JPH01313043A - Electronic radial type ultrasonic endoscope - Google Patents

Electronic radial type ultrasonic endoscope

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JPH01313043A
JPH01313043A JP14459088A JP14459088A JPH01313043A JP H01313043 A JPH01313043 A JP H01313043A JP 14459088 A JP14459088 A JP 14459088A JP 14459088 A JP14459088 A JP 14459088A JP H01313043 A JPH01313043 A JP H01313043A
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ultrasonic
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transducer
ultrasonic waves
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Shuichi Takayama
修一 高山
Tatsuo Nagasaki
達夫 長崎
Masayoshi Omura
正由 大村
Shinichi Imaide
愼一 今出
Takashi Tsukatani
塚谷 隆志
Takeshi Yokoi
武司 横井
Kuniaki Kami
邦彰 上
Masaaki Hayashi
正明 林
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Abstract

PURPOSE:To obtain the high-resolution ultrasonic image of even the deep portion of an examined body by providing an oscillator array formed by arranging a plurality of ultrasonic oscillators in a conical annular form on the inserting end portion of an endoscope and projecting ultrasonic waves inward in the oscillator array from a selected ultrasonic oscillator group. CONSTITUTION:By interposing an ultrasonic-wave transmitting medium like water, etc., between an oscillator array 3 and an examined body, each ultrasonic oscillator group as a part of oscillator array 3 is selected in order to project ultrasonic waves so as to be converged inward in the oscillator array 3 obliquely in front of the inserting end face. The oscillator array 3 undergoes electronic radial scanning so as to receive the reflected waves of the examined body by the same oscillator groups, to obtain the ultrasonic image of the examined body. Thereby, ultrasonic waves projected from the ultrasonic wave oscillator groups which are selected in order to the inner direction in the array will not be incident into the opposite array portions, without causing undesirable damping due to the damper layer 5 of the array 3. Hence, by properly controlling the delay time of the driving signals fed to each oscillator 4, the converging position of ultrasonic waves can be optionally varied, obtaining a high-resolution ultrasonic image in observing the deep portion to say nothing of the shallow portion of an examined body.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電子ラジアル型超音波内視鏡に関する・ 〔従来の技術〕 超音波ビームを電子的にラジアルスキャンするものとし
て、例えば特開昭55−146065号公報には複数の
超音波振動子を円環状に配列し、この振動子アレイの一
部の超音波振動子群を電子スキャナスイッチで順次選択
して、選択した超音波振動子群から振動子アレイの外方
に向けて超音波を投射するようにしたものが開示されて
いる。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an electronic radial type ultrasonic endoscope. [Prior Art] As an apparatus for electronically radially scanning an ultrasonic beam, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 55 -146065 Publication discloses that a plurality of ultrasonic transducers are arranged in an annular shape, and a part of the ultrasonic transducer groups of this transducer array are sequentially selected by an electronic scanner switch. A device in which ultrasonic waves are projected outward from a transducer array has been disclosed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、上述した従来の電子ラジアルスキャン方
式にあっては、超音波振動子を円環状に配列して、超音
波を振動子アレイの外方に向けて投射するようにしてい
るため、振動子アレイの外周近傍に超音波を集束させる
ことが困難となり、これがため内視鏡に組み込んだ場合
には食道等の管壁の観察像の分解能が悪く、鮮明な超音
波断層像が得られないという問題がある。
However, in the conventional electronic radial scanning method described above, the ultrasonic transducers are arranged in a ring shape and the ultrasonic waves are projected outward from the transducer array. This makes it difficult to focus ultrasound near the outer periphery of the esophagus, and as a result, when incorporated into an endoscope, the resolution of observation images of tube walls such as the esophagus is poor, and clear ultrasound tomographic images cannot be obtained. There is.

このような問題を解決するため、本願人は先に特願昭6
1−295854号において、円環状の振動子アレイの
内側にマツチング部材を充填し、順次選択される超音波
振動子群からの超音波を、マツチング部材及び選択され
た超音波振動子群と対向する振動子アレイ部分を透過さ
せて振動子アレイの外部に集束させるように、振動子ア
レイの内方に向けて投射するようにした電子ラジアル走
査装置を開発した。
In order to solve such problems, the applicant first filed a patent application filed in 1983.
No. 1-295854, a matching member is filled inside an annular transducer array, and ultrasonic waves from sequentially selected ultrasonic transducer groups are directed to face the matching member and the selected ultrasonic transducer groups. We have developed an electronic radial scanning device that projects inward of the transducer array so that it passes through the transducer array and focuses on the outside of the transducer array.

