WO2020144771A1 - 内視鏡システム、制御方法、及び制御プログラム - Google Patents

内視鏡システム、制御方法、及び制御プログラム Download PDF

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WO2020144771A1
WO2020144771A1 PCT/JP2019/000379 JP2019000379W WO2020144771A1 WO 2020144771 A1 WO2020144771 A1 WO 2020144771A1 JP 2019000379 W JP2019000379 W JP 2019000379W WO 2020144771 A1 WO2020144771 A1 WO 2020144771A1
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light guide
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subject
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秀憲 壷井
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オリンパス株式会社
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    • A61B8/5207—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of raw data to produce diagnostic data, e.g. for generating an image

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope system, a control method, and a control program.
  • the insertion section includes a transducer, an illumination optical member, and an observation optical member.
  • the transducer has a plurality of ultrasonic transducers that are arranged along the circumferential direction surrounding the central axis of the insertion portion and emit ultrasonic waves. Further, the transducer is provided with a through hole penetrating along the central axis of the insertion portion.
  • the illumination optical member includes an illumination lens, a light guide, and the like, and illuminates the inside of the subject with illumination light.
  • the observation optical member is composed of an objective lens, an image sensor, a video cable, and the like, and takes in illumination light reflected from the subject (hereinafter, referred to as return light). This observation optical member is inserted into the through hole described above.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an endoscope system, a control method, and a control program capable of suppressing deterioration of an ultrasonic image.
  • an endoscope system is an ultrasonic transducer that outputs an electric signal by receiving an ultrasonic wave, and an ultrasonic wave based on the electric signal.
  • An ultrasonic observation device that generates an image, a light source device that supplies illumination light to illuminate the inside of the subject, and guides the illumination light into the subject, and outputs the illumination light into the subject according to an input drive signal.
  • a light guide member that scans the irradiation position of the illumination light along a specific trajectory, a drive unit that outputs the drive signal to the light guide member, and a processor that controls the operation of the drive unit.
  • the ultrasonic observation device generates the ultrasonic image based on a signal in a specific frequency band included in the electric signal, the processor controls the operation of the drive unit, and outputs the ultrasonic wave outside the specific frequency band.
  • the drive signal having the drive center frequency of is output to the light guide member.
  • the endoscope system includes an ultrasonic transducer that outputs an electric signal by receiving an ultrasonic wave, an ultrasonic observation device that generates an ultrasonic image based on the electric signal, and a subject.
  • a light source device that supplies illumination light to irradiate the inside of the subject, and the illumination light is guided into the subject, and the irradiation position of the illumination light into the subject according to an input drive signal is along a specific locus.
  • the ultrasonic transducer includes: a light guide member that scans with light; a drive unit that outputs the drive signal to the light guide member; and a processor that controls the operation of the drive unit.
  • the processor receives the ultrasonic wave in the first period, the processor controls the operation of the driving unit, and the processor controls the operation of the driving unit to transmit the ultrasonic wave to the light guide member.
  • Output drive signal is included in the ultrasonic wave.
  • the endoscope system is an insertion section that is inserted into a subject, an ultrasonic transducer that outputs an electric signal by receiving an ultrasonic wave, and an ultrasonic image based on the electric signal.
  • An ultrasonic observation device for generating, a light source device for supplying illumination light for irradiating the inside of the subject, and guiding the illumination light into the subject, and to the inside of the subject according to an input drive signal.
  • a light guide member that scans the irradiation position of the illumination light along a specific trajectory, a drive unit that outputs the drive signal to the light guide member, and a processor that controls the operation of the drive unit.
  • the ultrasonic transducer and the light guide member are integrally provided to the insertion portion, and the ultrasonic observation device is configured to detect the ultrasonic wave based on a signal in a specific frequency band included in the electric signal. An image is generated and the processor controls the operation of the drive unit to output the drive signal having a drive center frequency outside the specific frequency band to the light guide member.
  • a control method is a control method executed by a processor of an endoscope system, in which the operation of a drive unit is controlled and a drive signal is output to a light guide member, so that The irradiation position of the illumination light is scanned along a specific locus, the drive center frequency of the drive signal is a frequency outside a specific frequency band, and the specific frequency band is an ultrasonic transducer. Is a frequency band of the signal used by the ultrasonic observation apparatus to generate an ultrasonic image among signals of all frequencies included in the electric signal output by receiving the signal.
  • a control method is a control method executed by a processor of an endoscope system, which controls an operation of a drive unit and ultrasonic vibrations in a repeated first period and second period.
  • a drive signal By outputting a drive signal to the light guide member in the second period other than the first period in which the child receives the ultrasonic wave, the irradiation position of the illumination light into the subject is moved along a specific locus. To scan.
  • a control program is a control program to be executed by a processor of an endoscope system, the control program instructing the processor to execute the following: controlling operation of a drive unit and guiding light.
  • the control program instructing the processor to execute the following: controlling operation of a drive unit and guiding light.
  • a control program is a control program to be executed by a processor of an endoscope system, the control program instructing the processor to execute the following: controlling the operation of a drive unit and repeating the operation.
  • the control method, and the control program according to the present invention it is possible to suppress the deterioration of the ultrasonic image.
  • FIG. 1 is a diagram showing an endoscope system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the tip unit.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the optical fiber scanner.
  • FIG. 4 is a time chart illustrating a control method executed by the processor.
  • FIG. 5 is a diagram showing a scanning locus of illumination light (irradiation position) scanned by the optical fiber scanner.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the drive center frequency of the drive signal output to the vibrating unit.
  • FIG. 7 is a time chart illustrating the control method according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing an endoscope system according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an endoscope system 1 according to the first embodiment.
  • the endoscope system 1 is a system that performs ultrasonic diagnosis inside a subject such as a person by using an ultrasonic endoscope.
  • the endoscope system 1 includes an ultrasonic endoscope 2, an ultrasonic observation device 3, an endoscope observation device 4, and a display device 5.
  • the ultrasonic endoscope 2 can be partially inserted into the subject.
  • the ultrasonic endoscope 2 transmits an ultrasonic pulse (acoustic pulse) toward a body wall inside the subject and also transmits an ultrasonic echo (corresponding to the ultrasonic wave according to the present invention) reflected from the subject. It has a function of outputting an echo signal (corresponding to an electric signal according to the present invention) upon reception, and a function of outputting illumination light (subject image) reflected from the subject after capturing it.
  • an ultrasonic endoscope 2 will be described later.
  • the ultrasonic observation device 3 is electrically connected to the ultrasonic endoscope 2 via the ultrasonic cable 31 (FIG. 1). Then, the ultrasonic observation device 3 outputs a pulse signal to the ultrasonic endoscope 2 via the ultrasonic cable 31. Further, the ultrasonic observation device 3 inputs an echo signal from the ultrasonic endoscope 2. Here, the ultrasonic observation device 3 generates an ultrasonic image by performing a predetermined process on the echo signal.
  • a connector 24 (FIG. 1), which will be described later, of the ultrasonic endoscope 2 is detachably connected to the endoscope observation device 4. Then, the endoscopic observation device 4 generates an endoscopic image based on the subject image output from the ultrasonic endoscope 2.
  • the detailed configuration of the endoscope observation device 4 will be described later.
  • the display device 5 is configured by using liquid crystal or organic EL (Electro Luminescence), and displays an ultrasonic image generated by the ultrasonic observation device 3 and an endoscopic image generated by the endoscope observation device 4. To do.
  • the ultrasonic endoscope 2 includes an insertion portion 21, an operation portion 22, a universal cord 23, and a connector 24.
  • the insertion portion 21 is a portion to be inserted into the subject.
  • one side (the tip side in the insertion direction into the subject) along the central axis Ax (FIG. 1) of the insertion section 21 is referred to as the tip side Ar1, and the other side (the operation section 22 side). Is referred to as the base end side Ar2.
  • the tip side Ar1 one side along the central axis Ax (FIG. 1) of the insertion section 21
  • the base end side Ar2 Is referred to as the base end side Ar2.
  • the insertion portion 21 includes a distal end unit 6 located at the end of the distal end side Ar1, a bending portion 211 that is connected to the proximal end side Ar2 of the distal end unit 6 and is bendable, and the bending. And a flexible tube 212 having flexibility connected to the base end side Ar2 of the portion 211.
  • the detailed configuration of the tip unit 6 will be described later.
  • the operation portion 22 is a portion that is connected to the end portion of the proximal end side Ar2 of the insertion portion 21 and receives various operations from a doctor or the like.
  • the operation section 22 includes a bending knob 221 for bending the bending section 211 and a plurality of operation members 222 for performing various operations.
