JPH02271844A

JPH02271844A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH02271844A
Application number: JP1096093A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Echizenya; 孝博越前谷
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-04-13
Filing date: 1989-04-13
Publication date: 1990-11-06
Anticipated expiration: 2013-05-06
Also published as: JP2747000B2

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、被検体に挿入される進退及び回転可能な超音
波送受信部を有し、被検体の断層像を得る超音波診断装
置に関する。

［従来の技術］従来、超音波ビームを発生して送受信を行う超音波振動
子を先端部に有する超音波プローブを、体腔内に挿入し
て被検体を走査し、体腔内より体内の断層像を得る超音
波診断装置がある。この診断装置における超音波走査方
式としては、リニア走査、ラジアル走査、セクタ走査等
がある。

また、例えば特開昭５７−９４３９号公報あるいは実開
昭６３−７４１０８号公報に示されるように、超音波プ
ローブを回転及び進退可能にし、ラジアル走査とリニア
走査とを組み合わせて、超＆波情報を得る方法もある。

［発明が解決しようと・する課題］従来の超＆波診断において、−断層像により病変部を見
つけることは困難であり、そのため、特に単一の走査方
式の診断装置では、超音波ブ０−プの位置を移動させて
、診断を行っていた。この場合、超音波プローブの移動
は、手動で行っていたため、位置決めが困難であり、病
変部を見過ごしてしまう可鍾性があった。

更に、超音波プローブを移動させることは、被検者に苦
痛を伴わせることにもなる。

また、前記特開昭５７−９４３９号公報及び実９１１８
６３−７４１０８号公報に示される装置においては、リ
ニア走査像を得るためには、回転運動を止める必要があ
り、回転運動、進退運動の切り換え機構や、位置決め機
構等が必要になり、構成が複雑になってしまう。

また、データをメモリに記憶させておき、メモリのデー
タより、任意の断面の像を得る方法もあるが、この場合
には、多くのメモリを必要とし、回路構成も複雑になっ
てしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単
な構成で、超音波送受信部の進退運動と回転運動とを同
時に行いながら任意の位置のリニア走査像とラジアル走
査像とを得ることができるようにした超音波診断装置を
提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段Ｊ本発明の超音波診断装置は、被検体に挿入される進退及
び回転可能な超音波送受信部を有するものにおいて、前
記超音波送受信部を同時に進退及び回転運動させる駆動
手段と、断層像を得る走査断面の位置を指定する指定手
段と、前記指定手段によって指定された断面における前
記超音波送受信部からの受信信号のみを抽出する信号抽
出手段とを備えたものである。

［作用］本発明では、駆動手段によって超音波送受信部が同時に
進退及び回転運動される。また、指定手段によって断層
像を得る走査断面の位置を指定すると、この指定された
断面における超音波送受信部からの受信信号のみが抽出
され、この信号によって指定された新面の断層像が得ら
れる。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第８図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は超音波診断装置の制御系の構成を示すブロック図、
第２図は超音波診断装置の駆動系の構成を示す断面図、
第３図は超音波プローブの走査を示す説明図、第４図は
信号抽出回路の構成を示すブロック図、第５図は信号抽
出回路で抽出される信号による断面を示す説明図、第６
図は信号抽出回路の動作を説明するための波形図、第７
図はリニア走査断面位置指定手段の構成を示す斜視図、
第８図はラジアル走査断面位置指定手段の構成を示す説
明図である。

まず、第１図を参照して、本実施例の超音波診断装置の
制御系の構成を説明する。

超音波診断装置は、体腔内に挿入・される細長の超音波
プローブ１を備えている。この超音波プローブ１の先端
部には、診断用超音波を発生すると共に観察部位からの
エコーを受信する超音波送受信部となる超音波振動子２
が設けられている。また、前記超音波プ０−１１の後端
部は、駆動部３に接続されている。

