JPH012632A - 経内視鏡的に挿入可能な超音波イメージングシステム - 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、超音波イメージングシステムに関するもので
あって、特に経内視鏡的に体腔内の超音波像を得るよう
にした超音波イメージングシステムに関するものである
。

（従来技術） 周知の如く、多種多様な超音波システムが医学診断目的
のために永年にわたって広く利用されている。これらの
超音波装置の１つとしてドツプラープローブがあり、こ
れは、体内に送信された超音波エネルギー及び反射信号
の周波数変化を検出して静脈や動脈の血流表示を行なう
ものである。

周波数変化であるドツプラー信号の特徴は、近傍にある
血管の有無を検出し、その血管が静脈か動脈かを明らか
にするものである。

近年、経内視鏡的に挿通可能な超音波ドツプラ−プロー
ブがシルバースティン等に□よって提案され米国特許第
４５８２０６７号に詳細に開示されている。経内視鏡的
に挿通可能なドツプラープローブは、一般的内視鏡の鉗
子チャンネルを通して挿入し、観察しながら診断すべき
体腔内壁に対して位置決めできる。そして、このシステ
ムは、ファーター氏乳頭を検査し致命的な出血を惹起す
る危険性のある血管の異常を見い出すのに有効であるこ
とが判っている。更に、このシステムは、上部消化管の
大量出血の原因となる腫瘍内の動脈位置確認のために経
内視鏡的止血治療実施の前後に用いられている。

他の通常、一般的に用いられている超音波システムでは
、皮下細胞を可視像化させるものである。

超音波イメージングの際、超音波トランスデユーサは、
通常、患者の皮膚に密着させてセットされ、超音波エネ
ルギーのパルスがトランスデユーサ経由して被検細胞に
送信する。細胞からの反射エコーは、周知のレンジゲー
トを行なうことによって深さ方向の位置を決定し、プロ
ーブが細胞を電気的にかつ機械的に走査するのに応じＣ
ＲＴデイスプレィの輝度変調を行なうために利用される
。プローブの走査によってＣＲＴの一方の軸を変調し、
他方の軸はレンジゲートによって変調される。このよう
にして、細胞の断面がＣＲＴ上に表示される。体内の器
官は、それを取り巻く細胞との音響的インピーダンスの
比較による相違として見ることが可能である。

超音波イメージングはまた静脈及び動脈の血流を映像化
する為にドツプラーの原理と結びつけられて来た。超音
波ドツプラ−イメージングでは、移動している血液から
の戻りエコーを表示する為に動かない細胞及び器官から
の戻りエコーは取り込まないか別途信号処理される。

細胞及び内部器官は体表近くにあるものであれば外部か
ら映像化出来るが、消化管壁はいくつかの理由で体外か
らは正確に抽出することは不可能である。第１に、消化
管壁はトランスジユーサーに対し近づいたり離れたりす
るので消化管の相対的に薄い壁を深さの対象として抽出
することは極端に難しい。更に、深部超音波イメージン
グは比較的低周波を用いなければ効果的でない。しかし
ながら消化管壁の有用な映像に要求される高い分解能は
より高い周波数の超音波を用いることが絶対的に必要で
ある。しかし、より高い周波数の超音波は体内で急激に
減衰してしまい検査しようとする消化管には到達しない
。体外からの超音波イメージングのもつ多くの問題点な
しに消化管壁の超音波像を得る為の試みが経内視鏡的に
それらの細胞を映像化することで行われて来た。体内超
音波イメージングは経皮的超音波イメージングや他のイ
メージング技術に優れる数々の長所を有している。体内
超音波イメージングでは、トランスデユーサ−を狙って
いる細胞にトランスデユーサを近づけることで侵速度の
問題はより小さくなる。

手前の腹壁及び他の邪魔になる器官類は貫通する必要が
ないからである。超音波の通過を妨げるもの、特に空気
が成る種の症例条件では経皮的超音波に極めて厳しい制
限を加える。侵達度の要求程度が減少することで、高い
分解能の映像を生み出す高周波の超音波の使用が可能に
なる。高い分解能の超音波は他の比較的特定ではない試
験をしないで済ますことで診断中に発生するイオンに曝
すケースを減少させ得る。超音波には生物学的な効果が
あるけれども、診断に使用するレベルは何ら重大な効果
を持たらないことが報告されている。

通常の内視鏡検査中に壁の構造に関する情報を得たいと
云うニーズは極めて大きい。この壁構造に関する情報は
内視鏡が体内に挿入されている間に次に行うべき診断及
び治療のガイドとして役立つであろう。体内超音波イメ
ージングが可能にするであろうより早期の診断は不適切
な治療でなく効果的適切な治療を方向づけることで患者
の治療に望ましい効果をもたらしてくれる。早期の、特
効的な、経済的で、非侵祭的な診断が可能なことは良く
知られるところである。例えば、セサイル腫瘍に浸潤を
受けている正確な範囲が特定できれば、穿孔することな
く経内視鏡的に切除し得る腫瘍が容易に決められよう。

その病巣が深部への浸潤がなく粘膜にあると仮定した場
合レーザー又は電気焼灼を施せるであろう。しかしなが
ら、もし超音波映像が腫瘍は近傍の構造にも拡がってい
ることを示しているならば姑息的治療が適切であろう。

体内超音波イメージングは特に成る種の共通の特徴を有
する疾患に適切である。例えば、消化器の壁にある疾患
、経内視鏡的にアプローチできる疾患、頻発性、瘤疾的
で現状では診断が容易でない疾患、及び遅過ぎた診断の
為に充分な治療がなされない疾患は全てもっとも適切な
候補者である。

体内超音波イメージングに依って効果的に診断し得る疾
患の１つにクローン炎症性腸疾患がある。

クローン病は小・大腸に影響を及ぼす消化管の廖疾的な
炎症である。その原因は未知である。それは最も頻繁に
出現する炎症性腸疾患の１つであり、他は粘膜潰瘍結腸
炎である。しかしながら、クローン病は腸壁の厚さ全部
にわたる病気（短壁病変）であるが、潰瘍性結腸炎は大
腸の粘膜に限られている。１００〜２００万の米国人が
炎症性腸疾患に罹っていると見積られており、この頻度
は増加している。新患の大部分は３０才前に診断されて
いる。クローン病は診断も治療も難しい。初診の患者に
は、病歴、身体検査、Ｓ状結腸内視鏡検査、バリウム浣
腸、小腸Ｘ線、大腸内視鏡検査、及び直腸生検が実施さ
れる。この評価をもってしても診断は不確実であるかも
知れない。症状及び合併症は種々様々である。

直腸及び大腸の壁を体内超音波イメージングで迅速に診
断が実行されれば早期の特定診断が行われよう。それら
の患者達の追跡に際し体内超音波イメージングはまた病
巣が近傍の組織にわたるものなのか膿腫を形成している
のかどうかを評定する為の重大なパラメータを供するか
も知れない。

