JPH10248851A - Ultrasonic endoscope - Google Patents

Ultrasonic endoscope

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Publication number
JPH10248851A
JPH10248851A JP9058109A JP5810997A JPH10248851A JP H10248851 A JPH10248851 A JP H10248851A JP 9058109 A JP9058109 A JP 9058109A JP 5810997 A JP5810997 A JP 5810997A JP H10248851 A JPH10248851 A JP H10248851A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
distal end
endoscope
main body
mirror
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9058109A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshito Horikawa
義人 堀川
Katsuaki Morita
克明 森田
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JPH10248851A publication Critical patent/JPH10248851A/en
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic endoscope which can provide good ultrasonic images by preventing noises that may be produced by the irregular reflections of ultrasonic waves radiated toward an end part main body. SOLUTION: This ultrasonic endoscope causes ultrasonic wave radiated from an ultrasonic piezoelectric transducer 16 to reach an end part main body 4 when the acoustic axis 16a of the ultrasonic piezoelectric transducer 16 reaches near the boundary face between an end cap 10 and the end part main body 4. Then most of the ultrasonic waves radiated from the ultrasonic piezoelectric transducer 16 undergo total reflections, so that a reflected echo significantly greater than a reflected echo signal reflected by the end cap 10 returns. From this, the acoustic axis of the ultrasonic piezoelectric transducer 16 is determined to pass over the end part main body 4, during which the radiation of the ultrasonic waves from the ultrasonic piezoelectric transducer 16 is stopped temporarily.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断装置に
関わり特に、機械的に超音波が走査される超音波内視鏡
に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasonic endoscope in which ultrasonic waves are mechanically scanned.

【0002】[0002]

【従来の技術】細長の挿入部を体腔内に挿入することに
より、体腔内臓器等を観察したり、必要に応じて処置具
チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置の
行える内視鏡が広く利用されている。また、内視鏡は、
医療用のみならず工業用においてもボイラ、機械、化学
プラント等の管内、あるいは機械内等の対象物を観察、
検査したりするのに用いられている。さらに、内視鏡挿
入部の先端部に電荷結合素子(CCD)等の固体撮像素
子を撮像手段に用いた電子内視鏡も各種用いられてい
る。
2. Description of the Related Art By inserting an elongated insertion portion into a body cavity, an internal organ or the like in the body cavity can be observed, and if necessary, various treatments can be performed using a treatment tool inserted into a treatment tool channel. Mirrors are widely used. Also, the endoscope
Observation of objects in pipes of boilers, machines, chemical plants, etc.
It is used for inspection. Further, various types of electronic endoscopes using a solid-state imaging device such as a charge-coupled device (CCD) as an imaging means at the distal end of the endoscope insertion portion are also used.

【0003】また、内視鏡に処置具挿通用チャンネルを
有するものでは例えば、この処置具挿通用チャンネルに
超音波プローブを挿通させて超音波診断を行っていた。
超音波診断を行う場合、超音波プローブを処置具挿通用
チャンネルを介して目的部位へ導き、超音波ビームを発
振して超音波診断を行う。
[0003] In an endoscope having a treatment tool insertion channel, for example, an ultrasonic probe is inserted through the treatment instrument insertion channel to perform ultrasonic diagnosis.
When performing an ultrasonic diagnosis, an ultrasonic probe is guided to a target site via a treatment tool insertion channel, and an ultrasonic beam is oscillated to perform an ultrasonic diagnosis.

【0004】さらに、体腔内に挿入可能な内視鏡挿入部
の先端に超音波振動子を設けて超音波振動子により、超
音波断層画像を得られるようにすると共に、この挿入部
に処置具挿通用チャンネルを設け、この処置具挿通用チ
ャンネルの先端に設けた導出口から処置具を突出させ
て、病変組織等を採取する等の処置を行うことができる
超音波内視鏡が実用化されている。
Further, an ultrasonic transducer is provided at the distal end of an endoscope insertion portion which can be inserted into a body cavity so that an ultrasonic tomographic image can be obtained by the ultrasonic transducer and a treatment instrument is inserted into the insertion portion. An ultrasonic endoscope has been put into practical use, which is provided with an insertion channel and allows a treatment tool to protrude from an outlet provided at a distal end of the treatment tool insertion channel to perform a treatment such as collecting a diseased tissue. ing.

【0005】超音波プローブ及び超音波内視鏡には挿入
軸方向に対して直交する方向に超音波送受波面を向けて
側方方向の超音波断層像を得るようにしたものや、挿入
軸方向に対して前方側に超音波送受波面を向けて前方方
向の超音波断層像を得るようにしたものなどがある。
[0005] An ultrasonic probe and an ultrasonic endoscope are designed to obtain an ultrasonic tomographic image in a lateral direction by directing an ultrasonic wave transmitting / receiving surface in a direction orthogonal to an insertion axis direction, The ultrasonic tomographic image in the forward direction is obtained with the ultrasonic wave transmitting / receiving surface facing forward.

【0006】例えば特開平8−229045号公報には
挿入部先端に挿入軸方向に対して直交する向きに回転軸
を設け、この回転軸に超音波振動子を支持させることに
よって挿入方向前方を超音波走査可能にした超音波検査
装置が示されている。
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-229045, a rotating shaft is provided at the distal end of an insertion portion in a direction perpendicular to the direction of the insertion axis, and an ultrasonic vibrator is supported on the rotation shaft, so that the front of the insertion direction is superposed. An ultrasonic inspection apparatus capable of ultrasonic scanning is shown.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平8−229045号公報の超音波検査装置に示され
ている超音波振動子を回転させて走査した場合、超音波
振動子面(振動子の音軸)が超音波内視鏡本体側を向い
ているときも超音波が照射されている状態である。この
ため、超音波が先端部本体で反射する結果、反射波(反
射エコーともいう)の一部が診断領域において超音波振
動子に受信されるので、超音波画像にゴースト等のノイ
ズが発生する原因になっていた。
However, when scanning is performed by rotating the ultrasonic vibrator disclosed in the ultrasonic inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-229045, the surface of the ultrasonic vibrator (the vibrator When the sound axis is directed toward the ultrasonic endoscope main body, the ultrasonic wave is being emitted. For this reason, as a result of the ultrasonic wave being reflected by the distal end main body, a part of the reflected wave (also referred to as a reflected echo) is received by the ultrasonic vibrator in the diagnostic area, and noise such as ghost is generated in the ultrasonic image. Was causing it.

【0008】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、挿入軸方向に対して直交する回転軸周りに超音波
走査を行う際、先端部本体に向かって放射された超音波
の乱反射によるノイズを防止して、良好な超音波画像を
得られる超音波内視鏡を提供することを目的にしてい
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and when performing ultrasonic scanning around a rotation axis orthogonal to the insertion axis direction, irregular reflection of ultrasonic waves radiated toward the distal end body is performed. An object of the present invention is to provide an ultrasonic endoscope capable of preventing noise and obtaining a good ultrasonic image.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の超音波内視鏡
は、体腔内へ挿通可能な挿入部の先端部本体に超音波を
透過する先端キャップを設け、この先端キャップ内に挿
入軸方向に対して直交する回転軸周りに超音波を回転走
査する超音波内視鏡であって、前記回転軸周りに走査さ
れる超音波の反射エコーによって、先端キャップと先端
部本体との境界部を検知し、先端部本体を検知した後の
一定時間、超音波の発信を中断する。
According to the ultrasonic endoscope of the present invention, a distal end cap for transmitting an ultrasonic wave is provided on a distal end main body of an insertion portion which can be inserted into a body cavity, and an insertion axial direction is provided in the distal end cap. An ultrasonic endoscope that rotationally scans an ultrasonic wave around a rotation axis perpendicular to the ultrasonic endoscope, wherein a reflected echo of the ultrasonic wave scanned around the rotation axis causes a boundary between the tip cap and the tip body to be moved. The transmission of the ultrasonic wave is interrupted for a certain time after the detection and the detection of the tip main body.

【0010】この構成によれば、超音波は、1方向に回
転する回転軸周りに照射され、先端キャップを透過して
生体内に伝搬されていく。そして、超音波が先端部本体
に向かって照射されると、先端部本体に反射して反射エ
コーが受波される。このことにより、先端キャップと先
端部本体との境界が検知される。
[0010] According to this configuration, the ultrasonic wave is emitted around the rotation axis that rotates in one direction, and is transmitted through the distal end cap and into the living body. Then, when the ultrasonic wave is irradiated toward the distal end main body, the ultrasonic wave is reflected by the distal end main body and a reflected echo is received. As a result, the boundary between the tip cap and the tip body is detected.

【0011】先端キャップと先端部本体との境界が検知
されると、この検知を基に超音波振動子の駆動を一定時
間中断する。すると、超音波が照射されなくなるので先
端部本体からの反射波はなくなる。
When the boundary between the tip cap and the tip body is detected, the driving of the ultrasonic transducer is interrupted for a certain time based on the detection. Then, since the ultrasonic wave is no longer irradiated, there is no reflected wave from the distal end body.

【0012】そして、一定時間が経過する。すると、再
び超音波振動子が駆動されて超音波が照射される。この
とき、回転体から照射された超音波は、先端部本体と先
端キャップとの境界部分の先端キャップを通過して生体
内に伝搬されていく。
Then, a certain time elapses. Then, the ultrasonic vibrator is driven again to emit ultrasonic waves. At this time, the ultrasonic waves emitted from the rotating body pass through the distal end cap at the boundary between the distal end main body and the distal end cap and propagate into the living body.

【0013】そして、再び超音波が先端部本体に向かっ
て照射されて先端キャップと先端部本体との境界を検知
すると超音波振動子の駆動が一定時間中断される。
When the ultrasonic wave is again irradiated toward the distal end main body and the boundary between the distal end cap and the distal end main body is detected, the driving of the ultrasonic vibrator is interrupted for a predetermined time.

【0014】上述の動作を繰返し行うことにより、超音
波が先端部本体に反射して発生するノイズのない超音波
画像を得る。
By repeating the above operation, an ultrasonic image free of noise generated by the reflection of the ultrasonic wave on the distal end body is obtained.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1ないし図7は本発明の一実施
形態に係り、図1は超音波内視鏡の概略構成を示す説明
図、図2は超音波内視鏡先端部分の構成を示す断面図、
図3は超音波内視鏡システムの構成を説明するブロック
図、図4は超音波振動子の音軸が先端キャップ上を移動
しているときの状態を示す図、図5は先端キャップに反
射して戻ってきた反射エコー信号の波形を示す図、図6
は超音波振動子の音軸が先端キャップと先端部本体との
境界面に到達したときの状態を示す図、図7は先端部本
体に反射して戻ってきた反射エコー信号の波形を示す図
である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 7 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic endoscope, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a distal end portion of the ultrasonic endoscope,
FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the ultrasonic endoscope system, FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the sound axis of the ultrasonic transducer is moving on the distal end cap, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing the waveform of the reflected echo signal returned by
FIG. 7 shows a state when the sound axis of the ultrasonic transducer reaches the boundary surface between the tip cap and the tip body, and FIG. 7 shows a waveform of a reflected echo signal reflected back to the tip body. It is.

