JPS5841539A - 体腔内用超音波送受波装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、内視鏡の照明用及び観察用光学系の充分近
傍に往復回動される回転軸に超音波探触子又は超音波ミ
ラーをその回転中心が略一致するように固定することに
より、光学的観察部位と上記往復回動によるセクタ走査
により形成される超音波断層像の位置的ずれを略解消し
得ると共に、速いセクタ走査を可能とする体腔内用超音
波送受波装置に関するものである。

近年、超音波を利用して対象物に関する情報を得る手段
が、医学の分野においても広く使用されるに到っている
。

第１図は従来の体腔内超音波診断装置の全体を示す概略
正面図であり、第２図は第１図の先端部の構造を示す断
面図である。これらの図において、本体ボックス１の先
端側に照明用及び観察用光学系を配役収容した内視鏡挿
入部２が設けられ、この内視鏡挿入部２のさらに先端に
超音波パルスを送受波する先端部３が付設されている。

前記本体ボックス１には、先端部３から超音波パルスを
回転して走査するモータ及び減速用ギヤ等の回転駆動装
置が収容され、さらに信号伝達用の信号ケーブル４が付
設され、この本体ボックス１の他端側け、前記内視鏡挿
入部２の照明用及び観察用視野等を操作ノブ５によって
湾曲操作等できる操作部６と接続されている。この操作
部６の端部は接眼レンズ系を配役し九接眼部７が形成さ
れ、この接眼部７を観察することによって、内視鏡先端
側に配設された観察窓前方の体腔内臓器等の対象物を観
察することができるように構成されている。

前記信号ケーブル４は、超音波パルスを送受して超音波
断層像を表示できるように、制御・処理回路８を経てブ
ラウン管等の表示器９に接続されている。

前記内視鏡は側視型のもので、先端部３に近接する部分
に、次のような照明用及び観察用光学系が配役収容され
ている。

即ち、照明用の光を伝達するライトガイド１１はその先
端部位が略匍度湾曲してガラス窓１２で覆われを光の出
射面が形成されており、このライトガイド１１は内視鏡
挿入部２２本体ボックス１、内を挿通して操作部６まで
延出され、図示しない光源装置と接続して光が伝達され
るように構成されている０又、前記照明用ガラス窓１２
と隣接して観察用ガラス窓１３が設けられ、この内側に
直角プリズム１４を介して対物レンズ系１５が配設され
、さらにこの対物レンズ系１５に対向してイメージガイ
ド１６が配設されて観察光学系対物側端面に結俸された
光学儂を内視優挿入部２、本体ボックス１内を通って接
眼部７に到る他端に伝達するものである。

尚、符号１７＃′ｉ観察用のガラス窓１４等に水を吹き
つけて掃除する等の目的で使用される給水管である。

上述の照明光学部が配設収容されている内視鏡挿入部２
の先端側の軟性バルーン１８で覆われ喪失端部３内には
、超音波送受用の超音波振動子１９と、この超音波振動
子１９の背面側Ｋｉｉ！着等により固定されたダンパー
材茄とによ多形成される超音波探触子が先端側の支持部
材２１に固定されている。この超音波振動子１９には信
号伝達用の信号ケーブルｎが接続され、この信号ケーブ
ルｎは、内壁を形成する支持部材２１内を通って前記本
体ボックス１から外部に導き出されて制御・処理回路と
接続される信号ケーブル４と接続されている。回転軸２
３に固定された超音波ミラー２４社、前記超音波振動子
１９の超音波パルスを送受する送受面と所定の角度（例
えば４５度）傾斜して対向するように先端部３内に収容
されている。この超音波ミラー２４は、円柱を（例えば
４５度）傾斜して切断した切断面をミラー面とする形状
にされ、回転軸おを回転させることにより、超音波振動
子１９の送受面から出射された超音波パルスを反射し、
超音波ミラー２４周囲に設けられた開口部からバルーン
１８を経て周囲に出射を一４゛るようにされている。

前記回転軸２３は回転自在に軸受δ、２５”を介して周
囲の支持部材２１に支持されている。前記バルーン１８
内に設けた超音波ミラー２４の周囲にはオリーブ油等の
超音波伝達媒体２６が充満されており、この伝達媒体２
６が漏れないように、回転軸２３の周囲の軸受２５に当
接する箇所にシール部材γが設けられている。

