(57)【要約】  内視鏡システム１は、超音波を受信することによって電気信号を出力する超音波振動子と、電気信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置３と、被検体内に照射する照明光を供給する光源装置４１と、照明光を被検体内に導くとともに、入力した駆動信号に応じて被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する導光部材と、導光部材に対して駆動信号を出力する駆動部４４と、駆動部４４の動作を制御するプロセッサ４５と、を備える。超音波観測装置３は、電気信号に含まれる特定の周波数帯域の信号に基づいて超音波画像を生成する。プロセッサ４５は、駆動部４４の動作を制御し、特定の周波数帯域外の駆動中心周波数を有する駆動信号を導光部材に対して出力する。
2020144771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を受信することによって電気信号を出力する超音波振動子と、
前記電気信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置と、
被検体内に照射する照明光を供給する光源装置と、
前記照明光を前記被検体内に導くとともに、入力した駆動信号に応じて前記被検体内への前記照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する導光部材と、
前記導光部材に対して前記駆動信号を出力する駆動部と、
前記駆動部の動作を制御するプロセッサと、を備え、
前記超音波観測装置は、
前記電気信号に含まれる特定の周波数帯域の信号に基づいて前記超音波画像を生成し、
前記プロセッサは、
前記駆動部の動作を制御し、前記特定の周波数帯域外の駆動中心周波数を有する前記駆動信号を前記導光部材に対して出力する内視鏡システム。
【請求項２】
前記被検体内に挿入される挿入部をさらに備え、
前記挿入部は、
処置具が挿通されるとともに当該挿入された処置具を外部に突出させるための処置具用管路を有し、
前記超音波振動子は、
前記挿入部に対して一体に設けられ、
前記導光部材は、
前記挿入部とは別体に設けられ、前記処置具用管路に挿通される請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記被検体内に挿入される挿入部をさらに備え、
前記超音波振動子及び前記導光部材は、
前記挿入部に対してそれぞれ一体に設けられている請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記特定の周波数帯域は、
前記超音波振動子における超音波の受信感度に基づいて設定されている請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記駆動中心周波数は、
前記特定の周波数帯域よりも低い周波数である請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記導光部材は、
前記照明光を前記被検体内に導くとともに前記被検体内に照射する導光部材本体と、
入力した前記駆動信号に応じて前記導光部材本体を振動させることによって、前記被検体内への前記照明光の照射位置を前記特定の軌跡に沿って走査する振動部と、を備える請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
超音波を受信することによって電気信号を出力する超音波振動子と、
前記電気信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置と、
被検体内に照射する照明光を供給する光源装置と、
前記照明光を前記被検体内に導くとともに、入力した駆動信号に応じて前記被検体内への前記照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する導光部材と、
前記導光部材に対して前記駆動信号を出力する駆動部と、
前記駆動部の動作を制御するプロセッサと、を備え、
前記超音波振動子は、
繰り返される第１の期間と第２の期間とのうち、前記第１の期間に超音波を受信し、
前記プロセッサは、
前記駆動部の動作を制御し、前記第２の期間に前記導光部材に対して前記駆動信号を出力する内視鏡システム。
【請求項８】
被検体内に挿入される挿入部と、
