(57)【要約】【課題】カプセル本体を極力小さくすることが可能なカプセル型超音波診断装置を実現する。【解決手段】カプセル型超音波診断装置１は、目的部位へ向けて超音波を送波して目的部位からのエコー信号を受波する超音波振動子２１と、超音波振動子２１を備え、受波したままのエコー信号を外部に無線送信する送信手段としてのカプセル側送信部１５及びカプセル側アンテナ１６を有する体腔内に挿入可能なカプセル本体２と、カプセル本体２から送信されたエコー信号を受信する受信手段としての装置側アンテナ３１及び装置側受信部３２と、これら装置側アンテナ３１及び装置側受信部３２を備え、装置側アンテナ３１及び装置側受信部３２で受信したエコー信号を信号処理して超音波画像を構築する超音波観測装置３と、具備して構成されている。【選択図】図１
2006129947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的部位へ向けて超音波を送波して目的部位からのエコー信号を受波する超音波振動子と、
前記超音波振動子を備え、受波したままの前記エコー信号を外部に無線送信する送信手段を有する体腔内に挿入可能なカプセル本体と、
前記カプセル本体から送信された前記エコー信号を受信する受信手段と、
前記受信手段を備え、前記受信手段で受信したエコー信号を信号処理して超音波画像を構築する超音波観測装置と、
を具備することを特徴とするカプセル型超音波診断装置。
【請求項２】
目的部位へ向けて超音波を送波して目的部位からのエコー信号を受波する超音波振動子と、
前記超音波振動子を備え、前記エコー信号をＡＭ変調又はＦＭ変調するとともに、外部に無線送信する送信手段を有する体腔内に挿入可能なカプセル本体と、
ＡＭ変調又はＦＭ変調され、前記カプセル本体から送信された前記エコー信号を受信する受信手段と、
前記受信手段を備え、前記受信手段で受信したエコー信号を信号処理して超音波画像を構築する超音波観測装置と、
を具備することを特徴とするカプセル型超音波診断装置。
【請求項３】
前記カプセル本体は、搬送波を生成する発振部と、この発振部により生成した搬送波の信号成分に前記超音波振動子から得られたエコー信号を加算して変調するミキシング回路と、このミキシング回路により変調されたエコー信号に対してアンテナとのインピーダンスマッチングを取って同調を行う同調トランスとを、少なくとも具備したことを特徴とする請求項１又は２に記載のカプセル型超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体内において、超音波を送受波して得たエコーデータに基づき、超音波画像を生成するカプセル型超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波診断装置は、広く用いられている。超音波診断装置は、例えば、超音波内視鏡と超音波観測装置とを有して構成されている。上記超音波内視鏡は、体腔内に挿入可能な挿入部の先端に超音波振動子を有している。上記超音波観測装置は、上記超音波内視鏡の超音波振動子から得られたエコー信号を信号処理してモニタに画像表示させるようになっている。
【０００３】
上記従来の超音波診断装置は、上記超音波内視鏡と上記超音波観測装置とを超音波コードにより接続されている。このため、検査室の各ベッドサイドに超音波診断装置が設置されていない病院では、超音波検査を行う際に、超音波観測装置を各ベッドに移動させる必要があり、また、配線も取り替える必要があった。  
このため、上記従来の超音波診断装置は、例えば、特開２００３−２６５４６８号公報や特開２００２−１５２３１４号公報に記載されているように超音波振動子で得た超音波エコー信号を無線通信により伝送する装置が提案されている。
【０００４】
上記特開２００３−２６５４６８号公報に記載の超音波診断装置は、超音波振動子から得られたエコー信号をデジタル変換処理後、信号処理して例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等汎用の無線通信規格に基づく通信手段により超音波観測装置へ無線送信するようになっている。  