前記駆動部３は、超音波プローブ１を進退運動させる進
退運動用モータ４と、超音波プローブ１の進退方向の位
置を検出する進退位置検出器５と、超音波プローブ１を
回転運動させる回転運動用モータ６と、超音波プローブ
１の回転方向の位置を検出するロータリーエンコーダ７
と、リニア走査断面位置指定手段８と、ラジアル走査断
面位置指定手段９とを備えている。

前記超音波振動子２は、ケーブル１０を介して、図示し
ない観測装置内の送受信切換回路１１に接続されるよう
になっている。この送受信切換回路１１は送信パルスを
発生するパルサー回路１２及び受信信号を増幅する増幅
回路１３に接続されている。前記増幅回路１３は、リニ
ア走査信号抽出回路１４及びラジアル走査信号抽出四路
１５に接続されている。前記リニア走査信号抽出回路１
４は、リニア走査断面位置指定手段８に接続され、前記
ラジアル走査信号抽出回路１５は、ラジアル走査断面位
置指定手段９に接続されている。また、前記リニア走査
信号抽出回路１４の出力は、リニア走査用ＤＳＣ（デジ
タルスキャンコンバータ）１６に入力され、前記ラジア
ル走査信号抽出回路１５の出力は、ラジアル走査用ＤＳ
Ｃ１７に入力されるようになっている。前記リニア走査
用０８Ｃ１６とラジアル走査用０８Ｃ１７は、ＤＳＣ切
換回路１８を介して、モニタ１９に接続され、Ｄ５Ｃ１
６，１７の一方の出力が、このモニタ１９に入力され、
このモニタ１９上に超音波像が表示されるようになって
いる。

次に、第２図を参照して、本実施例の超音波診断装置の
駆動系の構成を説明する。

先端部に超音波撮動子２が設けられた超音波プローブ１
は、超音波を透過する保護筒２０１．：ｖＩわれている
。また、超音波プローブ１の後端側は、ＩＩＩＩＪ　１
ｍ部３内に挿入され、この駆動部３内に設けられた保持
部材２１により、駆動部３に保持され、更に、ベアリン
グ２２により、駆動部３内に設けられたハウジング２３
に保持されている。

前記ハウジング２３内では、超音波プローブ１に、ギヤ
（１）２４が取り付けられている。このギヤ（１）２４
は、回転運動用モータ６の軸に取りイ」けられたギヤ（
２）２５に噛合している。尚、前記回転運動用モータ６
は、ハウジング２３内に固定されている。そして、この
回転運動用モータ６の回転により、ギヤ（２）２５．ギ
ヤ（１）２４を介して、超音波プローブ１が回転するよ
うになっている。前記回転速ａＪ用モータ６には、ロー
タリーエンコーダ７が取り付けられ、このロータリーエ
ンコーダ７によって、超音波プローブ１の回転位置の検
出を行うようになっている。

また、前記ハウジング２３内には、次のにうに構成され
たリニア走査断面位置指定手段８が設りられている。す
なわち、第７図に示すように、ハウジング２３内の超音
波プローブ１には、スリット２６ａが設けられた円板２
６が取りイ・」けられている。この円板２６を挟むよう
に、フォトインタラプタ（１）２７が設けられている。

第２図に示すように、前記フォトインタラプタ（１）２
７は、超音波プローブ１を挿通した円板１２０に固定さ
れ、この円板１２０の中火部には、ギＶ１２１が固定さ
れＣいる。このギヤ１２１には、ギヤ１２２が噛合し、
このギヤ１２２には、リニア走査断面位置指示棒２８が
取りイ」けられている。このリニア走査断面位置指示棒
２８の端部は制御部３の外装３ａから突出され、つまみ
２８ａが設けられている。そして、このつまみ２８ａを
回動することにより、ギヤ１２２，１２１．円板１２０
を介して、前記フォトインタラプタ（１）２７を移動さ
せることができるようになっている。

尚、前記円板１２０．ギヤ１２１．１２２及びリニア走
査断面位置指示棒２８の代りに、第７図に示すように、
リニア走査断面位置指定ダイヤル１２８を設けても良い
。このダイヤル１２８には、前記フォトインタラブタ（
１）２７が固定され、また、このダイヤル１２８の一部
は、制御部３の外装３ａから突出され、このダイヤル１
２８を回動することにより、前記フォトインタラプタ（
１）２７を移動させることができるようになっている。