この電子ラジアル走査装置によれば、超音波を円環状の
振動子アレイの外周近傍に集束させることができるので
、内視鏡に適用した場合には食道等の管壁の観察像の分
解能を高くでき、鮮明な超音波断層像を得ることができ
るという利点がある。
According to this electronic radial scanning device, it is possible to focus ultrasound waves near the outer periphery of the annular transducer array, so when applied to an endoscope, the resolution of the observed image of the tube wall such as the esophagus can be improved. It has the advantage of being able to obtain clear ultrasonic tomographic images.

しかしながら、本発明者らによる検討の結果、上述した
本願人が先に開発した電子ラジアル走査装置には次のよ
うな改良すべき点があることが判明した。
However, as a result of studies conducted by the present inventors, it has been found that the electronic radial scanning device previously developed by the present inventors has the following points to be improved.

すなわち、振動子アレイを構成する各超音波振動子には
、アレイ外方への不所望な超音波を吸収するためのダン
パ層が設けられているため、超音波の送信および受信に
おいて超音波が振動子を透過する際にそのダンパ層で不
所望に減衰され、これがため逆に深部の観察像の分解能
が低下してしまう。
In other words, each ultrasonic transducer that makes up the transducer array is provided with a damper layer to absorb undesired ultrasonic waves outward from the array. When the light passes through the vibrator, it is undesirably attenuated by the damper layer, which conversely reduces the resolution of the deep observation image.

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、超音波を不所望な減衰を生ずることなく送受信でき
、したがって被検体の浅部はもとより深部の観察におい
ても、高分解能の超音波像が得られるよう適切に構成し
た電子ラジアル型超音波内視鏡を提供することを目的と
する。
This invention was made with attention to these problems, and allows ultrasonic waves to be transmitted and received without causing undesired attenuation. Therefore, it is possible to transmit and receive ultrasonic waves without causing undesired attenuation, and therefore, it is possible to transmit and receive ultrasonic waves with high resolution ultrasonic waves even when observing not only shallow parts but also deep parts of a subject. It is an object of the present invention to provide an electronic radial type ultrasonic endoscope that is appropriately configured to obtain a sonic image.

〔課題を解決するための手段および作用〕上記目的を達
成するため、この発明では内視鏡の挿入先端部に複数の
超音波振動子を円錐環状に配列してなる振動子アレイを
設け、この振動子アレイの一部の超音波振動子群を順次
選択して、選択した超音波振動子群から前記振動子アレ
イの内方に向けて超音波を投射するよう構成する。
[Means and effects for solving the problem] In order to achieve the above object, the present invention provides a transducer array in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged in a conical ring shape at the insertion tip of an endoscope. The ultrasonic transducer array is configured to sequentially select some ultrasonic transducer groups in the transducer array and project ultrasonic waves from the selected ultrasonic transducer groups toward the inside of the transducer array.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明の第1実施例を示すものである。この
超音波内視鏡1は、側視形内視鏡の挿入先端部2に振動
子アレイ3を設けたものである。
FIG. 1 shows a first embodiment of the invention. This ultrasonic endoscope 1 is a side-viewing endoscope in which a transducer array 3 is provided at the insertion tip 2 of the endoscope.

振動子アレイ3は複数の超音波振動子4を円錐環状に配
列すると共に、その外周には外方への超音波を吸収する
ダンパ層5を、内周には投射される超音波を平面状(ス
ライス方向)に集束する超音波レンズ6をそれぞれ設け
て、各超音波振動子4からアレイ内方向に投射される超
音波が対向する超音波振動子4に入射しないように構成
し、この振動子アレイ3をその中心軸が挿入先端部2の
挿入中心軸と一致するように、該挿入先端部2の先端面
に先方において径が大きくなるように装着する。また、
各超音波振動子2を駆動するためのアースラインおよび
信号ラインを含む駆動ライン7は、内視鏡内部を通して
延在させて、内視鏡外部に設けられる図示しない駆動装
置に接続する。なお、挿入先端部2にはカバーガラス8
、対物レンズ9、プリズム10およびイメージガイド1
1を有する公知の側視形の観察光学系を設けると共に、
図示しないライトガイド等を有する公知の側視形の照明
光学系を設ける。
The transducer array 3 has a plurality of ultrasonic transducers 4 arranged in a conical ring shape, and has a damper layer 5 on its outer circumference that absorbs outward ultrasonic waves, and on its inner circumference that absorbs the projected ultrasonic waves in a planar shape. An ultrasonic lens 6 converging in the (slicing direction) is provided to prevent the ultrasonic waves projected from each ultrasonic transducer 4 toward the inside of the array from entering the opposing ultrasonic transducer 4. The child array 3 is attached to the distal end surface of the insertion tip 2 so that its center axis coincides with the insertion center axis of the insertion tip 2, and the diameter becomes larger toward the tip. Also,
A drive line 7 including a ground line and a signal line for driving each ultrasonic transducer 2 extends through the interior of the endoscope and is connected to a drive device (not shown) provided outside the endoscope. Note that a cover glass 8 is attached to the insertion tip 2.
, objective lens 9, prism 10 and image guide 1
1 is provided, as well as a known side-view type observation optical system having
A known side-view illumination optical system including a light guide (not shown) is provided.

