(57)【要約】【課題】正確な３次元超音波画像データを構築することが可能な超音波診断装置を提供することを目的とする。 【解決手段】挿入部３と該挿入部の先端部４に配設された超音波振動子２２とを有し、前記挿入部３を被検体の体内に挿入し前記超音波振動子２２を機械的に回転させ被検体の体内を走査することで、超音波断層像を得る超音波診断装置１において、前記超音波断層像の位置と配向を検出するための位置検出手段である送信コイル２４と、前記超音波振動子２２の回転角度を検出する回転角度検出手段であるエンコーダ２３とを前記挿入部３の先端部４に設ける構成とした。【選択図】図２
2007037564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入部と、該挿入部の先端部に配設された超音波振動子とを有し、前記挿入部を被検体等の内部に挿入し前記超音波振動子を機械的に回転させて被検体等の内部を超音波走査することで、超音波断層像を得る超音波診断装置において、
前記超音波断層像の位置と配向を検出するための位置検出手段と、
前記超音波振動子の回転角度を検出する回転角度検出手段とを前記挿入部の先端部に設けたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記超音波振動子を回転させる回転駆動手段を前記挿入部の先端部に設けたことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記回転駆動手段の周囲に磁性体からなる磁気シールド部材が配設されていることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記位置検出手段は、前記挿入部に配設される一つ又は複数の第１のコイルと、前記被検体外部の予め決められた所定の位置に配設される一つ又は複数の第２のコイルとを具備し、前記第１のコイル及び前記第２のコイル間において磁場を送受することにより、前記第１のコイル及び前記第２のコイル間の相対的な位置を算出するものであって、前記磁場に応じて前記第１のコイル若しくは前記第２のコイルから出力される電気信号について、該電気信号に混入した磁気ノイズ成分を分離するフィルタ回路を具備することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置、より詳しくは、被検体に超音波を送受信して得られる超音波信号より被検体の超音波断層像を生成する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、被検体等の内部の状態を診断するために、被検体等の内部へ超音波を送信し、被検体等の内部の音響インピーダンスの変化部分において反射された反射超音波を受信することで、被検体等の内部の状態を断面図として描画するものである。
【０００３】
超音波診断装置によって得られる超音波画像は、リアルタイムで被検体等の内部を描画することが可能なため、医療分野においては各種診断に広く用いられている。例えば医療分野では、超音波診断装置は、体腔内に、超音波を送受信するための超音波振動子を備えた超音波プローブを挿入し、被検体の体内の状態を描画することにより、被検体の体内の診断に用いられている。
【０００４】
被検体の体腔内に挿入される超音波プローブの一例として、内視鏡の挿入部の先端部に超音波振動子を備えた超音波内視鏡が知られている。この超音波内視鏡の一例として、超音波内視鏡の超音波振動子が設けられた部分における挿入部の軸方向に直交する平面内において放射状に、すなわちラジアル方向に、超音波を送受信することにより、軸方向に直交する平面における超音波断層像を得る、ラジアルスキャン式と呼ばれる超音波内視鏡が知られている。
【０００５】
また近年では、被検体の体内に生じた腫瘍等の形状の把握や、体積を計測することを目的とした、被検体の体内の臓器等の状態を３次元画像により描画し、診断することが可能な超音波診断装置の必要性が高まっている。このような被検体の体内の臓器等の状態を３次元画像により描画する超音波診断装置の例として、特開平１０−２４８８５２号公報において開示されている超音波画像診断装置や特開２００４−２３０１９３号公報において開示されている超音波診断装置が挙げられる。
【０００６】
特開平１０−２４８８５２号公報に開示の超音波画像診断装置は、挿通部を備えた超音波内視鏡と、先端部に位置検出手段を有し挿通部に挿通される位置検出カテーテルと、位置検出手段からの位置信号と超音波内視鏡により得られる複数の超音波断層像とを同期させて取得し３次元データを構築する処理手段とを具備して構成されている。