超音波を受信することによって電気信号を出力する超音波振動子と、
前記電気信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置と、
前記被検体内に照射する照明光を供給する光源装置と、
前記照明光を前記被検体内に導くとともに、入力した駆動信号に応じて前記被検体内への前記照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する導光部材と、
前記導光部材に対して前記駆動信号を出力する駆動部と、
前記駆動部の動作を制御するプロセッサと、を備え、
前記超音波振動子及び前記導光部材は、
前記挿入部に対してそれぞれ一体に設けられ、
前記超音波観測装置は、
前記電気信号に含まれる特定の周波数帯域の信号に基づいて前記超音波画像を生成し、
前記プロセッサは、
前記駆動部の動作を制御し、前記特定の周波数帯域外の駆動中心周波数を有する前記駆動信号を前記導光部材に対して出力する内視鏡システム。
【請求項９】
前記特定の周波数帯域は、
前記超音波振動子における超音波の受信感度に基づいて設定されている請求項８に記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
前記駆動中心周波数は、
前記特定の周波数帯域よりも低い周波数である請求項８に記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
前記導光部材は、
前記照明光を前記被検体内に導くとともに前記被検体内に照射する導光部材本体と、
入力した前記駆動信号に応じて前記導光部材本体を振動させることによって、前記被検体内への前記照明光の照射位置を前記特定の軌跡に沿って走査する振動部と、を備える請求項８に記載の内視鏡システム。
【請求項１２】
内視鏡システムのプロセッサが実行する制御方法であって、
駆動部の動作を制御し、導光部材に対して駆動信号を出力することによって、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査し、
前記駆動信号の駆動中心周波数は、
特定の周波数帯域外の周波数であり、
前記特定の周波数帯域は、
超音波振動子が超音波を受信することによって出力する電気信号に含まれる全ての周波数の信号のうち、超音波観測装置が超音波画像を生成するために用いる前記信号の周波数帯域である制御方法。
【請求項１３】
内視鏡システムのプロセッサが実行する制御方法であって、
駆動部の動作を制御し、繰り返される第１の期間と第２の期間とのうち超音波振動子が超音波を受信する前記第１の期間以外の前記第２の期間に導光部材に対して駆動信号を出力することによって、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する制御方法。
【請求項１４】
内視鏡システムのプロセッサに実行させる制御プログラムであって、
前記制御プログラムは、前記プロセッサに以下の実行を指示する：
駆動部の動作を制御し、導光部材に対して駆動信号を出力することによって、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査し、
前記駆動信号の駆動中心周波数は、
特定の周波数帯域外の周波数であり、
前記特定の周波数帯域は、
超音波振動子が超音波を受信することによって出力する電気信号に含まれる全ての周波数の信号のうち、超音波観測装置が超音波画像を生成するために用いる前記信号の周波数帯域である制御プログラム。
【請求項１５】
内視鏡システムのプロセッサに実行させる制御プログラムであって、
前記制御プログラムは、前記プロセッサに以下の実行を指示する：
駆動部の動作を制御し、繰り返される第１の期間と第２の期間とのうち超音波振動子が超音波を受信する前記第１の期間以外の前記第２の期間に導光部材に対して駆動信号を出力することによって、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡システム、制御方法、及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検体内に挿入される挿入部を備えた超音波内視鏡として、直視ラジアル型の超音波内視鏡が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の超音波内視鏡では、挿入部は、トランスデューサと、照明光学部材と、観察光学部材とを備える。
