JPH0454949A - 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、人体における体腔内等に挿入されて、体内組
織の状態の検査等を行うための超音波検査装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 超音波検査装置において、例えば機械式てラジアルスキ
ャンを行うタイプのものかあるが、このラジアルスキャ
ンタイプの超音波検査装置にあっては、超音波伝搬媒体
を封入した筐体内に超音波送受信器を収納させて設ける
ようにしている。そして、この超音波送受信器を機械的
な駆動手段を用いて、または手動で回転させなから、そ
の間に体内に向けて超音波を出射して、体内からの反射
エコーを受信し、この受信信号を超音波観測装置におい
て処理して、モニタ画面に体内の組織断層に関する情報
を超音波画像として表示するようにしている。

ここて、前述した超音波断層画像の画質の向上を図るた
めには、体内に向けて出射される超音波ビームを細くす
る必要がある。この超音波ビームを細くするには１例え
ば超音波振動子におけるアパーチャを適宜の構造とする
ことによって達成することがてきる。しかしながら、こ
のアパーチャの構造のみによっては必要とする程度に超
音波ビームを絞ることが困難てあり、また加工も面倒て
、超音波送受信器が非常に高価なものとなる。

そこて、超音波送受信器が収納される筐体内に封入され
る超音波伝搬媒体の音響インピーダンスと、筐体及び体
内組織における音響インピーダンスとの違いに基づいて
、この超音波伝搬媒体を音響レンズとして利用して、超
音波ビームを絞らせるようにしたものも開発されている
。

１発明か解決しようとする課題］ 前述した如く、筺体内の超音波伝搬媒体を音響レンズと
して利用するには、超音波送受信器を収納する筐体とし
ては、中空球形のものを用いればよいことになる。しか
しなから、このような中空球形の筐体は、特にその内面
部分の加工か極めて面倒である。また、人体における体
内等に挿入して超音波検査を行うものとして用いる場合
には、先端形状を球形に膨出させると、体内における狭
窄な部位の通過が困難となると共に、また引き出し時に
おける抵抗か大きくなる等その挿入操作性が悪くなると
いう問題点もある。

ところて、体内に挿入して検査２診断等を行う装置の代
表的なものとしては内視鏡かあるが、内視鏡は、通常そ
の挿入部かほぼ全体に均一な径を有する円筒状となって
いる。この形状は、挿入操作の操作性、その他種々の条
件を考慮して選定されたものである。例えは、体内にお
ける挿入経路のうちの狭窄な部位を円滑に通過させると
いう要請から、挿入部の先端部分の外形か均一で、凹凸
がないようにしている。超音波検査装置は、内視鏡と同
じく体内等に挿入されるものであることから、挿入部全
体がほぼ、均一な径の円筒状となっているのが好ましい
。さらに、スタンドオフを持たせる等のために挿入部の
先端部分にバルーンを被着させる必要がある等、超音波
検査装置自体の要請からも、先端部を球形にするのは不
利である。

しかも、超音波検査機能に加えて内視鏡としての機能を
も持たせるようにした超音波内視鏡として用いる場合に
は、十分な視野を確保し、照明光の反射防止等の観点か
ら先端部分に膨出部を設けるのは避けなければならない
。

以上の理由から、超音波検査装置にあっても、体腔等の
内部に挿入されるタイプのものにあっては、超音波送受
信器を収納゛した先端硬質部は円筒形に形成したものし
か実用化されていないのが現状である。ところが、先端
硬質部を円筒形にした場合には、その横方向、即ち軸線
と直交する方向の断面形状は円形となるので、この方向
においては音響レンズとしての機能を持たせることがて
きる。しかしながら、縦方向、即ち軸線方向における断
面は平坦な形状となるので、この方向にはレンズ効果を
持たせることはできない。この結果、超音波送受信器か
ら出射される超音波ビームパターンは、偏平な楕円形状
にしか収束させることかできなくなり、好ましくはない
。

本発明は畝上の点に鑑みてなされたものであって、その
目的とするところは、挿入部の先端部分の外形形状を円
筒状に保持したままで、超音波ビームを所望の状態に収
束させることかできるようにした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］ 前述した目的を達成するために、本発明は、先端硬質部
を、その外形は円筒状となし、超音波送受信器を収納す
るために形成される空洞部の内壁を所定の曲率半径を持
った凹湾曲面形状とする構成としたことをその特徴とす
るものである。

