JPH0454948A - メカニカルラジアル走査式超音波検査装置 - 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、人体の体内等に挿入されて、超音波検査９診
断を行うための超音波検査装置に関し、特にメカニカル
ラジアル走査式の超音波検査装置に関するものである。

［従来の技術］ 超音波検査装置は、超音波送受信器とその観測装置とを
有し、この超音波観測装置は超音波信号の送信回路及び
受信回路と、この受信回路で受信した超音波反射エコー
信号の処理回路を備えた信号処理機構と、超音波画像を
表示するモニタ装置とから構成されるものて、人体にお
ける体内組織の状態に関する情報を得るための医療用等
として広く用いられている。

こごて、超音波送受信器の走査方式としては、機械的走
査方式と、電子走査方式とがあり、機械的走査方式にあ
っては、超音波送受信器を直線的に走査させるリニアタ
イプのものと、回転方向に走査させるラジアルタイプの
ものとがある。また、メカニカルラジアル走査を行わせ
るものにあっても、超音波送受信器を固定しておき、超
音波を反射させるミラーを用い、このミラーを回転させ
ることによって走査を行うようにしたものと、超音波送
受信器自体を回転させるようにしたものとがある。

前述したメカニカルラジアル走査方式において、超音波
送受信器自体を回転させる構成としたものは、回転ミラ
ーを用いるものと比較して、体腔等の内部に挿入される
挿入部を小型化することができるのて、挿入操作性、患
者の苦痛軽減等の見地から好ましい。

ここて、超音波送受信器を回転させてメカニカルラジア
ル走査を行う超音波検査装置としては、本体操作部に軟
性構造となった挿入部を連設し、この挿入部の先端部に
回転支持体を内装し、該回転支持体に超音波送受信器を
装着するようにしている。そして、この回転支持体を遠
隔操作によって回転駆動するために、挿入部内には、一
端か回転部材に連結され、他端が本体操作部内にまて延
在された制御ケーブルを用い、該制御ケーブルを本体操
作部に設けた回転駆動手段によって回転駆動するように
している。この制御ケーブルとしては、相互に反対方向
に巻回した２重のコイルばねて構成し、またこのコイル
ばねの内部には一端か超音波送受信器に接続され、他端
か超音波観測装置に着脱可能に接続される信号ケーブル
を挿通させるようにしている。

ところで、メカニカルラジアル走査を行う際において、
回転支持体と共に超音波送受信器を回転させると、制御
ケーブルの内部に挿通されている信号ケーブルが扱口さ
れることになる。これに対して、信号ケーブルの他端は
超音波観測装置に接続されている関係から、この部分は
固定されて、回転不能な状態となっている。そこで、繰
り返し走査させたときにおいても、この信号ケーブルが
捩れて断線等の不都合を生じさせないようにするために
、該信号ケーブルにおける本体操作部から延在させた部
分に回転側端子と、固定側端子とからなり、この両端子
の一方に接触子を取り付けてなるスリップリングを介装
し、このスリップリングにおける回転側端子を超音波送
受信器側における可回転ケーブル部を接続し、固定側端
子にブラシを設けて超音波観測装置側の非回転ケーブル
部を接続するように構成したものが従来から用いられて
いる。

このように、超音波送受信器と超音波観測装置との間を
電気的に接続する信号ケーブルを本体操作部からの導出
部分において分割して、スリップリングとブラシを介し
て連結する構成とすることによって、超音波送受信器の
走査時にケーブルが捩れるのを防止することかできる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、超音波送受信器側のケーブルと超音波観
測装置側のケーブルとを回転側端子と固定側端子との間
の接続を摺接する接触子を介して行うようにすると、そ
の間の電気的な導通状態が安定せず、また摺動摩擦によ
ってノイズが発生する欠点がある。さらに、超音波反射
エコー信号は微弱な信号であって、このような微弱な電
気信号をスリップリングとブラシを介して伝送すると、
その間の接触部を通過する際に信号の伝送損失が大きく
なって、Ｓ／Ｎが著しく悪くなり、鮮明な超音波画像を
取得することかできなくなる。従って、実際には、スリ
ップリンクの前段、例えば超音波送受信器が設置される
回転支持体に増幅器を装着して、信号の増幅を行わなけ
ればならない。