【０００７】
また、特開２００４−２３０１９３号公報において開示されている超音波診断装置は、体腔内に挿入される超音波プローブと、超音波プローブが超音波走査を行う走査平面の位置及び配向を検出する検出手段と、超音波プローブの走査により得られる超音波断層像データに基づいて超音波３次元画像を作成する３次元画像処理手段とを有して構成されている。
【特許文献１】特開平１０−２４８８５２号公報
【特許文献２】特開２００４−２３０１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特開平１０−２４８８５２号公報に開示されている超音波画像診断装置においては、超音波振動子をＤＣモータにより回転駆動することにより、ラジアルスキャンを行う超音波内視鏡が用いられている。この超音波内視鏡は、体腔内に挿入される挿入部と、挿入部の基端に設けられた操作部とを有して構成されている。操作部の内部には、ＤＣモータと、ＤＣモータの回転軸に一端が接続されたフレキシブルシャフトとが配設されている。一方、挿入部の先端硬質部の先端には、超音波振動子が配設されている。超音波振動子には、上記フレキシブルシャフトの他端が接続されている。超音波振動子は、ＤＣモータを回転させることにより、フレキシブルシャフトを介して回転駆動される。
【０００９】
上記の構成による超音波画像診断装置においては、フレキシブルシャフトを介して超音波振動子を回転駆動しているため、フレキシブルシャフトがねじれることにより、ＤＣモータの回転角度と、超音波振動子の実際の回転角度との間に、ずれが生じてしまう。さらに、このＤＣモータの回転角度と超音波振動子の回転角度とのずれ量は、フレキシブルシャフトが屈曲される形状によって影響を受けるため、一定ではない。このため、超音波断層像の実際の角度と、位置検出手段によって検出される超音波断層像の角度とにずれが発生してしまう。よって、超音波内視鏡により得られた複数の超音波断層像と、その超音波断層像に同期して取得された位置及び角度情報とから構築される３次元画像に歪みが生じ、被検体等の内部が正確に描画されないという課題があった。
【００１０】
また、特開２００４−２３０１９３号公報に開示されている超音波診断装置においては、体腔内に挿入される超音波プローブとして、挿入軸の所定の位置の周囲、かつ挿入軸に垂直な平面上に複数の超音波振動子を配設し、該超音波振動子により超音波を送受信することでラジアルスキャンを行う、電子ラジアル走査式超音波内視鏡が用いられている。
【００１１】
上記の電子ラジアル走査式超音波内視鏡においては、先端に複数の超音波振動子からなる環状の超音波振動子アレイによって超音波の送受信方向を回転させるため、超音波振動子を回転駆動するためのフレキシブルシャフトは不要となる。このため、超音波断層像の角度と、位置検出手段によって検出される超音波断層像の角度とにずれが生じず、超音波診断装置により構築される３次元画像に歪みは生じない。
【００１２】
しかしながら、超音波振動子アレイは、およそ１００個から２００個の超音波振動子で構成されており、これら複数の超音波振動子にはそれぞれ１個づつに電気的な配線を施す必要がある。すなわち、電子ラジアル走査式超音波内視鏡の挿入部には、１００本から２００本の信号線が挿通されている。さらに、位置検出手段のための信号線も、挿入部に挿通されている。このため、電子ラジアル走査式超音波内視鏡の挿入部の外径が大きくなってしまい、診断される患者に対する負担が大きくなってしまうという課題があった。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、被検体等の内部を診断する超音波診断装置において、正確な３次元超音波画像データを構築することが可能な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】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の超音波診断装置は、挿入部と該挿入部の先端部に配設された超音波振動子とを有し、前記挿入部を被検体の体内に挿入し前記超音波振動子を機械的に回転させ被検体の体内を走査することで、超音波断層像を得る超音波診断装置において、前記超音波断層像の位置と配向を検出するための位置検出手段と、前記超音波振動子の回転角度を検出する回転角度検出手段とを前記挿入部の先端部に設ける構成としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、被検体内部を診断する超音波診断装置において、正確な3次元超音波画像データを構築することが可能な超音波診断装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第1の実施の形態）  