前記フォトインタラプタ（１）２７の出力は、第１図に
示すリニア走査信号抽出回路１４に入力されるようにな
っている。

前記超音波プローブ１の最終端は、ロータリーコネクタ
２９と接続され、このロータリーコネクタ２９に接続さ
れたケーブル３０は、第１図における送受信切換回路１
１に接続されるようになっている。

また、前記ハウジング２３は、固定部材３１により固定
され、この固定部材３１は、ボールネジ３２に螺合して
いる。このボールネジ３２は、進退運動用モータ４の軸
に連結されている。尚、前記進″Ａ１運動用モータ４は
、駆動部３の外装３ａに対して固定されている。そして
、この進退運動用モータ４の回転により、ボールネジ３
２が回Φλし、これにより、固定部材３１が進退し、超
音波プローブ１が進退するようになっている。前記進退
運動用モータ４には、進退位置検出器５が取り付けられ
、この進退位置検出器５によって、超音波プローブ１の
進退位置の検出を行うようになっている。

また、前記駆動部３内には、次のように構成されたラジ
アル走査断面位置指定手段９が設Ｇノられている。寸な
わら、前記固定部材３１にはスリン１〜３３ａが設【ノ
られたスリット板３３が取り付【プられている。このス
リット板３３を挟むように、フォトインタラプタ（２＞
３４が配置されている。

このフォトインタラプタ（２）３４は、駆紡部３の外装
３ａに摺動自在に設けられたスライドボリウム３５と連
動して、超音波プローブ１の軸方向に沿って動くように
なっている。

前記フォトインタラプタ（２）３４の出力は、第１図に
示すラジアル走査信号抽出回路１５に入力されるように
なっている。

次に、本実施例の作用について説明する。

パルサー回路１から発生された送信パルスは、送受信切
換回路１１．ケーブル１０を経て、超音波振動子２に供
給され、この超音波振動子２から超音波パルスが出射さ
れる。この超音波パルスによる観察部位からのエコーは
、前記超音波振動子２で受信され、この受信信号は、ケ
ーブル１０゜送受信切換回路１１を経て、増幅回路１３
に入力される。この増幅回路１３で増幅された受信信号
は、リニア走査信号抽出回路１４及びラジアル走査信号
抽出回路１５に入力され、指定された断面のみの受信信
号が抽出される。この抽出された受信信号は、リニア走
査用ＤＳＣ１６，ラジアル走査用ＤＳＣ１７に記憶され
、このＤＳＣ１６，１７から、映像信号として読み出さ
れる。このＤＳＣ１６，１７の一方の出力映像信号が、
ＤＳＣ切換回路１８によって選択されてモニタ１９に入
力され、このモニタ１９上に超音波像が表示される。

第２図に示すような線溝により、進退運動用モータ４を
駆動させることによって、超音波プローブ１は挿入軸方
向に進退運動を行い、回転運動用モータ６を駆動させる
ことによって、超音波プローブ１は回転運動を行う。ま
た、前記進退運動用モータ４及び回転運動用モータ６を
同時に駆動することによって、超音波プローブ１は、進
退及び回転運動を同時に行うこ°とになり、この状態で
、超音波の送受信を行うことにより、第３図に示すよう
な円柱状の走査を行うことになる。

次に、第３図に示すような円柱状の走査より、指定した
断面のリニア走査像を得る方法について説明する。

第７図に示すように、超音波プローブ１には、円板２６
が取り付けられており、超音波プローブ１が回転するこ
とにより、この円板２６に設けられたスリット２６ａが
通過する毎にフォトインタラプタ（１）２７より、パル
スが出力される。このフォトインタラプタ（１）２７の
パルス出力は、リニア走査信号抽出回路１４に入力され
る。