このようにして、この実施例では振動子アレイ3と被検
体との間に水等の超音波伝達媒体を介在させて、振動子
アレイ3の一部の超音波振動子群を順次選択して超音波
を振動子アレイ3の内方で、挿入先端面の斜め前方に集
束するように投射すると共に、その被検体での反射波を
同一の振動子群で受波するように、振動子アレイ3を電
子ラジアル走査して被検体の超音波像を得る。ここで、
ラジアル走査における一部の超音波振動子群の選択は、
隣接する所定の個数の振動子4を、各振動子4が重複す
ることなく順次選択してもよいし、所定個数の振動子4
をずらしながら重複して順次選択してもよい。
In this way, in this embodiment, an ultrasound transmission medium such as water is interposed between the transducer array 3 and the subject, and some ultrasound transducer groups in the transducer array 3 are sequentially selected. The transducer array is configured such that the ultrasonic waves are projected inside the transducer array 3 so as to be focused obliquely in front of the insertion tip surface, and the reflected waves from the subject are received by the same transducer group. 3 is subjected to electronic radial scanning to obtain an ultrasound image of the subject. here,
The selection of some ultrasonic transducer groups in radial scanning is
A predetermined number of adjacent transducers 4 may be selected sequentially without duplication, or a predetermined number of transducers 4 may be selected sequentially without duplication.
You may select them in duplicate while shifting them.

この実施例によれば、順次選択される超音波振動子群か
らアレイ内方向に投射される超音波が対向するアレイ部
分に入射することがないので、アレイ3のダンパ層5に
よる不所望な減衰が生じない。従って、順次選択する超
音波振動子群の各振動子4に供給する駆動信号の遅延時
間を適切に調整することにより、超音波の集束位置を任
意に変更できるので、被検体の浅部はもとより深部の観
察においても高分解能の超音波像を得ることができる。
According to this embodiment, since the ultrasonic waves projected in the array inward from the sequentially selected ultrasonic transducer groups do not enter the opposing array portions, undesirable attenuation by the damper layer 5 of the array 3 is prevented. does not occur. Therefore, by appropriately adjusting the delay time of the drive signal supplied to each transducer 4 in the group of ultrasonic transducers that are sequentially selected, the focusing position of the ultrasonic waves can be changed arbitrarily. High-resolution ultrasound images can be obtained even when observing deep parts.

第2図はこの発明の第2実施例を示すものである。この
実施例は、振動子アレイ3の内周に超音波レンズ6を取
り外して円錐環状の超音波プリズム15を設け、このプ
リズム15でアレイ内方に投射された超音波をアレイ外
方に反射させ、これにより内視鏡挿入軸と直交する平面
をラジアル走査するようにして、超音波による観察方向
と観察光学系による視野方向とを横断面で一致させるよ
うにしたもので、その他の構成は第1実施例と同様であ
る。なお、超音波プリズム15には第1図の超音波レン
ズ6と同様の作用を持たせるようにする。
FIG. 2 shows a second embodiment of the invention. In this embodiment, the ultrasonic lens 6 is removed from the inner periphery of the transducer array 3 to provide a conical ring-shaped ultrasonic prism 15, and the prism 15 reflects the ultrasonic waves projected inside the array to the outside of the array. As a result, the plane perpendicular to the insertion axis of the endoscope is scanned radially, and the observation direction by the ultrasound and the viewing direction by the observation optical system are made to match in the cross section.The other configuration is as follows. This is the same as the first embodiment. The ultrasonic prism 15 is designed to have the same effect as the ultrasonic lens 6 shown in FIG.

この実施例によれば、超音波による観察部位を光学系に
よって観察できるという利点があると共に、超音波を被
検体のより深部に集束できるという利点がある。
According to this embodiment, there is an advantage that the area to be observed by ultrasonic waves can be observed using an optical system, and there is also an advantage that the ultrasonic waves can be focused deeper into the subject.