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る超音波内視鏡の構成図である。図２は本発明の第１の実施の形態に係る超音波内視鏡の先端部の内部構成を示す部分断面図である。図３は本発明の実施の形態に係る超音波診断装置の構成図である。図４は本発明の実施の形態に係る超音波診断装置により得られる、連続する複数の超音波断層像の一例を示す模式図である。
【００１７】
本発明の第１の実施の形態に係る超音波内視鏡２の全体構成を図１に示す。超音波内視鏡２は、被検体の体腔内に挿入される挿入部３と、挿入部３の基端に設けられ術者が超音波内視鏡２を把持し操作するための操作部５と、後述する超音波振動子２２を回転駆動するための回転駆動手段である図示しないモータを内蔵した副操作部６とを有して構成されている。後述する外部装置である位置検出装置１１に接続するための位置検出用コネクタ７が、操作部５に設けられている。後述する外部装置である光学観察装置１３に接続するためのスコープコネクタ９が、操作部５にケーブルを介して設けられている。また、後述する外部装置である超音波診断装置１２に接続するための超音波コネクタ８が、副操作部６にケーブルを介して設けられている。図１に示す超音波内視鏡２においては、操作部５に位置検出用コネクタ７を設けているが、位置検出用コネクタ７は、超音波コネクタ８に設ける等、超音波内視鏡２の図示した箇所とは異なる箇所に設けられる構成としてもよい。
【００１８】
図２に、本発明の第１の実施の形態に係る超音波内視鏡２の挿入部３の先端部４の構成を説明する部分断面図を示す。先端部４には硬質な材質により形成された硬質部２１が配設されている。中空で略円筒形状を有する振動子収納部材４１が、その中心軸を先端部４の挿入軸と平行となる向きとして、硬質部２１の先端側に、嵌合されている。振動子収納部材４１の先端は、封止部材４１ａにより封止されている。振動子収納部材４１は内側に、略円筒状の空間を有する部材である。
【００１９】
硬質部２１には、硬質部２１の先端側に嵌合された振動子収納部材４１の中心軸と同軸上に、すなわち先端部４の挿入軸と平行に、貫通孔４６が形成されている。貫通孔４６を介して、振動子収納部材４１の内側の空間と、挿入部３の内側の空間とが連通している。貫通孔４６の先端側の内周面に、水密性を有する軸受け４３が嵌合されている。
【００２０】
振動子収納部材４１の内側の空間には、後述する超音波振動子２２を支持するための、振動子ホルダ４２が配設されている。振動子ホルダ４２の基端面には基端方向に回転軸部４２ａが突出して形成されている。振動子ホルダ４２は、回転軸部４２ａの中心軸と貫通孔４６の中心軸を同軸として、軸受け４３によって回転可能に支持されている。つまり、振動子ホルダ４２は、先端部４の挿入軸周りに回転可能に支持されている。
【００２１】
超音波振動子２２は、振動子収納部材４１の内側の空間において、超音波を送受信する面を、回転軸部４２ａの中心軸と直交する方向に向けて、振動子ホルダ４２によって支持されている。つまり、超音波振動子２２が送受波を行う方向は、先端部４の挿入軸と直交する方向となる。また、振動子収納部材４１の内側の空間には、超音波伝達媒体４４が充填されている。
【００２２】
硬質部２１に形成された貫通孔４６内に、回転角度を検出する機能を有する回転角度検出手段であるエンコーダ２３が配設されている。エンコーダ２３は、回転可能なシャフト部を有し、該シャフト部の回転角度に応じて電気信号を出力するものである。エンコーダ２３は、シャフト部の回転軸を貫通孔４６の中心軸と同軸として、軸受け４３の基端側に配設されている。エンコーダ２３のシャフト部の先端側は、超音波振動子２２を支持する振動子ホルダ４２の基端方向に突出して形成された回転軸部４２ａと機械的に接続されている。すなわち、超音波振動子２２とエンコーダ２３のシャフト部は一体的に回転する。エンコーダ２３によって、超音波振動子２２の回転角度が検出される。
【００２３】
エンコーダ２３のシャフト部の基端側には、フレキシブルシャフト２５の先端が、機械的に接続されている。一方、フレキシブルシャフト２５の基端は、挿入部３の内部に挿通されて、副操作部６の内部に設けられた図示しない回転駆動手段であるモータの回転軸に機械的に接続されている。すなわち、操作部６の内部に設けられたモータの回転軸は、超音波内視鏡２の内部において、フレキシブルシャフト２５、エンコーダ２３のシャフト部及び振動子ホルダ４２と機械的に接続されて連設されており、これらは一体的に回転する。よって、振動子ホルダ４２によって支持された超音波振動子２２は、副操作部６の内部に設けられたモータを駆動することにより、回転駆動される。
