JPH06261905A

JPH06261905A - 超音波内視鏡装置

Info

Publication number: JPH06261905A
Application number: JP5072056A
Authority: JP
Inventors: Koichi Matsui; 孝一松井; Nobuhiko Watanabe; 延彦渡辺; Hisao Yabe; 久雄矢部
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-01-14
Filing date: 1993-03-30
Publication date: 1994-09-20

Abstract

(57)【要約】【目的】プローブ外径の細径化、シース交換の容易化
を図るとともに、適正な超音波診断が可能な超音波内視
鏡装置を提供すること。【構成】体腔内挿入部先端に超音波画像を得るために
超音波を送受信する超音波振動子（２）と、超音波振動
子（２）の挿入部先端内での位置を検出する手段を設け
るとともに、挿入部先端部（７）をプローブ（１）本体
から分離可能に構成し、挿入部先端部（７）とシャフト
（４）先端部との距離を一定に保持しながら適正な診断
位置で超音波診断を実施し、また損傷したシース（３）
の交換を容易にし、また挿入部先端部（７）に滑り軸受
け等を設けないでプローブ（１）外径の細径化を図った
もの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、体腔内挿入部先端に超
音波振動子を設け、体腔内深部断層像を得るようにした
超音波内視鏡装置、さらに超音波振動子による平行スラ
イス画像を取り込み、任意の方向の体腔内深部断層像を
得るようにした超音波内視鏡装置のうち特に三次元の超
音波画像を得る超音波内視鏡装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】超音波内視鏡装置は、体腔内への挿入部
先端に超音波振動子を設け、超音波ビームを走査するこ
とにより体腔内深部断層像を得るようになっている。こ
の超音波内視鏡装置については、これまでに種々のもの
が提案されている。例えば、特開平４−２１８１４５号
公報に開示されている超音波内視鏡装置は挿入部先端部
のシャフト周面にすべり環が被嵌した状態で固定され、
すべり環に対応してシース内周にはすべり受けが圧入さ
れている。そして、すべり環はすべり受けの内周に摺接
して回転自在に支持されるとともに、シャフトが挿入部
の軸方向に移動して不安定になるのを防止する構造とな
っている（従来例１）。

【０００３】また、ＵＳＰ４９５１６７７号公報には、
超音波振動子を先端に配設したシャフトを覆うシース
が、プローブ（探触子）に対して着脱自在な構成となっ
ている超音波内視鏡装置が開示されている（従来例
２）。

【０００４】次に、超音波内視鏡装置には平行スライス
像を取り込むことにより超音波断層像を得るようにした
三次元超音波内視鏡がある。例えば、特開平１−１４８
２４７号公報には超音波振動子の回転駆動によりラジア
ル方向のスライス画像を取り込み、超音波振動子をリニ
ア方向に移動することにより取り込んだ複数の平行スラ
イス画像から三次元の超音波画像を得るようにした内容
が開示されている（従来例３）。

【０００５】このような従来例でスライス画像を高精度
で得るためには、超音波振動子の移動量を高精度で検出
する必要があり、そのような技術は既に提案されてい
る。例えば、特開平４−５８１５１号公報に記載された
従来例ではプローブの先端に回転体（ローラ）およびロ
ータリエンコーダを設け、ロータリエンコーダからの信
号によって超音波振動子の移動量を検出している（従来
例４）。

【０００６】また、特開平３−１８８８３６号公報に記
載された従来例や特開昭５６−６３３４６号公報に記載
された従来例では、テスト駆動等によって予めプローブ
の回転特性や停止特性を測定して最適パラメータを決定
しておき、その最適パラメータを用いて検出した超音波
振動子の移動量データに補正を加えるようにしている
（従来例５）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
１に記載された超音波内視鏡装置は、挿入部先端にシャ
フトを回転自在に支持するすべり環およびすべり受けを
設けてあるので、挿入部先端の外径は太くなってしまう
という不具合があった。被検者の苦痛をできるだけ軽減
するためには挿入部先端の細径化が必要であるが、従来
例１ではそれが困難であった。また、挿入部先端にすべ
り環およびすべり受けを設けてあるので、シースをプロ
ーブから外すことができないという不具合があった。し
たがって、シースに損傷が生じたような場合、高価なプ
ローブとともに廃棄し新しいプローブを用意しなければ
ならなかったのである。

【０００８】次に、従来例２に記載された超音波内視鏡
装置は、シースの着脱は容易に行えるようになっている
が、体腔内に挿入したプローブに湾曲等がかかった場
合、超音波振動子を先端部内に配設したシャフトがプロ
ーブの軸方向に移動するため、超音波振動子のプローブ
先端部内での位置が一定にならず超音波診断位置が定ま
らず適正な超音波診断を実施できないという不具合があ
った。

【０００９】次に、従来例４に記載された三次元の超音
波画像を得るための超音波内視鏡装置は、移動量の検出
のために超音波内視鏡の先端にローラおよびロータリー
エンコーダを設けているため、それらおよびそれらと信
号処理回路とを接続する信号線によって生体内に挿入す
る部分の外径が必要以上に太くなり、内視鏡検査を受け
る患者に与える苦痛が増大してしまうという不具合があ
った。