前記一方の端部に超音波ミラー２４が取り付叶られた回
転軸２３の他端は、累旋状に巻回して形成された可撓性
のコイル・ワイヤ四に接続され、この回転伝達用のコイ
ル・ワイヤ四は、内視鏡挿入部２内を通って本体ボック
ス１内に収容されている回転駆動用モータの回転軸に接
続されている。

このように構成された従来の体腔内超音波診断装置にお
いて、本体ボックス１内の駆動用モータが回転すると、
この回転はコイルワイヤ詔を経て回転軸お先端の超音波
ミラーＵを回転させる。

上記超音波ミラースの回転に同期して、超音波振動子１
９には駆動パルスが信号ケーブルｎを経て順次印加され
、超音波振動子１９は順次超音波パルスをその送受面か
ら出射する。出射された超音波パルスは伝達媒体２６を
経て回転する超音波ミラー２４で反射され、その周囲の
開口部からバルーン１８を軽て対象物に向けて放射状に
出射される。出射された超音波パルスは、伝搬中に音響
インピーダンスの不連続境界面で反射される。この超音
波エコー信号は、超音波ミ２−Ｕで反射されて再び超音
波振動子１９に順次入射され、電気信号に変換され、信
号ケーブル２２を経て外部の制御・処理回路８で増幅検
波等され、掃引信号に同期して順次ブラウン管等の表示
器９に表示されて超音波断層像が形成されることになる
。

１７かしながら、このような従来のコイルワイヤ四を用
いた超音波ミラー別駆動による走査方式では、照明光出
射用のガラス窓１２及び観察光を取り入れる観察用ガラ
ス窓１３と、超音波ミラー２４からの超音波ビームの射
出及び入射位置とが離れていて、超音波断層像を映写し
ている箇所を正確に眼で見て確かめることができない。

つまり、超音波断層像を得ている箇所と観察用ガラス窓
１３を通して観察する位置がずれてしまい、観察光学系
を有する超音波内視鏡としての役割があまり満たされて
いない。

ま九上述のコイル・ワイヤ２８による超音波ミラー別駆
動による走査方式では、上記の不都合を改善しようとし
ても、超音波ミラー２４０回転位置、つまシ超音波ビー
ムの射出位置を照明用光学系、例えばライトガイドｌｌ
出射端とか観察づけることは極めて困難である。

一方、特開昭５５−１４８５３０号公報及び特開昭５５
−１５８０３１号公報に開示されているように、内視鏡
の照明用光学系−充分近傍で揺動駆動されるように超音
波振動子を配設された従来例がある０ これらの従来例においては、揺動駆動用モータの回転軸
は減速１−て充分トルクを大きぐ１７て出力軸を介して
超音波振動子を揺動駆動するようにされている。

このように構成された従来例（おいては、上襟記各引用
例に図示されているように超音波振動子及びダンパー材
によシ形成される超音波様触子が、その回転中心となる
軸から大きくずれて上記出力軸に接続されているので、
大きな減速手段を必要とするように、超音波振動子を回
動するための負荷が大きくなり速いセクタ走査は殆んど
不可能となる０又上述のように回転中ＩＣ？から大きく
ずれた位置において、超音波振動子を揺動走査すること
は、超音波振動子の周Ｈの伝達媒体に大きな不均一な力
を与えることになるので、−Ｆ述のように速い揺動走査
が不可能となることは勿論、伝達媒体を覆う包囲体を上
記従来例のように、超音波振動子の周囲に形成された開
口部から突出した形状寓した場合、特）Ｃ揺動運動の際
の不均一ガカが包囲体と対象物との接触面にも及び、こ
の接触面での超音波パルスの伝達にむらが生じるがどの
悪影箒を及トＹし・てしまうという不都合があった。

さらに揺動（回転）駆動系の軸に駆動される側の超音波
探触子の回転中心が上述のようにずれて固定されると、
長期的には駆動系の回転軸を偏心回転させる原因に々る
ため、駆動系の寿命を短くするという欠点があった。