【0016】図1に示すように本実施形態の超音波内視
鏡システムを構成する超音波内視鏡1は、把持部を兼ね
る操作部2と、この操作部2の先端側に延出する細長で
体腔内へ挿入される挿入部3とを備えている。
As shown in FIG. 1, an ultrasonic endoscope 1 constituting an ultrasonic endoscope system according to the present embodiment has an operation section 2 also serving as a grip section, and extends to the distal end side of the operation section 2. An insertion portion 3 which is elongated and inserted into a body cavity.

【0017】前記挿入部3は、先端側から順に硬質部材
で形成した先端部本体4と、例えば上下左右に湾曲自在
な湾曲部5と、可撓性を有する柔軟なチューブ部材で形
成された軟性部6とを連設して構成されている。
The insertion portion 3 includes a distal end body 4 formed of a hard member in order from the distal end side, a bending portion 5 which can be bent up and down and left and right, and a soft tube formed of a flexible tube member having flexibility. The unit 6 is provided in series.

【0018】前記先端部本体4には、体腔内を照明する
照明窓7、照明下で体腔内の観察を行うための観察光学
系が配置されている観察窓8、体液の吸引や体腔内へ処
置具を案内する処置具挿通チャンネルの導出口9が設け
られている。そして、この先端部本体4の先端側には超
音波透過性に優れた材質で形成された先端キャップ10
が配設されている。
The distal end main body 4 has an illumination window 7 for illuminating the inside of the body cavity, an observation window 8 in which an observation optical system for observing the inside of the body cavity under illumination is provided, and suction of body fluids and introduction into the body cavity. An outlet 9 for a treatment tool insertion channel for guiding the treatment tool is provided. A distal end cap 10 formed of a material having excellent ultrasonic permeability is provided on the distal end side of the distal end body 4.
Are arranged.

【0019】前記操作部2の側部からは基端側で二股に
分岐する分岐部を有するユニバーサルコード11が延出
している。分岐しているコードの一方は、図示しない内
視鏡用光源装置に接続される光源用コード11aであ
り、基端部には光源装置に着脱自在な光源コネクター1
2が設けられている。他方の分岐しているコードは、超
音波駆動装置13に接続される超音波用コード11bで
あり、基端部には超音波駆動装置13に着脱自在な超音
波コネクター14が設けられている。前記超音波駆動装
置13は、後述する超音波観測装置15に接続されるよ
うになっており、超音波内視鏡1に対する超音波信号の
中継及び超音波信号を走査するための動力供給等を行っ
ている。
A universal cord 11 having a bifurcation branching from the side of the operation unit 2 at the base end thereof is extended. One of the branched cords is a light source cord 11a connected to a light source device for an endoscope (not shown), and a light source connector 1 detachably attached to the light source device at a base end.
2 are provided. The other branching cord is an ultrasonic cord 11 b connected to the ultrasonic drive unit 13, and an ultrasonic connector 14 detachable from the ultrasonic drive unit 13 is provided at the base end. The ultrasonic driving device 13 is connected to an ultrasonic observation device 15 described later, and relays ultrasonic signals to the ultrasonic endoscope 1 and supplies power for scanning the ultrasonic signals. Is going.

【0020】なお、符号2aは湾曲部5を湾曲操作する
ための湾曲操作ノブであり、符号2bは前記観察窓8を
通して観察光学系で取得した被検査部位の光学像を観察
するための接眼部である。また、符号2cは処置具を処
置具挿通用チャンネルに導くための処置具挿入口であ
る。
Reference numeral 2a denotes a bending operation knob for bending the bending portion 5, and reference numeral 2b denotes an eyepiece for observing an optical image of a portion to be inspected acquired by the observation optical system through the observation window 8. Department. Reference numeral 2c denotes a treatment instrument insertion port for guiding the treatment instrument to the treatment instrument insertion channel.

【0021】図2に示すように先端部本体4に配設され
ている先端キャップ10の内部には超音波振動子16を
備えたハウジング17が先端部本体4に対して回転自在
に軸支されている回転軸18に一体的に配設されてい
る。この回転軸18の中心軸18aは、超音波内視鏡1
の挿入軸1a方向に対して直交している。
As shown in FIG. 2, a housing 17 having an ultrasonic vibrator 16 is rotatably supported with respect to the distal end body 4 inside a distal end cap 10 disposed on the distal end body 4. The rotating shaft 18 is integrally provided. The center axis 18a of the rotating shaft 18 is
Is orthogonal to the direction of the insertion shaft 1a.

【0022】前記回転軸18の一端部には例えばフレキ
シブルシャフトなど柔軟な部材で構成した前記超音波駆
動装置13からの回転駆動力を伝達する回転伝達軸19
の一端部が連結されている。また、この回転伝達軸19
の内部には超音波駆動装置13からの超音波駆動信号や
前記超音波振動子16で受信して変換された電気信号な
どが伝送される信号ケーブル20が挿通しており、この
信号ケーブル20の一端が超音波振動子16に接続され
ている。
At one end of the rotating shaft 18, a rotation transmitting shaft 19 for transmitting a rotational driving force from the ultrasonic driving device 13 constituted by a flexible member such as a flexible shaft is provided.
Are connected at one end. The rotation transmission shaft 19
A signal cable 20 through which an ultrasonic driving signal from the ultrasonic driving device 13, an electric signal received and converted by the ultrasonic vibrator 16, and the like are transmitted. One end is connected to the ultrasonic vibrator 16.

【0023】前記信号ケーブル20を内部に挿通した回
転伝達軸19の他端部は、先端本体部4、湾曲部5、軟
性部6、操作部2、ユニバーサルコード11及び超音波
用コード11bを経て超音波コネクター14に延出して
いる。
The other end of the rotation transmitting shaft 19 into which the signal cable 20 is inserted is passed through the distal end main body 4, the bending section 5, the flexible section 6, the operating section 2, the universal cord 11, and the ultrasonic cord 11b. It extends to the ultrasonic connector 14.

【0024】図3に示すように前記超音波観測装置15
は、超音波振動子16において超音波を発生させるため
の高電圧パルスを送る送信回路21と、前記超音波振動
子16で受信された反射エコー信号が入力される受信回
路22と、前記超音波振動子から送られてきた反射エコ
ー信号の大きさが予め設定されている値より大きいか否
かを検出する比較処理回路23と、反射エコー信号の強
弱に応じて変換したデジタルデータに書き込み/読み出
しが可能なようにアドレス信号を生成するアドレス発生
器24と、前記超音波振動子16から送られてきた信号
の座標変換を行うと共に画素間の補間処理を行って映像
信号を生成するディジタルスキャンコンバータ25と、
観察部位の超音波断層画像を表示するTVモニタ26な
どで主に構成されている。前記超音波駆動装置13は、
前記ハウジング17が固定されている回転軸18を回転
させる回転駆動力を発生する駆動モーター27と、この
駆動モーター27の回転位置を検出する位置検出器28
と、スリップリング等からなる回転信号検出器29とを
内蔵して構成されている。
As shown in FIG. 3, the ultrasonic observation device 15
A transmitting circuit 21 for transmitting a high-voltage pulse for generating an ultrasonic wave in the ultrasonic vibrator 16; a receiving circuit 22 to which a reflected echo signal received by the ultrasonic vibrator 16 is input; A comparison processing circuit 23 for detecting whether or not the magnitude of the reflected echo signal sent from the vibrator is greater than a preset value; and writing / reading digital data converted according to the strength of the reflected echo signal An address generator 24 for generating an address signal so as to perform a coordinate conversion of a signal sent from the ultrasonic transducer 16 and an interpolating process between pixels to generate a video signal. 25,
It mainly includes a TV monitor 26 for displaying an ultrasonic tomographic image of the observation site. The ultrasonic driving device 13 includes:
A drive motor 27 for generating a rotational drive force for rotating the rotary shaft 18 to which the housing 17 is fixed, and a position detector 28 for detecting the rotational position of the drive motor 27
And a rotation signal detector 29 composed of a slip ring or the like.

【0025】前記比較処理回路23では、超音波振動子
16から診断領域に対して放射された超音波の反射エコ
ー信号の反射強度を、予め設定した値と比較しており、
この比較処理回路23に反射強度が予め設定した値より
大きな超音波エコーを検知した場合には、送信回路21
から超音波振動子16への高電圧パルスの送信を一定時
間中断させる命令を出力する。
In the comparison processing circuit 23, the reflection intensity of the reflected echo signal of the ultrasonic wave radiated from the ultrasonic transducer 16 to the diagnostic area is compared with a preset value.
When the comparison processing circuit 23 detects an ultrasonic echo whose reflection intensity is larger than a preset value, the transmission circuit 21
And outputs a command to interrupt the transmission of the high-voltage pulse to the ultrasonic vibrator 16 for a predetermined time.

【0026】前記比較処理回路23に比較を行うために
予め設定されている設定値は、先端キャップ10での反
射エコーによる反射エコー信号値よりも大きく、先端部
本体4での反射エコーによる反射エコー信号値よりも小
さい値が設定してある。
The value set in advance for comparison in the comparison processing circuit 23 is larger than the value of the reflected echo signal due to the reflected echo at the tip cap 10 and the reflected echo signal due to the reflected echo at the tip body 4. A value smaller than the signal value is set.

【0027】つまり、比較処理回路23に入力される反
射エコー信号の反射強度が先端キャップ10での反射エ
コーによる反射エコー信号値より大きいとき、送信回路
21に超音波振動子16への高電圧パルスの送信を一定
時間中断させる命令が出力される。また、送信を中断し
ている一定時間とは、少なくとも超音波振動子16の音
軸が先端部本体4上を移動している間である。
That is, when the reflection intensity of the reflected echo signal input to the comparison processing circuit 23 is larger than the value of the reflected echo signal due to the reflected echo at the tip cap 10, the transmission circuit 21 sends a high voltage pulse to the ultrasonic vibrator 16. The command to interrupt the transmission of the message for a certain time is output. Further, the certain time during which the transmission is interrupted is at least during the time when the sound axis of the ultrasonic transducer 16 is moving on the distal end body 4.

【0028】即ち、超音波振動子16の音軸が先端キャ
ップ10上を移動しているときには超音波振動子から超
音波が放射され、超音波振動子16の音軸が先端キャッ
プ10と先端部本体4との境界面にかかってから先端部
本体4上を移動してこの先端部本体4と先端キャップ1
0との境界面に到達するまでの間超音波の放射が中断す
るように、送信回路21から超音波振動子16へ高電圧
パルスが送信されるようになっている。なお、先端キャ
ップ10内には水などの音響媒体が充満されている。
That is, when the sound axis of the ultrasonic vibrator 16 is moving on the tip cap 10, ultrasonic waves are emitted from the ultrasonic vibrator, and the sound axis of the ultrasonic vibrator 16 is After moving on the boundary surface with the main body 4, it moves on the front end main body 4 to move the front end main body 4 and the front end cap 1.
A high-voltage pulse is transmitted from the transmission circuit 21 to the ultrasonic vibrator 16 so that the emission of the ultrasonic wave is interrupted until reaching the boundary with zero. The tip cap 10 is filled with an acoustic medium such as water.