【００１０】次に、従来例５に記載された超音波内視鏡
装置は、テスト駆動等により予めプローブの回転特性や
停止特性を測定して決定した最適パラメータを用いて、
検出した超音波振動子の移動量を補正しているため、最
適パラメータを決定した当初は所望の精度で移動量の検
出ができるが、経時変化によって上記特性が変化した後
は、再び最適パラメータを決定する作業を行わない限
り、所望の検出精度を確保することができないという不
具合があった。

【００１１】本発明は、上記不具合を解決すべく提案さ
れるもので、プローブ外径の細径化を図り内視鏡検査を
受ける患者の苦痛を軽減し、シースの交換を容易にして
コスト面での問題を解決し、超音波振動子のプローブ先
端での位置を一定にして適正な超音波診断を実施できる
超音波内視鏡装置、さらにプローブ外径の細径化を図る
とともに、超音波振動子の移動量の検出精度が経時変化
に影響されないようにした三次元超音波診断が可能な超
音波内視鏡装置を提供することを目的としたものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、体腔内挿入部先端に超音波画像を得るた
めに超音波を送受信する超音波振動子と、超音波振動子
の挿入部先端内での位置を検出する手段を設けるととも
に、挿入部先端部をプローブ本体から分離可能に構成し
た超音波内視鏡装置とした。また、超音波画像を得るた
めに超音波を送受信する第１の超音波振動子と、該第１
の超音波振動子を内包するシースと、該シースの軸方向
に超音波を送受信する第２の超音波振動子と、前記第１
の超音波振動子を前記シース内で軸方向に進退移動させ
る駆動手段と、前記第２の超音波振動子が送受信した超
音波信号に基づいて前記第１の超音波振動子の移動量を
求める移動量検出手段とを具えた超音波内視鏡装置とし
た。

【００１３】

【作用】このように、本発明は挿入部先端に超音波振動
子の挿入部先端での位置を検出する手段を設けるととも
に、挿入部先端部をプローブ本体から分離可能に構成し
さらにシャフト支持具を設けないようにしたので、超音
波振動子のプローブ先端での位置を一定にでき、またシ
ースの交換を容易に行え、プローブ外径の細径化を図れ
る。また、三次元の超音波画像を得るために駆動手段に
よってシース内で軸方向に進退動される第１の超音波振
動子が、三次元の超音波画像を得るために超音波を受信
する際には、第２の超音波振動子が第１の超音波振動子
を内包するシースの軸方向に超音波を送受信するから、
移動量産出手段は、第２の超音波振動子が送受信する超
音波信号に基づいて第１の超音波振動子の移動量を所望
の精度で求めることができる。また、内視鏡先端にロー
ラおよびロータリエンコーダを設けていないから、挿入
部外径が太くなることを回避できる。

【００１４】

【実施例】以下、図面に従い本発明の実施例を詳細に説
明していく。図１は、本発明の超音波内視鏡装置の第１
実施例を示した全体構成図である。プローブ１の先端内
には第１の超音波振動子２が配設されており、この超音
波振動子２はプローブ１の挿入部を形成するシース３内
に延在するフレキシブルシャフト４の先端に固着されて
いる。また、フレキシブルシャフト４の先端には第２の
超音波振動子５が固着されている。術者手元側に向かっ
て延在するシース３は、術者手元側端部で外枠６に接続
されている。

【００１５】また、プローブ１の先端部７には、表面が
鏡面となっている反射体８が設けられている。先端に第
２の超音波振動子５が固着されているフレキシブルシャ
フト４の他端は、第１のコネクタ９を介して駆動部１０
に連結されている。駆動部１０には、モータ１１が設け
られており、このモータ１１には駆動伝達軸１２が連結
され、駆動伝達軸１２は第２のコネクタ１３に着脱自在
に連結されるとともに、第２のコネクタ１３を介して前
記第１のコネクタ９に連結されている。そして、モータ
１１の回転を受けて第２の超音波振動子２が回転駆動さ
れるようになっている。

【００１６】また、第２のコネクタ１３の外周部にはフ
ランジ１４が固定されており、このフランジ１４にはボ
ールネジ１５が螺合されている。ボールネジ１５の他端
にはステッピングモータ１７が連結されており、このス
テッピングモータ１７は観測装置１８に設けられている
モータドライバ１９を介してＣＰＵ２０に接続されてい
る。また、前記モータ１１は観測装置１８に設けられて
いるモータサーボ回路２１を介してＣＰＵ２０に接続さ
れている。前記第１の超音波振動子２、第２の超音波振
動子５にはそれぞれケーブル（図示されていない）が接
続されており、これらのケーブルはフレキシブルシャフ
ト４内を経て第１のコネクタ９に設けた接点（図示され
ていない）を介して駆動伝達軸１２内に延在するケーブ
ル（図示されていない）に接続されている。