【００２４】
また、位置検出手段としての磁場を発生するための送信コイル２４が、硬質部２１の内部に配設されている。送信コイル２４は、挿入部３の内部に挿通されたコイル用ケーブル４５を介して、後述するコイル駆動回路３４に接続されている。
【００２５】
ここで、超音波振動子２２とエンコーダ２３とは近接して設けられており、エンコーダ２３と送信コイル２４は、それぞれ硬質な部材である硬質部２１に配設されているため、それぞれの相対位置は変化することがない。
【００２６】
図２に示した本発明の実施の形態に係る超音波内視鏡２においては、一つの送信コイル２４が硬質部２１の内部に配設される構成としているが、先端部４の内部に送信コイル２４が複数個配設される構成としてもよい。先端部４の内部に、複数個の送信コイル２４が配設される場合は、少なくとも一つの送信コイル２４が、硬質部２１の内部に配設される構成とする。
【００２７】
また、図２には図示しないが、硬質部２１には、体腔内を光学的に観察するための、ＣＣＤを有した撮像装置や照明装置等が配設されている。
【００２８】
図３に、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置１の構成図を示す。図３において、実線及び破線の矢印は、超音波診断装置１における各部位間の電気的接続と、信号及びデータの送受信の方向を示すものである。超音波診断装置１は、超音波内視鏡２と、光学観察装置１３と、超音波断層像処理装置１２と、画像処理装置１４と、位置検出装置１１とを有して構成されている。超音波内視鏡２に設けられている超音波コネクタ８とスコープコネクタ９は、それぞれ超音波断層像処理装置１２と光学観察装置１３とに接続されている。また、超音波内視鏡２は、位置検出用コネクタ７に接続されたケーブルを介して位置検出装置１１と電気的に接続されている。
【００２９】
位置検出装置１１は、超音波内視鏡２の硬質部２１に配設された送信コイル２４を励起するためのコイル駆動回路３４と、送信コイル２４により発生された磁場を検出するための複数の受信コイル３２を有する受信アンテナ３１と、受信アンテナ３１より出力される信号から送信コイル２４の位置と配向を算出する位置算出回路３３とを有して構成されている。
【００３０】
画像処理装置１４は、超音波断層像処理装置１２と位置検出装置１３に接続されている。
【００３１】
上記に説明した構成による、本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置１の作用を以下に説明する。なお、以下の作用の説明においては、超音波内視鏡２の先端部４には複数個の送信コイル２４が配設されているものとする。
【００３２】
超音波断層像処理装置１２を操作することで、超音波内視鏡２の副操作部６の内部に設けられたモータが駆動される。モータの回転軸の回転力は、挿入部３の内部に挿通されたフレキシブルシャフト２５によって、エンコーダ２３のシャフト部と、超音波振動子２２を支持している振動子ホルダ４２とに伝達される。振動子ホルダ４２に支持された超音波振動子２２は、被検体の体腔内において、回転しながら超音波の送受信をくりかえすことで、超音波内視鏡２の先端部４の挿入軸に直交する平面内において放射状に走査を行う。一般に、この走査方法はラジアル走査として知られている。
【００３３】
超音波振動子２２は、ラジアル走査により受信した反射超音波を電気信号であるエコー信号に変換し、エコー信号を超音波断層像処理装置１２へ出力する。超音波断層像処理装置１２は、入力されたエコー信号に対し、包絡線検波、対数増幅、Ａ／Ｄ変換及び極座標系から直交座標系への座標変換等の処理を行うことにより、被検体の体内の超音波断層像を生成する。超音波断層像処理装置１２は、超音波振動子２２が１回転する１回のラジアル走査に対して、１枚の超音波断層像データを生成する。超音波断層像処理装置１２により生成された超音波断層像データは、画像処理装置１４へ出力される。
【００３４】
また、エンコーダ２３は、エンコーダ２３のシャフト部の回転をセンサ部により検出し、シャフト部の回転に応じてパルス信号を発生し出力する。このエンコーダ２３から出力されるパルス信号をカウントすることにより、エンコーダ２３のシャフト部と機械的に接続された超音波振動子２２の回転の角度を算出することが可能となる。より詳しくは、エンコーダ２３は、例えば１回転につき１パルスの信号（以下、Ｚ相信号と称する）や、１回転につき２５５パルスの信号（以下、Ａ相信号と称する）等を発生する。この場合、Ｚ相信号を回転位置の基準として、Ａ相信号のパルス数をカウントすることで、超音波振動子２２の回転の角度を算出する。エンコーダ２３によってＡ相信号が１回転につき２５５パルス発生される場合、超音波振動子２２は、１パルスあたり約１．４度回転していることになる。
