JPH06217978A - 超音波プローブ - Google Patents

超音波プローブ

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JPH06217978A
JPH06217978A JP5013413A JP1341393A JPH06217978A JP H06217978 A JPH06217978 A JP H06217978A JP 5013413 A JP5013413 A JP 5013413A JP 1341393 A JP1341393 A JP 1341393A JP H06217978 A JPH06217978 A JP H06217978A
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JP
Japan
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optical fiber
ultrasonic
tube
optical
signal generating
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JP5013413A
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English (en)
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Toyomi Miyagawa
川 豊 美 宮
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/12Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves in body cavities or body tracts, e.g. by using catheters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • A61B8/445Details of catheter construction
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B8/4444Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • A61B8/4461Features of the scanning mechanism, e.g. for moving the transducer within the housing of the probe

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバーの切断が生じず、超音波振動子
の回転を正確に制御する回転情報を得ることのできる信
頼性の高い超音波プローブを提供する。 【構成】 可撓性を有するチューブ(12)の内部にこ
のチューブの軸心回りに回動する超音波振動子(17)
とこの超音波振動子(17)の回転情報を検出する回転
情報検出装置(22、28、30)とを備える超音波プ
ローブにおいて、回転情報検出装置(22、28、3
0)は、軸心を中心に配設され反射部(23a)と非反
射部(23b)とが交互に繰り返して形成された信号発
生面(25)を有する円板(22)と、信号発生面(2
5)へ投光される光ビームおよび信号発生面(25)か
らの光信号を案内する光ファイバー(28)と、この光
ファイバーで案内された光信号を検出する光信号検出部
(30)とを有し、光ファイバー(28)はチューブ
(12)の軸心の近傍に配設されていることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば体腔内に挿入し
て臓器を観察する超音波診断装置に用いる超音波プロー
ブに係り、特に、チューブの軸心の回りに回動可能に配
設した超音波振動子の回転情報を光ファイバを用いて検
出する超音波プローブに関する。
【0002】
【従来の技術】体腔内に挿入して臓器の動きや構造を観
察する超音波診断装置などに用いる機械走査式の超音波
プローブが知られている(例えば、実公昭62−730
1号公報参照)。
【0003】図3に従来の超音波プローブの断面図を示
す。可撓性を有する筒状ケーシング1の先端内部には超
音波走査部材2に装着された超音波振動子3が配設され
ている。超音波走査部材2は筒状ケーシング1の軸心に
ある回転軸4に装着されて回転軸4とともに筒状ケーシ
ング1内で回転する。また、回転軸4には、反射部と非
反射部とが交互に繰り返して形成された信号発生面5を
有する円板6が固着されており、円板6は超音波振動子
3とともに回転する。筒状ケーシング1の内側周辺近傍
には、投光用光ファイバ7と受光用光ファイバ8とが回
転軸4に沿って配設されている。円板6、投光用光ファ
イバ7および受光用光ファイバ8等は回転情報検出装置
を形成し、これによって回転軸4の回転角度や回転角速
度等の回転情報が得られる。超音波振動子3を駆動する