【００１７】このケーブルは、駆動伝達軸１２に連結さ
れているスリップリング２２に接続され、スリップリン
グ２２は距離測定回路２３を介してＣＰＵ２０に接続さ
れている。また、スリップリング２２は、送信回路２
４、信号処理回路２５に接続され、送信回路２４はＣＰ
Ｕ２０に接続されている。一方、信号処理回路２５は、
Ａ／Ｄ（アナログ・デジタル変換回路）２６と、D.S.C.
（デジタルスキャンコンバータ）２７を介してＣＰＵ２
０に接続されている。なお、D.S.C.２７はＣＲＴ２８に
接続されている。

【００１８】次に、以上のごとく構成されている第１実
施例の作用を説明する。ＣＰＵ２０からの駆動信号によ
り、モータサーボ回路２１が作動し、モータ１１が回転
動する。すると、モータ１１の回転は駆動回転軸１２に
伝達され、第２のコネクタ１３、第１のコネクタ９、フ
レキシブルシャフト４に伝達され第１の超音波振動子２
を回転させる。第１の超音波振動子２にはＣＰＵ２０か
ら信号を受けた送信回路２４からの超音波発信信号が送
信され、第１の超音波振動子２は被検体に超音波を送波
する。被検体から反射された超音波は、第１の超音波振
動子２で受信され、観測装置１８内の信号処理回路２５
でエコー信号に変換される。

【００１９】エコー信号は、Ａ／Ｄ２６でアナログ信号
からデジタル信号に変換された後、D.S.C ２７で画像処
理される。画像処理された信号はＣＲＴ２８に送られ、
被検体の超音波画像がスクリーン上に描出される。とこ
ろで、被検体に挿入しながら超音波診断をする場合、プ
ローブ１はストレート状態になっていることはほとんど
なく、湾曲等がかかっており挿入にともないこの湾曲状
態は随時変化していく。この場合、図２に示すようにフ
レキシブルシャフト４の先端部は、プローブ１の先端部
７に対して移動してしまい（実線矢印）、フレキシブル
シャフト４の先端部とプローブ１の先端部７との距離は
一定せず診断位置は一定しないことになる。

【００２０】そこで、ＣＰＵ２０から信号を受けた距離
測定回路２３の超音波発信信号を第２の超音波振動子５
に送信し、超音波を反射体８に向けて送波する。反射体
８から反射された超音波は、第２の超音波振動子５で受
信され距離測定回路２３で信号処理された後、反射体８
と第２の超音波振動子５との距離を算出する。なお、図
２中の破線矢印は超音波の進路を示したものである。

【００２１】次に、ＣＰＵ２０で算出された距離と設定
値との差を計算し、その差分量だけフレキシブルシャフ
ト４を移動させる信号をモータドライバ１９に送る。モ
ータドライバ１９から制御信号がステッピングモータ１
７に送られる。すると、ステッピングモータ１７の回転
はボールネジ１５に伝達され、フランジ１４を介して連
結されている第１のコネクタ９を軸方向に移動させ、第
１のコネクタ９に連結されているフレキシブルシャフト
４をＣＰＵ２０で設定された値になるまで移動させるこ
とになる。

【００２２】このように本実施例によれば、体腔内でプ
ローブ１に湾曲等がかかった状態になっても、プローブ
先端部７とフレキシブルシャフト先端部との距離を一定
に保持でき、適正な診断位置で超音波診断を実施でき
る。また、プローブ先端部７に軸受け等の構成部材が配
設されていないので、損傷したシース３の交換が容易に
行えるとともに、プローブ１の外径が太くなるのを防止
でき被検者の苦痛を軽減できる。

【００２３】次に、第１実施例の超音波内視鏡装置を用
いて、三次元の超音波画像を得るための作用を説明す
る。先ず、観測装置１８に接続されたキーボード（図示
されていない）を介して、第１の超音波振動子２の軸方
向への全移動量および移動ピッチを入力する。観測装置
１８内のＣＰＵ２０では、距離測定回路２３に信号を送
って第２の超音波振動子５から反射体８に向かって超音
波を送波する。反射体８で反射された超音波は、第２の
超音波振動子５で受信した後、距離測定回路２３で反射
体８と第２の超音波振動子５との距離を算出する。

【００２４】また、ＣＰＵ２０では上記の算出した距離
とキーボードから入力した値から、第１の超音波振動子
２を軸方向に移動する量を計算し、モータドライバ１９
に信号を送ってモータドライバ１９に接続されているス
テッピングモータ１７を回転させる。ステッピングモー
タ１７の回転はボールネジ１５に伝達され、フランジ１
４を介して連結されている第１のコネクタ９を軸方向に
移動させ、この第１のコネクタ９に連結されているフレ
キシブルシャフト４およびフレキシブルシャフト４先端
に固着された第１の超音波振動子２を、ＣＰＵ２０で計
算した値になるまで移動させる。そして、ＣＰＵ２０か
らモータサーボ回路２１に信号を送ってモータ１１を回
転させ、駆動伝達軸１２、第２のコネクタ１３、第１の
コネクタ９、フレキシブルシャフト４を介して第１の超
音波振動子２を回転させる。その後、ＣＰＵ２０から送
信回路２４、信号処理回路２５、Ａ／Ｄ２６、D.S.C.２
７に信号を送って被検体の超音波の画像処理を行う。