ここで、第４図にリニア走査信号抽出回路１４の構成を
示し、その動作を第６図を参照して説明する。

第６図（ａ）に示すような受信信号は、第４図に示すよ
うに増幅回路１３で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３６で
Ａ／Ｄ変換され、ＡＮＤゲート３７の一方の入力端に入
力される。一方、第６図（Ｃ）示すようなフォトインタ
ラプタ（１）２７の出力パルスは、第６図（ｂ）に示す
ような送信トリガをクロックＧＫとするラッチ回路３８
のＤ入力に入力され、第６図（ｄ）に示すように、送信
トリガ１クロック分の信号に変換されてＱ出力から出力
される。このラッチ回路３８の出力は、ＡＮＤゲート３
７の他方の入力端に入力される。

そして、このＡＮＤゲート３７により、第６図（ｌに示
すようにラッチ回路３８の出力と受信信号のＡ／Ｄ変換
出力の論理和が取られ、第５図に示１ように、挿入軸方
向に垂直で指定された断面のみの受信信号が抽出される
。この抽出された受信信号は、従来のリニア走査観測装
置と同様に、ＤＳＣ１６を介してモニタ１９に画像表示
される。

また、第２図に示すようなリニア走査断面位置指示棒２
８または第７図に示すようなリニア走査断面位置指定ダ
イヤル１２８によって、フォトインタラプタ（１）２７
の位置を変えることにより、指定する断面を変えること
ができる。

次に、第３図に示すような円柱状の走査より、指定した
断面のラジアル走査像を得る方法について説明する。

超音波プローブ１が進退することによって、ハウジング
２３を固定する固定部材に固定されているスリット板３
３のスリット３３ａが、フォトインタラプタ＜２）３４
を通過する毎に、このフォトインタラプタ（２）３４よ
りパルスが出力される。このフォトインタラプタ（２）
３４のパルス出力は、前記リニア走査信号抽出回路１４
と同様の構成のラジアル走査信号抽出回路１５に入力さ
れ、指定された断面のラジアル走査による受信信号のみ
が抽出される。この抽出された受信信号は、ラジアル走
査用ＤＳＣ１７により、モニタ１９上に画像表示される
。

このラジアル走査像の断面位置の指定は、第８図に示す
ように、フォトインタラプタ（２）３４の位置がスライ
ドボリウム３５と連動して移動可能となっていることか
ら、このスライドボリウム３５の位置によって決められ
る。

このように、本実施例によれば、断面位置指定手段８．
９として、フォトインタラプタ２７．３４や、スリット
を有する円板２６やスリット板３３を用い、安価で、簡
単な回路構成、ｉ構によって、超音波プローブ１の進退
及び回転のいずれの運動も止めることなく、任意の位置
のリニア走査像あるいはラジアル走査像を得ることが可
能となる。

また、必要に応じて、リニア走査とラジアル走査を切り
換えて使用できるため、診断時間を短縮でき、患者の苦
痛を軽減覆ることができる。

第９図は本発明の第２実施例における信号抽出回路の構
成を示すブロック図である。

本実施例は、リニア走査像及びラジアル走査像の断面位
置指定手段として、位置検出用のエンコーダの出力パル
スを用いたものである。

本実施例においても、超音波プローブ１の進退及び回転
運動を同時に行い、超音波の送受信を行う。第９図に示
すように、受信信号は、増幅回路１３で増幅された後、
信号抽出回路１４内の△／Ｄ変換器３６でＡ／Ｄ変換さ
れた後、ＡＮＤゲート３７の一方の入力端に入力される
。

本実施例における断面位置の指定は、エンコーダ７のＺ
相（１回転毎の出力）を基準として、パルス数として設
定するようになっている。この断面位置指定パルス数は
、超音波プローブ１が接続される観測装置のキーボード
等により入力することができる。

前記信号抽出回路１４内に設けられたカウンタ３９には
、前記新面位置指定パルス数がカウント設定値として入
力される。このカウンタ３９は、エンコーダ７のＡ相出
力のパルス数をカウントし、前記カウント設定値に達し
た時に、カウンタ出力パルスを出力する。このカウンタ
出力パルスは、トリガパルスをクロックＧＫとするラッ
チ回路３８に入力され、第１実施例と同様に、このラッ
チ回路３８では、トリガパルス１クロック分の長さのパ
ルスを出力し、このラッチ回路３８の出力パルスは、Ａ
ＮＤゲート３７の他方の入力端に入力される。