このように、回転支持体に増幅器を設け、また該増幅器
に対する電源供給を行うようにすると、大径化して操作
性が悪くなるおそれかある。

また、超音波送受信器からの出力信号は高周波信号であ
ることから、その信号伝送手段としては、高周波信号の
伝送損失か少なく、インピーダンスの均等性を確保する
のか容易な同軸ケーブルを用いるのか有利である。しか
しながら、同軸ケーブルで伝送する途中位置にスリップ
リンクとブラシを介在させると、インピーダンスの整合
性が取れず、このケーブルのスリップリングに接続され
る終端部において反射波か発生して信号の伝送ひずみを
生しるといった問題点もある。

本発明は畝上の点に鑑みてなされたものてあって、その
目的とするところは、超音波送受信器と超音波観測装置
との間を接続する信号伝送系を、信号の伝送に支障を来
たさないようにして、超音波送受信器側における回転側
部分と超音波観測装置側の固定側部分との間を相対回転
可能に接続するようにしたメカニカルラジアル走査式超
音波検査装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段１ 前述の目的を達成するために、本発明は、超音波送受信
器に接続された信号ケーブルを、途中で回転側端子と固
定側端子と、この両端子を電気的に導通させる流体接点
からなる回転型流体接点コネクタを介して超音波観測装
置に接続するように構成したことをその特徴とするもの
である。そして、この回転型流体接点コネクタとしては
、同軸コネクタが最も都合が良い。

［作用］ このように、超音波送受信器と超音波観測装置との間を
接続する信号ケーブルのうち、超音波送受信器の回転に
追従して回転する側の可回転ケーブル部と、超音波観測
装置に固定的に接続した非回転ケーブル部とを接続する
に当って、回転型流体接点コネクタを用い、このコネク
タのうちの回転側端子を可回転ケーブル部に、また固定
側端子を非回転ケーブル部に接続することによって、超
音波送受信器を回転させてメカニカルラジアル走査を行
わせたときに、回転側端子に接続されている部分から先
端側のみが超音波送受信器に追従して円滑に回り、信号
ケーブルに捩れか生しるのを防止することができる。

しかも、回転側及び固定側の両端子間の接点を例えば水
銀等のように導電性を有する流体で構成するようにして
いるから、回転側の部分が回転したときにおいても、両
端子間に摺動を生しることがなく、両者間の接続が安定
すると共に、ノイズの発生も防止することがてきる。従
って、信号の伝送損失を最小限に抑制することができる
。

また、可回転ケーブル部及び非回転ケーブル部を共に同
軸ケーブルで形成し、この両ケーブル部を連結する回転
型流体接点コネクタとしては、流体接点が同心円状に配
設された同軸コネクタとして構成すれば、超音波送受信
器から超音波観測装置に至る信号伝送路全体が同軸ケー
ブルの状態を保持することになって、さらに信号の伝送
損失を少なくすることができると共に、インピーダンス
の均等性を確保することができ、信号の伝送中に反射波
の影響等による伝送ひずみの発生が防止されるようにな
り、超音波画像の忠実な再生が可能となる。

［実施例１ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

まず、第１図に超音波検査装置システムの全体構成を示
す。本実施例のシステムにおいては、超音波内視鏡を用
いるように構成したものが示されている。

図中において、ｌは超音波内視鏡、２は超音波観測装置
、３は内視鏡観測装置をそれぞれ示す。

超音波内視鏡１は本体操作部１０に体腔等に挿入される
挿入部１１と、超音波観測装置２及び内視鏡制御ユニッ
ト３に接続される可撓性コード１２とから大略構成され
る。また、超音波観測装置２は、超音波の送信回路及び
受信回路と、超音波信号処理回路とからなる制御ユニッ
ト２ａと、この制御ユニット２ａで信号処理されること
によって取得した超音波画像信号に基づいて超音波画像
を表示するためのモニタ２ｂとから構成されている。さ
らに、内視鏡観測装置３は、映像信号を処理するための
プロセッッサ及び光源部を備えた制御ユニット３ａとプ
ロセッサで信号処理されることによって取得した映像信
号を表示するためのモニタ３ｂを備える構成となってい
る。