【0029】上述のように構成した超音波内視鏡システ
ムの作用を説明する。術者は接眼部2bを覗いて体腔内
の様子を観察しながら超音波内視鏡1を目的部位に挿通
する。そして、超音波内視鏡1の先端キャップ10が目
的部位に到達したなら、回転走査を行うために、超音波
観測装置15の駆動モータ27を駆動させると共に、送
信回路21から超音波振動子16へ高電圧パルスを送信
する。
The operation of the ultrasonic endoscope system configured as described above will be described. The surgeon inserts the ultrasonic endoscope 1 into a target site while observing the inside of the body cavity by looking into the eyepiece 2b. Then, when the distal end cap 10 of the ultrasonic endoscope 1 reaches the target site, the drive motor 27 of the ultrasonic observation device 15 is driven in order to perform rotational scanning, and the ultrasonic vibrator 16 is transmitted from the transmission circuit 21. Send high voltage pulse to

【0030】すると、図4に示すように回転軸18が矢
印に示す方向に回転を開始すると共に、送信回路21か
ら送られた高電圧パルスによって超音波振動子16が励
振されて超音波が先端キャップ10を通過して生体内に
伝播されて回転走査が開始される。
Then, as shown in FIG. 4, the rotating shaft 18 starts rotating in the direction indicated by the arrow, and the ultrasonic vibrator 16 is excited by the high voltage pulse sent from the transmitting circuit 21 so that the ultrasonic wave is emitted. The light passes through the cap 10 and is propagated into the living body to start the rotational scan.

【0031】そして、図4に示すように超音波振動子1
6の音軸16aが先端キャップ10上を移動していると
きには、図5に示すような反射エコー信号値の波形が得
られる。図に示す最初に大きく突出したエコー信号V1
は、先端キャップ10での反射エコー信号であり、信号
ケーブル20を介して超音波駆動装置13の回転信号検
出器29に伝送されて非回転状態の信号ラインに伝達さ
れた後、超音波観測装置15内にある比較処理回路23
に入力される。
Then, as shown in FIG.
When the sound axis 16a of No. 6 moves on the tip cap 10, a waveform of the reflected echo signal value as shown in FIG. 5 is obtained. Initially prominent echo signal V1 shown in FIG.
Is a reflection echo signal from the tip cap 10, transmitted to the rotation signal detector 29 of the ultrasonic driving device 13 via the signal cable 20, transmitted to a non-rotating signal line, and then transmitted to the ultrasonic observation device. The comparison processing circuit 23 in 15
Is input to

【0032】この比較処理回路23には予め先端キャッ
プ10で反射した反射エコー信号値である前記エコー信
号V1よりも大きな反射エコー信号が最初に戻ってきた
場合、送信回路21から超音波振動子16への高電圧パ
ルスの送信を一時中断させる命令が出されるように設定
されている。
When a reflected echo signal larger than the echo signal V1, which is a reflected echo signal value reflected by the front end cap 10, returns first to the comparison processing circuit 23, the ultrasonic oscillator 16 A command is issued to suspend the transmission of the high voltage pulse to

【0033】このため、最初に戻ってきた反射エコー信
号が前記エコー信号V1の場合には、一端信号の大小関
係を処理した後、この反射エコー信号は比較処理回路2
3を通過して、受信回路22を経由してディジタルスキ
ャンコンバータ25にて通常処理されて超音波画像とし
てTVモニタ26上に表示される。
For this reason, if the first returned echo signal is the echo signal V1, after processing the magnitude relationship of one end signal, this reflected echo signal is compared with the comparison processing circuit 2.
After passing through the receiving circuit 22, the digital signal is normally processed by the digital scan converter 25 via the receiving circuit 22, and is displayed on the TV monitor 26 as an ultrasonic image.

【0034】一方、図6に示すように回転軸18が回転
して、超音波振動子16の音軸16aが先端キャップ1
0と先端部本体4との境界面近傍に到達すると、超音波
振動子16から放射されている超音波が先端部本体4に
当たる。そして、図7に示すような反射エコー信号値の
波形が得られる。前記先端部本体4は、超音波振動子1
6から放射される超音波を殆ど全反射する。このため、
前記先端部本体4に当たって、最初に戻ってくる反射エ
コー信号V2は、前記反射エコー信号V1に比べてかな
り大きな値になる。
On the other hand, as shown in FIG. 6, the rotating shaft 18 rotates, and the sound axis 16a of the ultrasonic vibrator 16 is
When reaching the vicinity of the boundary surface between the zero and the tip body 4, the ultrasonic waves radiated from the ultrasonic transducer 16 hit the tip body 4. Then, a waveform of the reflected echo signal value as shown in FIG. 7 is obtained. The tip main body 4 is an ultrasonic transducer 1
Ultrasonic waves radiated from 6 are almost totally reflected. For this reason,
The first reflected echo signal V2 that returns to the tip main body 4 has a considerably larger value than the reflected echo signal V1.

【0035】前記反射エコー信号V2 が比較処理回路2
3に入力されると、この比較処理回路23では前記反射
エコーV1よりも大きな信号が入力されたことを認識す
る。このとき、比較処理回路23からは送信回路21に
対して、超音波振動子16への高電圧パルスの送信を一
定時間中止する命令が出力される。
The reflected echo signal V2 is supplied to the comparison processing circuit 2
3, the comparison processing circuit 23 recognizes that a signal larger than the reflected echo V1 has been input. At this time, the comparison processing circuit 23 outputs an instruction to the transmission circuit 21 to stop transmission of the high-voltage pulse to the ultrasonic vibrator 16 for a predetermined time.

【0036】なお、この送信回路21からの送信が停止
している間、他の機能は働いている。このため、送信回
路21からの送信が停止している間は、結果的に無エコ
ー状態となってTVモニタ26上に表示される。即ち、
超音波振動子16から放射された超音波が先端部本体4
に直接的に当たている時間内は、送信回路21から超音
波振動子16への送信が中断されるので、先端部本体4
に反射した反射エコーによる乱反射がなくなる。
While the transmission from the transmission circuit 21 is stopped, other functions are operating. For this reason, while the transmission from the transmission circuit 21 is stopped, a non-echo state is eventually displayed on the TV monitor 26. That is,
The ultrasonic wave radiated from the ultrasonic vibrator 16 is applied to the tip main body 4.
The transmission from the transmission circuit 21 to the ultrasonic vibrator 16 is interrupted during the time of direct contact with the
The irregular reflection due to the reflected echo reflected on the surface is eliminated.

【0037】このように、比較処理回路に入力される反
射エコーの信号値が、比較処理回路に予め設定されてい
る先端キャップで反射した際の反射エコー信号値より大
きく先端部本体で反射した際の反射エコー信号値より小
さい範囲であるか否かを比較することによって、超音波
振動子から放射されている超音波の方向を認識すること
によって、送信回路から超音波振動子に出力される高電
圧パルスを制御することができる。このことにより、超
音波振動子の音軸が先端部本体上を通過している間、超
音波振動子から超音波の放射がなくなるので、先端部本
体に反射した反射エコーや乱反射エコーの発生が抑えら
れる。また、超音波振動子に先端部本体からの不要な反
射エコーが入らないので、モニタ画面上に良好な超音波
画像が表示される。
As described above, when the signal value of the reflected echo input to the comparison processing circuit is larger than the reflection echo signal value when reflected by the tip cap set in advance in the comparison processing circuit, the signal is reflected by the tip body. The direction of the ultrasonic wave radiated from the ultrasonic transducer is recognized by comparing whether or not the range is smaller than the reflected echo signal value of the ultrasonic transducer. The voltage pulse can be controlled. As a result, while the sound axis of the ultrasonic vibrator passes over the distal end main body, no ultrasonic radiation is emitted from the ultrasonic vibrator, so that reflected echo or irregularly reflected echo reflected on the distal end main body is generated. Can be suppressed. In addition, since unnecessary reflected echoes from the distal end body do not enter the ultrasonic transducer, a good ultrasonic image is displayed on the monitor screen.

【0038】ところで、特開平4−319342号公報
には、1組の傘歯車により回転軸方向を変換させ、一方
の傘歯車に取り付けられたカム軸と超音波振動子に取り
付けたカムとにより超音波振動子を揺動させて、挿入方
向前方を扇型に超音波走査する機構を備えた超音波診断
装置が示されている。この特開平4−319342号公
報の超音波診断装置では、1組の傘歯車によって回転軸
方向を変換し、カム軸とカムによって超音波振動子を回
転させることなく扇形に揺動走査していたので、特開平
8−229045号公報に示されている超音波検査装置
のように超音波振動子から放射された超音波が先端部本
体に反射して起こるノイズによる不具合は解消される。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-319342 discloses that the direction of the rotation axis is changed by a set of bevel gears, and a camshaft attached to one bevel gear and a cam attached to an ultrasonic vibrator are used. An ultrasonic diagnostic apparatus provided with a mechanism for swinging an ultrasonic transducer to perform ultrasonic scanning in a fan shape in the front in the insertion direction is shown. In the ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-319342, the direction of the rotation axis is changed by a set of bevel gears, and a swing scan is performed in a fan shape without rotating the ultrasonic vibrator by a cam shaft and a cam. Therefore, the problem caused by the noise caused by the reflection of the ultrasonic waves radiated from the ultrasonic vibrator to the tip main body as in the ultrasonic inspection apparatus disclosed in JP-A-8-229045 is eliminated.

【0039】しかし、広範囲の超音波走査を実現するた
めには揺動角度を大きくしなければならず、揺動角度を
大きく確保するためにはカム軸の回転半径を増大させる
必要がある。この場合、先端部本体長が長くなって挿入
性を悪化させる要因になるおそれがある。
However, in order to realize a wide range of ultrasonic scanning, the swing angle must be increased, and in order to secure a large swing angle, it is necessary to increase the rotation radius of the cam shaft. In this case, there is a possibility that the length of the main body of the distal end portion becomes longer, which may be a factor that deteriorates the insertability.

【0040】このため、先端部本体の長さが短く、挿入
性が良好な挿入方向前方を揺動走査可能な超音波プロー
ブが望まれていた。
For this reason, there has been a demand for an ultrasonic probe which has a short length of the distal end portion body and has a good insertability and which can swing and scan the front of the insertion direction.

【0041】図8ないし図10は超音波振動子を揺動さ
せて挿入方向前方を超音波走査する超音波プローブに係
り、図8は超音波内視鏡先端部分の構成を説明する断面
図、図9は図8を矢印方向から見たときの1つの駆動傘
歯車と2つの従動傘歯車との位置関係を示す説明図、図
10は超音波内視鏡先端部分の他の構成を説明する断面
図である。
FIGS. 8 to 10 relate to an ultrasonic probe which oscillates an ultrasonic vibrator and ultrasonically scans the front in the insertion direction. FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the distal end portion of the ultrasonic endoscope. 9 is an explanatory diagram showing the positional relationship between one drive bevel gear and two driven bevel gears when FIG. 8 is viewed from the direction of the arrow, and FIG. 10 illustrates another configuration of the distal end portion of the ultrasonic endoscope. It is sectional drawing.

