JPS5949753A - 体腔内超音波走査装置 - 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】 本発明は内視鏡挿入部の先端側に収容された超音波探触
子、又は超音波反射ミラーの回転角度の検出を、磁電変
換手段を用いて確実且つ高精度に行い得るようにした体
腔内超音波走査装置に関する。

近年、超音波診断法は、広く医学分野で使用される様に
なってきた。例えば体表面から、超音波パルスを体内に
発射し、生体内の音響的な情報を診断の要に供する診断
法が提案されている。この様な超音波診断装置はＸ線装
置に比べ生体軟組織像を造影剤を用いることなしに、容
易に造影できる点、放射線障害がなく、取扱いが容易で
ある点、近年の超音波造影技術の進歩により、以前より
画質が向上した点などが見直され、医学分野における臨
床診断装置として一般化してきている。しかし、これら
従来の超音波診断装置は、殆んど生体表面から超音波パ
ルスを送受波する装置であるので、体表面から深い位置
の臓器の診断がむずかしく、且つ分解能の優れた高い周
波数の超音波診断ができないこと、骨、気体の存在によ
って診断できない部位があること、個人差の大きな皮下
脂肪の影響をうけることなどの欠点があり、体腔内から
の超音波診断が必要となり、体腔内に挿入可能となる管
状容器内に超音波を送受波する体腔内超音波走査手段を
収容した体腔内超音波診断装置が製品化される様になっ
た。更に、体腔内を光学的に観察する手段（内視鏡）も
設けられ、超音波探触子が体腔内のどの部位にあり、ど
の方向を向いているかを対象物と共に観察することがで
きる様になってきている。

第１図は、特開昭５７−５２４４４号公報に間示された
体腔内超音波診断装置の全体の構成を示し、第２図は、
第１図の先端側要部の構造を示し、第３図は、第２図に
おける超音波反射ミラーを回転して超音波をセクタ状に
送受波するための回転駆動系と、その回転角を検出する
部分を示し、第４図はモニタ装置に超音波診断像を形成
するための制御処理回路の電気回路系のブロック図を示
す。

これらの図において、超音波を送受波する機能を備えた
内視鏡１は体腔内に挿入される可撓性で細長の挿入部２
を有し、該挿入部２の先端部３には照明光を出射する照
明用窓部４と、照明された対象物を観察するための観察
用窓部５とが形成され、これら窓部に隣接する先端側に
収納部６が連設されている。

上記照明用窓部４の内側には手元側操作部７を経て図示
しない光源装置から供給された照明光を伝達して、照明
用窓部４に望む出射端面から照明光を出射するライトガ
イド８が挿通された照明光学系が形成されている。上記
観察用窓部５内側には対象物側から入射された光を取り
込み、プリズム９を介して対物光学系１０によって、対
象物の光学像を像伝達手段としてのイメージガイド１１
の一方の端面に結像し、他方の端面側に伝達して操作部
７後端側に形成された接眼部１２を経て観察できるよう
な観察光学系が形成されている。この操作部７には湾曲
操作用のノブ１３が取り付けられており、該ノブ１３を
回動することによって先端部６に隣接する後方部分に形
成された湾曲部を湾曲できるように構成されている。

一方、上記収納部６内には、回転駆動される硬性の軸１
４の先端に超音波反射ミラー１５が、円筒形を該円筒形
の軸と４５度の方向で切断した形状で、その切断面を反
射面とし、その円筒形の軸の回転中心を前記軸１４回転
中心に、一致させて取り付けられ、この軸１４は周囲の
硬性の先端部材１６内壁に、軸受１７を介して回転自在
に取り付けられている。

上記軸１４の途中には、略円板状で回転角度検出用の回
転部材１８が取り付けられ、軸１４の後端はコイルワイ
ヤ等による可撓性を有する動力伝達部材１９と連結され
、該動力伝達部材１９の後端は回転駆動する手段として
のモータ２０の回転軸に取り付けられている。

