JPH01236042A - 超音波内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、人体等の管腔に挿入し、管腔内の光学観察及
び周囲の超音波検査を行なう超音波内視鏡装置に係わり
、詳しくは観察光学系による内視鏡画像と超音波走査に
よる超音波断層像との位置関係を正確に把握する為の、
管腔壁の内視鏡画像に対する超音波断層ラインの位置を
検出する手段に関するものである。

［従来の技術］ 近年、内視鏡に超音波診断装置を組み込んだいわゆる超
音波内視鏡が臨床検査に使用され、診断に威力を発揮し
ている。

この超音波内視鏡は、例えば胃等の消化管の体腔に挿入
し、体腔壁表面の様子を光学的に観察しつつ、その体腔
壁の内部状態も超音波断層像により同時に観察し得ると
言うものであり、従来の内視鏡と違い体腔壁病変の３次
元的情報が得られると言うものである。

この３次元的情報が得られると言う事は、近年ＣＣＤ　
撮像素子等のＴＶ技術が進歩し、ＴＶカメラか小形化さ
れ、ファイバースコープの接眼部に小型ＴＶ右カメラ接
続したり、超小型のＣＣＤ撮像素子を挿入部先端に設け
たいわゆるビデオエンドスコープができるようになり、
体腔壁表面の内視鏡画像とその体腔壁の内部状態を示す
超音波断層像とを２つ並べたあるいは１つのモニター上
に同時に表示できるようになった事により、大いに有用
性が高まってきた。

しかし、これまでの超音波内視鏡は、光学的に観察して
いる体腔壁表面の中のどこのラインを超音波走査してい
るのかを確認する事はできなかった。この為、体腔壁の
表面状態とその内部状態からなる３次元的状態を簡単に
かつ正確に把握することかできなかった。

これを解決する一つの手段として、超音波ビームに沿っ
てレーザー光等を体腔壁表面に照射し超音波による走査
ラインをマークで表示すると言う手段が考えられる。

これは体腔壁表面に照射された光による点状あるいは線
状の走査ラインを示すマークを内視鏡画像で見て走査ラ
インを知ると言うものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしこの方法においては、挿入部先端にマークを付与
する手段を設けなければならず、挿入部先端の構造か複
雑化し、それにより大形化して挿入がしずらくなると言
う問題かある。

本発明は上記不具合を鑑みこれを解決する為のものであ
り、挿入部先端にマークを付与する手段等の付加機能を
設ける事なく、すなわち挿入部先端を簡単な構造で、大
形化する事なく、超音波断層ラインと体腔壁表面の位置
関係を、簡単かつ正確に把握でき、体腔壁病変の３次元
的情報を一目で把握できる超音波内視鏡装置を提供する
事を目的としたものである。

［課題を解決する為の手段］ 本発明の超音波内視鏡装置の特徴は、超音波走査ヘッド
と、該超音波走査ヘッドによる超音波走査ラインを視野
範囲に入れた観察光学系と、該超音波走査ヘッドから送
信された超音波の被検査対象表面からの反響の到達時間
から被検査対象表面までの距離を測定する距離測定手段
と、該距離測定手段による距離測定値から内視鏡画像上
の超音波走査ラインの位置を計算する位置計算手段と、
内視鏡画像と超音波断層像を表示する表示手段を有し、
該内視鏡画像上に該位置計算手段から算出された超音波
走査ラインの位置を表示するようにした事である。

［作用］ 本発明の超音波内視鏡装置においては、超音波により被
検査対象表面までの距離か測定され、この距離測定値か
ら位置計算手段により自動的に内視鏡画像上の超音波走
査ラインが割り出され、内視鏡画像上に表示される事と
なる。挿入部先端において超音波内視鏡の基本構成要素
である超音波走査へ・ノドと観察光学系以外に超音波走
査ラインを割り出す為の物体を何等付加しないで計算手
段により内視鏡画像上の超音波走査ラインを割り出し内
視鏡画像上に表示するので、挿入部先端を簡単な構造で
、大形化する事なく、内視鏡画像上の超音波走査ライン
か表示される事となる９［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本実施例の全体構成を示すフロック図である。