一方、上記特開２００２−１５２３１４号公報に記載の超音波診断装置は、超音波振動子から得られたエコー信号をアナログ信号のまま増幅した後、誤検出が可能なように信号処理して逓倍化信号を生成し超音波観測装置へ無線送信するようになっている。
【０００５】
ところで、最近、カプセル型医療装置は、使用される状況になって来ている。カプセル型医療装置は、カプセル本体を備えている。カプセル本体は、被験者が飲み込み易いように形成されている。カプセル本体は、患者の口腔から飲み込まれることにより体腔内に送り込まれる。カプセル本体は、小腸近傍等、細長な挿入部を有する内視鏡でも到達が困難であった体腔内深部へ容易に到達して観察・診断もしくは処置等の医療行為が可能である。
【０００６】
このような従来のカプセル型医療装置の中には、カプセル型超音波診断装置がある。このカプセル型超音波診断装置は、上記カプセル本体内に上記超音波振動子を設けている。  
従って、上記従来のカプセル型超音波診断装置は、上記カプセル本体を患者の口腔から飲み込まれることにより体腔内に送り込まれ、通常の超音波内視鏡の挿入部が挿入困難な部位において、超音波画像を取得可能である。
【特許文献１】特開２００３−２６５４６８号公報
【特許文献２】特開２００２−１５２３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来のカプセル型超音波診断装置は、上記超音波内視鏡を用いる従来の超音波診断装置と同様にエコー信号を無線送信するように構成すると以下に記載するような問題がある。
【０００８】
例えば、上記特開２００３−２６５４６８号公報に記載の超音波診断装置は、デジタル信号処理回路によりデジタル信号処理を行って超音波観測装置へ無線送信している。  
このため、上記従来のカプセル型超音波診断装置は、デジタル信号処理回路を備えている分、カプセル本体が大型化してしまう。
【０００９】
一方、上記特開２００２−１５２３１４号公報に記載の超音波診断装置は、アナログ信号処理回路によりアナログ信号処理を行って超音波観測装置へ無線送信している。
【００１０】
このため、上記従来のカプセル型超音波診断装置は、アナログ信号処理回路を備えている分、カプセル本体が大型化してしまう。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、カプセル本体を極力小さくすることが可能なカプセル型超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によるカプセル型超音波診断装置は、目的部位へ向けて超音波を送波して目的部位からのエコー信号を受波する超音波振動子と、前記超音波振動子を備え、受波したままの前記エコー信号を外部に無線送信する送信手段を有する体腔内に挿入可能なカプセル本体と、前記カプセル本体から送信された前記エコー信号を受信する受信手段と、前記受信手段を備え、前記受信手段で受信したエコー信号を信号処理して超音波画像を構築する超音波観測装置と、を具備することを特徴としている。  
また、本発明によるカプセル型超音波診断装置は、目的部位へ向けて超音波を送波して目的部位からのエコー信号を受波する超音波振動子と、前記超音波振動子を備え、前記エコー信号をＡＭ変調又はＦＭ変調するとともに、外部に無線送信する送信手段を有する体腔内に挿入可能なカプセル本体と、ＡＭ変調又はＦＭ変調され、前記カプセル本体から送信された前記エコー信号を受信する受信手段と、前記受信手段を備え、前記受信手段で受信したエコー信号を信号処理して超音波画像を構築する超音波観測装置と、を具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のカプセル型超音波診断装置は、カプセル本体を極力小さくすることができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１ないし図４は本発明の実施例１に係わり、図１は実施例１のカプセル型超音波診断装置を示す全体構成図、図２は図１のカプセル側送信部の構成を示すブロック図、図３は図１のカプセル側送信部の変形例を示すブロック図、図４は図３の同調トランス＆ミキシング回路の簡略図である。
【００１６】
