(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に挿入される先端硬性部と、
前記先端硬性部の先端面と、
前記先端硬性部内に配置された処置具挿通用チャンネルと、
前記処置具挿通用チャンネルの先端側の開口であって、前記先端面に配置された処置具導出口と、
前記先端面のうち、前記処置具導出口から導出される処置具を観察可能な位置に配置され、曲率中心が前記処置具導出口よりも基端側となるように凸型の円弧状に配列された複数の超音波振動子と、
を含むことを特徴とする超音波内視鏡。
【請求項２】
前記処置具挿通用チャンネルの長手方向中心軸を、内視鏡挿入軸に対して平行に設定したことを特徴とする請求項１に記載の超音波内視鏡。
【請求項３】
前記先端面は、内視鏡挿入軸に垂直であることを特徴とする請求項１に記載の超音波内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡の挿入部の先端に観察光学系と、処置具導出口と、複数の超音波振動子を配した、コンベックス型の探触子超音波内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
体腔内における超音波観察、或いは処置具類を使用して治療、処置を行う内視鏡として、内視鏡の先端にコンベックス型の超音波探触子を有する超音波内視鏡が知られている。コンベックス型の超音波探触子は、複数の超音波振動子を凸型の円弧状に並べて構成される。
【０００３】
コンベックス型の超音波探触子を有する超音波内視鏡として、例えば特許文献１、特許文献２(図１９参照)が示されている。これら超音波内視鏡においては、超音波探触子近傍の先端硬性部に観察光学系を備え、その観察光学系は、前方斜視方向に光軸を有する。
【０００４】
超音波内視鏡においては、観察光学系で視認しながら、その観察部位の内部を超音波断層像として観察する位置関係が必須である。そして、超音波断層像によって処置具の挿入深さなどを確認するためには、処置具の操作範囲を考慮した超音波走査範囲が必要になる。
【０００５】
そのため、特許文献１、２で示すように観察光学系が前方斜視の場合は、超音波探触子を先端硬性部の先端側に設けることによって、前方斜視の光軸と処置具の操作範囲とを超音波走査範囲内に収めることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１３１４４２号公報
【特許文献２】特開２００４−３５０７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された超音波内視鏡では、先端硬性部に加え超音波探触子を含めた構造が、いわゆる内視鏡挿入部の硬質長になる。このため、超音波探触子を搭載していない通常の内視鏡に比べ、超音波内視鏡では先端硬質長が長くなる。このことにより、前記超音波内視鏡の体腔内への挿入には、熟練した技術が必要となる。
【０００８】
また、特許文献２に記載された構造では、先端硬性部に斜面を設け、その斜面に超音波探触子を搭載している。このため、前記特許文献１に記載の超音波内視鏡に比べて先端硬質長は短くなっている。しかし、処置具導出口から導出される処置具を超音波走査範囲に収めることを可能にするため、超音波走査範囲が１８０度となる半円形状の超音波探触子を設けている。そのため、先端硬性部に加え、超音波探触子の曲率半径の２倍の長さを含めた構造が、先端硬質長になる。このことにより、通常の内視鏡に比べ、超音波内視鏡の先端硬質長が長くなるので、超音波内視鏡の体腔内への挿入には、熟練した技術が必要となる。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、先端硬質長を短縮させて、体腔内への挿入性を向上させる超音波探触子を備えた超音波内視鏡を提供することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様による超音波内視鏡は、被検体に挿入される先端硬性部と、前記先端硬性部の先端面と、前記先端硬性部内に配置された処置具挿通用チャンネルと、前記処置具挿通用チャンネルの先端側の開口であって、前記先端面に配置された処置具導出口と、前記先端面のうち、前記処置具導出口から導出される処置具を観察可能な位置に配置され、曲率中心が前記処置具導出口よりも基端側となるように凸型の円弧状に配列された複数の超音波振動子と、を含んでいる。