第3図はこの発明の第3実施例を示すものである。この
実施例は、第2実施例の円錐環状の超音波プリズム15
に代えて、振動子アレイ3の内周に超音波を透過するL
iNbO3のようなマツチング部材16を充填したもの
で、その他の構成は第2実施例と同様である。なお、こ
の実施例においてもマツチング部材16に第1図の超音
波レンズ6の作用を持たせるようにする。このようにマ
ツチング部材16を設ければ、超音波の減衰を良好に防
止することができるので、分解能をより向上させること
ができる。
FIG. 3 shows a third embodiment of the invention. This embodiment is based on the conical annular ultrasonic prism 15 of the second embodiment.
Instead of
It is filled with a matching member 16 such as iNbO3, and the other configurations are the same as in the second embodiment. In this embodiment as well, the matching member 16 is made to have the function of the ultrasonic lens 6 shown in FIG. 1. By providing the matching member 16 in this manner, attenuation of ultrasonic waves can be effectively prevented, so that resolution can be further improved.

なお、以上の実施例では観察光学系を側視形としたが、
これをそれぞれ直視形あるいは斜視形とすることもでき
る。その−例を第4実施例として第4図に示す。第4図
に示す超音波内視鏡1は、第2実施例において超音波プ
リズム15の内周に光学系保持部材17を設け、この保
持部材17に観察光学系を構成するカバーガラス8、対
物レンズ9およびイメージガイド11の入射#部を保持
すると共に図示しない照明光学系を保持して、内視鏡を
直視形としたものである。
Note that in the above embodiments, the observation optical system was of a side-viewing type;
Each of these can also be of a direct view type or a perspective type. An example thereof is shown in FIG. 4 as a fourth embodiment. In the ultrasonic endoscope 1 shown in FIG. 4, an optical system holding member 17 is provided on the inner periphery of an ultrasonic prism 15 in the second embodiment. The endoscope is made into a direct viewing type by holding the lens 9 and the incident part # of the image guide 11, as well as holding an illumination optical system (not shown).

また、観察光学形はイメージガイドを用いるものに限ら
ず、COD等の固体撮像素子を用いたいわゆる電子スコ
ープとすることもできる。
Furthermore, the observation optical type is not limited to one that uses an image guide, but may also be a so-called electronic scope that uses a solid-state imaging device such as a COD.

第5図はこの発明の第5実施例を示すものである。この
実施例は、第1〜4実施例に示した超音波内視鏡lにお
いて、挿入先端部2に複数の超音波振動子20を挿入軸
方向に沿って直線状に配列して成るリニアアレイ21を
付加すると共に、このリニアアレイ21とラジアル走査
を行う振動子アレイ3とを共通の信号ライン22で駆動
するようにしたものである。このため、振動子アレイ3
の各超音波振動子4とリニアアレイ21の各超音波振動
子20とを対応する共通の信号ライン22に接続すると
共に、振動子アレイ3のアースを共通のアースライン2
3に、リニアアレイ21のアースを共通のアースライン
24にそれぞれ接続して、これらアースライン23およ
び24をスイッチ25により選択し得るようにする。
FIG. 5 shows a fifth embodiment of the invention. This embodiment is a linear array in which a plurality of ultrasonic transducers 20 are arranged linearly along the insertion axis direction in the insertion tip 2 in the ultrasonic endoscope l shown in the first to fourth embodiments. 21 is added, and this linear array 21 and the transducer array 3 that performs radial scanning are driven by a common signal line 22. Therefore, the transducer array 3
Each ultrasonic transducer 4 and each ultrasonic transducer 20 of the linear array 21 are connected to the corresponding common signal line 22, and the ground of the transducer array 3 is connected to the common ground line 2.
3, the grounds of the linear array 21 are respectively connected to a common ground line 24 so that these ground lines 23 and 24 can be selected by a switch 25.

このようにして、共通の信号ライン22を用い、スイッ
チ25によってアースライン23を選択することにより
振動子アレイ3を駆動して被検体をラジアル走査し、ま
たアースライン24を選択することによりリニアアレイ
21を駆動して被検体をリニア走査する。
In this way, using the common signal line 22, by selecting the ground line 23 with the switch 25, the transducer array 3 is driven to radially scan the object, and by selecting the ground line 24, the linear array 21 to linearly scan the subject.

このように、振動子アレイ3およびリニアアレイ21の
信号ライン22を共通にしてアースライン23および2
4を切換え接続することにより、振動子アレイ3および
リニアアレイ21を選択するようにすれば、信号ライン
22が1個のアレイ分で済むので、これを独立して設け
る場合に比べ内視鏡挿入部の径を細くでき、したがって
患者の苦痛を軽減できる。なお、このように信号ライン
を共通にする技術は、後述するようにリニアアレイ21
に代えて円環状アレイやコンベックスアレイを用いる場
合にも有効に適用できると共に、振動子アレイ3を含め
て3個以上の独立したアレイを用いる場合にも有効に適
用することができる。
In this way, the signal line 22 of the transducer array 3 and the linear array 21 is made common to the ground lines 23 and 2.
If the transducer array 3 and the linear array 21 are selected by switching and connecting 4, the signal line 22 will be sufficient for one array, so it will be easier to insert the endoscope than when the signal line 22 is provided independently. The diameter of the part can be made smaller, thus reducing patient pain. Note that the technique of sharing the signal line in this way is based on the linear array 21 as described later.
The present invention can be effectively applied to cases where an annular array or convex array is used instead of the oscillator array 3, and can also be effectively applied when three or more independent arrays including the transducer array 3 are used.

