【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波内視鏡の先端部に配設された超音波振動子を、セクタ方向に回転させて、超音波断層画像を得る超音波内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、超音波振動子から生体組織内に超音波パルスを繰り返し送信し、生体組織から反射される超音波パルスのエコー信号を同一あるいは別体に設けた超音波振動子で受信して、二次元的な可視像である超音波断層画像として表示することにより、病気の診断等に用いることができるようにした超音波診断装置が種々提案されている。
【０００３】
この超音波診断装置で使用される超音波内視鏡や超音波プローブにおいては、挿入部の先端部に超音波振動子を配設し、この超音波振動子を例えば機械的にセクタ方向、或いは、ラジアル方向に回転させながら超音波パルスを送信して、セクタ走査あるいはラジアル走査を行えるものが実用化されている。
【０００４】
ラジアル走査によって得られる超音波断層画像は、管腔内３６０度の画像を得られるので、体内のような管腔内の病変部を診断する際に適している。これに対して、セクタ走査で得られる超音波断層画像では、病変部と穿刺針との位置関係をとらえられるので、超音波断層画像ガイド下で穿刺や生検を行う際に適している。
【０００５】
例えば、特許２８７６５１０号公報には回転駆動伝達系に起因するロータの回転位置誤差をなくし、また、オイルシール等の液封止機構を必要とせずに液封止が可能な信頼性の高いセクタ走査を行う機械走査式超音波探触子が示されている。
【０００６】
【特許文献１】特許２８７６５１０号公報（頁２、３ 図１及び図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許２８７６５１０号公報に示されている機械走査式超音波探触子では、回転駆動伝達系に起因するロータの回転位置誤差をなくすためにＺ相用エンコーダを設けるとともに、ロータの側面にＡ相用エンコーダ及びＢ相用エンコーダを設ける構成を取っていたため、先端部の小型化が難しい。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、先端部をより小型にした超音波内視鏡を備えた超音波内視鏡装置を提供することを目的にしている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波内視鏡装置は、先端部に、超音波振動子を外周面に配置させた環状部材及びこの環状部材を回転させて超音波振動子をセクタ走査させる駆動モータを少なくとも備えて構成される、セクタ走査ユニットを設けた超音波内視鏡と、前記超音波振動子を駆動する振動子駆動信号及びこの超音波振動子で受信したエコー信号を基に超音波断層映像信号を生成する超音波断層画像処理部を有する超音波観測装置とを具備する超音波内視鏡装置であって、
前記セクタ走査ユニットを構成する前記駆動モータによって回転される前記環状部材の所定位置に回転基準位置検出手段を設けている。
【００１０】
この構成によれば、回転基準位置検出手段が検知状態になったときに管状部材に配置された超音波振動子の位置の特定を行える。
【００１１】
また、前記超音波観測装置が備える超音波断層画像処理部によって超音波断層画像を生成するとき、
前記超音波断層画像の書き出し開始位置を、前記回転基準位置検出手段から送信される検知信号を元に、前記環状部材に配置されている超音波振動子が非超音波観察領域内に位置したときに補正設定する。
【００１２】
これらの構成によれば、セクタ走査を行って超音波断層画像を得る際、回転基準位置検出手段が検出した検知信号を基に、駆動モータによって回転される管状部材の回転速度を考慮して、超音波振動子の回転移動位置が非超音波観察領域内に位置しているときを超音波断層画像の書き出し開始位置に適宜補正設定することにより、超音波振動子の回転にむらが生じた場合、この回転むらによって発生する画像重複部や画像欠け部等の不具合部が画面上に表示される画像中の非超音波観測領域部内になるので、画面上には良好な超音波観測領域部の画像が表示される。
【００１３】
【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１０は本発明の一実施形態に係り、図１は超音波内視鏡装置を説明する図、図２は超音波内視鏡の先端部の構成を説明する図、図３は超音波内視鏡のセクタ走査を説明する図、図４はセクタ走査によって超音波断層画像を構築するときの画像書き出し位置と、その超音波断層画像の一例を説明する図、図５はセクタ走査によって超音波断層画像を構築するとき、画像書き出し位置を超音波観測領域内に設けたときの超音波断層画像を説明する図、図６は超音波内視鏡のラジアル走査を説明する図、図７はセクタ走査によって構築された超音波断層画像の一例を説明する図、図８は穿刺針を関心領域部に穿刺している状態を説明する図、図９はセクタ走査による超音波断層画像中に表示される関心領域部及び針画像とを説明する図、図１０は穿刺針を関心領域部に穿刺している状態を説明する別の図である。
【００１４】
なお、図２（ａ）は超音波内視鏡の挿入部を正面から見たときの図、図２（ｂ）は超音波内視鏡の挿入部の先端部分を側方から見たときの一部断面図を含む側面図、図２（ｃ）は超音波内視鏡の挿入部の先端部分を上方から見たときの一部断面図を含む平面図、図３（ａ）はセクタ走査状態を説明する平面図、図３（ｂ）はセクタ走査状態を説明する側面図、図５（ａ）は観察に適する関心領域部が表示された超音波断層画像を示す図、図５（ｂ）は観察に不適な欠け部を有する分割された関心領域部画像が表示された超音波断層画像を示す図、図５（ｃ）は観察に不適な重複部を有する関心領域部画像が表示された超音波断層画像を示す図、図６（ａ）はラジアル走査状態を説明する平面図、図６（ｂ）はラジアル走査状態を説明する側面図、図８（ａ）は関心領域部に穿刺針を選炭した状態を説明する図、図８（ｂ）は穿刺針が刺入線に対して真っ直ぐに刺入されたときの状態を示す平面図、図８（ｃ）は穿刺針が刺入線に対して真っ直ぐに刺入されたときの状態を示す正面図、図９（ａ）は関心領域部に穿刺針の先端が配置されている状態を示す超音波断層画像を説明する図、図９（ｂ）は関心領域部と穿刺針の先端が消失した針画像が表示された超音波断層画像を説明する図、図９（ｃ）は関心領域部に穿刺針の先端が配置されている状態を示す超音波断層画像を説明する図、図１０（ａ）は穿刺針が刺入線に対して真っ直ぐに刺入されなかったときの状態を説明する図、図１０（ｂ）は振動子中心線を変化させて穿刺針の先端に位置している状態を説明する図である。
【００１５】
図１に示すように本実施形態の超音波診断装置は超音波内視鏡１と、超音波観測装置１０と、内視鏡画像や超音波断層画像が表示される表示装置１１とを備えた超音波内視鏡装置である。
前記超音波内視鏡１は、体腔内に挿入される細長の挿入部２と、この挿入部２の基端に位置する操作部３と、この操作部３の例えば側部から延出するユニバーサルコード４とで主に構成されている。
【００１６】
前記ユニバーサルコード４の基端部には図示しない光源装置に接続される内視鏡コネクタ４ａが設けられている。この内視鏡コネクタ４ａの側部からは図示しない内視鏡観察装置に電気コネクタ５ａを介して着脱自在に接続される電気ケーブル５及び超音波観測装置１０に超音波コネクタ６ａを介して着脱自在に接続される超音波ケーブル６が延出している。
【００１７】
前記挿入部２は、先端側から順に硬質な樹脂部材で形成した先端部７と、この先端部７に連設する湾曲自在な湾曲部８と、この湾曲部８に連設して前記操作部３の先端部に至る細径かつ長尺で可撓性を有する可撓管部９とで構成されている。
【００１８】
前記先端部７の先端側には超音波を送受する超音波振動子（図２の符号３１参照）や第１駆動モータ（図２（ｂ）の符号３３参照）及び第２駆動モータ（図２（ｂ）の符号４３参照）等を備えた超音波振動子部２０が設けられている。