悪性の胃病変、腺腫及びリンパ腫も含めて、ちまた体内
超音波イメージングで診断が可能かも知れない。上部消
化管の腫瘍は頻度が高く出現している。現在の所、消化
器内視鏡医は内視鏡検査で患者の上腹部の症状で潰瘍か
腫瘍かの評定を行っている。異常部位の目視検査の後生
検及びブラシに依る細胞診断が行われる。しかしながら
、内視鏡医が粘膜下の部分の評定をすることは不可能で
ある。麿があるケースでも生検を行ってもしばしばその
瘤全体から正常な粘膜表面を取り出すだけのことかある
。例え癌の疑いがあっても内視鏡医はどの程度腫瘍が拡
がっているのか評価することが出来ない。体内超音波イ
メージングは内視鏡診断中に日常的に使用することが可
能であろう。異常部位が発見されたならば超音波プロー
ブは壁の下側にある層の性状を特定できるであろう。こ
ういった質問例えば集団があるかどうか、その集団は異
常な厚みを持っていないかどうか、胃に隣接した異常な
リンパ節はあるかどうか、或いはその他の診断上の特徴
を有しているかどうかへの回答を与えてくれる。このよ
うな情報が早期診断を可能にし、正しい治療を促進させ
、不必要な治療の介在を避けるのに役立つ。体内超音波
イメージングはまた食道癌にも適用可能であろう。食道
の腫瘍何年にもわたって臨床医に重大な問題を課して来
ている。癌の症状を示す患者がいても、その腫瘍は外科
的に切除するには拡がり過ぎていることがま＼あるから
である。食道癌の高々３９％が切除可能であると考えら
れており５年間生存率は約５〜１０％に過ぎないと云う
のが結論である。体内超音波イメージングに依り内視鏡
医は疑わしい部位を評定することが可能となり、その映
像が癌そのものの粘膜の厚みを診断で明らかにするであ
ろう。癌であると明らかになったものが粘膜中間層にま
で拡がっているかどうか、その場合の患者は手術不可能
となろうが、を評価決定することが出来る。体内超音波
イメージングはまた、悪性に至らない状況の食道、例え
ばパレットの上皮細胞を有する患者には治療が可能であ
る早期腺癌の発見ができるので特に有効であろう。大腸
及び直腸の腫瘍は西半球で最も一般的な内臓腫瘍の１つ
である。大腸及び直腸癌の症例は過去数年にわたって増
加して来ておりこれらの腫瘍は米国に於ける三大腫瘍に
現在ではなっている。米国に於て男性、女性の両方で新
しく癌であると診断される全てのケースの約１５％が大
腸及び直腸癌となっている。

これらの病巣の早期発見における重大な進歩が血便検診
及びＳ状結腸内視鏡検査、大腸内視鏡検査によりなされ
ている。しかしながら、ＣＴスキャン及び他の方法にも
拘らず、手術前に大腸及び直腸癌を層別することは通常
は困難である。しかし患者を管理する上で層別すること
は非常に重要になって来る。腫瘍の広がりは術前の放射
線治療が適切であるかどうかを決めることになろう。体
内超音波イメージングは層別を行うに利用可能であろう
。

最終的には、多くの患者を苦しめている病気の多くが動
作特性に関係すると考えられており消化管の動作特性に
対する関心が深まって来ている。

それらの病変には食道痙彎、噴門痙ｇＪｉ症、胃の異常
排出、腸の機能疾患、及び他の動作特性の機能不全が含
まれている。

内視鏡を経由して体内超音波イメージングをしようとす
る試みがリニアアレー、フェーズドアレー、及び機械的
セクタースキャナーを用いてなされて来ている。久永に
依り“新しい経消化管スキャナー付の両鏡”が１９７８
ＡＩ［ＪＭの学会報に述べられている。機械的セクター
スキャナー内視鏡は特別に設計された側視の両鏡でワイ
アの先端部にトランスデユーサーが組込まれている。ト
ランスデユーサーは横方向のビームパターンを有してお
り内視鏡の軸方向に外部よりワイアを回転させてトラン
スデユーサ−を回転させる。ポテンショメーターがワイ
アに接続されておりトランスデユーサ−の角度位置及び
ビームアングルに関する電気信号を発生するようになっ
ている。トランスデユーサ−は従来のドツプラーイメー
ジシステムに接続して消化管壁のセクターイメージを得
ることが可能かも知れない。この装置は消化管壁の映像
を作り出せる一方で、内在せる沢山の短所を示している
。これらの短所の多くは内視鏡と超音波プローブの組合
せに依る統合性から生じている。

相対的に安価であり、一般的に使用される目的で設計さ
れている内視鏡が超音波プローブを組込む為に特別の設
計をすることになる。その結果、従来の内視鏡よりも事
実上ずっと高価なものになってしまう。更に、超音波内
視鏡は精巧なものであり、もし内視鏡の光学系或は超音
波システムに損傷が生じた場合、装置そのものが高額の
修理を受けなければならない。専用内視鏡に内在する比
較的高い経費の為に内視鏡と超音波システムの数々の組
合せが阻まれている。

専用内視鏡に関するもう一つの問題は潜在的に異常な細
胞が見つかった時にその細胞を超音波で調べるのに専用
内視鏡を再度挿入する為従来の内視鏡を引き抜かねばな
らないことである。更にもう１つの問題点は久永の論文
に述べられている機械的走査は側方視の内視鏡が必要と
なることである。前方視の内視鏡に回転するトランスデ
ユーサを取付けることは内視鏡の外径がライトガイド、
イメージガイド、をトランスデユーサ−の機構部に沿っ
て組込める程の大きさがないが為に不可能であることで
ある。この理由の為に、トランスデユーサは内視鏡の先
端に位置し、内視鏡は側視タイプにならざるを得ない。

この欠点は前方視の内視鏡は内視鏡医にとってはずっと
手馴れたものでありずっと使い易いということで極めて
重大モある。側視内視鏡に於て内視鏡の先端部に近い像
が見えなくなることがある。最後にワイア及びトランス
デユーサ−を回転させることでジャイロ効果が発生し内
視鏡をコントロールすることが困難になる。

他の経内視鏡的に挿入出可能な超音波プローブを利用し
たシステムはトランスデユーサにリニアアレーを用いて
いる。このシステムでは、トランスデユーサ−のエレメ
ントは内視鏡の片方の壁に沿って内視鏡の先端部か先端
部から少し離れて軸方向に細長く配置されており、その
結果内視鏡を折返えしアレーの近傍にある細胞を見るこ
とが可能である。アレー〇エレメントはトランスデユー
サに接触している細胞の映像を順次にか或いはフェーズ
ドアレイ技術と組合せて得ることに利用される。トラン
スデユーサ−エレメントのアレーを使用すればトランス
デユーサ−を回転させることで生じるジャイロ効果の問
題は無くなるがそれはそれが独自の内在せる問題を抱え
ている。長いアレーを用いることでトランスデユーサ−
は比較的硬くなり、成る領域例えば食道や十二指腸への
挿入が難しくなる。

更に、リニアアレーが内視鏡の先端部近くに配置される
と超音波トランスデユーザーアレーに接触している対象
となる細胞を観察することが難し゛くなることがある。

その上、複数のトランスデユーサ−エレメントは内視鏡
内部を通す多数の接点を必要とし、その結果太い径の内
視鏡となり患者に苦痛を与えることになる。最後にもし
リニアアレーを組込んだ内視鏡は専用器具であり、それ
に付随した特性はトランスデユーサ−回転内視鏡と同じ
である。

