【手続補正書】
【提出日】平成16年10月29日(2004.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】超音波診断装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場を発生する磁場送信手段と、前記磁場送信手段が発生する磁場を検出する磁場受信手段とを具備し、前記磁場送信手段及び前記磁場受信手段のうちいずれか一方が超音波内視鏡の先端に配置され、前記磁場受信手段が検出した検出信号により前記超音波内視鏡の先端の位置を算出する位置算出手段を備えた超音波診断装置において、
前記超音波内視鏡の先端に配置される前記磁場送信手段及び前記磁場受信手段のうちいずれか一方が、当該超音波内視鏡の先端に配置される超音波振動子の基端側に設けられた硬性部内に配置されたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記超音波内視鏡の先端に配置される前記磁場送信手段及び前記磁場受信手段のうちいずれか一方は、複数系統のラインで前記位置算出手段に接続されることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波診断装置、更に詳しくは超音波内視鏡の先端位置を検出するための磁場検出コイル部分に特徴のある超音波診断装置に関する。
【従来の技術】
近年、超音波振動子を有する超音波内視鏡を体腔内に挿入して、上記超音波振動子から超音波を送受波し、そのエコー信号から体内の状態を描画することによって診断を行なう超音波画像診断装置が一般的に使用されている。
このような超音波画像診断装置における超音波内視鏡は、通常、フレキシブルシャフトの先端に超音波振動子を設け、その外周を円筒状のシースで覆うように構成されている。
そして、フレキシブルシャフトを介して超音波振動を回転させることによって、放射方向に超音波を照射するようにしたラジアルスキャン方式のものや、フレキシブルシャフト及び超音波振動子を挿入軸方向に移動させることで、フレキシブルシャフトの軸方向と直交する方向に超音波を照射するようにしたリニアスキャン方式のもの、上述のラジアルスキャン方式のものとリニアスキャン方式のものを組み合わせたスパイラルスキャン方式（三次元方式）のもの等が種々提案されている。
上記スパイラルスキャン方式のものは、ラジアルスキャンを行ないながら同時にリニアスキャンを行なうようにしたものであるので、連続した複数の超音波断層像を得ることができるようになっている。そして、これによって得られるエコーデータ（画像データ）に対して何らかの処理を施して三次元画像データを得るようにしている。
この種の超音波画像診断装置は、通常、被検部位のエコーデータを連続した複数の二次元画像の超音波断層像として取り込み、この取り込まれたエコーデータから被検部位の三次元画像を構築し表示するようにしている。
ところが、三次元画像を構築する上記超音波画像診断装置においては、一般に、リニアスキャンは、術者の手による超音波内視鏡の挿抜によって行われるため、リニアスキャンにおける先端部の位置が不正確となり、正確な三次元画像を構築することができないといった問題がある。
そこで、例えば特開平６−２６１９００号公報においては、先端部にコイルからなる磁気ソースを設け、この磁気ソースからの磁場を外部に設けた磁気センサにて検出し、リニアスキャンおける超音波振動子の軸方向の位置及びラジアルスキャンおけるスキャン面の向きを算出することで、正確な三次元画像を構築することのできる超音波画像診断装置が提案されている。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、磁気ソースを単に超音波内視鏡の先端に配置してるので、先端部が長くなり、また配線のための信号線を挿入部に沿わせて配置しなければならず、超音波内視鏡が小型化できずまた操作性が悪くなるといった問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、操作性を悪くすることなく、先端部を小型に形成することのできる超音波診断装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波診断装置は、磁場を発生する磁場送信手段と、前記磁場送信手段が発生する磁場を検出する磁場受信手段とを具備し、前記磁場送信手段及び前記磁場受信手段のうちいずれか一方が超音波内視鏡の先端に配置され、前記磁場受信手段が検出した検出信号により前記超音波内視鏡の先端の位置を算出する位置算出手段を備えた超音波診断装置において、前記超音波内視鏡の先端に配置される前記磁場送信手段及び前記磁場受信手段のうちいずれか一方が、当該超音波内視鏡の先端に配置される超音波振動子の基端側に設けられた硬性部内に配置されたことを特徴とする。