超音波駆動信号および体腔10によって反射された超音
波受信信号は、回転軸4内を通る信号ケーブル9によっ
て伝送される。
【0004】超音波プローブが体腔10内に挿入され、
超音波振動子3を回転しながら臓器の動きや構造の観察
が行われる。超音波振動子3の回転は図示しないモータ
によって回転軸4を駆動して超音波走査部材2を介して
行われる。回転軸4と共に円板6が回転する。
【0005】投光用光ファイバ7の端部から円板6の信
号発生面5へ光ビームが照射されている。信号発生面5
には反射部と非反射部とが交互に繰り返して形成されて
いるので、円板6が回転すると、信号発生面5で反射さ
れて受光用光ファイバ8の端部で受光される光信号は時
間的に強弱変化する。この光信号によって回転軸4の回
転角度や回転速度等の回転情報が得られる。受光用光フ
ァイバ8の出力端子は回転軸4を駆動するモータの制御
部へ接続されている。回転情報検出装置と回転軸4を駆
動するモータの制御部とは閉ループを形成し、回転軸4
の回転角度等が回転情報に基づいて制御できるようにな
っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波プローブにおいては、投光用光ファイバ7や受光
用光ファイバ8からなる光ファイバの束は、回転軸4か
ら半径方向へ離れた位置にある筒状ケーシング1の内側
周辺近傍に配設されていた。
【0007】図4に示すように湾曲した体腔10に挿入
されて超音波プローブが湾曲する場合に、光ファイバの
束の湾曲する方向によって光ファイバの伸縮の大きさが
大きく異なる。このため、湾曲する方向によっては光フ
ァイバの伸縮可能範囲を越えて、光ファイバの切断が生
じるという問題点があった。
【0008】また、光ファイバは筒状ケーシング1の内
側周辺近傍に配設されていたため、筒状ケーシング1の
軸心の伸縮量に比べて大きく、このため光ファイバに大
きな歪みが生じて光信号の伝送特性が変化し、正確な回
転情報を得にくいという問題点があった。
【0009】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
有する問題を解消し、光ファイバの切断が生じず、超音
波振動子の回転を正確に制御する回転情報を得ることの
できる信頼性の高い超音波プローブを提供することであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による超音波プローブは、可撓性を有するチ
ューブの内部にこのチューブの軸心回りに回動する超音
波振動子とこの超音波振動子の回転情報を検出する回転
情報検出装置とを備える超音波プローブにおいて、前記
回転情報検出装置は、前記軸心を中心に配設され反射部
と非反射部とが交互に繰り返して形成された信号発生面
を有する円板と、前記信号発生面へ投光される光ビーム
および前記信号発生面からの光信号を案内する光ファイ
バと、この光ファイバで案内された光信号を検出する光
信号検出部とを有し、前記光ファイバは前記チューブの
軸心の近傍に配設されていることを特徴とする。
【0011】
【作用】信号発生面へ投光される光ビームを案内し信号
発生面からの光信号を案内する光ファイバは、チューブ
の軸心の近傍に配設されているので、超音波プローブが
湾曲した場合でも軸心の伸縮量と大差ない範囲で伸縮す
ることができる。
【0012】
【実施例】本発明による超音波プローブの一実施例を図
面を参照して以下に詳細に説明する。図1において、人
体内部の体腔管内10に超音波プローブの先端部分11
が挿入されている。先端部分11を構成する可撓性を有
するチューブ12の先端にはキャップ13が固着されて
いる。キャップ13は超音波を透過する性質を有する材
料から形成されている。このキャップ13の内部には超
音波振動子17を収納する超音波振動子収納室14が配
置されている。超音波振動子収納室14には超音波の伝
播媒体であるひまし油が充填されている。また、超音波
振動子収納室14には超音波走査部材16が配設されて
いる。
【0013】超音波走査部材16の側面には超音波振動
子17が固着されている。超音波振動子17は、数十M
Hzの高周波の超音波を発生可能な発信部と体腔管内の
壁から反射した反射波を受信可能な受信部とから構成さ
れている。超音波振動子17には伝送ケーブル18が接
続されており、伝送ケーブル18によって超音波振動子
17を駆動する駆動信号と反射波による受信信号とが伝
送されるようになっている。
【0014】チューブ12の内壁に装着された筒状ライ
ナ管15には軸受19が嵌着されている。軸受19には
チューブ12の軸心に位置する回転軸20が回動自在に
支持されている。回転軸20の一端は超音波走査部材1
6に固着されている。回転軸20の他端は光ファイバ走
査部材26の一端に接続されている。光ファイバ走査部
材26の他端は可撓性を有する可撓軸27の内側端部に
装着されている。可撓軸27の他端は超音波プローブの
口元まで延設され、図示しないモータ回転軸に接続され
ている。
【0015】光ファイバ走査部材26は一端が大きい半