挿入部１１は本体操作部１０への連結側から順に軟性部
１１ａ、アングル部１１ｂ及び先端硬質部１１ｃから構
成される。

先端硬質部１１ｃは、第２図からも明らかなように、軸
方向に２つの部位に分割されており、その基端側、即ち
アンクル部１１ｂへの連設側には照明窓１３や観察窓１
４等を備えた内視鏡観察部１５となっている。そして、
この内視鏡観察部１５における照明窓１３には照明光を
伝送するライトガイド１６が臨むと共に、観察窓１４に
はレンズを備えた結像用光学系１７が臨み、その結像位
置には観察対象部の撮像手段としてのＣＣＤ等の固体撮
像素子１８か装着されている。

一方、先端硬質部１１Ｃにおける先端側の部分は中空の
超音波観察部１９となっており、この超音波観察部１９
内には、超音波送受信器２０を装着した回転支持体２１
か軸受２２によって回転自在に装着されている。また、
この超音波観察部１９内には超音波伝播媒体が充填され
ている。

而して、この超音波送受信器２０は回転支持体２１を回
転させることによってメカニカルラジアル走査を行うも
のてあって、この回転支持体２１の回転を本体操作部１
０から遠隔操作で行うようにするために、該回転支持体
２１には制御ケーブル２３の一端が取り付けられており
、またこの制御ケーブル２３は、ライトガイド１５及び
固体撮像素子１８からの配線ケーブル１８ａ等と共に、
挿入部１１から本体操作部１０内にまで延在せしめられ
て、後述する回転駆動手段３０に連結されている。

制御ケーブル２３は、２重の密着コイルばねからなり、
この制御ケーブル２３によって回転トルクを回転支持体
２１に伝達するようにしている。また、この回転トルク
を円滑に伝達するために、該制御ケーブル２３はフッ素
樹脂等のように滑りの良い部材をチューブ状に形成した
可撓性を有する鞘管２４内に挿通させている。

次に、この制御ケーブル２３を回転駆動するための回転
駆動手段３０は、第３図からも明らかなように、モータ
３１を有し、該モータ３１の出力軸３１ａにはベルト伝
達手段３２が巻回して設けられており、該ベルト伝達手
段３２は制御ケーブル２３の基端部が固着されているバ
イブ３３に設けたプーリ３３ａに巻回されている。また
、このパイプ３３には他のプーリ３３ｂか設けられてお
り、このプーリ３３ｂにはエンコーダ３４の回転軸３４
ａに巻回して設けたベルト伝達手段３５か巻回されてい
る。これによって、超音波送受信器２０の回転角度の検
出を行うことがてきるようになっている。

従って、モータ３１を駆動すると、パイプ３３がその軸
回りに回転せしめられるようになって、このバイブ３３
に連結されている制御ケーフル２３か捩られるようにし
て回転し、これにより超音波送受信器２０を装着した回
転支持体２１に回転トルクか伝達されて、該超音波送受
信器２０か回転してメカニカルラジアル走査か行われる
。

ここで、超音波送受信器２０には信号ケーブル２５が接
続されるが、この信号ケーブル２５は超音波観測装置２
にまて引き廻さなければならない。このために、該信号
ケーブル２５は制御ケーブル２３内に挿通されて、挿入
部１１から本体操作部１０にまて延在せしめられ、さら
にこの本体操作部１０内において、パイプ３３から導出
されて、固体撮像素子１８に接続されている配線ケーブ
ル１８ａ及びライトガイド１５．さらにエンコーダ３４
からの信号の伝達を行うケーブル等と共に可撓性コード
１２内に挿通されている。そして、この可撓性コート１
２は、超音波観測装置２の制御ユニット２ａに接続され
る超音波用接続部１２ａと、内視鏡観測装置３の制御ユ
ニツ）−３ａにおける光源部に接続される光源用接続部
１２ｂ及びプロセッサに接続される映像用接続部１２ｃ
に分岐している。