【００３５】
一方、位置検出装置１１に内蔵されたコイル駆動回路３４は、超音波内視鏡２の先端部４に配設された複数個の送信コイル２４に対し、それぞれ互いに異なる周波数の磁場発生電流を、位置検出用コネクタ７及びコイル用ケーブル４５を介して供給する。それぞれ異なる磁場発生電流を供給された複数個の送信コイル２４は、それぞれ異なる周波数の磁場を周囲の空間に向けて発生する。ここで、コイル駆動回路３４が各送信コイル２４に対してそれぞれ異なる周波数を供給するのは、後述する位置算出回路３３が、各送信コイル２４によって発生されたそれぞれ特有の周波数の磁場を用いて、それぞれの送信コイル２４を識別するためである。
【００３６】
送信コイル２４によって発生された磁場は、受信アンテナ３１により検出される。受信アンテナ３１は、検出した磁場を電流に変換し、電気信号として位置算出回路３３へ出力する。
【００３７】
位置算出回路３３は、受信アンテナ３１から出力された電気信号をＡ／Ｄ変換し、周波数を識別して各送信コイル２４の位置を表す位置ベクトルを算出する。ここで、位置ベクトルを算出する際の原点は、受信アンテナ３１の特定の位置として仮定される。位置算出回路３３は、各送信コイル２４の位置ベクトルを、位置情報データとして画像処理装置１４へ出力する。
【００３８】
画像処理装置１４は、位置検出装置１１から出力された位置情報データと、超音波断層像処理装置１２から出力された超音波断層像データとから画像処理を行う。
【００３９】
画像処理装置１４による画像処理の一例として、３次元の超音波画像の構築について以下に説明する。
【００４０】
画像処理装置１４は、超音波断層像処理装置１２から出力される超音波断層像データと、位置検出装置１１から出力される位置情報データを、画像メモリに記憶する。超音波断層像データ群と、それぞれの超音波断層像に同期して取得された各送信コイルの位置情報データとを画像処理装置１４によって処理することにより、２次元である超音波断層像データ群は、例えば図４に示す模式図のように、位置と方向を持って３次元空間上に配置される。つまり、２次元の超音波断層像データを構成する輝度を有した各ピクセルは、３次元空間上に配置される。ここで、各ピクセルの輝度は、超音波振動子２２によって受信されたエコー信号の強度を表すものである。画像処理装置１４は、被検体の体内において先端部４を移動させながらラジアル走査を続けることにより得られる複数の超音波断層像データと位置情報データとに基づいて、それぞれの超音波断層像データを構成する各ピクセルを３次元空間上に配置していく。画像処理装置１４は、３次元空間内における各位置でのエコー信号の強度の分布を取得する。さらに、画像処理装置１４は、隣り合う超音波断層像間のデータを補完することで、被検体の体内の３次元の超音波画像を構築し、図示しないモニタへ出力する。上記のような、３次元の超音波画像を構築する技術の詳細は、特開平１０−２４８８５２号公報に開示されている。
【００４１】
以上のように、本発明の第1の実施の形態では、超音波内視鏡２において、位置検出をするための送信コイル２４と、超音波振動子２２と、超音波振動子２２の回転角度を検出するエンコーダ２３とを、先端部４の硬質部２１に配設した。これにより、エンコーダ２３が超音波振動子２２の回転角度を検出する際に、超音波振動子２２を回転駆動するフレキシブルシャフト２５のねじれの影響を受けることがなくなる。つまり、位置検出装置１１が検出する超音波内視鏡の位置情報データと、エンコーダ２３によって検出される超音波振動子２２の回転角度、すなわちここでは超音波断層像の回転方向の向きとにずれが生じることがない。よって、本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置１によれば、正確な３次元の超音波画像データを構築することが可能となる。
【００４２】
また、本発明の第１の実施の形態によれば、環状の超音波振動子アレイを用いた電子ラジアル走査式の超音波診断装置と比べて、挿入部３に多数の信号線を挿通する必要がないため、挿入部３の外径を小さくすることができる。挿入部３を小径化すれば、挿入部３の体腔内への挿入性が向上し、検査に伴う被検体への負担を軽減することが可能となる。
【００４３】