  • the operation portion 22 has a treatment instrument insertion port communicating with a treatment instrument conduit PI (see FIG. 2) provided inside the insertion portion 21 (the tip unit 6, the bending portion 211, and the flexible tube 212). 223 is provided.
  • the treatment instrument passes through the treatment instrument conduit PI, and then from the end face of the distal end side Ar1 of the distal end unit 6 to the outside Project to.
  • the universal cord 23 extends from the operation unit 22, and is a transducer cable (not shown) that transmits the above-described pulse signal and echo signal, a part of the optical fiber scanner 8 (see FIG. 2) that constitutes the tip unit 6, and the like. Is a code that is arranged.
  • the oscillator cable and part of the optical fiber scanner 8 described above are also disposed inside the insertion portion 21 and the operation portion 22.
  • the connector 24 is provided at the end of the universal cord 23. Then, the connector 24 is connected to the ultrasonic cable 31 and the endoscope observation device 4, respectively.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the tip unit 6. Specifically, FIG. 2 is a cross-sectional view of the tip unit 6 cut by a plane including the central axis Ax.
  • the tip unit 6 includes a transducer 7 and an optical fiber scanner 8.
  • the transducer 7 is an electronic radial scanning type transducer. That is, the transducer 7 transmits an ultrasonic pulse in a direction orthogonal to the central axis Ax, and also transmits an ultrasonic pulse in a rotation direction of 360° about the central axis Ax. As shown in FIG.
  • the transducer 7 is a unit in which a plurality of ultrasonic transducers 71, an acoustic lens 72, and a backing material 73 are integrated, and has a substantially cylindrical shape that is coaxial with the central axis Ax. Have.
  • the plurality of ultrasonic transducers 71 are regularly arranged along the circumferential direction surrounding the central axis Ax.
  • the plurality of ultrasonic transducers 71 all have the same shape, and each has a rectangular parallelepiped shape that extends linearly along the central axis Ax.
  • a pair of electrodes (not shown) are formed on the outer surface of the ultrasonic transducer 71. Then, the ultrasonic transducer 71 converts the pulse signal input from the ultrasonic observation device 3 through the ultrasonic cable 31, the above-described transducer cable, and the pair of electrodes into an ultrasonic pulse, and the subject is examined. Send in.
  • the ultrasonic transducer 71 converts the ultrasonic echo reflected from the site of the subject to be observed into an electrical echo signal.
  • the echo signal is input to the ultrasonic observation apparatus 3 by passing through the pair of electrodes, the transducer cable described above, and the ultrasonic cable 31.
  • the acoustic lens 72 has a substantially cylindrical shape whose outer peripheral surface is curved in a convex shape, and constitutes the outer surface of the transducer 7.
  • the acoustic lens 72 has a function of converging the ultrasonic pulse transmitted from the ultrasonic transducer 71.
  • an acoustic matching layer that matches the acoustic impedance between the ultrasonic oscillator 71 and the subject may be provided between the ultrasonic oscillator 71 and the acoustic lens 72.
  • the backing material 73 is located inside the transducer 7 (side close to the central axis Ax) with respect to the ultrasonic transducer 71.
  • the backing material 73 is filled in a state of closing the cylindrical hollow portion formed by the plurality of ultrasonic transducers 71.
  • the backing material 73 has a function of attenuating unnecessary ultrasonic vibration generated by the operation of the ultrasonic vibrator 71.
  • the backing material 73 is formed with a through hole 731 (FIG. 2) penetrating from the end surface of the base end side Ar2 to the end surface of the tip end side Ar1 along the central axis Ax.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the optical fiber scanner 8. Specifically, FIG. 3 is a perspective view of the optical fiber scanner 8 viewed from the tip side Ar1.
  • the optical fiber scanner 8 corresponds to the light guide member according to the present invention.
  • the optical fiber scanner 8 includes a light guide path 81 and a vibrating section 82.
  • the light guide path 81 is, for example, a single mode or multimode optical fiber.
  • the optical fiber is composed of a core layer and a clad layer. Then, the light propagates in the core layer while being confined in the core layer.
  • the light guide path 81 is arranged in the following state. Inside the insertion portion 21, the light guide path 81 is routed from the end portion on the base end side Ar2 to the end portion on the tip end side Ar1. Further, the end portion of the light guide path 81 on the proximal side Ar2 is not shown in the drawings, but when the connector 24 is attached to the endoscope observation device 4, it is optically connected to the endoscope observation device 4 concerned. Connect to. Further, as shown in FIG. 2, the tip side Ar1 of the light guide path 81 projects in a cantilever shape toward the tip side Ar1 with the light guide path fixing portion 84 as a fixed end and is inserted into the through hole 731 of the backing material 73. Has been done.
  • the end portion on the tip side Ar1 with respect to the light guide path fixing portion 84 is a free end.
  • the same material as the backing material 73 may be used, or a material different from the backing material 73 may be used.
  • the tip side Ar1 is sealed by the optical system 83.
  • the light guide path 81 introduces the illumination light supplied from the endoscope observation apparatus 4 into the subject and emits the illumination light from the end portion on the tip side Ar1.
  • the illumination light is irradiated into the subject by way of the optical system 83. That is, the light guide path 81 corresponds to the light guide member body according to the present invention. Further, the light guide path 81 takes in illumination light (hereinafter, referred to as return light) reflected from the subject by passing through the optical system 83, and guides the return light to the endoscope observation device 4.
  • return light illumination light
  • the optical fiber scanner 8 is configured as a direct-viewing type endoscope for observing the direction along the central axis Ax.
  • the vibration unit 82 is an actuator that generates vibration, and is composed of, for example, a piezoelectric actuator, an electromagnetic actuator, or an electrostatic actuator.
  • the vibrating section 82 includes four piezoelectric elements 821 arranged on the outer surface of the light guide path 81 at the position where the light guide path fixing section 84 is provided. ⁇ 824.
  • a part of the light guide fixing portion 84 is omitted.
  • These four piezoelectric elements 821 to 824 are electrically connected to the endoscope observation device 4 by electrical wiring (not shown). Then, the drive signals are input to the four piezoelectric elements 821 to 824 from the endoscope observation device 4 by way of the electric wiring. As a result, the four piezoelectric elements 821 to 824 generate vibrations.
  • the optical fiber scanner 8 scans the irradiation position of the illumination light into the subject along a specific locus according to the drive signal output from the endoscope observation device 4.
  • the drive signal output to the pair of piezoelectric elements 821 and 822 will be referred to as an X-axis drive signal, and the pair of drive signals will be described.
  • the drive signal output to the piezoelectric elements 823 and 824 is described as a Y-axis drive signal.
  • the endoscope observation device 4 includes a light source device 41, a demultiplexing unit 42, a light receiving unit 43, a driving unit 44, a processor 45, and a memory 46.
  • the light source device 41 supplies illumination light that illuminates the inside of the subject to the light guide path 81.
  • the demultiplexing unit 42 guides the illumination light supplied from the light source device 41 to the end portion of the light guide path 81 on the base end side Ar2, and returns the return light emitted from the end portion of the light guide path 81 on the base end side Ar2. Is guided to the light receiving section 43.
  • the light receiving section 43 is composed of, for example, a lens and a detector. Then, the light receiving section 43 outputs to the processor 45 intensity information according to the intensity of the return light emitted from the end of the light guide path 81 on the proximal side Ar2 and passing through the demultiplexing section 42.
  • the drive unit 44 is a unit that outputs a drive signal to the vibration unit 82.
  • the processor 45 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or the like, and an endoscope observation apparatus according to a program (including a control program according to the present invention) stored in the memory 46. 4 Control the overall operation. The detailed function of the processor 45 will be described in “Control method executed by processor” described later.
  • the memory 46 stores programs executed by the processor 45 (including the control program according to the present invention), information necessary for the processing of the processor 45, and the like.
  • FIG. 4 is a time chart explaining a control method executed by the processor 45.
  • FIG. 4A shows a first frame synchronization signal for acquiring an ultrasonic image for each frame.
  • FIG. 4B shows a transmission pulse timing signal for outputting a pulse signal from the ultrasonic observation apparatus 3.
  • FIG. 4C shows a second frame synchronization signal for acquiring an endoscopic image for each frame FR (see FIG. 5).
  • FIG. 4D shows a line synchronization signal for acquiring an endoscopic image for each horizontal line LI (see FIG. 5).
  • FIG. 4E shows a signal waveform of the Y-axis drive signal.
  • FIG. 4F shows the signal waveform of the X-axis drive signal.
  • the ultrasonic observation device 3 outputs a pulse signal to the ultrasonic transducer 71 during a period when the transmission pulse timing signal (FIG. 4B) is at a low level. Further, the ultrasonic observation apparatus 3 inputs the echo signal from the ultrasonic transducer 71 during the period when the transmission pulse timing signal is at the high level. Then, the ultrasonic observation apparatus 3 sequentially generates an ultrasonic image of one frame for each first period T1 (FIG. 4A) that is periodically repeated.