径の円筒状部26aを有し、この円筒状部につづいた円
錐状部26bを有し、さらに超音波プローブの口元に向
かって小さい半径の円筒状部26cを有している。
【0016】また、光ファイバ走査部材26の端面に対
向して、チューブ12の軸心を中心に、エンコ−ダ装置
を構成する円板22が軸受19の端部にソケット24を
介して固着されている。円板22は回転軸20とともに
回動しないようになっている。図2に示すように円板2
2は、反射部23aと非反射部23bとが交互に繰り返
して形成される信号発生面25を有する。円板22の反
射部23aはガラス等の板素材上にクロム等の高反射率
の材料を蒸着して構成される。
【0017】チューブ11の軸心の近傍にはこの軸心に
沿って光ファイバ28が配設されている。光ファイバ2
8は一端は超音波プローブの口元で光結合器31に接続
され、可撓軸27および光ファイバ走査部材26の小さ
い半径の円筒状部26cの内部を通り、さらに円錐状部
26bおよび円筒状部26aの周辺内部を通り、光ファ
イバ28の他端は光ファイバ走査部材26の端面に至っ
ている。光ファイバ28のこの他端の面29は、信号発
生面25に平行に対向するようになっている。
【0018】光ファイバ28は少なくとも一本の光ファ
イバから構成されており、光ファイバ28は投光用光フ
ァイバと受光用光ファイバとを兼ねている。
【0019】光結合器31は光ファイバ32を介して発
光受光装置30に接続されている。この光結合器31は
回転支持されている光ファイバ28と固定支持されてい
る光ファイバ32とを光学的に結合するものである。発
光受光装置30は平行光線を生成する光照射器33と、
光を分岐あるいは偏光させる光分離器34と、光信号を
検出する光受光器42とから構成されている。
【0020】光照射器33は光源40と、光源40から
の光線を平行光線Qにするレンズ38を有する。光分離
器34は、レンズ38からの平行光線を2つに分岐する
光分岐素子35と、光線に位相差を付与する光偏光素子
39を有する。
【0021】この光分離器34は、信号発生面25へ照
射される光線と信号発生面25で反射された光信号を分
離させるものである。光偏光素子39は直線偏光を円偏
光にするものである。平行光線Qは光分岐素子35を通
過後、直線偏光に偏光された光線のみが光偏光素子39
へ導かれる。光偏光素子39で直線偏光から円偏光に変
換された光線はレンズ36によって光ファイバ32へ導
かれる。
【0022】このようにして、光照射器33によって照
射された光線は、光分離器34等を経て光ファイバ32
へ導かれ、光結合器31を経て光ファイバ28によって
伝達され、端面29から信号発生面25へ照射される。
【0023】信号発生面25で反射された光信号の偏光
は円偏光である。この光信号は端面29から光ファイバ
28へ入射し、光ファイバ28、光結合器31、光ファ
イバ32等を経て光偏光素子39を通過して直線偏光に
ある。この直線偏光は最初レンズ38を経て光分岐素子
35を通過した光線の直線偏光の方向と垂直であるた
め、光信号は光源40の方へは透過せずに光分岐素子3
5で反射されて平行光線Rとなる。そして、レンズ40
によって光信号検出素子37へ集光される。光信号検出
素子37によって、反射部23aと非反射部23bに対
応する光の強弱が検出される。
【0024】光源40および光信号検出素子37は制御
回路部41へ接続されている。制御回路部41において
は、光信号検出素子37で検出される光信号の強度を光
源40の強度によって規格化や、回転軸20の回転角度
や回転速度等の回転情報の演算や、信号ケーブル18に
よって伝送される信号とこれらの回転情報とから画像の
作成が行われる。
【0025】超音波プローブの具体的な寸法は、チュー
ブ12の外径は約2〜3mm,全長が約1.5mであ
る。
【0026】次に本実施例の作用について説明する。モ
ータによって可撓軸27が回転駆動されると、超音波走
査部材26、回転軸20、超音波走査部材16および超
音波振動子17が回転する。円板22は軸受19に固着
されているので、光ファイバ28の端面29から出射さ
れる光線はチューブ12の軸線の回りに回転しながら信
号発生面25へ投光される。信号発生面25には反射部
23aと非反射部23bと形成されているので、信号発
生面25で反射された光信号は、回転軸20の回転速度
等に応じて時間的に強弱変化する。この光信号は、光分
離器34によって光源40から平行光線Qと分離され、
光信号検出素子37で検出され、制御回路部41で回転
角度や回転速度等の回転情報が演算される。
【0027】本実施例の構成によれば、光ファイバ28
は、チューブ11の軸心の近傍をこの軸心に沿って配設
されているので、超音波プローブが湾曲した場合でも軸
心の伸縮量とほとんど変わらない範囲で伸縮することが
できる。この結果、光ファイバの切断を生じにくくする
ことができる。
【0028】また、超音波プローブが湾曲した場合でも
軸心の伸縮量とほとんど変わらない範囲で伸縮すること
ができるので、光ファイバに大きな歪みが生じることが
なく光信号の伝送特性を変化させず、正確な回転情報を