【0042】図8に示すように本実施形態では先端部本
体30に配設されている先端キャップ31の内部に、超
音波振動子32を設けたハウジング33が超音波プロー
ブの挿入軸30a方向に対して直交する向きに回動自在
に軸支されている回転軸34に一体的に取り付けられて
いる。
As shown in FIG. 8, in the present embodiment, a housing 33 provided with an ultrasonic vibrator 32 is provided inside a distal end cap 31 provided on a distal end body 30 in the direction of the insertion axis 30a of the ultrasonic probe. It is integrally attached to a rotating shaft 34 which is rotatably supported in a direction orthogonal to the direction.

【0043】前記先端部本体30の略中央には図示しな
い超音波駆動装置からの回転駆動力を伝達する回転伝達
軸35が挿通しており、この回転伝達軸35の先端部が
先端部本体30に回動自在に保持されている。この回転
伝達軸35の先端には1つの駆動傘歯車36が設けられ
ている。
A rotation transmission shaft 35 for transmitting a rotational driving force from an ultrasonic driving device (not shown) is inserted through substantially the center of the distal end body 30. The distal end of the rotation transmission shaft 35 is connected to the distal end body 30. Are held rotatably. One drive bevel gear 36 is provided at the tip of the rotation transmission shaft 35.

【0044】図9に示すように前記駆動傘歯車36は、
略扇形形状に形成されており、同図の(a),(b)
(c)に示すように回転伝達軸35を中心にして回転す
るようになっている。なお、前記回転伝達軸35の内部
には超音波駆動装置13からの超音波駆動信号や前記超
音波振動子16で受信されて変換された電気信号などを
伝送する信号ケーブルが挿通している。
As shown in FIG. 9, the drive bevel gear 36 has
It is formed in a substantially sector shape, and (a) and (b) of FIG.
As shown in (c), the rotation is made about the rotation transmission shaft 35. A signal cable for transmitting an ultrasonic driving signal from the ultrasonic driving device 13 or an electric signal received and converted by the ultrasonic vibrator 16 is inserted into the rotation transmission shaft 35.

【0045】また、図8及び図9に示すように前記超音
波プローブの挿入軸30a方向に対して直交する向きに
配設されているハウジング33の両側面部には1対の従
動傘歯車37,37が対向して配設されている。前記従
動傘歯車37,37は前記駆動傘歯車36の回転中心か
ら等距離に配置されている。
As shown in FIG. 8 and FIG. 9, a pair of driven bevel gears 37, 37 is provided on both side surfaces of the housing 33 disposed in a direction perpendicular to the direction of the insertion axis 30a of the ultrasonic probe. 37 are provided facing each other. The driven bevel gears 37, 37 are disposed equidistant from the rotation center of the drive bevel gear 36.

【0046】なお、前記ハウジング33または1対の従
動傘歯車37の少なくとも一方には、前記ハウジング3
3が無負荷状態のときに揺動することを防止する揺動抑
え部材38が設けられている。また、前記回転軸34に
は回転位置検出器39が設けられており、位置情報を図
示しない超音波観測装置に伝達するようになっている。
The housing 33 or at least one of the pair of driven bevel gears 37 has the housing 3
A swing restraining member 38 is provided to prevent the swing of the wheel 3 when no load is applied. Further, a rotation position detector 39 is provided on the rotation shaft 34 so as to transmit position information to an ultrasonic observation device (not shown).

【0047】複数の傘歯車36,37による超音波振動
子32の動きについて説明する。図9(a)に示すよう
に回転伝達軸35の回転によって駆動傘歯車36は矢印
a方向に回転している。この駆動傘歯車36が矢印a方
向に回転移動することによって、前記駆動傘歯車36に
噛合している図中右側に位置する従動傘歯車37は矢印
b方向に回転する。このことにより、この従動傘歯車3
7が取り付けられているハウジング33は、従動傘歯車
37と同様に矢印b方向に回転する。このことによっ
て、このハウジング33に固定されている超音波振動子
32が図中の下方向に振れていく。
The movement of the ultrasonic vibrator 32 by the plurality of bevel gears 36 and 37 will be described. As shown in FIG. 9A, the rotation of the rotation transmission shaft 35 causes the drive bevel gear 36 to rotate in the direction of arrow a. When the drive bevel gear 36 rotates in the direction of arrow a, the driven bevel gear 37 meshing with the drive bevel gear 36 and located on the right side in the figure rotates in the direction of arrow b. As a result, the driven bevel gear 3
The housing 33 to which is mounted 7 rotates in the direction of the arrow b similarly to the driven bevel gear 37. As a result, the ultrasonic transducer 32 fixed to the housing 33 swings downward in the figure.

【0048】前記駆動傘歯車36が矢印a方向に連続的
に回転移動していくことにより、この駆動傘歯車36は
同図(b)に示すように1対の従動傘歯車37,37の
どちらにも噛合しない位置に移動する。すると、前記ハ
ウジング33に駆動傘歯車36からの回転が伝達されな
いので、前記ハウジング33は無負荷状態になる。この
とき、抑え部材38の反発力が従動傘歯車37に働いて
いることによってハウジング33は図の位置に空回りす
ることなく保持される。
As the drive bevel gear 36 continuously rotates in the direction of arrow a, the drive bevel gear 36 is driven by one of the pair of driven bevel gears 37, 37 as shown in FIG. Move to a position where it does not mesh with. Then, since the rotation from the drive bevel gear 36 is not transmitted to the housing 33, the housing 33 is in a no-load state. At this time, the housing 33 is held at the position shown in the drawing without idling by the repulsive force of the pressing member 38 acting on the driven bevel gear 37.

【0049】引き続き、前記駆動傘歯車36が矢印a方
向に連続的に回転移動すると、同図(c)に示すように
駆動傘歯車36が図中左側に位置する従動傘歯車37に
噛合する。すると、この従動傘歯車37が矢印c方向に
回転する。前記従動傘歯車37が矢印c方向に回転する
ことによって、この従動傘歯車37が取り付けられてい
るハウジング33も従動傘歯車37と同様に矢印c方向
に回転する。このことによって、このハウジング33に
固定されている超音波振動子32は、前記図(a)とは
逆方向の図中上方向に振れていく。
Subsequently, when the drive bevel gear 36 continuously rotates in the direction of the arrow a, the drive bevel gear 36 meshes with the driven bevel gear 37 located on the left side in the figure as shown in FIG. Then, the driven bevel gear 37 rotates in the direction of arrow c. When the driven bevel gear 37 rotates in the direction of arrow c, the housing 33 to which the driven bevel gear 37 is attached also rotates in the direction of arrow c, similarly to the driven bevel gear 37. As a result, the ultrasonic vibrator 32 fixed to the housing 33 swings upward in the drawing opposite to the above-mentioned drawing (a).

【0050】このように、1つの駆動傘歯車に対して、
2つの従動傘歯車を設け、回転伝達軸の回転を反転させ
ることなく、ハウジングに固定されている超音波振動子
の揺動方向を一方向への回転、他方向への回転に切り換
えることができる。このことによって、回転伝達軸の一
方向への回転だけで、クランク機構を使用することな
く、超音波振動子の揺動走査を行えるので先端部本体長
の短縮化及びモータ駆動制御の簡略化を図れる。
Thus, for one drive bevel gear,
By providing two driven bevel gears, the swing direction of the ultrasonic transducer fixed to the housing can be switched between rotation in one direction and rotation in the other direction without reversing the rotation of the rotation transmission shaft. . As a result, the swing scanning of the ultrasonic transducer can be performed only by rotating the rotation transmission shaft in one direction without using the crank mechanism, so that the length of the distal end body can be shortened and the motor drive control can be simplified. I can do it.

【0051】なお、図10に示すように前記駆動傘歯車
36を扇形形状の駆動摩擦板41に代えると共に、前記
1対の従動傘歯車37を円板形状の1対の従動摩擦板4
2に代えることによって上述の実施形態と同様の作用・
効果を得られる。
As shown in FIG. 10, the drive bevel gear 36 is replaced with a sector-shaped drive friction plate 41 and the pair of driven bevel gears 37 is replaced with a pair of disk-shaped driven friction plates 4.
The same operation and effect as in the above-described embodiment can be obtained by substituting 2
The effect can be obtained.

【0052】ところで、医療分野における診断用超音波
の1つの応用例として、超音波画像観察下で穿刺を行
い、生体組織を採取することによって、病変の確定診断
を行いたいという要望がある。
Incidentally, as one application example of diagnostic ultrasonic waves in the medical field, there is a demand for performing a puncture under observation of an ultrasonic image and collecting a living tissue to make a definite diagnosis of a lesion.

【0053】これに対して米国特許5090414号等
には超音波画像観察下で穿刺を行うための機械走査型の
超音波プローブの構成が示されている。この発明の超音
波プローブでは、プローブ軸方向前方のセクタスキャン
を行える超音波プローブと、超音波スキャン面内で穿刺
用針を進退できるように併設した穿刺針ガイドと、穿刺
針との組み合わせによって生体組織の採取を実現してい
る。しかし、この穿刺針ガイドを併設する超音波プロー
ブでは、超音波プローブ径として20mm程度の太さが許
容されており、直腸からの前立腺走査や、膣からの子宮
走査といった適用部位での使用を目的に設計されてい
た。
On the other hand, US Pat. No. 5,090,414 discloses a configuration of a mechanical scanning type ultrasonic probe for performing puncture under observation of an ultrasonic image. In the ultrasonic probe of the present invention, a living body is formed by a combination of an ultrasonic probe that can perform a sector scan in the forward direction of the probe axis, a puncture needle guide provided so that the puncture needle can advance and retreat in the ultrasonic scan plane, and a puncture needle. Tissue sampling has been achieved. However, the ultrasonic probe with this puncture needle guide is allowed to have a diameter of about 20 mm as the ultrasonic probe diameter, and is intended for use in application sites such as prostate scanning from the rectum and uterine scanning from the vagina. Was designed to.

【0054】このため、穿刺針ガイドを併設した超音波
プローブを挿入することが困難な消化管等などの体腔観
察内部位に対しては、特開平1−148248号公報に
示されている体腔内超音波診断装置がある。この体腔内
超音波診断装置では内視鏡の先端部に超音波振動子を設
置し、内視鏡に設けられている処置具挿通用チャンネル
を介して穿刺針を目的部位に挿入する。なお、前記超音
波振動子の方式としては、コンベックス型振動子を用い
るものと、機械的に走査する方式のものとがある。
For this reason, for a part inside a body cavity observation, such as a digestive tract, where it is difficult to insert an ultrasonic probe provided with a puncture needle guide, a body cavity disclosed in JP-A-1-148248 is used. There is an ultrasound diagnostic device. In this intracavity ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic transducer is installed at the distal end of an endoscope, and a puncture needle is inserted into a target site through a treatment instrument insertion channel provided in the endoscope. As the method of the ultrasonic vibrator, there are a method using a convex type vibrator and a method using mechanical scanning.

