(57)【要約】【課題】内視鏡光学画像の信号によって超音波画像にノイズの影響が及ぼされることを防止する。【解決手段】挿入部２の先端硬質部２ｃの先端面部に内視鏡光学観察手段１１が設けられており、超音波信号伝送路は超音波振動子３１にフレキシブル基板３６を介して超音波信号線３８と接続されており、内視鏡光学観察手段１１を構成する固体撮像素子１４とその基板１５、さらにこの基板１５に接続した撮像素子信号線１６は超音波信号伝送路とオーバーラップしており、この部位には金属テープを巻き付けた撮像素子側シールド部材１７が装着され、この撮像素子側シールド部材１７はアース線に接続され、挿入部２における湾曲部２ｂの内部では超音波側シールドケーブル３９としているので、撮像素子側シールド部材１７はこの位置近傍にまでとする。【選択図】図２
2008237842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟性部に湾曲部を連結し、この湾曲部に先端硬質部を連結した挿入部において、前記先端硬質部の先端部に配置され、対物光学系からの光学観察像を撮像する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の信号を伝送するための信号伝送路であって、前記挿入部の内部を前記挿入部基端側まで延在される撮像素子信号伝送路と、
前記先端硬質部の外周面に装着した複数の超音波振動子と、
前記超音波振動子の信号を伝送するための信号伝送路であって、前記挿入部の内部を前記挿入部基端側まで延在される超音波信号伝送路と、
前記撮像素子信号伝送路は、前記挿入部の軸線方向において、前記超音波振動子の配設位置を通過して延在されており、この超音波振動子及び前記超音波信号伝送路と前記撮像素子信号伝送路とがオーバーラップする部分に設けられ、前記撮像素子信号伝送路に伝送される信号が前記超音波振動子及び超音波信号伝送路にノイズとして取り込まれるのを防止又は抑制する撮像素子側シールド部材と、
を有する超音波内視鏡。
【請求項２】
前記撮像素子側シールド部材は前記撮像素子信号伝送路と共に前記固体撮像素子を覆うように設けたことを特徴とする請求項１記載の超音波内視鏡。
【請求項３】
前記超音波信号伝送路は、前記超音波振動子の電極に接続される配線パターンが形成されたフレキシブル基板と、このフレキシブル基板の前記配線パターンに接続されて前記挿入部基端側に向けて延出される複数の信号線と、当該複数の信号線を束ねたケーブルからなり、このケーブルはシールドされており、前記撮像素子側シールド部材は、前記超音波信号伝送路のシールドされたケーブルの位置まで設けたことを特徴とする請求項１記載の超音波内視鏡。
【請求項４】
前記撮像素子側シールド部材は単独のアース線に接続されていることを特徴とする請求項１記載の超音波内視鏡。
【請求項５】
前記撮像素子側シールド部材は、金属パイプ、巻回した金属テープ、金属メッシュ又は金属性の塗料のいずれかであることを特徴とする請求項１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、挿入部の先端硬質部の先端部に設けた内視鏡光学画像観察手段と、この固体撮像素子の配設部より湾曲部側の位置の外周側に配列させた超音波プローブとを設けた超音波内視鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波内視鏡は、体腔内等への挿入部の先端硬質部に内視鏡光学画像観察手段と超音波プローブとを装着する構成としたものであり、この超音波プローブとしては、多数の超音波振動子を所定の方向に配列して、これら超音波振動子を順次駆動する、所謂電子走査式としたものは従来から広く用いられている。そして、内視鏡光学画像観察手段における観察視野としては、挿入部の先端硬質部の前方を視野とし、また超音波プローブによる超音波走査面をリング状としたものが例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
ここで、特許文献１では、超音波プローブに入出力される信号を伝送するための配線は、この超音波プローブの各超音波振動子から直接配線を引き出すのではなく、フレキシブル基板を介して接続するようにしている。そして、このフレキシブル基板に対して作用する応力を分散するために、フレキシブル基板を湾曲部の径方向に挟み込む一対の塀状補強部材を設けている。
【特許文献１】特開２００３−３２５５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されるように、固体撮像素子は先端硬質部の先端面近傍に配置し、超音波プローブは先端部本体の中間部分に形成されている。固体撮像素子は先端硬質部の先端面に設けられる観察窓の内側に配置された対物光学系からの光を結像させるために、配置される位置は先端硬質部の先端面部乃至その近傍となる。従って、固体撮像素子と超音波プローブとの位置関係は、挿入部の軸線方向において、固体撮像素子は超音波プローブよりも先端側又はオーバーラップしている部位に位置することになる。