【００２５】次に、ＣＰＵ２０から第１の超音波振動子
２の軸方向への移動ピッチに相当する信号をモータドラ
イバ１９に送って、モータドライバ１９に接続している
ステッピングモータ１７を回転させ、第１の超音波振動
子２を移動ピッチ値になるまで移動させる。そして、Ｃ
ＰＵ２０から送信回路２４、信号処理回路２５、Ａ／Ｄ
２６、D.S.C ２７に信号を送って被検体の超音波の画像
処理を行う。こうした動作をキーボードを介して入力し
た値まで繰り返した後、ＣＰＵ２０で被検体の超音波画
像を移動ピッチごとに整理、処理すれば、被検体の三次
元超音波画像を容易に得ることができる。

【００２６】図３は、本発明の第２実施例を示した三次
元超音波画像を得るための超音波内視鏡装置の構成図で
あり、第１実施例と対応する箇所には同一符号を付し
た。ラジアルスキャンのための第１の超音波振動子２
は、プローブ１の先端側においてフレキシブルシャフト
４の先端部に固定され、フレキシブルシャフト４はシー
ス３内に収容されている。フレキシブルシャフト４の先
端部には、さらにプローブ１の先端（シース３の先端
面）と対向するように第２の超音波振動子５が固定され
ており、フレキシブルシャフト４の他端は硬性シャフト
２９に固定されている。

【００２７】硬性シャフト２９の図示左側の部分にはリ
ング３０が固定され、このリング３０はベアリング３１
を介して駆動ガイド３２内に嵌合されている。駆動ガイ
ド３２は、弾性部材３３によってフレキシブルシャフト
４の軸方向に付勢されるとともに、筐体３４に対してダ
ンパ３２ａによって接続されており、図示しないモータ
によって回転されるカム３５によって軸方向に往復運動
を行う。硬性シャフト２９の右側の部分には第１のギア
３６が噛合され、第１のギア３６には第２のギア３７お
よび第３のギア３８がこの順序で噛合され、第２のギア
３７および第３のギア３８にはそれぞれ、モータ３９お
よびエンコーダ４０が接続されている。また、硬性シャ
フト２９の右端部にはスリップリング４１が接続されて
いる。

【００２８】観測装置１８には、エンコーダ４０のＡ相
およびＺ相の信号が入力されるとともに、スリップリン
グ４１を介して第１の超音波振動子２からの信号が入力
される。観測装置１８の出力信号は第１のＣＲＴ４２に
入力されて当該ラジアルスキャンにより得られた超音波
画像の表示に用いられるとともに、後述する三次元画像
処理装置に入力される。第２の超音波振動子５からの信
号は、スリップリング４１を介して送信回路２４および
増幅器４３に入力される。送信回路２４にはさらに、タ
イミング信号発生器４４からの基準クロック信号が入力
され、送信回路２４および増幅器４３の出力信号および
タイミング信号発生器４４が発生する基準クロック信号
が距離計測器４５に入力される。

【００２９】距離計測器４５の出力信号は、三次元画像
処理装置４６に入力される。三次元画像処理装置４６
は、この信号および観測装置１８からの信号に基づいて
画像処理を行い、その出力信号は第２のＣＲＴ４７に入
力され、三次元超音波画像の表示に用いられる。なお、
三次元画像処理装置４６には、第１の超音波振動子２お
よび第２の超音波振動子５が固定されたフレキシブルシ
ャフト４の移動速度が弾性部材３３およびダンパ３２ａ
によって決定されることに関するデータベースを予め構
築しておくものとする。

【００３０】次に、この第２実施例の三次元超音波画像
を得るための超音波内視鏡装置の作用について説明す
る。プローブ１のシース３内に収容され硬性シャフト２
９に結合されるフレキシブルシャフト４は、カム３５の
往復運動によって軸方向（挿入方向）に進退駆動されて
所定の位置に停止する。その後、フレキシブルシャフト
４の先端に結合された第１の超音波振動子２は硬性シャ
フト２９に噛合される第１のギア３６およびそれに噛合
される第２のギア３７を介して、モータ３９によって回
転駆動される。その間、観測装置１８は図示しない指令
信号によってモータ３９の回転制御を行い、エンコーダ
４０は第１の超音波振動子２の回転方向（ラジアル方
向）の位置を検出する。このラジアルスキャンにおい
て、観測装置１８は、フレキシブルシャフト４の回転軸
に対し垂直な面を走査する第１の超音波振動子２が生体
に対し送受信した超音波をスリップリング４１を介して
取り込み、その超音波に基づいて第１のＣＲＴ４２に超
音波画像をＢモード画像（二次元画像）として表示す
る。