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
図１ないし図３は本発明の一実施の形態に係わり、図１は超音波内視鏡の先端の構成を示す断面図、図２は図１の超音波内視鏡を備えた超音波診断装置の構成を示す構成図、図３は図１の超音波内視鏡の先端の変形例の構成を示す断面図である。
本実施の形態の超音波内視鏡１は、図１に示すように、挿入部２の先端に硬性な硬性部３を有し、この硬性部３の先端には一体的に連設されたシース４が設けられている。そして、このシース４には超音波振動子５が挿入部２及び硬性部３を挿通しているフレキシブルシャフト６に回転自在に連結され状態で配置され、シース４の内部には超音波伝達媒体７が充填されている。また、硬性部３には例えば直交する２つの軸方向に磁場を発生する磁気ソース８が内蔵されている。
そして、超音波診断装置１１は、図２に示すように、上記超音波内視鏡１と、この超音波内視鏡１の超音波振動子５及びフレキシブルシャフト６を駆動すると共に超音波振動子５からのエコーデータを処理し３次元の超音波画像を形成する超音波画像処理装置１２と、超音波内視鏡１の挿入部２が体腔内に挿入される患者１４が横になるベッド１５に設けられた超音波内視鏡１の硬性部３の磁気ソース８が発生した磁場を検出する複数例えば１６個のコイルからなる磁気センサ１６と、磁気ソース８に電流を供給し磁場を発生させると共に磁気センサ１６からの磁場検出信号を入力し磁気ソース８の位置と向きを算出する位置検出装置１７と、超音波画像処理装置１２より３次元超音波画像を入力し位置検出装置１７により得られた磁気ソース８の位置と配向に基づいた画像をモニタ１８に表示するパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと記す）２０とを備えて構成される。
本実施の形態の超音波内視鏡１では、上述したように、磁気ソース８を硬性部３の内部に配置し、磁気ソース８の配線を挿入部内部に配置できるため、リニアスキャンや湾曲操作の操作性を阻害することなく、先端部を小型に形成するができる。
なお、図１においては磁気ソース８を直交する２つの軸方向に磁場を発生する２つのコイルを分離した状態で構成する例を示したが、図３に示すように、２個あるいは３個のコイルを互いに直交させて一体的に巻くことで磁気ソース８を形成し、この磁気ソース８を硬性部３の内部に配置しても同様な効果を得ることができる。
また、上記実施の形態では超音波内視鏡１の先端に磁場を発生する磁気ソースを設け、それを磁気センサで検出するとしたが、超音波内視鏡１の先端に磁気センサを設け、外部から磁場を発生させる場合においても本実施の形態が適用できることはいうまでもない。
［付記１］
（付記項１−１）  磁場を発生する送信コイルと、前記送信コイルが発生する磁場を検出する受信コイルとを具備し、前記送信コイル及び前記受信コイルのうちいずれか一方が超音波内視鏡の先端に配置され、前記受信コイルが検出した検出信号により前記超音波内視鏡の先端の位置を算出する位置算出手段を備えた超音波診断装置において、
前記超音波内視鏡の先端に配置される前記送信コイル及び前記受信コイルのうちいずれか一方は、先端部内に設けられる
ことを特徴とする超音波診断装置。
（付記項１−２）  前記超音波内視鏡の先端に配置される前記送信コイル及び前記受信コイルのうちいずれか一方は、直交する２つまたは３つの軸方向に磁場を発生する２つまたは３つのコイルを分離した状態で構成される
ことを特徴とする付記項１−１に記載の超音波診断装置。
（付記項１−３）  前記超音波内視鏡の先端に配置される前記送信コイル及び前記受信コイルのうちいずれか一方は、２個あるいは３個のコイルを互いに直交させて一体的に巻いた状態で構成される
ことを特徴とする付記項１−１に記載の超音波診断装置。
ところで、一般に内視鏡においては、先端部に連設して湾曲駒からなる湾曲部が設けられている。この湾曲部は手元側の湾曲操作ノブ等により上下左右に先端部を湾曲させることができる。
しかし、先端部に磁気ソース等のコイルを設けた内視鏡においては、このような湾曲操作を行うと磁気ソースへの接続線が断線し磁気ソースが使用できなくなり、このため、超音波内視鏡等の内視鏡そのものも使用できなくなるといった恐れがある。
そこで、次に、上記先端部に湾曲部を備えた超音波内視鏡等の内視鏡において、先端部に設けたコイルへの信号線の断線を効果的に防止することのできる内視鏡について説明する。
図４ないし図７は先端部に設けたコイルへの信号線の断線を効果的に防止することのできる内視鏡の一実施の形態に係わり、図４は内視鏡先端部の構成を示す構成図、図５は図４の磁気センサへの断線を回避する内視鏡装置の構成を示す構成図、図６は図５の断線回避装置の作用を示すフローチャート、図７は図４の内視鏡先端部の変形例の構成を示す構成図である。