【００１９】
一方、前記超音波観測装置１０には、前記超音波内視鏡１の超音波振動子３１を駆動する振動子駆動信号を生成する駆動回路１２ａやこの超音波振動子３１から伝送される電気信号（エコー信号）を基に超音波断層画像用の映像信号を生成する超音波断層画像処理部である画像処理回路１２ｂ、前記駆動回路１２ａ及び画像処理回路１２ｂを制御する制御回路１２ｃ等を有する信号処理部１２や、駆動モータ等に電力を供給する電源部１３等が設けられている。
【００２０】
なお、前記操作部３には前記湾曲部８を所望の方向に湾曲制御するアングルノブ１４、送気及び送水操作を行うための送気・送水ボタン１５ａ、吸引操作を行うための吸引ボタン１５ｂ、処置具の入り口となる処置具挿入口１６等が設けられている。
【００２１】
図１ないし図２（ｂ）に示すように前記先端部７には先端傾斜面７ａが形成されている。この先端傾斜面７ａには内視鏡光学系の照明光学系を構成する図示しないライトガイドの先端面に臨まれる照明窓１７ａ及び観察光学系を構成する図示しない撮像素子の撮像面前方に配置された観察窓１７ｂが設けられている。符号１８ａは穿刺針等の処置具の出口になる超音波振動子３１の中心線上に略一致する処置具チャンネルの先端開口であり、符号１８ｂは処置具の突出方向を変化させる処置具起上台である。符号１９に示す起上ノブを操作することによって回動動作するようになっている。
【００２２】
図２（ａ）ないし図２（ｃ）に示すように前記超音波振動子部２０にはセクタ走査ユニット３０及びラジアル走査ユニット４０が配設されている。
前記先端部７の前方側には前記超音波振動子部２０を構成する先端キャップ２５が固設されている。この先端キャップ２５は、超音波透過性に優れた高密度ポリエチレン、ポリメチルペンテン等の超音波を透過する樹脂製弾性体で円筒形状に形成されている。この先端キャップ２５の先端部は例えば半球状に形成されており、キャップ内部には流動パラフィン等の超音波伝達媒体２６が充満されるようになっている。
【００２３】
ここで、まず、セクタ走査ユニット３０の構成について説明する。
前記セクタ走査ユニット３０は、略円盤状の超音波振動子３１と、管状部材であるモータハウジング３２と、前記超音波振動子３１をセクタ方向に回転させるための第１駆動モータであるアウターロータ型ブラシレスモータ（以下、第１モータと略記する）３３と、この第１モータ３３を保持する保持部材であるセクタユニット本体３４とで主に構成されている。
【００２４】
前記超音波振動子３１は前記モータハウジング３２の外周面に形成された切り欠き部３２ａに固設される。このモータハウジング３２の外周面には回転基準位置検出手段を構成する位置検出用部材３５も設けられている。
【００２５】
前記第１モータ３３は例えば三相ブラシレスモータであり、前記モータハウジング３２の内周面に一体に固設されるアウターロータ回転子（以下、回転子と略記する）３３ａと、この回転子３３ａの内周面に配置されて中央部に細長な軸部３３ｃを固設したコイル固定子３３ｂとで構成されている。
【００２６】
この第１モータ３３は、例えば、各相の誘起電圧に同期させて１２０度おきに通電相を適宜切り替えていくことによって所定の回転状態になり、通電状態を所定状態で保持することによって、回転をしないロック状態になる。即ち、第１モータ３３への通電状態を適宜選択的に切り替えることによって、この第１モータ３３を回転状態又はロック状態に切り替えられるようになっている。
【００２７】
前記セクタユニット本体３４は、一対の腕部３４ａと、平板部３４ｂと、この平板部３４ｂの基端面側中央部から突出するユニット軸部３４ｃとで構成されている。
【００２８】
前記腕部３４ａの先端部には前記軸部３３ｃの端部がそれぞれ固設されている。また、前記平板部３４ｂの先端面側中央部には前記位置検出用部材３５の位置検知を行う回転基準位置検出手段を構成する位置検出用部材検知部（以下、検知部と略記する）３６が設けられている。なお、前記軸部３３ｃには前記超音波振動子３１と超音波観測装置１０との間の信号授受を行うスリップリング３７が設けられている。
【００２９】
前記超音波振動子３１からは図示しない信号線が延出しており、この信号線は信号処理部１２まで延出している。そして、前記駆動回路１２ａから出力される振動子駆動信号は信号線、スリップリング３７等を介して前記超音波振動子３１に伝送され、生体組織で反射して前記超音波振動子３１で受信したエコー信号は前記スリップリング３７、信号線を介して前記画像処理回路１２ｂに伝送されるようになっている。
【００３０】
また、前記検知部３６から延出する図示しない信号線は前記信号処理部１２まで延出しており、この検知部３６で前記位置検出用部材３５を検知したとき出力される検知信号は前記制御回路１２ｃに出力される。
【００３１】
前記超音波振動子３１と前記位置検出用部材３５との位置関係は、前記検知部３６に前記位置検出用部材３５が対向して位置検知を行った状態のとき、例えば図２（ｂ）及び図２（ｃ）で示すように前記超音波振動子３１の超音波走査面３１ａが内視鏡挿入方向に対して直交する上方向を向くように設定してある。
【００３２】
前記セクタ走査ユニット３０は、図に示す状態で前記セクタユニット本体３４に配設されている第１モータ３３を駆動状態にすることにより、前記回転子３３ａが軸部３３ｃに一体に固定されたコイル固定子３３ｂの周りを回転して回転状態になる。すると、この回転子３３ａに一体なモータハウジング３２が例えば矢印Ａ方向に回転される。このことによって、このモータハウジング３２に固設されている超音波振動子３１が挿入方向の面に沿ったセクタ走査のための回転をして、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように超音波走査面３１ａから矢印に示すように先端キャップ２５を経て超音波パルスを出射していく。
【００３３】
前記超音波走査面３１ａから出射された超音波パルスは生体組織で反射され、前記超音波振動子３１でエコー信号として受信されて前記画像処理回路１２ｂに伝送され、超音波断層画像用の映像信号に生成される。
【００３４】
本実施形態においては、前記超音波振動子３１でセクタ走査を行って超音波断層画像用の映像信号を得るために、前記超音波振動子３１を予め設定した所定の回転速度で回転させるとともに、超音波断層画像を構築する際、図４の二点鎖線で示す画像書き出し開始位置５１を、超音波観測領域部５２ａ及び非超音波観測領域部５２ｂで構成される超音波断層画像５２の非超音波観測領域部５２ｂ内、又はその近傍に設定している。
【００３５】
これは、本実施形態のセクタ走査ユニット３０の構成ではセクタ走査の回転を行っている間、位置検出用部材３５及び検知部３６による回転基準位置の検出だけを行って、超音波振動子３１の回転位置の検出及びモータの回転速度の検出を行わない構成にしているためであり、例えば、図５（ａ）ないし図５（ｃ）の一点鎖線で示す画像書き出し開始位置５５を超音波観測領域部５２ａ内に設定してときに発生する以下に示す不具合を解消するためである。
【００３６】
例えば、図５（ａ）ないし図５（ｃ）の一点鎖線に示す画像書き出し開始位置５５から超音波断層画像５２の書き出しを行うように設定し、前記第１モータ３３を予め設定した所定回転速度で回転させ、前記検知部３６で位置検出用部材３５の検出を行った直後に画像の書き出しを行っているとき、例えば前記図３（ａ）及び図３（ｂ）の破線に示す位置に関心領域が存在していたとする。
【００３７】
このとき、前記超音波振動子３１の回転速度が予め設定した所定回転速度に維持されて回転していた場合、図５（ａ）に示すように表示装置１１の画面１１ａ上の超音波観測領域部５２ａには観察に適する関心領域部画像５６が表示される。
【００３８】