以下この発明の変形例について説明する。Modifications of this invention will be described below.

第6図はラジアル走査を行なう振動子アレイの構成を示
すものである。この振動子アレイ27は外方に向けて超
音波を投射するように円環状に構成したものである。振
動子アレイ27を構成する超音波振動子28は、高分子
材料(例えばPVDF)や複合圧電材料をもって円環状
に構成すると共に、アース電極31は複数に分割してそ
の分割した各アース電極31にそれぞれ等しい個数の信
号電極32を対応させる。すなわち、第6図ではアース
電極31を4分割し、その各アース電極31に3個の信
号電極32を対応させて、合計12個の振動面をもって
振動子アレイ27を構成している。各アース電極31に
対応する信号電極32は、3本の信号ライン33に対応
して共通に接続し、4個のアース電極31はスイッチ3
4を介して共通のアースライン35に選択的に接続し得
るようにする。このようにして、共通の信号ライン33
を用いてスイッチ34によりアース電極31を順次選択
して振動子アレイ27をラジアル走査する。したがって
、この振動子アレイ27を用いれば、各超音波振動面に
対してそれぞれ信号ラインおよびアースラインを設ける
場合に比べて駆動ライン数を極めて少なくできるので、
内視鏡挿入部の径を小さくでき、挿入にあたっての患者
の苦痛を軽減できる。
FIG. 6 shows the configuration of a vibrator array that performs radial scanning. This transducer array 27 is configured in an annular shape so as to project ultrasonic waves outward. The ultrasonic transducer 28 constituting the transducer array 27 is formed of a polymer material (for example, PVDF) or a composite piezoelectric material in a ring shape, and the ground electrode 31 is divided into a plurality of parts and each of the divided ground electrodes 31 is The same number of signal electrodes 32 are associated with each other. That is, in FIG. 6, the ground electrode 31 is divided into four parts, and each ground electrode 31 is associated with three signal electrodes 32, so that the vibrator array 27 has a total of 12 vibration surfaces. A signal electrode 32 corresponding to each ground electrode 31 is commonly connected to three signal lines 33, and four ground electrodes 31 are connected to the switch 3.
4 to enable selective connection to a common ground line 35. In this way, the common signal line 33
Using the switch 34, the earth electrodes 31 are sequentially selected and the transducer array 27 is radially scanned. Therefore, if this transducer array 27 is used, the number of drive lines can be extremely reduced compared to the case where a signal line and a ground line are provided for each ultrasonic vibration surface.
The diameter of the endoscope insertion portion can be reduced, reducing patient pain during insertion.

第6図に示す振動子アレイ27は、第5図に示すリニア
アレイ21に代えて挿入先端部2の外周に設けて用いる
ことができると共に、これを単独で用いることもできる
。また、内方に超音波を投射するように円錐環状に構成
することにより、第1〜5実施例に示した振動子アレイ
3に代えて用いることもできる。
The transducer array 27 shown in FIG. 6 can be provided on the outer periphery of the insertion tip 2 instead of the linear array 21 shown in FIG. 5, and can also be used alone. Furthermore, by configuring the transducer array 3 in a conical ring shape so as to project ultrasonic waves inward, it can be used in place of the transducer array 3 shown in the first to fifth embodiments.

第7図AおよびBはラジアル走査を行なう振動子アレイ
の構成を示す側面図および正面図である。
FIGS. 7A and 7B are a side view and a front view showing the configuration of a vibrator array that performs radial scanning.

この振動子アレイ37は各超音波振動子38をラジアル
走査方向と直交する方向において凹面状に形成したもの
である。したがって、この振動子アレイ37によれば、
別個に超音波レンズを用いることなく、各超音波振動子
38から投射される超音波をスライス方向に右いても集
束できるので、簡単な構成で分解能をより向上できる。
This transducer array 37 has each ultrasonic transducer 38 formed into a concave shape in a direction perpendicular to the radial scanning direction. Therefore, according to this vibrator array 37,
Since the ultrasonic waves projected from each ultrasonic transducer 38 can be focused even if they are on the right in the slice direction without using a separate ultrasonic lens, the resolution can be further improved with a simple configuration.