  • FIG. 5 is a diagram showing a scanning locus of illumination light (irradiation position) scanned by the optical fiber scanner.
  • the processor 45 controls the operation of the drive unit 44 to synchronize the Y-axis drive signal (FIG. 4E) with the pair of piezoelectric elements 823 in synchronization with the second frame synchronization signal (FIG. 4C).
  • the X-axis drive signal (FIG. 4F) is output to the pair of piezoelectric elements 821 and 822 in synchronization with the line synchronization signal (FIG. 4D).
  • the free end of the light guide path 81 on the tip side Ar1 moves in the X-axis direction (FIG.
  • the optical fiber scanner 8 scans the irradiation position of the illumination light into the subject by one horizontal line LI along the X-axis direction, and then scans the next one horizontal line LI displaced in the Y-axis direction. The operation of scanning the line LI is repeated. That is, the optical fiber scanner 8 scans the irradiation position of the illumination light into the subject by so-called raster scanning.
  • the scanning locus when scanning the irradiation position of the illumination light into the subject is not limited to the locus shown in FIG. 5, and other loci such as spirals may be adopted.
  • the Y-axis drive signal and the X-axis drive signal are not limited to the waveforms shown in FIGS. 4E and 4F, and other waveforms may be adopted.
  • the light receiving unit 43 receives the intensity of the return light that is taken in by the light guide path 81 and emitted from the end of the light guide path 81 on the base end side Ar2 while the above-described raster scanning is being performed by the processor 45. Intensity information corresponding to is output sequentially. Further, the processor 45 sequentially stores in the memory 46 the related information in which the intensity information of the return light output from the light receiving unit 43 and the XY coordinate values of the irradiation position PO corresponding to the position where the return light is captured are associated with each other. .. The relevant information constitutes one pixel in the endoscopic image of one frame FR.
  • the processor 45 sequentially generates the endoscopic image of one frame FR using the related information for one frame FR for each second period T2 (FIG. 4C) that is periodically repeated. ..
  • the first period T1 and the second period T2 are partially overlapped periods. That is, the period in which the ultrasonic transducer 71 receives the ultrasonic pulse and the period in which the drive unit 44 outputs the drive signal to the vibration unit 82 are partially overlapped periods.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the drive center frequency of the drive signal output to the vibration unit 82.
  • FIG. 6 is a diagram showing the receiving sensitivity of the ultrasonic pulse in the ultrasonic transducer 71, in which the horizontal axis shows the frequency and the vertical axis shows the receiving sensitivity.
  • the vertical axis means that the receiving sensitivity is good as it goes upward, and the receiving sensitivity is bad as it goes down.
  • the ultrasonic pulse reception sensitivity of the ultrasonic transducer 71 is low in the frequency band below 1 MHz and in the frequency band above 13 MHz, as shown in FIG. Therefore, of the signals of all the frequencies included in the echo signal, the frequency band of the signal used by the ultrasonic observation apparatus 3 to generate the ultrasonic image is set to a specific frequency band FB of 1 MHz or more and 13 MHz or less. ing.
  • the drive center frequency fx of the X-axis drive signal (FIG. 4(f)) and the drive center frequency fy of the Y-axis drive signal (FIG. 4(e)) are frequencies outside the specific frequency band FB (less than 1 MHz, Alternatively, the frequency is set to more than 13 MHz).
  • the drive center frequency fx of the X-axis drive signal and the drive center frequency fy of the Y-axis drive signal are set to frequencies lower than the specific frequency band FB (frequency less than 1 MHz). ..
  • the frequency band of the X-axis drive signal and the frequency band of the Y-axis drive signal may be a frequency band that does not overlap the specific frequency band FB at all. If the drive center frequencies fx and fy are frequencies outside the specific frequency band FB, part of the frequency band of the X-axis drive signal or the frequency band of the Y-axis drive signal overlaps with the specific frequency band FB. It doesn't matter.
  • the ultrasonic transducer 71 and the optical fiber scanner 8 are provided integrally with the insertion portion 21. That is, the ultrasonic transducer 71 and the optical fiber scanner 8 are arranged at positions close to each other. Therefore, in the endoscope system 1 according to the first embodiment, the processor 45 controls the operation of the drive unit 44 and outputs the drive signal having the drive center frequencies fx and fy outside the specific frequency band FB to the optical fiber scanner. Output to 8.
  • the specific frequency band FB is a frequency band of signals used by the ultrasonic observation apparatus 3 to generate an ultrasonic image among signals of all frequencies included in the echo signal. Therefore, it is possible to reduce the superimposition of noise caused by the drive signal on the signal used by the ultrasonic observation apparatus 3 to generate the ultrasonic image in the echo signal, and to prevent the deterioration of the ultrasonic image. Can be suppressed.
  • the specific frequency band FB is set based on the ultrasonic wave reception sensitivity of the ultrasonic transducer 71. Therefore, the unnecessary frequency band can be efficiently deleted from the frequency band of the signal used by the ultrasonic observation apparatus 3 to generate the ultrasonic image.
  • the drive center frequency of the drive signal is a frequency lower than the specific frequency band FB. Therefore, a general-purpose piezoelectric element 821 to 824 or the like can be adopted as the vibrating section 82, and the degree of freedom in design can be improved.
  • optical fiber scanner 8 is adopted as the light guide member according to the present invention. Therefore, it is possible to effectively reduce the diameter of the insertion portion 21.
  • FIG. 7 is a time chart illustrating the control method according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. That is, FIG. 7A shows the first frame synchronization signal.
  • FIG.7(b) has shown the transmission pulse timing signal.
  • FIG. 7C shows the second frame synchronization signal.
  • FIG. 7D shows a line synchronization signal.
  • FIG. 7E shows the signal waveform of the Y-axis drive signal.
  • FIG. 7F shows the signal waveform of the X-axis drive signal.
  • the control method executed by the processor 45 is different from the first embodiment described above.
  • the ultrasonic observation apparatus 3 has one of the first period T1A (FIG. 7A) and the second period T2A (FIG. 7A) that are alternately repeated.
  • first periods T1A one frame of ultrasonic image is sequentially generated as in the first embodiment described above.
  • the processor 45 according to the second embodiment sequentially generates the endoscopic image of one frame FR in each of the second periods T2A, as in the above-described first embodiment. That is, in the second embodiment, the period in which the ultrasonic transducer 71 receives the ultrasonic pulse and the period in which the drive unit 44 outputs the drive signal to the vibration unit 82 are completely non-overlapping periods. There is.
  • first and second periods T1A and T2A are provided and the first and second periods T1A and T2A are alternately repeated
  • the present invention is not limited to this.
  • a configuration may be adopted in which three or more types of periods (including the first and second periods T1A and T2A) that do not overlap each other are provided, and the three or more types of periods are sequentially repeated.
  • the period in which the ultrasonic transducer 71 receives the ultrasonic pulse and the period in which the drive unit 44 outputs the drive signal to the vibration unit 82 are completely non-overlapping periods. Therefore, the noise caused by the drive signal is not superimposed on the echo signal, and the deterioration of the ultrasonic image can be effectively suppressed. Since the noise due to the drive signal is not superimposed on the echo signal, the drive center frequencies fx and fy may be frequencies within the specific frequency band FB, or may be outside the specific frequency band FB. It may be frequency.
  • FIG. 8 is a diagram showing an endoscope system 1B according to the third embodiment. Specifically, FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG.
  • the optical fiber scanner 8 is provided integrally with the ultrasonic endoscope 2 (insertion portion 21).
  • the optical fiber scanner 8 is provided separately from the ultrasonic endoscope 2, and It is connected to the endoscope observation device 4.
  • the ultrasonic endoscope 2 according to the second embodiment is not provided with the optical fiber scanner 8 described in the first embodiment. Further, the connector 9 according to the second embodiment is connected only to the ultrasonic cable 31.
  • the optical fiber scanner 8 according to the second embodiment is inserted into the treatment instrument conduit PI from the treatment instrument insertion port 223, and the distal end portion of the optical fiber scanner 8 projects outward from the end surface of the distal end side Ar1 of the distal end unit 6. used.
  • the control method executed by the processor 45 is the same control method as in the first embodiment described above. Further, the same control method as the control method described in the second embodiment may be used.
  • the optical fiber scanner 8 according to the third embodiment is used in a state in which the treatment instrument insertion port 223 is inserted into the treatment instrument conduit PI, and the tip portion is projected outward from the end surface of the tip end side Ar1 of the tip unit 6. It That is, also in the endoscope system 1B according to the third embodiment, as in the endoscope system 1 according to the above-described first embodiment, the ultrasonic transducer 71 and the optical fiber scanner 8 are located at positions close to each other. Will be installed.