これに対して、前記超音波振動子３１の回転速度が予め設定した所定回転速度より遅い速度で回転してしまった場合には、図５（ｂ）に示すように超音波観測領域部５２ａには、画像書き出し開始位置５５近傍に欠け部５７を有する、分割された関心領域部画像５６ａが表示されて、十分な観察を行えなくなる。
【００３９】
また、前記超音波振動子３１の回転速度が予め設定した所定回転速度より早い速度で回転してしまった場合には、図５（ｃ）に示すように超音波観測領域部５２ａには、画像書き出し開始位置５５近傍に重複部５８を有する関心領域部画像５６ｂが表示されて、この場合も十分な観察を行えなくなる。
【００４０】
これらに対して、本実施形態では、回転しているモータハウジング３２に設けられている位置検出用部材３５を検知部３６によって検出したときに超音波断層画像の書き出しを行うのではなく、前記位置検出用部材３５を前記検知部３６によって検出した後、しばらくの間、前記モータハウジング３２を回転させてこのモータハウジング３２に配設されている超音波振動子３１が非超音波観測領域部５２ｂ内に到達したとき超音波断層画像５２の書き出しを行うようにしている。
【００４１】
具体的には、前記第１モータ３３を予め設定した所定の回転速度で回転させ、前記検知部３６で検出した信号を基に制御回路１２ｃで前記超音波振動子３１が非超音波観測領域部５２ｂ内に到達したと判定したとき、超音波断層画像の書き出しを行っている。なお、本図中では画像書き出し開始位置５１を非超音波観測領域部５２ｂの略中央位置としている。
【００４２】
したがって、万一、前記超音波振動子３１の回転速度が予め設定した所定回転速度より遅い速度で回転してしまった場合には、書き出し開始位置５１近傍に現れる欠け部が前記非超音波観測領域部５２ｂ内になるので、表示装置１１の画面１１ａ上には前記図４に示すように超音波断層画像５２の超音波観測領域部５２ａ内に十分な観察を行える関心領域部画像５６が表示される。また、前記超音波振動子３１の回転速度が予め設定した所定回転速度より早い速度で回転してしまった場合には、書き出し開始位置５１近傍に現れる重複部が前記非超音波観測領域部５２ｂ内になるので、表示装置１１の画面１１ａ上には前記図４に示すように超音波断層画像５２の超音波観測領域部５２ａ内に十分な観察を行える関心領域部画像５６が表示される。
このことによって、前記図５（ａ）ないし図５（ｃ）に示したように超音波振動子の回転速度が変化すること（回転むら）によって発生する超音波断層画像の不具合が解消される。
【００４３】
このように、セクタ走査ユニットを構成する際、回転するモータハウジングに固設された超音波振動子の位置を特定するための回転基準位置検出手段だけを設け、この回転基準位置検出手段から伝送される検知信号を基に、予め設定した回転速度で超音波振動子を回転させ、その回転速度を考慮して制御回路を介して画像書き出し開始位置を非超音波観察領域内又はその近傍に補正設定して超音波断層画像の構築を行うことによって、観察に適する超音波断層画像を得られる超音波内視鏡装置を構成することができる。
【００４４】
このことによって、超音波内視鏡の部品点数及び組立工数の低減を図れるとともに、このセクタ走査ユニットが配設される超音波内視鏡の先端部のさらなる小型化を図れる。
【００４５】
次に、ラジアル走査ユニット４０の構成を説明する。
前記図２（ａ）ないし図２（ｃ）に示すようにラジアル走査ユニット４０は、前記セクタ走査ユニット３０と、前記超音波振動子３１と超音波観測装置１０との間の信号授受を行うスリップリング４１と、前記超音波振動子３１の回転角度を検出するエンコーダ４２と、第２駆動モータである例えばパルスモータである第２モータ４３とで主に構成されている。
【００４６】
前記第２モータ４３は、超音波振動子３１が配設されているセクタユニット本体３４をラジアル方向に回転させる、或いは揺動させる、或いは所定の回転角度に傾けた状態でロックすることができる等の切替え操作が可能である。
【００４７】
前記スリップリング４１、エンコーダ４２及び第２モータ４３は、前記先端部７に形成されたラジアルユニット用空間部７ｂ内に配置される。なお、前記第２モータ４３に設けられているモータ軸４３ａの回転は図示しない伝達機構を介して前記セクタユニット本体３４に設けられているユニット軸部３４ｃに機械的に伝達される構成になっている。
【００４８】
前記ラジアルユニット用空間部７ｂ内にはユニット本体４４及びユニット固定部材４５とが配設される。前記ユニット本体４４には前記スリップリング４１、エンコーダ４２及び第２モータ４３が一体的に配置される。これらスリップリング４１、エンコーダ４２及び第２モータ４３が一体に配置されたユニット本体４４は、前記ユニット固定部材４５によって前記ラジアルユニット用空間部７ｂ内に固設される。
【００４９】
本実施形態のラジアル走査ユニット４０では、前記第２モータ４３を停止状態にしたとき、図に示すように前記セクタ走査ユニット３０に設けられているセクタユニット本体３４の腕部３４ａが水平状態で停止する構成になっている。
【００５０】
そして、図に示す状態で前記ラジアルユニット用空間部７ｂに配設されている第２モータ４３を駆動状態にすることにより、この第２モータ４３のモータ軸４３ａが回転状態になり、このモータ軸４３ａの回転が前記ユニット軸部３４ｃに伝達される。すると、前記セクタ走査ユニット３０を構成するセクタユニット本体３４が例えば矢印Ｂ方向に回転する。
【００５１】
このことによって、前記セクタユニット本体３４に設けられている第１モータ３３の回転子３３ａに一体なモータハウジング３２に固設されている超音波振動子３１が挿入方向に直交した面に沿ったラジアル走査のための回転をして、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように超音波走査面３１ａから矢印に示すように先端キャップ２５を経て超音波パルスを出射していく。
【００５２】
前記超音波走査面３１ａから出射された超音波パルスは、生体組織で反射されて前記超音波振動子３１でエコー信号として受信され、前記画像処理回路１２ｂに伝送される。また、前記エンコーダ４２で検出される回転角度信号は前記制御回路１２ｃに伝送される。そして、前記回転角度信号及びエコー信号を基にラジアル走査による超音波断層画像用の映像信号を生成する。このことによって、表示装置の画面上には例えば図７に示すような超音波断層画像６０が表示される。
【００５３】
なお、前記図２（ｃ）に示すように前記ユニット固定部材４５にはこのユニット固定部材４５の外周面と前記ラジアルユニット用空間部７ｂの内周面との間の水密を保持する第１Ｏリング４６ａが配設される外周凹部４５ａ及びこのユニット固定部材４５の内周面と前記ユニット軸部３４ｃの外周面との間の水密を保持する第２Ｏリング４６ｂが配設される内周凹部４５ｂが形成されている。符号７ｃは図示しないバルーンが配置されるバルーン溝である。
【００５４】
ここで、上述のように構成した超音波内視鏡装置の作用を説明する。
この超音波内視鏡装置では超音波内視鏡１を使用するために超音波観測装置１０の図示しない主電源をオン状態にすると、前記検知部３６によって前記位置検出用部材３５を検知し、かつ前記セクタユニット本体３４の腕部３４ａが前記図２（ｂ）に示すように水平な、初期状態になる。
【００５５】
まず、超音波内視鏡１の有する観察光学系でとらえた内視鏡画像を観察しながら、この超音波内視鏡１の先端部７を目的観察部位近傍に到達させる。その後、ラジアル走査を指示する。
【００５６】
すると、前記第１モータ３３への通電状態を制御して、この第１モータ３３をロック状態にする一方、前記第２モータ４３を駆動状態にするとともに、前記駆動回路１２ａから前記超音波振動子３１に向けて振動子駆動信号が出力される。すると、前記セクタユニット本体３４が回転状態になって、上述したようにラジアル走査による超音波断層画像を得られる。
【００５７】
