JPH07155316A - 管腔内診断システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 細管（管腔）の検査において、遠隔操作で先
端部の所望の向きへの設定及び管腔内の進行、管腔内の
血栓、腫瘍、又は異物等の検査及び流体の速度測定がで
きる管腔内診断システムを提供すること。 【構成】 管腔内に挿入される管腔内走査プローブ（１
００）を備えた管腔内診断システムにおいて、前記管腔
内における前記管腔内走査プローブの先端部の進行方向
を制御する進行方向制御手段（１８０）と、前記管腔断
面の画像表示或いは前記管腔内の流体の流速測定を行う
ための超音波ビームを形成し、前記超音波ビームの送受
信を行う超音波送受信手段（１２０、３００）と、前記
管腔内走査プローブの進行方向の前記管腔内の表面の光
学像を得る光学視手段（１５０、３５０）と、前記管腔
内の前記管腔内走査プローブの位置をモニタするＸ線撮
像手段（２００、２２０、２５０）との少なくとも一つ
の手段を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医学及び非破壊検査等
の分野で利用され、遠隔操作により超音波探触子等の管
腔内走査プローブの先端部を所望の向きに設定して、所
望の向きに管腔内を進行させ、加えて、管腔内の異物な
どの状態の診断、検査或いは管腔内の物体の流速の測定
等を行う管腔内診断システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の管腔内診断システムにおいては、
特に医学の分野での消化器等の診断に用いられる光学内
視鏡或いは超音波内視鏡にみられるように、超音波探触
子等の管腔内走査プローブの先端部に設けられた光学内
視鏡などの光学視手段をガイドにして、管腔内走査プロ
ーブの先端部を手元の操作部からワイヤを用いて動かす
ことにより、管腔内走査プローブの進行方向を制御しな
がら診断を行っている。

【０００３】最近盛んに行われるようになった血管内の
診断の場合には、管腔内走査プローブを挿入したい部分
に予めガイドワイヤを挿入しておき、このガイドワイヤ
に管腔内走査プローブを沿わせて挿入するという方法が
採られている。

【０００４】しかし、上記の従来の管腔内診断システム
には、次のような問題がある。 （１） 特に消化器の診断で用いられているようなガイ
ドワイヤを用いて管腔内走査プローブの先端部を動かす
方式は、管腔の径が１ｃｍ程度の比較的太い場合には問
題なく実現できる。しかし、このガイドワイヤを用いた
方式では、管腔の径が１ｍｍ〜２ｍｍであるような管腔
の径が小さい管腔、例えば胆管や膵管等の中にいれたり
する場合には、実現するのが非常に困難である。 （２） 消化器等の診断に使われる光学内視鏡等の光学
視手段を血管内の診断に用いた場合には血液が邪魔にな
るので、管腔の前方の視野を得るために生理食塩水を噴
射する等の手段を用いて前方の光学視画像（以下、「前
方視画像」と称する）を得るような試みが行われてい
る。しかし、このような前方視画像を得る方式は、生理
食塩水の噴射後の非常に短い時間だけしか前方視画像が
得られないので、十分な診断に供し得ない。 （３） Ｘ線透視画像と管腔の超音波断層像との位置の
対応関係が不明であるので、Ｘ線透視画像から管腔内の
着目点の３次元的位置が解釈できない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
管腔内診断システムには、管腔内走査プローブを細い管
腔内で任意の方向に移動させることが困難であり、血管
内の診断では前方視画像が充分な時間得られず、Ｘ線透
視画像から管腔内の着眼点の３次元的な位置が解釈でき
ないという問題があった。

【０００６】本発明は、上記の事情に基づいてなされた
もので、管腔内走査プローブを任意の方向に移動可能で
あり、充分な前方視画像が得られ、加えて、管腔内の着
目点の３次元的位置の解釈が可能な管腔内診断システム
を提供することを目的とする。具体的には、本発明は、
医学領域における径が１ｍｍ〜２ｍｍの比較的細い消化
管や血管内の診断や非破壊検査等の分野における細管
（管腔）の検査において、遠隔操作で管腔内走査プロー
ブの先端部を所望の向きに設定して所望の方向に管腔内
走査プローブを管腔内を進行させ、充分な前方視画像を
得、かつ、管腔内の着目点における３次元的な位置を正
確に把握することによって、管腔内の血栓、腫瘍又は異
物等の検査、並びに、流体の速度が容易に測定できる管
腔内診断システムを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために次のような手段を講じた。本発明の管腔
内診断システムは、管腔内に挿入される管腔内走査プロ
ーブを備えており、少なくとも （１） 前記管腔内における前記管腔内走査プローブの
先端部の進行方向を制御する進行方向制御手段 （２） 前記管腔断面の画像表示或いは前記管腔内の流
体の流速測定を行うための超音波ビームを形成し、前記
超音波ビームの送受信を行う超音波送受信手段 （３） 前記管腔内走査プローブの進行方向の前記管腔
内の表面の光学像を得る光学視手段 （４） 前記管腔内の前記管腔内走査プローブの位置を
モニタするＸ線撮像手段 の１つの手段を備えた。

【０００８】本発明の望ましい実施態様としては、 （ａ） 前記超音波ビームを円錐状に走査する手段と、
前記超音波ビームの照射方向と前記管腔内走査プローブ
の進行方向とのなす角度を可変設定する手段とを更に備
えること。

【０００９】（ｂ） 前記Ｘ線撮像手段によって得られ
たＸ線画像上に、前記超音波送受信手段で得られた前記
管腔の超音波診断像の前記管腔の長手方向の位置を表示
する手段を更に備えること。

【００１０】（ｃ） 前記管腔内走査プローブの先端部
の一部を選択的にその周囲と異なるＸ線吸収係数を有す
る材料で構成し、前記Ｘ線撮像手段はＸ線が前記管腔内
走査プローブに対して所定の方向から照射されたことを
確認する手段を含むこと。

【００１１】（ｄ） （ｃ）において、前記Ｘ線撮像手
段は、前記所定の方向に対応する前記管腔のＸ線撮像の
撮像方向を確認する手段を含むこと。が挙げられる。

【００１２】

【作用】上記手段を講じた結果、次のような作用が生じ
る。本発明の管腔内診断システムは、医学の分野におけ
る胆管や膵管のような比較的細い消化器管内や冠状動脈
や四肢の血管内の診断、或いは、非破壊検査の分野にお
ける細管内部の検査の際に、操作者に管腔内走査プロー
ブの進行方向の画像情報、Ｘ線像上での管腔内走査プロ
ーブの位置や進行の向きの情報等を提供する。従って、
本発明の管腔内診断システムによれば、管腔内走査プロ
ーブの進行のガイドを行い、管腔の分岐部においては、
管腔内走査プローブの先端部を遠隔操作で所望の方向に
向けることができ、更に、管腔内走査プローブが所望の
位置に達した後は、所望の位置における超音波断層像や
血流速度の情報を得ることができる。

【００１３】具体的には、本発明の管腔内診断システム
によれば、管腔内走査プローブの先端部の進行方向を制
御する進行方向制御手段を備えたので、管腔内走査プロ
ーブを任意の方向に移動可能、すなわち、遠隔操作で管
腔内走査プローブの先端部を所望の向きに設定して所望
の方向に管腔内走査プローブを管腔内を進行させること
ができ、超音波ビームを円錐状に走査する手段と前記超
音波ビームの照射方向と前記管腔内走査プローブの進行
方向とのなす角度を可変設定する手段とを備えたので、
充分な前方視画像が得られ、加えて、Ｘ線撮像手段を備
えて、管腔内の着目点における３次元的な位置を正確に
把握することを可能にした。従って、本発明の管腔内診
断システムによれば、管腔内の任意の位置及び方向にお
ける管腔内の血栓、腫瘍又は異物等の検査、並びに、流
体の速度が容易に測定できる。