トランスデューサは、挿入部の中心軸を囲む周方向に沿って配列され、超音波をそれぞれ出射する複数の超音波振動子を有する。また、トランスデューサには、挿入部の中心軸に沿って貫通する貫通孔が設けられている。
照明光学部材は、照明用レンズ及びライトガイド等によって構成され、被検体内に照明光を照射する。この照明光学部材は、上述した貫通孔内に挿通されている。
観察光学部材は、対物レンズ、撮像素子、及び映像ケーブル等によって構成され、被検体から反射された照明光（以下、戻り光と記載）を取り込む。この観察光学部材は、上述した貫通孔内に挿通されている。【０００３】
また、従来、入力した駆動信号に応じて光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する光ファイバスキャナが知られている（例えば、特許文献２参照）。
そして、例えば、特許文献１に記載の超音波内視鏡において、上述した照明光学部材や観察光学部材の代わりに、特許文献２に記載の光ファイバスキャナを上述した貫通孔に挿通すれば、挿入部の細径化を図ることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４８８２０３号公報
【特許文献２】国際公開第２０１７／１９５２５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したように、特許文献１に記載の超音波内視鏡と特許文献２に記載の光ファイバスキャナとを組み合わせた場合には、以下に示す問題がある。
すなわち、光ファイバスキャナと超音波振動子とが近接した位置に配設されるため、当該超音波振動子において超音波を受信することによって出力される電気信号（以下、エコー信号と記載）に対して、当該光ファイバスキャナに出力される駆動信号に起因するノイズが重畳され易いものとなる。すなわち、当該ノイズによって、エコー信号に基づいて生成される超音波画像の劣化を引き起こす虞がある。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、超音波画像の劣化を抑制することができる内視鏡システム、制御方法、及び制御プログラム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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る内視鏡システムは、超音波を受信することによって電気信号を出力する超音波振動子と、前記電気信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置と、被検体内に照射する照明光を供給する光源装置と、前記照明光を前記被検体内に導くとともに、入力した駆動信号に応じて前記被検体内への前記照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する導光部材と、前記導光部材に対して前記駆動信号を出力する駆動部と、前記駆動部の動作を制御するプロセッサと、を備え、前記超音波観測装置は、前記電気信号に含まれる特定の周波数帯域の信号に基づいて前記超音波画像を生成し、前記プロセッサは、前記駆動部の動作を制御し、前記特定の周波数帯域外の駆動中心周波数を有する前記駆動信号を前記導光部材に対して出力する。【０００８】
また、本発明に係る内視鏡システムは、超音波を受信することによって電気信号を出力する超音波振動子と、前記電気信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置と、被検体内に照射する照明光を供給する光源装置と、前記照明光を前記被検体内に導くとともに、入力した駆動信号に応じて前記被検体内への前記照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する導光部材と、前記導光部材に対して前記駆動信号を出力する駆動部と、前記駆動部の動作を制御するプロセッサと、を備え、前記超音波振動子は、繰り返される第１の期間と第２の期間とのうち、前記第１の期間に超音波を受信し、前記プロセッサは、前記駆動部の動作を制御し、前記第２の期間に前記導光部材に対して前記駆動信号を出力する。【０００９】