術者は、内視鏡画像及び超音波断層画像を観察しながら先端部を移動させていく。ここで、前記図７に示すようにラジアル走査による超音波断層画像６０中に破線で示すような関心領域部６１が表示されたとき、術者は、穿刺針による組織の採取を行うため、超音波内視鏡１の先端部７を所定量後退させ、その後、超音波観察状態をラジアル走査からセクタ走査に切り替える操作を行う。
【００５８】
すると、駆動されていた前記第２モータ４３が所定の位置でロック状態にされる一方、ロック状態であった前記第１モータ３３が駆動状態になって上述したようにセクタ走査による超音波断層画像が表示装置上に表示される。この超音波断層画像を観察しながら超音波内視鏡の先端部に設けられている先端開口１８ａと関心領域部との位置関係を所定の状態に設定し、その後、図８（ａ）に示すようにこの先端開口１８ａから穿刺針６２を突出させ、その穿刺針６２の先端６２ａを体壁６３内の関心領域部６４内に向けて刺入する。
【００５９】
このとき、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように穿刺針６２が刺入線に沿って真っ直ぐに関心領域部６４に向かって刺入された場合には、図９（ａ）に示すように表示装置１１の画面１１ａ上に表示されているセクタ走査による超音波断層画像６０Ａ中に関心領域部６１とともに刺入された針画像６５が穿刺針６２の先端６２ａまでが描出される。このことによって、穿刺針６２を目的部位に穿刺できたことの確認を行え、組織の採取に移行できる。
【００６０】
しかし、図１０（ａ）に示すように穿刺針が刺入線に対して真っ直ぐに刺入されなかった場合には、図９（ｂ）に示すように表示装置１１の画面１１ａ上に表示されるセクタ走査による超音波断層画像６０Ａ中に関心領域部６１と、この関心領域部６１に先端が到達していない先端の消失した針画像６５ａが描出される。
【００６１】
このため、この表示装置１１の画面１１ａ上に表示されている超音波断層画像６０Ａでは穿刺針６２の先端が目的とする関心領域部６４内に位置しているか否かの確認を行えない。このようなとき、本実施形態の超音波内視鏡１では、この観察状態から以下の操作を行って、穿刺針６２の先端６２ａが関心領域部６４内に位置しているか否かの確認を行える。
【００６２】
まず、このセクタ走査を行っている状態で、前記第２モータ４３を揺動状態にする指示を行う。すると、図１０（ｂ）に示すように前記セクタ走査ユニット３０がセクタ走査を行っている状態で矢印ｃ１、ｃ２に示すように揺動動作する。このとき、術者は、この揺動状態で穿刺針６２の先端６２ａの確認を行う。前記穿刺針６２の先端６２ａ付近の画像を確認したなら揺動を停止させて、パルス動作に切り替える。すると、前記セクタ走査ユニット３０が僅かずつ回転角度を変化させる動作を行って、振動子中心線上に前記穿刺針６２の先端６２ａが一致する。
【００６３】
すると、図９（ｃ）に示すように表示装置１１の画面１１ａ上に表示される超音波断層画６０Ａ中に関心領域部６１と穿刺針６２の先端６２ａを描出した針画像６５ｂが表示されて、穿刺針６２の先端６２ａが関心領域部６４内に位置していることが確認でき、その後、組織の採取に移行する。ここで、穿刺針６２の先端６２ａが関心領域部６４内に位置していないことが確認された場合には、組織採取を行うため、再穿刺を行う。
【００６４】
なお、本実施形態の超音波内視鏡装置においては、前記超音波観測装置１０にセクタ走査による超音波断層画像を選択するセクタ観察スイッチ（不図示）やラジアル走査による超音波断層画像を選択するラジアル観察スイッチ（不図示）が設けられている。また、これら観察スイッチに加えて、揺動操作を選択するスイッチや所定パルスで回転角度を変化させるスイッチ等も設けられている。さらに、３次元の走査を行うための三次元観察スイッチをこの超音波観察装置に設ける構成にしてもよい。
【００６５】
このように、超音波内視鏡の先端部に、セクタ走査を行うためのロック状態と回転状態とを切替え可能な第１モータ及びラジアル走査を行うためのロック状態と回転状態とを切替え可能な第２モータを設けたことによって、これら第１モータ及び第２モータを適宜制御しながら、先端部に配設した超音波振動子を回転走査することによって、セクタ走査による超音波断層画像及びラジアル走査による超音波断層画像を得ることができる。
【００６６】
また、前記第２モータを揺動制御及びパルス制御可能に構成することによって、超音波振動子の振動子中心線を揺動させてセクタ走査による超音波断層画像を得ることができる。このことによって、穿刺針の先端位置の確認等を、先端部を動かすことなく、容易に行える。
【００６７】
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。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、先端部をより小型にした超音波内視鏡を備えた超音波内視鏡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】超音波内視鏡装置を説明する図
【図２】超音波内視鏡の先端部の構成を説明する図
【図３】超音波内視鏡のセクタ走査を説明する図
【図４】セクタ走査によって超音波断層画像を構築するときの画像書き出し位置と、その超音波断層画像の一例を説明する図
【図５】セクタ走査によって超音波断層画像を構築するとき、画像書き出し位置を超音波観測領域内に設けたときの超音波断層画像を説明する図
【図６】超音波内視鏡のラジアル走査を説明する図
【図７】セクタ走査によって構築された超音波断層画像の一例を説明する図
【図８】穿刺針を関心領域部に穿刺している状態を説明する図
【図９】セクタ走査による超音波断層画像中に表示される関心領域部及び針画像とを説明する図
【図１０】穿刺針を関心領域部に穿刺している状態を説明する別の図
【符号の説明】
１…超音波内視鏡
７…先端部
２０…超音波振動子部
３０…セクタ走査ユニット
３１…超音波振動子
３２…モータハウジング
３３…第１モータ
３４…セクタユニット本体
３５…位置検出用部材
３６…位置検出用部材検知部
４０…リニア走査ユニット
４１…スリップリング
４２…エンコーダ
４３…第２モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic endoscope apparatus that obtains an ultrasonic tomographic image by rotating an ultrasonic transducer disposed at a distal end portion of an ultrasonic endoscope in a sector direction.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an ultrasonic pulse is repeatedly transmitted from an ultrasonic transducer into a living tissue, and an echo signal of the ultrasonic pulse reflected from the living tissue is received by an ultrasonic transducer provided on the same or different body. Various ultrasonic diagnostic apparatuses that can be used for diagnosing diseases and the like by displaying them as ultrasonic tomographic images that are two-dimensional visible images have been proposed.