【００１４】

【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１及び図２は、本発明の管腔内診断システムの概略シ
ステムブロック図である。図１は、本発明の管腔内診断
システムの全体の概略システムブロック図であり、図２
は図１の信号の流れを詳細に示したブロック図である。

【００１５】本発明の管腔内診断システムは、管腔内走
査プローブ１００と、Ｘ線発生器２００と、Ｘ線検出器
２２０と、Ｘ線シネアンギオ装置２５０と、超音波診断
装置３００と、内視鏡診断装置３５０と、データ処理器
４００と、表示器４５０とからなる。

【００１６】Ｘ線発生器２００から発生したＸ線は被検
体２１０を透過してＸ線検出器２２０で検出される。Ｘ
線検出器２２０で検出されたＸ線はＸ線シネアンギオ装
置２５０に入力し、Ｘ線シネアンギオ装置２５０から
は、Ｘ線透視画像が出力される。

【００１７】一方、管腔内走査プローブ１００は被検体
２１０に挿入されて管腔内を進行する。管腔内走査プロ
ーブ１００は後述する超音波プローブ及び光学内視鏡の
少なくとも一方を備え、管腔内走査プローブ１００から
超音波プローブによりＢモード断層画像或いは前方視用
断層像が出力され、光学内視鏡から光学像が出力され
る。Ｂモード断層画像或いは前方視用断層像は超音波診
断装置３００に入力し、超音波診断装置３００はそれぞ
れＢモード断層画像及び前方視画像をデータ処理器４０
０に出力する。前記光学像は内視鏡診断装置３５０に入
力し、内視鏡診断装置３５０は内視鏡画像をデータ処理
器４００に出力する。

【００１８】データ処理器４００は入力した上記のＸ線
透視画像、Ｂモード断層画像、前方視画像及び内視鏡画
像の各画像を重畳する等の処理を行い、所望の画像をデ
ィスプレイ等からなる表示器４５０に出力する。

【００１９】図３は管腔内走査プローブ１００の詳細ブ
ロック図である。管腔内走査プローブ１００は、超音波
振動子等が設けられる管腔内走査プローブ先端部１１０
（以下、「先端部」と称する）と、先端部１１０の進行
方向等を制御するプローブ先端部１１０の舵取部１７０
（以下、「舵取部」と称する）とを有する。先端部１１
０はＢモード断層画像を出力する管腔超音波断層用プロ
ーブ１２２と、前方視用断層像を出力する前方視用超音
波プローブ１２４及び前方視用超音波プローブ１２４を
制御する円錐スキャン部１３０と、前方視の光学像を出
力する前方視用光学内視鏡プローブ１５０と、照射方向
指示信号を出力するＸ線照射方向指示器１６０とを具備
する。以下の説明において、管腔超音波断層用プローブ
１２２と、前方視用超音波プローブ１２４とを単に超音
波プローブ１２０と称する場合もある。

【００２０】なお、舵取部１７０は、詳細は後述する先
端部１１０に設けられた舵取機構を制御することによ
り、先端部１１０の進行方向等を任意に制御することが
できる。また、管腔内走査プローブ１００は、上記のす
べてを備える必要はなく、例えば、前方視用内視鏡プロ
ーブ１５０を省略しても良いし、その機能に基づいて種
々の組合せが選択可能である。

【００２１】更に、以下の説明においては、管腔内診断
システムに適用されるそれぞれの装置、例えば、舵取機
構、超音波プローブ１２０の前方視を行う機構等を個々
に説明するが、この各機構はそれぞれ独立ではなく、そ
れぞれ任意に組み合わせて使用することができる。

【００２２】まず、舵取部１７０の舵取機構について、
図４から図１１を参照して説明する。図４は、舵取部１
７０の概略構成を示すブロック図であり、図５から図１
１は、舵取機構１８０の具体的な構成例を示す図であ
る。この舵取部１７０は、先端部１１０の方向を管腔内
において任意の方向に向けるための舵取りを行う機能を
有する。

【００２３】舵取部１７０は、先端部１１０に組み込ま
れ、表示器４５０に表示されたモニタ等の画像に基づい
て先端部１１０を所望の方向に向ける機能を有する舵取
機構１８０と、この舵取機構１８０の支持部（図示しな
い）の円周上に組み込まれて先端部１１０の曲がりの変
化によるチューブの圧力分布の変化情報を出力する接合
部１７２と、この接合部１７２から出力された信号を処
理する信号処理部１７４と、を具備する。信号処理部１
７４で処理された信号は舵取操作部１７６に出力され、
所望の角度及び方向に先端部１１０が向けられているか
どうかがチェックされて、舵取機構１８０にその結果が
フィードバックされる。

【００２４】なお、上記の接合部１７２において、圧力
分布の変化を検知するのではなく、トラックボール等を
利用して、その変位を検知するようにしてもよい。信号
処理部１７４では、接合部１７２からの圧力変化の情報
を圧力センサ（図示しない）で電圧に変換して、アンプ
（図示しない）で増幅する処理が行われる。

【００２５】以下、舵取機構１８０の具体的な構成例を
説明する。この舵取機構１８０は、先端部１１０に取り
付けられ、概略構成としては、円筒形のチューブの中心
に超音波振動子１２６等を内蔵し、その周囲に先端部１
１０のチューブを曲げるような機構を取り付けて、管腔
内走査用プローブが自由に曲がるようになっている。こ
の舵取機構１８０の具体例として、まず、管腔の壁に力
を加えることによって、先端部１１０の方向を制御する
実施例を図５から図７を参照して説明する。

【００２６】図５は、本発明の舵取機構１８０の第１構
成例を示す図である。図５において、（ａ）は、概略構
成を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の５Ｂ−５Ｂ断
面図である。

【００２７】図５に示すように、舵取機構１８０の周囲
には半径方向に液体又は空気（以下、「液体等」と称す
る）の噴出用の穴１８１（以下、「噴射口」と称する）
が空けられている。噴射口１８１は進行方向の軸に垂直
な第１平面設けられた噴射口１８１ａと第２平面に設け
られた噴射口１８１ｂとの２段で構成されている。この
噴射口１８１は舵取機構１８０の回りに先端部１１０の
進行方向と垂直な平面上に、軸を中心として点対称にな
るように複数個設けられており、導入管１８２ａを介し
て噴射口１８１ａから、導入管１８２ｂを介して噴出口
１８１ｂから液体等が噴出される。この噴射口１８１か
ら噴出される液体等の量或いは強度は各噴射口１８１に
ついて独立して制御可能としている。

【００２８】上記のような構成において、図示しない体
腔外装置で加圧された液体等を前記導入管１８２ａ又は
１８２ｂに送り込むと、体腔外装置で加圧された圧力に
応じて噴射口１８１ａ又は１８１ｂから液体等が血管等
の管腔壁２１５（以下、単に「管腔壁」と称する）に対
して噴出される。例えば、矢印Ａ５ａ及び矢印Ａ５ｂの
方向にそれぞれ液体等を噴出することにより、舵取機構
１８０は、液体等の噴出方向と逆方向に反力が加わっ
て、結果として矢印Ａ５の方向に曲げられる。なお、先
端部１１０の曲げの角度は、矢印Ａ５ａ及びＡ５ｂの方
向に噴出される液体等の噴出強度及び液体等が噴出され
る噴射口１８１の数によって決定される。