この発明は上述した点に鑑みてなされたもので、管状容
器に配設された照明用及び観察用光学系の充分近傍て、
超音波探触子又は超音波ミラーを、往復回動する駆動系
の回転軸に、回転中心が略一致するように配設・固定す
ること（より、前記観察用光学系で観察される光学倫と
、誼超音波探触子を用いて形成される超音波断層像との
位置的ずれを実質上解消すると共に、速いセクタ走査を
可能にした体腔内用超音波送受波装置を提供することを
目的とする。

以下、図面を参照してこの発明を説明する０第３図ない
し第６図はこの発明の一実施例を示し、第３図は全体を
示す概略正面図であり、第４図はこの発明の要部となる
先端部の構造を示す断面図であり、第５図は往復回動す
る駆動装置を敗り出して示す斜視図、第６図は第５図の
Ａ−Ａ’縦断面図である。これらの図において、符号３
１は内視鏡挿入部部の先端に超音波）くルスを送受する
装置を取シ付けた先端部であり、内視鏡挿入部ｎの後端
は操作ノブお、接眼部あ等を付設した操作部３５に接続
されている。この操作部語には、さらに信号伝達用の信
号ケーブル加が付設され、これは外部に設けられた制御
・処理回路Ｊに接続され、この制御・処理回路γはブラ
ウン管等を用いた表示器あに接続されている。

前記内視鏡挿入部３２には、前述め従来例と略同様罠、
次のような照明用及び観察用光学系が配設・収容されて
いる。即ち、ライトガイド３９の先端側を湾曲して照明
光の出射面とし、この出射面をガラス息切で覆って照明
用光学系が形成され、この照明用光学系のガラス窓４０
に隣接して観察光を取り入れるガラス窓４１が設けられ
、この奥に直角プリズム社を介して対物レンズ系４３が
配設・収容され、この対物レンズ系４３によって光学像
が結像される位置に先端面が臨むようにイメージガイド
祠が配設されて観察光学系が形成されている。

尚、符号柘は給水管である。

背面のダンパー材栃と超音波振動子４７とにより形成さ
れ喪超音波探触子は、前記湾曲されたライトガイド器に
充分近接して内視鏡挿入部３２と先端部３１との境界部
分に固定されている。

上記先端部３１には、次のような往復回動運動するため
の駆動装置が配設・収容されている。

対向して、反射面が所定角度（例えば４５度）傾斜した
超音波ミラー槌が、往復回動される金属等の導電性の回
転軸ａに、回動自在に固定されている。前記超音波ミラ
ー栃は、円筒形状のものを（例えば４５＆）頃斜して切
断してその切断面が反射面となるようにされており、そ
の円筒状中心が回転中心となるように前記回転軸４９の
端部に固定されている。上記回転軸４９は、磁気の影響
の少い材質で円柱状又は円筒状に成形され、この回転軸
Ｏは円柱状鉄心団の回転中心に設けた挿通孔に挿通し、
鉄心５ｏは該回転軸４９の略中夫にて固定されている。

この鉄心（資）には、磁化するためのコイル５１が巻回
され、その円筒状周囲に近接して円筒形状を縦方向に二
分割したような形状の一対の永久磁石５２が周囲の円筒
状ヨーク＆内壁に固着され、このヨーク５３は先端部３
１内壁８に固定されている。

前記コイル５１が巻回された鉄心間に近接した部分の回
転軸４９に骸回転軸４９と電気的に絶縁する絶縁リング
団が第６図に示すように環装され、さらにその外側に導
電性リング５５’が環装されており、この導電性リング
５５１には、前記コイル５１の一端が接続されると共に
、この導電性リング５５１の外周に先端部が当接して導
通する接触ブラシ団がその基部を先端部３１内壁詞に固
定して取り付けられている。これら鉄心（資）及び導電
性リング団°が取り付けられた回転軸４９０両側には、
回転の際の摩擦抵抗の少ない軸受５７　、５Ｂで回動自
在に支えられ、これら軸受５７　、５８は、外周の軸受
支持台５９　、６０を介して内壁間に固定されている。