而して、超音波送受信器２０に接続されている信号ケー
ブル２５は該超音波送受信器２０に追従して回転するも
のてあり、これに対して可撓性コード１２は回転不能と
なっている。そこて、信号ケーブル２５に捩りか生じて
断線を発生させる等の不都合な防止するために、該信号
ケーブル２５の先端側の回転を吸収する機構を必要とす
る。この機構としては、回転型流体接点コネクタ４０が
用いられる。該回転型流体接点コネクタ４０は、信号ケ
ーブル２５の本体操作部１０内におけるパイプ３３から
導出された直後の位置に配置されており、この回転型流
体接点コネクタ４０によって信号ケーブル２５は、超音
波送受信器２０への連結側の可回転ケーブル部２５ａと
、超音波観測装置２に接続される非回転ケーブル部２５
ｂとに分割されている。そして、これら可回転ケーブル
部２５ａ及び非回転ケーブル部２５ｂは共に芯線と外部
導体とからなる同軸ケーブルで形成されている。

そこで、回転型流体接点コネクタ４０の構成を第４図に
示す。同図から明らかなように、このコネクタ４０は、
回転側端子４１と固定側端子４２とから構成される。回
転側端子４１には可回転ケーブル部２５ａが接続される
ようになっており、その芯線の部分を接続した電極４１
ａと外部導体を接続した電極４１ｂと、両電極間４１ａ
　、　４１ｂ間に介装した絶縁部４１ｃとから構成され
る。一方、固定側端子４２には非回転ケーブル部２５ｂ
が接続されるようになっており、その芯線の部分は電極
４２ａに、外部導体の部分は電極４２ｂに接続されてお
り、これら両電極間に絶縁部４２ｃが設けられている。

そして、電極４１ａと電極４２ａとの間及び電極４１ｂ
と電極４２ｂとの間は水銀等の導電性流体からなる流体
接点４３ａ　、　４３ｂを介して接続されている。そし
て、これら電極４１ａ、流体接点４３ａ、電極４２ａ、
電極４１ｂ、流体接点４３ｂ及び電極４２ｂは同心円状
に配設された同軸コネクタ構造となっている。

本実施例は前述のように構成されるものてあって、次に
その作動について説明する。

このシステムを用いて患者の体内における超音波検査９
診断を行うには、まず超音波内視鏡１の挿入部１１を患
者の体内に挿入して、その先端硬質部１１ｃを所定の検
査９診断を行うべき対象となる部位にまで導く。この挿
入部１１の体内への挿入操作は、内視鏡観察部１５にお
ける固体撮像素子１８で得られる体内の映像情報を内視
鏡観測装置３に伝送して、そのモニタ３ｂに表示させな
がら行うようにすれば、この先端硬質部１１ｃを円滑か
つ確実に、しかも迅速に所定の部位にまで導くことがで
きる。また、この超音波検査９診断と併せて内視鏡によ
る検査９診断も同時に行うことができることになる。

そこで、モータ３１を作動させて、制御ケーブル２３に
連結されているパイプ３３を回転駆動することによって
、該制御ケーブル２３を捩回すようにすることによって
、超音波送受信器２０を回転させながら、該超音波送受
信器２０から超音波を体腔壁に向けて照射する。これと
共に、エンコーダ３４によってこの超音波送受信器２０
の角度位置の検出を行う。そして、超音波送受信器２０
で取得した反射工コー信号とエンコーダ３４による位置
信号とを超音波観測装置２に伝送して、該超音波観測装
置２における制御ユニット２ａで信号処理を行って、モ
ニタ２ｂに超音波画像を表示することかできる。

ここで、超音波送受信器２０を回転させたときに、制御
ケーブル２３と共に信号ケーブル２５も撤回されること
になるが、該信号ケーブル２５における可回転ケーブル
部２５ａが回転型流体接点コネクタ４０における回転側
端子４１と共に回転し、固定側端子４２及び非回転ケー
ブル部２５ｂ側には捩り力が伝達されることがなくなり
、信号ケーブル２５に無理な力が加わって断線したりす
る不都合は確実に防止される。

而して、前述した信号ケーブル２５における回転側の部
分と非回転側の部分とは回転型流体接点コネクタ４０に
おける流体接点４３ａ　、　４３ｂを介して接続されて
おり、回転側端子４１と固定側端子４２との間が摺動接
触するものではないのて、両端子４１゜４２間の接続か
安定し、ノイズの発生を防止することかてき、また信号
の伝送損失を最小限に抑制することができる。