【0055】本実施形態の超音波内視鏡の適用部位は、
消化管一般及びその周辺臓器を対象とした体腔内であ
り、挿入部の径寸法はできる限り細径が望ましい。この
ため、超音波プローブに穿刺針ガイドを併設する方式で
は外形寸法上の問題があって使用することは困難であ
る。
The application site of the ultrasonic endoscope of the present embodiment is as follows.
It is in the body cavity for the digestive tract and its surrounding organs, and the diameter of the insertion portion is preferably as small as possible. For this reason, it is difficult to use the method in which the puncture needle guide is provided in addition to the ultrasonic probe due to a problem in external dimensions.

【0056】一方、リニアもしくはコンベックス振動子
から内視鏡側方もしくは斜め前方へ放射される超音波に
よって得られる超音波画像観察下で、内視鏡のチャンネ
ルから突出させた穿刺針で粘膜下の組織の吸引生検を行
う場合、穿刺針を鉗子起上装置を用いて生体組織に押し
つけて行う。しかし、穿刺針を生体組織に押しつけたと
きの反作用によって挿入部先端部分が反り返って、内視
鏡先端がぶれることによって穿刺を確実に行うことが難
しいという問題があった。
On the other hand, under observation of an ultrasonic image obtained by ultrasonic waves radiated laterally or obliquely forward from the linear or convex transducer to the submucosa with a puncture needle protruding from a channel of the endoscope. When performing a tissue biopsy, a puncture needle is pressed against a living tissue using a forceps raising device. However, there has been a problem that it is difficult to perform puncture reliably because the distal end of the insertion portion warps due to the reaction when the puncture needle is pressed against the living tissue, and the distal end of the endoscope is shaken.

【0057】また、前記リニア型振動子の超音波内視鏡
では、内視鏡先端部の硬質部長が長くなって挿入性が悪
化するという欠点があり、コンベックス型振動子の超音
波内視鏡では先端径が太くなって挿入時の患者の負担が
大きいという欠点がある。
The ultrasonic endoscope of the linear type vibrator has a disadvantage that the length of the hard portion at the end of the endoscope becomes long and the insertability is deteriorated, and the ultrasonic endoscope of the convex type vibrator is disadvantageous. However, there is a disadvantage that the distal end diameter becomes large and the burden on the patient during insertion is large.

【0058】このため、機械式前方走査方式の超音波プ
ローブでは、処置具チャンネルを経由して穿刺針を突出
させる方式が考えられるが、挿入軸方向に対して穿刺針
を平行に突出させられるようにチャンネル開口を構成す
ると、プローブ先端部の外径が大きくなって、挿入性に
悪影響を与える。
For this reason, in the mechanical forward scanning type ultrasonic probe, a method in which the puncture needle is projected through the treatment instrument channel is considered. However, the puncture needle can be projected in parallel to the insertion axis direction. When the channel opening is formed, the outer diameter of the probe tip becomes large, which adversely affects the insertability.

【0059】また、機械走査型超音波プローブを用いて
穿刺を行うことのできる装置としては、米国特許467
1292号にリング型振動子をセクタ走査し、中心にあ
る穴より針を突出させて、穿刺を可能にした超音波プロ
ーブが提案されている。
An apparatus capable of performing puncture using a mechanical scanning ultrasonic probe is disclosed in US Pat.
No. 1292 proposes an ultrasonic probe in which a ring-type vibrator is sector-scanned and a needle is projected from a center hole to enable puncture.

【0060】しかし、前記米国特許4671292号の
超音波プローブでは走査角度が振動子の中心に設けられ
ている穴径によって制限される。このため、十分な走査
角と感度の超音波画像を得るためには振動子自身が大き
くなって、小型化が非常に難しくなるという欠点があ
る。
However, in the ultrasonic probe disclosed in US Pat. No. 4,671,292, the scanning angle is limited by the diameter of a hole provided at the center of the transducer. For this reason, in order to obtain an ultrasonic image with a sufficient scanning angle and sensitivity, there is a disadvantage that the transducer itself becomes large and miniaturization becomes very difficult.

【0061】そこで、挿入部先端の外径を増大させた
り、穿刺時にプローブ先端がぶれることなく、狙った部
位に確実かつ容易に穿刺して、吸引生検することが可能
で、かつ超音波画像上で音響窓内のチャンネルによる反
射エコーを低減させた機械前方走査型超音波プローブが
望まれていた。
Therefore, it is possible to reliably and easily puncture the target site without increasing the outer diameter of the distal end of the insertion portion or to shake the distal end of the probe at the time of puncturing, and to perform a suction biopsy. There has been a need for a mechanically forward-scanning ultrasound probe that reduces reflected echoes due to channels in the acoustic window.

【0062】このため、超音波内視鏡は、手元側に位置
する操作部に設けられた回転動力発生機構と、この回転
動力を先端まで伝達するフレキシブルシャフトと、この
フレキシブルシャフトに伝達された回転動力の回転方向
をプローブ挿入軸方向に対して直交する方向に変換する
変換機構と、この変換機構によって変換された回転軸方
向に回転する超音波ミラーとを音響室内に有し、この音
響室内に穿刺針を挿通することが可能なチャンネルを設
けている。そして、前記チャンネルを、このチャンネル
内を進退する穿刺針が超音波走査面に沿って移動する位
置に設けている。また、このチャンネルに反射した超音
波が、超音波振動子に入射し難い断面形状にしている。
For this reason, the ultrasonic endoscope is provided with a rotating power generating mechanism provided in an operation unit located near the hand, a flexible shaft for transmitting the rotating power to the distal end, and a rotating shaft transmitted to the flexible shaft. A conversion mechanism that converts the rotation direction of the power into a direction orthogonal to the probe insertion axis direction, and an ultrasonic mirror that rotates in the rotation axis direction converted by the conversion mechanism is provided in the acoustic room. A channel through which a puncture needle can be inserted is provided. The channel is provided at a position where the puncture needle which advances and retreats in the channel moves along the ultrasonic scanning surface. Also, the cross-sectional shape makes it difficult for the ultrasonic waves reflected on the channel to enter the ultrasonic transducer.

【0063】以下、本実施形態の超音波内視鏡の詳細を
図11及び図12を参照して説明する。図11に示すよ
うに超音波内視鏡70は、術者が把持する把持部を兼ね
る操作部71と、患者の体腔内に挿入される挿入部72
と、回転動力発生機構を内蔵した副操作部73と、前記
操作部71から延出する超音波ケーブル74及び観察用
ライトガイドケーブル75とで主に構成されている。前
記挿入部74の先端側には先端部本体77及び湾曲部7
6が設けられている。
Hereinafter, details of the ultrasonic endoscope according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 11, the ultrasonic endoscope 70 includes an operation unit 71 also serving as a gripping unit that is gripped by an operator, and an insertion unit 72 that is inserted into a body cavity of a patient.
, A sub-operation unit 73 having a built-in rotation power generation mechanism, an ultrasonic cable 74 and an observation light guide cable 75 extending from the operation unit 71. A distal end body 77 and a curved portion 7 are provided at the distal end side of the insertion portion 74.
6 are provided.

【0064】図12(a)に示すように先端部本体77
の前方側には半球型の音響窓61が設けられている。こ
の音響窓61の内部である音響室61a内には前記回転
動力発生機構からの回転動力を先端部まで伝達するフレ
キシブルシャフト66と、このフレキシブルシャフト6
6に伝達された回転動力の回転方向を内視鏡挿入軸方向
に対して直交した方向に変換する変換機構である傘歯車
機構67とが設けられている。
As shown in FIG.
A hemispherical acoustic window 61 is provided on the front side. A flexible shaft 66 that transmits the rotational power from the rotational power generation mechanism to the distal end portion is provided in an acoustic chamber 61a inside the acoustic window 61.
6 is provided with a bevel gear mechanism 67 which is a conversion mechanism for converting the rotation direction of the rotational power transmitted to 6 into a direction orthogonal to the endoscope insertion axis direction.

【0065】前記傘歯車機構67は、前記フレキシブル
シャフト66の先端部に固設されている駆動傘歯車67
aと、この駆動傘歯車67aに直交して噛合している従
動傘歯車67bとで構成されており、前記従動傘歯車6
7bの回転軸68にはミラー面65aを45度に傾斜さ
せて形成した超音波ミラー65が設けられている。
The bevel gear mechanism 67 includes a drive bevel gear 67 fixedly mounted at the tip of the flexible shaft 66.
a, and a driven bevel gear 67b meshing at right angles with the drive bevel gear 67a.
An ultrasonic mirror 65 formed by inclining a mirror surface 65a at 45 degrees is provided on a rotation shaft 68 of 7b.

【0066】また、前記回転軸68の前方側には超音波
振動子63が配置されており、この超音波振動子63か
ら放射された超音波が回転する超音波ミラー65の反射
面65aで反射して矢印方向に放射して体腔内を回転走
査する。即ち、前述した構成により、内視鏡挿入軸方向
の断面を超音波走査することが可能である。
An ultrasonic vibrator 63 is disposed in front of the rotary shaft 68. Ultrasonic waves emitted from the ultrasonic vibrator 63 are reflected by a reflecting surface 65a of a rotating ultrasonic mirror 65. Then, the light is emitted in the direction of the arrow to rotationally scan the inside of the body cavity. That is, with the above-described configuration, it is possible to perform ultrasonic scanning on a cross section in the endoscope insertion axis direction.

【0067】なお、前記副操作部73内部の図示しない
駆動部によって回転されてフレキシブルシャフト66の
回転は、駆動傘歯車67aから従動傘歯車67bに伝達
されることで、超音波ミラー65に伝達されて回転す
る。また、音響室61a内には水などの音響媒体が封入
されており、音響窓シール部62によって封入されてい
る音響媒体が体腔内へ漏出しないようになっている。さ
らに、本実施形態の超音波内視鏡70では、超音波内視
鏡であるため光学系64が配設されている。
The rotation of the flexible shaft 66, which is rotated by a driving unit (not shown) inside the sub-operation unit 73, is transmitted from the driving bevel gear 67a to the driven bevel gear 67b, and is transmitted to the ultrasonic mirror 65. Rotate. An acoustic medium such as water is sealed in the acoustic chamber 61a, so that the acoustic medium sealed by the acoustic window seal portion 62 does not leak into the body cavity. Further, in the ultrasonic endoscope 70 of the present embodiment, the optical system 64 is provided because the ultrasonic endoscope is an ultrasonic endoscope.

【0068】図12(b)に示すように音響室61a内
を経由し、かつ反射ミラー65の走査面内に位置するよ
うに先端に開口69aを備えたチャンネル69が配設さ
れている。このチャンネル69には図示しない穿刺針が
挿通されるようになっており、穿刺針を前記開口69a
から突出させた場合、この穿刺針が無条件で超音波の走
査面内に配置される。このことによって、穿刺針は、超
音波画像中では高輝度(高エコー)のラインとして抽出
される。
As shown in FIG. 12 (b), a channel 69 having an opening 69a at its tip is disposed so as to pass through the acoustic chamber 61a and be located within the scanning plane of the reflection mirror 65. A puncture needle (not shown) is inserted through the channel 69, and the puncture needle is inserted into the opening 69a.
When the puncture needle is protruded from the puncture needle, the puncture needle is unconditionally arranged in the ultrasonic scanning plane. As a result, the puncture needle is extracted as a line of high luminance (high echo) in the ultrasonic image.