前記軸５７と超音波ミラー招の間の回転軸４９は、回転
を規制し、安定に往復運動させるようにリン青銅等の材
質で渦巻き状の動力制御ばね６１が取り付けられている
。

前記コイル５１の他端は、導電性の回転軸Ｏと接続され
、さらにこの回転軸は、動力制御ばね６１と電気的に接
続されている。

回転軸４９の端部に固定された超音波ミラー招の周囲の
内壁８は超音波が送受できるように開口部が形成され、
この開口部は、軟性のバルーン６２で包囲され、この内
部はオリーブ油等の超音波伝達媒体８で充填され、又こ
の媒体８を給排する給油管θが配設されている。

前記超音波振動子４７は、超音波を送波するための駆動
パルス信号及び受波された信号を伝達・するための信号
ケーブル錦が接続されている。

この信号ケーブル６５は、内視鏡挿入部３２内を通って
操作部羽から外部の制御・処理回路３７に接続される前
記信号ケーブル部と接続されている。

この信号ケーブル蕊は超音波パルスを出射するための駆
動パルスを発生するパルス発生器間と接続されている。

前記コイル５１と電気的に接続された接触ブラシ聞及び
動力制御ばね６１は内視鏡挿入部３２内を通って前記操
作部おから引き出される信号ケーブル篤と共に、外部に
設けられた往復回動運動せるための発振器６７に増幅器
部を介して接続されている。

以上のように構成されたこの発明の一実施例の動作を以
下に説明する。

先ず照明用及び観察用光学系を用いて光学的に観察する
こと罠より、先端部３１の超音波が出射されるバルーン
６２を超音波により調べようとする対象物の所望とする
部位て当接する。

この状態において、発振器６７により発振された正弦波
信号出力を増幅器６８によって駆動するに充分な振幅の
信号知増幅し、この増幅された信号を接触ブラシ５６．
動力制御ばね６１等を経て、鉄心（資）に巻回されたコ
イル５１に供給する。コイル５１に流れる上記信号電流
によって鉄心（資）は磁化され、一対の永久磁石５２と
の間に回転力が作用し、この回転力によって鉄心５０に
固定された回転軸４９は動力制御ばね６１の弾性力に逆
って一方向に回動する。すると間もなくコイル５１に流
れる電流の向きが変わり、鉄心（資）は逆方向に磁化さ
れて、前記動力制御ばね６１の弾性力と相俟って回転軸
４９は逆方向に回動する。このような具合に回転軸４９
は往復回動（回転振動）運動され、この回転軸４９の端
部に固定された超音波ミこの往復回動運動に同期して、
超音波振動子４７には超音波パルス出射用の駆動パルス
信号が順次印加され、印加され念駆動パルスによって超
音波振動子４７はその送受面から順次超音波パルスを出
射する。この出射された超音波パルスは、伝達媒体６３
を経て前述のように往復回動運動する超音波ギラー刑で
反射され、さらに伝達媒体６３．開口部を覆うバルーン
６２を経てバルーン６２と当接する対象物に向けて順次
放射状に出射される。対象物に出射された超音波ビーム
は伝搬中に音響インピーダンスの不連続境界面で反射さ
れ、この反射された超音波エコー信号は、超音波ミラー
栃で反射されて再び超音波振動子４７に入射（受信）さ
れる。受信され、超音波振動子４７で電気信号に変換さ
れた信号は、信号ケーブル６５．３６を経て制御・処理
回路３７に伝達され、増幅・検波等信号処理され、往復
回動運動に同期した掃引信号で掃引されてブラウン曽等
を用いた表示器３８に表示され、各走査線毎に表示され
た受波信号によって超音波断層像が形成されることにな
る０ この実施例によれば、超音波ミラー４８を照明用及び観
察用光学系の近傍に配設しであるので、超音波を送受波
して形成される超音波断層像が観察光学系によって、観
察される光学像の部位のものと殆んど一致させることを
可能にすると共に、上記超音波ミラー絽はその回転中心
に略一致し丸軸の回りを往復回動運動するように構成し
であるので回動する際の負荷を小さくして速いセクタ走
査を可能にする。又、上記のように構成しであるので、
回転駆動系が偏心することなく長期間の使用に耐え得る
ようにで舞るという利点を有する０ 尚、上述の実施例におけるコイル５１に駆動電流を供給
するための通電機構は、第７図に示すように構成すると
ともできる。