この振動子アレイ37は、例えば第1〜5実施例におい
て内視鏡挿入先端部2の外周に設けて用いることもでき
るし、単独で用いることもできる。
This transducer array 37 can be used, for example, by being provided on the outer periphery of the endoscope insertion tip 2 in the first to fifth embodiments, or can be used alone.

第8図は第7図Aおよび已に示した振動子アレイ37の
使用態様の他の例を示すものである。この例では、振動
子アレイ37を例えば伸縮可能なシリコンゴムより成る
チューブ40内に保持し、このチューブ40内に管41
を介して水等の超音波伝達媒体42を出し入れするよう
にして、振動子37の超音波投射面と対向する部分のチ
ューブ40の曲率を変化し得るようにしたものである。
FIG. 8 shows another example of how the transducer array 37 shown in FIGS. 7A and 7A is used. In this example, the transducer array 37 is held within a tube 40 made of stretchable silicone rubber, and a tube 41 is placed within the tube 40.
The curvature of the tube 40 at the portion facing the ultrasonic projection surface of the vibrator 37 can be changed by introducing and removing an ultrasonic transmission medium 42 such as water through the tube.

このように構成すれば、チューブ40の曲率を変化させ
ることにより、スライス方向において超音波の集束位置
を任意に変化させるダイナミックフォーカスを実現でき
るので、被検体の浅部および深部においても常に分解能
の高い超音波像を得ることができる。
With this configuration, by changing the curvature of the tube 40, it is possible to achieve dynamic focusing that arbitrarily changes the focusing position of the ultrasound waves in the slice direction. Ultrasound images can be obtained.

このような構成の超音波診断装置は、例えば第1〜5実
施例において内視鏡挿入先端部2に設けることができる
と共に、特に第2図に示す構成においては、円錐環状の
超音波プリズム15の中央部を通して挿入先端部2の前
方に突出して設けることもできる。
The ultrasonic diagnostic device having such a configuration can be provided, for example, in the endoscope insertion tip 2 in the first to fifth embodiments, and particularly in the configuration shown in FIG. It can also be provided so as to protrude forward of the insertion tip 2 through the central part of the insertion tip 2.

第9図A−Eは各種の振動子アレイの構成を示すもので
ある。これらの振動子アレイは、超音波振動子を、セラ
ミックス棒を規則的に配列し、高分子材料を充填して複
合化した1−3型複合材料や圧電セラミックスをポーラ
スに焼成し、複合化した材料等の複合圧電材をもって構
成したもので、第9図Aは円環状の振動子アレイ45を
、第9図Bは各振動子を外方に向けて突状にした円環状
の振動子アレイ46を、第9図Cは第7図AおよびBと
同様に各振動子をスライス方向において集束し得るよう
に内方に向けて凹状にした円環状の振動子アレイ47を
それぞれ示す。また、第9図りは外方に向けて超音波を
投射するコンベックスアレイ48と内方に向けて超音波
を投射するコンベックスアレイ49とを走査面が直交す
るように配置したパイブレン構造のもを、第9図Eは外
方に向けて超音波を投射するコンベックスアレイ50と
リニアアレイ51とを同様に走査面が直交するように配
置したパイブレン構造のものをそれぞれ示す。
FIGS. 9A to 9E show configurations of various vibrator arrays. These transducer arrays are made by combining ultrasonic transducers with a 1-3 type composite material made by regularly arranging ceramic rods and filling them with a polymer material, or by porously firing piezoelectric ceramics. 9A shows an annular vibrator array 45, and FIG. 9B shows an annular vibrator array with each vibrator projecting outward. Similarly to FIGS. 7A and 7B, FIG. 9C shows an annular transducer array 47 that is concave inward so that each transducer can be focused in the slice direction. In addition, the ninth diagram shows a pie-brane structure in which a convex array 48 that projects ultrasonic waves outward and a convex array 49 that projects ultrasonic waves inward are arranged so that their scanning planes are perpendicular to each other. FIG. 9E shows a pie-brane structure in which a convex array 50 that projects ultrasonic waves outward and a linear array 51 are similarly arranged so that their scanning planes are perpendicular to each other.

このように振動子アレイを複合圧電材をもって構成すれ
ば、それが可撓性を有するので任意の形状、曲率を有す
るものを容易に製作できると共に、その電気的な人力イ
ンピーダンスを小さくできるので送信回路とのマツチン
グも容易にとることができる。
If the transducer array is constructed using a composite piezoelectric material in this way, it is flexible, so it can be easily manufactured with any shape and curvature, and the electrical impedance of the transducer array can be reduced, so it can be used in the transmitter circuit. It can also be easily matched with

第9図A−Eに示す振動子アレイは、例えば第1〜5実
施例において内視鏡挿入先端部2に設けることができる
と共に、特に第2図に示す構成においては第8図の場合
と同様に、円錐環状の超音波プリズム15の中央部を通
して挿入先端部2の前方に突出して設けることもできる
The transducer array shown in FIGS. 9A to 9E can be provided at the endoscope insertion tip 2 in, for example, the first to fifth embodiments, and in particular, in the configuration shown in FIG. 2, the transducer array shown in FIG. Similarly, it can also be provided so as to protrude in front of the insertion tip 2 through the center of the conical annular ultrasonic prism 15.