図４に示すように、先端に照明窓５１及び観察窓５２を備えた内視鏡５３の先端部内には、２個あるいは３個のコイルを互いに直交させて一体的に巻くことで形成された磁気センサ５４が設けられており、この磁気センサ５４からは並列に２本の信号線５５、５６が接続されている。そして、磁気センサ５４は外部からの磁場を検知し内視鏡５３の先端部の位置を検出するために磁場の強度信号を２本の信号線５５、５６により並列に出力するようになっている。
内視鏡装置では、図５に示すように、磁気センサ５４からの２本の信号線５５、５６は、スイッチ回路５７を介して磁場の強度信号から内視鏡５３の先端部の位置を算出する信号処理装置５８に接続されている。また、信号処理装置５８の磁場の強度信号の入力端には断線検知回路５９が接続されており、断線検知回路５９は検知結果によりスイッチ回路５７を切り替えるようになっている。
内視鏡装置では、図６に示すように、断線検知回路５９がステップＳ１でスイッチ回路５７をａ側にし信号線５５が信号処理装置５８に接続されるようにする。そして、ステップＳ２で信号線５５の信号を監視し信号が出力されていない場合は断線と判断し、断線していない場合はステップＳ３で信号処理装置５８により位置の算出が行われ、断線している場合はステップＳ４でスイッチ回路５７をｂ側にし信号線５６が信号処理装置５８に接続されるようにする。そして、ステップＳ５で信号線５６の信号を監視し信号が出力されていない場合は断線と判断し、断線していない場合はステップＳ３で信号処理装置５８により位置の算出が行われ、断線している場合はステップＳ６でモニタ等に警告を表示する。
このように本実施の形態では、２本の信号線５５、５６により磁気センサ５４の出力を平行に取り出し、断線検知回路５９が信号線の信号を監視し断線状態を検知し、一方の信号線が断線した場合にはスイッチ回路５７を切り替えて、断線していない信号線により磁場の強度信号を信号処理装置５８に出力するので、先端部に設けた磁気センサへの信号線の断線を効果的に防止することができる。
なお、磁気センサ５４からは並列に２本の信号線５５、５６が接続されているとしたが、３本以上の信号線を並列に接続してもよく、この場合はさらに断線を効果的に防止することができる。
また、１つの磁気センサから並列に２本の信号線を引き出すとしたが、これに限らず、図７に示すように、内視鏡５３の先端部内に、２個あるいは３個のコイルを互いに直交させて一体的に巻くことで形成された２つあるいはそれ以上の磁気センサ５４ａ、５４ｂを設け、磁気センサ５４ａ、５４ｂよりそれぞれ信号線５５、５６を引き出し、例えば通常は信号線５５を用い磁気センサ５４ａからの磁場の強度信号を信号処理装置５８に出力し、上記と同様に断線検知回路５９により信号線５５を監視し、信号線５５が断線したと判断するとスイッチ回路５７を切り替えて信号線５６を用い磁気センサ５４ｂからの磁場の強度信号を信号処理装置５８に出力するようにしても同様な作用・効果を得ることができる。
［付記２］
（付記項２−１）  磁場を発生する送信コイルと、内視鏡の先端に配置された前記送信コイルが発生する磁場を検出する受信コイルと、前記受信コイルが検出した検出信号により前記内視鏡の先端の位置を算出する位置算出手段を備えた内視鏡装置において、
前記受信コイルは検出信号を２系統の出力ラインで出力する
ことを特徴とする内視鏡装置。
（付記項２−２）  前記２系統の出力ラインは、切換手段を介して前記位置算出手段に接続される
ことを特徴とする付記項２−１に記載の内視鏡装置。
【発明の効果】
以上説明したように本発明の超音波診断装置によれば、超音波内視鏡の先端に配置される前記送信コイル及び前記受信コイルのうちいずれか一方を先端部内に設けているので、操作性を悪くすることなく、先端部を小型に形成することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施の形態に係る超音波内視鏡の先端の構成を示す断面図
【図２】
図１の超音波内視鏡を備えた超音波診断装置の構成を示す構成図
【図３】
図１の超音波内視鏡の先端の変形例の構成を示す断面図
【図４】
先端部に設けたコイルへの信号線の断線を効果的に防止することのできる内視鏡の一実施の形態に係る内視鏡先端部の構成を示す構成図
【図５】
図４の磁気センサへの断線を回避する内視鏡装置の構成を示す構成図
【図６】
図５の断線回避装置の作用を示すフローチャート
【図７】
図４の内視鏡先端部の変形例の構成を示す構成図
【符号の説明】
１…超音波内視鏡
２…挿入部
３…硬性部
４…シース
５…超音波振動子
６…フレキシブルシャフト
７…超音波伝達媒体
８…磁気ソース
１１…超音波診断装置
１２…超音波画像処理装置
１６…磁気センサ
１７…位置検出装置
１８…モニタ
２０…パソコン
２１…音声発生器
２２…スピーカ