本装置は超音波内視鏡１と、超音波内視鏡１を駆動させ
、超音波内視鏡１からの信号を処理し、内視鏡画像と超
音波断層像を表示する観測装置２とから構成される。

超音波内視鏡１の挿入先端部３には観察光学系の対物レ
ンズ部４と超音波走査ヘッド５が設けてあり、観測装置
２には、超音波走査ヘッド５の超音波振動子６を駆動さ
せる為の駆動回路部７．超音波振動子６からの信号を受
信する受信回路部８゜受信した信号を映像化する為の超
音波画像処理部９、＠察光学系からの内視鏡画像信号を
映像化する為の内視鏡画像処理部１０．超音波断層像及
び内視鏡画像を表示する為の表示部１１が設けである。

又、観測装置２には受信回路部８で得られた超音波振動
子６と被検査対象表面１２までの距離情報から内視鏡画
像上の超音波走査ライン１３を計算する位置計算手段で
ある位置計算回路部１４、及び内視鏡画像、超音波断層
像、内視鏡画像上の超音波走査ラインの位置表示、の各
表示をコントロールする画像表示コントローラ２５が設
けてある９ 本超音波内視鏡の挿入先端部の詳細図を兼ねた内視鏡画
像上の超音波走査ラインを計算する原理を説明する為の
原理図である第２図により超音波内視鏡１の挿入先端部
３の構造を詳述する。

超音波内視鏡１の挿入先端部３には観察光学系の対物レ
ンズ部４が設けである９対物レンズ部４の手前にはＣＣ
Ｄ撮像素子１５設けてあり、対物レンズ部４に入射した
光はＣＣＤ撮像素子１５に結像され、電気信号に変換さ
れ信号ケーブルａ１６により観測装置２に伝えられる。

この観察光学系の視野範囲は対物レンズを含めた観察光
学系の構成により定まり、例えば第２図の画角２×θ。

の範囲を視野におさめる。更に挿入先端部３には超音波
走査ライン１７が観察光学系の視野に入るように一定距
離観察光学系と離して設けた超音波走査ヘソｌ−’　５
が設けである。この超音波走査ヘッド５には超音波振動
子６が軸受１８で回動可能に支持されている。尚、この
超音波走査ヘッドは、複数個の振動子を配列した超音波
プロー７を固定したいわゆる電子走査型のものでも良い
。又、本実施例では光学系の視野中心軸１９と超音波走
査ライン１７とか交わるように角度を持たせなが、これ
は視野中心軸と超音波走査ラインとを平行にしたもので
も良い。２０は超音波振動子の電気信号を伝える為の信
号ケーブルｂである。

以上のように構成された本装置における内視鏡画像上の
超音波走査ライン１３を計算する原理を同しく第２図を
参照して説明する。

超音波断層像を得る為の基本であるＡモートは超音波を
送信してから対象物に当たってエコーが受信されるまで
の時間、これから換算した距離を横軸に、戻って来るエ
コーの強さを縦軸にとったものであるから超音波振動子
６と被検査対象表面１２までの距離は容易に測定できる
。これが距離測定手段２１となる。

先ず、受信回路部８て得られた、円周方向に放射される
個々の超音波送受信線２２上における超音波振動子６と
被検査対象表面１２までの距離情報のうち、観察光学系
の視野中心軸１９と同方向の超音波送受信線上における
被検査対象表面１２まての距離　β。をピックアップす
る。

この距ｉ４〃。から位置計算回路部１４により内視鏡画
像上の超音波走査ライン１３を計算する。

その計算原理は次ぎの如くである。

視野中心２３と超音波振動子６の位置ばあらかしめ設定
されるのて、視野中心２３と超音波振動子６の位置の違
いＡ。とｐ。０は既に判明している。

また、視野中心軸１つの傾きθ。。、画角θ。もあらか
しめ設定されているものであるので判明している。

刀、は　で。が求まる事により　で。−４１ｏ。

＝テ、て求まり、θｆｌは　ｔａｎθｐｌ＝ｆｌｘ／Ａ
０で求まるから、視野中心軸１９に対する被検査対象表
面１２における超音波走査ライン２４の角度θ１は　θ
、＝９０°−θ。。−θＪ２＋で求まる。