上記回転部材１８の後方側の片面には、第３図に示すよ
うに一方を段部状に薄肉にして、該薄肉の部分から回転
の角度と共に、テーパ状に次第に肉厚になって、回転と
共に反射強度が異る反射面１８Ａが形成されている。こ
の反射面１８Ａに対向して二本のファイバ２１Ａ、２２
Ａの各一方の端面が臨み、例えばファイバ２１Ａの他方
の端面に入射される発光ダイオード等の発光素子２１の
光が、上記一方の端面から上記回転部材１８の反射面１
８Ａが形成された片面に出射され、反射された光はファ
イバ２２Ａを経て他方の端面からフォトトランジスタ等
の受光素子２２にて受光され、上記超音波反射ミラー１
５の回転角度が検出されるように構成されている。

上記超音波反射ミラー１５に対向して、第２図に示すよ
うに超音波を送受波するための超音波探触子２４が先端
部材１６の先端側に固定され、該超音波探触子２４は信
号ケーブル２５を介して外部の制御処理回路２６と信号
の送受ができるように接続されている。上記超音波探触
子２４は、粕音波反射ミラー１５に対向する側に圧電性
部材等を用いて円板状に成形した超音波振動子２７と、
該超音波振動子２７の裏面側に取り付けられた音波吸収
用のダンパ材２８とで形成され、このダンパ材２８によ
って裏面側に出射される不要な超音波成分を減衰させる
等してパルス状の超音波を超音波反射ミラー１５側に出
射するように構成されている。

一方、上記超音波振動子２７は、超音波によって励振さ
れると電気信号に変換して信号ケーブル２５を介して制
御処理回路２６に導かれ、該制御処理回路２６を経てモ
ニタ装置２９に表示されるように構成されている。

上記超音波反射ミラー１５の周囲はオイル、水等の超音
波伝達媒体３０によって充満され、この伝達媒体３０は
ゴム、有機樹脂等で形成されたバルーン３１によって覆
われ、該バルーン３１の固定される開口端部はＯリング
によって封止されている。

上記超音波反射ミラー１５によって反射されて、回転駆
動される軸１４と垂直方向に超音波が適当な範囲の角度
内で、放射状に出射される硬性の先端部材１６の側部は
切り欠かれて開口している。

尚、符号３２は観察用窓部５の観察の障害となる付着物
をノズル３２Ａから水を吹きつけて、除去するための給
水管である。又、超音波伝達媒体３０は、給排液管３３
を通して給液及び排液できるように構成されている。尚
、軸受１７に隣接するシール材１７′によって、伝達媒
体３０が回転部材１８側に漏れないようにしてある。

一方、上記超音波探触子２４に高周波パルスを印加して
超音波を励振させると共に、超音波反射ミラー１５を回
転駆動してセクタ状に超音波を送出し、且つ対象物側か
ら反射して戻ってくる超音波エコーを取り込んで電気信
号に変換し、モニタ装置２９に超音波断層像として表示
する制御処理回路２６は第４図に示すように構成されて
いる。

即ち、モータ駆動用電源３４によって、モータ２０は一
定速度で回転し、動力伝達部材１９を経て回転部材１８
及び超音波反射ミラー１５を共に回転させ、上記回転部
材１８、ファイバ２１Ａ、２２Ａ、発光素子２１、受光
素子２２とで構成された角度検出器３５によって、超音
波反射ミラー１５の回転角度θが検出されるようになっ
ている、上記角度検出器３５で出力される回転角度θを
表わす信号は、ｓｉｎ関数発生回路３６及びｃｏｓ関数
発生回路３６′に入力されて、ｓｉｎθ及びｃｏｓθ信
号をそれぞれ出力さるように接続されている。