更にもう１つの経内視鏡的に挿入出可能な超音波スキャ
ナーの種類にフェーズドアレートランスデユーサ−があ
る。このトランスデユーサ−では一連のエレメントがお
互に平行になっていて、発信された超音波信号を各々の
エレメントに関連した受信信号の遅れ位相を利用してい
る。その遅れ信号に依り超音波ビームの制御を行いその
ビームをアーク状に速いレートで動かしている。フェー
ズドアレー超音波イメージングは主として経食道的心臓
鏡として食道壁を経由して心臓のイメージ得る為に使用
されて来ている。フェーズドアレープローブの広角はこ
の応用には理想的である。何故なら心臓及びその比較的
大きな血管を出来るだけ多く見ることが最も重要である
からである。広視界のフェーズドアレー超音波イメージ
ングは隔壁の検査に用いるのには不適切である。

内視鏡超音波イメージングには超音波プローブは極めて
細くかつ必要な電気的特性を有していることが要求され
る。更に、プローブ近傍に位置する細胞の高い分解能を
有する映像が必要であるので、プローブの設計は非常に
重要である。かつては、ピエゾ効果物質から作られる円
板状の超音波プローブは表裏メツキされて使われていた
。超音波１占号はトランスデユーサ−の表面及び裏面に
接続された接点に対し超音波信号を送りそこから超音波
信号を受は取っている。しかしながら、それらのトラン
スデユーサーの径が小さいが為に、接続ワイアを半田付
する部分か又はトランスデユーサ−表面のメツキ部分に
導電性エポキシで接合することでトランスデユーサ表面
の大部分の有効面が占有されてしまうかも知れない。ま
たエポキシ、或いは半田付箇所並びにワイアーが大きな
端数の波長をその表面から発生させ得るかも知れず、そ
の結果放射パターンが変わって来る。半田、エポキシ、
或いはワイアの突出はまた１波長もしくはＡ波長の組合
せ層の使用を不可能にするかも知れない。それは突出構
造はトランスデユーサ−の動作表面に組合せ層が完全に
接触するのを妨げるからである。トランスデユーサ表面
にワイアを接続する上でのもう一つの問題はそのような
接続が完全な直接ワイアリングの為にＰＣＢを使用でき
ないことである。上記のワイアをトランスデユーサ−の
表面の動作部に接続するという問題を除去する為に、裏
面にのみ接続するトランスデユーサ−が開発された。こ
れらの裏面接続トランスデユーサ−では、ディスク裏面
の導電性メツキは２つの半円形の領域に分割されており
ワイアはこれら半円形の領域の各々に接続されている。

重要なことは、トランスデユーサー表面の動作部にはワ
イアは全熱接続されていないことである。このプライア
アートトランスデコーサーは容量的に超音波信号をピエ
ゾ効果円板を通して表面の動作部とカップリングするこ
とで動作する。通常の方法で分極した（即ち、円板全体
を同一方向に分極する）円板に対し各のピエゾ円板は収
斂しもう半分のピエゾ円板は拡張する。この動作様式は
トランスデユーサ−全体が収斂するか拡張するかのどち
らかの動作様式を有する通常のものとはっきりとした相
違となっている。その結果、トランスデユーサ−の半分
が残りの半分から発生する波長と１８０゜位相の異なっ
た波長を発生する。そして、このトランスデユーサ−は
１ビームパターンの代りに２つの主ビームパターンを作
り出し超音波イメージングに望ましいものとなっている
。

（発明が解決しようとする課題） 以上に述べたように、これまでの超音波イメージングシ
ステムは、一長一短があり、本発明は、以下に述べるこ
とを目的として開発された経内視鏡的診断可能な超音波
イメージングシステムを提供し、これまでの課題を解決
しようとするものである。

先ず、この発明の主目的は、実質的にどんな内視鏡にも
使用できる超音波プローブを提供するものである。そし
て、更なる目的として、プローブのトランスデユーサの
位置と方向とが内視鏡を用いて容易に見ることの可能な
経内視鏡的に挿入可能な超音波イメージングシステムを
提供することにある。また、本発明の目的は、内視鏡の
操伽に何ら影響を及ぼさないで内視鏡を介して挿通可能
な超音波イメージングシステムを提供することにある。

更に、本発明の目的は、一つの超音波ビームを発生する
トランスデユーサ表面の発振に何ら接続のない超音波プ
ローブを提供することにある。

更に、そのトランスデユーサ表面には接続しないで超音
波を発生させ２つの異なった距離範囲にフォーカスする
超音波ビームを発生する超音波トランスデユーサを提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、以上に述べた目的に基づき、内視鏡の鉗子チ
ャンネルに挿通可能な外径を有するカテーテルと、この
カテーテルの先端部に取付けられ上記鉗子チャンネルに
挿通可能な外径を有し、横方向に指向するビームパター
ンを有する超音波プローブと、上記内視鏡に関して上記
カテーテルの位置を指示する超音波プローブの位置信号
を発生するために上記内視鏡とカテーテルの間を結合す
る位置計測手段と、上記カテーテル内に配装された導線
により上記超音波プローブに接続され、音響信号を発生
するために上記超音波プローブに印加する超音波信号を
発生すると共に、被診断部位から上記超音波プローブに
反射する超音波音響信号に対応する上記超音波プローブ
からの超音波信号を受信するイメージング手段であって
上記受信した超音波信号及び上記位置計測手段からの位
置信号に基づき超音波像を発生させるイメージング手段
とからなる経内視鏡的に挿入可能な超音波イメージング
システムを提供する。

（作　用） 上記経内視鏡的に挿入可能な超音波イメージングシステ
ムは、内視鏡によって超音波診断を必要とする部位を見
定め、その内視鏡に設けられた鉗子チャンネルを介して
超音波プローブを挿入し必要な超音波像を得ることがで
きるものである。

（実施例） 以下、この発明による経内視鏡的に挿入可能な超音波イ
メージングシステムを添付図面に示した実施例に基づき
詳細に説明する。

経内視鏡的に挿通可能な超音波イメージングシステムは
、第１図に示されている。本発明によるイメージングシ
ステムは身体の広い範囲にわたって診断するために用い
られるものであるが、第１図には食道の内壁にある静脈
瘤を診断しているところを示す。また、同図において、
−船釣な内視鏡２は、照明窓３、観察窓４及び鉗子チャ
ンネル５を備えている。カテーテル６は、鉗子チャンネ
ル５を通して延出され、その先端に超音波トランスデユ
ーサ８が装着されている。上記トランスデユーサ８は、
食道静脈瘤に接触して置かれ、高周波信号は、超音波ビ
ームを発生させるために上記トランスデユーサ８に供給
され、超音波ビームは、トランスデユーサ８に食道内壁
から反射され、反射された超音波エネルギから電気信号
に変換される。トランスデユーサ８は、１乃至２つのモ
ードに食道静脈瘤を横切って走査される。軸方向走査モ
ードにおいて、トランスデユーサ８は、鉗子チャンネル
５の内外に勅かされるカテーテル６の軸方向に沿って動
かされる。半径方向走査モードにおいて、カテーテル６
は、半径方向パターンに走査するためにトランスデユー
サ８を前後方向に回転する。超音波像は、トランスデユ
ーサが一つの軸および他の軸あるいは移動に沿って動か
されて、そこから反射される超音波を表示することによ
って形成される。