  • control method executed by the processor 45 by adopting the same control method as in the above-described first embodiment or the same control method as in the above-described second embodiment, the above-described first or The same effect as that of the second embodiment described above is obtained.
  • the present invention should not be limited only by the above-described first to third embodiments.
  • the electronic radial scanning type transducer is adopted as the transducer 7, but the transducer 7 is not limited to this, and an electronic convex scanning type transducer may be adopted.
  • the mechanical scanning method may be adopted instead of the electronic scanning method.
  • the optical fiber scanner 8 is configured as a direct-viewing type endoscope for observing the direction along the central axis Ax, but the present invention is not limited to this, and the direction orthogonal to the central axis Ax. May be configured as a side-viewing type endoscope for observing or a perspective type endoscope for observing a direction intersecting the central axis Ax.
  • the optical fiber scanner 8 scans the illumination light (irradiation position) two-dimensionally in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the present invention is not limited to this, and the X-axis direction or the Y-axis direction is used. The scanning may be performed in only one dimension in the axial direction.
  • the optical fiber scanner 8 is adopted as the light guide member according to the present invention, but the present invention is not limited to this, and according to the input drive signal (according to the voltage application).
  • An optical crystal that changes the refractive index may be adopted. That is, the optical crystal enables the illumination light (irradiation position) to scan along a specific locus due to the change in the refractive index.
  • the light guide path that illuminates the inside of the subject with the illumination light and the light guide path that takes in the return light are configured by the common light guide path 81. You may comprise by a light guide path.
  • the specific frequency band according to the present invention may be a band within the frequency band FB and narrower than the frequency band FB.
  • the drive center frequency of the drive signal may be a frequency within the frequency band FB as long as it is outside the narrowed band.

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Abstract

内視鏡システム１は、超音波を受信することによって電気信号を出力する超音波振動子と、電気信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置３と、被検体内に照射する照明光を供給する光源装置４１と、照明光を被検体内に導くとともに、入力した駆動信号に応じて被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する導光部材と、導光部材に対して駆動信号を出力する駆動部４４と、駆動部４４の動作を制御するプロセッサ４５と、を備える。超音波観測装置３は、電気信号に含まれる特定の周波数帯域の信号に基づいて超音波画像を生成する。プロセッサ４５は、駆動部４４の動作を制御し、特定の周波数帯域外の駆動中心周波数を有する駆動信号を導光部材に対して出力する。

Description

内視鏡システム、制御方法、及び制御プログラム
　本発明は、内視鏡システム、制御方法、及び制御プログラムに関する。
　従来、被検体内に挿入される挿入部を備えた超音波内視鏡として、直視ラジアル型の超音波内視鏡が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に記載の超音波内視鏡では、挿入部は、トランスデューサと、照明光学部材と、観察光学部材とを備える。
　トランスデューサは、挿入部の中心軸を囲む周方向に沿って配列され、超音波をそれぞれ出射する複数の超音波振動子を有する。また、トランスデューサには、挿入部の中心軸に沿って貫通する貫通孔が設けられている。
　照明光学部材は、照明用レンズ及びライトガイド等によって構成され、被検体内に照明光を照射する。この照明光学部材は、上述した貫通孔内に挿通されている。
　観察光学部材は、対物レンズ、撮像素子、及び映像ケーブル等によって構成され、被検体から反射された照明光（以下、戻り光と記載）を取り込む。この観察光学部材は、上述した貫通孔内に挿通されている。
　また、従来、入力した駆動信号に応じて光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する光ファイバスキャナが知られている（例えば、特許文献２参照）。
　そして、例えば、特許文献１に記載の超音波内視鏡において、上述した照明光学部材や観察光学部材の代わりに、特許文献２に記載の光ファイバスキャナを上述した貫通孔に挿通すれば、挿入部の細径化を図ることが可能となる。
特許第４４８８２０３号公報 国際公開第２０１７／１９５２５８号
　しかしながら、上述したように、特許文献１に記載の超音波内視鏡と特許文献２に記載の光ファイバスキャナとを組み合わせた場合には、以下に示す問題がある。
　すなわち、光ファイバスキャナと超音波振動子とが近接した位置に配設されるため、当該超音波振動子において超音波を受信することによって出力される電気信号（以下、エコー信号と記載）に対して、当該光ファイバスキャナに出力される駆動信号に起因するノイズが重畳され易いものとなる。すなわち、当該ノイズによって、エコー信号に基づいて生成される超音波画像の劣化を引き起こす虞がある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、超音波画像の劣化を抑制することができる内視鏡システム、制御方法、及び制御プログラムを提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る内視鏡システムは、超音波を受信することによって電気信号を出力する超音波振動子と、前記電気信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置と、被検体内に照射する照明光を供給する光源装置と、前記照明光を前記被検体内に導くとともに、入力した駆動信号に応じて前記被検体内への前記照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する導光部材と、前記導光部材に対して前記駆動信号を出力する駆動部と、前記駆動部の動作を制御するプロセッサと、を備え、前記超音波観測装置は、前記電気信号に含まれる特定の周波数帯域の信号に基づいて前記超音波画像を生成し、前記プロセッサは、前記駆動部の動作を制御し、前記特定の周波数帯域外の駆動中心周波数を有する前記駆動信号を前記導光部材に対して出力する。
