JPH11216142A - 超音波内視鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】超音波ガイド下で穿刺手技を行う際に、超音波
画像の分解能を劣化させることなく、穿刺針の先端の位
置を超音波画像上で容易に確認することができる超音波
内視鏡を提供することにある。 【解決手段】ミラー２４の反射面３１は、少なくともそ
の中心付近がミラー２４の中心軸と約４５度の角度を成
す面であるとともに、超音波走査平面３０に平行な軸を
中心軸とする凹型の円筒曲面であるので、超音波走査平
面３０上においては、ミラー２４の反射面３１が曲率を
持たない。よって、超音波ビーム３２は伝播するにした
がい、超音波操作平面３０に垂直な平面方向では、幅が
広いものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波ガイド下に
て処置具類を用いて内視鏡処置を行うことができる超音
波内視鏡に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、超音波内視鏡を用いて、超音
波ガイド下で処置具類を用いて内視鏡処置を行う手技、
例えば穿刺針を穿刺対象部位に刺入する穿刺手技が行わ
れている。この手技は、まず、超音波内視鏡先端を目的
部位まで誘導し、超音波画像上に穿刺対象部位を描出さ
せる。さらに、超音波内視鏡を操作し、穿刺対象部位を
穿刺針が突出するライン上に位置させ、穿刺針の突出長
を決定する。

【０００３】次に、穿刺針を操作して超音波画像上で穿
刺針のエコーを観察しながら、穿刺対象部位に対する穿
刺針の刺入を行う。この後、穿刺針の中に挿入されてい
るスタイレットを抜去し、細胞生検や薬液注入、ドレナ
ージ等の作業を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】（従来技術の欠点）こ
のような穿刺手技は、穿刺針が超音波走査平面内で曲が
る限りは、穿刺針の先端の位置を超音波画像上で確認で
きるので、操作者が超音波内視鏡の向きを変えたり、鉗
子起上台を調整することにより穿刺手技に支障を来すこ
とはない。しかしながら、図９に示すように穿刺作業中
に患者の体動や穿刺針１０２の曲がり癖等の理由により
穿刺針１０２が真っ直ぐに突出しない虞れがあった。

【０００５】穿刺針１０２が超音波走査平面から外れる
方向に曲がったりした場合には、穿刺針１０２の先端の
位置のエコーが超音波画像上に表示されにくくなり、穿
刺針１０２の先端の位置の確認が困難になる可能性があ
った。このような場合には、超音波内視鏡１０１の先端
を移動させて穿刺針１０２の先端を超音波画像上で探し
たり、曲がった穿刺針１０２を新たなものに交換する等
の煩雑な作業が必要であった。また、超音波走査を行う
超音波ビームを太くすれば穿刺針１０２を超音波画像上
で捉える性能は向上するが、この場合には、超音波画像
の分解能が劣化し、超音波画像の画質が悪くなるという
問題があった。

【０００６】（発明の目的）本発明は前記課題に着目し
てなされたもので、その目的とするところは、超音波内
視鏡により超音波ガイド下で内視鏡処置、例えば穿刺手
技を行う際に、超音波画像の分解能を劣化させることな
く、穿刺針の先端の位置を超音波画像上で容易に確認す
ることができる超音波内視鏡を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、超音波を発する超音波振動子と、挿入部
長手軸と略垂直な軸を中心軸として回動しながら前記超
音波を反射させるミラーと、前記超音波が走査する超音
波走査平面上に設けられた鉗子出口と、を具備し、前記
ミラーの反射面は、少なくともその中心付近が前記ミラ
ーの中心軸と約４５度の角度を成す面であるとともに、
前記超音波走査平面に平行な軸を中心軸とする凹型の円
筒曲面であることを特徴し、また、挿入部長手軸に垂直
な軸を中心軸として回動しながら超音波を発する超音波
振動子と、この超音波振動子の表面に貼り付けられ、前
記超音波振動子より発せられた超音波を集束する音響レ
ンズと、前記超音波が走査する超音波走査平面上に設け
られた鉗子出口と、を具備し、前記音響レンズにおける
前記超音波走査平面に垂直な断面の曲率を、前記超音波
走査平面に平行な断面の曲率に比して大きくしたことを
特徴とするものである。前記のように構成したので、超
音波画像の分解能を劣化させることなく、穿刺針の先端
の位置を超音波画像上で容易に確認することができる超
音波内視鏡を提供することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】＜第１の実施形態＞ （構成）図１乃至図５を参照して、本発明の第１の実施
形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る超
音波内視鏡１の全体図である。この図１に示すように、
本実施の形態に係る超音波内視鏡１は、その先端側か
ら、先端部４及び湾曲部５を有する挿入部２と、操作部
３により構成される。