超音波プローブの軸方向位置を計測するための位置検出
トランスデユーサの一実施例は、第２図に図示されてい
る。位置検出トランスデユーサ１０は、内視鏡２の鉗子
チャンネル挿入口１２の近傍に装着されている。従前よ
り知られている接眼部１６は内視鏡本体１８を通して光
学的に観察ができることを可能としている。位置検出ト
ランスデユーサ１０は、周知のルアーロックアセンブリ
３０によって鉗子チャンネル挿入口１２の近傍に装着さ
れる。上記カテーテル６は、管状ボス３２内の貫通孔を
通して鉗子チャンネル挿入口から延出している。上記ボ
ス３２には摘みネジ３４を螺合装着されている。この摘
みネジ３４は、その先端が上記管状ボス３２の貫通孔内
のカテーテル６に弾力的に係合するように回転傑作され
る。

上記管状ボス３２は、ポテンショメータ３６のワイパー
アーム上に装着されている。上記ポテンショメータ３６
は、ワイパーアームが直線的に位置移動しリード３８間
の抵抗値を変える周知のものである。

操作に際して、カテーテル６は超音波プローブが適当位
置にあるように内視鏡２の接眼部６を通して観察するこ
とによって確かめつつ軸方向に動かされる。この操作の
間、摘みネジ３４は、カテーテル６から係合解除される
。ポテンショメーク３６の出力は一定に保持される。結
果として、カテーテル６の軸方向の大きな運動は、位置
検出トランスデユーサ３６の出力の変化なしに行なわれ
る。超音波プローブが適当位置にあることが内視鏡２の
接眼部１６を通して確認したときに、摘みネジ３４は、
カテーテル６に係合するように回動操作される。その後
、カテーテル６の軸方向の運動は、ポテンショメータ３
６のワイパーアームの動きを伴なうものである。その結
果として、＋Ｊ−ド３８間の抵抗は超音波プローブの軸
方向位置に応じて直線もしくは他の関数をもって変化す
る。

上記超音波プローブは、検査される患部を横切って軸方
向に動かされる。そして、プローブ直下の患部よりの超
音波プローブから戻る超音波はＣＲＴデイスプレィ上に
水平に表示する。ポテンショメータ３６の出力は、ＣＲ
Ｔデイスプレィの垂直軸を変調する。ＣＲＴデイスプレ
ィは、水平軸に患部の深さの像を表示し、そして垂直軸
に超音波プローブの位置を表示する。

第３図乃至第５図は、超音波プローブの位置検出トラン
スデユーサの他の実施例を示す。第３図乃至第５図の実
施例は、第２図に示した実施例に比較して、カテーテル
６が位置計測トランスデユーサに着脱自在に固定される
点に相違がある。すなわち、第３図乃至第５図に示した
実施例においては、リニアポテンショメータ３６が周知
のルアーロックコネクタ３０を通して内視鏡２の鉗子チ
ャンネル挿入口に装着される。そのコネクタ組立体４０
は、ポテンショメータ３６のワイパーアーム４２に装着
される。ローレット付きノブ４４は、第５Ａ図、第５Ｃ
図に示すセットネジ４６の如き周知手段によってカテー
テル６に固定装着されている。ノブ４４は、カテーテル
６を回転させるために手動操作されるものであり、その
操作は、内視鏡１４の接眼部１６を介しての観察下に適
当位置に超音波プローブを位置決めするために行なわれ
る。第４図及び第５図に示すように、コネクク組立体４
０コネクタ本体５０を含み、このコネクタ本体５０は、
ポテンショメータ３６のワイパーアーム４２を受容する
ための円筒状の凹部５２を有する。コネクター本体５０
は、更に、カテーテル６を挿通ずる貫通孔５４及びスト
ップ部材を受は入れるための大きな階段状貫通孔５６を
有する。

ラッチ片６０は切欠６２を有し、ネジ６２やナツト６４
等によってコネクタ本体５０に回動自在に取り付けられ
ている。

第５Ａ図及び第５Ｂ図に図示したように円柱状のストッ
プ部材７０はセットネジ７２等の周知手段によってカテ
ーテル６上に固装されている。第４Ｃ図に示すようにラ
ッチ片６０が開放されているときに、カテーテル６は円
筒状の階段状貫通孔５６内にストップ部材７０を位置さ
せるために軸方向に動かされる。ラッチ片６０は、第４
Ｄ図に示すように閉成される。これによってストップ部
材７０は、貫通孔５６内に取り込み保持される。

その結果として、カテーテル６の軸方向の移動は、コネ
クタ組立体４０を動かし、ポテンショメータ３６のワイ
パーアーム４２をも動かす。それによってリード３８間
の抵抗は、カテーテル６に装着された超音波プローブの
軸方向位置に対応して変化する。カテーテル６はコネク
タ組立体４０によってポテンショメータ３６に固定され
ている。カテーテル６はローレット付きノブ４４を手動
操作によって回転される。その結果として、トランスデ
ユーサ本体の回転位置は、検査される患部の表面の角度
を変えることになる。

以上に述べたように、位置検出トランスデユーサはカテ
ーテル６に固定されること、カテーテル６が位置検出ト
ランスデユーサから非係合になされ得ることが重要であ
る。操作に際して、内視鏡２は患者の体腔内へ挿入し、
検査すべき患部近くに内視鏡の先端を誘導し、鉗子チャ
ンネルを通して超音波プローブを送り込み操作する。位
置検出トランスデユーサが連続的にカテーテル６に係合
しているならば、位置検出トランスデユーサの全スケー
ルは、内視鏡２内に挿入されている有効長を充分にカバ
ーできるようにしなければならない。

１インチの如（相対的に短距離の超音波プローブの軸方
向移動は、位置検出トランスデユーサから全スケールの
相対的なわずかの割合での動きとしてのみ発生させる。

従って、位置検出トランスデユーサの感度には、限界を
与えてしまう。これに対して、カテーテル６を係合及び
非係合状態に位置検出トランスデユーサに対して選択的
であるようにすることによって位置検出トランスデユー
サの感度を最大にすることができる。位置検出トランス
デユーサの全スケールは、超音波プローブの、例えば１
インチの相対的なわずかな移動をカバーできるようにす
ることができる。第２図乃至第５図に示された実施例で
は直線的なポテンショメータを用いているが、光学的エ
ンコーダ等の他の装置を用いても良いものである。第２
図乃至第５図の実施例は、超音波プローブが装着されて
いるカテーテルの軸方向の移動を測定する位置検出トラ
ンスデユーサが用いられている。そして、この実施例に
おいて、超音波像は、検査されるべき患部に沿って軸方
向に超音波プローブを走査することによって発生させら
れる。第１図を参照して説明したように、超音波像はカ
テーテルを回転させることによって超音波プローブの回
転位置を変えて発生させることもできることが理解でき
るでしょう。

次に、回転位置センサの他の実施例を第６図に示す。第
２図乃至第５図に図示しているリニア位置検出トランス
デユーサのように、第６図に示す回転位置センサは、超
音波プローブが内視鏡の鉗子チャンネルを通して挿入さ
れている際にカテーテル６から非係合になされている。