前記ＡＮＤゲート３８では、第１実施例と同様に、受信
信号のＡ／Ｄ変換出力とラッチ回路３８の出力パルスの
論理和を取り、指定した断面のみの受信信号を抽出する
。

尚、第９図には、リニア走査信号抽出回路１４を示した
が、ラジアル走査信号抽出回路１５の構成及び作用も同
様である。

尚、このようなリニア走査像及びラジアル走査像の断面
位置指定手段を設けたことにより、第１実施例における
断面位置指定手段８，９は不要になる。

このように、本実施例によれば、予めパルス数と新面伶
の関係が判っていれば、特別な指示様構がなくても、任
意の位置の断層像を得ることができる。

その他の構成１作用及び効果は、第１実施例と同様であ
る。

第１０図は本発明の第３実膿例における超音波ビデオス
コープシステムを示す正面図である。

本実施例は、超音波プローブ１を可撓性を有するものに
し、内視鏡のチ１ｒンネルを通して体腔内に挿入できる
ようにしたものである。

第１０図に示づ超音波ビデオスコープシステムは、超音
波ビデオスコープ３１０と、この超音波ビデオスコープ
３１０が接続されるビデオスコープ観測装置と超音波観
測装置とが一体化された観測装置３１１と、１１η記観
測装置３１１に接続されるモニタ３１２とを備えている
。前記超音波ビデオスコープ３１０は、細長で可撓性を
右する挿入部３２２と、この挿入部３２２の後端に連設
された大径の操作部３２３とを有し、前記操作部３２３
の側部からユニパーサ１．ルコード３２４が延設されて
いる。このユニバーサルコード３２４の端部側は、２本
に分岐され、一方にビデオスコープコネクタ３２６が設
けられ、他方に超音波コネクタ３２７が設けられている
。前記ビデオスコープコネクタ３２６．超音波コネクタ
３２７は、それぞれ、観測装置３１１に設けられたビデ
オスコープコネクタ受け３２８．超音波コネクタ受け３
２９に接続されるようになっている。

前記挿入部３２２の先端部には、照明窓と光学観察窓と
超音波観察窓とが設けられている。前記照明窓の内側に
は、配光レンズが設けられ、この配光レンズの後端にラ
イトガイドが連設されている。このライトガイドは、挿
入部３２２．操作部３２３、ユニバーサルコード３２４
内を挿通され、ビデオスコープコネクタ３２６に接続さ
れ、このコネクタ３２６をコネクタ受け３２８に接続す
ることにより、観測装置３１１内の光源から出射された
照明光が前記ライトガイドの入射端に入射するようにな
っている。また、前記光学観察窓の内側には、対物レン
ズ系が設けられ、この対物レンズ系の結像位置にＣＯＤ
等の固体搬像素子が配設されている。この固体搬像素子
は、挿入部３２２゜操作部３２３．ユニバーサルコード
３２４内を挿通されビデオスコープコネクタ３２６に接
続された信号線を介して、観測装置３１１内の光学像用
信号処理回路に接続されるようになっている。また、前
記超音波観察窓の内側には、超音波振動子が設けられ、
この超音波振動子は、挿入部３２２゜操作部３２３．ユ
ニバーサルコード３２４内を挿通され超音波コネクタ３
２７に接続された信号線を介して、観測装置３１１内の
超音波像用信号処理に接続されるようになっている。前
記光学像用信号処理回路、超音波像用信号処理回路は、
それぞれ固体＠機素子、超音波振動子に対する信号処理
を行ない、それぞれ、光学像の映像信号と超音波像の映
像信号信号とを出力するようになっている。この光学像
の映像信号と超音波像の映像信号信号は合成されて、モ
ニタ３１２に出力され、このモニタ３１２に、光学像と
超音波像とが表示されるようになっている。