［作用］ このような構成を採用することによって、例えば空洞部
の内面の湾曲形状の曲率半径を外形における曲率半径と
同一とすれば、この空洞部内に封入される超音波伝搬媒
体か音響レンズとして機能し、超音波ビームの断面形状
、即ちビームパターンをほぼ円形の状態に収束させるこ
とがてきるようになる。また、例えば超音波ビームパタ
ーンの音場のうち走査方向の音場は細く、厚み方向の音
場にはある程度の幅を持たせる方が良いこともある。こ
のためには、空洞部内面の湾曲部分の曲率半径を外形に
おける曲率半径より大きくすることによって、容易に対
処することができる。即ち、両回面の曲率半径を適宜設
定することによって、所望の超音波ビームパターンを得
ることかてきるようになる。

また、空洞部内面における湾曲部を超音波送受信器から
出射される超音波の出入射領域に限定し、他の部分を非
曲面形状、例えば平坦な形状とすれば、空洞部内におい
て散乱する超音波か超音波ビームパターン領域内に入り
込むのを防止することができ、超音波断層画像の画質の
向上か図れる。さらに、この非曲面形状の部分を粗面に
したり、吸音材を貼着したりすれば、散乱超音波の除去
効果かより優れたものとなる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

本実施例においては、超音波検査装置を超音波内視鏡と
して構成したものを示すか、本発明は必ずしも超音波内
視鏡として構成する必要はなく、体内等に挿入されて超
音波検査を行うことがてきるようになっておれば、内視
鏡としての機能を有しないものにも適用することができ
るのはいうまでもない。

而して、第１図において、１は本体操作部、２は体内等
への挿入部をそれぞれ示し、挿入部２はその本体操作部
１への連設部から大半の部分が軟性部２ａて、該軟性部
２ａの先端にはアングル部２ｂが、またアングル部２ｂ
の先端部には先端硬質部２Ｃが順次連設されている。さ
らに、本体操作部１には内視鏡観測装置３及び超音波観
測装置４にそれぞれ接続するために、可撓性コード５が
設けられている。この可撓性コード５の先端部分は、内
視鏡観測装置３における光源部に接続される光源コネク
タ部５ａと、映像信号処理部に接続される電源コネクタ
部５ｂと、超音波観測装置４に接続される超音波コネク
タ部５Ｃとに分岐している。

次に、第２図に挿入部２の先端硬質部２Ｃの断面を示す
。同図から明らかなように、先端硬質部２Ｃは先端部本
体１０の先端にキャップ２０を螺合することにより構成
され、先端部本体１０には内視鏡の撮像アセンブリ１１
が装着されている。この撮像アセンブリ１１は、観察窓
１２に装着した対物レンズ１３と、該対物レンズ１３に
おける結像位置に設けた固体撮像素子１４とから構成さ
れ、該固体撮像素子１４には信号ケーブル１５が接続さ
れている。また、体内の観察を可能ならしめるために、
照明光を照射するためにライトガイドか挿入部ｚ内に挿
通されて、その出射端は照明窓に臨むように配設され、
この照明窓から観察する部位に向けて照明光を照射する
ことかできるようになっているが、この構成は内視鏡と
して周知のものであるから、その図示は省略する。

一方、キャップ２０の内部は空洞部２１となっており、
この空洞部２１内には超音波送受信器２２か収納される
と共に、脱気水等の超音波伝搬媒体が封入されている。

この超音波送受信器２２は支持部材２３に装着されてお
り、該支持部材２３は軸受２４によって回転自在に支持
されている。また、この支持部材２４には制御ケーブル
２５か接続されている。この制御ケーブル２５は２重の
コイルばねからなり、その他端は本体操作部１内にまて
延在せしめられて、該本体操作部１内に設けたモータ等
の駆動手段（図示せず）によって回転駆動せしめられる
ようになっている。また、制御ケーブル２５内には、信
号ケーブル２６が接続されており、さらにこの制御ケー
ブル２５はフッ素樹脂等のように滑りの良い部材からな
る可撓性スリーブ２７内に挿通せしめられている。

このように構成することによって、挿入部２を体内等に
挿入し、超音波送受信器２２から超音波パルスを体内に
向けて出射しなから、該超音波送受信器２２を回転させ
ることによりラジアルスキャンさせて、体内からの反射
エコー信号を受信し、この受信信号を超音波観測装置４
に伝送して、所定の信号処理を行って、超音波断層画像
か表示される。