回転位置トランスデユーサ８０はハウジング８２を含む
、。このハウジング８２は、コネクタ機構によって担持
されている。コネクタ機構８４は、位置センサを第２図
乃至第５図の実施例と同様に内視鏡２に装着するもので
ある。コネクタ機構８４は、ローレット付きノブ８６を
回転することによって内視鏡１４の鉗子チャンネルの挿
入口１２近くに螺合される。ノブ８６は、ハウジング８
２に関して回転される。コネクタ機構８４は、挿入口１
２内に螺装される。そして、それは、ロックレバ−８８
を作動することによって回転させられることに対してロ
ックする。ロックレバ−８８によって作動されるロック
機構は以下に述べたように構成されている。回転位置ト
ランスデユーサ８０は、ハウジング８２に装着されたポ
テンショメータ９０を有する。そのポテンショメータは
、カテーテル６を通す貫通孔を有する。周知の如き環状
の抵抗器９４は、ハウジング８２内に貫通孔９２を通し
て同心的に設けられている。ワイパー接触子９６は、ポ
テンショメータ９０によって担持され、かつ抵抗器９４
に接触されているワイパー接触子９６は、電気的に摺動
子９８に接続されている、つまり、摺動リング１００に
電気的に接触させられている。摺動リング１００は、電
気的端子１０２に接続されている。他の電気的端子１０
４．１０８は抵抗器９４の反対端に接続されている。か
くして、端子１０２と端子１０４．１０８との間の抵抗
はポテンショメータ９０の回転位置によって変化する。

ポテンショメータ９０は、ローレット付きノブ１１２で
終わる軸方向に延びる部分１１０を有する。ノブ１１２
は、ポテンショメータ９０とカテーテル６の両者を回転
するために回転操作される。

ノブ１１２は部分的な螺子をもつ貫通孔１１４を有する
。螺子付き貫通孔１１４は、ノブ１１８によって回転さ
れる圧縮ネジ１１６を受は入れる。

上記圧縮ネジ１１６はノブ１１２に関して回転されると
きに、ノブ１１２はネジに対して半径方向の力が加えら
れ、ノブ１１２によってカテーテル６に対して力を与え
ロックする。ネジ１１６は、ノブ１１２のネジ付き貫通
孔１１４内にネジ込まれる際に、ポテンショメータ９０
は、カテーテル６と共に回転する。なお、カテーテル６
の軸方向移動は阻止されている。ネジ１１６がノブ１１
２から離れる方向に回転されるとき、カテーテル６はト
ランスデユーサ８０に関して軸方向に移動及び回転が許
容される。

ロックレバ−８８によって動作されるロック機構は、第
６Ａ図、第６Ｂ図、第６Ｃ図、及び第６Ｄ図に示されて
いる。作動、レバー８８は、その端部間に接続されたノ
ブ１２２を有する環状部材１２０に接続されている。弾
力的制動部材１２４はポテンショメータ本体９０の内に
配設されている。作動レバー８８は環状部材１２０の一
端から引き出され、回転操作される。それによってポテ
ンショメーク本体９０に対して制動部材１２４に力を付
与するようにノブ１２２を動かし、ハウジング８２に関
してコネクタ８４の回転を阻止する。

第７図は、カテーテルの軸方向位置を表示する電気信号
を発生するための位置検出トランスデユーサの他の実施
例を示す。特別に設計されたカテーテル１３０は、抵抗
物質がコーティングされている。抵抗物質膜の一端は、
それぞれ導線１３２．１３４に接続されている。この導
線１３２．１３４は超音波トランスデユーサに接続され
た多重導線１３６に沿ってカテーテル１３０の一端から
延出されている。接触ワイパー１３８は鉗子チャンネル
の挿入口近くで内視鏡２に固定された取り付はブロック
１４０から延びている。カテーテル１３０上の抵抗コー
ティング１３１とワイパー１３８とによってポテンショ
メータを構成し、カテーテル１３０の軸方向移動を導線
１３２．１３４の各々とワイパー１３８との間の抵抗値
によって表示する。カテーテル１３０に抵抗物質をコー
ティングするに代えて、カテーテルの長さ方向に沿って
その外側に抵抗物質の薄帯を貼り付けても良いものであ
る。

第２図乃至第７図に示された位置検出トランスデユーサ
は、超音波トランスデユーサの手動走査するものに関し
てである。しかしながら、トランスデユーサの自動的走
査もまた可能である。自動走査は内視鏡操作者の両手を
解放するものである。

例えばフートスイッチによってプローブを軸方向あるい
は回転方向に移動させることができる。軸方向走査が行
なわれる際、プローブは、フートスイッチの動作によっ
て進出するよりもむしろ引き込まれる方向にした方が好
ましい。

第８図は、プローブを軸方向に自動的に走査するための
機構を示す一実施例を示す。第８図は、液圧あるいは空
気圧を利用して内視鏡２の鉗子チャンネル内にカテーテ
ルを挿通させる例を示す。

駆動モータ１５０は、ピストンロッド１５４とクランク
１５６を介してピストン１５２を駆動する。

ピストン１５２は、液体または気体を充填したシリンダ
ー１５８内にｉ！されている。モーク１５０が回転する
ことによって、ピストン１５２はシリンダー１５８内で
移動させられ、それによって流体１６０を連結チューブ
１６２内に給送する。連結チューブ１６２は、内視鏡２
の鉗子チャンネル挿入口１２に装着された駆動シリンダ
ー１６４に連結されている。駆動ピストン１６６は、駆
動シリンダー１６４内に配装されかつ、カテーテル６に
固定されている。流体１６０が連結チューブ１６２内に
給排送されたときに駆動ピストン１６６は、シリンダー
１６４内で前進後退させられる。それによって、カテー
テル６は鉗子チャンネル内に挿通移動させられる。

カテーテル６は、軸方向位置検出トランスデユーサ１７
０を通してシリンダー１６４の端部から延出されている
。軸方向位置検出トランステ５−サ１７０は、ハウジン
グ１７２を含む。このハウジング１７２は、一対の導線
１７６．１７８の間で、内壁にコーティングされた抵抗
物質１７４の薄膜を有する。導体ワイパー１８０は、カ
テーテル６上に装着され、導線１８２に接続されている
。

導線１８２と導線１７６．１７８との間の抵抗は、カテ
ーテル６の軸方向位置を表示する。好ましくは、駆動モ
ータ１５０がステップモータであることが望ましい。上
記駆動モータ１５０は、図示せぬフートスイッチを踏む
ことによって起動される。

そして駆動モータ１５０がピストン１５２を流体を引き
出す方向に動かしたとき、駆動ピストン１６６は右方向
に移動する。トランスデユーサの位置は、導線１８２と
導線１７６．１７８との間の抵抗値によって計測される
。

第９図にて、超音波トランスデユーサ１９０は、トラン
スデユーサ支持体１９２に装着されている。

トランスデユーサ支持体１９２の基端は、点１９６にて
カテーテル１９４の内壁に弾力的に係合している。チュ
ーブ１９８は、トランスデユーサ支持体１９２を通して
配装されている。カテーテル１９４は、シリンダーとし
て、そしてトランスデユーサ支持体１９２は、ピストン
として作用する。流体がチューブ１９８を介して排出さ
れたときにトランスデユーサ支持体１９２は左方向へ移
動し、またチューブ１９８の外側に流体が圧送されたと
きにトランスデユーサ支持体１９２は右方向へ移動する
。導線２０２．２０４はカテーテル１９４通し、トラン
スデユーサ支持体１９２を更に通しトランスデユーサ１
９０に接続されている。

第９Ｂ図に示すように、カテーテル１９４は、トランス
デユーサ１９０の配装位置に対応して音響窓２０８が細
長く形成されている。トランスデユーサ１９０は、音響
窓２０８の直下にて前進後退移動する。第９図に示され
た走査機構は、カテーテル自体を軸方向に移動させるよ
りも円滑にかつ迅速に走査できる。