　また、本発明に係る内視鏡システムは、超音波を受信することによって電気信号を出力する超音波振動子と、前記電気信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置と、被検体内に照射する照明光を供給する光源装置と、前記照明光を前記被検体内に導くとともに、入力した駆動信号に応じて前記被検体内への前記照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する導光部材と、前記導光部材に対して前記駆動信号を出力する駆動部と、前記駆動部の動作を制御するプロセッサと、を備え、前記超音波振動子は、繰り返される第１の期間と第２の期間とのうち、前記第１の期間に超音波を受信し、前記プロセッサは、前記駆動部の動作を制御し、前記第２の期間に前記導光部材に対して前記駆動信号を出力する。
　また、本発明に係る内視鏡システムは、被検体内に挿入される挿入部と、超音波を受信することによって電気信号を出力する超音波振動子と、前記電気信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置と、前記被検体内に照射する照明光を供給する光源装置と、前記照明光を前記被検体内に導くとともに、入力した駆動信号に応じて前記被検体内への前記照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する導光部材と、前記導光部材に対して前記駆動信号を出力する駆動部と、前記駆動部の動作を制御するプロセッサと、を備え、前記超音波振動子及び前記導光部材は、前記挿入部に対してそれぞれ一体に設けられ、前記超音波観測装置は、前記電気信号に含まれる特定の周波数帯域の信号に基づいて前記超音波画像を生成し、前記プロセッサは、前記駆動部の動作を制御し、前記特定の周波数帯域外の駆動中心周波数を有する前記駆動信号を前記導光部材に対して出力する。
　また、本発明に係る制御方法は、内視鏡システムのプロセッサが実行する制御方法であって、駆動部の動作を制御し、導光部材に対して駆動信号を出力することによって、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査し、前記駆動信号の駆動中心周波数は、特定の周波数帯域外の周波数であり、前記特定の周波数帯域は、超音波振動子が超音波を受信することによって出力する電気信号に含まれる全ての周波数の信号のうち、超音波観測装置が超音波画像を生成するために用いる前記信号の周波数帯域である。
　また、本発明に係る制御方法は、内視鏡システムのプロセッサが実行する制御方法であって、駆動部の動作を制御し、繰り返される第１の期間と第２の期間とのうち超音波振動子が超音波を受信する前記第１の期間以外の前記第２の期間に導光部材に対して駆動信号を出力することによって、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する。
　また、本発明に係る制御プログラムは、内視鏡システムのプロセッサに実行させる制御プログラムであって、前記制御プログラムは、前記プロセッサに以下の実行を指示する：駆動部の動作を制御し、導光部材に対して駆動信号を出力することによって、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査し、前記駆動信号の駆動中心周波数は、特定の周波数帯域外の周波数であり、前記特定の周波数帯域は、超音波振動子が超音波を受信することによって出力する電気信号に含まれる全ての周波数の信号のうち、超音波観測装置が超音波画像を生成するために用いる前記信号の周波数帯域である。
　また、本発明に係る制御プログラムは、内視鏡システムのプロセッサに実行させる制御プログラムであって、前記制御プログラムは、前記プロセッサに以下の実行を指示する：駆動部の動作を制御し、繰り返される第１の期間と第２の期間とのうち超音波振動子が超音波を受信する前記第１の期間以外の前記第２の期間に導光部材に対して駆動信号を出力することによって、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する。
　本発明に係る内視鏡システム、制御方法、及び制御プログラムによれば、超音波画像の劣化を抑制することができる。
図１は、実施の形態１に係る内視鏡システムを示す図である。 図２は、先端ユニットの構成を示す図である。 図３は、光ファイバスキャナの構成を示す斜視図である。 図４は、プロセッサが実行する制御方法を説明するタイムチャートである。 図５は、光ファイバスキャナによって走査される照明光（照射位置）の走査軌跡を示す図である。 図６は、振動部に対して出力する駆動信号の駆動中心周波数を説明する図である。 図７は、実施の形態２に係る制御方法を説明するタイムチャートである。 図８は、実施の形態３に係る内視鏡システムを示す図である。
　以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。
（実施の形態１）
　〔内視鏡システムの概略構成〕
　図１は、本実施の形態１に係る内視鏡システム１を示す図である。
　内視鏡システム１は、超音波内視鏡を用いることによって、人等の被検体内の超音波診断を行うシステムである。この内視鏡システム１は、図１に示すように、超音波内視鏡２と、超音波観測装置３と、内視鏡観察装置４と、表示装置５とを備える。
　超音波内視鏡２は、一部を被検体内に挿入可能とする。そして、超音波内視鏡２は、被検体内の体壁に向けて超音波パルス（音響パルス）を送信するとともに被検体から反射された超音波エコー（本発明に係る超音波に相当）を受信することによってエコー信号（本発明に係る電気信号に相当）を出力する機能と、被検体から反射された照明光（被写体像）を取り込んだ後に出力する機能とを有する。
　なお、超音波内視鏡２の詳細な構成については、後述する。
　超音波観測装置３は、超音波ケーブル３１（図１）を経由することによって超音波内視鏡２に電気的に接続する。そして、超音波観測装置３は、超音波ケーブル３１を経由することによって、超音波内視鏡２にパルス信号を出力する。また、超音波観測装置３は、超音波内視鏡２からエコー信号を入力する。ここで、超音波観測装置３は、当該エコー信号に対して所定の処理を施すことによって超音波画像を生成する。
　内視鏡観察装置４には、超音波内視鏡２の後述するコネクタ２４（図１）が着脱自在に接続される。そして、内視鏡観察装置４は、超音波内視鏡２から出力される被写体像に基づいて、内視鏡画像を生成する。
　なお、内視鏡観察装置４の詳細な構成については、後述する。
　表示装置５は、液晶または有機ＥＬ（Electro　Luminescence）を用いて構成され、超音波観測装置３によって生成された超音波画像や、内視鏡観察装置４によって生成された内視鏡画像等を表示する。
　〔超音波内視鏡の構成〕
　次に、超音波内視鏡２の構成について説明する。
　超音波内視鏡２は、図１に示すように、挿入部２１と、操作部２２と、ユニバーサルコード２３と、コネクタ２４とを備える。
　挿入部２１は、被検体内に挿入される部分である。以下では、説明の便宜上、挿入部２１の中心軸Ａｘ（図１）に沿う一方側（被検体内への挿入方向の先端側）を先端側Ａｒ１と記載し、他方側（操作部２２側）を基端側Ａｒ２と記載する。
　この挿入部２１は、図１に示すように、先端側Ａｒ１の端部に位置する先端ユニット６と、当該先端ユニット６の基端側Ａｒ２に連結され湾曲可能とする湾曲部２１１と、当該湾曲部２１１の基端側Ａｒ２に連結され可撓性を有する可撓管２１２とを備える。
　なお、先端ユニット６の詳細な構成については、後述する。
　操作部２２は、挿入部２１における基端側Ａｒ２の端部に連結され、医師等から各種操作を受け付ける部分である。この操作部２２は、図１に示すように、湾曲部２１１を湾曲操作するための湾曲ノブ２２１と、各種操作を行うための複数の操作部材２２２とを備える。また、操作部２２には、挿入部２１（先端ユニット６、湾曲部２１１、及び可撓管２１２）の内部に設けられた処置具用管路ＰＩ（図２参照）に連通する処置具挿入口２２３が設けられている。そして、当該処置具挿入口２２３から穿刺針等の処置具（図示略）を挿通すると、当該処置具は、処置具用管路ＰＩを経由した後、先端ユニット６における先端側Ａｒ１の端面から外部に突出する。
　ユニバーサルコード２３は、操作部２２から延在し、上述したパルス信号やエコー信号を伝送する振動子ケーブル（図示略）、先端ユニット６を構成する光ファイバスキャナ８（図２参照）の一部等が配設されたコードである。なお、挿入部２１及び操作部２２の内部にも、上述した振動子ケーブル及び光ファイバスキャナ８の一部が配設されている。
　コネクタ２４は、ユニバーサルコード２３の端部に設けられている。そして、コネクタ２４は、超音波ケーブル３１及び内視鏡観察装置４に対してそれぞれ接続する。
　〔先端ユニットの構成〕
　次に、先端ユニット６の構成について説明する。
　図２は、先端ユニット６の構成を示す図である。具体的に、図２は、中心軸Ａｘを含む平面によって先端ユニット６を切断した断面図である。
　先端ユニット６は、図２に示すように、トランスデューサ７と、光ファイバスキャナ８とを備える。
　トランスデューサ７は、電子ラジアル走査方式のトランスデューサである。すなわち、トランスデューサ７は、中心軸Ａｘに直交する方向に超音波パルスを送信するとともに、当該中心軸Ａｘを中心とした３６０°の回転方向に超音波パルスを送信する。このトランスデューサ７は、図２に示すように、複数の超音波振動子７１と、音響レンズ７２と、バッキング材７３とが一体化されたユニットであり、中心軸Ａｘと同軸となる略円柱形状を有する。