図１に示すように本発明の実施例１のカプセル型超音波診断装置１は、カプセル本体２と、体外に設けた超音波観測装置３とを有して構成されている。  
前記カプセル本体２は、患者の口腔から飲み込まれることにより体腔内に送り込まれ、前記超音波観測装置３と通信して体腔内の目的部位において超音波を送受波して超音波画像を得るように構成している。  
前記カプセル本体２は、超音波部１１と、カプセル内電源部１３と、カプセル側制御部１４と、送信手段としてのカプセル側送信部１５及びカプセル側アンテナ１６とを有して構成されている。  
前記超音波部１１は、超音波を送波し、反射してきた超音波エコーを受波する超音波振動子２１を有している。この超音波部１１は、前記超音波振動子２１を回転駆動するモータ等の回転駆動部２２が設けられている。尚、前記回転駆動部２２には、図示しないエンコーダ等の回転検知部を備え、このエンコーダにより検知した回転情報を超音波観測装置３に送信するようになっている。また、前記超音波部１１は、図示しないが超音波振動子２１の周囲が流動パラフィン等の超音波伝達媒体で満たされるようになっている。
【００１７】
前記カプセル側制御部１４は、前記超音波部１１の超音波振動子２１を駆動するための超音波駆動信号を出力してこの超音波振動子２１を駆動し、超音波振動子２１からの超音波エコー信号を読み出すようになっている。  
また、前記カプセル側制御部１４は、前記超音波振動子２１の送受波タイミングと同期して前記回転駆動部２２を駆動するための駆動信号を出力するようになっている。
【００１８】
これにより、カプセル本体２は、前記回転駆動部２２が超音波振動子２１を前記カプセル本体２の長手中心軸に対して垂直な方向であるラジアル方向に回転駆動するようになっている。即ち、カプセル本体２は、長手中心軸に対して垂直な向きの超音波断層画像を得るラジアル走査が行われるようになっている。
【００１９】
前記カプセル内電源部１３は、前記カプセル側制御部１４を介して前記カプセル本体２内の各部へ電源電力を供給するバッテリを有して構成されている。  
前記カプセル側送信部１５は、前記超音波振動子２１からの超音波エコー信号を所定の周波数の搬送波（キャリア信号）により変調し、前記カプセル側アンテナ１６から電波として発信するようになっている。
【００２０】
一方、前記超音波観測装置３は、受信手段としての装置側アンテナ３１及び装置側受信部３２と、装置側信号処理部３３と、装置側制御部３４と、画像処理部３５と、モニタ３６と、操作入力部３７と、装置内電源部３８とを有して構成されている。
【００２１】
前記装置側アンテナ３１は、前記カプセル本体２と無線通信を行うようになっている。  
前記装置側受信部３２は、前記装置側アンテナ３１により受信した前記カプセル本体２からの電波の搬送波（キャリア信号）を選択的に抽出し、検波等して画像信号等の信号を復調して前記装置側信号処理部３３へ出力するようになっている。
【００２２】
前記装置側信号処理部３３は、前記装置側受信部３２からの画像信号等の信号を信号処理して前記装置側制御部３４へ出力するようになっている。  
前記画像処理部３５は、前記装置側制御部３４を介して入力される画像信号を画像処理して標準的な映像信号を生成するようになっている。この画像処理部３５は、生成した映像信号を前記モニタ３６に出力してこのモニタ３６の表示画面に前記カプセル本体２からの超音波画像を表示するようになっている。
【００２３】
前記装置側制御部３４は、キーボードやマウス等の操作入力部３７が接続されており、この操作入力部３７から入力される操作情報に基づき、前記画像処理部３５を制御して操作者の所望するような画像処理を施すようになっている。  
前記装置内電源部３８は、前記装置側制御部３４を介して商用電源からの電源電力を各構成部等へ供給するように構成されている。尚、装置内電源部３８は、図示しないバッテリを有して構成されていてもよい。
【００２４】
尚、本実施例では、前記カプセル本体２において、超音波振動子２１により得られた超音波エコー信号を信号処理することなく、前記超音波観測装置３へ直接、無線送信するように構成している。  
次に、図２を参照してカプセル側送信部１５の詳細構成を説明する。