第９図に示された走査機構は、第１０図に示された機構
によって作動させられる。カテーテル１９４は、ハウジ
ング２１０を通して延出されている。このハウジング２
１０は、チューブ１９８内に流体を給送する可撓性のバ
ッグ２１２が配装されている。カテーテル１９４の一端
はシリンダとして形成され、その内には連結機構２１８
を介し作動リンク２１６によって駆動されるピストン２
１４が嵌装されている。作動リンク２１６は第８図に示
すような駆動モータや流体アクチュエータによって駆動
される。ピストン２１４が左側に移動することによって
、カテーテル１９４を通して流体を送り込むことによっ
て第９図にてトランスデユーサ支持体１９２を右方向へ
移動させる。

ピストン２１４の位置は、トランスデユーサ支持体１９
２の位置であって位置検出トランスデユーサによって計
測される。

超音波プローブを経内視鏡的に挿通可能なカテーテル６
は、第１１図及び第１２図に示されている。カテーテル
の壁２３０は液密で、可撓性があり内視鏡２の挿入部と
同種の材質にて形成されている。カテーテル６は要求さ
れた硬さなりを得るために、螺旋状に巻かれた補強用の
巻線２３２．２３４が相互に９０°の角度をもってカテ
ーテル６の外周に巻き付けられている。第１２図に示す
ように、カテーテル６は中空であり、超音波プローブよ
りの２対の導線２３５．２３６及び２３７、２３８を挿
通可能としている。

第１３Ａ図乃至第１３Ｄ図は、超音波プローブ２４０の
一実施例を示す。超音波プローブ２４０は、三素子から
なり、二つの異なる深さ範囲にフォーカスができる。超
音波プローブ本体２４２は、カテーテル２４０の一端に
装着されている。プローブ本体２４２は、一対の凹み２
４４．２４６を有し、これら凹み２４４．２４６は分離
した面を有し、凹み２４４の半径は、凹み２４６の半径
よりも大きく形成されている。プローブ本体２４２の反
対側の面には円筒状の凹Ｂ２４８が形成され、その中に
、超音波トランスデユーサ２５０が配設されている。超
音波トランスデユーサ２５０は、第１２図に示す導線２
３６乃至２３８によって超音波イメージングシステムに
接続されている。凹部２４８は、キャップ４５２によっ
て封印される。

超音波プローブ本体２４２は射出成形によってエポキシ
等のプラスチック材によって形成されている。カテーテ
ル６は、プローブ本体２４２に接合されているものであ
り、プラスチック材によって形成されている。導線２３
６．２３８は、超音波トランスデユーサ２５０の適切な
位置に接続されている。トランスデユーサ２５０のエネ
ルギーロスを最小にするためにバックキャップ４５２に
よってシールされている。

以上に述べたように、超音波トランスデユーサ２５０へ
の接続は、後面のみにする。第１４Ａ図に示すように、
−船釣な“裏面接続のみ”のトランスデユーサは、薄く
、ピエゾ素子からなる環状円盤２５２が用いられる。通
常、円盤２５２はピエゾ素子の大きなものから切り出さ
れる。円盤２６０も同時に作り出される。円盤２５２の
前面はプレート２５４を有し、円盤２５２の裏面は、２
つの半環状のプレート２５５．２５６を有する。

それぞれの導線２５７．２５８は、プレート２５５．２
５６に接続されている。

第１４Ａ図に示された従来例の圧電素子円盤２５２は、
同一方向に偏向されている。前面上の環状プレート２５
４は、導線２５７．２５８を介して供給される信号と容
里的に結合される。駆動信号の半分は、１つの半環状プ
レート２５５と前面プレート２５４との間で損失される
。そして駆動信号の他の半分は、プレート２５４とプレ
ート２５６との間で損失される。信号は、プレート２５
４とプレート２５６との間に流れる電流の方向に反する
方向にプレートとプレート２５４の間に流れる。圧電素
子円盤２５２の半分は収縮し、一方性の半分は伸長され
る。この２つの作動の下に１８０°位相の異なる超音波
を放射する。それによって、２つの主ビームパターンが
発生される。

これら２つの主ビームパターンは、超音波イメージング
のために望ましいものである。

第１４Ｂ図は“裏面のみ接続”のトランスデユーサを示
し、圧電円盤２５２′の部分的方向性によって形成され
る単一ビムを発生する。この技術によれば、前面プレー
ト２５４と半環状の裏面プレート２５５との間の円盤２
５２′は、前面プレー）２５４とプレート２５６との間
の円盤２５２′における極性と異なる方向の極性が与え
られる。

この再分極は、トランスデユーサの両半分にて行なわれ
、電気的極性は円盤の各半分にて行なわれる。本発明に
よる裏面接続タイプは、２つの異なるフォーカス範囲を
もつ単一素子超音波トランスデユーサ、２素子超音波ト
ランスデユーサとして製造される。

第１５Ａ図及び第１５Ｂ図は、三素子超音波トランスデ
ユーサ２５０の一実施例を示す。超音波トランスデユー
サ２５０′は、単一あるいは復改の素子からなる。トラ
ンスデユーサ２５０′は、薄く圧電素子によるディスク
２６０によって形成される。感光技術を利用することに
よってエツチングパターンは、ディスク２６０の各面を
デイポジットする。ディスクの前面で、有効面は金属の
プレート２６２によってコーティングされている。

裏面のエツチングパターンは一対の外側電極２６４．２
６６と一対の内側電極２６８．２７０を含むものである
。環状電極２６４．２６６と電極２６８．２７０は、相
互に共通の径線２７２によって分離されている。

トランスデユーサ２５０は、前面と銀もしくは金の如き
金属による裏面とのプレートによって形成されている。

プレートは周知のホトエツチングによって形成される。

導線２３６．２３８間への高周波信号の供給は圧電効果
によっての振動をディスク２６０に惹起させる。相対的
に細い超音波ビームを発生させ浅いところにフォーカス
させるために、信号は導線２３５と２３６との間のみに
供給される。巾広く、深い位置にフォーカスできる超音
波ビームを発生させるために、高周波信号が導線２３７
．２３８間に供給される。圧電効果ディスク２６０は、
単一の超音波ビームを発生させるためにトランスデユー
サ２５０′の再分極がなされねばならない。ディスク２
６０は、次のようにして直流電源に接続されることによ
って再分極される。上記直流電源は、（＋）極が裏面の
電極２３５−２３８に接続され、（−）極が前面プレー
ト２６２に接続されている、ディスク２６０は１００℃
に熱せられた油の中に浮かべられ、電圧は６００ボルト
に調節される。その後、１時間経過後、ディスクは取り
出され１５分間、冷却される。１５分後導線は電源から
外される。その導線の＋、−極を逆にして直流電源に接
続し、上述した工程を繰り返して行なう。

第１６Ａ図及び第１６Ｂ図は、超音波ビームのフォーカ
スについて説明するものである。第１６Ａ図において、
凹部２４４と２４６の曲率の半径によって圧電効果トラ
ンスデユーサ２５０により発せられた超音波ビームのフ
ォーカスが制御される。曲率は、種々の深さにフォーカ
スされるように選択される。第１５Ａ図に示す内側部分
２６８．２７０が励起されたとき、超音波ビームは凹部
２４６の曲率の小さい効果によってトランスデユーサ２
５０に比較的近い範囲にフォーカスされる。