【００２９】本実施例では、噴射口１８１を１８１ａ及
び１８１ｂの２段としたが、これに限らず、１段のみで
も良いし、３段以上の複数段としても良い。噴出口１８
１の数も、本実施例では８個になっているが、任意に決
定することができる。

【００３０】また、本実施例では、液体等を噴射口１８
１からそれぞれ反対方向に噴出させて先端部１１０を曲
げるように制御しているが、これに限らず、舵取機構１
８０の曲げ方向及び角度により、液体等を噴射する噴射
口１８１を適宜選択して所望の強度で液体等を噴射して
も良い。

【００３１】図６は、本発明の舵取機構１８０の第２構
成例を示す図である。本構成例は舵取り機構１８０の第
１構成例において、噴射口１８１に代えてバルーン又は
針金１８３（以下、「バルーン等」と称する）を設けて
先端部１１０の曲げ制御を行っている。すなわち、本構
成例では第１構成例のように液体等を管腔壁２１５に噴
射することにより力を加えるのではなく、バルーン等１
８３を直接管腔壁２１５に接触させて圧力を加えること
によって先端部１１０を曲げる制御を行う。

【００３２】図６によれば、図５の噴射口１８１の位置
にバルーン等１８３が配置されており、曲げ制御を行わ
ない場合には、バルーン等１８３が配置された部分に設
けられた溝部１８４に収納される。

【００３３】バルーン等１８３としてバルーンが用いら
れている場合には、次のように動作する。矢印Ａ６方向
に曲げようとする場合には、図示しない体腔外装置から
送出された液体等によりバルーン１８３ａ及びバルーン
１８３ｂが膨らむ。これらのバルーンが膨らむことによ
って、管腔壁２１５にバルーンが接触して管腔壁２１５
の矢印Ａ６ａ及び矢印Ａ６ｂの方向にそれぞれ力が加わ
る。その結果、第１構成例と先端部１１０に矢印Ａ６方
向に曲げの力が加わり、Ａ６方向に曲がる。先端部１１
０の曲げ制御が終了したら、バルーンは収縮するよう
に、体腔外装置を制御する。そして、バルーンが収縮す
ると溝部１８４に収納される。

【００３４】バルーン等として、針金が用いられる場合
には、先端部１１０を曲げるときに、針金がリング状に
なるように制御して、針金で管腔壁２１５に直接力を加
える方法をとる。詳細な動作は、バルーンを用いた場合
と同じであるので、説明を省略する。

【００３５】上記のように、バルーン或いは針金のいず
れを用いた場合であっても、先端部１１０の曲げを容易
に制御することができる。曲げの大きさの制御は、バル
ーン等１８３で管腔壁２１５に直接加える力、すなわち
バルーンの大きさ及び圧力等によって制御することがで
きる。

【００３６】本構成例においては、バルーンの大きさの
制御或いは針金のリング形状の大きさにより、先端部１
１０の曲げ方向及び曲げの大きさの制御を行ったが、こ
れに限らず、管腔壁２１５に所望の曲げが得られるよう
な力を加えることができるような構成であれば良い。

【００３７】図７は、本発明の舵取機構１８０の第３構
成例を示す図である。図７において、（ａ）は、先端部
１１０方面からみた図であり、（ｂ）は（ａ）の７Ｂ−
７Ｂ矢視図であり、（ｃ）は（ａ）の７Ｃ−７Ｃ矢視図
である。

【００３８】本構成例では、舵取機構１８０は図示しな
い小型モータ等の回転駆動部が取り付けられ、先端部１
１０周囲の互いに反対側の側面に設けられた回転軸１８
５ａ及び１８５ｂを介してそれぞれ第１及び第２の支持
アーム１８６ａ及び１８６ｂが設けられていて、この支
持アーム１８６ａ及び１８６ｂが前記回転軸１８５ａ及
び１８５ｂを中心にして回転するようになっている。前
記回転軸１８５のうち、例えば、第１回転軸１８５ａは
管腔内走査プローブ１００の進行方向側に取り付けられ
ており、第２回転軸１８５ｂは操作側に取り付けられ
る。また、支持アーム１８６は、例えば長円形をしてお
り、長円形の一方の焦点に回転軸１８５が取り付けられ
て、この回転軸１８５を中心として支持アーム１８６が
回転する。

【００３９】このように構成された舵取り機構１８０の
動作を説明する。例えば、一方の支持アームが前記回転
軸を中心としてＡ７ａの方向に回転した場合に、他方の
支持アームを回転軸を中心としてＡ７ｂの方向に回転さ
せる。このようにすることにより、図７（ｂ）に示すよ
うに、それぞれの支持アームが管腔壁２１５の力を加え
ることにより、Ａ７方向に舵取機構１８０が曲げられ
る。

【００４０】なお、本構成例においても、曲げの角度
は、支持アーム１８６の回転角によって調整することが
可能である。図５から図７の構成例は、管腔壁に直接力
を加えて先端部１１０の舵取りを行う機構を説明した
が、図８から図１１を参照して、管腔壁に力を加えず
に、或いは、間接的に力を加えることにより先端部１１
０の舵取りを行う機構を説明する。

【００４１】図８は、本発明の舵取部１７０の舵取機構
１８０の第４構成例を示す図である。図８において、舵
取機構１８０には感熱形の複数の状記憶合金１８７₁ 〜
１８７₁₀が埋め込まれている。この形状記憶合金１８７
₁ 〜１８７₁₀のうち例えば互いに隣接するもの同士を伸
び縮み特性の逆の形状記憶合金とする。すなわち形状記
憶合金１８７₁ 、１８７₃ 、１８７₅ 、１８７₇ 、１８
７₉ は熱を加えると延びる特性を有し、形状記憶合金１
８７₂ 、１８７₄ 、１８７₆ 、１８７₈ 、１８７₁₀は熱
を加えると縮む特性を有するものとする。

【００４２】上記のように構成された装置において、例
えば形状記憶合金１８７₅ 及び１８７₇ に図示しない制
御器から電流を流して発熱させることによって膨張さ
せ、形状記憶合金１８７₅ 及び１８７₇ にそれぞれ対向
して配置された形状記憶合金１８７₂ 及び１８７₁₀に制
御器から電流を流して発熱させて収縮させることによっ
て、矢印Ａ８の方向に方向制御器を曲げることができ
る。曲げ角度の調整は電流量を調整することによって形
状記憶合金の発熱量を調整して、伸縮量を調整して行
う。上記のような構成にし、所望の電流量を所望の形状
記憶合金１８７に流すことにより、舵取機構１８０を所
望の方向かつ所望の角度に曲げて、舵取機構１８０の舵
取りを行うことができる。

【００４３】図９は、本発明の舵取部１７０の舵取機構
１８０の第５構成例を示す図である。図９（ａ）は側面
図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の９Ｂ−９Ｂ断面図
である。

【００４４】本実施例の舵取部１７０は、舵取機構１８
０を蛇腹形状で構成している。従って、本方式を「蛇腹
方式」と呼ぶ。図９（ｂ）に示すように、本方式によれ
ば、円筒状の蛇腹部分を４つの圧力室１８９₁ 〜１８９
₄ に分割し、各圧力室に図示しない体腔外装置から導入
管１８８を介して独立に液体等を送り込んで圧力を加え
ることが可能である。