【００１１】
この構成によれば、複数の超音波振動子の曲率中心が処置具導出口よりも基端側、即ち、処置具導出口よりも後退している。したがって、超音波探触子の処置具導出口より先端側への最大突出量が半径寸法以下になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、先端硬質長を短縮させて、体腔内への挿入性を向上させる超音波探触子を備えた超音波内視鏡を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】超音波内視鏡の構成を説明する図
【図２】超音波内視鏡の先端部の構成を説明する斜視図
【図３】図２に示す先端部を正面から見た正面図
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図
【図５】複数の超音波振動子を配列して構成される超音波探触子、及び超音波探触子の超音波観測領域と、処置具導出口から導出された処置具との関係を説明する図
【図６】アーチファクトが現れた超音波画像例を示す図
【図７】図５に示す超音波探触子で描出された超音波画像例を示す図
【図８】ノーズピースの組織当接面と超音波探触子の音響レンズ面との関係を説明する図
【図９】超音波内視鏡の超音波観測領域の境界近傍に病変部が存在する状態を説明する図
【図１０】図９に示す観察状態における超音波画像を示す図
【図１１】エレベーション幅が連続的に変化する超音波探触子を備えた先端部を正面から見た正面図
【図１２】図１１のＢ−Ｂ線断面図
【図１３】エレベーション幅の一部が連続的に変化する部分とを備える超音波探触子を含む先端部を正面から見た正面図
【図１４】図１３のＣ−Ｃ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
図１乃至図１４は本発明の一実施形態に係り、図１は超音波内視鏡の構成を説明する図、図２は超音波内視鏡の先端部の構成を説明する斜視図、図３は図２に示す先端部を正面から見た正面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図、図５は複数の超音波振動子を配列して構成される超音波探触子、及び超音波探触子の超音波観測領域と、処置具導出口から導出された処置具との関係を説明する図、図６はアーチファクトが現れた超音波画像例を示す図、図７は図５に示す超音波探触子で描出された超音波画像例を示す図、図８はノーズピースの組織当接面と超音波探触子の音響レンズ面との関係を説明する図、図９は超音波内視鏡の超音波観測領域の境界近傍に病変部が存在する状態を説明する図、図１０は図９に示す観察状態における超音波画像を示す図、図１１はエレベーション幅が連続的に変化する超音波探触子を備えた先端部を正面から見た正面図、図１２は図１１のＢ−Ｂ線断面図、図１３はエレベーション幅の一部が連続的に変化する部分とを備える超音波探触子を含む先端部を正面から見た正面図、図１４は図１３のＣ−Ｃ線断面図である。
【００１６】
図１に示すように本実施形態の超音波内視鏡(以下、内視鏡とも記載する)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の基端に設けられた操作部３と、この操作部３の側部から延出するユニバーサルコード４とを備えて構成されている。ユニバーサルコード４の他端には内視鏡コネクタ５が設けられている。内視鏡コネクタ５の側部からは超音波ケーブル６が延出している。超音波ケーブル６の他端には超音波コネクタ７が設けられている。
【００１７】