しかも、信号ケーブル２５における可回転ケーブル部２
５ａ及び非回転ケーブル部２５ｂは共に同軸ケーブルに
より構成されており、また両ケーブル部２５ａ　、　２
５ｂ間を接続するコネクタとしては、同軸コネクタ構造
となった回転型流体接点コネクタ４０を用いているため
に、超音波送受信器２ｏへの接続部から超音波観測装置
２における制御ユニット２ａへの接続部に至る全体の信
号伝送経路が同軸ケーブルの状態を保持される。この結
果、超音波反射エコー信号のように高周波信号の伝送損
失をさらに減少させことかてき、しかもインピータンス
の均等性の確保も容易て伝送ひずみを発生させるおそれ
もない。

以上のことから、超音波観測装置２におけるモニタ２ｂ
に表示される超音波画像の画質を良好に保つことかでき
、超音波検査９診断の質の向上が図られる。

なお、前述した実施例においては、回転型流体接点コネ
クタとして２接点のものを示したが、この接点数は必要
に応して３接点、４接点等任意の数とすることができる
。例えば、３接点の回転型流体接点コネクタを用い、第
３の接点を電源供給ライン用となし、回転支持体２１に
おける超音波送受信器２０の至近位置に信号増幅器を設
け、この信号増幅器に対する電源供給を行うようにすれ
ば、さらにＳ／Ｎが向上して、超音波画像の画質向上に
極めて有利となる。たたし、信号ケーブルを介して伝送
される超音波信号は、その伝送損失が極めて小さいので
、この信号増幅器は必ずしも回転支持体２１に配設する
必要はない。また、本発明の超音波検査装置としては、
超音波検査を行う機能に加えて内視鏡としての機能を持
たせるようにした超音波内視鏡として構成したものを示
したが、必ずしも内視鏡の機能を持たせる必要はない。

［発明の効果１ 以上説明したように、本発明は、超音波送受信器に接続
された信号ケーブルを、途中で回転側端子と固定側端子
と、この両端子を電気的に導通させる流体接点からなる
回転型流体接点コネクタを介して超音波観測装置に接続
するように構成したので、超音波送受信器を回転させた
ときに、信号ケーブルのうちの超音波観測装置に接続さ
れている部分に捩り力が作用することかなくなり、信号
ケーブルの保護を図ることができると共に、両端子間の
接続状態が安定し、摺動によるノイズの発生防止及びコ
ネクタ部における信号の伝送損失の低減が図られる等の
諸効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の一実施例を示すものであって、第１図は
超音波診断装置の全体構成図、第２図は先端硬質部の断
面図、第３図は回転駆動手段の構成説明図、第４図は回
転型流体接点コネクタの断面図である。 １：超音波内視鏡、２：超音波観測装置、２ａ：制御ユ
ニット、２ｂ＝モニタ、１０：本体操作部、ＩＩ：挿入
部、１１ａ：軟性部、１１ｂ＝アングル部、１１ｃ　：
先端硬質部、１２：可撓性コート、１５コ内視鏡観察部
、１９：超音波観察部、２０：超音波送受信器、２に回
転支持体、２３：制御ケーブル、２４：鞘管、２５：信
号ケーブル、２５ａ：可回転ケーブル部、２５ｂ：非回
転ケーフル部、３０：回転駆動手段、４０：回転型流体
接点コネクタ、４１：回転側端子、４１ａ　、　４１ｂ
　：電極、４２：固定側端子、４２ａ。 ４２ｂ＝電極、４３ａ　、　４３ｂ　：流体接点。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）先端に超音波送受信器を回転自在に装着した挿入
   部と、該挿入部の基端部に連設した本体操作部とからな
   り、前記超音波送受信器を回転させることによってメカ
   ニカルラジアル走査を行うようにしたものにおいて、前
   記超音波送受信器に接続された信号ケーブルを、途中で
   回転側端子と固定側端子と、この両端子間を電気的に導
   通させる流体接点からなる回転型流体接点コネクタを介
   して超音波観測装置に接続するように構成したことを特
   徴とするメカニカルラジアル走査式超音波検査装置。
2. （２）前記信号ケーブルの前記超音波送受信器側におけ
   る可回転ケーブル部及び前記超音波観測装置側の非回転
   ケーブル部を共に同軸ケーブルで形成し、前記回転型流
   体接点コネクタを同軸コネクタとして構成したことを特
   徴とする請求項（１）のメカニカルラジアル走査式超音
   波検査装置。