一方、上記角度検出器３５の出力は超音波送受波信号処
理回路３７の比較回路３８に入力され、回転角度θを表
す信号と設定された信号値とを比較することにより、超
音波反射ミラー１５が一定の角度θ＿０だけ回転するご
とにパルスを発生させ、このパルスをトリガパルス発生
回路３９に供給してトリガパルスを発生させるように接
続されている。このトリガパルス発生回路３９の出力は
、入力されるトリガパルスを鋸歯状波に変換して出力す
る鋸歯状波発生回路４０に入力され、鋸歯状波発生回路
４０の出力は、前記ｓｉｎθ、ｃｏｓθ信号とそれぞれ
乗算させる乗算器より成る掃引信号発生回路４１に入力
されるようになっている。

上記掃引信号発生回路４１の各出力は、増幅器４２を介
してモニタ装置２９のＸ偏向信号入力端（Ｘ軸端子）及
びＹ偏向信号入力端（Ｙ軸端子）にそれぞれ印加される
ように構成されている。

一方、トリガパルスを発生する上記トリガパルス発生回
路３９の出力は、高周波パルス発生回路４４にも供給さ
れ、該高周波パルス発生回路４４の出力は増幅器４５を
経て超音波パルス励振用に超音波探触子２４に供給され
るようになっている。

この超音波探触子２４は、高周波パルスの印加により超
音波を励振して超音波反射ミラー１５個に送波すると共
に、受波された超音波エコー信号を電気信号に変換し、
この電気信号は検波用の検波回路４６を経て増幅器４７
で増幅後に、前記モニタ装置２９の信号入力端（Ｚ軸端
子）に輝度変調信号として印加されるように構成されて
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の動
作は次のようになる。

モータ駆動用電源３４の電力をモータ２０に供給するこ
とにより、モータ２０は一定速度で回転し、挿入部２の
先端側の収納部６内の回転角度検出用の回転部材１８及
び超音波反射ミラー１５の回転角度θは、ファイバ２１
Ａの先端から出射される発光素子２１の光をファイバ２
２Ａを経て受光素子２２で受光する角度検出器３５によ
って検出される。この検出された回転角度θを表わす信
号は、ｓｉｎθ及びｃｏｓθ信号に変換されて掃引信号
発生回路４１にそれぞれ入力される。

一方、上記回転角度θを表わす信号は、比較回路３８を
通すことにより、超音波反射ミラー１５が一定の角度θ
＿０だけ回転する毎に、パルスを出力し、このパルスを
トリガパルス発生回路３９を通してトリガパルスに整形
する。このトリガパルスは鋸歯状波発生回路４０を通す
ことによって、鋸歯状波に変換され、前記掃引信号発生
回路４１に入力され、前記ｓｉｎθ、ｃｏｓθ信号とそ
れぞれ乗算され、増幅後にそれぞれＸ偏向信号、Ｙ偏向
信号とされて、モニタ装置２９に入力される。

一方、上記トリガパルスは高周波パルス発生回路４４に
も供給されて高周波パルスが発生され、超音波を励振す
るのに充分な振幅に増幅した後に信号ケーブル２５を介
して収納部６内の超音波探触子２４に印加され、超音波
をパルス状に励振する。励振された超音波パルスは伝達
媒体３０を経て、回転駆動されている超音波反射ミラー
１５で垂直方向に反射され、伝達媒体３０及びバルーン
３１を経てバルーン３１に当接された体腔内対象物側に
セクタ状に出射される。

セクタ状に出射された超音波パルスは、伝播と共に減衰
するが、音響インピーダンスの不連続境界面で反射され
て超音波エコー信号として戻り、高周波パルス信号が印
加されていない受波状態の超音波探触子２４を圧電振動
させる。この圧電振動は超音波振動子２７の電極間に微
小な高周波電気信号を発生させ、信号ケーブル２５を経
て検波回路４６で検波され、さらに増幅された後モニタ
装置２９に輝度変調信号として入力され、前記偏向信号
で掃引されてセクタ状の超音波断層像が表示されること
になる。

このような従来の体腔内超音波診断装置においては、超
音波反射ミラー１５の回転角度θの検出機構が光の反射
量の変化を利用しているため、各部材の設定状態及び各
部材のばらつきによって検出出力値に大きな変動が生じ
るため、適切な状態に装着することが困難になる。