挿入部２は、先端側から順に硬質部材で形成された先端硬性部２ａと、湾曲自在に構成された湾曲部２ｂと、この湾曲部２ｂの基端から操作部３の先端に至る長尺で可撓性を有する可撓管部２ｃとを連接して構成されている。
操作部３には湾曲操作を行うためのアングルノブ３ａが設けられている。また、操作部３には送気及び送水の操作を行う送気送水ボタン３ｂと、吸引を行う吸引ボタン３ｃとが設けられている。さらに、操作部３には処置具を体腔内に導くための処置具挿入口３ｄが設けられている。
【００１８】
なお、符号１０はコンベックス型の超音波走査面を有する超音波探触子からなる超音波ユニットである。超音波ユニット１０は、内視鏡挿入軸方向に対して前方方向を走査する超音波走査範囲１０Ａを形成する。
【００１９】
図２、図３に示すように挿入部２の先端硬性部２ａには超音波による音響的画像情報を得るための超音波ユニット１０が設けられている。超音波ユニット１０は、筐体であるノーズピース１１と、超音波探触子１２とを備えて構成されている。超音波探触子１２はノーズピース１１の略中央部に形成された切り欠き部に一体的に配設されている。この図に示すようにノーズピース１１を構成する組織当接面１１ａ、及び超音波探触子１２の音響レンズ面１２ａは、先端硬性部２ａの先端面２１よりも突出する形状で構成されている。
【００２０】
図４、図５に示すように超音波探触子１２は、例えば複数の超音波振動子９と、音響レンズ１２ａとで構成されている。複数の超音波振動子９は、凸型の円弧を形成するように配列されている。
【００２１】
一方、先端硬性部２ａの先端面２１には、図２、図３に示すように観察光学系２２を構成する観察窓２２ａと、照明光学系２３を構成する照明窓２３ａと、穿刺針等の処置具が導出される処置具導出口２４と、観察窓２２ａに向けて水や空気等の流体を噴出する送気送水ノズル２５と、前方に向けて送水を行うための副送水チャンネル口２６とが設けられている。なお、副送水チャンネル口２６を設ける代わりに、該副送水チャンネル口２６を第２処置具導出口として構成するようにしても良い。
【００２２】
処置具導出口２４の中心軸は、処置具導出口２４から導出される処置具が超音波探触子１２で得られる超音波走査範囲１０Ａ内に収まるように、超音波探触子１２の中心線Ｌ２と同一直線上に配列してある。
【００２３】
観察窓２２ａ、照明窓２３ａ、及び送気送水ノズル２５は、処置具導出口２４に対して例えば図中右側にまとめて配置され、超音波走査範囲１０Ａより外側に配置されている。そして、観察窓２２ａは、照明窓２３ａ、送気送水ノズル２５のうち、該送気送水ノズル２５の配置位置を、超音波観測領域１０Ａから最も離れた位置となるように設定している。また、本実施形態においては、照明窓２３ａ、観察窓２２ａ、及び送気送水ノズル２５の配置位置を、観察性能の向上、洗滌性の向上、及び内視鏡先端部外径寸法の小径化を図る目的を考慮して、一直線上に配置している。
【００２４】
観察窓２２ａは、観察光学系２２の観察視野範囲(図４の一点鎖線で示す符号２２Ａの範囲参照)を有している。照明窓２３ａは、照明光学系２３の照明光照射範囲(図４の二点鎖線で示す符号２３Ａの範囲参照)を有している。観察視野範囲２２Ａ、照明光照射範囲２３Ａは、その範囲内に超音波探触子１２が含まれないように構成される。
【００２５】
なお、観察窓２２ａ、及び照明窓２３ａは、先端面２１より僅かに突出して構成された観察部用先端面２１ａ内に設けられている。また、副送水チャンネル口２６は、観察窓２２ａ、照明窓２３ａ、及び送気送水ノズル２５が配置されている処置具導出口２４を挟んで一面側とは反対側の他面側であって、超音波走査範囲１０Ａより外側に配置されている。この副送水チャンネル口２６を第２処置具導出口として構成する場合、チャンネル径の寸法を使用する処置具に合わせて径寸法を設定する。
【００２６】
このことによって、内視鏡観察下において２つの処置具を使用した手技を行える。このため、第２処置具導出口から突出させ、内視鏡観察下で使用する処置具と、処置具導出口２４から突出させ、超音波診断下で使用する処置具とを組み合わせて、効率良く、診断、治療を行う構成が可能になる。