得ることができる。
【0029】また、光ファイバ28は投光用光ファイバ
と受光用光ファイバとを兼ねることができるので、少な
くとも1本の光ファイバでよい。この結果、光ファイバ
28をチューブ12の軸心の極めて近傍に配置すること
ができるので、超音波プローブが湾曲した場合でも軸心
の伸縮量とほぼ同じ範囲で伸縮することができる。
【0030】また、ファイバ走査部材26は円錐状部2
6bおよび半径の大きい円筒状部26aを有するので、
光ファイバ28の端面29の位置をチューブ12の軸線
近傍から半径方向へ離れて位置させることができ、回転
情報を高精度に検出することができる。
【0031】なお、本実施例においては、円板22は固
定されており、光ファイバ28がチューブ12の軸線の
回りに回転する場合を示した。しかし、本発明はこれに
限らず、円板22を回転軸20とともに回転させ、光フ
ァイバ28を固定させてもよい。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
信号発生面へ投光される光ビームを案内し信号発生面か
らの光信号を案内する光ファイバは、チューブの軸心の
近傍に配設されているので、超音波プローブが湾曲した
場合でも軸心の伸縮量とほとんど変わらない範囲で伸縮
することができる。この結果、光ファイバの切断が生じ
るにくくすることができるとともに、光ファイバによる
光信号の伝送特性を変化させず正確な回転情報を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による超音波プローブの先端部分の断面
および発光受光装置の概略構成を示す図。
【図2】本実施例における反射部と非反射部とが交互に
繰り返して形成された信号発生面を有する円板を示す図
(a)およびその断面図(b)。
【図3】従来の超音波プローブの先端部分を示す断面
図。
【図4】従来の超音波プローブを湾曲した体腔内に用い
た場合を示す図。
【符号の説明】
11 超音波プローブの先端部分 12 チューブ 13 キャップ 14 収納室 15 筒状ライナ管 16 超音波走査部材 17 超音波振動子 18 信号ケーブル 19 軸受 20 回転軸 22 円板 24 ソケット 25 信号発生面 26 光ファイバ走査部材 26a 円筒状部 26b 円錐状部 26c 円筒上部 27 可撓軸 28 光ファイバ 29 端面 30 発光受光装置 31 光結合器 32 光ファイバ 33 光照射器 34 光分離器 35 光分岐素子 37 光信号検出素子 39 光偏光素子 41 制御回路部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可撓性を有するチューブの内部にこのチュ
    ーブの軸心回りに回動する超音波振動子とこの超音波振
    動子の回転情報を検出する回転情報検出装置とを備える
    超音波プローブにおいて、前記回転情報検出装置は、前
    記軸心を中心に配設され反射部と非反射部とが交互に繰
    り返して形成された信号発生面を有する円板と、前記信
    号発生面へ投光される光ビームおよび前記信号発生面か
    らの光信号を案内する光ファイバと、この光ファイバで
    案内された光信号を検出する光信号検出部とを有し、前
    記光ファイバは前記チューブの軸心の近傍に配設されて
    いることを特徴とする超音波プローブ。
JP5013413A 1993-01-29 1993-01-29 超音波プローブ Pending JPH06217978A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5013413A JPH06217978A (ja) 1993-01-29 1993-01-29 超音波プローブ
US08/186,420 US5419334A (en) 1993-01-29 1994-01-28 Ultrasonic probe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5013413A JPH06217978A (ja) 1993-01-29 1993-01-29 超音波プローブ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06217978A true JPH06217978A (ja) 1994-08-09

Family

ID=11832456

Family Applications (1)

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JP5013413A Pending JPH06217978A (ja) 1993-01-29 1993-01-29 超音波プローブ

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JP (1) JPH06217978A (ja)

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