　複数の超音波振動子７１は、中心軸Ａｘを囲む周方向に沿って規則的に配列されている。なお、これら複数の超音波振動子７１は、全て同一の形状を有し、中心軸Ａｘに沿って直線状に延在する直方体形状をそれぞれ有する。また、超音波振動子７１の外面には、一対の電極（図示略）が形成されている。そして、超音波振動子７１は、超音波観測装置３から超音波ケーブル３１、上述した振動子ケーブル、及び当該一対の電極を経由することによって入力したパルス信号を超音波パルスに変換し、被検体内に送信する。また、超音波振動子７１は、被検体内の観察対象となる部位から反射された超音波エコーを電気的なエコー信号に変換する。当該エコー信号は、当該一対の電極、上述した振動子ケーブル、及び超音波ケーブル３１を経由することによって、超音波観測装置３に入力する。
　音響レンズ７２は、図２に示すように、外周面が凸状に湾曲した略円筒形状を有し、トランスデューサ７の外表面を構成する。そして、音響レンズ７２は、超音波振動子７１から送信された超音波パルスを収束させる機能を有する。
　なお、本実施の形態１において、超音波振動子７１と音響レンズ７２との間に、超音波振動子７１と被検体との音響インピーダンスをマッチングさせる音響整合層を設けても構わない。
　バッキング材７３は、図２に示すように、超音波振動子７１に対してトランスデューサ７の内部側（中心軸Ａｘに近接する側）に位置する。本実施の形態１では、バッキング材７３は、複数の超音波振動子７１によって構成される円筒状の中空部分を閉塞する状態で充填されている。そして、バッキング材７３は、超音波振動子７１の動作によって生じる不要な超音波振動を減衰させる機能を有する。
　本実施の形態１では、バッキング材７３には、中心軸Ａｘに沿って基端側Ａｒ２の端面から先端側Ａｒ１の端面まで貫通する貫通孔７３１（図２）が形成されている。
　図３は、光ファイバスキャナ８の構成を示す斜視図である。具体的に、図３は、光ファイバスキャナ８を先端側Ａｒ１から見た斜視図である。
　光ファイバスキャナ８は、本発明に係る導光部材に相当する。この光ファイバスキャナ８は、図２または図３に示すように、導光路８１と、振動部８２とを備える。
　導光路８１は、例えば、シングルモードやマルチモードの光ファイバである。当該光ファイバは、コア層及びクラッド層によって構成されている。そして、光は、当該コア層に閉じ込められた状態で当該コア層内を伝搬する。
　そして、導光路８１は、以下の状態で配設されている。
　導光路８１は、挿入部２１内部において、基端側Ａｒ２の端部から先端側Ａｒ１の端部まで引き回されている。また、導光路８１における基端側Ａｒ２の端部は、具体的な図示は省略したが、コネクタ２４が内視鏡観察装置４に装着された際に、当該内視鏡観察装置４と光学的に接続する。さらに、導光路８１における先端側Ａｒ１は、図２に示すように、導光路固定部８４を固定端として片持ち梁状に先端側Ａｒ１に向けて突き出し、バッキング材７３における貫通孔７３１内に挿通されている。そして、導光路８１において、導光路固定部８４よりも先端側Ａｒ１の端部は、自由端となる。なお、導光路固定部８４を構成する材料としては、バッキング材７３と同一の材料を用いてもよく、あるいは、バッキング材７３とは異なる材料を用いても構わない。
　また、バッキング材７３の貫通孔７３１において、先端側Ａｒ１は、光学系８３によって封止されている。そして、導光路８１は、内視鏡観察装置４から供給された照明光を被検体内に導入するとともに、先端側Ａｒ１の端部から当該照明光を出射する。当該照明光は、光学系８３を経由することによって、被検体内に照射される。すなわち、導光路８１は、本発明に係る導光部材本体に相当する。また、導光路８１は、光学系８３を経由することによって、被検体から反射された照明光（以下、戻り光と記載）を取り込むとともに、当該戻り光を内視鏡観察装置４まで導く。なお、導光路８１としては、戻り光の取り込み効率を高めるために、光ファイバを複数本用いたものであってもよく、あるいは、マルチコアタイプの光ファイバを用いたものであってもよい。
　以上説明したように、本実施の形態１に係る超音波内視鏡２では、光ファイバスキャナ８は、中心軸Ａｘに沿う方向を観察する直視タイプの内視鏡として構成されている。
　振動部８２は、振動を発生させるアクチュエータであって、例えば圧電アクチュエータ、電磁アクチュエータ、あるいは静電アクチュエータによって構成されている。本実施の形態１では、振動部８２は、図２または図３に示すように、導光路固定部８４が設けられた位置において、導光路８１の外面にそれぞれ配設された４つの圧電素子８２１～８２４によって構成されている。なお、図３では、導光路固定部８４の一部を省略している。これら４つの圧電素子８２１～８２４は、電気配線（図示略）によって内視鏡観察装置４とそれぞれ電気的に接続されている。そして、４つの圧電素子８２１～８２４は、当該電気配線を経由することによって、内視鏡観察装置４から駆動信号が入力される。これによって、４つの圧電素子８２１～８２４は、それぞれ振動を発生させる。
　例えば、４つの圧電素子８２１～８２４のうち、互いに対向する一対の圧電素子８２１，８２２が振動を発生させた場合には、自由端である導光路８１の先端側Ａｒ１の端部は、共振振動し、Ｘ軸方向（図３）に移動する。一方、他の互いに対向する一対の圧電素子８２３，８２４が振動を発生させた場合には、自由端である導光路８１の先端側Ａｒ１の端部は、共振振動し、Ｙ軸方向（図３）に移動する。
　そして、光ファイバスキャナ８は、内視鏡観察装置４から出力される駆動信号に応じて、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する。
　なお、以下では、説明の便宜上、内視鏡観察装置４から出力される駆動信号のうち、一対の圧電素子８２１，８２２に対して出力される駆動信号をＸ軸駆動信号と記載し、一対の圧電素子８２３，８２４に対して出力される駆動信号をＹ軸駆動信号と記載する。
　〔内視鏡観察装置の構成〕
　内視鏡観察装置４は、図１に示すように、光源装置４１と、分波部４２と、受光部４３と、駆動部４４と、プロセッサ４５と、メモリ４６とを備える。
　光源装置４１は、被検体内を照明する照明光を導光路８１に供給する。
　分波部４２は、光源装置４１から供給された照明光を導光路８１における基端側Ａｒ２の端部に導光するとともに、導光路８１における基端側Ａｒ２の端部から出射された戻り光を受光部４３に導光する。
　受光部４３は、例えば、レンズ及びディテクタ等によって構成されている。そして、受光部４３は、導光路８１における基端側Ａｒ２の端部から出射され、分波部４２を経由した戻り光の強度に応じた強度情報をプロセッサ４５に対して出力する。
　駆動部４４は、振動部８２に対して駆動信号を出力する部分である。
　プロセッサ４５は、例えば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable　Gate　Array）等であり、メモリ４６に記憶されたプログラム（本発明に係る制御プログラムを含む）にしたがって、内視鏡観察装置４全体の動作を制御する。なお、プロセッサ４５の詳細な機能については、後述する「プロセッサが実行する制御方法」において説明する。
　メモリ４６は、プロセッサ４５が実行するプログラム（本発明に係る制御プログラムを含む）や、当該プロセッサ４５の処理に必要な情報等を記憶する。
　〔プロセッサが実行する制御方法〕
　次に、プロセッサ４５が実行する制御方法について説明する。
　図４は、プロセッサ４５が実行する制御方法を説明するタイムチャートである。具体的に、図４（ａ）は、超音波画像を１フレーム毎に取得するための第１のフレーム同期信号を示している。図４（ｂ）は、超音波観測装置３からパルス信号を出力するための送信パルスタイミング信号を示している。図４（ｃ）は、内視鏡画像を１フレームＦＲ（図５参照）毎に取得するための第２のフレーム同期信号を示している。図４（ｄ）は、内視鏡画像を１水平ラインＬＩ（図５参照）毎に取得するためのライン同期信号を示している。図４（ｅ）は、Ｙ軸駆動信号の信号波形を示している。図４（ｆ）は、Ｘ軸駆動信号の信号波形を示している。
　超音波観測装置３は、送信パルスタイミング信号（図４（ｂ））がローレベルの期間において、超音波振動子７１に対してパルス信号を出力する。また、超音波観測装置３は、送信パルスタイミング信号がハイレベルの期間において、超音波振動子７１からのエコー信号を入力する。そして、超音波観測装置３は、周期的に繰り返される各第１の期間Ｔ１（図４（ａ））毎に、１フレームの超音波画像を順次、生成する。
　図５は、光ファイバスキャナによって走査される照明光（照射位置）の走査軌跡を示す図である。
　一方、プロセッサ４５は、駆動部４４の動作を制御し、第２のフレーム同期信号（図４（ｃ））に同期させてＹ軸駆動信号（図４（ｅ））を一対の圧電素子８２３，８２４に対して出力するとともに、ライン同期信号（図４（ｄ））に同期させてＸ軸駆動信号（図４（ｆ））を一対の圧電素子８２１，８２２に対して出力する。
　これによって、自由端である導光路８１の先端側Ａｒ１の端部は、Ｘ軸方向（図３）及びＹ軸方向（図３）にそれぞれ移動する。そして、光ファイバスキャナ８は、図５に示すように、被検体内への照明光の照射位置をＸ軸方向に沿う１水平ラインＬＩ、走査した後、Ｙ軸方向にずれた次の１水平ラインＬＩ、走査するという動作を繰り返す。すなわち、光ファイバスキャナ８は、被検体内への照明光の照射位置を所謂、ラスタ走査によって走査する。
　なお、被検体内への照明光の照射位置を走査する際の走査軌跡は、図５に示した軌跡に限らず、例えば、渦巻き状等のその他の軌跡を採用しても構わない。言い換えれば、Ｙ軸駆動信号及びＸ軸駆動信号は、図４（ｅ）及び図４（ｆ）に示した波形に限らず、その他の波形を採用しても構わない。
