signal cable 35 connected to the light guide fiber 32 and the solid-state image sensor 33 is connected to the endoscope connector 8.
extend until. The rotor 13 is rotatably supported by a hard end portion 19 via a bearing 20 and a spacer 21, and a flexible transmission shaft 22 that transmits the rotational driving force from the ultrasonic operating section 5 is connected to the rear part of the rotor. . A signal cable 23 extending from the ultrasonic transducer 12 in the axial direction of the insertion section extends inside the transmission shaft 22 to the electrical connector 10. The cover outer circumferential body 14a has concave portions in three directions closer to the central axis in the insertion direction than the hard part outer circumferential body 19a, and has a smaller diameter as a whole than the hard part. The cover 14 has an ultrasonic input/output window 24 provided on the entire outer periphery of the side surface, a cover concavo-convex portion 27 that fits into a cannon-shaped cover tip 25, and a convex portion 26 between the hard tip, and the cover 14 and the hard tip 1
9 is sealed and fixed with a thread-wound adhesive part 28. A blind screw 30 is inserted into the cover tip 25 through an O-ring 29.
is attached to seal the ultrasonic transmission medium liquid 31 inside the cover 14. The outer circumferential surface of the blind screw 30 is finished smooth with a puff and is formed on the same plane as the outer circumferential surface of the tip of the cover. A light guide fiber 32 is optically connected to the illumination lens 15 and extends from the insertion section 4 to the endoscope connector 8. The optical image obtained by the objective lens 16 is captured by a solid-state image sensor 33
An image is formed on the image, photoelectrically converted, and sent through the signal cable 35 to the endoscope connector 8 to the video processor. Reference numeral 36 shown in DD sectional view F in FIG. 2C is an air/water supply tube, and 37 is a suction channel. Further, as shown in G, which is a sectional view taken along line E-E in FIG. A sealant 40 is applied thereto. Further, the light guide fiber 32 is covered with a cover 41. Note that the second diagram is a front view of the tip (X arrow view) of FIG. 2A. In this way, although the center axis of the insertion portion and the center axis of the rotor are shifted in the radial direction, the center axis 43 of the rotor and the center of curvature 43 of the cover 14 are made to coincide. Since the center of the rotor 43 and the center of curvature of the cover 14 coincide, there is no deviation of the ultrasonic beam or inclination of the reflected wave, and an image with uniform resolution can be obtained without being affected by the cover 14. Below, we will discuss this in the fourth section while comparing it with the conventional one.
To explain according to the diagram, A. C is the case of the present invention, and B and D are the conventional cases. Conventionally, when an ultrasonic beam enters and passes through the cover 14a, the angle of incidence θI does not become zero, so a deviation angle α from the emission direction occurs (α-03-θ1). This is the boundary condition equation n, sinθ, −Q2si
This is clear from nθ2 (nl+'2 is the refractive index, θ1 is the incident angle, and θ2 is the exit angle). For example, oil (n = 1.48) is used as the ultrasonic transmission medium 31a around the rotor 13, and the material of the cover 14 is plastic (n2 = 1.4).
9), and water (n3=1.
33) (n+~n3 is the refractive index), the incident angle θ, =
If the deviation angle is 20', the deviation angle will be α-2.4°, and if the deviation angle is θ2-10°, it will be α-1.1°, and the information at a position other than the original position will be displayed at the original position on the monitor. It was decided that
The resolution decreases at the position where they overlap. Furthermore, there is an artifact due to the inclination of the reflected wave caused by refraction when passing through the cover 1.4a. On the other hand, in the case of the present invention, as shown in Fig. 4A and C, the ultrasonic beam is transmitted to the cover 1.
Since the ultrasonic beam is always incident perpendicularly to the cover, no deviation of the ultrasonic beam or inclination of the reflected wave occurs, and an ultrasonic image with uniform resolution can be obtained no matter where the ultrasonic beam is incident on the cover. The present invention is not limited to the above embodiments, and the input and output of the ultrasonic beam may be reflected by a mirror as shown in FIG. 3A. There is also a motor at the tip of the insertion tube.