[0003]
In the ultrasonic endoscope and ultrasonic probe used in this ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic transducer is disposed at the distal end portion of the insertion portion, and this ultrasonic transducer is mechanically moved in the sector direction, for example. A device capable of performing sector scanning or radial scanning by transmitting ultrasonic pulses while rotating in the radial direction has been put into practical use.
[0004]
Since an ultrasonic tomographic image obtained by radial scanning can obtain an image of 360 degrees in the lumen, it is suitable for diagnosing a lesion in the lumen such as the body. On the other hand, an ultrasonic tomographic image obtained by sector scanning can grasp the positional relationship between a lesioned part and a puncture needle, and is therefore suitable for performing puncture and biopsy under an ultrasonic tomographic image guide.
[0005]
For example, Japanese Patent No. 2876510 discloses a highly reliable sector scan that eliminates the rotational position error of the rotor caused by the rotational drive transmission system and enables liquid sealing without requiring a liquid sealing mechanism such as an oil seal. A mechanical scanning ultrasound probe is shown.
[0006]
[Patent Document 1] Japanese Patent No. 2876510 (Pages 2, 3 and 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the mechanical scanning ultrasonic probe disclosed in the above-mentioned Japanese Patent No. 2876510, a Z-phase encoder is provided in order to eliminate the rotational position error of the rotor due to the rotational drive transmission system, and on the side surface of the rotor. Since the A-phase encoder and the B-phase encoder are provided, it is difficult to reduce the size of the tip.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic endoscope apparatus including an ultrasonic endoscope having a smaller tip portion.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The ultrasonic endoscope apparatus of the present invention is provided with at least an annular member having an ultrasonic transducer disposed on the outer peripheral surface and a drive motor that rotates the annular member and performs sector scanning of the ultrasonic transducer at the distal end. Generates an ultrasonic tomographic image signal based on an ultrasonic endoscope provided with a sector scanning unit, a transducer drive signal for driving the ultrasonic transducer, and an echo signal received by the ultrasonic transducer An ultrasonic endoscope apparatus comprising an ultrasonic observation apparatus having an ultrasonic tomographic image processing unit,
A rotation reference position detection means is provided at a predetermined position of the annular member rotated by the drive motor constituting the sector scanning unit.
[0010]
According to this configuration, the position of the ultrasonic transducer disposed on the tubular member can be specified when the rotation reference position detection unit is in the detection state.
[0011]
Further, when generating an ultrasonic tomographic image by the ultrasonic tomographic image processing unit provided in the ultrasonic observation device,
When the ultrasonic transducer arranged on the annular member is positioned in the non-ultrasonic observation region based on the detection signal transmitted from the rotation reference position detection means, the start position of writing the ultrasonic tomographic image Set to correction.
[0012]
According to these configurations, when obtaining an ultrasonic tomographic image by performing sector scanning, based on the detection signal detected by the rotation reference position detection means, considering the rotational speed of the tubular member rotated by the drive motor, When unevenness occurs in the rotation of the ultrasonic transducer by appropriately correcting and setting the position at which the rotational movement of the ultrasonic transducer is located in the non-ultrasonic observation area as the start position of the ultrasonic tomographic image Since defective portions such as image overlapping portions and image missing portions caused by this rotation unevenness are in the non-ultrasonic observation region portion in the image displayed on the screen, a good ultrasonic observation region portion is displayed on the screen. An image is displayed.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 10 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a diagram for explaining an ultrasonic endoscope apparatus, FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of a distal end portion of the ultrasonic endoscope, and FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining sector scanning of an ultrasonic endoscope. FIG. 4 is a diagram for explaining an image writing position when an ultrasonic tomographic image is constructed by sector scanning and an example of the ultrasonic tomographic image. FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating an ultrasonic tomographic image when an image writing position is provided in an ultrasonic observation region when constructing an ultrasonic tomographic image by FIG. 6, and FIG. 6 is a diagram illustrating radial scanning of an ultrasonic endoscope. 7 is a diagram for explaining an example of an ultrasonic tomographic image constructed by sector scanning, FIG. 8 is a diagram for explaining a state where a puncture needle is punctured into a region of interest, and FIG. 9 is in an ultrasonic tomographic image by sector scanning. The region of interest and the needle image displayed on the screen Figure 10 is another diagram for explaining a state where the puncture needle in the region of interest unit.
[0014]
2A is a view when the insertion portion of the ultrasonic endoscope is viewed from the front, and FIG. 2B is a view when the distal end portion of the insertion portion of the ultrasonic endoscope is viewed from the side. 2C is a side view including a partial cross-sectional view, FIG. 2C is a plan view including a partial cross-sectional view when the distal end portion of the insertion portion of the ultrasonic endoscope is viewed from above, and FIG. 3A is a sector scan. FIG. 3B is a side view illustrating the sector scanning state, FIG. 5A is a diagram illustrating an ultrasonic tomographic image displaying a region of interest suitable for observation, and FIG. ) Is a view showing an ultrasonic tomographic image in which a divided region-of-interest image having a lacking portion unsuitable for observation is displayed, and FIG. 5C shows a region-of-interest region image having an overlapping portion unsuitable for observation. FIG. 6A is a plan view for explaining the radial scanning state, and FIG. 6B is a side view for explaining the radial scanning state. 8A is a diagram for explaining a state where a puncture needle is selected in the region of interest, and FIG. 8B is a plan view showing a state when the puncture needle is inserted straight with respect to the insertion line. 8 (c) is a front view showing a state when the puncture needle is inserted straight with respect to the insertion line, and FIG. 9 (a) is a state in which the tip of the puncture needle is arranged in the region of interest. FIG. 9B is a diagram for explaining an ultrasonic tomographic image in which a region of interest and a needle image in which the tip of the puncture needle has disappeared is displayed. FIG. FIG. 10A is a diagram for explaining an ultrasonic tomographic image showing a state where the tip of the puncture needle is arranged in the region, and FIG. 10A shows a state when the puncture needle is not inserted straight into the insertion line. FIG. 10B is a diagram for explaining a state where the vibrator center line is changed and positioned at the tip of the puncture needle.
[0015]
As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment includes an ultrasonic endoscope 1, an ultrasonic observation apparatus 10, and a display apparatus 11 on which an endoscopic image and an ultrasonic tomographic image are displayed. This is an ultrasonic endoscope apparatus.
The ultrasonic endoscope 1 includes an elongated insertion portion 2 to be inserted into a body cavity, an operation portion 3 positioned at the proximal end of the insertion portion 2, and a universal extending from, for example, a side portion of the operation portion 3. It is mainly composed of code 4.
[0016]
An endoscope connector 4 a connected to a light source device (not shown) is provided at the base end portion of the universal cord 4. From the side of the endoscope connector 4a, the electric cable 5 and the ultrasonic observation apparatus 10 which are detachably connected to an endoscope observation apparatus (not shown) via the electric connector 5a and the ultrasonic observation apparatus 10 are detachable. The ultrasonic cable 6 connected to is extended.