【0069】図13に示すようにチャンネル69の超音
波ミラー65に対向する側面には稜線69bが形成され
ている。このため、図に示す矢印の方向からこのチャン
ネル69に向かって超音波が伝播されてきたとき入射角
が大きくなる。このため、超音波ミラー65から放射さ
れた超音波がこのチャンネル69で反射したとき、チャ
ンネル69の断面形状が例えば円形断面であるときに比
べて、散乱される超音波エネルギー量が多くなるので、
超音波画像上に不要な反射エコーが現れることが抑制さ
れている。
As shown in FIG. 13, a ridge 69b is formed on the side of the channel 69 facing the ultrasonic mirror 65. For this reason, when the ultrasonic wave is propagated from the direction of the arrow shown in FIG. For this reason, when the ultrasonic wave radiated from the ultrasonic mirror 65 is reflected by the channel 69, the amount of ultrasonic energy scattered becomes larger than when the cross-sectional shape of the channel 69 is, for example, a circular cross-section.
The appearance of unnecessary reflected echoes on the ultrasonic image is suppressed.

【0070】なお、チャンネル69と音響窓61との接
合は超音波溶着によって行われているので、この接合部
から音響媒体が漏出しない。また、このチャンネル69
の材質としては、接合強度を確保するために音響窓61
と同部材であることが望ましい。さらに、チャンネル6
9の断面に稜線69bを形成しない、円形断面のチャン
ネルを使用する場合には、チャンネルの外周面に超音波
吸収材料で形成した超音波吸収層を設けることによって
同様の作用・効果を期待できる。この超音波吸収材料と
しては、テフロン等の超音波減衰効果の高い樹脂部材
や、超音波吸収ゴムなどが適する。
Since the channel 69 and the acoustic window 61 are joined by ultrasonic welding, the acoustic medium does not leak from this joint. Also, this channel 69
Of the acoustic window 61 in order to secure the bonding strength.
It is desirable that the same member be used. In addition, channel 6
In the case where a channel having a circular cross section in which the ridge 69b is not formed in the cross section of No. 9 is used, the same operation and effect can be expected by providing an ultrasonic absorbing layer formed of an ultrasonic absorbing material on the outer peripheral surface of the channel. As the ultrasonic absorbing material, a resin member having a high ultrasonic attenuation effect, such as Teflon, or an ultrasonic absorbing rubber is suitable.

【0071】このように、回転動力発生機構からの回転
動力を伝達するフレキシブルシャフト、このフレキシブ
ルシャフトに伝達された回転動力の回転方向を変換する
傘歯車機構、超音波ミラー及び超音波振動子などが配設
されている音響窓内に、穿刺針を挿通するチャンネルを
挿入軸方向と同方向に設けたことによって、穿刺性能が
大幅に向上させることができると共に、音響室内のスペ
ースを有効に利用して超音波内視鏡の先端部径及び先端
部本体を大型化させることなく小型化を可能にして挿入
性を向上させることができる。
As described above, the flexible shaft for transmitting the rotational power from the rotational power generating mechanism, the bevel gear mechanism for converting the rotational direction of the rotational power transmitted to the flexible shaft, the ultrasonic mirror, the ultrasonic vibrator, and the like are included. By providing a channel for inserting a puncture needle in the installed acoustic window in the same direction as the insertion axis direction, puncture performance can be significantly improved, and the space in the acoustic room can be effectively used. Thus, the distal end portion of the ultrasonic endoscope and the distal end portion main body can be reduced in size without increasing in size, and the insertability can be improved.

【0072】また、前記チャンネルを反射ミラーの走査
面内に位置するように配置したことによって、チャンネ
ル内の穿刺針及び開口から突出した穿刺針を超音波画像
中で高輝度のラインとして抽出することができる。
Further, by arranging the channel so as to be positioned within the scanning plane of the reflection mirror, the puncture needle in the channel and the puncture needle protruding from the opening can be extracted as a high-luminance line in the ultrasonic image. Can be.

【0073】さらに、反射ミラーの走査面内に配置した
チャンネルに稜線を設けて散乱される超音波エネルギー
量を多くして、超音波画像上に不要な反射エコーが現れ
ることを抑制したことによって、観察性能を向上させる
ことができる。
Further, by providing a ridge line in a channel arranged in the scanning plane of the reflecting mirror to increase the amount of scattered ultrasonic energy and to suppress unnecessary reflected echo from appearing on the ultrasonic image, Observation performance can be improved.

【0074】図14を参照して超音波内視鏡の先端部の
他の構成を説明する。本実施形態では図12及び図13
に示した実施形態よりも超音波が音響媒体中を伝播する
経路を短くして、減衰の少ない超音波画像を得ることに
よって、より確実に穿刺及び吸引細胞診を可能にするこ
とを目的にしている。
Another configuration of the distal end portion of the ultrasonic endoscope will be described with reference to FIG. In this embodiment, FIGS.
The purpose of the present invention is to make it possible to perform puncture and aspiration cytology more reliably by shortening the path through which the ultrasonic wave propagates in the acoustic medium than the embodiment shown in FIG. I have.

【0075】図14(a)(b)に示すように本実施形
態では、フレキシブルシャフト66の回転は上述の実施
形態と同様に傘歯車機構67を介して回転軸68に伝達
される。この回転軸68には超音波振動子78が直結さ
れている。このため、フレキシブルシャフト66の回転
に同期して超音波振動子78は回転する。
As shown in FIGS. 14A and 14B, in the present embodiment, the rotation of the flexible shaft 66 is transmitted to the rotating shaft 68 via the bevel gear mechanism 67 as in the above-described embodiment. An ultrasonic vibrator 78 is directly connected to the rotating shaft 68. Therefore, the ultrasonic vibrator 78 rotates in synchronization with the rotation of the flexible shaft 66.

【0076】超音波振動子78から延出する信号ケーブ
ル74aは、パイプ79を通してフレキシブルシャフト
66内を経由して手元側に位置する操作部71を経て図
示しない超音波駆動回路に接続されている。この構成で
は、フレキシブルシャフト66の回転方向と信号ケーブ
ルの回転方向とが一致しているため、信号ケーブル74
aがねじれて切れることはない。
The signal cable 74a extending from the ultrasonic vibrator 78 is connected to an ultrasonic drive circuit (not shown) via a pipe 79, through an inside of a flexible shaft 66, and via an operation unit 71 located on the hand side. In this configuration, since the rotation direction of the flexible shaft 66 matches the rotation direction of the signal cable, the signal cable 74
a is not twisted.

【0077】なお、本実施形態では上述の図12及び図
13に示した実施形態と同様に音響室61a内にチャン
ネル69が挿通してこのチャンネル69の開口69aを
音響室61a表面に設けている。また、観察光学系81
及び照明光学系82を音響窓61表面に設けている。こ
の観察光学系81は画像伝送用のイメージガイドであ
り、照明光学系82としては照明用のライトガイドが内
蔵されている。このイメージガイドの代用として、光学
系先端に電荷結合素子を設け、光学像を電気信号に変換
して伝送する構造にしてもよい。
In this embodiment, as in the embodiment shown in FIGS. 12 and 13, the channel 69 is inserted into the acoustic chamber 61a, and the opening 69a of the channel 69 is provided on the surface of the acoustic chamber 61a. . In addition, the observation optical system 81
The illumination optical system 82 is provided on the surface of the acoustic window 61. The observation optical system 81 is an image guide for image transmission, and the illumination optical system 82 has a built-in light guide for illumination. As a substitute for the image guide, a charge coupled device may be provided at the tip of the optical system to convert an optical image into an electric signal and transmit the electric signal.

【0078】本実施形態では超音波は、超音波ミラー6
5を介すことなく、回転軸68に直結されている超音波
振動子78から放射されるので、超音波の伝播される経
路を短くすることができる。このことによって、超音波
画像の感度低下の原因である伝播経路が長くなることに
よって発生する超音波減衰が低減されて分解能が向上す
る。
In this embodiment, the ultrasonic wave is transmitted to the ultrasonic mirror 6.
Since the light is radiated from the ultrasonic vibrator 78 directly connected to the rotation shaft 68 without passing through the path 5, the path through which the ultrasonic wave propagates can be shortened. As a result, the attenuation of the ultrasonic wave caused by the longer propagation path which causes the decrease in the sensitivity of the ultrasonic image is reduced, and the resolution is improved.

【0079】また、チャンネル69と同様に内視鏡用の
2つの光学系81,82を音響室61a内の必然的不要
空間83に設けているので、先端部径を太くすることな
く、直視型超音波内視鏡となる。
Further, since two optical systems 81 and 82 for the endoscope are provided in the inevitable unnecessary space 83 in the acoustic chamber 61a as in the case of the channel 69, the diameter of the end portion can be increased without increasing the diameter of the end portion. It becomes an ultrasonic endoscope.

【0080】さらに、図12の光学系64の位置に比べ
て図14の光学系81,82の位置が先端側に位置して
いることによって、挿入性の重要要素である先端部本体
長が短くなっている。
Further, since the positions of the optical systems 81 and 82 in FIG. 14 are located on the distal end side as compared with the position of the optical system 64 in FIG. 12, the length of the distal end body which is an important element of the insertability is reduced. Has become.

【0081】このように、本実施形態の超音波プローブ
の場合、穿刺部位を光学画像と高感度の超音波画像の双
方で確認しながら、穿刺を行えるため、より確実に処置
を行うことができる。
As described above, in the case of the ultrasonic probe of the present embodiment, the puncture can be performed while confirming the puncture site with both the optical image and the high-sensitivity ultrasonic image, so that the treatment can be performed more reliably. .

【0082】また、先端部本体長が短いため、挿入時の
患者の負担をより軽減することができる。
Further, since the length of the distal end body is short, the burden on the patient during insertion can be further reduced.

【0083】ところで、超音波ミラー(以下ミラーとも
記載する)の表面粗さについては、電気技術工業会(E
IAJ)規格の中の「反射法による超音波振動子の感度
測定方法」の中に、”鏡面仕上げの反射面を持つ反射ミ
ラーを使用すること”が規定されている。すなわち、超
音波を反射させる面はできるだけ滑らかにすることが望
ましい。また、超音波ミラーの表面粗さが、多重エコー
の発生に関係し、鏡面加工を行えば多重エコーが発生し
ないことが判っている。
The surface roughness of an ultrasonic mirror (hereinafter also referred to as a mirror) is described in
“Using a reflection mirror having a mirror-finished reflection surface” is specified in “Method of measuring sensitivity of ultrasonic transducer by reflection method” in the IAJ) standard. That is, it is desirable that the surface that reflects the ultrasonic waves be as smooth as possible. It has also been found that the surface roughness of the ultrasonic mirror is related to the generation of multiple echoes, and that no multiple echoes will be generated if mirror processing is performed.