第10図AおよびBはコンベックスアレイを用いた超音
波内視鏡を示すものである。この超音波内視鏡55は、
内視鏡の挿入先端部56に挿入中心軸と直交するように
内方に向けて超音波を投射するコンベックスアレイ57
を設けると共に、このコンベックスアレイ57からの超
音波を選択的に前方に反射させるミラー58を挿入軸方
向に移動可能に設けたものである。挿入先端部56には
コンベックスアレイ57を覆うように透明な膜59を設
けて内部に水等の超音波伝達媒体60を収容し得るよう
にする。
FIGS. 10A and 10B show an ultrasound endoscope using a convex array. This ultrasound endoscope 55 is
A convex array 57 that projects ultrasound inward to the insertion tip 56 of the endoscope so as to be orthogonal to the insertion center axis.
A mirror 58 for selectively reflecting the ultrasonic waves from the convex array 57 forward is provided so as to be movable in the direction of the insertion axis. A transparent membrane 59 is provided at the insertion tip 56 so as to cover the convex array 57 so that an ultrasonic transmission medium 60 such as water can be accommodated therein.

また、ミラー58は観察および照明光学系を保持する移
動体61の先端に装着し、この移動体61を内視鏡操作
部において操作することによりミラー58をコンベック
スアレイ57の超音波径路に出し入れするようにする。
The mirror 58 is attached to the tip of a movable body 61 that holds the observation and illumination optical system, and by operating this movable body 61 in the endoscope operation section, the mirror 58 is moved in and out of the ultrasonic path of the convex array 57. do it like this.

このようにして、ミラー58を通して被検体62を内視
鏡的に直視観察するようにすると共に、ミラー58を第
10図Aのようにコンベックスアレイ57の超音波径路
から引き込むことにより挿入軸と直交する平面の超音波
像を、またミラー58を第10図Bのようにコンベック
スアレイ57の超音波径路に挿入することにより第10
図Aの場合の走査面と交差する面の超音波像をそれぞれ
得るようにする。このように、この超音波内視鏡55に
よれば、1つのコンベックスアレイ57を用い、その超
音波径路にミラー58を選択的に出し入れするという簡
単な構成で、互いに交差する面の超音波像を得ることが
できる。
In this way, the subject 62 can be directly observed endoscopically through the mirror 58, and the mirror 58 can be retracted from the ultrasound path of the convex array 57 as shown in FIG. By inserting the mirror 58 into the ultrasonic path of the convex array 57 as shown in FIG.
Ultrasonic images of planes intersecting the scanning plane in the case of Figure A are obtained respectively. As described above, the ultrasound endoscope 55 has a simple configuration in which one convex array 57 is used and the mirror 58 is selectively moved in and out of the ultrasound path, and ultrasound images of planes that intersect with each other can be obtained. can be obtained.

第10図AおよびBに示す超音波内視鏡55は第1〜5
実施例において内視鏡挿入先端部2に設けることができ
ると共に、特に第2図に示す構成においては第8図の場
合と同様に、円錐環状の超音波プリズム15の中央部を
通して挿入先端部2の前方に突出して設けることもでき
る。また、このように第1〜5実施例に組み込んだ場合
には、移動体61に必ずしも観察および照明光学系を設
ける必要はない。
The ultrasonic endoscope 55 shown in FIGS. 10A and 10B is
In the embodiment, the insertion tip 2 can be provided at the endoscope insertion tip 2, and in particular, in the configuration shown in FIG. It can also be provided so as to protrude in front of the. Further, when incorporated in the first to fifth embodiments in this way, it is not necessarily necessary to provide the observation and illumination optical system in the movable body 61.