【００３１】上記ラジアルスキャンにおいて、軸方向の
位置検出は以下のようにしてなされる。すなわち、プロ
ーブ１の先端部において、シース３の先端面に対向し軸
方向を走査する第２の超音波振動子５は、タイミング信
号発生器４４が発生する基準クロック信号に基づいて送
信回路２４が発生するタイミング信号を送信され、その
タイミング信号に応じたタイミングでシース３の先端面
に向けて超音波を送信し、シース３の先端面で反射され
た超音波を受信する。

【００３２】第２の超音波振動子５で受信された超音波
（エコー信号）は、スリップリング４１を介して送信回
路２４および増幅器４３に入力される。距離計測器４５
は、上記クロック信号、タイミング信号および増幅器４
３で増幅されたエコー信号を用いて第２の超音波振動子
５による超音波送信および受信間の時間計測を行い、求
めた時間をシース３の先端面から第２の超音波振動子５
までの距離に換算し、その距離から第１の超音波振動子
２の位置情報をリアルタイムで得る。

【００３３】三次元画像処理装置４６は、距離計測器４
５から出力される距離情報に応じて観測装置１８の出力
であるＢモード画像を、例えば軸方向の間隔１ｍｍで複
数取り込む。取り込まれた複数枚のＢモード画像は、第
２の超音波振動子５によって得た軸方向の位置情報に応
じて三次元画像処理装置４６に蓄積するように画像処理
され、第２のＣＲＴ４７に疑似三次元画像として表示さ
れる。

【００３４】上記Ｂモード画像の取り込みのために、以
下のようにして第１の超音波振動子２および第２の超音
波振動子５を軸方向に進退移動させる。すなわち、カム
３５を図示しないモータによって回転駆動すると、カム
３５は弾性部材３３により付勢されている駆動ガイド３
２をプローブ１の軸方向に往復駆動する。このとき、駆
動ガイドの内部には硬性シャフト２９に固定されたリン
グ３０が収容され、リング３０はベアリング３１を介し
て駆動ガイド３２に回転自在に支持されているため、カ
ム３５の回転による駆動ガイド３２の軸方向の往復運動
に応じて硬性シャフト２９およびそれに結合されたフレ
キシブルシャフト４も軸方向に往復運動することにな
る。

【００３５】この往復運動により、フレキシブルシャフ
ト４の先端に固定された第１の超音波振動子２および第
２の超音波振動子５を軸方向に往復運動する。これら超
音波振動子２、５の往復運動は、駆動がカム３５および
弾性部材３３によってなされるため、そのままでは速度
を一定にすることはできないが、筐体３４とダンパ３２
ａを介在させているので速度を一定にすることができ、
滑らかな進退移動を実現できる。

【００３６】なお、この第２実施例では第１の超音波振
動子２および第２の超音波振動子５を独立に設けている
が、画像処理系において分離可能な周波数を用いるとい
う前提の下に、超音波振動子を一つのみにして上述した
画像取り込みおよび位置検出の機能を持たせるようにし
てもよい。

【００３７】図４は本発明の第３実施例を示したもの
で、三次元超音波画像を得るための超音波内視鏡装置の
要部の構成を示したものである。第２実施例との相違点
は、プローブ１のシース３の先端部に第１の超音波振動
子２の回転空間を隔てるシール部材４８を設けるととも
に、フレキシブルシュフト４の硬性シャフト側において
ドーナツ状の第２の超音波振動子５をシール部材４８と
対向させてシース３に固定し、さらにシース３のシール
部材４８および第２の超音波振動子５の間に蛇腹部４９
を設けたことであり、それ以外の部分は第２実施例と同
様に構成する。

【００３８】次に、この第３実施例の超音波内視鏡装置
の作用について説明する。第１の超音波振動子２がＢモ
ード画像の取り込みのために、フレキシブルシャフト４
の回転周りに回転してラジアルスキャンを行う際には、
第２の超音波振動子５はシール部材４８に向かって図示
破線のように超音波を放射してそのエコーを受信し、得
られたエコー信号を用いて第２の超音波振動子５からシ
ール部材４８までの距離を検出する。また、次のＢモー
ド画像の取り込みのため、第１の超音波振動子２を固定
したフレキシブルシャフト４を軸方向に進退移動させる
と、その進退移動に応じて蛇腹部４９は伸張または収縮
する。

【００３９】この第３実施例においては、蛇腹部４９を
設けたことにより上記フレキシブルシャフト４の進退移
動に伴い、シース３内に満たした超音波伝達媒体が負圧
になるので、第１の超音波振動子２の周囲に気泡が発生
することが防止され、気泡発生による超音波画像に対す
る悪影響を除去して高品質の超音波画像を得ることがで
きる。また、蛇腹部４９を設けたことにより、超音波伝
達媒体の粘性に抗して第１の超音波振動子２を固定され
たフレキシブルシャフト４を進退移動させる際の駆動力
を減少させることができる。

【００４０】なお、この第３実施例ではシース３の伸縮
部を蛇腹構造で構成しているが、スライド構造や弾性体
を用いてもよく、また、伸縮部を設ける位置を超音波振
動子側にしても超音波観測装置側にしてもよい。さら
に、フレキシブルシャフト４を進退駆動する機構を蛇腹
部４９内に満たした高粘性の油の油量を可変制御する油
圧ポンプに変更してもよい。