【0084】しかし、鏡面加工には機械加工後の研磨工
程が必要であり、加工工程の複雑化を招き、使用する全
ての超音波ミラーを、鏡面仕上げ等の研磨工程を通して
加工していたのでは原価及び製品の領価を高め、超音波
プローブの普及を阻む要因になっていた。また、製品原
価を抑え安価な超音波プローブを提供するためには、研
削加工を最終工程にすることが望ましい。
However, mirror polishing requires a polishing step after machining, which complicates the processing step, and all ultrasonic mirrors to be used may have been processed through a polishing step such as mirror finishing. This raises the cost and the price of the product, and has been a factor that hinders the spread of ultrasonic probes. In addition, in order to suppress the product cost and provide an inexpensive ultrasonic probe, it is desirable that grinding be the last step.

【0085】ところが、研削加工を最終工程とした超音
波ミラーでは、ミラーの表面の粗さが大きいと、予め設
定されている方向とは異なる方向への乱反射が多くなっ
てしまう。
However, in the case of the ultrasonic mirror in which the grinding process is the final step, if the surface of the mirror is large, irregular reflection in a direction different from a preset direction increases.

【0086】超音波プローブを設計する場合、このミラ
ーへの入射角と同じ反射角で音波を反射させるように超
音波振動子とミラーとを配置しているので、例えば超音
波の進行方向を90度屈曲させる場合には、音波の入射
方向に対して45度傾けてミラーを配置する。このと
き、前記ミラーの表面粗さが大きくて乱反射する場合、
様々な方向への反射成分の中には入射方向に戻ってくる
ような反射成分も存在する。
When designing an ultrasonic probe, the ultrasonic vibrator and the mirror are arranged so as to reflect a sound wave at the same reflection angle as the angle of incidence on the mirror. When bending the mirror, the mirror is arranged at an angle of 45 degrees with respect to the incident direction of the sound wave. At this time, if the mirror has a large surface roughness and is irregularly reflected,
Among the reflection components in various directions, there are reflection components that return in the incident direction.

【0087】万一、ミラーから入射方向に戻る反射成分
の信号レベルが、モニタに表示される信号レベルよりも
大きくなると、モニタ上にアーチファクトとなって現
れ、診断を行ううえで非常に障害となる。このため、診
断に支障となるアーチファクトを低減して超音波プロー
ブ近傍の画質を向上させ、かつ安価に製造できる超音波
プローブ用反射ミラーの製造方法が望まれている。
If the signal level of the reflected component returning from the mirror in the direction of incidence becomes higher than the signal level displayed on the monitor, it appears as an artifact on the monitor, which is a great obstacle to diagnosis. . Therefore, there is a demand for a method of manufacturing a reflecting mirror for an ultrasonic probe that can reduce artifacts that hinder diagnosis, improve image quality near the ultrasonic probe, and can be manufactured at low cost.

【0088】前記図11に示されているように超音波ミ
ラー65は、超音波振動子63から放射された超音波を
90度偏向するように配置してある。前記超音波ミラー
65は、回転駆動部(不図示)の動力を伝達するフレキ
シブルシャフト66によって回転する。
As shown in FIG. 11, the ultrasonic mirror 65 is arranged so as to deflect the ultrasonic wave radiated from the ultrasonic transducer 63 by 90 degrees. The ultrasonic mirror 65 is rotated by a flexible shaft 66 that transmits power of a rotation drive unit (not shown).

【0089】前記超音波ミラー65の表面を研削加工で
仕上げる場合、ミラーの表面粗さは研削加工時の研削条
件によって変化する。即ち、研削バイトの精度(研削砥
石の粒度)、研削バイトの切り込み量、研削バイトの移
動速度、研削油の粘度による。また、非平面ミラーの場
合にはNC加工機によって削っていくが、この削り速度
が粗さに大きく影響することがわかっている。こうした
条件を考慮して削り出すことによって、ミラーの表面粗
さを適宜設定することが可能である。
When the surface of the ultrasonic mirror 65 is finished by grinding, the surface roughness of the mirror changes depending on the grinding conditions at the time of grinding. That is, it depends on the precision of the grinding tool (granularity of the grinding wheel), the cutting amount of the grinding tool, the moving speed of the grinding tool, and the viscosity of the grinding oil. In the case of a non-planar mirror, the cutting is performed by an NC processing machine, but it has been found that the cutting speed greatly affects the roughness. The surface roughness of the mirror can be appropriately set by shaving in consideration of these conditions.

【0090】具体的に本実施形態ではミラーの表面粗さ
をRmax12.1S,Rmax8.8S,Rmax1.5Sに仕上げたミ
ラーを使用して得られる超音波画像の比較を行った。な
お、超音波診断装置のゲイン、コントラストレベルは同
一である。
More specifically, in the present embodiment, comparison was made between ultrasonic images obtained using mirrors whose mirror surfaces were finished to Rmax 12.1S, Rmax 8.8S, and Rmax 1.5S. The gain and the contrast level of the ultrasonic diagnostic apparatus are the same.

【0091】図15(a)は、ミラー表面粗さをRmax1
2.1Sに仕上げたミラーを使用した超音波画像90aで
あり、画面上方部分に多重反射によるアーチファクト9
1がはっきりと映し出されている。
FIG. 15A shows that the mirror surface roughness is Rmax1.
It is an ultrasonic image 90a using a mirror finished to 2.1S.
1 is clearly shown.

【0092】同図(b)は、ミラー表面粗さをRmax8.8
Sに仕上げたミラーを使用した超音波画像90bであ
り、前記同図(a)で画面上方部分にはっきりと映し出
されていたアーチファクト91が少し薄くなって映し出
されている。
FIG. 11B shows that the mirror surface roughness is Rmax8.8.
This is an ultrasonic image 90b using a mirror finished in S, in which the artifact 91 clearly projected in the upper part of the screen in FIG.

【0093】同図(c)は、ミラー表面粗さをRmax1.5
Sに仕上げたミラーを使用した超音波画像であり、前記
同図(a),(b)で画面上方部分に映し出されていた
アーチファクト91がなくなっている。
FIG. 9C shows that the mirror surface roughness is Rmax1.5.
This is an ultrasonic image using a mirror finished in S, and the artifact 91 shown in the upper part of the screen in FIGS.

【0094】この結果より同図(a)と同図(b)との
有意差はそれほどないが、同図(b)と同図(c)とで
ははっきりとした有意差を確認できた。このことより、
ミラー表面粗さを少なくともRmax値で、8.8s以
下にすることで多重反射を抑えて良好な超音波画像が得
られる。
From the results, although there is no significant difference between FIGS. (A) and (b), a clear significant difference was confirmed between FIGS. (B) and (c). From this,
By setting the mirror surface roughness to at least 8.8 s or less in Rmax value, it is possible to suppress multiple reflection and obtain a good ultrasonic image.

【0095】このように、超音波ミラー表面の表面粗さ
がRmax8.8S以下に研削することによって、入射
した超音波と同じ方向に反射する成分を、超音波画像と
して表示されるレベル以下にして、超音波画像上から多
重エコーを消すことができる。
As described above, by grinding the surface of the ultrasonic mirror to have a surface roughness of Rmax 8.8S or less, the component reflected in the same direction as the incident ultrasonic wave is reduced to a level below the level displayed as an ultrasonic image. Thus, multiple echoes can be eliminated from an ultrasonic image.

【0096】ところで、機械走査型超音波プローブで
は、放射された超音波が、水などの流動媒体(音響媒
体)、音響窓を介して生体に到達する。ところが、流動
媒体から音響窓、音響窓から生体、といった伝播経路の
界面では、相対する材料の音響インピーダンスの格差が
大きい程超音波が反射される割合が高くなる。特に、超
音波プローブによる診断においては、前述したような超
音波の反射の存在は、アーチファクトを発生させて、診
断能を大きく阻害する。したがって、超音波の反射する
割合をできるだけ小さくすることが望まれていた。
By the way, in the mechanical scanning type ultrasonic probe, the emitted ultrasonic waves reach the living body through a flowing medium (acoustic medium) such as water and an acoustic window. However, at the interface of the propagation path from the flowing medium to the acoustic window and from the acoustic window to the living body, the greater the difference between the acoustic impedances of the opposing materials, the higher the ratio of ultrasonic waves reflected. Particularly, in the diagnosis using an ultrasonic probe, the presence of the reflection of the ultrasonic wave as described above causes an artifact to be generated, which greatly impairs the diagnostic ability. Therefore, it has been desired to reduce the reflection ratio of ultrasonic waves as much as possible.

【0097】本実施形態は、音響窓に起因するアーチフ
ァクトを防止した機械走査型超音波プローブを提供する
ものである。
This embodiment provides a mechanical scanning type ultrasonic probe in which an artifact caused by an acoustic window is prevented.

【0098】このため、超音波振動子及びこの記超音波
振動子または前記超音波振動子から放射される超音波を
反射させて走査する超音波反射ミラーなどを納めるケー
シングまたはこのケーシングに備えられている音響窓
を、凝集領域を形成している飽和タイプの熱可塑性エラ
ストマーとポリオレフィン系ポリマーとの、ポリマー分
子が貫通しあったリング状構造(IPN構造)をなして
いる樹脂(たとえば大日本プラスチックス社製MKレジ
ン)部材で形成している。
For this reason, a casing or a casing provided with an ultrasonic vibrator and an ultrasonic reflecting mirror for reflecting and scanning the ultrasonic vibrator or the ultrasonic waves radiated from the ultrasonic vibrator are provided. The acoustic window is made of a resin (for example, Dainippon Plastics Co., Ltd.) having a ring-shaped structure (IPN structure) in which polymer molecules of a saturated type thermoplastic elastomer forming an agglomeration region and a polyolefin-based polymer are penetrated. (MK resin).

【0099】即ち、前記IPN構造樹脂の棒材、もしく
は厚板材を使用してケーシングや音響窓を削り出しによ
って形成している。流動性の高いIPN構造樹脂を使用
することによって、モールド成型を用いて成形すること
も可能である。
That is, a casing or an acoustic window is formed by cutting out a rod or a thick plate of the IPN structural resin. By using an IPN structural resin having high fluidity, it is also possible to mold using mold molding.

【0100】前記MKレジンは、比重が0.9、室温
(25℃)での音速の測定値が1728m/sであり、
音響インピーダンスを計算すると1.55となる。他の
材質の音響インピーダンスは、硬質ポリエチレンが1.
8、ポリメチルペンテンが1.7であるのに比べ非常に
水に近い材料である。
The MK resin has a specific gravity of 0.9, a measured value of a sound velocity at room temperature (25 ° C.) of 1728 m / s,
The calculated acoustic impedance is 1.55. The acoustic impedance of other materials is 1.
8. Polymethylpentene is a material much closer to water than 1.7.

【0101】このように、音響インピーダンスが水に近
い材質でケーシングや音響窓を形成することによって、
界面反射が小さく、超音波画像上の多重エコーなどのア
ーチファクトを大きく低減することができる。
As described above, by forming the casing and the acoustic window with a material whose acoustic impedance is close to that of water,
The interface reflection is small, and artifacts such as multiple echoes on an ultrasonic image can be greatly reduced.