【０００５】
固体撮像素子には、基端側に設けられるプロセッサ装置と接続するためのケーブル（撮像素子側ケーブル：特許文献１ではＣＣＤ信号ケーブル）が接続され、撮像素子側ケーブルの一端は固体撮像素子に接続され、他端はプロセッサ装置と接続するためのコネクタ（ビデオ信号コネクタ部及びライトガイドコネクタ部）となっている。一方、超音波プローブにも、基端側に設けられる超音波画像を処理する超音波画像処理装置と接続するためのケーブル（超音波側ケーブル）が設けられるが、超音波振動子に直接ケーブルを接続するのではなく、前述したように、超音波振動子とケーブルとの間にフレキシブル基板を設け、これらケーブルとフレキシブル基板とにより超音波信号伝送路となし、この超音波信号伝送路により超音波画像の信号の授受が行われる。
【０００６】
超音波プローブと固体撮像素子との位置関係から、撮像素子側ケーブル及び固体撮像素子と超音波プローブ及び超音波側ケーブルとは軸線方向においてオーバーラップしている。内視鏡光学画像の信号に比べて超音波画像の信号は微弱であるため、このような位置関係にある場合、固体撮像素子及び撮像素子側ケーブルの信号がノイズとして超音波プローブや超音波側ケーブルに取り込まれる可能性がある。特に、近年では、固体撮像素子の高画素化が進んでいるため、固体撮像素子を駆動する駆動制御信号の周波数（ＣＣＤの信号転送クロック）は極めて高いものとなる。このため、駆動制御信号によるノイズにより超音波画像画質は著しく低下させる可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、内視鏡光学画像の信号によって超音波画像にノイズの影響が及ぼされることを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、本発明の超音波内視鏡は、軟性部に湾曲部を連結し、この湾曲部に先端硬質部を連結した挿入部において、前記先端硬質部の先端部に配置され、対物光学系からの光学観察像を撮像する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の信号を伝送するための信号伝送路であって、前記挿入部の内部を前記挿入部基端側まで延在される撮像素子信号伝送路と、前記先端硬質部の外周面に装着した複数の超音波振動子と、前記超音波振動子の信号を伝送するための信号伝送路であって、前記挿入部の内部を前記挿入部基端側まで延在される超音波信号伝送路と、前記撮像素子信号伝送路は、前記挿入部の軸線方向において、前記超音波振動子の配設位置を通過して延在されており、この超音波振動子及び前記超音波信号伝送路と前記撮像素子信号伝送路とがオーバーラップする部分に設けられ、前記撮像素子信号伝送路に伝送される信号が前記超音波振動子及び超音波信号伝送路にノイズとして取り込まれるのを防止又は抑制する撮像素子側シールド部材とを有している。
【０００９】
以上により、撮像素子信号伝送路からのノイズは、撮像素子側シールド部材を設けたことによって、超音波振動子及び超音波信号伝送路に内視鏡信号がノイズとして取り込まれて、超音波画像の画質が低下するのを防止又は抑制され、高画質の超音波画像を取得することができる。
【００１０】
ここで、超音波信号伝送路は、超音波プローブを構成する複数設けた超音波振動子にはフレキシブル基板が接続されており、各超音波振動子をこのフレキシブル基板を介してケーブルと接続している。したがって、これら超音波振動子及びフレキシブル基板は、シールドされたケーブルとは異なり、撮像素子信号伝送路に伝送される信号によるノイズの影響を受け易い。そこで、少なくとも撮像素子信号伝送路のうち、超音波信号伝送路とオーバーラップする部分にシールド部材を設ける。
【００１１】
撮像素子側シールド部材は、実質的にシールドされていない配線パターンを含む超音波振動子と、フレキシブル基板が位置する部位に配置される。したがって、この撮像素子側シールド部材は、撮像素子信号伝送路だけでなく、固体撮像素子を覆うようにも設けるのが望ましい。また、超音波振動子及びフレキシブル基板を含む超音波信号伝送路と撮像素子信号伝送路とがオーバーラップする部分にのみ撮像素子側シールド部材を配置するのではなく、境界部分から若干延長して撮像素子側シールド部材を設けることが好ましい。そして、シールド部材はアース線に接続されるが、このアース線は、撮像素子側シールド部材単独で、又は他の機構のシールド部と共に本体操作部側に引き回される。