【００４１】図５は、本発明の第４実施例を示したもの
で、三次元超音波画像を得るための超音波内視鏡装置の
要部の構成を示したものである。この第４実施例と第３
実施例との相違点は、カム３５によってフレキシブルシ
ャフト４を進退移動させる代わりに、蛇腹部４９内に設
けた伸長特性を有するコイル状の形状記憶合金５０およ
び収縮特性を有するコイル状の形状記憶合金５１に電流
を流すことにより、フレキシブルシャフト４を進退移動
させるようにしたことであり、それ以外の部分は第３実
施例と同様に構成する。

【００４２】この第４実施例の超音波内視鏡装置におい
ては、伸長特性を有する形状記憶合金５０に電流を流す
ことにより形状記憶合金５０が伸長する結果、第１の超
音波振動子２はシース３とともに前進し、同様に収縮特
性を有する形状記憶合金５１に電流を流すことにより形
状記憶合金５１が収縮する結果、第１の超音波振動子２
はシース３とともに後退することから、第３実施例のカ
ム３５と同様の第１の超音波振動子２の軸方向の進退駆
動が可能になる。したがって、第３実施例よりも超音波
内視鏡装置を小型化することができる。

【００４３】図６は、本発明の第５実施例を示したもの
で、三次元超音波画像を得るための超音波内視鏡装置の
要部の構成を示したものである。この第５実施例は、上
記第４実施例の構成から軸方向の位置検出用の第２の超
音波振動子５を廃止した点が異なり、それ以外の部分は
第４実施例と同様に構成する。

【００４４】この第５実施例の超音波内視鏡装置におい
ては、伸長特性を有する形状記憶合金５０および収縮特
性を有する形状記憶合金５１は、第４実施例と同様に第
１の超音波振動子２を軸方向に進退移動する手段として
機能する上に、進退移動した第１の超音波振動子２の位
置検出のための手段としても機能する。つまり、形状記
憶合金５０および形状記憶合金５１は、伸長、収縮に伴
い抵抗値が変化するから、その抵抗値の測定値に基づい
て予め求めておいた抵抗値−伸長（収縮）特性を参照す
るように距離計測器を構成することにより、第１の超音
波振動子２の軸方向の位置を検出することができ、第４
実施例よりも小型化およびコストダウンを図ることがで
きる。

【００４５】図７は、本発明の第６実施例を示したもの
で、超音波内視鏡装置の全体構成図である。本実施例は
リニア走査に係る実施例を示したもので、第１実施例と
異なり第１の超音波振動子２を回転駆動させるモータ１
１、駆動伝達軸１２、スリップリング２２、モータサー
ボ回路２１が設けられていない。それ以外の部分は第１
実施例と同様に構成する。

【００４６】次に、本実施例の作用を説明する。先ず、
観測装置１８に接続されたキーボード（図示されていな
い）を介して、第１の超音波振動子２の軸方向への全移
動量および移動ピッチを入力する。その後、観測装置１
８内のＣＰＵ２０から距離測定回路２３に信号を送っ
て、第２の超音波振動子５から超音波を反射体８に送波
し、反射体８で反射された超音波を第２の超音波振動子
５で受信した後、距離測定回路２３で反射体８と第２の
超音波振動子５との距離を算出する。

【００４７】また、ＣＰＵ２０では、算出した距離とキ
ーボードから入力した値から、第１の超音波振動子２を
軸方向に移動する移動量を計算し、モータドライバ１９
に信号を送って、モータドライバ１９に接続しているス
テッピングモータ１７を回転させる。ステッピングモー
タ１７の回転により、フレキシブルシャフト４先端に固
着された第１の超音波振動子２は、ＣＰＵ２０で計算し
た値になるまで移動する。その後、ＣＰＵ２０から送信
回路２４、信号処理回路２５、Ａ／Ｄ２６、D.S.C ２７
に信号を送って、被検体の超音波の画像処理を行う。

【００４８】次に、ＣＰＵ２０から第１の超音波振動子
２の軸方向への移動ピッチに相当する信号をモータドラ
イバ１９に送って、モータドライバ１９に接続している
ステッピングモータ１７を回転させ、第１の超音波振動
子２を移動ピッチ値になるまで移動させる。そして、再
びＣＰＵ２０から送信回路２４、信号処理回路２５、Ａ
／Ｄ２６、D.S.C ２７に信号を送って、被検体の超音波
の画像処理を行う。以上の操作を、キーボードから入力
した値まで繰り返した後、ＣＰＵ２０で被検体の超音波
画像を移動ピッチごとに整理、処理することにより被検
体のリニア画像が得られる。

【００４９】このように本実施例によれば第１実施例と
同様に、体腔内でプローブ１に湾曲等がかかった状態に
なっても、プローブ先端部７とシャフト先端部との距離
を一定に保持でき、適正な診断位置でリニア画像による
超音波診断を実施できる。また、プローブ先端に軸受け
等の構成部材が配設されていないので、シースの交換が
容易に行えるとともに、プローブ１の外径が太くなるの
を防止でき被検者の苦痛を軽減できる。