A position detector may be provided, and a groove for locking a band for attaching the balloon may be provided at the tip of the cover and the tip of the hard tip. Further, in the above-described embodiment, the cover is cylindrical, but when obtaining an ultrasonic image in a part of the circumference, such as in sector scanning, at least the part that functions as the ultrasonic input/output window is formed in the cylinder. It is also possible to configure the structure with one part, and the other parts can have any shape. However, in this case as well, it goes without saying that the center of curvature of the ultrasonic input/output window formed of a part of the cylinder should be aligned with the axis of rotation. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a certain distance can be secured between the cover outer circumferential body and the inner wall of the body cavity, and when displaying an image on the monitor of an ultrasound observation device, multiple echoes caused by the cover are not affected. This can prevent the inability to obtain a good ultrasonic tomographic image due to Furthermore, with a simple configuration, uniform resolution can be obtained in all directions in which ultrasonic waves are incident, and it is possible to prevent artifacts due to refraction and reflection and the situation where the position of the image displayed on the monitor of the observation device deviates from the actual position. became. Therefore, the ultrasound image can be properly displayed on the monitor, and highly accurate ultrasound image diagnosis can be performed.
第１図、第２図Ａ−Ｇは本発明の体腔内超音波診断装置
の実施例図、
第３図Ａ−Ｄは従来例を示す図、
第４図Ａ−Ｄは本発明と従来例の対比内容を示す図であ
る。
１２・・・超音波振動子
１９ａ・・・先端硬質部外周面
２４・・・超音波入出射窓 ４２・・・挿入部中心軸
４３・・・回転中心軸Figures 1 and 2 A-G are illustrations of an embodiment of the intrabody cavity ultrasound diagnostic apparatus of the present invention, Figures 3 A-D are diagrams showing a conventional example, and Figures 4 A-D are views of the present invention and a conventional example. FIG. 12... Ultrasonic transducer 19a... Hard tip outer peripheral surface 24... Ultrasonic input/output window 42... Insertion part center axis 43... Rotation center axis
Claims (1)
波入出射窓から超音波を入出射させて超音波走査する体
腔内超音波診断装置において、 前記超音波入出射窓を先端硬質部外周面よ り挿入部中心軸寄りに形成するとともに超音波振動子ま
たは反射ミラーの回転中心軸と超音波入出射窓の曲率中
心とを一致させたことを特徴とする体腔内超音波診断装
置。[Scope of Claims] 1. An intrabody cavity ultrasonic diagnostic apparatus that includes an ultrasonic transducer at a distal end inserted into a body cavity, and performs ultrasonic scanning by inputting and outputting ultrasonic waves from an ultrasonic input/output window, comprising: The sound wave entrance/exit window is formed closer to the center axis of the insertion part than the outer circumferential surface of the hard tip part, and the center of rotation of the ultrasound transducer or reflection mirror is made to coincide with the center of curvature of the ultrasound entrance/exit window. Intrabody ultrasound diagnostic device.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33151987A JPH01171533A (en) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | Coelom ultrasonic diagnostic device |
| US07/272,464 US4957112A (en) | 1987-11-20 | 1988-11-17 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33151987A JPH01171533A (en) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | Coelom ultrasonic diagnostic device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01171533A true JPH01171533A (en) | 1989-07-06 |
| JPH0533626B2 JPH0533626B2 (en) | 1993-05-20 |
Family
ID=18244555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33151987A Granted JPH01171533A (en) | 1987-11-20 | 1987-12-26 | Coelom ultrasonic diagnostic device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01171533A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57183840A (en) * | 1981-05-07 | 1982-11-12 | Olympus Optical Co | Ultrasonic diagnostic apparatus |
-
1987
- 1987-12-26 JP JP33151987A patent/JPH01171533A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57183840A (en) * | 1981-05-07 | 1982-11-12 | Olympus Optical Co | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0533626B2 (en) | 1993-05-20 |
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