撮像素子側シールド部材の具体例としては、金属パイプ、巻回した金属テープ、金属メッシュ又は金属性の塗料等で構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、超音波内視鏡において、軸線方向に超音波振動子及び超音波信号伝送路と固体撮像素子及び撮像素子信号伝送路とがオーバーラップしている部分に撮像素子側シールド部材を設けたため、固体撮像素子や撮像素子信号伝送路における駆動信号等が超音波信号に対するノイズとして取り込まれるのを防止または抑制することができ、超音波画像の画質低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、図１に示したように、超音波内視鏡は本体操作部１、挿入部２及びユニバーサルコード３で大略構成されている。そして、この超音波内視鏡には、光源装置と、内視鏡光学画像信号処理装置（固体撮像素子からの画像信号を処理するプロセッサ装置等の処理装置）と、超音波画像処理装置（超音波画像を処理する処理装置）とが接続されて、全体システムが構成される。ユニバーサルコード３は本体操作部１から引き出されて、途中で枝分かれして、光源装置に着脱可能に接続される接続コネクタ３ａ、内視鏡光学画像信号処理装置に着脱可能に接続される接続コネクタ３ｂ及び超音波画像処理装置に着脱可能に接続される接続コネクタ３ｃを備えている。
【００１４】
本体操作部１は、術者等が片手で把持できるものであり、湾曲操作手段４及び処置具導入部５が設けられており、また送気送水ボタン６、吸引ボタン７等の操作ボタンが装着されており、さらに各種のスイッチ類８も備えている。
【００１５】
挿入部２は、本体操作部１に連結して設けた所定長さを有するコード状の部材であり、被検者の体内等に挿入されるものである。この挿入部２は、本体操作部１への連結部から大半の長さ分は体腔内等における挿入経路に沿って任意方向に曲がる軟性部２ａとなっており、この軟性部２ａの先端に湾曲部２ｂが連結されており、この湾曲部２ｂに先端硬質部２ｃが連結されている。そして、湾曲部２ｂは、先端硬質部２ｃを所望の方向に向けるために、遠隔操作により上下及び左右に湾曲操作できるようになっている。このために、本体操作部１には湾曲操作手段４が設けられており、術者の操作で湾曲部２ｂを湾曲させて、先端硬質部２ｃを所望の方向に向くように制御される。
【００１６】
図２に挿入部２の先端部分の断面を示す。先端硬質部２ｃの先端面に内視鏡光学画像観察手段１１が臨んでおり、内視鏡光学画像観察手段１１は対物レンズ１２とプリズム１３と固体撮像素子１４とを有している。対物レンズ１２から取り込まれた被写体像はプリズム１３により光路が直角に折り曲げられて固体撮像素子１４に結像する。固体撮像素子１４は基板１５に搭載されており、基板１５には固体撮像素子１４と電気的に接続される回路パターンが形成されている。この回路パターンの電極には複数の撮像素子信号線１６が接続されている。撮像素子信号線１６は配線を絶縁チューブで被覆したものから構成される。基板１５の回路パターンも内視鏡光学画像の信号を伝送するため、基板１５の回路パターンと撮像素子信号線１６とが撮像素子信号伝送路となる。そして、複数の撮像素子信号線１６は湾曲部２ｂに向かって延出され、本体操作部１からユニバーサルコード３内に挿通されて、最終的には接続コネクタ３ｂに接続される。
【００１７】
挿入部２の先端面からは、高周波処置具等の種々の処置具を導出可能な構成を採用している。このため、挿入部２の先端には処置具導出用開口２１が設けられ、本体操作部１の処置具導入部５からの処置具挿通チューブと接続される接続パイプ２２が設けられている。先端硬質部２ｃは本体ブロック２３ａを有し、この本体ブロック２３ａはステンレス等の金属材から構成されており、内視鏡光学画像観察手段１１が装着され、処置具導出用開口２１が形成されている。また、先端硬質部２ｃの表面の電気絶縁性を確保するために、この本体ブロック２３ａは合成樹脂等の電気絶縁部材からなる先端キャップ２３ｂが嵌合される。
【００１８】
図２に示されるように、先端硬質部２ｃにおける先端キャップ２３ｂの装着部より基端側位置にラジアル方向に電子走査するための超音波プローブとしての超音波送受信ユニット３０が装着されている。超音波送受信ユニット３０は、先端硬質部２ｃの外周面に円弧状（又は円周状）に配列した多数の超音波振動子３１を備えており、超音波振動子３１は、挿入部２の軸線方向にむけて長尺としたものである。超音波振動子３１の列の内面側にはバッキング層３２が、外面側には音響レンズ３３が装着されている。
【００１９】
各超音波振動子３１の表裏両面は、それぞれ電極が形成されており、一方側、例えば表面側が共通電極３４で、各超音波振動子３１の共通電極３４は全ての超音波振動子３１に接続されている。裏面側は個別電極３５となっている。個別電極３５は各超音波振動子３１に個別的に接続される電極である。これら各超音波振動子３１の個別電極３５には直接配線が接続されているのではなく、図３に示したようなフレキシブル基板３６に装着されている。