【０００９】挿入部２と操作部３との間には、穿刺針操
作部８が連結された鉗子入口９が設けられており、穿刺
針操作部８に接続されるシース６及び穿刺針７は、シー
ス６内に穿刺針７が挿通された状態で、鉗子入口９、図
示しない内視鏡チャンネル、先端部４に設けられた後述
する鉗子出口２８を経由して突出される。

【００１０】操作部３には、湾曲部５の湾曲操作をする
ための湾曲操作用ノブ１０及び後述する鉗子起上台２９
の操作をするための鉗子起上台操作用ノブ１１が設けら
れている。また、操作部３の鉗子入口９が設けられてい
ない側には、超音波観測装置１４と接続される超音波コ
ード１２及び図示しない光源と接続される光源コード１
３が設けられている。

【００１１】図２は超音波内視鏡１の先端部４の拡大図
を示すものであり、超音波伝達媒体２７が充填された先
端キャップ２１内には、図示しない回動自在なフレキシ
ブルシャフトに接続された第１の傘歯車２２と、この第
１の傘歯車２２と約９０度の角度を成して噛合される第
２の傘歯車２３が設けられている。操作部３内に設けら
れた図示しないモータによるフレキシブルシャフトの回
動に伴い、第１の傘歯車２２が回動する。

【００１２】また、第２の傘歯車２３は、先端部４の長
手軸と垂直な軸を中心として第１の傘歯車２２の回動に
伴い、第１の傘歯車２２と約９０度の角度を成して噛合
しながら回動する。なお、先端キャップ２１は超音波の
透過性が良好なポリエチレン等の材質から形成される。

【００１３】第２の傘歯車２３には反射面３１を有する
ミラー２４が設けられている。このミラー２４は超音波
の反射が良好な金属等の材質により形成される。図３
（ａ）はミラー２４における図２のＡ矢視図、図３
（ｂ）はミラー２４における図２のＢ矢視図であり、こ
れらの図に示すように、ミラー２４の反射面３１は適度
な曲率を有し、挿入部２の長手軸に垂直で、かつ、超音
波走査平面３０に平行な軸（後述する図４（ａ）におい
て紙面に垂直な軸）を中心軸とする凹型の円筒曲面とな
っている。また、反射面３１の少なくとも中心付近はミ
ラー２４の回転軸に対して、約４５度の角度を成してい
る。なお、図２中の矢印Ｂは第１の傘歯車２２の中心軸
上に位置し、また、矢印Ａは矢印Ｂに直交するものであ
る。

【００１４】図４（ａ）は先端部４における図２のＡ矢
視図である。この図に示すように、ミラー２４を挟んで
第２の傘歯車２３と対向する位置には、超音波振動子２
５が設けられている。この超音波振動子２５の表面に
は、超音波を集束させるための音響レンズ２６が貼り付
けられている。音響レンズ２６はエポキシ樹脂等で形成
されており、その表面は凹型の球面となっている。な
お、第２の傘歯車２３の回転軸、ミラー２４の中心軸及
び超音波振動子２５の超音波放射軸は一致している。

【００１５】また、先端キャップ２１の後方には、シー
ス６及び穿刺針７の突出口である鉗子出口２８が設けら
れている。鉗子出口２８の開口位置は、超音波走査平面
３０上に向けられている。そして、鉗子出口２８近傍に
は鉗子起上台２９が設けられており、操作部３に設けら
れた鉗子起上台操作用ノブ１１を操作することにより、
穿刺針７が超音波走査平面３０に対して平行に揺動され
る。

【００１６】（作用）このように構成された超音波内視
鏡１を用いて超音波走査を行うには、まず、操作部３内
に設けられた図示しないモータにより図示しないフレキ
シブルシャフトが回動し、これに伴い第１の傘歯車２２
も回動する。さらに、図４（ａ）に示すように、この回
動は約９０度方向変換されて第２の傘歯車２３に伝達さ
れ、結果として第２の傘歯車２３に取り付けられたミラ
ー２４が先端部４の長手軸と垂直な軸を中心として回動
する。このミラー２４の回動により、超音波内視鏡１は
超音波走査を行うことができる。