また、本発明に係る内視鏡システムは、被検体内に挿入される挿入部と、超音波を受信することによって電気信号を出力する超音波振動子と、前記電気信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置と、前記被検体内に照射する照明光を供給する光源装置と、前記照明光を前記被検体内に導くとともに、入力した駆動信号に応じて前記被検体内への前記照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する導光部材と、前記導光部材に対して前記駆動信号を出力する駆動部と、前記駆動部の動作を制御するプロセッサと、を備え、前記超音波振動子及び前記導光部材は、前記挿入部に対してそれぞれ一体に設けられ、前記超音波観測装置は、前記電気信号に含まれる特定の周波数帯域の信号に基づいて前記超音波画像を生成し、前記プロセッサは、前記駆動部の動作を制御し、前記特定の周波数帯域外の駆動中心周波数を有する前記駆動信号を前記導光部材に対して出力する。【００１０】
また、本発明に係る制御方法は、内視鏡システムのプロセッサが実行する制御方法であって、駆動部の動作を制御し、導光部材に対して駆動信号を出力することによって、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査し、前記駆動信号の駆動中心周波数は、特定の周波数帯域外の周波数であり、前記特定の周波数帯域は、超音波振動子が超音波を受信することによって出力する電気信号に含まれる全ての周波数の信号のうち、超音波観測装置が超音波画像を生成するために用いる前記信号の周波数帯域である。【００１１】
また、本発明に係る制御方法は、内視鏡システムのプロセッサが実行する制御方法であって、駆動部の動作を制御し、繰り返される第１の期間と第２の期間とのうち超音波振動子が超音波を受信する前記第１の期間以外の前記第２の期間に導光部材に対して駆動信号を出力することによって、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する。【００１２】
また、本発明に係る制御プログラムは、内視鏡システムのプロセッサに実行させる制御プログラムであって、前記制御プログラムは、前記プロセッサに以下の実行を指示する：駆動部の動作を制御し、導光部材に対して駆動信号を出力することによって、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査し、前記駆動信号の駆動中心周波数は、特定の周波数帯域外の周波数であり、前記特定の周波数帯域は、超音波振動子が超音波を受信することによって出力する電気信号に含まれる全ての周波数の信号のうち、超音波観測装置が超音波画像を生成するために用いる前記信号の周波数帯域である。【００１３】
また、本発明に係る制御プログラムは、内視鏡システムのプロセッサに実行させる制御プログラムであって、前記制御プログラムは、前記プロセッサに以下の実行を指示する：駆動部の動作を制御し、繰り返される第１の期間と第２の期間とのうち超音波振動子が超音波を受信する前記第１の期間以外の前記第２の期間に導光部材に対して駆動信号を出力することによって、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る内視鏡システム、制御方法、及び制御プログラムによれば、超音波画像の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施の形態１に係る内視鏡システムを示す図である。
【図２】図２は、先端ユニットの構成を示す図である。
【図３】図３は、光ファイバスキャナの構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、プロセッサが実行する制御方法を説明するタイムチャートである。
【図５】図５は、光ファイバスキャナによって走査される照明光（照射位置）の走査軌跡を示す図である。
【図６】図６は、振動部に対して出力する駆動信号の駆動中心周波数を説明する図である。
【図７】図７は、実施の形態２に係る制御方法を説明するタイムチャートである。
【図８】図８は、実施の形態３に係る内視鏡システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。
【００１７】
（実施の形態１）
〔内視鏡システムの概略構成〕
図１は、本実施の形態１に係る内視鏡システム１を示す図である。
内視鏡システム１は、超音波内視鏡を用いることによって、人等の被検体内の超音波診断を行うシステムである。この内視鏡システム１は、図１に示すように、超音波内視鏡２と、超音波観測装置３と、内視鏡観察装置４と、表示装置５とを備える。