[0017]
The insertion portion 2 includes a distal end portion 7 formed of a hard resin member in order from the distal end side, a bendable bending portion 8 provided continuously with the distal end portion 7, and an operation portion provided continuously with the bending portion 8. 3 and a flexible tube portion 9 having a small diameter, a long length, and flexibility.
[0018]
An ultrasonic transducer (see reference numeral 31 in FIG. 2) for transmitting and receiving ultrasonic waves, a first drive motor (see reference numeral 33 in FIG. 2B), and a second drive motor (see FIG. 2) An ultrasonic transducer section 20 provided with reference numeral 43 of (b) is provided.
[0019]
On the other hand, the ultrasonic observation apparatus 10 includes a drive circuit 12 a that generates a transducer drive signal that drives the ultrasonic transducer 31 of the ultrasonic endoscope 1 and an electrical signal transmitted from the ultrasonic transducer 31. A signal having an image processing circuit 12b which is an ultrasonic tomographic image processing unit for generating a video signal for ultrasonic tomographic image based on (echo signal), a control circuit 12c for controlling the driving circuit 12a and the image processing circuit 12b, and the like. A processing unit 12 and a power supply unit 13 for supplying power to a drive motor and the like are provided.
[0020]
The operation unit 3 includes an angle knob 14 for controlling the bending portion 8 to bend in a desired direction, an air / water supply button 15a for performing air supply and water supply operations, a suction button 15b for performing suction operations, A treatment instrument insertion port 16 or the like serving as an entrance for the treatment instrument is provided.
[0021]
As shown in FIGS. 1 to 2B, the tip 7 has a tip inclined surface 7a. On the tip inclined surface 7a, an illumination window 17a facing the tip surface of a light guide (not shown) constituting the illumination optical system of the endoscope optical system and an imaging surface of an image pickup device (not shown) constituting the observation optical system are arranged. An observation window 17b is provided. Reference numeral 18a denotes a distal end opening of the treatment instrument channel that substantially coincides with the center line of the ultrasonic transducer 31 serving as an outlet of the treatment instrument such as a puncture needle, and reference numeral 18b denotes a treatment instrument raising base that changes the protruding direction of the treatment instrument. is there. It is designed to rotate by operating a raising knob shown by reference numeral 19.
[0022]
As shown in FIGS. 2A to 2C, the ultrasonic transducer section 20 is provided with a sector scanning unit 30 and a radial scanning unit 40.
A front end cap 25 constituting the ultrasonic transducer unit 20 is fixed to the front side of the front end portion 7. The tip cap 25 is formed in a cylindrical shape with a resin-made elastic body that transmits ultrasonic waves, such as high-density polyethylene and polymethylpentene having excellent ultrasonic transmission. The tip portion of the tip cap 25 is formed, for example, in a hemispherical shape, and the cap is filled with an ultrasonic transmission medium 26 such as liquid paraffin.
[0023]
First, the configuration of the sector scanning unit 30 will be described.
The sector scanning unit 30 includes a substantially disc-shaped ultrasonic transducer 31, a motor housing 32 that is a tubular member, and an outer rotor type that is a first drive motor for rotating the ultrasonic transducer 31 in the sector direction. A brushless motor (hereinafter abbreviated as a first motor) 33 and a sector unit main body 34 as a holding member for holding the first motor 33 are mainly configured.
[0024]
The ultrasonic transducer 31 is fixed to a notch 32 a formed on the outer peripheral surface of the motor housing 32. A position detecting member 35 constituting rotation reference position detecting means is also provided on the outer peripheral surface of the motor housing 32.
[0025]
The first motor 33 is, for example, a three-phase brushless motor, and an outer rotor rotor (hereinafter abbreviated as a rotor) 33a that is integrally fixed to the inner peripheral surface of the motor housing 32, and the rotor 33a. The coil stator 33b is disposed on the inner peripheral surface and has a slender shaft 33c fixed at the center.
[0026]
For example, the first motor 33 enters a predetermined rotation state by appropriately switching the energized phase every 120 degrees in synchronization with the induced voltage of each phase, and rotates by holding the energized state in a predetermined state. It will be in a locked state. In other words, the first motor 33 can be switched between the rotating state and the locked state by appropriately and selectively switching the energization state of the first motor 33.
[0027]
The sector unit main body 34 includes a pair of arm portions 34a, a flat plate portion 34b, and a unit shaft portion 34c that protrudes from the central portion on the base end surface side of the flat plate portion 34b.
[0028]
The end portion of the shaft portion 33c is fixed to the distal end portion of the arm portion 34a. In addition, a position detection member detection unit (hereinafter abbreviated as a detection unit) 36 that constitutes a rotation reference position detection unit that detects the position of the position detection member 35 is provided at the front end surface side central portion of the flat plate portion 34b. Is provided. The shaft portion 33c is provided with a slip ring 37 that exchanges signals between the ultrasonic transducer 31 and the ultrasonic observation apparatus 10.
[0029]
A signal line (not shown) extends from the ultrasonic transducer 31, and this signal line extends to the signal processing unit 12. The transducer drive signal output from the drive circuit 12a is transmitted to the ultrasonic transducer 31 via a signal line, slip ring 37, etc., reflected by a living tissue, and received by the ultrasonic transducer 31. The echo signal is transmitted to the image processing circuit 12b via the slip ring 37 and a signal line.
[0030]
A signal line (not shown) extending from the detection unit 36 extends to the signal processing unit 12, and the detection signal output when the position detection member 35 is detected by the detection unit 36 is the control circuit. To 12c.
[0031]
The positional relationship between the ultrasonic transducer 31 and the position detection member 35 is, for example, as shown in FIG. 2B when the position detection member 35 faces the detection unit 36 and performs position detection. As shown in FIG. 2C, the ultrasonic scanning surface 31a of the ultrasonic transducer 31 is set so as to face an upward direction orthogonal to the endoscope insertion direction.
[0032]
The sector scanning unit 30 is a coil in which the rotor 33a is integrally fixed to the shaft portion 33c by bringing the first motor 33 disposed in the sector unit main body 34 into a driving state in the state shown in the figure. It rotates around the stator 33b to enter a rotating state. Then, the motor housing 32 integrated with the rotor 33a is rotated in the direction of arrow A, for example. As a result, the ultrasonic transducer 31 fixed to the motor housing 32 rotates for sector scanning along the surface in the insertion direction, and is shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). Thus, an ultrasonic pulse is emitted from the ultrasonic scanning surface 31a through the tip cap 25 as indicated by an arrow.
[0033]
The ultrasonic pulse emitted from the ultrasonic scanning surface 31a is reflected by a living tissue, received as an echo signal by the ultrasonic transducer 31, transmitted to the image processing circuit 12b, and a video signal for ultrasonic tomographic image. Is generated.
[0034]
In the present embodiment, in order to perform sector scanning with the ultrasonic transducer 31 and obtain a video signal for an ultrasonic tomographic image, the ultrasonic transducer 31 is rotated at a predetermined rotation speed set in advance, When constructing an ultrasonic tomographic image, an image writing start position 51 indicated by a two-dot chain line in FIG. 4 is set to a non-ultrasonic of the ultrasonic tomographic image 52 configured by the ultrasonic observation region 52a and the non-ultrasonic observation region 52b. It is set in the sound wave observation region 52b or in the vicinity thereof.