【００５０】図８は、プローブ１をガイドチューブ５２
内に挿入し、ガイドチューブ５２を生体５３の体腔壁５
４に密着させた状態で超音波診断をしている様子を示し
たものである。図９は、プローブ１をガイドチューブ５
２内に挿入した状態を示す詳細図である。ガイドチュー
ブ５２は、バルーン５５、シース５６、バルーン給排水
チューブ５７、脱気水チューブ５８を有する。シース５
６の先端側は封止されており、また、先端にはリング状
の密封部材５９、６０を介してバルーン５５が固着され
ている。脱気水チューブ５８の他端には、ルアー口金６
１を介してシリンジ６２が接続されている。

【００５１】シース５６の他端は、シース固定部材６３
の外周部に糸で縛り付けた後、接着固定されており、シ
ース固定部材６３の内周部にはリング状弾性部材６４が
設けられている。そして、シース５６の内部には脱気水
等の超音波伝達媒体が充填されている。また、バルーン
給排水チューブ５７の先端は、バルーン５５とリング状
の密封部材６０との間に挿入され、固定されている。バ
ルーン給排水チューブ５７の他端には、ルアー口金６５
を介してシリンジ６６が接続されている。

【００５２】次に、このように構成されているバルーン
法による超音波診断について説明する。先ず、ガイドチ
ューブ５２を体腔内に挿入し、バルーン給排水チューブ
５７に接続されているシリンジ６６を押して、ガイドチ
ューブ５２の先端に設けられているバルーン５５内に脱
気水を充填しバルーン５５を膨らませる。すると、バル
ーン５５は生体５３の体腔壁５４に密着固定する（図
８）。

【００５３】その後、プローブ１をガイドチューブ５２
内に挿入していき、プローブ１先端にある第１の超音波
振動子２がバルーン５５が密着している体腔壁５４に位
置したところで、プローブ１をガイドチューブ５２に固
定し超音波診断を行う。この場合、プローブ１とガイド
チューブ５２はリング状弾性部材６４によって水密が保
たれている。

【００５４】なお、脱気水チューブ５８に接続されてい
るシリンジ６２を押して体腔内に脱気水を充満させ、脱
気水充満部にプローブ１先端にある第１の超音波振動子
２を移動させることにより、体腔内脱気水充満法による
超音波診断も行える。また、脱気水が流れてしまって貯
めておけない体腔内の部位では、バルーン法の他にバル
ーン５５を膨らませて管腔を一時的に閉鎖し、体腔内に
脱気水を充満させれば上記同様の超音波診断が行える。
このように、ガイドチューブ５２を用いることにより、
本発明に係る超音波内視鏡装置を用いたバルーン法、脱
気水充満法による超音波診断を容易に行える。

【００５５】図１０は、プローブ先端部６７の実施例を
示したもので、超音波伝達媒体を注入する方法を説明す
るためのものである。図示のように、プローブ先端部６
７には反射体８が設けられている。また、先端部６７に
は貫通孔６８が形成されており、貫通孔６８のシース３
側端部には貫通孔６８を塞ぐように封止部材６９が設け
られている。封止部材６９は形状記憶合金または形状記
憶樹脂で形成されており、封止部材６９にはケーブル
（図示されていない）の一端が接続され、ケーブルの他
端は電圧制御回路（図示されていない）に接続されてい
る。その他の構成は、第１実施例と同様である。

【００５６】次に、この実施例のプローブ１先端部６７
に超音波伝達媒体を注入する方法を説明する。先ず、電
圧制御回路を作動させ、封止部材６９に電圧をかける。
電圧の印加にともない封止部材６９は、２点鎖線で示す
ように変化し貫通孔６８はプローブ１のシース３内と連
通状態となる。この状態で、例えば超音波伝達媒体を充
填したシリンジ等を介して、貫通孔６８から超音波伝達
媒体をシース３内に注入する。注入が終了した後、電圧
制御回路の作動を止めると封止部材６９の形状は、実線
のように変化し封止部材６９は貫通孔６８を封止する。
このようにして、プローブ１のシース３内への超音波伝
達媒体の注入を容易に行える。

【００５７】図１１は、プローブ先端部６７の実施例を
示したもので、超音波伝達媒体を注入する他の方法を説
明するためのものである。プローブ先端部６７には貫通
孔６８が形成されており、貫通孔６８のシース３側端部
には貫通孔６８を内包するようにケース６９が設けられ
ている。ケース６９は絶縁材から成り、内側には金属ケ
ース７０さらに絶縁材から成る内ケース７１が設けられ
ている。また、内ケース７１の内側には、コンタクト７
２が軸７３方向に移動可能に設けられており、金属ケー
ス７０内に挿入されている場合は、貫通孔６８は封止さ
れるようになっている。