又、反射面１８Ａが充分に均一でないと誤信号を生じた
り、反射面１８Ａが酸化等により経年変化し易い。

さらに、超音波伝達媒体３０が回転部材１８側に漏れる
と、検出出力が大きく変化して、再び適切な状態に調整
することが困難になる等、多くの問題点を有していた。

本発明は上述して点にかんがみてなされたもので、回転
駆動される軸に永久磁石を取り付けると共に、その周囲
に磁電変換手段を配設して回転駆動される超音波探触子
又は超音波反射ミラーの回転角度の検出を行うようにす
ることにより、回転角度の検出を確実且つ高精度に行い
得る体腔内超音波走査装置を提供することを目的とする
。

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第５図は本発明の１実施例における内視鏡挿入部の先端
側の要部を示し、第６図は回転角度検出部分を拡大して
示し、第７図は、１実施例の制御処理回路をブロックで
示し、第８図は１実施例の動作説明用のタイムチャート
を示す。

尚、前記従来例と略同形状で同一の部材には同符号を付
けて示す。

内視鏡挿入部２の先端部３には、前述の従来例のように
照明用窓部４から照明光を出射する照明光学系及び観察
用窓部５から光を取り込んで観察可能となる観察光学系
が収容されると共に、略管状の収納部６内に、超音波を
セクタ状に送受波する手段と、回転角度検出部分とが収
容されている。

即ち、軸受５１によって回転自在に枢支されたニッケル
、鉄等の強磁性金属を用いて成形された軸５２の先端に
は前述した形状の超音波反射ミラー１５が取り付けられ
、該超音波反射ミラー１５に対向して、信号伝達用の信
号ケーブル２５を取り付けた超音波探触子２４が硬性の
先端部材１６に固定されている。

上記軸５２の後端側には第６図に示すように回転角度検
出用の永久磁石５３が、その中央に孔を形成する等して
該孔に軸５２を貫通させる等して取り付けた軸５２の後
端は、後方側が段部状に太径になる連結部材５４の前端
中央に固定されている。この連結部材５４の太径にされ
た側周は軸受５５にて回転自在に支持され、この連結部
材５４の後端は、スタートパルス出力用に取り付けた永
久磁石５６を介して可撓性のコイルワイヤ等で形成され
た動力伝達部材１９の先端側と連結されている。

上記回転角度検出用に軸５２に取り付けた永久磁石５３
の周囲には、例えば周囲から雑音が入らないように、磁
気的に遮蔽する強磁性部材を用いた簡状の支持部材５７
が先端部材１６内壁に固定され、該支持部材５７におけ
る回転駆動される永久磁石５３に近接する内周の一箇所
に、回転角度検出用の磁気センサ（磁電変換手段）とし
てニッケル、コバルト合金等の強磁性金属を用いて形成
した磁界の大きさでその抵抗値が変化する磁気抵抗素子
５８が取り付けられて回転角度検出手段が形成されてい
る。

上記強磁性金属を用いた磁気抵抗素子５８は、例えば、
薄膜状に成形された薄膜素子で、回転する永久磁石５３
によって変化する磁界の方向に対して検出感度とが大き
くなるように、素子面を平行になるようにして取り付け
られ、永久磁石５３の両磁極を結ぶ方向となす角θに対
して、第８図（ａ）に示すようなＫｃｏｓ２θとなるよ
うな出力信号Ｖ＿０が出力され、この出力によって回転
する超音波反射ミラー１５の回転角度が検出されるよう
に構成され、（但しＫは定数）磁気抵抗素子５８への駆
動電流は、支持部材５７内を通して手元側から供給され
るようになっている。

一方、スタートパルス出力用の永久磁石５６の周囲の先
端部材１６内壁にも強磁性金属の薄膜素子を用いた磁気
抵抗素子５９等の磁電変換機能を有する磁気センサが固
定されている。