【００２７】
図４に示すように先端硬性部２ａの基端側には湾曲部２ｂを構成する先端湾曲駒８ａが接続固定されている。先端湾曲駒８ａには複数の湾曲駒(不図示)が連接されている。そして、これら湾曲駒をつなげて構成される湾曲部２ｂの中心を結ぶ直線が内視鏡挿入軸Ｌ１である。
【００２８】
先端湾曲駒８ａの所定位置には、上下左右用の湾曲ワイヤ８ｗのそれぞれの先端部が固設されている。したがって、術者が、アングルノブ３ａを適宜操作することにより、その操作に対応する湾曲ワイヤ８ｗが牽引弛緩されて、湾曲部２ｂが湾曲動作するようになっている。これら複数の湾曲駒は湾曲ゴム８ｇによって被覆されている。湾曲ゴム８ｇの先端部は、先端硬性部２ａに設けられる糸巻き接着部８ｈによって一体的に固定されている。
【００２９】
先端硬性部２ａの先端面２１、及び観察部用先端面２１ａは、内視鏡挿入軸Ｌ１に対して直交して構成されている。先端硬性部２ａには処置具導出口２４を構成する処置具挿通用チャンネル孔(以下、処置具用孔と略記する)２７、及び配置孔３０が形成されている。
【００３０】
なお、先端硬性部２ａには、孔２７、３０の他に図示は省略しているが、観察光学系が設けられる貫通孔、照明光学系が設けられる貫通孔、送気送水ノズル２５から噴出される流体を供給する送気送水用の貫通孔、副送水チャンネル口２６を構成する貫通孔等が備えられている。
【００３１】
処置具用孔２７の長手方向中心軸Ｌ４は、内視鏡挿入軸Ｌ１に対して略平行に形成されている。配置孔３０の長手方向中心軸Ｌ５は、内視鏡挿入軸Ｌ１に対して略平行に形成されている。また、超音波内視鏡１に備えられる観察光学系の光軸Ｌ６、及び照明光学系の光軸Ｌ７も内視鏡挿入軸Ｌ１に対して平行である。
【００３２】
したがって、本実施形態の超音波内視鏡１に備えられている観察光学系は、観察視野を前方正面、言い換えれば内視鏡挿入軸Ｌ１の前方側である挿入方向に設定した、いわゆる直視型である。
【００３３】
処置具用孔２７の基端側には所定量傾斜して形成されたチューブ連結パイプ２８の一端部が連通されている。チューブ連結パイプ２８は、その他端部に処置具挿通用チャンネルを構成するチャンネルチューブ２９の一端部を連通配置している。チャンネルチューブ２９の他端部は、前記処置具挿入口３ｄに連通している。
【００３４】
そして、処置具挿入口３ｄを介して挿通された処置具は、チャンネルチューブ２９、チューブ連結パイプ２８、処置具用孔２７内をスムーズに移動して処置具導出口２４から導出される。処置具導出口２４から導出される処置具は、内視鏡挿入軸Ｌ１に対して平行に、挿入部２の挿入方向である前方に向けて導出される。
【００３５】
つまり、処置具用孔２７内に例えば処置具として穿刺針の先端部を配置した状態において、穿刺針を構成する針管を突出させる。すると、針管は、処置具導出口２４から内視鏡挿入軸Ｌ１に対して略平行に、観察窓２２ａを通して観察されている前方正面に向かって突出される。
【００３６】
一方、先端硬性部２ａには配置孔３０が設けられている。配置孔３０内に超音波ユニット１０が嵌合されて、ノーズピース１１の当接面と先端硬性部２ａの突き当て面３６が当接することによって、超音波ユニット１０の配置孔３０に対する位置決めが行われる。超音波ユニット１０の他端側からは、超音波探触子１２に接続された超音波ケーブル３４が導出している。
【００３７】
先端硬性部２ａの突き当て面３６から先端に至る外形(図２の符号１１ｂの面)は、超音波探触子１２のエレベーション幅Ｗと当接面１１ａとを備えて、図２に示すように先端硬性部２ａの先端外形寸法と略同寸法に設定されている。
【００３８】
このため、超音波観察の際に超音波ユニット１０を体組織に押し当てたとき、内視鏡挿入軸Ｌ１の方向に操作部３を把持する操作者の力量が確実に超音波ユニット１０まで伝達される。このことによって、図８に示すように組織当接面１１ａと音響レンズ面１２ａとを略均一に体組織に密着させることができる。このように、超音波ユニット１０の組織当接面１１ａと音響レンズ面１２ａとを体組織に対して安定した状態で押し当てて、良好な超音波観察像を得ることができる。