【００４５】このような構成において、例えば、圧力室
１８９₁ 及び１８９₄ に液体等を送り込むことにより、
圧力室１８９₁ 及び１８９₄ が膨張し、Ａ９方向に先端
部１１０が曲げられる。このように、各圧力室１８９に
送り込まれる液体等の量により、各圧力室１８９₁ 〜₄
の圧力が決定されてこの圧力に応じて所定量膨張するの
で、この各圧力室１８９の圧力差により、先端部１１０
を任意の方向に任意の角度曲げることが可能になる。な
お、膨張とは逆に、各圧力室１８９に液体等を送り込む
のではなく、各圧力室１８９から液体等を排出して圧力
室１８９を収縮することによって先端部１１０を曲げる
こともできる。

【００４６】更に、圧力室１８９が膨張するのではな
く、液体等の注入により先端部１１０が捻るような動作
を行うような機構とすることもできる。なお、この場合
には、先端部１１０の外側の膜の巻き方をそのようにす
る必要がある。

【００４７】図１０は、本発明の舵取部１７０の舵取機
構１８０の第６構成例を示す図である。図１０におい
て、（ａ）は、内部構成を示す図であり、（ｂ）は、送
水方向変更板の構成例を示す図である。

【００４８】本実施例の舵取機構１８０は、送水方向変
更板１９０と、第１スクリュー１９１と、複数の第２ス
クリュー１９２で構成される。第１スクリュー１９１が
体腔外装置（図示しない）からの駆動力を利用し回転す
ることにより吸い込み口１９３から血液を取り入れる。
この吸い込み口１９３からの血液の取り込みは送水方向
変更板１９０によりどの吸い込み口１９３から血液が吸
い込まれるかが決定される。例えば、図９（ｂ）では、
矢印方向にそれぞれ送水方向変更板１９０の一部分が移
動してＡ１０に示す場所から血液が吸い込まれる。吸い
込み口１９３から取り込まれた血液は第２スクリュー１
９２で加速されて、管腔内走査プローブ１００から押し
出される。その時、先に述べたように、送水方向変更板
１９０の配置により血液がどの第２スクリュー１９２で
加速されるかが決定され、その流れにより、流れに対す
る反力及び一方の管腔壁２１５に対する流れの力が加わ
ることになる。従って、舵取機構１８０は流れの力が加
わる管腔壁２１５と反対の方向に曲がることになる。

【００４９】図１１は、本発明の舵取機構１８０の第７
構成例を示す図である。本実施例の舵取部１７０は、第
５構成例の蛇腹方式と第６構成例のスクリューにより血
液を加速させる方法を組み合わせたものである。従っ
て、図１１において、図９及び図１０と同じ部分には同
じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

【００５０】蛇腹の内部は図９と同様に数室の圧力室１
８９₁ 〜１８９₄ に分かれており、その中に図示しない
体腔外装置からの駆動力を利用し回転させた舵取機構１
８０のスクリュー１９４によってスクリュー１９４の後
段に取り付けられた吸い込み口（図示省略）から取り入
れスクリュー１９４で加速した血液を圧力室１８９の１
つ又は数室に送り込むことによって各圧力室１８９の内
圧の組合せによって、任意の方向に曲げることが可能と
なるばかりでなく、長さ方向への収縮も可能となる。

【００５１】上記の舵取部１７０において、舵取機構１
８０を多方向に曲がる方式としたが、曲げ方向を１方向
のみとして、前方視により分岐部を観察しながら先端部
１１０をねじって曲げるようにしたほうが構成が簡単に
なるので、そのような構成を採用しても良い。

【００５２】また、図９及び図１１に示した蛇腹方式以
外の方式においても、管腔内走査プローブ１００の先端
部の曲がり部分に蛇腹を用いて柔軟性を上げてもよい。
上記の実施例は、先端部１１０を任意の方向に進行させ
るための舵取りを行う舵取り機構１８０について説明し
た。次に、前方視を行う実施例を図１２〜図１７を参照
して示す。

【００５３】管腔内走査プローブ１００の進行方向を決
定する場合、管腔内走査プローブ１００が入らない部分
の管腔壁２１５の構造を見たい場合などに、管腔内走査
プローブ１００の前方の画像情報を得られれば有用であ
る。

【００５４】一つの方法としては、管腔内走査プローブ
１００内に光ファイバ又はＣＣＤ等を組み込んで管腔内
走査プローブ１００の前方の光学像を得る方法がある。
ただし、この方法を血管内に適用する場合には、血管内
に生理食塩水などを噴出させて、透明度を確保する手段
と、照明のための光ファイバが必要となる。

【００５５】もう一つの方法としては、先端部１１０に
設けられた超音波プローブを使用して超音波による前方
視画像を得る方法がある。通常の超音波プローブを備え
た管腔内走査プローブ１００では、図１２（ａ）に示す
ように管腔内走査プローブ１００の進行軸に対して、超
音波プローブ１２０がＡ１１の方向に回転することによ
り、ほぼ垂直方向の画像情報を得るように構成されてい
る（図１２（ａ）は超音波プローブ回転型の例を示
す）。本発明では、図１２（ｂ）に示すように超音波プ
ローブ１２０を管腔内走査プローブ１００の進行方向に
対して、傾けて配置し、この超音波プローブ１２０を進
行方向軸を中心としてＡ１１方向に回転させることによ
り、管腔内走査プローブ１００の前方の円錐面の情報を
得るようにしている。このようにすることにより、図１
２（ａ）のような管腔内走査プローブ１００の進行方向
に垂直な方向の画像情報のみではなく、進行方向に対し
て斜め前方に対する情報が得られるので、前方視を行う
ことが可能になる。

【００５６】図１２（ｂ）の方法により得られた超音波
前方視画像の表示例を図１３に示す。図１３において、
（ａ）は管腔内走査プローブ１００に搭載された超音波
プローブ１２０の管腔内走査プローブ１００の進行方向
に対して傾ける角度を徐々に変えた場合の超音波の放射
軸Ｒ１〜Ｒ４の変化の様子を示し、（ｂ）は（ａ）の超
音波の放射軸Ｒ１〜Ｒ４に対応する超音波画像の表示例
を示す。

【００５７】図１３（ｂ）に示すように、光学像と同様
な前方視画像を得るために、管腔内走査プローブ１００
前面に投像面を設定しその面上に管腔壁２１５からの超
音波反射エコーを濃淡像で表示する。この際、超音波反
射軸の傾角に応じて、傾角θが小さいほど画面の中央近
くに表示するようにすると光学像に対応した超音波前方
視画像が得られる。図１４は、図１３（ａ）に示す超音
波の放射軸と管腔壁２１５との関係を幾何学的に表す図
であり、図１４に示すように、超音波反射点から投像面
までの距離Ｚを変えて表示用メモリに書き込めば、前方
視画像の拡大縮小ができる。

【００５８】次に、超音波エコー信号から、管腔壁２１
５からの超音波エコー強度を検出する方法を述べる。図
１５は、超音波エコーを検出する方法を説明するための
図であって、図１５（ａ）は超音波放射タイミングを示
す波形（レートパルス）を示し、図１５（ｂ）〜（ｅ）
は、図１４における傾角θを変化させた時のエコー信号
波形（包絡線検波後の波形）を示す。図１５（ｂ）〜
（ｅ）に示すように管腔壁２１５からのエコー信号は管
腔内エコー後の非常に振幅の小さい状態から急に大振幅
状態に遷移するため、そのタイミングを捕らえて、その
時のエコー振幅信号を表示用メモリ上に記録すれば良
い。管腔壁２１５からのエコータイミングを検出するに
は、エコー信号を微分処理などによりエッジ強調を行
い、それをコンパレータに入力し、あるスレッショール
ドレベルを越えたら管腔壁２１５と認識する方法が考え
られる。