[0035]
In the configuration of the sector scanning unit 30 according to the present embodiment, only the rotation reference position is detected by the position detection member 35 and the detection unit 36 while the sector scanning is rotated, and the ultrasonic transducer 31 is detected. This is because the rotation position and the rotation speed of the motor are not detected. For example, the image writing start position 55 indicated by the one-dot chain line in FIGS. 5A to 5C is the ultrasonic observation region. This is for solving the following problems that occur when setting in the section 52a.
[0036]
For example, the ultrasonic tomographic image 52 is set to be written from the image writing start position 55 shown by the one-dot chain line in FIGS. 5A to 5C, and the first motor 33 is set to a predetermined rotation speed set in advance. When the image is written out immediately after the position detection member 35 is detected by the detection unit 36, for example, the position indicated by the broken line in FIGS. 3 (a) and 3 (b) is concerned. Assume that a region exists.
[0037]
At this time, if the rotation speed of the ultrasonic transducer 31 is maintained at a predetermined rotation speed set in advance, the ultrasonic observation region on the screen 11a of the display device 11 as shown in FIG. In the part 52a, a region-of-interest image 56 suitable for observation is displayed.
[0038]
On the other hand, when the rotation speed of the ultrasonic transducer 31 is rotated at a speed slower than a predetermined rotation speed set in advance, as shown in FIG. In this case, the divided region-of-interest image 56a having the missing portion 57 in the vicinity of the image writing start position 55 is displayed, and sufficient observation cannot be performed.
[0039]
In addition, when the rotation speed of the ultrasonic transducer 31 is rotated at a speed higher than a predetermined rotation speed set in advance, an image is displayed in the ultrasonic observation region 52a as shown in FIG. A region-of-interest portion image 56b having an overlapping portion 58 is displayed in the vicinity of the writing start position 55, and in this case, sufficient observation cannot be performed.
[0040]
On the other hand, in the present embodiment, when the position detecting member 35 provided in the rotating motor housing 32 is detected by the detecting unit 36, the ultrasonic tomographic image is not written out, but the position After the detection member 35 is detected by the detection unit 36, the motor housing 32 is rotated for a while and the ultrasonic transducer 31 disposed in the motor housing 32 is in the non-ultrasonic observation region 52b. The ultrasonic tomographic image 52 is written out when reaching the position.
[0041]
Specifically, the first motor 33 is rotated at a predetermined rotation speed set in advance, and the ultrasonic transducer 31 is moved to a non-ultrasonic observation region by the control circuit 12c based on the signal detected by the detection unit 36. When it is determined that the position has reached 52b, an ultrasonic tomographic image is written out. In this figure, the image writing start position 51 is set to the substantially central position of the non-ultrasonic observation region 52b.
[0042]
Therefore, in the unlikely event that the rotational speed of the ultrasonic transducer 31 is rotated at a speed slower than a predetermined rotational speed set in advance, a chipped portion that appears in the vicinity of the writing start position 51 is the non-ultrasonic observation region. As shown in FIG. 4, the region-of-interest region image 56 capable of performing sufficient observation is displayed on the screen 11 a of the display device 11 as shown in FIG. 4. The In addition, when the rotational speed of the ultrasonic transducer 31 is rotated at a speed higher than a predetermined rotational speed set in advance, an overlapping portion that appears in the vicinity of the writing start position 51 is in the non-ultrasonic observation region section 52b. Therefore, on the screen 11a of the display device 11, a region-of-interest image 56 that allows sufficient observation is displayed in the ultrasonic observation region 52a of the ultrasonic tomographic image 52 as shown in FIG.
As a result, as shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c), the problem of the ultrasonic tomographic image caused by the change in the rotation speed of the ultrasonic transducer (uneven rotation) is eliminated.
[0043]
As described above, when configuring the sector scanning unit, only the rotation reference position detection means for specifying the position of the ultrasonic transducer fixed to the rotating motor housing is provided, and transmitted from the rotation reference position detection means. The ultrasonic transducer is rotated at a preset rotation speed based on the detected detection signal, and the image writing start position is corrected and set within or near the non-ultrasonic observation area through the control circuit in consideration of the rotation speed. By constructing an ultrasonic tomographic image, an ultrasonic endoscope apparatus that can obtain an ultrasonic tomographic image suitable for observation can be configured.
[0044]
As a result, the number of parts and assembly man-hours of the ultrasonic endoscope can be reduced, and the distal end portion of the ultrasonic endoscope in which the sector scanning unit is disposed can be further downsized.
[0045]
Next, the configuration of the radial scanning unit 40 will be described.
As shown in FIGS. 2A to 2C, the radial scanning unit 40 slips between the sector scanning unit 30, the ultrasonic transducer 31, and the ultrasonic observation apparatus 10. A ring 41, an encoder 42 that detects the rotation angle of the ultrasonic transducer 31, and a second motor 43 that is a second drive motor, for example, a pulse motor, are mainly configured.
[0046]
The second motor 43 can rotate or swing the sector unit body 34 in which the ultrasonic transducer 31 is disposed in a radial direction, or can be locked in a state tilted at a predetermined rotation angle. Can be switched.
[0047]
The slip ring 41, the encoder 42, and the second motor 43 are disposed in a radial unit space 7 b formed in the tip portion 7. The rotation of the motor shaft 43a provided in the second motor 43 is mechanically transmitted to a unit shaft portion 34c provided in the sector unit main body 34 via a transmission mechanism (not shown). Yes.
[0048]
A unit main body 44 and a unit fixing member 45 are disposed in the radial unit space 7b. The unit body 44 is integrally provided with the slip ring 41, the encoder 42 and the second motor 43. The unit main body 44 in which the slip ring 41, the encoder 42, and the second motor 43 are integrally disposed is fixed in the radial unit space 7b by the unit fixing member 45.
[0049]
In the radial scanning unit 40 of this embodiment, when the second motor 43 is stopped, the arm portion 34a of the sector unit main body 34 provided in the sector scanning unit 30 is stopped in a horizontal state as shown in the figure. It is configured to do.
[0050]
Then, by bringing the second motor 43 disposed in the radial unit space 7b into the driving state in the state shown in the figure, the motor shaft 43a of the second motor 43 is rotated, and this motor shaft The rotation of 43a is transmitted to the unit shaft portion 34c. Then, the sector unit main body 34 constituting the sector scanning unit 30 rotates in the direction of arrow B, for example.
[0051]
As a result, the ultrasonic transducer 31 fixed to the motor housing 32 integrated with the rotor 33a of the first motor 33 provided in the sector unit body 34 is radial along a plane orthogonal to the insertion direction. As shown in FIGS. 6A and 6B, rotation for scanning is performed, and an ultrasonic pulse is emitted from the ultrasonic scanning surface 31a through the tip cap 25 as indicated by an arrow.
[0052]
The ultrasonic pulse emitted from the ultrasonic scanning surface 31a is reflected by a living tissue, received as an echo signal by the ultrasonic transducer 31, and transmitted to the image processing circuit 12b. The rotation angle signal detected by the encoder 42 is transmitted to the control circuit 12c. Then, a video signal for an ultrasonic tomographic image by radial scanning is generated based on the rotation angle signal and the echo signal. Thus, for example, an ultrasonic tomographic image 60 as shown in FIG. 7 is displayed on the screen of the display device.