【００２５】
図２に示すように前記カプセル側送信部１５は、ミキシング回路４１と、電力増幅部４２と、同調トランス４３と、搬送波発振部４４とを有して構成されている。  
前記搬送波発振部４４は、水晶振動子やセラミック振動子等により高周波を発生して、エコー信号を搬送するための搬送波（キャリア信号）を生成するようになっている。
【００２６】
前記ミキシング回路４１は、前記搬送波発振部４４により生成した搬送波（キャリア信号）の信号成分にエコー信号を加算するようになっている。  
尚、本実施例では、前記装置側信号処理部３３からのアナログ信号に対してＡＭ（ Amplitude Modulation ）変調を施すようになっている。
【００２７】
前記電力増幅部４２（パワーアンプ）は、前記ミキシング回路４１により変調された信号に対し、前記カプセル側アンテナ１６で送信するための電力増幅を行うようになっている。  
前記同調トランス４３は、前記電力増幅部４２により電力増幅された信号に対し、前記カプセル側アンテナ１６とのインピーダンスマッチングを取って同調を行うようになっている。尚、前記同調トランス４３は、トランス巻き数比を一次対二次が１対１となっている。
【００２８】
このように構成されているカプセル型超音波診断装置１は、被験者によりカプセル本体２が飲み込まれて超音波観測が行われる。  
前記カプセル型超音波診断装置１は、体腔内において前記カプセル本体２がカプセル内電源部１３を電力供給状態にすると、超音波観測を開始する。
【００２９】
前記カプセル本体２は、前記カプセル側制御部１４から超音波駆動信号を出力されて超音波振動子２１を駆動し、目的部位に対して超音波パルスを送受波する。  
と同時に、カプセル本体２は、前記カプセル側制御部１４から駆動信号を出力されて超音波部１１の回転駆動部２２が駆動して超音波振動子２１を回転駆動する。
【００３０】
これにより、カプセル本体２は、超音波振動子２１が超音波パルスを送受波してラジアル走査を行い、生体組織からの超音波エコー信号を得る。  
この超音波エコー信号は、カプセル側送信部１５により所定の周波数の搬送波（キャリア信号）により変調され、前記カプセル側アンテナ１６から電波として発信される。
【００３１】
ここで、カプセル側送信部１５は、超音波エコー信号に対して前記ミキシング回路４１により前記搬送波発振部４４で生成した搬送波（キャリア信号）の信号成分にエコー信号を加算してＡＭ変調し、前記電力増幅部４２により電力増幅し、前記同調トランス４３により同調する。  
これにより、カプセル本体２は、前記超音波振動子２１により得られた超音波エコー信号を信号処理することなく、前記超音波観測装置３へ直接、無線送信することが可能となる。
【００３２】
前記超音波観測装置３は、前記カプセル本体２からの電波を前記装置側アンテナ３１から受信して前記装置側受信部３２により受信処理する。  
ここで、装置側受信部３２は、前記装置側アンテナ３１から受信した信号に対して目的の周波数帯を効率良く増幅して搬送波（キャリア信号）を抽出し、この抽出した搬送波（キャリア信号）に対して目的の信号帯域を取り出し、この取り出した信号に対して検波等して搬送波（キャリア信号）を除去し、画像信号等の信号を復調する。
【００３３】
そして、装置側受信部３２からの信号は、前記装置側信号処理部３３により信号処理される。  
前記装置側信号処理部３３は、復調した画像信号等のアナログをデジタル信号に変換し、デジタル変換されたシリアル信号をパラレル信号に変換して前記装置側制御部３４に出力する。
【００３４】
前記装置側制御部３４は、前記装置側信号処理部３３により信号処理した信号を前記画像処理部３５へ出力する。更に、前記装置側制御部３４は、前記操作入力部３７から入力される操作情報に基づき、前記画像処理部３５を制御して操作者の所望するような画像処理を施す。  
前記画像処理部３５は、前記装置側制御部３４を介して入力される画像信号を画像処理して標準的な映像信号を生成し、この生成した映像信号を前記モニタ３６に出力してこの表示画面に前記カプセル本体２からの超音波画像を表示させる。
【００３５】