なお、この発明は上述した例にのみ限定されるものでは
なく、幾多の変形または変更が可能である。例えば第1
1図AおよびBに示すようにコンベックスアレイ65お
よびリニアアレイ66を用いる場合には、これを保持す
る保持部材67および68を機械的に回転可能として、
コンベックスアレイ65およびリニアアレレイ66によ
る超音波像の視野角を360°とすることもできる。ま
た、第1〜5実施例にふいては、振動子アレイ3からア
レイ内方でかつ先端挿入部2の前方に超音波が投射され
るように該振動子アレイ3を装着したが、第12図Aお
よびBに示すように、円錐環状の超音波プリズム15お
よびマツチング部材16を介してアレイ内方で、かつ先
端挿入部2の後方に超音波を投射するように振動子アレ
イ3を装着することもできる。
Note that this invention is not limited to the above-mentioned example, and can be modified or changed in many ways. For example, the first
When using a convex array 65 and a linear array 66 as shown in FIGS. 1A and 1B, the holding members 67 and 68 that hold them are mechanically rotatable,
The viewing angle of the ultrasound image by the convex array 65 and the linear array 66 can also be set to 360°. Furthermore, in the first to fifth embodiments, the transducer array 3 was mounted so that the ultrasonic waves were projected from the transducer array 3 inward of the array and in front of the tip insertion section 2; As shown in Figures A and B, the transducer array 3 is mounted so as to project ultrasound inside the array and behind the tip insertion section 2 via the conical annular ultrasound prism 15 and the matching member 16. You can also do that.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べ艶ように、この発明によれば振動子アレイを円
錐環状に形成してその内方に向けて超音波を投射するよ
うにしたので、該超音波を対向するアレイ部分を透過さ
せることなく被検体に投射することができる。したがっ
て、超音波を不所望な減衰を生じることなく送受信でき
るので、被検体の浅部はもとより深部の観察においても
高分解能の超音波像を得ることができる。
As described above, according to the present invention, the transducer array is formed into a conical ring shape and the ultrasonic waves are projected inward, so that the ultrasonic waves do not pass through the opposing array part. It can be projected onto the subject. Therefore, ultrasonic waves can be transmitted and received without causing undesired attenuation, so that high-resolution ultrasonic images can be obtained not only in shallow areas but also in deep areas of the subject.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の第1実施例を示す図、第2図は同じ
く第2実施例を示す図、 第3図は同じく第3実施例を示す図、 第4図は同じく第4実施例を示す図、 第5図は同じく第5実施例を示す図、 第6図、第7図A、 B、第8図、第9図A−E。 第10図A、 B、第11図A、 Bおよび第12図A
、  Bはそれぞれこの発明の詳細な説明するための図
である。 1・・・超音波内視鏡   2・・・挿入先端部3・・
・振動子アレイ   4・・・超音波振動子訃・・ダン
パ層     6・・・超音波レンズ7・・・駆動ライ
ン    8・・・カバーガラス9・・・対物レンズ 
   IO・・・プリズム11・・・イメージガイド 
 15・・・超音波プリズム16・・・マツチング部材
  17・・・光学系保持部材20・・・超音波振動子
   21・・・リニアアレイ22・・・信号ライン 
   23.24・・・アースライン25・・・スイッ
チ 特許出願人  オリンパス光学工業株式会社−−J  
                         
          Qコ第6図 第9図 A        B CD 区 ト 第11図 A 又−ノ
Fig. 1 shows a first embodiment of the invention, Fig. 2 shows a second embodiment, Fig. 3 shows a third embodiment, and Fig. 4 shows a fourth embodiment. FIG. 5 is a diagram similarly showing the fifth embodiment, FIG. 6, FIG. 7 A, B, FIG. 8, and FIG. 9 A-E. Figure 10 A, B, Figure 11 A, B and Figure 12 A
, B are diagrams for explaining the present invention in detail. 1... Ultrasound endoscope 2... Insertion tip 3...
- Transducer array 4... Ultrasonic transducer... Damper layer 6... Ultrasonic lens 7... Drive line 8... Cover glass 9... Objective lens
IO...Prism 11...Image guide
15... Ultrasonic prism 16... Matching member 17... Optical system holding member 20... Ultrasonic transducer 21... Linear array 22... Signal line
23.24...Earth line 25...Switch patent applicant Olympus Optical Industry Co., Ltd. --J

Q Figure 6 Figure 9 A B CD Section To Figure 11 A Also

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、内視鏡の挿入先端部に複数の超音波振動子を円錐環
状に配列してなる振動子アレイを設け、この振動子アレ
イの一部の超音波振動子群を順次選択して、選択した超
音波振動子群から前記振動子アレイの内方に向けて超音
波を投射するよう構成したことを特徴とする電子ラジア
ル型超音波内視鏡。
1. A transducer array consisting of a plurality of ultrasonic transducers arranged in a conical ring is provided at the insertion tip of the endoscope, and a part of the ultrasonic transducer groups in this transducer array are sequentially selected. An electronic radial type ultrasonic endoscope, characterized in that the electronic radial type ultrasonic endoscope is configured to project ultrasonic waves from a group of ultrasonic transducers inward of the transducer array.
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