【００５９】この際に、管腔壁２１５からのエコー振幅
信号が、以下のパラメータにより変化することに留意し
なければならない。まず、図１５（ｂ）〜（ｅ）に示す
ように、傾角が小さくなるほど、超音波が斜めに入射す
るため管腔壁２１５からのエコー信号振幅が小さくな
る。また、超音波の減衰或いは集束条件などにより、深
さにより管腔壁２１５からのエコー信号振幅が変化す
る。

【００６０】上記のような超音波前方視を実現するため
の装置構成例を図１６及び図１７に示す。図１６及び図
１７は、超音波による前方視画像を得るための回路を示
す概略ブロック図であり、図１６は管腔壁２１５エコー
のタイミング検出をデジタルで行う場合、図１７はアナ
ログで行う場合を示す。処理の内容については、デジタ
ルで行った場合についても、アナログで行った場合につ
いても基本的には同じである。まず、デジタルで超音波
による前方視を行う場合の構成を図１６を参照して説明
する。

【００６１】本発明では、図１２（ｂ）に示すように、
メカニカルスキャンの場合、先端部１１０の超音波プロ
ーブ１２０は管腔内走査プローブ１００の進行方向軸の
円周方向に超音波を放射するように進行方向軸を中心と
して回転する構造になっている。また、同時に超音波放
射方向を管腔内走査プローブ１００の進行方向の軸方向
に傾けていくと、管腔内走査プローブ１００前方の円錐
表面の断層情報が得られる。この場合において、超音波
プローブ１２０の回転角及び傾角の情報は、先端部１１
０或いは管腔内走査プローブ１００の手元部（図示しな
い）に設けられたエンコーダ等により、スキャンコント
ロール部３０１により出力される。

【００６２】一方、送信回路３０２によって超音波プロ
ーブ１２０から放射された超音波ビームは、管腔壁２１
５で反射され、その反射波は超音波プローブ１２０で受
信され、受信回路３０３で包絡線検波される。包絡線検
波された受信信号は、その後、Ａ／Ｄ変換器３０４によ
ってＡ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変換された受信信号は、
ラインメモリ３０５に蓄えられてＢモード断層画像表示
用メモリ３０６に転送されると共に管腔壁２１５のタイ
ミングを検出するために読み出される。読み出された信
号は、必要に応じて図示しないエッジ強調フィルタによ
りエッジ強調などの処理を受けた後に、コンパレータ３
０７に入力する。コンパレータ３０７に入力する比較用
のデータは、比較データ発生部３０８により発生され
る。比較データ発生部３０８は、使用する超音波プロー
ブ１２０の情報或いは傾角の情報、深さの情報などから
コンパレータ３０７に対する比較用データを発生する。
この時の傾角の時のＢモード断層画像に対し、適正なＳ
ＴＣ処理（装置内部での調整処理及びユーザからの調整
処理による）がＳＴＣ３０９によって行われていれば、
比較データ発生部３０８では、これらのパラメータによ
らず、一定のデータを発生するだけでよい。

【００６３】受信信号がこの比較用データより大きくな
ったタイミングでコンパレータ３０７は前方視画像表示
用メモリ３１０に対し書き込みパルスを発生し、この時
の受信信号のデータがトランスジューサの傾角、回転角
によって決まるアドレス上の前方視画像表示用メモリ３
１０に書き込まれる。この時、管腔壁２１５からのエコ
ー反射強度を忠実に捕らえるために、エコー信号の深さ
方向に対するピーク検出、或いは、平均化などの処理を
行い、その結果を前方視画像表示用メモリ３１０に書き
込むこともできる。

【００６４】そして、Ｂモード表示及び前方視画像表示
がそれぞれＢモード断層画像表示用モニタ３１１及び前
方視画像表示用モニタ３１２に表示される。図１７で
は、図１６におけるコンパレータ３０７の書き込みパル
スの発生を表面情報検出部３１３で行っている点が異な
るが、基本的には、図１６に示すデジタルで前方視画像
を得る場合と処理の内容が同じであるので、詳細な説明
は省略する。

【００６５】表面情報検出部３１３は、比較電圧発生部
３０８′と、エッジ強調部３１４と、コンパレータ３０
７とを含む。エッジ強調部３１４は、受信回路３０３か
ら出力された前方視画像をエッジを強調してコンパレー
タ３０７に出力する。比較電圧発生部３０８′は、使用
する超音波プローブ１２０の情報或いは傾角の情報、深
さの情報などからコンパレータ３０７に対する比較用デ
ータを発生する。コンパレータ３０７は、受信回路３０
３と比較電圧発生部３０８′との出力を比較し、その比
較結果に応じて、書き込みパルスを発生する。他の動作
は、図１６のデジタルで前方視画像を得る場合と同じで
あるので、省略する。

【００６６】上記のような構成において、前方視用超音
波プローブ１２４を用いて前方視を行う場合において、
超音波ビームの放射方向を円錐上にスキャンする円錐ス
キャン部１３０について、いくつかの構成例を図１８か
ら図２１を参照して説明する。

【００６７】図１８は超音波ビームの円錐スキャン部１
３０の第１構成例を示す図である。図１８において、
（ａ）は上面図であり、（ｂ）は（ａ）の１８Ｂ−１８
Ｂ断面図である。本第１構成例では、複数の超音波振動
子１２６を進行方向に対して角度を変えて配置し、各超
音波振動子１２６の電気的な切り換えによって超音波ビ
ームの放射方向が変化するように構成されている。

【００６８】図１８において、先端部１１０の回転子１
３１の周囲に回転軸に対して、所定の角度を設定して超
音波振動子１２６を数個配置する。この超音波振動子１
２６からはリード線がフレキシブルシャフト１３２内部
の中空部を経由して引き出され、或いはスリップリング
等の手段により回転系より外部に電気信号を伝達し、図
示しない超音波送受信回路へと導かれる。また、各超音
波振動子１２６への送受信の切り換えが電気回路（図示
しない）により可能となっている。一方、フレキシブル
シャフト１３２の手元側には駆動用モータ（図示しな
い）が接続されており、フレキシブルシャフト１３２に
より、先端部１１０の超音波振動子１２６へ回転力（例
えば、矢印Ａ１８方向）を伝達可能となる。これによ
り、機械的にラジアル操作を行いながら、電気的切り換
えによりビーム方向を変更できる。

【００６９】上記のように構成することにより、図１８
の第１超音波振動子１２６₁ を電気的に選択した場合は
回転軸に対して垂直方向のラジアル断面が得られ、第２
超音波振動子１２６₂ を選択すれば、多少前方に傾いた
円錐ラジアル断面となり、第３超音波振動子１２６₃ 、
… の所望の超音波振動子１２６を選択することによ
り、所望の角度の前方側のラジアル断面のスキャンが可
能となる。従って、ラジアル断面のビーム円錐スキャン
部１３０が実現できる。

【００７０】図１９は超音波ビームの円錐スキャン部１
３０の第２構成例を示す図である。図１９において、
（ａ）は背面図であり、（ｂ）は、（ａ）の１９Ｂ−１
９Ｂ断面図である。第１構成例では、複数の超音波振動
子１２６を用意して、電気的にビーム放射方向を切り換
えたのに対し、第２構成例及び第３構成例では１つの超
音波振動子１２６の方向を機械的に変化させて、ビーム
放射方向を変更する構成例を示す。

【００７１】図１９によれば、球形をした回転子１３１
の一方向に超音波振動子１２６を備え、その反対側に図
に示すような切り込み部１３１ａを設ける。切り込み部
１３１ａの方向と垂直方向に球体の中心を通るような固
定軸１３３を配し、この固定軸１３３にレバー１３４の
ほぼ中心を固定する。更に、回転伝達のためのフレキシ
ブルシャフト１３２の先端部に連結用シャフト１３５を
接続し、その反対側の端部に前記レバー１３４の端部と
回動自在な可動軸１３６で固定する。