この他は従来例で述べたものと略同様の構成であり、従
来例におけるものと同一の部材には同符号が付けて示し
てある。

上述のような構造の磁電変換手段を設けた本発明の体腔
内超音波波走査装置の１実施例を用いて形成した体腔内
超音波診断装置における制御処理回路の構成は第７図に
示すようになり、次にその説明を行う。

上記角度検出のための永久磁石５３の周囲に取り付けら
れた磁気抵抗素子５８の（第８図（ａ）に示す）出力信
号Ｖ＿０は、アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄと略記）変
換器６１に入力されて、例えば８ビットのディジタル信
号に変換されこの変換されたディジタル信号は、ゲート
回路６２を通り、該ディジタル信号をアドレス信号とし
てプログラマブル・リードオンリメモリ（Ｐ−ＲＯＭ）
６３、６４の各アドレス端子に印加され、それぞれｓｉ
ｎθ及びｃｏｓθの（アナログ値をディジタル値に変換
した該）ディジタル値を出力するようにあらかじめメモ
リされている上記各ディジタル値を出力する。

又、上記磁気抵抗素子５８の出力信号Ｖ＿０は、スター
トパルスの到来時刻を基準として、回転する軸５２若し
くは超音波反射ミラー１５に対して０〜πの回転角度の
間、前記ゲート回路６２を開く（第８図（ｂ）に示す）
制御信号を出力するゲートパルス発生回路６５と、０〜
π／２の間は、正の極牲の信号をそのまま通し、π／２
〜πの間は演算増幅器等で形成した反転回路側を通すよ
うにして負側に反転した信号を出力する（後述するスイ
ッチ回路への）切換パルス（第８図（ｅ）に示す。）を
出力する切換パルス発生回路６６とに供給されるように
構成されている。

一方、永久磁石５６と、該永久磁石５６周囲に取り付け
た磁気抵抗素子５９とを用いて形成されたスタートパル
ス検出器６７より出力されるスタートパルスによって、
上記ゲートパルス発生回路６５は０〜πの角度の間のみ
、ゲート回路６２を開いて各Ｐ−ＲＯＭ６３、６４に（
ディジタル）アドレス信号を供給し、ｓｉｎθ、ｃｏｓ
θ、のディジタル値をそれぞれ出力させ、これらディジ
タル値はそれぞれＤ／Ａ変換器６８、６９によってそれ
ぞれアナログ値に変換され、それぞれＸ偏向信号発生回
路７０及びスイッチ回路７１を介したＹ偏向信号発生回
路７２に入力されるように構成されている。

上記ｃｏｓ２θに比例したディジタル信号からｓｉｎθ
及びｃｏｓθの信号は次のようにして出力されるように
なっている。

第８図（ａ）に示す（正値となるようにずらした）ｃｏ
ｓ２θに比例した入力信号はＡ／Ｄ変換器６１でディジ
タル値に変換され、ゲート回路６２を経てＰ−ＲＯＭ６
３、６４の各アドレス端子に印加される。この場合スタ
ートパルスによって、ゲートパルス発生回路６５の出力
が、第８図（ｂ）に示すようにハイレベルである期間、
Ｐ−ＲＯＭ６３、６４はそれぞれ同図（ｃ）及び（ｄ）
のアナログ値に対応するディジタル値を出力し、それぞ
れＤ／Ａ変換器６８、６９を通したものは前記第８図（
ｃ）及び（ｄ）のそれぞれ実線で示すものとなる（同図
で示すように連続関数でなければならないものでなく、
掃引期間のみアナログ値が出力されるものでも良い。）
。

上記第８図（ｃ）の出力波形はｓｉｎθとなる。

一方、第８図（ｄ）に示す出力波形は０〜π／２の期間
はｃｏｓθとなるが、２θ＝π／２の角度で左右対称と
なるｃｏｓ２θのディジタル値で読み出すため、π／２
〜πの期間の出力波形はπ２の角度で前記０〜π／２の
期間のｃｏｓθを折り返したもの、つまりｃｏｓθを正
側に反転した値となる。