【００５８】コンタクト７２には、形状記憶合金、形状
記憶樹脂で形成されているファイバー７３が接続されて
いる。このファイバ７３の他端は、管路７４内に配設さ
れるとともにリング７５に固定されているファイバ固定
部材７６に接続されている。なお、リング７５は内ケー
ス７１に挿入固定されている。また、ファイバ７３とフ
ァイバ固定部材７６との間には、バネ７７が軸７３方向
に移動可能に配設され、金属ケース７０およびリング７
５にはケーブル（図示されていない）が接続されてお
り、ケーブルの他端は電圧制御回路（図示されていな
い）に接続されている。その他の構成は、前記図１０の
構成と同様である。

【００５９】次に、超音波伝達媒体を封入する方法につ
いて説明する。先ず、電圧制御回路を作動させると、金
属ケース７０およびリング７５に電圧がかかる。また、
ファイバ７３にはコンタクト７２、ファイバ固定部材７
６を介して電圧がかかる。電圧の印加にともない、ファ
イバ７３は縮み、コンタクト７２がリング７５側に移動
してバネ７７を縮ませる。コンタクト７２がリング７５
側に移動することによって、貫通孔６８は管路７８、管
路７４を介してプローブ１のシース３内と連通する。

【００６０】そこで、例えば超音波伝達媒体を充填した
シリンジ（図示されていない）等で貫通孔６８から超音
波伝達媒体をシース３内に注入する。注入が終了後、電
圧回路の作動を止めるとファイバ７３が伸び、コンタク
ト７２がリング７５側から離れてバネ７７が伸びる。コ
ンタクト７２がリング７５側から離れて、金属ケース７
０内に挿入されると、貫通孔６８は封止される。このよ
うにして、プローブ１のシース３内への超音波伝達媒体
の注入を容易に行える。

【００６１】

【発明の効果】このように本実施例によれば、挿入部先
端に超音波振動子の挿入部先端内での位置を検出する手
段を設けてあるので、画像取り込み用の超音波振動子の
移動量を所望の精度で求めることができ、プローブ先端
部とシャフト先端部との距離を一定に保持しながら適正
な診断位置で超音波診断を実施できる。また、挿入部先
端部をプローブ本体に対して分離可能に構成し、プロー
ブ先端部に超音波振動子を回転させるための滑り軸受け
等を設けていないので、損傷したシースの交換を用意に
行えるとともに、プローブ外径が太くなるのを防止でき
被検者の苦痛を軽減できる。また、三次元超音波画像を
得るための超音波内視鏡装置の場合、画像取り込み用の
超音波振動子の移動量（位置）検出手段により移動量を
所望の精度で求めるようにしてあるので、高品質の三次
元超音波画像が得られる。また、プローブ先端部に超音
波振動子の移動量を検出するためのローラ、エンコーダ
等の構成部材が配設されていないので、挿入部の外径が
太くなるのを防止でき被検者の苦痛を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波内視鏡装置の第１実施例の全体
構成図である。

【図２】プローブ先端部の部分説明図である。

【図３】三次元超音波画像を得るための、超音波内視鏡
装置の第２実施例の全体構成図である。

【図４】本発明の第３実施例のプローブ先端部の部分説
明図である。

【図５】本発明の第４実施例のプローブ先端部の部分説
明図である。

【図６】本発明の第５実施例のプローブ先端部の部分説
明図である。

【図７】本発明の超音波内視鏡装置の第６実施例の全体
構成図である。

【図８】ガイドチューブを用いて超音波診断をしている
状態を示した図である。

【図９】ガイドチューブとプローブ先端構成を示した断
面図である。

【図１０】超音波伝達媒体注入孔を有するプローブ先端
部を示した断面図である。

【図１１】超音波伝達媒体注入孔を有する他のプローブ
先端部を示した断面図である。

【符号の説明】

１プローブ２第１の超音波振動子３シース４フレキシブルシャフト５第１の超音波振動子６外枠７先端部８反射鏡９第１のコネクタ１０駆動部１１モータ１２駆動伝達軸１３第２のコネクタ１４フランジ１５ボールネジ１７ステッピングモータ１８観測装置１９モータドライバ２０ＣＰＵ２１モータサーボ回路２２スリップリング２３距離測定回路２４送信回路２５信号処理回路２６Ａ／Ｄ２７ D.S.C ２８ＣＲＴ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】体腔内挿入部先端に超音波画像を得るた
めに超音波を送受信する超音波振動子と、超音波振動子
の挿入部先端内での位置を検出する手段を設けるととも
に、挿入部先端部をプローブ本体から分離可能に構成し
たことを特徴とする超音波内視鏡装置。
【請求項２】超音波画像を得るために超音波を送受信
する第１の超音波振動子と、該第１の超音波振動子を内
包するシースと、該シースの軸方向に超音波を送受信す
る第２の超音波振動子と、前記第１の超音波振動子を前
記シース内で軸方向に進退移動させる駆動手段と、前記
第２の超音波振動子が送受信した超音波信号に基づいて
前記第１の超音波振動子の移動量を求める移動量検出手
段とを具えてなることを特徴とする超音波内視鏡装置。