【００１７】そして、超音波振動子２５より放射された
超音波は、音響レンズ２６により集束されて超音波ビー
ム３２となる。この超音波ビーム３２は、ミラー２４に
より約９０度方向変換され、先端キャップ２１を透過し
て超音波走査平面３０上を伝播する。超音波振動子２５
より放射された超音波はミラー２４の反射面３１で約９
０度反射されるが、反射面３１は適度な曲率を有する円
筒曲面であるので、超音波走査平面３０に垂直な断面上
では、ミラー２４近傍で最も集束される。超音波ビーム
３２は先に伝播するに従い、ミラーの反射面が平面であ
る従来に比べて、その幅が徐々に広くなっていく。

【００１８】図４（ｂ）は先端部４における図２のＢ矢
視図であるが、超音波走査平面３０上では、ミラー２４
の反射面３１は曲率を持たないため、この図に示すよう
に反射面３１で反射される超音波はミラー２４が凹型の
円筒曲面であることによる影響を受けずに伝播する。よ
って、超音波走査平面３０上においては、音響レンズ２
６により集束される超音波は、超音波ビーム３２として
従来と同様に比較的細い形状のまま伝播する。

【００１９】生体内に伝播された超音波ビーム３２は、
生体の音響特性に応じて反射され、反射された超音波ビ
ーム３２は伝播してきた経路と逆方向を伝播し、超音波
振動子２５により電気信号に変換され受信信号となる。
この受信信号とモータの位相信号が超音波観測装置１４
にて合成されて超音波画像が得られる。

【００２０】そして、超音波画像上に穿刺対象部位が表
示されたら、穿刺針操作部８を操作して穿刺針７を前方
に押し進めながら刺入を行う。このとき、患者の体動や
穿刺針の７の曲がり癖により、穿刺針７が曲がって突出
することがあるが、超音波操作平面３０に垂直な平面方
向に超音波ビーム３２が広がっているため、図５に示す
ように穿刺針７が超音波ビーム３２の範囲から逸脱する
ことがなく、常に超音波画像上に穿刺針７を捉えること
ができる。また、超音波走査平面３０上では超音波ビー
ム３２の太さは従来と変わらないので（図４（ｂ））、
超音波画像の分解能は劣化しない。

【００２１】（効果）以上説明したように、本実施の形
態によれば、ミラー２４の反射面３１を凹型の円筒曲面
としたので、超音波走査平面３０と垂直な平面方向では
超音波ビーム３２が広がっているために、穿刺針７を常
に超音波画像上に捉えながら穿刺手技を行うことができ
る。また、超音波走査平面３０上では、ミラー２４の反
射面３１は曲率を持たないために超音波ビーム３２の太
さは従来と変わらず、超音波画像の分解能が劣化するこ
とはない。

【００２２】＜第２の実施形態＞ （構成）図６乃至図８を参照して、本発明の第２の実施
形態を説明する。この実施形態は、モータ４２及びそれ
に付随する構成を先端キャップ４１内に設けた点、超音
波を反射させるミラー２４を設けていない点及び音響レ
ンズ２６の表面の形状が異なる点以外の構成は、基本的
には第１の実施形態と同様であり、同一構成部材には同
一番号を付してその説明を省略する。

【００２３】図６は、本発明の第２の実施形態に係る超
音波内視鏡１の先端部４の拡大図である。また、図７
（ａ）は図６のＡ矢視図、図７（ｂ）は図６のＢ矢視図
である。

【００２４】図７（ｂ）に示すように、先端キャップ４
１内には超音波振動子２５を回動させるためのモータ４
２が設けられている。モータ４２の回転軸は先端部４の
長手軸に対して垂直であり、この回転軸にはスリップリ
ング４３、超音波振動子２５及びエンコーダ４４が設け
られている。なお、モータ４２、スリップリング４３、
超音波振動子２５、エンコーダ４４のそれぞれの回転軸
は一致している。

【００２５】超音波振動子２５の表面には音響レンズ４
５が貼り付けられているが、この音響レンズ４５は第１
の実施形態の音響レンズ２６とは形状が異なるものであ
る。すなわち、この音響レンズ４５の表面は、図７
（ａ）に示すような超音波振動子２５の回転軸に垂直な
断面（超音波走査平面３０）上においては曲率が小さ
く、図７（ｂ）に示すような超音波振動子２５の回転軸
に平行な断面（超音波走査平面３０に垂直な断面）上に
おいては曲率が大きい三次元曲面で構成されている。