内視鏡画像の視野範囲Ｂ。はあらがしめ設定されており
、画角θ。に対応するものであるから、ＢＯ／θ。て単
位角度あたりの画像上の変位がわかり、内視鏡画像上の
超音波走査ライン１３の位置Ｂ０は、Ｂｌ　＝　（ＢＯ
／θ。）×θ、で求める事かできる。

尚、以−ヒは計算原理てあり実際の計算にはそのレンズ
系の持つ球面収差を計算にいれるのは当然である。

尚、超音波走査ライン１７が内視鏡挿入軸方向に垂直で
ない場合は、その角度をあらかしめ計算にいれておけは
゛良い。

以上により求められた内視鏡画像上の超音波走査ライン
１３の位置を内視鏡画像上に表示する。

この表示は、内視鏡画像信号、超音波断層画像信号、内
視鏡画像上の超音波走査ラインの位置情報を画像表示コ
ントローラ２５で処理し、一つのモニター上に超音波走
査ライン１３により分割された片方の内視鏡画像とその
超音波走査ラインにおける超音波断層像を同時に突き合
わせて表示する。

尚、この表示は、内視鏡画像のみ、超音波走査ラインが
表示された内視鏡画像、超音波断層像のみ２等任意に選
択して表示できるようにしても良いし、超音波走査ライ
ンが表示された内視鏡画像の中の一部に超音波断層像を
表示しても、又その逆にするなどしても良く、表示方法
を任意に選択て゛きるようにしても良い。

又、ごの表示は内視鏡画像と超音波断層像を２つのモニ
ターに別々に表示してもよく、この場合内視鏡画像上の
超音波走査ライン１３の位置情報は内視鏡画像処理部１
０に入力して超音波走査ラインを表示するようにする。

［発明の効果］ 本発明の超音波内視鏡装置では、内視鏡画像上の超音波
走査ラインの位置を、超音波走査ヘッドから送信された
超音波の被検査対象表面からの反響の到達時間から被検
査対象表面までの距離を計算する距離測定手段と、距離
測定手段による距離測定値から内視鏡画像上の超音波走
査ラインの位置を計算する位置計算手段とにより、内視
鏡画像上の超音波走査ラインの位置を計算で割り出し表
示するようにしなので、超音波内視鏡の挿入部先端にお
いて超音波内視鏡の基本構成要素である超音波走査ヘッ
ドと観察光学系以外に、超音波走査ラインを割り出す為
の物体を何等付加しないでも超音波走査ラインが確認で
きるようになり、これにより挿入部先端を簡単な構造て
、大形化する事なく、内視鏡画像上の超音波走査ライン
が簡単かつ正確に把握でき、体腔壁病変の３次元的情報
を一目で把握て゛きるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の全体構成を示すフロック図である。 第２図は本実施例の超音波内視鏡の挿入先端部の詳細図
を兼ねた内視鏡画像上の超音波走査ラインを計算する原
理を説明する為の原理図である。 ４　対物レンズ部　　　１１　表示部 ５　超音波走査ヘッド　１４　位置計算回路部６　超音
波振動子　　　２１　距離測定手段８　受信回路部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音波走査ヘッドと、該超音波走査ヘッドによる超音波
   走査ラインを視野範囲に入れた観察光学系と、該超音波
   走査ヘッドから送信された超音波の被検査対象表面から
   の反響の到達時間から被検査対象表面までの距離を測定
   する距離測定手段と、該距離測定手段による距離測定値
   から内視鏡画像上の超音波走査ラインの位置を計算する
   位置計算手段と、内視鏡画像と超音波断層像を表示する
   表示手段とを有し、該内視鏡画像上に該位置計算手段か
   ら算出された超音波走査ラインの位置を表示する事を特
   徴とする超音波内視鏡装置。