超音波内視鏡２は、一部を被検体内に挿入可能とする。そして、超音波内視鏡２は、被検体内の体壁に向けて超音波パルス（音響パルス）を送信するとともに被検体から反射された超音波エコー（本発明に係る超音波に相当）を受信することによってエコー信号（本発明に係る電気信号に相当）を出力する機能と、被検体から反射された照明光（被写体像）を取り込んだ後に出力する機能とを有する。
なお、超音波内視鏡２の詳細な構成については、後述する。
【００１８】
超音波観測装置３は、超音波ケーブル３１（図１）を経由することによって超音波内視鏡２に電気的に接続する。そして、超音波観測装置３は、超音波ケーブル３１を経由することによって、超音波内視鏡２にパルス信号を出力する。また、超音波観測装置３は、超音波内視鏡２からエコー信号を入力する。ここで、超音波観測装置３は、当該エコー信号に対して所定の処理を施すことによって超音波画像を生成する。
【００１９】
内視鏡観察装置４には、超音波内視鏡２の後述するコネクタ２４（図１）が着脱自在に接続される。そして、内視鏡観察装置４は、超音波内視鏡２から出力される被写体像に基づいて、内視鏡画像を生成する。
なお、内視鏡観察装置４の詳細な構成については、後述する。
表示装置５は、液晶または有機ＥＬ（Electro  Luminescence）を用いて構成され、超音波観測装置３によって生成された超音波画像や、内視鏡観察装置４によって生成された内視鏡画像等を表示する。
【００２０】
〔超音波内視鏡の構成〕
次に、超音波内視鏡２の構成について説明する。
超音波内視鏡２は、図１に示すように、挿入部２１と、操作部２２と、ユニバーサルコード２３と、コネクタ２４とを備える。
挿入部２１は、被検体内に挿入される部分である。以下では、説明の便宜上、挿入部２１の中心軸Ａｘ（図１）に沿う一方側（被検体内への挿入方向の先端側）を先端側Ａｒ１と記載し、他方側（操作部２２側）を基端側Ａｒ２と記載する。
この挿入部２１は、図１に示すように、先端側Ａｒ１の端部に位置する先端ユニット６と、当該先端ユニット６の基端側Ａｒ２に連結され湾曲可能とする湾曲部２１１と、当該湾曲部２１１の基端側Ａｒ２に連結され可撓性を有する可撓管２１２とを備える。
なお、先端ユニット６の詳細な構成については、後述する。
【００２１】
操作部２２は、挿入部２１における基端側Ａｒ２の端部に連結され、医師等から各種操作を受け付ける部分である。この操作部２２は、図１に示すように、湾曲部２１１を湾曲操作するための湾曲ノブ２２１と、各種操作を行うための複数の操作部材２２２とを備える。また、操作部２２には、挿入部２１（先端ユニット６、湾曲部２１１、及び可撓管２１２）の内部に設けられた処置具用管路ＰＩ（図２参照）に連通する処置具挿入口２２３が設けられている。そして、当該処置具挿入口２２３から穿刺針等の処置具（図示略）を挿通すると、当該処置具は、処置具用管路ＰＩを経由した後、先端ユニット６における先端側Ａｒ１の端面から外部に突出する。
【００２２】
ユニバーサルコード２３は、操作部２２から延在し、上述したパルス信号やエコー信号を伝送する振動子ケーブル（図示略）、先端ユニット６を構成する光ファイバスキャナ８（図２参照）の一部等が配設されたコードである。なお、挿入部２１及び操作部２２の内部にも、上述した振動子ケーブル及び光ファイバスキャナ８の一部が配設されている。
コネクタ２４は、ユニバーサルコード２３の端部に設けられている。そして、コネクタ２４は、超音波ケーブル３１及び内視鏡観察装置４に対してそれぞれ接続する。
【００２３】
〔先端ユニットの構成〕
次に、先端ユニット６の構成について説明する。
図２は、先端ユニット６の構成を示す図である。具体的に、図２は、中心軸Ａｘを含む平面によって先端ユニット６を切断した断面図である。
先端ユニット６は、図２に示すように、トランスデューサ７と、光ファイバスキャナ８とを備える。
トランスデューサ７は、電子ラジアル走査方式のトランスデューサである。すなわち、トランスデューサ７は、中心軸Ａｘに直交する方向に超音波パルスを送信するとともに、当該中心軸Ａｘを中心とした３６０°の回転方向に超音波パルスを送信する。このトランスデューサ７は、図２に示すように、複数の超音波振動子７１と、音響レンズ７２と、バッキング材７３とが一体化されたユニットであり、中心軸Ａｘと同軸となる略円柱形状を有する。