この結果、実施例１のカプセル型超音波診断装置１は、前記超音波振動子２１により得られた超音波エコー信号を信号処理することなく、直接、無線送信しているので、信号処理により遅延がないので、カプセル本体２からのエコー信号をリアルタイムに伝送することができる。  
従って、実施例１のカプセル型超音波診断装置１は、信号処理回路等必要ないので、カプセル本体２を極力小さくすることができる。  
これにより、実施例１のカプセル型超音波診断装置１は、カプセル本体２からのエコー信号をリアルタイムに伝送することができ、カプセル本体２を極力小さくすることができる。
【００３６】
尚、カプセル側送信部は、図３に示すように同調トランスにミキシング回路を設けて構成してもよい。  
図３に示すようにカプセル側送信部１５Ｂは、前記電力増幅部４２と前記搬送波発振部４４の他に同調トランス＆ミキシング回路４５を設けて構成されている。
【００３７】
前記同調トランス＆ミキシング回路４５は、一次側に前記電力増幅部４２からのエコー信号を伝送する配線が巻かれ、二次側に前記カプセル側アンテナ１６に到るアンテナ側配線が巻かれていることに加え、二次側に前記搬送波発振部４４からの搬送波を伝送する配線が巻かれている。
【００３８】
更に、図４に示すように前記同調トランス＆ミキシング回路４５において、エコー信号の一次側に対し、二次側を多く巻き、なおかつ、搬送波を生成する発振部入力の三次側を二次側と同じ巻き数比で一次側に巻くことで、二次側にミキシング波形が得られる。このミキシング波形は、ノイズに比べてエコー信号が大きいため、エコー信号に対してノイズの影響が少なくなり、超音波観測装置３において高品質な超音波画像を得ることができる。
【実施例２】
【００３９】
図５は本発明の実施例２に係わるカプセル型超音波診断装置を構成しているカプセル本体のカプセル側送信部の構成を示すブロック図である。  
上記実施例１は前記超音波振動子２１により得られた超音波エコー信号をＡＭ変調するように構成しているが、実施例２は前記超音波振動子２１により得られた超音波エコー信号をＦＭ（ Frequency Modulation ）変調するように構成する。それ以外の構成は上記実施例１とほぼ同様なので、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【００４０】
即ち、図５に示すように本発明の実施例２のカプセル型超音波診断装置は、前記超音波振動子２１により得られた超音波エコー信号をＦＭ変調するカプセル側送信部１５Ｃを設けて構成されている。  
前記カプセル側送信部１５Ｃは、ミキシング回路４１Ｃと、電力増幅部４２Ｃと、同調トランス４３Ｃと、搬送波発振部４４Ｃと、周波数変換部４６とを有して構成されている。
【００４１】
前記周波数変換部４６は、可変容量ダイオード（バリキャップ）により構成されており、発振周波数を可変するようになっている。前記搬送波発振部４４Ｃは、生成した搬送波（キャリア信号）を前記周波数変換部４６により可変されるようになっている。  
前記ミキシング回路４１Ｃは、前記搬送波発振部４４Ｃにより生成した搬送波（キャリア信号）の信号成分にエコー信号を加算するようになっている。  
前記電力増幅部４２Ｃ及び前記同調トランス４３Ｃは、上記第１実施例で説明したのと同様な構成である。
【００４２】
このように構成されているカプセル側送信部１５Ｃは、前記搬送波発振部４４Ｃにより生成された搬送波（キャリア信号）が前記周波数変換部４６により発振周波数を可変される。そして、カプセル側送信部１５Ｃは、超音波エコー信号に対して前記ミキシング回路４１Ｃにより前記搬送波発振部４４Ｃで生成した搬送波（キャリア信号）の信号成分にエコー信号を加算してＦＭ変調し、前記電力増幅部４２Ｃにより電力増幅し、前記同調トランス４３Ｃにより同調する。
【００４３】
これにより、カプセル本体２は、前記超音波振動子２１により得られた超音波エコー信号を信号処理することなく、前記超音波観測装置３へ直接、無線送信することが可能となる。この結果、実施例２のカプセル型超音波診断装置は、ＦＭ変調することにより上記実施例１と同様な効果を得ることができる。
【００４４】