そして第１５Ａ図に示す外側部分２６４．２６６が励起
されたときには凹部２４４によってトランスデユーサ２
５０から離れた範囲にフォーカスされる。

凹部２４４．２４６は周知の例えば水あるいは超音波ゲ
ルの如きインピーダンス整合部材によって充満される。

しかしながら、第１６Ｂ図に示すように、凹部２４４．
２４６は、シリコンゴムの如き他の材料２７６によって
充満される。このような材料を用いることは、フォーカ
ス距離伝播スピードを変え得る材料２７６の外表面の曲
率２７８は、付加的にフォーカス動作を与える。第１６
Ｂ図に示す曲率２７８は単一であるが、異なる２つ以上
にすることもできる。凸面をもつ材料２７６を用いるこ
とは、体腔内壁に対して音響的接触に有利である。

超音波プローブ２４０は、また、第１７Ａ図及び第１７
Ｂ図に示すように単一素子であっても良い。第１７Ａ図
及び第１７Ｂ図に示す超音波トランスデユーサ２５０′
は単一の曲率の凹部２４４′を有する。また２７６′は
、第１６Ｂ図の２７６で示した材料と同一のものである
。

以上、第１３図、第１６図、第１７図に示した超音波プ
ローブは裏面接続型をもって示したが、周知の形態のも
のでも良い。

以上に述べたように、超音波プローブは、Ｂ−モード像
を表示するために用いられる超音波イメージングシステ
ムに接続される。

第１８図及び第１９図は、超音波イメージングシステム
の一実施例を示す。第１８図を参照するに、超音波トラ
ンスデユーサ２５０の第１５Ａ図に示す内側電極２６８
．２７０及び外側電極２６４．２６６の各々は、周知の
インピーダンス整合回路３０２ふよび３０６を介して第
１及び第２のトランシーバ３００及び３０４に接続され
る。

上記トランシーバ３００及び３０４は、それぞれ信号Ｅ
ＮＩ、ＥＮ２を受は入れる。信号ＥＮＩ、及びＥＮ２は
、トランシーバを起動するための信号である。またそれ
ぞれのトランシーバ３００．３０４は受信のゲインを制
御するためのゲイン制御信号ＴＶＧ、、ＴＶＧ、を入力
する。このゲインは、患部の深さ等によって変えられる
。発振信号ｆｏは、送信される超音波の周波数に等しい
。

トランシーバ３００．３０４の出力は、周知のマルチプ
レクサ３１０に供給される。上記マルチプレクサ３１０
は、送信制御器３１２によって制御される。上記マルチ
プレクサ３１０はトランシ−バ３００及び３０４に接続
され、患部の浅い部分あるいは深い部分からの反射があ
った際に検出器３１４に出力する。検出器３１４は、周
知のものであり検出器３１４の出力はビデオ信号、つま
り超音波の反射の強度に比例した増巾率を有するビデオ
信号を出力する。ビデオ信号の初期部分は、検査される
患部の表面に近い浅い部分に対応し、後期部分は、比較
的深い部分に対応する。

検出器３１４の出力のビデオ信号はイメージフレームメ
モリ３２０に供給される。そしてビデオ信号はビデオデ
イスプレモニタ３２２に出力される。超音波プローブの
夫々の位置に関してのビデオ信号は、像の水平ラインに
再生される。デイスプレーモニタ３２２の各水平ライン
の垂直位置はプローブ位置検出トランスデユーサ１０（
第２図参照）、４０（第３図乃至第５図）、及び８０（
第６図）によって制御される。その結果として、デイス
プレィ３２２の水平ラインは、患部の深さに関する情報
を表わし、デイスプレィ３２２の水平ラインの垂直位置
は超音波プローブの位置を表わす。それぞれの水平ライ
ンの各点の輝度は、各点に対応した深さから戻る超音波
の強度に比例する。その結果として超音波プローブが患
部を横切って走査されるので、垂直軸は患部の表面に沿
っての距離に対応するものであり、水平軸は、患部内の
深さに対応する。

回転される超音波プローブに関しては、垂直軸は角度を
表わし、水平軸は深さを表わす。

イメージフレームメモリ３２０は第１９図に詳細に示す
。検出器３１４の出力であるビデオ信号は、Ａ−Ｄ変換
器３３０に供給される。Ａ−Ｄ変換器３３０からのデー
タは、周知の高速バッファメモリ３３２に供給される。

高速バッファメモリ３３２は、Ａ−Ｄ変換器３３０から
のデジタル化されたサンプル信号が蓄積される。高速バ
ッファメモリ３３２は、Ａ−Ｄ変換器３３０のサンプリ
ングレートに整合されている。データが高速バッファメ
モリ３３２に蓄積された後に、データは、テータルーチ
ング回路３３６を通してイメージ蓄積メモリ３３４に書
き込まれる。データルーチング回路３３６は、イメージ
蓄積メモリ３３４の人出力を制御する。そして、それは
、書き込み制御回路３３８によって制御される。書き込
み制御回路３３８は、主のタイミング制御回路３４０に
よって制御される。データが書き込まれたイメージ蓄積
メモリのアドレスは、メモリアドレス制御器３４２によ
って制御される。そして、このメモリアドレス制御器３
４２は、主のタイミング制御器３４０によって制御され
る。主のタイミング制御器３４０は、超音波パルスが最
初に伝送されるときに低いアドレスを出力するためのメ
モリアドレス制御器３４２を起動する。主のタイミング
制御器３４０は高速バッファメモリ３３２からのデータ
位置に同期してイメージ蓄積メモリアドレスを増強する
。これによって検出器３１４からのデジタルビデオ信号
は、データに対応した適当なメモリアドレスに書き込ま
れる。

イメージ蓄積メモリ３３４からのデータを読み出すため
の回路及びデジタルテ°イスプレイ３２２への回路は、
時分割する。データは、読み出し制御回路３４４によっ
てイメージ蓄積メモリ３３４から読み出される。読み出
されたデータは、Ｄ−Ａ変換器３４６ヘデータ書き込み
回路３３６を介して供給される。Ｄ−Ａ変換器３４６は
、検出器３１４からのオリジナルビデオ信号を出力する
。

ビデオデイスプレィ３２２にって用いられるビデオ信号
を生成するために、同期信号は周知の同期信号発生器３
４８によって発生される―そして、周知のサミング回路
３５０によってビデオ信号に付加される。回路３５０の
出力としてのビデオ信号は、ビデオデイスプレィ３２２
に供給される。

第１８図に戻って説明するに、デイスプレィ３２２の垂
直軸を制御するための回路は、符号３６０で示す超音波
プローブ位置検出トランスデユーサの一つとして考えら
れる。位置検出トランスデユーサ３６０の出力は、周知
の信号整形回路３６２を介しＡ−Ｄ変換器３６４へ人力
される。

上記信号整形回路３６２は、プローブ位置検出トランス
デユーサ３６０とＡ−Ｄ変換器３６４とのインピーダン
ス整合とレベル合わせを行なうちのである。そして、そ
れは、プローブ位置検出信号のオフセットを可能として
いる。Ａ−Ｄ変換器３６４は、周期的にサンプリングし
、プローブ位置検出信号をデジタル化する。更に、Ａ−
Ｄ変換器３６４は、内視鏡に関しての超音波プローブの
位置を表示するデータのバイトを出力する。前記位置検
出トランスデユーサ３６０は、ポテンショメータの代わ
りにデジタルエンコーダにすることもできる。そのよう
な場合、信号整形回路３６２とＡ−Ｄ変換器３６４は、
不要である。その代わりに、エンコーダからのデジタル
信号は、位置比較器３６６に直接人力される。