[0053]
As shown in FIG. 2C, the unit fixing member 45 has a first O-ring that maintains watertightness between the outer peripheral surface of the unit fixing member 45 and the inner peripheral surface of the radial unit space 7b. An outer circumferential recess 45a in which 46a is disposed and an inner circumferential recess 45b in which a second O-ring 46b that maintains watertightness between the inner circumferential surface of the unit fixing member 45 and the outer circumferential surface of the unit shaft portion 34c is disposed. Is formed. Reference numeral 7c denotes a balloon groove in which a balloon (not shown) is disposed.
[0054]
Here, the operation of the ultrasonic endoscope apparatus configured as described above will be described.
In this ultrasonic endoscope apparatus, when the main power source (not shown) of the ultrasonic observation apparatus 10 is turned on to use the ultrasonic endoscope 1, the detection unit 36 detects the position detection member 35, and In addition, the arms 34a of the sector unit main body 34 are in the horizontal and initial state as shown in FIG.
[0055]
First, the distal end portion 7 of the ultrasonic endoscope 1 is made to reach the vicinity of the target observation site while observing an endoscopic image captured by the observation optical system of the ultrasonic endoscope 1. Thereafter, a radial scan is instructed.
[0056]
Then, the energization state of the first motor 33 is controlled to bring the first motor 33 into a locked state, while the second motor 43 is brought into a driving state, and from the driving circuit 12a to the ultrasonic transducer. A vibrator drive signal is output toward 31. Then, the sector unit main body 34 is rotated, and an ultrasonic tomographic image by radial scanning can be obtained as described above.
[0057]
The operator moves the tip while observing the endoscopic image and the ultrasonic tomographic image. Here, when the region of interest 61 as shown by the broken line is displayed in the ultrasonic tomographic image 60 by radial scanning as shown in FIG. The distal end portion 7 of the sonic endoscope 1 is retracted by a predetermined amount, and thereafter, an operation of switching the ultrasonic observation state from radial scanning to sector scanning is performed.
[0058]
Then, the second motor 43 that has been driven is locked at a predetermined position, while the first motor 33 that has been locked is in the driving state, and as described above, an ultrasonic tomographic image obtained by sector scanning. Is displayed on the display device. While observing this ultrasonic tomographic image, the positional relationship between the distal end opening 18a provided at the distal end portion of the ultrasonic endoscope and the region of interest is set to a predetermined state, and then shown in FIG. 8 (a). In this manner, the puncture needle 62 is protruded from the tip opening 18 a, and the tip 62 a of the puncture needle 62 is inserted toward the region of interest 64 in the body wall 63.
[0059]
At this time, when the puncture needle 62 is inserted straight into the region of interest 64 along the insertion line as shown in FIGS. 8B and 8C, FIG. As shown in FIG. 5, the needle image 65 inserted with the region of interest 61 in the ultrasonic tomographic image 60A by sector scanning displayed on the screen 11a of the display device 11 is drawn up to the tip 62a of the puncture needle 62. . Thus, it can be confirmed that the puncture needle 62 has been punctured into the target site, and the process can be shifted to tissue sampling.
[0060]
However, when the puncture needle is not inserted straight into the insertion line as shown in FIG. 10A, it is displayed on the screen 11a of the display device 11 as shown in FIG. 9B. In the ultrasonic tomographic image 60 </ b> A obtained by sector scanning, a region of interest 61 and a needle image 65 a, whose tip has not reached the region of interest 61, are drawn.
[0061]
For this reason, in the ultrasonic tomographic image 60A displayed on the screen 11a of the display device 11, it cannot be confirmed whether or not the tip of the puncture needle 62 is located in the target region of interest 64. In such a case, in the ultrasonic endoscope 1 of the present embodiment, the following operation is performed from this observation state to check whether or not the tip 62a of the puncture needle 62 is located in the region of interest 64. Yes.
[0062]
First, in a state where the sector scanning is being performed, an instruction is given to make the second motor 43 swing. Then, as shown in FIG. 10B, the sector scanning unit 30 swings as indicated by arrows c1 and c2 while performing sector scanning. At this time, the surgeon confirms the distal end 62a of the puncture needle 62 in this swinging state. When the image near the tip 62a of the puncture needle 62 is confirmed, the oscillation is stopped and the operation is switched to the pulse operation. Then, the sector scanning unit 30 performs an operation of changing the rotation angle little by little, and the tip 62a of the puncture needle 62 coincides with the center line of the transducer.
[0063]
Then, as shown in FIG. 9C, a needle image 65b depicting the region of interest 61 and the tip 62a of the puncture needle 62 is displayed in the ultrasonic tomographic image 60A displayed on the screen 11a of the display device 11. Then, it can be confirmed that the distal end 62a of the puncture needle 62 is located in the region of interest 64, and then the process proceeds to tissue sampling. Here, when it is confirmed that the tip 62a of the puncture needle 62 is not located in the region of interest 64, re-puncture is performed in order to perform tissue sampling.
[0064]
In the ultrasonic endoscope apparatus according to the present embodiment, the ultrasonic observation apparatus 10 selects a sector observation switch (not shown) for selecting an ultrasonic tomographic image by sector scanning or an ultrasonic tomographic image by radial scanning. A radial observation switch (not shown) is provided. In addition to these observation switches, there are also provided a switch for selecting a swing operation, a switch for changing the rotation angle by a predetermined pulse, and the like. Further, the ultrasonic observation apparatus may be provided with a three-dimensional observation switch for performing three-dimensional scanning.
[0065]
As described above, the first motor capable of switching between the locked state and the rotating state for performing the sector scan and the locked state and the rotating state for performing the radial scanning can be switched at the distal end portion of the ultrasonic endoscope. By providing the second motor, the ultrasonic transducer disposed at the tip portion is rotationally scanned while appropriately controlling the first motor and the second motor, so that an ultrasonic tomographic image and a radial scan by sector scanning are provided. An ultrasonic tomographic image can be obtained.
[0066]
Further, by configuring the second motor to be capable of swing control and pulse control, an ultrasonic tomographic image by sector scanning can be obtained by swinging the transducer center line of the ultrasonic transducer. Thus, confirmation of the tip position of the puncture needle and the like can be easily performed without moving the tip portion.
[0067]
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic endoscope apparatus including an ultrasonic endoscope having a smaller tip.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an ultrasonic endoscope apparatus;
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the distal end portion of an ultrasonic endoscope
FIG. 3 is a diagram for explaining sector scanning of an ultrasonic endoscope.
FIG. 4 is a diagram for explaining an image writing position when an ultrasonic tomographic image is constructed by sector scanning and an example of the ultrasonic tomographic image;
FIG. 5 is a diagram for explaining an ultrasonic tomographic image when an image writing position is provided in an ultrasonic observation region when an ultrasonic tomographic image is constructed by sector scanning.
FIG. 6 is a diagram for explaining radial scanning of an ultrasonic endoscope
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an ultrasonic tomographic image constructed by sector scanning
FIG. 8 is a diagram illustrating a state where a puncture needle is punctured into a region of interest
FIG. 9 is a diagram for explaining a region of interest and a needle image displayed in an ultrasonic tomographic image obtained by sector scanning.
FIG. 10 is another diagram for explaining a state where the puncture needle is punctured into the region of interest.
[Explanation of symbols]
1 ... Ultrasound endoscope
7 ... Tip
20 ... Ultrasonic transducer
30 ... Sector scanning unit
31 ... Ultrasonic transducer
32 ... Motor housing
33 ... 1st motor
34 ... Sector unit body
35 ... Position detecting member
36 ... Member detection part for position detection
40: Linear scanning unit
41 ... Slip ring
42. Encoder
43 ... Second motor