【００２４】
複数の超音波振動子７１は、中心軸Ａｘを囲む周方向に沿って規則的に配列されている。なお、これら複数の超音波振動子７１は、全て同一の形状を有し、中心軸Ａｘに沿って直線状に延在する直方体形状をそれぞれ有する。また、超音波振動子７１の外面には、一対の電極（図示略）が形成されている。そして、超音波振動子７１は、超音波観測装置３から超音波ケーブル３１、上述した振動子ケーブル、及び当該一対の電極を経由することによって入力したパルス信号を超音波パルスに変換し、被検体内に送信する。また、超音波振動子７１は、被検体内の観察対象となる部位から反射された超音波エコーを電気的なエコー信号に変換する。当該エコー信号は、当該一対の電極、上述した振動子ケーブル、及び超音波ケーブル３１を経由することによって、超音波観測装置３に入力する。
【００２５】
音響レンズ７２は、図２に示すように、外周面が凸状に湾曲した略円筒形状を有し、トランスデューサ７の外表面を構成する。そして、音響レンズ７２は、超音波振動子７１から送信された超音波パルスを収束させる機能を有する。
なお、本実施の形態１において、超音波振動子７１と音響レンズ７２との間に、超音波振動子７１と被検体との音響インピーダンスをマッチングさせる音響整合層を設けても構わない。
【００２６】
バッキング材７３は、図２に示すように、超音波振動子７１に対してトランスデューサ７の内部側（中心軸Ａｘに近接する側）に位置する。本実施の形態１では、バッキング材７３は、複数の超音波振動子７１によって構成される円筒状の中空部分を閉塞する状態で充填されている。そして、バッキング材７３は、超音波振動子７１の動作によって生じる不要な超音波振動を減衰させる機能を有する。
本実施の形態１では、バッキング材７３には、中心軸Ａｘに沿って基端側Ａｒ２の端面から先端側Ａｒ１の端面まで貫通する貫通孔７３１（図２）が形成されている。
【００２７】
図３は、光ファイバスキャナ８の構成を示す斜視図である。具体的に、図３は、光ファイバスキャナ８を先端側Ａｒ１から見た斜視図である。
光ファイバスキャナ８は、本発明に係る導光部材に相当する。この光ファイバスキャナ８は、図２または図３に示すように、導光路８１と、振動部８２とを備える。
導光路８１は、例えば、シングルモードやマルチモードの光ファイバである。当該光ファイバは、コア層及びクラッド層によって構成されている。そして、光は、当該コア層に閉じ込められた状態で当該コア層内を伝搬する。
【００２８】
そして、導光路８１は、以下の状態で配設されている。
導光路８１は、挿入部２１内部において、基端側Ａｒ２の端部から先端側Ａｒ１の端部まで引き回されている。また、導光路８１における基端側Ａｒ２の端部は、具体的な図示は省略したが、コネクタ２４が内視鏡観察装置４に装着された際に、当該内視鏡観察装置４と光学的に接続する。さらに、導光路８１における先端側Ａｒ１は、図２に示すように、導光路固定部８４を固定端として片持ち梁状に先端側Ａｒ１に向けて突き出し、バッキング材７３における貫通孔７３１内に挿通されている。そして、導光路８１において、導光路固定部８４よりも先端側Ａｒ１の端部は、自由端となる。なお、導光路固定部８４を構成する材料としては、バッキング材７３と同一の材料を用いてもよく、あるいは、バッキング材７３とは異なる材料を用いても構わない。
【００２９】
また、バッキング材７３の貫通孔７３１において、先端側Ａｒ１は、光学系８３によって封止されている。そして、導光路８１は、内視鏡観察装置４から供給された照明光を被検体内に導入するとともに、先端側Ａｒ１の端部から当該照明光を出射する。当該照明光は、光学系８３を経由することによって、被検体内に照射される。すなわち、導光路８１は、本発明に係る導光部材本体に相当する。また、導光路８１は、光学系８３を経由することによって、被検体から反射された照明光（以下、戻り光と記載）を取り込むとともに、当該戻り光を内視鏡観察装置４まで導く。なお、導光路８１としては、戻り光の取り込み効率を高めるために、光ファイバを複数本用いたものであってもよく、あるいは、マルチコアタイプの光ファイバを用いたものであってもよい。
以上説明したように、本実施の形態１に係る超音波内視鏡２では、光ファイバスキャナ８は、中心軸Ａｘに沿う方向を観察する直視タイプの内視鏡として構成されている。
【００３０】