超音波プローブ位置のデジタル表示は、周知の垂直ライ
ン検出器３６８からのデジタル信号を入力とする周知の
比較器３６６に人力される。イメージ蓄積メモリ３３４
は、ビデオデイスプレィ３２２の上から下まで水平ライ
ンを走査する。各水平ライン、垂直位置の情報は、メモ
リアドレス制御器の出力として読み出される。デイスプ
レィの垂直位置が、超音波プローブの位置に整合する垂
直ライン検出器３６８から走査されるときに、位置検出
器３６６は、メモリ制御回路３７０へ書き込み可能な信
号を出力する。メモリ制御回路３７０は、イメージ蓄積
メモリ３３４のライン内へ書き込まれるために高速バッ
ファメモリ３３２に蓄積されるデジタルビデオ信号を発
生する。しかしながら、書き込み回路３７０は、イメー
ジ蓄積メモリ内に書き込まれるデータを発生する。書き
込み信号ＷＥが、送信制御器３１２から受信した際、同
時に書き込み信号ＷＥ２は、位置コンパレーク３６６か
ら受信される。メモリには、超音波の反射の深さに対応
する水平位置と、超音波プローブの位置に対応する垂直
位置が蓄積される。

言い換えれば、デイスプレィの各軸は、水平軸と垂直軸
を反転させることもできる。像は、デカルト座標に代え
て極座標でデイスプレィされることもできる。極座標デ
イスプレィは、第６図の実施例に示したような、回転走
査のために特に有用である。送信制御器３１２は、回路
３８０．３８２へ信号ＴＩ、Ｔｌ０１Ｔ２、Ｔ２Ｏを出
力する。

回路３８０．３８２は、周知の信号ＥＮＩ、ＥＮ２を発
生する。これら信号ＥＮＩ、ＥＮ２は、トランシーバ３
００．３０４に出力される。これによって、超音波信号
は、水平掃引のスタートに先立って送信される。回路３
８０．３８２は、タイム可変のゲイン制御回路３８４．
３８６へ出力する。

それによって患部の深さに伴なう信号減衰を校正する。

ベースラインとタイムゲイン制御信号ＴＶＧ、、ＴＶＧ
、の曲線とは、周知の手段によって８周整される。

（発明の効果） 以上に述べたように、本発明によるシステムによれば、
一般的に使用されている鉗子チャンネルを備えた内視鏡
と組み合わせて使用することができるので安価に超音波
診断を行なうシステムの構築ができる。更に本発明によ
れば、２つの異なった距離範囲にフォーカスができる超
音波プローブを提供でき、診断の信頼度を高めることが
できる等の多くの作用効果を奏すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、略実寸大にて示され、食堂の静脈瘤を映像化
しているところを示す説明図、第２図は、一般的な内視
鏡に装着された超音波プローブの位置検出トランスデユ
ーサの一実施例を示す要部平面図、第３図は、超音波プ
ローブの位置検出トランスデユーサの他の実施例の正面
図である。第４Ａ図、第４Ｂ図、第４Ｃ図、第４Ｄ図は
、それぞれ第２図の位置検出トランスデユーサの平面及
び正面図である。更に、第５Ａ図、第５Ｂ図、第５Ｃ図
はカテーテルを回転させその軸回りの運動を制限するた
めのカテーテルに装着された機構の正面及び平面図であ
る。第６Ａ図、第６Ｂ図、第６Ｃ図、第６Ｄ図は、超音
波プローブの回転位置を示す信号を供給するための超音
波プローブの位置検出トランスデユーサの正面、平面及
び断面図である。第７図は、超音波プローブの軸方向位
置を示す信号を供給するための超音波プローブの位置検
出トランスデユーサの他の実施例を示す断面図、第８図
は、自動的に軸方向に超音波プローブを動かしそのプロ
ーブの軸方向位置を示す信号を供給するための機構を示
す断面図である。第９図は、カテーテルを通して送られ
る流体によって自動的に液圧で走査される超音波プロー
ブの断面図、第１０図は第９図の自動的に走査される超
音波プローブに付加される液圧信号を発生するた必の機
構を示す断面図である。第１１図は、超音波プローブと
連結されたカテーテルの構造を示す正面図、第１２図は
、第１１図の１２−１２線に沿う断面図である。第１３
Ａ図、第１３Ｂ図、第１３Ｃ図、第１３Ｄ図は経内視鏡
的に診断可能な超音波イメージングシステムに用いる超
音波プローブの平面及び断面図である。第１４Ａ図、第
１４Ｂ図は、経内視鏡的に挿通可能な超音波イメージン
グシステムの超音波プローブに用いられている２焦点距
離の超音波トランスデユーサの平面及び正面図である。 第１５Ａ図及び第１５Ｂ図は、′裏面のみに接続された
従前よりの超音波プローブと本発明の゛裏面のみに接続
された”超音波プローブを示す断面図である。第１６Δ
図及び第１６Ｂ図は、超音波レンズを形成しているとこ
ろを示す２つエレメントの超音波プローブの断面図であ
り、第１７Ａ図及び第１７Ｂ図は、超音波レンズを形成
している単一エレメントの超音波プローブの断面図であ
る。第１８図は第１図乃至第１７図の超音波プローブに
接続され得る一船釣超音波イメーシングシステムの一実
施例を示す説明図、第１９図は、第１８図の超音波シス
テムで使用される映像取込み及び表示メモリ回路を示す
説明図である。 ２・・・・・・内視鏡、 ３・・・・・・照明窓、 ４・・・・・・観察窓、 ５・・・・・鉗子チャンネル、 ６・・・・・・カテーテル、 ８・・・・・・超音波トランスデユーサ、１０・・・・
・・位置検出トランスデユーサ、１２・・・・・・鉗子
チャンネル挿入口。 Ｕ〕 「ζ 特許・庁長官殿 １．事件の表示　　昭和６３年特許願第７１６８６号３
、補正をする者 事件との関係　　出願人 名称　　　　ワシントン　リサーチ　ファンデイジョン
４、代理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内視鏡の鉗子チャンネルに挿通可能な外径を有するカテ
   ーテルと、このカテーテルの先端部に取付けられ上記鉗
   子チャンネルに挿通可能な外径を有し、横方向に指向す
   るビームパターンを有する超音波プローブと、上記内視
   鏡に関して上記カテーテルの位置を指示する超音波プロ
   ーブの位置信号を発生するために上記内視鏡とカテーテ
   ルの間を結合する位置計測手段と、上記カテーテル内に
   配装された導線により上記超音波プローブに接続され、
   音響信号を発生するために上記超音波プローブに印加す
   る超音波信号を発生すると共に、被診断部位から上記超
   音波プローブに反射する超音波音響信号に対応する上記
   超音波プローブからの超音波信号を受信するイメージン
   グ手段であって上記受信した超音波信号及び上記位置計
   測手段からの位置信号に基づき超音波像を発生させるイ
   メージング手段とからなり、内視鏡の鉗子チャンネルを
   介して体腔内の超音波像を得るようにしたことを特徴と
   する経内視鏡的に挿入可能な超音波イメージングシステ
   ム。