【００３９】
図４、図５に示す超音波探触子１２は、例えばバッキング材、圧電振動子、整合層、音響レンズを積層した複数の超音波振動子９を複数配列して構成される。複数の超音波振動子９は、処置具突出口に対して最も近位に配置されたて超音波を放射する第１超音波振動子９Ｆから処置具突出口から数えて最も遠方の最終超音波振動子９Ｌまで所定間隔ｐで配列されている。そして、図５に示すように超音波探触子１２の円弧の曲率中心Ｏ１は、先端硬性部２ａに設けられた処置具導出口２４の開口面２４ａよりも基端側に位置するように構成されている。なお、超音波振動子９には、圧電素子の代わりにＭＵＴ(Micromachined Ultrasound Transducer)素子を使用してもよい。
【００４０】
このように、超音波探触子１２の円弧の曲率中心Ｏ１を、処置具導出口２４の開口面２４ａより基端側に設けることによって、内視鏡１の先端硬質長が短くなる。このため、内視鏡の体腔内への挿入性が向上する。また、内視鏡１の観察視野範囲内に超音波探触子１２が配置されない構成であるため、内視鏡画像の一部が超音波探触子１２によって欠けるという不具合が解消される。さらに、内視鏡１の照明光照射範囲内にも超音波探触子１２が入らないので、照明光の一部が超音波探触子１２によって遮られることがなく、内視鏡１の観察視野範囲内に照明光が行き渡って、良好な内視鏡画像を得られる。
【００４１】
超音波探触子１２において、第１超音波振動子９Ｆの音線の中心軸ＬＦの方向は、先端硬性部２ａの先端面２１(具体的には処置具導出口２４を備える先端面２１)を規準にして、該先端面２１に対して角度θ１だけ先端側に傾いて設定されている。
【００４２】
また、第１超音波振動子９Ｆの音線の中心軸ＬＦの方向を角度θ１だけ先端側に傾けて設定する際、第１超音波振動子９Ｆの指向角θ２を考慮に入れている。具体的には、図５中の二点鎖線で囲まれた指向角内に超音波を反射しうる材質、例えば金属や硬質樹脂である先端硬性部２ａの少なくとも一部、或いは送気送水ノズル２５の少なくとも一部等、が入り込まないように角度θ１を設定している。角度θ１は、少なくとも、指向角θ２の半分の角度よりも大きく設定される。
【００４３】
先端硬性部２ａが指向角の範囲内にある場合、図６に示すようなアーチファクト４２が現れる。しかし、本実施形態の構成によればアーチファクトが出現せず、図７に示すように処置具超音波像４１ａが超音波画像４０中に明瞭に描写される。つまり、処置具導出口２４から処置具４１が僅かに突出された状態から該処置具４１が病変部４３に穿刺されるまでの処置具超音波像４１ａが超音波画像４０中に明瞭に描出される。このような良好な視認性を得て、病変部４３に対して処置具４１を正確に導入することができる。
【００４４】
一方、最終超音波振動子９Ｌが音線の中心軸ＬＬの方向は、内視鏡挿入軸Ｌ１に対して平行、又は角度θ３だけ前方にいくにしたがって拡開するように設定されている。
【００４５】
このことによって、処置具導出口２４から突出された処置具４１が内視鏡挿入軸Ｌ１に対して略平行に前方に向かって突出されたとき、処置具４１は超音波走査範囲１０Ａの中央付近を移動し続ける。また、拍動などで穿刺前に内視鏡１が移動してしまって、例えば図９に示すように内視鏡挿入軸Ｌ１よりも外側に病変部４３が存在する場合であっても、超音波走査範囲１０Ａの辺縁に病変部４３が位置することによって、図１０に示すように超音波画像４０中の縁に病変部４３が表示される。
【００４６】
つまり、内視鏡１と病変部４３との相対位置がずれてしまった場合でも、超音波走査範囲１０Ａが内視鏡挿入軸Ｌ１を超えた角度まで存在しているため、病変部４３を見失うことが防止される。したがって、操作者が手元操作を行って、内視鏡１と病変部４３との位置ずれの修正を容易に行うことができる。その後、病変部４３に対して処置具４１を導入する。
【００４７】