前記挿入部３２２内には、処置具チャンネルが形成され
、この処置具チャンネルの先端側は、挿入部３２２の先
端部において開口し、後端側は、操作部３２３に設けら
れた挿入口３３１で間口している。

このような超音波ビデオスコープにおいて、超音波プロ
ーブ１を用いる場合は、超音波プローブ・１を、超音波
ビデオスコープ３１０の挿入口３３１から処置具チャン
ネル内に挿入し、この超音波プローブ１の先端側を、超
音波ビデオスコープ３１０の先端側より突出させる。ま
た、超音波プローブ１に接続された駆動部３を挿入口３
３１に固定する。また、前記超音波プローブ１に接続さ
れた超音波コネクタ３３３を、観測装置３１１の超音波
コネクタ受け３２９に接続する。そして、この超音波プ
ローブ１を駆動することにより、モニタ３１２に、超音
波ビデオスコープ３１０で得た光学像と、超音波プロー
ブ１で得た超音波像とを表示させることができる。

このように本実施例によれば、内視鏡の処置具チャンネ
ルに挿入することにより、超音波ブ０−７１を細い体腔
内へも挿入でき、超音波プローブ１を移動させることな
く、リニア像、ラジアル像を得ることが可能になる。

尚、ビデオスコープの処置具チャンネルに超音波プロー
ブ１を挿入して、モニタに光学・像と超音波像を表示さ
せても良いし、光学的な内視鏡（ファイバスコープ）の
処置具チャンネルに超音波プローブ１を挿入しても良い
。光学的な内視鏡を用いる場合、接眼部に外付はテレビ
カメラを接続して、このテレビカメラで撮像した光学像
と、超音波像とをモニタに表示しても良い。

その他の構成９作用及び効果は、第１または第２実施例
と同様である。

尚、本発明は、上記各実施例に限定されず、例えば、振
動子を固定し、この振動子から発せられた超音波を反射
して観察部位に向けて出射させると共に観察部位からの
エコーを反射して振動子に送る超音波ミラーを設け、こ
のミラーを回転及び進退可能としても良い。

また、モニタを２台用意し、それぞれ、ラジアル走査像
用、リニア走査像用とすることで、２つの像を同時に観
察できるようにしても良い。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、超音波送受信部を
同時に進退及び回転運動させる駆動手段と、断層像を得
る走査断面の位置を指定する指定手段と、この指定手段
によって指定された断面における超音波送受信部からの
受信信号のみを抽出する信号抽出手段とを設けたので、
簡単な構成で、超音波送受信部の進退運動と回転運動と
を同時に行いながら任意の位置のリニア走査像とラジア
ル走査像とを得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は超音波診断装置の制御系の構成を示すブロック図、
第２図は超音波診断装置の駆動系の構成を示す断面図、
第３図は超音波プローブの走査を示す説明図、第４図は
信号抽出回路の構成を示すブロック図、第５図は信号抽
出回路で抽出される信号による断面を示す説明図、第６
図は信号抽出回路の動作を説明するための波形図、第７
図はリニア走査断面位置指定手段の構成を示Ｊ斜視図、
第８図はラジアル走査断面位置指定手段の構成を示１説
明図、第９図は本発明の第２実施例における信号抽出回
路の構成を示すブロック図、第１０図は本発明の第３実
施例における超音波ビデオスコープシステムを示す正面
図である。１・・・超音波プローブ　　２・・・超音波振動子３・
・・駆動部４・・・進退運動用モータ５・・・回転運動用モータ８・・・リニア走査断面位置指定手段９・・・ラジアル走査断面位置指定手段１４・・・リニ
ア走査信号抽出回路１５・・・ラジアル走査信号抽出回路第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

被検体に挿入される進退及び回転可能な超音波送受信部
を有する超音波診断装置において、前記超音波送受信部
を同時に進退及び回転運動させる駆動手段と、断層像を
得る走査断面の位置を指定する指定手段と、前記指定手
段によつて指定された断面における前記超音波送受信部
からの受信信号のみを抽出する信号抽出手段とを備えた
ことを特徴とする超音波診断装置。