【００７２】また、前記レバー１３４の固定軸１３３に
対し可動軸１３６の反対側端部にコイルバネのような伸
縮性部材１３７を連結し、伸縮性部材１３７の他端部を
前記連結用シャフト１３５の可動軸１３６位置よりもフ
レキシブルシャフト１３２側に位置するように連結用シ
ャフト１３５と接続する。この時、伸縮性部材１３７が
フリー状態では、超音波振動子１２６の向きが回転軸に
対して垂直に保たれるようにレバー１３４を保持するス
トッパー（図示しない）が設置されている。

【００７３】一方、第１構成例と同様に、超音波振動子
１２６からの信号は、図示しないロータリトランス等で
送受信回路へ導かれている。フレキシブルシャフト１３
２の反対側端部は駆動軸１３８に連結されている。この
駆動軸１３８はクラッチ１３９を介して回転子１３１の
回転駆動用の図示しないモータ軸と連結され、図示しな
いモータの回転がフレキシブルシャフト１３２により先
端部１１０の超音波振動子１２６に伝えられることによ
り、回転子が図中矢印Ａ１９ａの方向に回転して、ラジ
アル操作が可能となる。

【００７４】駆動軸１３８には、図示しないこの駆動軸
１３８を張引する機構が設けられていて、駆動軸１３８
が図中矢印Ａ１９ｂ方向に移動して、この機構により回
転子１３１の傾角が可変するようになっている。更に、
駆動軸１３８には、図示しない駆動軸１３８の張引量の
検出が可能な位置検出器が設けられており、この張引量
により先端部１１０の超音波振動子１２６の傾倒角度を
換算する。連結用シャフト１３５の張引は、フレキシブ
ルシャフト１３２を用いても良いし、張引用のワイヤを
フレキシブルシャフト１３２内に挿通して用いても良
い。また、駆動軸１３８の張引は、駆動軸にラックとピ
ニオンを配置して行っても良いし、リニアネジによる直
線移動を利用しても良い。

【００７５】上記の構成により、ラジアル走査を行いな
がら、駆動軸１３８を張引して超音波振動子１２６の向
きを前方に傾倒可能となり、ラジアル断面のビーム円錐
スキャン部１３０が実現できる。

【００７６】図２０は図１９の可変機構の変形例を示す
図であり、ラックとピニオン機構により、超音波振動子
１２６の傾倒を可能にしたものである。すなわち、前実
施例の固定軸１３３にピニオン歯車１４０を配置し、フ
レキシブルシャフト１３２との連結用シャフト１３５に
ラック歯車部１３５ａを設ける。前記ピニオン歯車１４
０用の軸には図示しないぜんまいバネを設置し、常にフ
レキシブルシャフト１３２の張引に対し戻り方向に余力
がかけられており、また、その余力により、フリー状態
で超音波振動子１２６の向きが進行方向に対して垂直に
保たれるようにラック歯車部１３５の端部が当たるよう
なストッパー軸１４１を設ける。

【００７７】以上のような構成により前記ラック歯車と
ピニオン歯車とを噛み合わせて、図１９と同様にフレキ
シブルシャフト１３２の張引により超音波振動子１２６
の傾倒が可能となる。

【００７８】図２１は超音波ビームの円錐スキャン部１
３０の第３構成例を示す図である。図２１は、超音波振
動子の傾角をモータ／エンコーダで可変調整する構成例
を示す。

【００７９】図２１において、小型のモータ／エンコー
ダ１４２は回転子１３１の中心に配置され、モータの回
転により超音波振動子１２６の傾角が変化するように構
成されている。モータは、例えばパルスモータが用いら
れて、外部からの制御信号により超音波振動子１２６の
向きの変更を可能とする。また、超音波振動子１２６の
傾角は、エンコーダにより検出できる。なお、モータ／
エンコーダ１４２は回転軸方向に設けてかさ歯車等で連
結して超音波振動子１２６の傾角を変化させるようにし
ても良い。ラジアル走査については、図１９〜図２１と
同様に行い、モータ／エンコーダ１４２及び超音波振動
子１２６の信号線は第１構成例と同様に図示しないロー
タリトランス等で取り出す。

【００８０】以上の図１８から図２１に示すような超音
波ビームの円錐スキャン部１３０により、ラジアル断面
の超音波ビームの放射方向を可変にしてラジアル走査を
行うことが可能となる。

【００８１】次に、Ｘ線照射方向とＢモード断層画像と
の対応関係を表示する実施例について説明する。本実施
例は、先端部１１０に配置されたイメージング用超音波
プローブ１２２で得られた管腔のＢモード断層画像と実
際の管腔の解剖学的位置関係を操作者に知らせるため
に、先端部１１０の位置のモニタ用として通常用いられ
るＸ線透視画像を得る際のＸ線照射方向とＢモード断層
画像との対応関係を表示するものである。

【００８２】図２２は、Ｘ線照射方向とＢモード断層画
像との対応関係を表示するための第１構成例を示す図で
あり、（ａ）は先端部１１０の概略構成を示し、（ｂ）
は本実施例装置の表示例を示す。なお、図２２（ａ）
は、ミラー１２７が回転するセクタ走査方式を示す概略
図である。

【００８３】図２２（ａ）に示すように、先端部１１０
にスリット状にその周囲よりＸ線吸収係数の低い部分１
１０ａ（以下、「スリット」と称する）を形成してい
る。このスリット１１０ａは、例えば、スリット１１０
ａに該当する部分を除いて、先端部１１０の材料よりＸ
線吸収係数が高い材料でコーティングすることにより実
現できる。このような構成において、図２２（ａ）のＡ
２２の方向（スリット１１０ａに平行な方向）にＸ線が
照射された場合には、モニタ上に表示される透視画像で
は、スリット１１０ａの部分はその周囲より輝度が高く
表示される。また、Ｘ線照射方向がＡの方向からわずか
にずれると、Ｘ線の直進性により、Ｘ線がスリット１１
０ａの部分を透過できなくなり、スリット１１０ａの周
囲の部分のＸ線吸収係数がスリット１１０ａ部より高い
材料で決まる一様な黒化度となり、スリット１１０ａの
部分は見えなくなる。この現象を利用することにより、
透視Ｘ線像上で先端部１１０を回転させながら観察し
て、スリット１１０ａが見えるよう設定すれば、その時
のＸ線照射方向は図２２（ａ）のＡ２２の方向であるこ
とが確認できる。

【００８４】このスリット１１０ａ方向とＢモード断層
画像との位置関係を対応づけるため以下のようにする。
本実施例では管腔の断層像を得るために、ミラー１２７
を回転させて超音波ビームを管腔の長手方向（管腔内走
査プローブ１００の進行方向）に垂直な面上で回転させ
ながらラジアル断面を得ており、各ビームの方向とその
解剖学的位置関係を対応づけるため超音波振動子１２６
の回転角度を検出して、ラジアル方向の各位置に対応し
たパルス信号を出力するエンコーダを用い、このエンコ
ーダ出力を使用してＢモード断層画像を構成する。

【００８５】例えば、本実施例において、６００本の超
音波ビームの中でちょうど、或いは、ほぼスリット１１
０ａの方向（すなわち図中Ａ２２の方向）に向いている
超音波ビームを識別することができるので、例えば、図
２２（ｂ）のようにスリット１１０ａの方向に対応する
超音波ビームに平行なマーカをＢモード断層画像上に表
示する方法が実現できる。