ところて、超音波断層画像における分解能を向上させる
ためには、超音波送受信器２２から出射される超音波ビ
ームは、体内における所定の深さ位置において収束させ
ることがてきるようになっていなければならない。この
超音波ビームの収束を行わせるために、空洞部２１内に
封入した超音波伝搬媒体を利用し、この超音波伝搬媒体
によって音響レンズを構成するようにしている。

このために、空洞部２１の内壁に軸線方向に向けて凹状
に湾曲する湾曲部２１ａに形成し、この湾曲部２１ａの
曲率半径をキャップ２０の外形周胴部の曲率半径とほぼ
同じとする。これによって、キャップ２０内の超音波伝
搬媒体は、第３図及び第４図に示したように、キャップ
２０の横断面方向、即ち走査方向においても、また縦断
面方向、即ち走査方向と直交する方向においてもほぼ同
一の曲率を持った円弧状となり、全体として球面形状と
なる。従って、この空洞部２１内の超音波伝搬媒体にお
ける音響インピーダンスとキャップ２０及び体内におけ
る音響インピーダンスとの差によって、この球面状とな
っている超音波伝搬媒体が音響レンズとして機能し、こ
れらの図からも明らかなように、横断面方向、即ち走査
方向と、縦断面方向、即ち走査方向と直交する方向の両
方向におけるビーム幅がほぼ同じ状態で、しかも極めて
細いスポットとなるように収束させることができる。

ここで、空洞部２１の内壁におけ湾曲部２１ａは必ずし
も全体にわたって形成する必要はなく、第５図に示した
ように、超音波が入出射される領域のみに限定して形成
するようにしてもよい。このような構成を採用すれば、
超音波送受信器２２から出射される超音波の散乱成分か
ビーム領域内に入り込まないようにすることがてき、ノ
イズ発生の低減を図ることかできる。また、非湾曲部の
内面を粗面にすれは、超音波の散乱成分は乱反射によっ
て減衰させることができ、さらに金属微小粒を混入した
ゴム等からなる吸音材を貼着すれば、はぼ完全に散乱成
分を除去することかできる。

なお、前述した実施例においては、空洞部２１の内壁を
構成する湾曲部２１ａとキャップ２０の外形との曲率半
径をほぼ同じに形成するようにしたが、走査方向の音場
と厚み方向の音場とを適宜の比率に設定する必要がある
場合には、両者の曲率半径を変えればよい。また、これ
と同時に超音波送受信器２２の縦方向の寸法及び横方向
の寸法との比率も変えるようにすれば、任意の超音波ビ
ームパターンか得られる。

［発明の効果１ 以上説明したように、本発明は、先端硬質部を、その外
形は円筒状となし、空洞部の内壁を所定の曲率半径を持
った凹湾曲面形状となすことによって、挿入部の先端部
分の外形を円筒状に保持して状態で、所望の超音波ビー
ムパターンとすることがてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の第１の実施例を示すもので
あって、第１図は超音波内視鏡の全体構成を示す説明図
、第２図は挿入部の先端部分の断面図、第３図及び第４
図はそれぞれ超音波ビームパターンと共に示す第２図の
ｍ−ｍ、ｒｖ−ｒｖ断面図、第５図は本発明の第２の実
施例を示す挿入部の先端部分の断面図である。 ｌ二本体操件部、２：挿入部、２Ｃ：先端硬質部、１０
：先端部本体、２０：キャップ、２１：空洞部、２１ａ
：湾曲部、２２：超音波送受信器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）体腔等の内部に挿入される挿入部の先端硬質部内
   に空洞部を形成して、該空洞部内に超音波送受信器を収
   納すると共に超音波伝搬媒体を充填して、前記超音波送
   受信器から超音波の送受信を行うものにおいて、前記先
   端硬質部を、その外形は円筒状となし、前記空洞部の内
   壁を所定の曲率半径を持った凹湾曲面形状とする構成と
   したことを特徴とする超音波検査装置。
2. （２）前記空洞部の内壁における超音波出入射領域以外
   の部分を非球面形状としたことを特徴とする請求項（１
   ）の超音波検査装置。
3. （３）前記空洞部の内壁における超音波出入射領域以外
   の部分を音響的にマスクする構成としたことを特徴とす
   る請求項（１）または請求項（２）の超音波検査装置。