振動部８２は、振動を発生させるアクチュエータであって、例えば圧電アクチュエータ、電磁アクチュエータ、あるいは静電アクチュエータによって構成されている。本実施の形態１では、振動部８２は、図２または図３に示すように、導光路固定部８４が設けられた位置において、導光路８１の外面にそれぞれ配設された４つの圧電素子８２１〜８２４によって構成されている。なお、図３では、導光路固定部８４の一部を省略している。これら４つの圧電素子８２１〜８２４は、電気配線（図示略）によって内視鏡観察装置４とそれぞれ電気的に接続されている。そして、４つの圧電素子８２１〜８２４は、当該電気配線を経由することによって、内視鏡観察装置４から駆動信号が入力される。これによって、４つの圧電素子８２１〜８２４は、それぞれ振動を発生させる。
【００３１】
例えば、４つの圧電素子８２１〜８２４のうち、互いに対向する一対の圧電素子８２１，８２２が振動を発生させた場合には、自由端である導光路８１の先端側Ａｒ１の端部は、共振振動し、Ｘ軸方向（図３）に移動する。一方、他の互いに対向する一対の圧電素子８２３，８２４が振動を発生させた場合には、自由端である導光路８１の先端側Ａｒ１の端部は、共振振動し、Ｙ軸方向（図３）に移動する。
そして、光ファイバスキャナ８は、内視鏡観察装置４から出力される駆動信号に応じて、被検体内への照明光の照射位置を特定の軌跡に沿って走査する。
なお、以下では、説明の便宜上、内視鏡観察装置４から出力される駆動信号のうち、一対の圧電素子８２１，８２２に対して出力される駆動信号をＸ軸駆動信号と記載し、一対の圧電素子８２３，８２４に対して出力される駆動信号をＹ軸駆動信号と記載する。
【００３２】
〔内視鏡観察装置の構成〕
内視鏡観察装置４は、図１に示すように、光源装置４１と、分波部４２と、受光部４３と、駆動部４４と、プロセッサ４５と、メモリ４６とを備える。
光源装置４１は、被検体内を照明する照明光を導光路８１に供給する。
分波部４２は、光源装置４１から供給された照明光を導光路８１における基端側Ａｒ２の端部に導光するとともに、導光路８１における基端側Ａｒ２の端部から出射された戻り光を受光部４３に導光する。
【００３３】
受光部４３は、例えば、レンズ及びディテクタ等によって構成されている。そして、受光部４３は、導光路８１における基端側Ａｒ２の端部から出射され、分波部４２を経由した戻り光の強度に応じた強度情報をプロセッサ４５に対して出力する。
駆動部４４は、振動部８２に対して駆動信号を出力する部分である。
【００３４】
プロセッサ４５は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）等であり、メモリ４６に記憶されたプログラム（本発明に係る制御プログラムを含む）にしたがって、内視鏡観察装置４全体の動作を制御する。なお、プロセッサ４５の詳細な機能については、後述する「プロセッサが実行する制御方法」において説明する。
メモリ４６は、プロセッサ４５が実行するプログラム（本発明に係る制御プログラムを含む）や、当該プロセッサ４５の処理に必要な情報等を記憶する。
【００３５】
〔プロセッサが実行する制御方法〕
次に、プロセッサ４５が実行する制御方法について説明する。
図４は、プロセッサ４５が実行する制御方法を説明するタイムチャートである。具体的に、図４（ａ）は、超音波画像を１フレーム毎に取得するための第１のフレーム同期信号を示している。図４（ｂ）は、超音波観測装置３からパルス信号を出力するための送信パルスタイミング信号を示している。図４（ｃ）は、内視鏡画像を１フレームＦＲ（図５参照）毎に取得するための第２のフレーム同期信号を示している。図４（ｄ）は、内視鏡画像を１水平ラインＬＩ（図５参照）毎に取得するためのライン同期信号を示している。図４（ｅ）は、Ｙ軸駆動信号の信号波形を示している。図４（ｆ）は、Ｘ軸駆動信号の信号波形を示している。
【００３６】
超音波観測装置３は、送信パルスタイミング信号（図４（ｂ））がローレベルの期間において、超音波振動子７１に対してパルス信号を出力する。また、超音波観測装置３は、送信パルスタイミング信号がハイレベルの期間において、超音波振動子７１からのエコー信号を入力する。そして、超音波観測装置３は、周期的に繰り返される各第１の期間Ｔ１（図４（ａ））毎に、１フレームの超音波画像を順次、生成する。
【００３７】
図５は、光ファイバスキャナによって走査される照明光（照射位置）の走査軌跡を示す図である。