【００８６】この場合において、Ｘ線照射方向とＢモー
ド断層画像表示用モニタ上でのＢモード断層画像のラジ
アル方向との位置関係は相対的なものであるので、例え
ばＢモード用の６００本の超音波ビームの１本目のビー
ムデータを表示モニタ上のどこから書き始めるかは任意
に決定し得る。従って、例えばスリット１１０ａの方向
に対応する超音波ビームのデータが常に表示モニタの、
例えば、水平方向になるように決めれば、図２２（ｂ）
に示すようなマーカをいれる必要はなく、操作者はＸ線
透視像でスリット１１０ａが見えるよう設定された場合
には、常に表示モニタの水平方向がＸ線照射方向である
と認識できる。従って、本方法によれば、マーカを要せ
ずに、Ｘ線照射方向をＢモード断層画像上に表示するこ
とができる。

【００８７】以上に示した方法により、操作者はＸ線の
照射方向をＢモード断層画像と対応づけて知ることがで
きる。しかし、Ｘ線透視像の奥行き方向の前後関係、言
い替えれば、上記のようにＸ線照射方向が表示モニタの
水平方向となるようにした場合の表示モニタ上のＢモー
ド断層画像の左右がＸ線透視像のＸ線照射方向からみて
手前か奥のどちらに対応するのかが不明である。

【００８８】ここで超音波振動子１２６を回転させるモ
ータの回転方向と表示の際の各超音波ビームに対応する
各Ａモード信号からラジアル断面を構成する際のデータ
の並びの方向を適当に設定することにより、Ｂモード断
層画像は常に管腔内走査プローブ１００の手元操作部か
ら先端部１１０方向を見た場合のラジアル断面として表
示するよう決められているとすると、前記の問題はＸ線
透視像でスリット１１０ａが見えた場合にＸ線照射方向
はＢモード断層画像の水平方向であることまでは分か
る。しかし、透視画像の上下がＢモード断層画像の上下
にそのまま一致するのか、全く上下が反転しているのか
のどちらかが判別できない場合がある。この透視画像の
上下関係を対応づける手段を図２３に示す。

【００８９】図２３は、Ｘ線照射方向とＢモード断層画
像との対応関係を表示するための第２構成例を示す図で
あり、（ａ）は先端部１１０の概略構成を示し、（ｂ）
は表示例を示す。図２２と同じ部分には同じ符号を付
し、詳細な説明は省略する。

【００９０】図２２（ａ）に示したスリット１１０ａに
更に図２３（ａ）の丸で囲んだように、スリット１１０
ａ部分１１０ａと同様にその回りよりＸ線吸収係数が低
い材料からなる部分１１０ｂ（簡単のためスリット１１
０ａの切り欠きと呼ぶ）を加え、かつ、この切り欠きは
表示モニタ上でのＢモード断層画像で、例えば下に対応
する位置（図中Ａ２３の方向）に形成されている。この
ようにすることにより、先端部１１０を回転させてＸ線
透視像でスリット１１０ａ部が見えるよう設定された場
合には図２３（ｂ）のように切り欠き１１０ｂも表示さ
れ、図２３（ｂ）のように見えた場合にはスリット１１
０ａの切り欠きはＢモード断層画像上で下に対応するた
め、この場合にはＸ線透視像での上下の関係はＢモード
断層画像での上下の関係と一致する。もしここで先端部
１１０を１８０°回転させると図２３（ｂ）のＸ線透視
像での切り欠き部１１０ｂは上方に表示されるので、こ
の場合にはＸ線透視像の上下とＢモード断層画像での上
下は反転していると認識できる。

【００９１】図２４は、Ｘ線照射方向とＢモード断層画
像との対応関係を表示するための第３構成例を示す図で
あり、（ａ）は先端部１１０の概略構成を示し、（ｂ）
は表示例を示す。図２２と同じ部分には同じ符号を付
し、詳細な説明は省略する。

【００９２】図２４（ａ）に示すように、図２３（ａ）
の切り欠き部１１０ｂの代わりに、先端部１１０に機械
的な曲がりをつけ、その曲がりの方向を図２３（ａ）の
場合の切り欠きと同じ方向に設定することにより、Ｘ線
透視像においてスリット１１０ａが見えるよう設定した
上でその曲がりの方向を確認すれば、図２３（ａ）、図
２３（ｂ）の場合と同様にＸ線透視像の上下とＢモード
断層画像の上下の対応関係がわかる。

【００９３】本実施例ではスリット１１０ａ部分のＸ線
吸収係数は、その周囲よりも小さい場合で説明したが、
逆にスリット１１０ａ部分の吸収係数が周りよりも高く
しても良く、その場合にも同様の効果が得られる。

【００９４】上記の図２３に示した切り欠きの入れ方や
図２４に示した曲がりの入れ方はこれに限定されず、管
腔内走査プローブ１００の上下関係が確認できるような
構成であれば良い。

【００９５】また、管腔内走査プローブ１００をＸ線透
視像上で表示しながら先端部１１０の超音波断層像を見
る場合、Ｘ線透視像上でどの位置の断層像を観察してい
るかが分かれば診断に有用である。次に、Ｘ線透視像で
超音波断層像の位置を検査者に認識させる手段を説明す
る。

【００９６】先端部１１０で超音波断層像を見ている部
分をＸ線吸収率が周囲と異なる材質のもので構成する。
メカニカルスキャンの場合必ず内容液が必要であるため
内容液以外の部分をＸ線吸収率の高い材質で構成し、内
容液はＸ線吸収率の低い材質を用いればＸ線透視像上で
超音波断層像の位置が認識できる。また、トランスジュ
ーサ回転型スキャナの場合にはトランスジューサの部分
を、ミラー回転型スキャナの場合にはミラーの部分をＸ
線吸収率が周囲と異なる材質としても良い。

【００９７】超音波断層像の位置を、Ｘ線画像上でマー
カにより表示する場合の例を示す。先端部１１０にＸ線
を極端に吸収する部分又は低吸収の部分を設ける。この
部分は幅と長さが異なるように構成し、Ｘ線画像上で方
向性を判断できるようにする。この部分は、例えば前述
した先端部１１０のスリット１１０ａを利用しても良
い。

【００９８】まずＸ線透視像上でこのＸ線高吸収部又は
低吸収部の形状及び座標を検出する。この形状及び座標
は、Ｘ線透視像から空間フィルタリング等の手法により
検出する。先端部１１０のＸ線高吸収部又は低吸収部と
超音波断層像の位置との関係について、各プローブ毎に
データを予め持っていれば、超音波断層像の位置は容易
に計算できる。次に、この形状及び座標から超音波断層
像の位置を計算しＸ線透視像上の当該位置に超音波断層
像の位置を示すマーカを表示する。図２５に超音波断層
像の位置を示すマーカ（破線で示す）の表示例を示す。
この場合において、トランスジューサを前方に傾けて前
方視を行っているときは、トランスジューサの傾角情報
によってマーカの位置（傾き）を変えてやれば良い。ま
た、このマーカの長さは、超音波断層像の表示スケール
に応じて対応する長さに表示すれば良い。