【００２６】（作用）このように構成された超音波内視
鏡１を用いて超音波走査を行うには、まず、モータ４２
を駆動させて、スリップリング４３、超音波振動子２５
及びエンコーダ４４を回動させる。そして、超音波観測
装置１４から発せられる電気パルスがスリップリング４
３を介して超音波振動子２５に伝送され、これにより超
音波振動子２５が駆動されて超音波が発せら、超音波走
査が行われる。

【００２７】超音波振動子２５より発せられる超音波は
音響レンズ４５により集束されて超音波ビーム３２とな
るが、超音波走査平面上３０上では従来通り細い超音波
ビーム３２となり（図７（ａ））、また、超音波走査平
面３０に垂直な断面上では幅広く拡大した超音波ビーム
３２となる（図７（ｂ））。

【００２８】生体内に伝播された超音波ビーム３２は、
生体の音響特性に応じて反射され、反射された超音波ビ
ーム３２は伝播してきた経路と逆方向を伝播し、超音波
振動子２５により電気信号に変換され受信信号となる。
この受信信号と超音波振動子２５の向いている方向を検
出するエンコーダ４４の位相情報信号が、超音波観測装
置１４にて合成されて超音波画像が得られる。

【００２９】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、音響レンズ４５の表面を、超音波振動子２５の回転
軸に平行な断面（超音波走査平面３０に垂直な断面）上
において曲率を大きくしたので、図８に示すように穿刺
針７を常に超音波画像上に捉えながら穿刺手技を行うこ
とができる。

【００３０】また、音響レンズ４５の表面を超音波振動
子２５の回転軸に垂直な断面（超音波走査平面３０）上
においては、前述した超音波振動子２５の回転軸に平行
な断面（超音波走査平面３０に垂直な断面）上における
ものよりも曲率を小さくしたので、超音波画像の分解能
が劣化することはない。さらに、第１の実施形態とは異
なりミラーを用いていないので、ミラーの反射による超
音波の損失が無いため、超音波感度の高い超音波内視鏡
とすることができる。

【００３１】なお、前述した第１及び第２の実施形態で
は、超音波内視鏡に穿刺針を用いた例を示したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、穿刺針以外にもド
レナージチューブ等、内視鏡下で使用できる処置具類で
あればいずれに対しても適用可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、超
音波画像の分解能を劣化させることなく、穿刺針の先端
の位置を超音波画像上で容易に確認することができる超
音波内視鏡とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る超音波内視鏡の全
体図

【図２】超音波内視鏡の先端部の拡大図

【図３】（ａ）ミラーにおける図２のＡ矢視図（ｂ）ミ
ラーにおける図２のＢ矢視図

【図４】（ａ）先端部における図２のＡ矢視図（ｂ）先
端部における図２のＢ矢視図

【図５】図４（ａ）において穿刺針を突出した状態を示
す図

【図６】本発明の第２実施形態に係る超音波内視鏡の先
端部の拡大図

【図７】（ａ）図６のＡ矢視図（ｂ）図６のＢ矢視図

【図８】図７（ｂ）において穿刺針を突出した状態を示
す図

【図９】従来技術を示す図

【符号の説明】

４ 先端部 ２４ ミラー ３０ 超音波走査平面 ３１ 反射面 ３２ 超音波ビーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波を発する超音波振動子と、 挿入部長手軸と略垂直な軸を中心軸として回動しながら
   前記超音波を反射させるミラーと、 前記超音波が走査する超音波走査平面上に設けられた鉗
   子出口と、を具備し、 前記ミラーの反射面は、少なくともその中心付近が前記
   ミラーの中心軸と約４５度の角度を成す面であるととも
   に、前記超音波走査平面に平行な軸を中心軸とする凹型
   の円筒曲面であることを特徴とする超音波内視鏡。
2. 【請求項２】挿入部長手軸に垂直な軸を中心軸として回
   動しながら超音波を発する超音波振動子と、 この超音波振動子の表面に貼り付けられ、前記超音波振
   動子より発せられた超音波を集束する音響レンズと、 前記超音波が走査する超音波走査平面上に設けられた鉗
   子出口と、を具備し、 前記音響レンズにおける前記超音波走査平面に垂直な断
   面の曲率を、前記超音波走査平面に平行な断面の曲率に
   比して大きくしたことを特徴とする超音波内視鏡。