　ここで、受光部４３は、プロセッサ４５によって上述したラスタ走査が行われている際に、導光路８１によって取り込まれ、当該導光路８１における基端側Ａｒ２の端部から出射された戻り光の強度に応じた強度情報を順次、出力する。また、プロセッサ４５は、受光部４３から出力された戻り光の強度情報と当該戻り光を取り込んだ位置に対応する照射位置ＰＯのＸＹ座標値とを関連付けた関連情報を順次、メモリ４６に記憶する。当該関連情報は、１フレームＦＲの内視鏡画像における１つの画素を構成する。そして、プロセッサ４５は、周期的に繰り返される各第２の期間Ｔ２（図４（ｃ））毎に、１フレームＦＲ分の関連情報を用いて１フレームＦＲの内視鏡画像を順次、生成する。
　本実施の形態１では、図４（ａ）及び図４（ｃ）に示すように、第１の期間Ｔ１と第２の期間Ｔ２とは、一部が重複した期間となっている。すなわち、超音波振動子７１が超音波パルスを受信する期間と、駆動部４４が振動部８２に対して駆動信号を出力する期間とは、一部が重複した期間となっている。
　〔振動部に対して出力する駆動信号の駆動中心周波数について〕
　次に、振動部８２に対して出力する駆動信号の駆動中心周波数について説明する。
　図６は、振動部８２に対して出力する駆動信号の駆動中心周波数を説明する図である。具体的に、図６は、超音波振動子７１における超音波パルスの受信感度を示す図であり、横軸が周波数を示し、縦軸が受信感度を示している。なお、縦軸については、上方に向かうにしたがって受信感度が良く、下方に向かうにしたがって受信感度が悪いことを意味する。
　本実施の形態１では、超音波振動子７１における超音波パルスの受信感度は、図６に示すように、１ＭＨｚ未満の周波数帯域、及び１３ＭＨｚを超える周波数帯域において、低いものとなっている。このため、エコー信号に含まれる全ての周波数の信号のうち、超音波観測装置３が超音波画像を生成するために用いる信号の周波数帯域を１ＭＨｚ以上、１３ＭＨｚ以下の特定の周波数帯域ＦＢに設定している。
　そして、Ｘ軸駆動信号の駆動中心周波数ｆｘ（図４（ｆ））、及びＹ軸駆動信号の駆動中心周波数ｆｙ（図４（ｅ））は、特定の周波数帯域ＦＢ外の周波数（１ＭＨｚ未満、または、１３ＭＨｚを超える周波数）にそれぞれ設定されている。本実施の形態１では、Ｘ軸駆動信号の駆動中心周波数ｆｘ、及びＹ軸駆動信号の駆動中心周波数ｆｙは、特定の周波数帯域ＦＢよりも低い周波数（１ＭＨｚ未満の周波数）にそれぞれ設定されている。
　なお、Ｘ軸駆動信号の周波数帯域やＹ軸駆動信号の周波数帯域としては、特定の周波数帯域ＦＢと全く重複しない周波数帯域としても構わない。また、駆動中心周波数ｆｘ，ｆｙが特定の周波数帯域ＦＢ外の周波数であれば、Ｘ軸駆動信号の周波数帯域やＹ軸駆動信号の周波数帯域の一部が当該特定の周波数帯域ＦＢと重複していても構わない。
　以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果を奏する。
　本実施の形態１に係る内視鏡システム１では、超音波振動子７１及び光ファイバスキャナ８は、挿入部２１に対して一体に設けられている。すなわち、超音波振動子７１と光ファイバスキャナ８とは、近接した位置に配設されている。
　そこで、本実施の形態１に係る内視鏡システム１では、プロセッサ４５は、駆動部４４の動作を制御し、特定の周波数帯域ＦＢ外の駆動中心周波数ｆｘ，ｆｙを有する駆動信号を光ファイバスキャナ８に対して出力する。当該特定の周波数帯域ＦＢは、エコー信号に含まれる全ての周波数の信号のうち、超音波観測装置３が超音波画像を生成するために用いる信号の周波数帯域である。
　したがって、エコー信号のうち超音波観測装置３が超音波画像を生成するために用いる信号に対して、駆動信号に起因するノイズが重畳されることを低減することができ、超音波画像の劣化を抑制することができる。
　また、特定の周波数帯域ＦＢは、超音波振動子７１における超音波の受信感度に基づいて設定されている。
　このため、超音波観測装置３が超音波画像を生成するために用いる信号の周波数帯域から不要な周波数帯域を効率的に削除することができる。
　また、駆動信号の駆動中心周波数は、特定の周波数帯域ＦＢよりも低い周波数である。
　このため、振動部８２として汎用の例えば圧電素子８２１～８２４等を採用することができ、設計の自由度を向上させることができる。
　また、本発明に係る導光部材として、光ファイバスキャナ８を採用している。
　このため、挿入部２１の細径化を効果的に図ることができる。
（実施の形態２）
　次に、本実施の形態２について説明する。
　以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
　図７は、本実施の形態２に係る制御方法を説明するタイムチャートである。具体的に、図７は、図４に対応した図である。すなわち、図７（ａ）は、第１のフレーム同期信号を示している。図７（ｂ）は、送信パルスタイミング信号を示している。図７（ｃ）は、第２のフレーム同期信号を示している。図７（ｄ）は、ライン同期信号を示している。図７（ｅ）は、Ｙ軸駆動信号の信号波形を示している。図７（ｆ）は、Ｘ軸駆動信号の信号波形を示している。
　本実施の形態２では、図７に示すように、上述した実施の形態１に対して、プロセッサ４５が実行する制御方法が異なる。
　具体的に、本実施の形態２に係る超音波観測装置３は、交互に繰り返される第１の期間Ｔ１Ａ（図７（ａ））と第２の期間Ｔ２Ａ（図７（ａ））とのうち、各第１の期間Ｔ１Ａにおいて、上述した実施の形態１と同様に、１フレームの超音波画像を順次、生成する。
　一方、本実施の形態２に係るプロセッサ４５は、各第２の期間Ｔ２Ａにおいて、上述した実施の形態１と同様に、１フレームＦＲの内視鏡画像を順次、生成する。
　すなわち、本実施の形態２では、超音波振動子７１が超音波パルスを受信する期間と、駆動部４４が振動部８２に対して駆動信号を出力する期間とは、全く重複しない期間となっている。
　なお、本実施の形態２では、２種類の第１，第２の期間Ｔ１Ａ，Ｔ２Ａを設け、当該第１，第２の期間Ｔ１Ａ，Ｔ２Ａを交互に繰り返していたが、これに限らない。例えば、互いに全く重複しない３種類以上の期間（第１，第２の期間Ｔ１Ａ，Ｔ２Ａを含む）を設け、当該３種類以上の期間を順次、繰り返す構成を採用しても構わない。
　以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果を奏する。
　本実施の形態２では、超音波振動子７１が超音波パルスを受信する期間と、駆動部４４が振動部８２に対して駆動信号を出力する期間とは、全く重複しない期間となっている。
　このため、エコー信号に対して駆動信号に起因するノイズが重畳されることがなく、超音波画像の劣化を効果的に抑制することができる。
　なお、エコー信号に対して駆動信号に起因するノイズが重畳されることがないため、駆動中心周波数ｆｘ、ｆｙは、特定の周波数帯域ＦＢ内の周波数でもよく、あるいは、特定の周波数帯域ＦＢ外の周波数でもよい。
（実施の形態３）
　次に、本実施の形態３について説明する。
　以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
　図８は、本実施の形態３に係る内視鏡システム１Ｂを示す図である。具体的に、図８は、図１に対応した図である。
　上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１では、光ファイバスキャナ８は、超音波内視鏡２（挿入部２１）に対して一体に設けられていた。
　これに対して、本実施の形態２に係る内視鏡システム１Ｂでは、図８に示すように、光ファイバスキャナ８は、超音波内視鏡２に対して別体に設けられているとともに、内視鏡観察装置４に対して接続されている。なお、本実施の形態２に係る超音波内視鏡２には、上述した実施の形態１において説明した光ファイバスキャナ８は設けられていない。また、本実施の形態２に係るコネクタ９は、超音波ケーブル３１に対してのみ接続する。
　そして、本実施の形態２に係る光ファイバスキャナ８は、処置具挿入口２２３から処置具用管路ＰＩに挿通され、先端部分が先端ユニット６における先端側Ａｒ１の端面から外部に突出した状態で使用される。
　なお、プロセッサ４５が実行する制御方法は、上述した実施の形態１と同様の制御方法である。また、上述した実施の形態２において説明した制御方法と同様の制御方法としても構わない。
　以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果を奏する。
　本実施の形態３に係る光ファイバスキャナ８は、処置具挿入口２２３から処置具用管路ＰＩに挿通され、先端部分が先端ユニット６における先端側Ａｒ１の端面から外部に突出した状態で使用される。すなわち、本実施の形態３に係る内視鏡システム１Ｂにおいても、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同様に、超音波振動子７１と光ファイバスキャナ８とは、近接した位置に配設されることとなる。
　このため、プロセッサ４５が実行する制御方法として、上述した実施の形態１と同様の制御方法、あるいは、上述した実施の形態２と同様の制御方法を採用することによって、上述した実施の形態１あるいは上述した実施の形態２と同様の効果を奏する。
（その他の実施形態）
　ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態１～３によってのみ限定されるべきものではない。
　上述した実施の形態１～３では、トランスデューサ７として、電子ラジアル走査方式のトランスデューサを採用していたが、これに限らず、電子コンベックス走査方式のトランスデューサを採用しても構わない。また、電子走査方式に限らず、メカニカル走査方式を採用しても構わない。
　上述した実施の形態１，２では、光ファイバスキャナ８は、中心軸Ａｘに沿う方向を観察する直視タイプの内視鏡として構成されていたが、これに限らず、中心軸Ａｘに直交する方向を観察する側視タイプや、中心軸Ａｘに交差する方向を観察する斜視タイプの内視鏡として構成しても構わない。