【００９９】以上のように、本発明の管腔内診断システ
ムによれば、管腔内走査プローブの進行のガイドを行
い、管腔の分岐部においては、管腔内走査プローブの先
端部を遠隔操作で所望の方向に向けることができ、更
に、管腔内走査プローブが所望の位置に達した後は、所
望の位置における超音波断層像や血流速度の情報を得る
ことができる。本発明は、上記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々変形し
て実施できるのは勿論である。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果が得られる。本発明の管腔内診断システム
は、上記のように、医学の分野における胆管や膵管のよ
うな比較的細い消化器管内や冠状動脈や四肢の血管内の
診断、或いは、非破壊検査の分野における細管内部の検
査の際に、操作者に管腔内走査プローブの進行方向の画
像情報、Ｘ線像上での管腔内走査プローブの位置や進行
の向きの情報等を提供する。従って、本発明の管腔内診
断システムによれば、管腔内走査プローブの進行のガイ
ドを行い、管腔の分岐部においては、管腔内走査プロー
ブの先端部を遠隔操作で所望の方向に向けることがで
き、更に、管腔内走査プローブが所望の位置に達した後
は、所望の位置における超音波断層像や血流速度の情報
を得ることができる。

【０１０１】具体的には、本発明の管腔内診断システム
によれば、管腔内走査プローブの先端部の進行方向を制
御する進行方向制御手段を備えたので、管腔内走査プロ
ーブを任意の方向に移動可能、すなわち、遠隔操作で管
腔内走査プローブの先端部を所望の向きに設定して所望
の方向に管腔内走査プローブを管腔内を進行させること
ができ、超音波ビームを円錐状に走査する手段と前記超
音波ビームの照射方向と前記管腔内走査プローブの進行
方向とのなす角度を可変設定する手段とを備えたので、
充分な前方視画像が得られ、加えて、Ｘ線撮像手段を備
えて、管腔内の着目点における３次元的な位置を正確に
把握することを可能にした。従って、本発明の管腔内診
断システムによれば、管腔内の任意の位置及び方向にお
ける管腔内の血栓、腫瘍又は異物等の検査、並びに、流
体の速度が容易に測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る管腔内診断システム
の概略システムブロック図。

【図２】 図１の信号の流れを詳細に示したブロック
図。

【図３】 管腔内走査プローブの詳細ブロック図。

【図４】 舵取部の概略構成を示すブロック図。

【図５】 本発明の舵取機構の第１構成例を示す図。

【図６】 本発明の舵取機構の第２構成例を示す図。

【図７】 本発明の舵取機構の第３構成例を示す図。

【図８】 本発明の舵取機構の第４構成例を示す図。

【図９】 本発明の舵取機構の第５構成例を示す図。

【図１０】 本発明の舵取機構の第６構成例を示す図。

【図１１】 本発明の舵取機構の第７構成例を示す図。

【図１２】 先端部に設けられた超音波プローブを使用
して前方視画像を得る方法を示す図。

【図１３】 超音波前方視画像の表示方法例。

【図１４】 図１３（ａ）に示す超音波の放射軸と管腔
壁との関係を幾何学的に表す図。

【図１５】 超音波エコーを検出する方法を説明するた
めの図。

【図１６】 超音波による前方視を行うための概略ブロ
ック図。

【図１７】 超音波による前方視を行うための概略ブロ
ック図。

【図１８】 超音波ビームの円錐スキャン部の第１構成
例を示す図。

【図１９】 超音波ビームの円錐スキャン部の第２構成
例を示す図。

【図２０】 図１９の超音波ビームの円錐スキャン部の
変形例を示す図。

【図２１】 超音波ビームの円錐スキャン部の第３構成
例を示す図。

【図２２】 Ｘ線照射方向とＢモード断層画像との対応
関係を表示するための第１構成例を示す図。

【図２３】 Ｘ線照射方向とＢモード断層画像との対応
関係を表示するための第２構成例を示す図。

【図２４】 Ｘ線照射方向とＢモード断層画像との対応
関係を表示するための第３構成例を示す図。

【図２５】 超音波断層像の位置を示すマーカの表示例
を示す図。

【符号の説明】

１００…管腔内走査プローブ、１１０…管腔内走査プロ
ーブ先端部、１１０ａ…スリット、１１０ｂ…切り欠き
部、超音波プローブ…１２０ １２２…管腔超音波断層用プローブ、１２４…前方視用
超音波プローブ、１３０…円錐スキャン部、１３１…切
り込み部、１３２…フレキシブルシャフト、１３３…固
定軸、１３４…レバー、１３５…連結用シャフト、１３
６…可動軸、１３７…伸縮性部材、１３８…駆動軸、１
３９…クラッチ、１４０…ピニオン歯車、１３５ａ…ラ
ック歯車部、１４１…ストッパー軸、１４２…モータ／
エンコーダ、１５０…前方視用内視鏡プローブ、１６０
…Ｘ線照射方向指示器、１７０…舵取部、１７２…接合
部、１７４…信号処理部、１７６…舵取操作部、１８０
…舵取り機構、１８１…噴射口、１８２…導入管、１８
３…バルーン等、１８４…溝部、１８５…回転軸、１８
６…支持アーム、１８７…形状記憶合金、１８８…導入
管、１８９…圧力室、１９０…送水方向変更板、１９１
…第１スクリュー、１９２…第２スクリュー、１９３…
吸い込み口、１９４…スクリュー、２００…Ｘ線発生
器、２１０…被検体、２１５…管腔壁、２２０…Ｘ線検
出器、２５０…Ｘ線シネアンギオ装置、３００…超音波
診断装置、３０１…スキャンコントロール部、３０２…
送信回路、３０３…受信回路、３０４…Ａ／Ｄ変換器、
３０５…ラインメモリ、３０６…Ｂモード断層画像表示
用メモリ、３０７…コンパレータ、３０８…比較データ
発生部、３０８′…比較電圧発生部、３０９…ＳＴＣ、
３１０…前方視画像表示用メモリ、３１１…Ｂモード断
層画像表示用モニタ、３１２…前方視画像表示用モニ
タ、３１３…表面情報検出部、３１４…エッジ強調部、
３５０…内視鏡診断装置、４００…データ処理器、４５
０…表示器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 住野 洋一 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管腔内に挿入される管腔内走査プローブ
   を備えた管腔内診断システムにおいて、 前記管腔内における前記管腔内走査プローブの先端部の
   進行方向を制御する進行方向制御手段と、 前記管腔断面の画像表示或いは前記管腔内の流体の流速
   測定を行うための超音波ビームを形成し、前記超音波ビ
   ームの送受信を行う超音波送受信手段と、 前記管腔内走査プローブの進行方向の前記管腔内の表面
   の光学像を得る光学視手段と、 前記管腔内の前記管腔内走査プローブの位置をモニタす
   るＸ線撮像手段と、の少なくとも一つの手段を具備する
   ことを特徴とする管腔内診断システム。
2. 【請求項２】 前記超音波ビームを円錐状に走査する手
   段と、前記超音波ビームの照射方向と前記管腔内走査プ
   ローブの進行方向とのなす角度を可変設定する手段とを
   更に具備することを特徴とする請求項１に記載の管腔内
   診断システム。
3. 【請求項３】 前記Ｘ線撮像手段によって得られたＸ線
   画像上に、前記超音波送受信手段で得られた前記管腔の
   超音波診断像の前記管腔の長手方向の位置を表示する手
   段を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の管
   腔内診断システム。
4. 【請求項４】 前記管腔内走査プローブの先端部の一部
   を選択的にその周囲と異なるＸ線吸収係数を有する材料
   で構成し、前記Ｘ線撮像手段はＸ線が前記管腔内走査プ
   ローブに対して所定の方向から照射されたことを確認す
   る手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の管腔内
   診断システム。
5. 【請求項５】 前記Ｘ線撮像手段は、前記所定の方向に
   対応する前記管腔のＸ線撮像の撮像方向を確認する手段
   を含むことを特徴とする請求項４に記載の管腔内診断シ
   ステム。