しかしながら切換パルス発生回路６６による第８図（ｅ
）に示すローレベルの切換パルス（負倫理）によって、
π／２〜πの期間はスイッチ回路７１の図示しないアナ
ログスイッチを動作させ、このスイッチによりスイッチ
回路７１内の反転回路側を通すように切換える動作をさ
せ、同図（ｄ）の破線で示す負側に反転した信号を出力
することになるので、Ｙ偏向信号発生回路７２には０〜
πの期間ｃｏｓθの信号が入力されることになる。

上記ｓｉｎθ及びｃｏｓθ信号が入力されるＸ偏向信号
発生回路７０、Ｙ偏向信号発生回路７２には図示しない
鋸歯状波と乗算して掃引信号が形成され、モニタ装置２
９のＸ軸端子、Ｙ軸端子に供給されるようになっている
。

上記Ｐ−ＲＯＭ６３等は、前記Ａ／Ｄ変換器６１で８ビ
ットで表示されたディジタル信号が入力された場合８ビ
ットのバイナリーコードを基準クロックとして用いると
、そのディジタル信号との誤差を考慮して例えば走査線
の総数２＾４に対応させた４ビットの余裕をとり、１２
ビットの精度で角度θの値がメモリされている。

上記クロック信号に同期して制御回路７３が動作し、高
周波パルス発生回路４４にトリガパルスを供給して高周
波パルスを出力させ、この高周波パルスは信号ケーブル
２５を経て超音波探触子２４（の超音波振動子２７）を
励振し、超音波パルスを出射するように構成されている
。

出射された超音波は、水、オイル等の超音波伝達媒体３
０を経て超音波反射ミラー１５で垂直方向に反射され、
伝達媒体３０及びバルーン３１を経て、該バルーン３１
に当接されている体腔内対象物側にセクタ状に出射され
、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再び超音波探触子２４に
入射され、電気信号に変換されるようになっている。

上記変換された電気信号は信号ケーブル２５を経てダイ
ナミックレンジを拡大して表示するための対数圧縮増幅
器７４に入力され、増幅後に検波回路４６及び信号処理
回路７５を通してモニタ装置２９の輝度信号として入力
され、前記両偏向信号による掃引信号によって表示角度
πとなるセクタ状の超音波断層像として表示されるよう
に構成されている。

上記信号処理回路７５においては、必要に応じ、近距離
から反射されて入力される超音波エコー信号の強度が過
度に大きい場合に、近距離から入力される信号程利得（
増幅度）を小さくして処理するＳＴＣ（Ｓｅｎｓｉｔｉ
ｖｉｔｙ　Ｔｉｍｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）あるいは入力さ
れる信号強度に応じて増幅度を自動的に制御し、適切な
明るさの断層像として表示するように、信号出力を自動
制御するＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｇａｉｎ　Ｃｏ
ｎｔｒｏｌ）等を行うように構成されている。

このように構成された本発明の１実施例を用いた体腔内
超音波診断装置の動作を以下に説明する。

図示しないモータ駆動用電源の電力をモータに供給する
ことにより、モータは一定速度で回転し、この回転は動
力伝達部材１９を経て内視鏡挿入部２の先端側の収納部
６内に収納された軸５２を回転し、超音波反射ミラー１
５及び回転角度検出用の永久磁石５３、スタートパルス
出力用の永久磁石５６を共に回転させる。

上記永久磁石５３が回転すると共に、その周囲の所定の
位置に配設された磁気抵抗素子５８は、第８図（ａ）に
示すように、Ｖ＿０＝Ｋｃｏｓ２θとなる信号出力をＡ
／Ｄ変換器６１に出力し、一方他方の永久磁石５６が所
定の回転角度に達した時（この角度は超音波反射ミラー
１５の回転角度の応じて設定されている。例えば前記磁
気抵抗素子５８の出力が最大となる角度）、その角度が
周囲の所定の位置に配設された磁気抵抗素子５９によっ
て検出され、スタートパルスがゲートパルス発生回路６
５及び切換パルス発生回路６６にそれぞれ供給され、第
８図（ｂ）及び（ｅ）にそれぞれ示すパルスを出力させ
る。