【００２０】
フレキシブル基板３６に配線パターンが形成されており、その端部には電極３７が形成されており、これら各電極３７にそれぞれ超音波信号線３８が接続されている。これらの超音波信号線３８は絶縁チューブで覆った配線からなり、所定の本数毎に超音波側シールドケーブル３９により束ねられている。従って、フレキシブル基板３６に形成された配線パターンと超音波信号線３８とが超音波信号伝送路を構成する。
【００２１】
超音波振動子３１は、円周状又は円弧状に多数配列されるため、超音波信号線３８の本数も多数本になる。このため、多数の超音波信号線３８は２本〜４本程度の超音波側ケーブルに分割されて束ねられる（４本の超音波側ケーブルに分割される場合には、夫々９０度の間隔で配列される）。超音波側ケーブルは、夫々独自に超音波信号線３８をノイズから保護する機能が付加されているため、超音波側シールドケーブル３９となる。超音波側シールドケーブル３９は、湾曲部２ｂから超音波画像処理装置に接続される接続コネクタ３ｃまで延在される。
【００２２】
このように、超音波信号伝送路において、超音波振動子３１にはフレキシブル基板３６により超音波信号線３８と接続されており、しかもシールドされているのは、所定数の超音波信号線３８が超音波シールドケーブル３９として束ねられた後であるから、挿入部２の軸線方向において、先端側から所定の位置まで超音波側シールドケーブル３９が設けられていない。ところが、このようにシールドされていない超音波伝送路が位置している部位にも固体撮像素子１４及び基板１５の回路パターンと撮像素子信号線１６とからなる撮像素子信号伝送路がオーバーラップするようにして挿通されている。
【００２３】
そこで、撮像素子信号線１６を撮像素子側シールド部材１７により覆うようにしている。しかも、この撮像素子側シールド部材１７は、固体撮像素子１４と基板１５と撮像素子信号線１６とを内包するものであり、巻回された金属テープで構成されており、前記の各部材を内包するようにして、軸線方向において基端側に向けて、即ち湾曲部２ｂ側に向けて延在している。そして、撮像素子側シールド部材１７はアース線（図示せず）と接続されている。このアース線は挿入部２から本体操作部を介してユニバーサルコード３内に延在されており、アース電位に保持されている。また、このように、撮像素子側シールド部材１７を設けたのは、超音波振動子３１及びフレキシブル基板３６を含む部位のシールドされていない超音波伝送路にノイズが入り込まないようにするためであり、また撮像素子信号線１６は、処置具導出用開口２１から導出される高周波処置具の電磁界によるノイズから保護すべくシールド機能が付加されている。
【００２４】
ここで、超音波信号伝送路において、超音波シールドケーブル３９として束ねられる位置より前方では、実質的にフレキシブル基板３６が位置しており、このために超音波シールドケーブル３９として束ねられた位置より前方側、具体的には挿入部２における湾曲部２ｂにおける実際に湾曲される部位より前方側の位置では、挿入部２内での充填率が低いために、撮像素子側シールド部材１７を堅牢で確実に電気的なシールド機能を発揮させるように、金属テープを厳重に巻き付ける構成とすることができる。その結果、超音波信号伝送路におけるノイズの混入を確実に防止できるようになり、もって超音波画像をモニタに鮮明に映し出すことができるようになり、検査，診断精度を高めることができる。
【００２５】
なお、撮像素子側シールド部材としては、前述した巻回された金属テープだけでなく、金属パイプや、金属メッシュ又は金属性の塗料等で構成することができる。また、このシールド部材に接続されるアース線は、単独に設けるものだけでなく、例えば超音波内視鏡の挿入部２全体をシールドするように構成している場合には、アース線をこのシールド部に接続するように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】超音波内視鏡の全体構成図である。
【図２】挿入部先端の断面図である。
【図３】超音波振動子に接続されるフレキシブル基板の平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    本体操作部            ２    挿入部
１１    内視鏡光学画像観察手段        １４    固体撮像素子
１６    撮像素子信号線            １７    内視鏡側シールドケーブル
１８    撮像素子側シールド部材        ３１    超音波振動子
３６    フレキシブル基板        ３８    超音波信号線
３９    超音波側シールドケーブル
【図１】
2008237842.tif 000003
【図２】
2008237842.tif 000004
【図３】
2008237842.tif 000005