このため、本発明の第１の実施の形態によれば、正確な３次元の超音波画像データを構築することができ、かつ被検体への負担が少ない超音波診断装置を実現できる。
【００４４】
上述した本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置１により構築される３次元の超音波画像データの用途は、３次元の画像を用いて直接的に被検体の体内の臓器等の状態を診断すると言った用途に限られるものではなく、他に下記の様な用途においても利用することができる。例えば、超音波内視鏡による被検体の体内の診断時において、予め構築された被検体の体内の３次元の超音波画像上に、位置検出手段によって得られた現在の超音波の走査面の位置と配向の状態を重ね合わせて表示する超音波診断装置が考えられる。この超音波診断装置によれば、術者が、被検体の体内のどの部位をどのような向きで超音波走査しているかを容易に理解することが可能となる。このような、被検体の体内の３次元の画像を用いて超音波内視鏡による診断を容易にする技術は、特開２００４−２３０１９３号公報、及び特開２００４−１１３６２９号公報に開示されている。
【００４５】
なお、第１の実施の形態においては、コイルによる磁場の検出によって挿入部３の位置を検出しているが、他の位置検出手段、例えば挿入部３の硬質部２１の内部に加速度センサー等を配設することで、挿入部３の位置を検出する構成としてもよい。
【００４６】
（第２の実施の形態）  
図５は本発明の第２の実施の形態に係る超音波内視鏡の構成図である。図６は本発明の第２の実施の形態に係る超音波内視鏡の先端部の内部構成を示す部分断面図である。
【００４７】
上述した本発明の第１の実施の形態においては、超音波振動子２２を回転駆動するためのモータを副操作部６の内部に配設しているが、モータを超音波内視鏡の先端部に配設する構成とすることも可能である。その構成の例を、本発明の第２の実施の形態として、図５及び図６を参照して説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一の構成要素については同一の番号を付番して説明を省略する。
【００４８】
本発明の第２の実施の形態に係る超音波内視鏡５１の全体構成を図５に示す。超音波内視鏡５１は、被検体の体腔内に挿入される挿入部５２と、挿入部５２の基端に設けられ超音波内視鏡５１を把持し操作するための操作部５とを有して構成されている。外部装置である位置検出装置１１に接続するための位置検出用コネクタ７が、操作部５に設けられている。外部装置である光学観察装置１３に接続するためのスコープコネクタ９が、操作部５にケーブルを介して設けられている。また、外部装置である超音波診断装置１２に接続するための超音波コネクタ８が、操作部５にケーブルを介して設けられている。図５に示す超音波内視鏡５１においては、操作部５に位置検出用コネクタ７を設けているが、位置検出用コネクタ７は、超音波コネクタ８に設ける等、超音波内視鏡５１の図示した箇所とは異なる箇所に設けられる構成としてもよい。
【００４９】
図６に超音波内視鏡５１の挿入部５２の先端部５３の構成を説明するための断面図を示す。図６に示した第２の実施の形態に係る超音波内視鏡５１の先端部５３において、第１の実施の形態で示した超音波内視鏡２の先端部４の構成と異なるのは、超音波振動子２２を回転させるための回転駆動手段であるモータ６２が、硬質部６１の内部に配設されていることである。モータ６２は、エンコーダ２３の基端側に配設される。エンコーダ２３のシャフト部とモータ６２の回転軸は機械的に接続されている。すなわち、モータ６２の回転軸は、エンコーダ２３のシャフト部及び振動子ホルダ４２と機械的に接続されて連設されており、これらは一体的に回転する。モータ６２を駆動することにより、振動子ホルダ４２によって支持された超音波振動子２２は回転駆動される。
【００５０】
超音波振動子２２とエンコーダ２３とは近接して設けられており、エンコーダ２３とモータ６２と送信コイル２４は、それぞれ硬質な部材である硬質部６１に配設されているため、互いの相対位置は変化することがない。
【００５１】
本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置１の作用を以下に説明する。
【００５２】
超音波断層像処理装置１２を操作することで、超音波内視鏡５１の先端部５３に内蔵されたモータ６２が駆動される。モータ６２の回転軸が回転することによって、エンコーダ２３と、超音波振動子２２を支持した振動子ホルダ４２とが回転駆動される。振動子ホルダ４２に支持された超音波振動子２２は、被検体の体腔内において、回転しながら超音波の送受信をくりかえすことで、ラジアル走査を行う。