上記の場合、ゲートパルスが出力されている期間Ｐ−Ｒ
ＯＭ６３及びＤ／Ａ変換器６８を通した出力は第８図（
ｃ）に示すようにｓｉｎθ、Ｐ−ＲＯＭ６４、Ｄ／Ａ変
換器６９及び切換回路７１を通した出力は同図（ｄ）に
示す（０〜π／２は実線、π／２〜πにおいては破線）
ようにｃｏｓθとなり、それぞれＸ偏向信号発生回路７
０、Ｙ偏向信号発生回路７２に供給され、鋸歯状波と乗
算されてそれぞれＡｔｓｉｎθ及びＡｔｃｏｓθ（Ａ：
定数、ｔ：超音波パルス発生以降の各掃引時間）が出力
され、モニタ装置２９のＸ軸端子及びＹ軸端子にそれぞ
れ印加される。

一方、超音波探触子２４には信号ケーブル２５を経て高
周波パルスが印加され、超音波パルスが超音波伝達媒体
３０を経て回転駆動されている超音波反射ミラー１５で
垂直方向に反射され、バルーン３１を通ってセクタ状に
体腔内の対象物側に出射される。出射され、対象物側に
おける音響インピーダンスの不連続境界面で反射された
超音波エコー信号は、再び超音波反射ミラー１５で反射
され、超音波探触子２４に受波され、その際の圧電振動
によって電気信号に変換され、信号ケーブル２５を経て
外部の制御処理回路における対数圧縮増幅器７４で増幅
されると共に対数圧縮される。

その後に検波回路４６で包絡線状に検波され、さらに信
号処理回路７５でＳＴＣ、ＡＧＣ等の信号処理を行って
モニタ装置２９のＺ軸端子に供給され、このＺ軸端子に
供給される超音波エコー信号が上記両偏向信号によるセ
クタ状に走査された各走査線を輝度変調して表示するこ
とにより、超音波断層像が形成されることになる。

上述における本発明の１実施例においては、超音波反射
ミラー１５の回転角度検出機構に永久磁石５３及び磁気
抵抗素子５８等による磁電変換手段（磁気センサ）を用
いて磁気的な角度検出手段を形成しているので、従来例
のように検出出力値に大きな変動が生じることは解消さ
れ、再現性の優れた回転角度検出手段を形成することが
できると共に、高精度に回転角度を検出することができ
る。又、超音波伝達媒体３０が洩れても、回転角度検出
に影響されることがない。

さらに、酸化等による経年変化には殆んど影響されるこ
とがない等多くの利点を有する。

さらに、上述の１実施例においてはセクタ走査する角度
がπの場合について示してあるが、より狭い角度表示す
るように形成したり、より広い角度表示するように形成
することもできる。これらの場合、ゲートパルス期間及
びＰ−ＲＯＭ６３、６４を取り替えたり、書き込えたり
すればより広い用途に使用できる。例えば、全体的な診
断像を得るには広いセクタ走査角度で行い、特定の部位
をより詳しく調べるにはセクタ走査角度を狭くしてより
詳しく表示させることもできる。

上記１実施例においては、スタートパルス検出用にも、
永久磁石５６及び磁気抵抗素子５９を用いているが、永
久磁石５６を用いないで、回転角度検出用の永久磁石５
３の周囲に上記磁気抵抗素子５９を取りつけてスタート
パルスを出力させるべき角度を検出するようにすること
もでる。さらに、回転角度検出用の磁気抵抗素子５８を
スタートパルス検出用に利用することもできる。この場
合、例えば、磁気抵抗素子５８の検出信号を比較器等に
入力し、該検出信号が最大値等、所定の値と一致した時
の比較出力をスタートパルスとして利用するように構成
すれば良い。