　上述した実施の形態１～３では、光ファイバスキャナ８は、照明光（照射位置）をＸ軸方向及びＹ軸方向の２次元で走査していたが、これに限らず、Ｘ軸方向またはＹ軸方向の１次元のみで走査しても構わない。
　上述した実施の形態１～３では、本発明に係る導光部材として、光ファイバスキャナ８を採用していたが、これに限らず、入力した駆動信号に応じて（電圧の印加に応じて）屈折率を変化させる光学結晶を採用しても構わない。すなわち、当該光学結晶は、屈折率の変化によって、照明光（照射位置）を特定の軌跡に沿って走査することを可能とする。
　上述した実施の形態１～３では、照明光を被検体内に照射する導光路と、戻り光を取り込む導光路とを共通の導光路８１によって構成していたが、これに限らず、別々の導光路によって構成しても構わない。
　上述した実施の形態１～３において、本発明に係る特定の周波数帯域を周波数帯域ＦＢ内であって当該周波数帯域ＦＢよりも狭い帯域としても構わない。この際、駆動信号の駆動中心周波数は、当該狭くした帯域外であれば、周波数帯域ＦＢ内の周波数としてもよい。
　１，１Ｂ　内視鏡システム
　２　超音波内視鏡
　３　超音波観測装置
　４　内視鏡観察装置
　５　表示装置
　６　先端ユニット
　７　トランスデューサ
　８　光ファイバスキャナ
　２１　挿入部
　２２　操作部
　２３　ユニバーサルコード
　２４　コネクタ
　３１　超音波ケーブル
　４１　光源装置
　４２　分波部
　４３　受光部
　４４　駆動部
　４５　プロセッサ
　４６　メモリ
　７１　超音波振動子
　７２　音響レンズ
　７３　バッキング材
　８１　導光路
　８２　振動部
　８３　光学系
　８４　導光路固定部
　２１１　湾曲部
　２１２　可撓管
　２２１　湾曲ノブ
　２２２　操作部材
　２２３　処置具挿入口
　７３１　貫通孔
　８２１～８２４　圧電素子
　Ａｒ１　先端側
　Ａｒ２　基端側
　Ａｘ　中心軸
　ＦＢ　特定の周波数帯域
　ＦＲ　フレーム
　ｆｘ　Ｘ軸駆動信号の駆動中心周波数
　ｆｙ　Ｙ軸駆動信号の駆動中心周波数
　ＬＩ　水平ライン
　ＰＩ　処置具用管路
　ＰＯ　照射位置
　Ｔ１，Ｔ１Ａ　第１の期間
　Ｔ２，Ｔ２Ａ　第２の期間

Claims (15)

  1. 　超音波を受信することによって電気信号を出力する超音波振動子と、
    　前記電気信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置と、
    　被検体内に照射する照明光を供給する光源装置と、
    　前記照明光を前記被検体内に導くとともに、入力した駆動信号に応じて前記被検体内への前記照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する導光部材と、
    　前記導光部材に対して前記駆動信号を出力する駆動部と、
    　前記駆動部の動作を制御するプロセッサと、を備え、
    　前記超音波観測装置は、
    　前記電気信号に含まれる特定の周波数帯域の信号に基づいて前記超音波画像を生成し、
    　前記プロセッサは、
    　前記駆動部の動作を制御し、前記特定の周波数帯域外の駆動中心周波数を有する前記駆動信号を前記導光部材に対して出力する内視鏡システム。
  2. 　前記被検体内に挿入される挿入部をさらに備え、
    　前記挿入部は、
    　処置具が挿通されるとともに当該挿入された処置具を外部に突出させるための処置具用管路を有し、
    　前記超音波振動子は、
    　前記挿入部に対して一体に設けられ、
    　前記導光部材は、
    　前記挿入部とは別体に設けられ、前記処置具用管路に挿通される請求項１に記載の内視鏡システム。
  3. 　前記被検体内に挿入される挿入部をさらに備え、
    　前記超音波振動子及び前記導光部材は、
    　前記挿入部に対してそれぞれ一体に設けられている請求項１に記載の内視鏡システム。
  4. 　前記特定の周波数帯域は、
    　前記超音波振動子における超音波の受信感度に基づいて設定されている請求項１に記載の内視鏡システム。
  5. 　前記駆動中心周波数は、
    　前記特定の周波数帯域よりも低い周波数である請求項１に記載の内視鏡システム。
  6. 　前記導光部材は、
    　前記照明光を前記被検体内に導くとともに前記被検体内に照射する導光部材本体と、
    　入力した前記駆動信号に応じて前記導光部材本体を振動させることによって、前記被検体内への前記照明光の照射位置を前記特定の軌跡に沿って走査する振動部と、を備える請求項１に記載の内視鏡システム。
  7. 　超音波を受信することによって電気信号を出力する超音波振動子と、
    　前記電気信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置と、
    　被検体内に照射する照明光を供給する光源装置と、
    　前記照明光を前記被検体内に導くとともに、入力した駆動信号に応じて前記被検体内への前記照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する導光部材と、
    　前記導光部材に対して前記駆動信号を出力する駆動部と、
    　前記駆動部の動作を制御するプロセッサと、を備え、
    　前記超音波振動子は、
    　繰り返される第１の期間と第２の期間とのうち、前記第１の期間に超音波を受信し、
    　前記プロセッサは、
    　前記駆動部の動作を制御し、前記第２の期間に前記導光部材に対して前記駆動信号を出力する内視鏡システム。
  8. 　被検体内に挿入される挿入部と、
    　超音波を受信することによって電気信号を出力する超音波振動子と、
    　前記電気信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置と、
    　前記被検体内に照射する照明光を供給する光源装置と、
    　前記照明光を前記被検体内に導くとともに、入力した駆動信号に応じて前記被検体内への前記照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する導光部材と、
    　前記導光部材に対して前記駆動信号を出力する駆動部と、
    　前記駆動部の動作を制御するプロセッサと、を備え、
    　前記超音波振動子及び前記導光部材は、
    　前記挿入部に対してそれぞれ一体に設けられ、
    　前記超音波観測装置は、
    　前記電気信号に含まれる特定の周波数帯域の信号に基づいて前記超音波画像を生成し、
    　前記プロセッサは、
    　前記駆動部の動作を制御し、前記特定の周波数帯域外の駆動中心周波数を有する前記駆動信号を前記導光部材に対して出力する内視鏡システム。
  9. 　前記特定の周波数帯域は、
    　前記超音波振動子における超音波の受信感度に基づいて設定されている請求項８に記載の内視鏡システム。
  10. 　前記駆動中心周波数は、
    　前記特定の周波数帯域よりも低い周波数である請求項８に記載の内視鏡システム。
  11. 　前記導光部材は、
    　前記照明光を前記被検体内に導くとともに前記被検体内に照射する導光部材本体と、
    　入力した前記駆動信号に応じて前記導光部材本体を振動させることによって、前記被検体内への前記照明光の照射位置を前記特定の軌跡に沿って走査する振動部と、を備える請求項８に記載の内視鏡システム。
  12. 　内視鏡システムのプロセッサが実行する制御方法であって、
    　駆動部の動作を制御し、導光部材に対して駆動信号を出力することによって、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査し、
    　前記駆動信号の駆動中心周波数は、
    　特定の周波数帯域外の周波数であり、
    　前記特定の周波数帯域は、
    　超音波振動子が超音波を受信することによって出力する電気信号に含まれる全ての周波数の信号のうち、超音波観測装置が超音波画像を生成するために用いる前記信号の周波数帯域である制御方法。
  13. 　内視鏡システムのプロセッサが実行する制御方法であって、
    　駆動部の動作を制御し、繰り返される第１の期間と第２の期間とのうち超音波振動子が超音波を受信する前記第１の期間以外の前記第２の期間に導光部材に対して駆動信号を出力することによって、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する制御方法。
  14. 　内視鏡システムのプロセッサに実行させる制御プログラムであって、
    　前記制御プログラムは、前記プロセッサに以下の実行を指示する：
    　駆動部の動作を制御し、導光部材に対して駆動信号を出力することによって、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査し、
    　前記駆動信号の駆動中心周波数は、
    　特定の周波数帯域外の周波数であり、
    　前記特定の周波数帯域は、
    　超音波振動子が超音波を受信することによって出力する電気信号に含まれる全ての周波数の信号のうち、超音波観測装置が超音波画像を生成するために用いる前記信号の周波数帯域である制御プログラム。
  15. 　内視鏡システムのプロセッサに実行させる制御プログラムであって、
    　前記制御プログラムは、前記プロセッサに以下の実行を指示する：
    　駆動部の動作を制御し、繰り返される第１の期間と第２の期間とのうち超音波振動子が超音波を受信する前記第１の期間以外の前記第２の期間に導光部材に対して駆動信号を出力することによって、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する制御プログラム。
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