また、本発明は、以上述べた実施例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。
【００４５】
［付記］
（付記項１）  
目的部位へ向けて超音波を送波して目的部位からのエコー信号を受波する超音波振動子と、
前記超音波振動子を備え、受波したままの前記エコー信号を外部に無線送信する送信手段を有する体腔内に挿入可能なカプセル本体と、
前記カプセル本体から送信された前記エコー信号を受信する受信手段と、
前記受信手段を備え、前記受信手段で受信したエコー信号を信号処理して超音波画像を構築する超音波観測装置と、
を具備することを特徴とするカプセル型超音波診断装置。
【００４６】
（付記項２）  
目的部位へ向けて超音波を送波して目的部位からのエコー信号を受波する超音波振動子と、
前記超音波振動子を備え、前記エコー信号をＡＭ変調又はＦＭ変調するとともに、外部に無線送信する送信手段を有する体腔内に挿入可能なカプセル本体と、
ＡＭ変調又はＦＭ変調され、前記カプセル本体から送信された前記エコー信号を受信する受信手段と、
前記受信手段を備え、前記受信手段で受信したエコー信号を信号処理して超音波画像を構築する超音波観測装置と、
を具備することを特徴とするカプセル型超音波診断装置。
【００４７】
（付記項３）  
前記カプセル本体は、搬送波を生成する発振部と、この発振部により生成した搬送波の信号成分に前記超音波振動子から得られたエコー信号を加算して変調するミキシング回路と、このミキシング回路により変調されたエコー信号に対してアンテナとのインピーダンスマッチングを取って同調を行う同調トランスとを、少なくとも具備したことを特徴とする請求項１又は２に記載のカプセル型超音波診断装置。
【００４８】
（付記項４）  
前記カプセル本体は、搬送波を生成する発信部と、この発信部で生成した搬送波によりエコー信号が変調される前記超音波振動子の出力側とが接続されるトランスを有し、
前記トランスは、入力側に比べて出力側の巻数が多く、前記エコー信号を変調と同時に増幅して出力することを特徴とする付記項１〜３のいずれか１つに記載のカプセル型超音波診断装置。
【００４９】
（付記項５）  
前記カプセル本体には、トランスが具備され、
このトランスの入力側には、
搬送波を生成する発信部と、前記エコー信号とが接続されていて、
搬送波により変調されたエコー信号が出力され、
前記トランスは、入力側に比べて出力側の巻数が多くなっていて
前記エコー信号を変調と同時に増幅して出力することを特徴とする付記項１〜３のいずれか１つに記載のカプセル型超音波診断装置。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のカプセル型超音波診断装置は、カプセル本体からのエコー信号をリアルタイムに伝送可能で、カプセル本体を極力小さくすることを可能としたことにより、体腔内の超音波観測を行うことができるので、医療分野に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１のカプセル型超音波診断装置を示す全体構成図である。
【図２】図１のカプセル側送信部の構成を示すブロック図である。
【図３】図１のカプセル側送信部の変形例を示すブロック図である。
【図４】図３の同調トランス＆ミキシング回路の簡略図である。
【図５】実施例２のカプセル型超音波診断装置を構成しているカプセル本体のカプセル側送信部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  カプセル型超音波診断装置
２  カプセル本体
３  超音波観測装置
１１  超音波部
１４  カプセル側制御部
１５  カプセル側送信部
１６  カプセル側アンテナ
２１  超音波振動子
２２  回転駆動部
４１  ミキシング回路
４２  電力増幅部
４３  同調トランス
４４  搬送波発振部
代理人    弁理士    伊藤  進
【図１】
2006129947.tif 000003
【図２】
2006129947.tif 000004
【図３】
2006129947.tif 000005
【図４】
2006129947.tif 000006
【図５】
2006129947.tif 000007