上述した実施形態においては、超音波探触子１２のエレベーション幅を図３示すように寸法Ｗで設定している。言い換えれば、超音波探触子１２を構成する複数の超音波振動子９のエレベーション幅は寸法Ｗで統一されていた。これに対して、図１１、図１２に示す構成の超音波探触子１２Ａでは、第１超音波振動子９Ｆのエレベーション幅ＷＦと最終超音波振動子９Ｌのエレベーション幅ＷＬとを異なる寸法に設定している。
【００４８】
具体的には、第１超音波振動子９Ｆから最終超音波振動子９Ｌに向かうにしたがって、つまり図１２中のＡからＢに向かうにしたがって超音波振動子９のエレベーション幅が徐々(連続的)に幅狭になる設定である。したがって、図１１に示すように超音波探触子１２Ａは二点鎖線に示す図３で示した超音波探触子１２に比べて小型で、正面から見て台形形状に形作られる。
【００４９】
このように超音波探触子１２Ａを構成した超音波ユニット１０Ａにおいては、エレベーション幅が幅狭になるにしたがって、原理上、放射される超音波ビームが拡散しやすくなり、且つ、感度が低下する。しかし、本実施形態においては、ノーズピース１１Ａの形状を、超音波探触子１２Ａのエレベーション幅の変化に合わせて、小さく設定している。
【００５０】
このことによって、二点鎖線に示す図３に示されていたノーズピース１１の外形に比べ、ノーズピース１１Ａが小さくなって内視鏡１の先端部の小径化を図れる。このことによって、内視鏡の挿入性の向上を図ることができる。
【００５１】
なお、図１３、図１４に示す構成の超音波探触子１２Ｂでは、第１超音波振動子９Ｆから第ｎ超音波振動子９ｎまでを同一寸法に設定している。つまり、図１４中のＣからＤの範囲のエレベーション幅はＷで統一されている。これに対して、第(ｎ＋１)超音波振動子９(ｎ＋１)と最終超音波振動子９Ｌとではエレベーション幅が異なる。具体的には、第(ｎ＋１)超音波振動子９(ｎ＋１)から最終超音波振動子９Ｌに向かうにしたがって、つまり図１４中のＥからＦに向かうにしたがって超音波振動子９のエレベーション幅が徐々に幅狭になる設定である。したがって、図１３に示すように超音波探触子１２Ｂは二点鎖線に示す図３で示した超音波探触子１２に比べて小型で、正面から見てホームベース形状に形作られる。
【００５２】
このことによって、二点鎖線に示す図３に示されていたノーズピース１１の外形に比べ、ノーズピース１１Ｂを小さくして内視鏡１の先端部の小径化を図れる。また、超音波探触子１２Ｂを構成する超音波ユニット１０Ｂにおいては、エレベーション幅がＡからＢの範囲においてエレベーション幅が同一寸法であるので、超音波ユニット１０と同様の画質の超音波画像を得られる。  
尚、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。
【符号の説明】
【００５３】
１…超音波内視鏡    ２ａ…先端硬性部    ９、９Ｆ、９Ｌ…超音波振動子１０…超音波ユニット    １０Ａ…超音波走査範囲    １１……ノーズピース１１ａ…組織当接面    １２…超音波探触子    １２ａ…音響レンズ面２１…先端面    ２２…観察光学系    ２２ａ…観察窓    ２２Ａ…観察視野範囲    ２３…照明光学系    ２３ａ…照明窓２３Ａ…照明光照射範囲    ２４…処置具導出口    ２５…送気送水ノズル２７…処置具用孔    ４１…処置具
【図１】
0005513589.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005513589.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005513589.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005513589.tif 000011
【図１１】
0005513589.tif 000012
【図１２】
0005513589.tif 000013
【図１３】
0005513589.tif 000014
【図１４】
0005513589.tif 000015