【0102】なお、一般的に樹脂部材で密度の小さい材
質は、柔軟性が高すぎることによって、旋盤などで切削
加工の可能なものは少ない。しかし、本材質は、エラス
トマーとオレフィン樹脂の中間の弾性率、柔軟性を持っ
ているため、柔軟性を保ちながら、かつ切削加工が可能
である。
In general, a resin material having a low density is too flexible to be cut by a lathe or the like because of its too high flexibility. However, since this material has an intermediate elastic modulus and flexibility between the elastomer and the olefin resin, cutting can be performed while maintaining the flexibility.

【0103】また、音響窓は、生体に直接接触する部分
なので生物学的に無害で安定な材質であること及び洗浄
等の際に衝撃を受ける可能性があるので脆性の高い物質
であってはならない。本材質は電気絶縁性、温度変化に
よる剛性安定性、酸、アルカリ、水等への耐極性溶媒
性、生物学的安全性に優れ、医療用具である超音波プロ
ーブの外観部材として必要とされる条件を全て満たして
いる。
Further, the acoustic window is a portion that is in direct contact with the living body, and is made of a biologically harmless and stable material, and may be subject to an impact during washing or the like. No. This material is excellent in electrical insulation, rigidity stability due to temperature change, polar solvent resistance to acids, alkalis, water, etc., excellent biological safety, and is required as an external member of an ultrasonic probe as a medical device All conditions are met.

【0104】なお、本発明は、以上述べた実施形態のみ
に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々変形実施可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified without departing from the gist of the invention.

【0105】[付記]以上詳述したような本発明の上記
実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができ
る。
[Appendix] According to the above-described embodiment of the present invention as described in detail above, the following configuration can be obtained.

【0106】(1)体腔内へ挿通可能な挿入部の先端部
本体に超音波を透過する先端キャップを設け、この先端
キャップ内に挿入軸方向に対して直交する回転軸周りに
超音波を回転走査する超音波内視鏡において、前記回転
軸周りに走査される超音波の反射エコーによって、先端
キャップと先端部本体との境界部を検知し、先端部本体
を検知した後の一定時間、超音波の発信を中断する超音
波内視鏡。
(1) A distal end cap for transmitting ultrasonic waves is provided on the distal end body of the insertion portion that can be inserted into the body cavity, and the ultrasonic waves are rotated in the distal end cap around a rotation axis orthogonal to the insertion axis direction. In the scanning ultrasonic endoscope, by the reflected echo of the ultrasonic wave scanned around the rotation axis, the boundary portion between the tip cap and the tip body is detected, and after detecting the tip body, a predetermined time, An ultrasonic endoscope that interrupts the transmission of sound waves.

【0107】(2)超音波透過性の先端キャップ内に配
置される回転伝達軸端部と、この回転伝達軸に一体的に
設けた扇形の回転伝達部材と、前記回転伝達軸に対して
直交する向きに配置されたハウジングを一体的に設けた
回転軸と、前記ハウジングの両側面に取り付けられ前記
回転伝達部材の回転が伝達されることによって超音波振
動子の振れ方向を切り換える回転切り替え部材と、を具
備する超音波プローブ。
(2) An end portion of the rotation transmitting shaft disposed in the ultrasonic-transparent tip cap, a fan-shaped rotation transmitting member provided integrally with the rotation transmitting shaft, and a right angle to the rotation transmitting shaft. A rotation shaft integrally provided with a housing arranged in a direction to be rotated, and a rotation switching member attached to both side surfaces of the housing to switch the swing direction of the ultrasonic transducer by transmitting the rotation of the rotation transmitting member. An ultrasonic probe comprising:

【0108】(3)回転伝達部材及び回転切り替え部材
は傘歯車である付記2記載の超音波プローブ。
(3) The ultrasonic probe according to attachment 2, wherein the rotation transmitting member and the rotation switching member are bevel gears.

【0109】(4)回転伝達部材及び回転切り替え部材
が摩擦板である付記2記載の超音波プローブ。
(4) The ultrasonic probe according to attachment 2, wherein the rotation transmitting member and the rotation switching member are friction plates.

【0110】(5)手元側に位置する操作部に設けられ
た回転動力発生機構と、この回転動力発生機構の回転動
力を先端まで伝達するフレキシブルシャフトと、このフ
レキシブルシャフトに伝達された回転動力の回転方向を
プローブ挿入軸方向に対して直交する方向に変換する変
換機構と、この変換機構によって変換された回転軸方向
に回転する超音波ミラーと、を音響室内に有し、この音
響室内に穿刺針を挿通することが可能なチャンネルを設
けた超音波内視鏡。
(5) A rotary power generation mechanism provided on the operation unit located near the hand, a flexible shaft for transmitting the rotary power of the rotary power generation mechanism to the distal end, and a rotary power transmitted to the flexible shaft. A conversion mechanism that converts the rotation direction to a direction orthogonal to the probe insertion axis direction, and an ultrasonic mirror that rotates in the rotation axis direction converted by the conversion mechanism in an acoustic room, and punctures the acoustic room. An ultrasonic endoscope provided with a channel through which a needle can be inserted.

【0111】(6)前記チャンネルを、このチャンネル
内を進退する穿刺針が超音波走査面に沿って移動する位
置に設けた付記5記載の超音波内視鏡。
(6) The ultrasonic endoscope according to appendix 5, wherein the channel is provided at a position where a puncture needle which advances and retreats in the channel moves along an ultrasonic scanning surface.

【0112】(7)超音波ミラーのミラー表面粗さをR
max8.8S以下となるように研削加工で仕上げる超
音波プローブ用超音波ミラーの製造方法。
(7) The mirror surface roughness of the ultrasonic mirror is R
A method of manufacturing an ultrasonic mirror for an ultrasonic probe, which is finished by grinding so as to have a maximum of 8.8S or less.

【0113】(8)超音波振動子及びこの記超音波振動
子または前記超音波振動子から放射される超音波を反射
し走査する超音波反射ミラーを納める音響窓を備えたケ
ーシングと、このケーシング内部に充填される音響媒体
とを有する超音波プローブにおいて、前記ケーシングま
たは音響窓の少なくとも一方を、飽和タイプの熱可塑性
エラストマーとポリオレフィン系ポリマーをブレンドし
た樹脂によって形成した超音波プローブ。
(8) A casing provided with an acoustic window containing an ultrasonic transducer and an ultrasonic reflecting mirror for reflecting and scanning the ultrasonic transducer or the ultrasonic wave radiated from the ultrasonic transducer, and this casing An ultrasonic probe having an acoustic medium filled therein, wherein at least one of the casing and the acoustic window is formed of a resin in which a saturated thermoplastic elastomer and a polyolefin-based polymer are blended.

【0114】[0114]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、挿
入軸方向に対して直交する回転軸周りに超音波走査を行
う際、先端部本体に向かって放射された超音波の乱反射
によるノイズを防止して、良好な超音波画像を得られる
超音波内視鏡を提供することができる。
As described above, according to the present invention, when ultrasonic scanning is performed around a rotation axis orthogonal to the insertion axis direction, noise due to irregular reflection of ultrasonic waves radiated toward the distal end body is obtained. Is prevented, and an ultrasonic endoscope that can obtain a good ultrasonic image can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1ないし図7は本発明の一実施形態に係り、
図1は超音波内視鏡の概略構成を示す説明図
1 to 7 relate to one embodiment of the present invention,
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic endoscope.

【図2】超音波内視鏡先端部分の構成を示す断面図FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a distal end portion of the ultrasonic endoscope.

【図3】超音波内視鏡システムの構成を説明するブロッ
ク図
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic endoscope system.

【図4】超音波振動子の音軸が先端キャップ上を移動し
ているときの状態を示す図
FIG. 4 is a diagram showing a state in which the sound axis of the ultrasonic transducer is moving on the tip cap.

【図5】先端キャップに反射して戻ってきた反射エコー
信号の波形を示す図
FIG. 5 is a diagram showing a waveform of a reflected echo signal reflected back from the tip cap.

【図6】超音波振動子の音軸が先端キャップと先端部本
体との境界面に到達したときの状態を示す図
FIG. 6 is a diagram showing a state in which the sound axis of the ultrasonic transducer reaches a boundary surface between the tip cap and the tip body.

【図7】先端部本体に反射して戻ってきた反射エコー信
号の波形を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a waveform of a reflected echo signal reflected back to the tip main body.

【図8】図8ないし図10は超音波振動子を揺動させて
挿入方向前方を超音波走査する超音波プローブに係り、
超音波内視鏡先端部分の構成を説明する断面図
FIGS. 8 to 10 relate to an ultrasonic probe that scans the front in the insertion direction by oscillating an ultrasonic transducer,
Sectional view for explaining the configuration of the end portion of the ultrasonic endoscope

【図9】図8を矢印方向から見たときの1つの駆動傘歯
車と2つの従動傘歯車との位置関係を示す説明図
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the positional relationship between one drive bevel gear and two driven bevel gears when FIG. 8 is viewed from the direction of the arrow;

【図10】超音波内視鏡先端部分の他の構成を説明する
断面図
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating another configuration of the distal end portion of the ultrasonic endoscope.

【図11】他の構成の超音波内視鏡の概略構成を示す説
明図
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic endoscope having another configuration.

【図12】図11の超音波内視鏡の音響室内の構成を示
す説明図
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a configuration of an acoustic room of the ultrasonic endoscope in FIG. 11;

【図13】穿刺針が挿通されるチャンネルの断面形状を
説明する断面図
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional shape of a channel through which a puncture needle is inserted.

【図14】超音波内視鏡の音響室内の他の構成を示す説
明図
FIG. 14 is an explanatory diagram showing another configuration of the acoustic room of the ultrasonic endoscope.

【図15】ミラー表面粗さと超音波画像との関係を説明
する図
FIG. 15 is a view for explaining a relationship between mirror surface roughness and an ultrasonic image.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…超音波内視鏡 4…先端部本体 16…超音波振動子 17…ハウジング 18…回転軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic endoscope 4 ... Tip main body 16 ... Ultrasonic transducer 17 ... Housing 18 ... Rotation axis

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 体腔内へ挿通可能な挿入部の先端部本体
に超音波を透過する先端キャップを設け、この先端キャ
ップ内に挿入軸方向に対して直交する回転軸周りに超音
波を回転走査する超音波内視鏡において、 前記回転軸周りに走査される超音波の反射エコーによっ
て、先端キャップと先端部本体との境界部を検知し、先
端部本体を検知した後の一定時間、超音波の発信を中断
することを特徴とする超音波内視鏡。
1. A tip cap for transmitting an ultrasonic wave is provided on a tip end body of an insertion portion that can be inserted into a body cavity, and the ultrasonic wave is rotationally scanned around a rotation axis orthogonal to an insertion axis direction in the tip cap. In the ultrasonic endoscope, the boundary between the tip cap and the tip main body is detected by the reflected echo of the ultrasound scanned around the rotation axis, and the ultrasonic wave is applied for a predetermined time after the detection of the tip main body. An ultrasonic endoscope, which interrupts transmission of a sound.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004016727A (en) * 2002-06-20 2004-01-22 Pentax Corp Tip of ultrasonic endoscope
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