即ち、回転軸４９としてはプラスティック等の合成樹脂
を用い、この回転軸４９の接触ブラシ聞及び動力制御げ
ね６１が取り付けられる部分に、それぞれ金属等の導電
性リング５５′（絶縁リング団を用いない）及び５５６
をそれぞれ環装する。

そしてコイル５１が敗り付けられた両側の前記回転軸Ｏ
内部に孔を設け、この孔内にコイル５１の各端子から導
線を介して前記導電性リング５５１及び５５１とそれぞ
れ導通するように接続する０このように回転軸ａの軽量
化を図る通電機構にすれば、駆動装置が往復回動運動す
るのを容易にすることができ、回転駆動する装置をより
小型化することができる。

次にこの発明の第二実施例について、第８図を参照して
説明する。

第８図に示す第二実施例は、先端部３１内の往復回動運
動される回転軸Ｏに、上述の実施例の如くの超音波ミラ
ー胡ではなく、超音波振動子が固定されている点が特徴
となっている０即ち、この実施例においては観察用光学
系に充分近接してダンパー材ｎを背面側に固着した超音
波振動子７２によシ形成される超音波探触子をその回転
中心が回転軸４９とほぼ一致するように回転軸４９の内
部に固定され、超音波振動子７２の送費面が往復回動さ
れるように構成されている０ 観察光学系に近接する側の上記超音波探触子の回軸の中
心軸部分には、内視鏡挿入部３２と先端部３１との仕切
板７３に設けられた（同軸）ケーブル接触子７４により
内視鏡挿入部羽内を挿通する信号ケーブル６５と接続さ
れている。

この発明において、コイル５１に駆動電流を供給する通
電機構は、前述の各実施例のように構成することもでき
るし、第９図に示すように構成することもできる。

即ち、第７図に示す実施例と同様に、回転軸４９を合成
樹脂等の材料で形成し、又導電性リング５５’、５５”
を接触ブラシ団、動力制御ばね６１に当接あるいは接続
するようにそれぞれ環装する。

これら各導電性リンｒｇ’、ｓ５°はコイル５１の各一
端が回転軸Ｏに沿って取り付けられている。

この場合渦巻き状の動力制御ばね６１はコイル５１と軸
受町との間に取り付けられている。

前述の実施例のように超音波ミラー４９が駆動されるの
ではなく、超音波振動子７２が直接往復回動運動される
ことを除いて前述のものと同様になる。

以上各実施例にて述べたようにこの発明によれば、超音
波探触子又は超音波ミラーを観察光学系の充分近傍で、
往復回動される回転軸にその回転の中心が略一致するよ
うに固定しであるから、観察用光学偉と超音波振動子に
よる超音波断層像との位置的ずれを殆んど解消できると
共に、速いセクタ走査罠よる超音波断層像を得ることが
できるので、診断において有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の体腔内超音波診断装置を示す概略正面図
、第２図は第１図の先端部の構造を示す拡大断面図、第
３図Ｆｉこの発明の一実施例に係る全体の構成を示す概
略正面図、第４図は第３図の先端部の構造を示す概略断
面図、第５は先端部内の往復回動運動する駆動装置の概
−を示す斜視図、第６図は通電機構を示す第５図Ａ−Ａ
’線拡大断面図、第７図は通電ｍ構の他の実施例を示す
概略断面図、第８図Ｆ′ｉ仁の発明の第二実施例の先端
部の構造を示す断面図、第９図は通電機構の他の実施例
を示す概略断面図である。 ３１・・・先端部　　　　３２・・・内視鏡１〒＼岬３
９・・・ライトガイド　４４・・・イメージガイド４６
．７１・・・ダンパー材　４７．７２・・・超音波振動
子４８・・・超音波ミラー　４９・・・回転軸５１−−
−コイル　　　　５２・・・永久磁石５５’、５５”・
・・導電性リング 聞・・・接触ブラシ　　６１・・・動力制御ばね第１図 第２図 第５図 第６図 ９ 第７図 １ 第８図 第９図 １

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 照明用及び観察用光学系を収容する装置のこれら両光学
   系に充分近接して超音波探触子を、その同転中心が略一
   致するように往復回動される回転軸に直接固定するか、
   又は該回転軸にそのｆＯ１転中心が略一致するように取
   り付けられた超音波ミラー罠対向して配設することを特
   徴とする体腔内用超音波送受波装置。