尚、強磁性金属を用いた薄膜素子によって回転角度検出
手段を形成する例に限らず、ホール素子あるいは磁界検
出用のコイルによる磁電変換手段によっても可能である
。

又、上記１実施例においては、回転駆動される超音波反
射ミラー１５の回転角度を検出するように構成してある
が、回転する軸に取り付けられた超音波探触子を直接回
転駆動する構造のものについても本発明は同様に適用で
きるものである（この場合には勿論超音波探触子の回転
角度を検出する。）。

さらに、超音波探触子又は超音波反射ミラーの回転軸に
渦巻状のばねを取り付けると共に回転駆動するために通
電するコイルを取り付け、該コイルの周囲に例えば円筒
を二分割した形状の永久磁石を配設して回転軸を（往復
回動を含む。）往復回転運動させる場合においても同様
に適用できるものである。

尚、上述において、回転軸（往復回転の場合も含む）側
に永久磁石５８等を取り付け、その周囲に磁電変換手段
を取り付ける例に限らず、検出信号伝達手段を工夫すれ
ば、両者を逆にして取り付けることもできる。

又、体腔内に挿入される観察光学系を有する内視鏡に本
発明の超音波走査装置を付設されると便利であるが、挿
入箇所が限定されているような場合等における観察光学
系を有しない管状容器内に上述の体腔内超音波走査装置
を収容した場合についても本発明の範ちゅうに入るもの
である。

以上述べたように本発明によれば、管状の容器内に回転
若しくは往復回転駆動される超音波反射ミラー、又は超
音波探触子の回転角度を永久磁石及び磁電変換手段にて
検出するように形成してあるので、経年変化に殆んど影
響されることなく、再現性の良好で高精度の回転角度の
検出を可能にするという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図なしい第４図は従来例に係り、第１図は従来の体
腔内超音波診断装置を示す説明図、第２図は第１図の挿
入部の先端側を拡大して示す断面図、第３図は回転角度
の検出部分を示す斜視図、第４図は第１図の制御処理回
路を示すブロック図、第５図ないし第８図は本発明の１
実施例に係り、第５図は１実施例における挿入部先端側
の要部を示す断面図、第６図は第５図における回転角度
検出部分を示す説明図、第７図は１実施例を用いた超音
波診断装置の制御処理回路を示すブロック図、第８図は
１実施例の動作を説明するためのタイミングチャート図
である。 ６・・・収納部　１５・・・超音波反射ミラー２４・・
・超音波探触子　２９・・・モニタ装置５２・・・軸　
５３、５６・・・永久磁石５８、５９・・・磁気抵抗素
子 ６１、６８、６９・・・Ａ／Ｄ変換器 ６２・・・ゲート回路 ６３、６４・・・Ｐ−ＲＯＭ ６５・・・ゲートパルス発生回路 ６６・・・切換パルス発生回路 ６７・・・スタートパルス検出器 ７０・・・Ｘ偏向信号発生回路 ７１・・・スイッチ回路 ７２・・Ｙ偏向信号発生回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）体腔内に挿入可能となる管状容器内に、超音波を
   送受波するための超音波探触子を収容し、該超音波探触
   子又は超音波探触子に対向して収容された超音波反射ミ
   ラーを回転駆動若しくは往復回転駆動する機構を備えた
   体腔内超音波走査装置において、回転若しくは往復回転
   する軸に永久磁石を取り付けると共に、その周囲に磁電
   変換手段を取り付けることにより、前記超音波探触子又
   は超音波反射ミラーの回転角度検出手段を形成したこと
   を特徴とする体腔内超音波走査装置。
2. （２）前記磁電変換手段は、磁気抵抗素子、ボール素子
   及びコイルのいずれかを用いて形成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の体腔内超音波走査装置。
3. （３）前記磁気抵抗素子は、ニッケル、コバルト合金等
   による強磁性金属を用いた薄膜素子で形成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の体腔内超音波走査
   装置。