【００５３】
また、第２の実施の形態におけるその他の作用は、第１の実施の形態と同様である。
【００５４】
上述した本発明の第２の実施の形態では、超音波内視鏡５１において、位置検出をするための送信コイル２４と、超音波振動子２２と、超音波振動子２２の回転角度を検出するエンコーダ２３と、超音波振動子２２を回転駆動するためのモータ６２とを、先端部５３の硬質部６１に配設した。この構成によれば、第１の実施の形態において、副操作部６に内蔵されたモータの回転力を、超音波振動子２２へ伝達するために設けられていたフレキシブルシャフト２５が不要となる。このため、挿入部５２の内部の構成物を少なくすることができ、挿入部５２の外径を小さくすることができる。挿入部５２の外径を小さくすることによって、挿入部５２の体腔内への挿入性が向上し、検査に伴う被検体への負担を軽減することが可能となる。
【００５５】
第２の実施の形態におけるその他の効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００５６】
（第３の実施の形態）  
図７は本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置の構成図である。図８は本発明の第３の実施の形態に係る超音波内視鏡の先端部の内部構成を示す部分断面図である。
【００５７】
上述の第１の実施の形態及び第２の実施の形態においては、超音波内視鏡の挿入部に磁場を発生するための送信コイル２４を配設し、被検体の外部に配設された受信アンテナ３１によって磁場を検出する構成としているが、磁場の送受がこの逆となる構成とすることも可能である。その構成の例を、本発明の第３の実施の形態として、図７及び図８を参照して説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同一の構成要素については同一の番号を付番して説明を省略する。
【００５８】
図８に示すように、第３の実施の形態に係る超音波診断装置１０１の超音波内視鏡５１ａは、第２の実施の形態における超音波内視鏡５１と同様に、挿入部５２ａの先端部５３ａにおいて、モータ６２と、エンコーダ２３とを具備している。モータ６２の周囲には、モータ６２によって発生される磁界を遮蔽するための、例えば鉄等の磁性体材料からなる磁気シールド部材６３が配設されている。磁気シールド部材６３は、一つ又は複数の部材からなり、モータ６２の周囲を覆う様に配設されている。また、超音波内視鏡５１ａの先端部５３ａにおいては、第２の実施の形態とは異なり、硬質部２１の内部に受信コイル３１ａが配設されている。
【００５９】
一方、図７に示すように、第３の実施の形態に係る超音波診断装置１０１においては、位置検出装置１１ａは、磁場を発生するための送信コイル２４ａと、複数の送信コイル２４ａを有する送信アンテナ２４ｂと、複数の送信コイル２４ａを励起するためのコイル駆動回路３４とを有して構成されている。また、位置検出装置１１ａは、超音波内視鏡５１ａの挿入部５２ａに配設された受信コイル３１ａと電気的に接続される、位置算出回路３３ａを有している。位置算出回路３３ａは、受信コイル３１ａからの電気信号に混入しているノイズ成分を除去する機能を有するフィルタ回路であるフィルタ３５を具備している。ここで、ノイズ成分とは、特に不要な磁気により発生し、電気信号に混入するノイズ成分のことであり、単に磁気ノイズと呼ぶことがある。
【００６０】
本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置１０１の作用を以下に説明する。第２の実施の形態と同様に、超音波断層像処理装置１２を操作することで、超音波内視鏡５１ａの先端部５３ａに内蔵されたモータ６２が駆動される。モータ６２によって超音波振動子２２が回転駆動されることで、超音波内視鏡５１ａはラジアル走査を行う。このラジアル走査時において、位置検出装置１１に内蔵されたコイル駆動回路３４は、送信アンテナ２４ｂ内に配設された複数の送信コイル２４ａに対し、それぞれ互いに異なる周波数の磁場発生電流を供給する。それぞれ異なる磁場発生電流を供給された複数個の送信コイル２４ａは、それぞれ異なる周波数の磁場を周囲の空間に向けて発生する。
【００６１】
送信コイル２４ａによって発生された磁場は、超音波内視鏡５１ａの先端部５３ａに配設された受信コイル３１ａにより検出される。受信コイル３１ａは、検出した磁場を電流に変換し、電気信号として位置検出装置１１ａの位置算出回路３３ａへ出力する。
【００６２】
位置算出回路３３ａは、フィルタ３５によって、受信コイル３１ａから出力された電気信号を、信号成分とノイズ成分とに分離し、電気信号の信号成分から各送信コイル２４ａと受信コイル３１ａとの位置関係を算出する。位置検出装置１１ａは、各送信コイル２４ａと受信コイル３１ａとの位置関係を、位置情報データとして画像処理装置１４へ出力する。
【００６３】
第３の実施の形態におけるその他の作用は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様である。
【００６４】
上述した本発明の第３の実施の形態では、超音波振動子２２を回転駆動するためのモータ６２の周囲に磁気シールド部材６３を配設した。また、受信コイル３１ａからの電気信号に混入しているノイズ成分を除去する機能を有するフィルタ回路であるフィルタ３５を位置算出回路３３ａ内に配設した。この構成によれば、一般的に磁気ノイズの発生源とされるモータ６２が発生する磁界を遮蔽し、受信コイル３１ａから位置算出回路３３ａへ出力される電気信号に磁気ノイズが混入することを防止することができる。また、モータ６２と受信コイル３１ａが近接していることにより、受信コイル３１ａから位置算出回路３３ａへ出力される電気信号に、モータ６２を発生源とする磁気ノイズが混入した場合においても、位置検出回路３３ａに具備されたフィルタ３５により、磁気ノイズを除去することができる。よって、第３の実施の形態によれば、モータ６２に起因する磁気ノイズに影響を受けることなく、精度の良い位置情報データを得ることができるため、正確な３次元の超音波画像データを構築することが可能となる。  
第３の実施の形態におけるその他の効果は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様である。
【００６５】
なお、第３の実施の形態においては、被検体の外部に磁場を発生する送信アンテナ２４ｂを配設し、超音波内視鏡５１ａの挿入部５２ａに配設された受信コイル３１ａによって磁場を検出する構成としているが、磁場の送受がこの逆となる構成とすることも可能である。モータ６２に起因する磁気ノイズが及ぼす影響は、受信コイル３１ａに対してのみとは限らないため、挿入部５２ａに送信アンテナ２４ｂに相当する送信コイルを設け、被検体の外部に設けられたコイルによって磁場を受信する構成とすることも有効である。
【００６６】
また、第３の実施の形態においては、磁気ノイズ発生源の一例としてのモータ６２の周囲に磁気シールド部材６３を配設したが、超音波診断装置１０１内に他の磁気ノイズ発生源が存在する場合、その磁気ノイズ発生源の周囲に他の磁気シールド部材を設けることは言うまでもない。
【００６７】
また、第３の実施の形態においては、受信コイル３１ａから位置算出回路３３ａへ出力される電気信号への磁気ノイズの影響を低減するために、磁気シールド部材６３とフィルタ３５とを併せて具備する構成としたが、どちらか一方を具備する構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】第1の実施の形態に係る超音波内視鏡の構成図である。
【図２】第１の実施の形態に係る超音波内視鏡の先端部の内部構成を示す部分断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る超音波診断装置の構成図である。
【図４】連続する複数の超音波断層像の一例を示す模式図である。
【図５】第２の実施の形態に係る超音波内視鏡の構成図である。
【図６】第２の実施の形態に係る超音波内視鏡の先端部の内部構成を示す部分断面図である。
【図７】第３の実施の形態に係る超音波診断装置の構成図である。
【図８】第３の実施の形態に係る超音波内視鏡の先端部の内部構成を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
４  先端部、  ２１  硬質部、  ２２  超音波振動子、  ２３  エンコーダ、  ２４  送信コイル、  ２５  フレキシブルシャフト、  ４１  振動子収納部材、  ４１ａ  封止部材  ４２  振動子ホルダ、  ４２ａ  回転軸部、  ４３  軸受け、  ４４  超音波伝達媒体、  ４５  コイル用ケーブル
【図１】
2007037564.tif 000003
【図２】
2007037564.tif 000004
【図３】
2007037564.tif 000005
【図４】
2007037564.tif 000006
【図５】
2007037564.tif 000007
【図６】
2007037564.tif 000008
【図７】
2007037564.tif 000009
【図８】
2007037564.tif 000010