一方、プロセッサ４５は、駆動部４４の動作を制御し、第２のフレーム同期信号（図４（ｃ））に同期させてＹ軸駆動信号（図４（ｅ））を一対の圧電素子８２３，８２４に対して出力するとともに、ライン同期信号（図４（ｄ））に同期させてＸ軸駆動信号（図４（ｆ））を一対の圧電素子８２１，８２２に対して出力する。
これによって、自由端である導光路８１の先端側Ａｒ１の端部は、Ｘ軸方向（図３）及びＹ軸方向（図３）にそれぞれ移動する。そして、光ファイバスキャナ８は、図５に示すように、被検体内への照明光の照射位置をＸ軸方向に沿う１水平ラインＬＩ、走査した後、Ｙ軸方向にずれた次の１水平ラインＬＩ、走査するという動作を繰り返す。すなわち、光ファイバスキャナ８は、被検体内への照明光の照射位置を所謂、ラスタ走査によって走査する。
【００３８】
なお、被検体内への照明光の照射位置を走査する際の走査軌跡は、図５に示した軌跡に限らず、例えば、渦巻き状等のその他の軌跡を採用しても構わない。言い換えれば、Ｙ軸駆動信号及びＸ軸駆動信号は、図４（ｅ）及び図４（ｆ）に示した波形に限らず、その他の波形を採用しても構わない。
【００３９】
ここで、受光部４３は、プロセッサ４５によって上述したラスタ走査が行われている際に、導光路８１によって取り込まれ、当該導光路８１における基端側Ａｒ２の端部から出射された戻り光の強度に応じた強度情報を順次、出力する。また、プロセッサ４５は、受光部４３から出力された戻り光の強度情報と当該戻り光を取り込んだ位置に対応する照射位置ＰＯのＸＹ座標値とを関連付けた関連情報を順次、メモリ４６に記憶する。当該関連情報は、１フレームＦＲの内視鏡画像における１つの画素を構成する。そして、プロセッサ４５は、周期的に繰り返される各第２の期間Ｔ２（図４（ｃ））毎に、１フレームＦＲ分の関連情報を用いて１フレームＦＲの内視鏡画像を順次、生成する。
本実施の形態１では、図４（ａ）及び図４（ｃ）に示すように、第１の期間Ｔ１と第２の期間Ｔ２とは、一部が重複した期間となっている。すなわち、超音波振動子７１が超音波パルスを受信する期間と、駆動部４４が振動部８２に対して駆動信号を出力する期間とは、一部が重複した期間となっている。
【００４０】
〔振動部に対して出力する駆動信号の駆動中心周波数について〕
次に、振動部８２に対して出力する駆動信号の駆動中心周波数について説明する。
図６は、振動部８２に対して出力する駆動信号の駆動中心周波数を説明する図である。具体的に、図６は、超音波振動子７１における超音波パルスの受信感度を示す図であり、横軸が周波数を示し、縦軸が受信感度を示している。なお、縦軸については、上方に向かうにしたがって受信感度が良く、下方に向かうにしたがって受信感度が悪いことを意味する。
【００４１】
本実施の形態１では、超音波振動子７１における超音波パルスの受信感度は、図６に示すように、１ＭＨｚ未満の周波数帯域、及び１３ＭＨｚを超える周波数帯域において、低いものとなっている。このため、エコー信号に含まれる全ての周波数の信号のうち、超音波観測装置３が超音波画像を生成するために用いる信号の周波数帯域を１ＭＨｚ以上、１３ＭＨｚ以下の特定の周波数帯域ＦＢに設定している。
そして、Ｘ軸駆動信号の駆動中心周波数ｆｘ（図４（ｆ））、及びＹ軸駆動信号の駆動中心周波数ｆｙ（図４（ｅ））は、特定の周波数帯域ＦＢ外の周波数（１ＭＨｚ未満、または、１３ＭＨｚを超える周波数）にそれぞれ設定されている。本実施の形態１では、Ｘ軸駆動信号の駆動中心周波数ｆｘ、及びＹ軸駆動信号の駆動中心周波数ｆｙは、特定の周波数帯域ＦＢよりも低い周波数（１ＭＨｚ未満の周波数）にそれぞれ設定されている。
なお、Ｘ軸駆動信号の周波数帯域やＹ軸駆動信号の周波数帯域としては、特定の周波数帯域ＦＢと全く重複しない周波数帯域としても構わない。また、駆動中心周波数ｆｘ，ｆｙが特定の周波数帯域ＦＢ外の周波数であれば、Ｘ軸駆動信号の周波数帯域やＹ軸駆動信号の周波数帯域の一部が当該特定の周波数帯域ＦＢと重複していても構わない。
【００４２】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果を奏する。
本実施の形態１に係る内視鏡システム１では、超音波振動子７１及び光ファイバスキャナ８は、挿入部２１に対して一体に設けられている。すなわち、超音波振動子７１と光ファイバスキャナ８とは、近接した位置に配設されている。
そこで、本実施の形態１に係る内視鏡システム１では、プロセッサ４５は、駆動部４４の動作を制御し、特定の周波数帯域ＦＢ外の駆動中心周波数ｆｘ，ｆｙを有する駆動信号を光ファイバスキャナ８に対して出力する。当該特定の周波数帯域ＦＢは、エコー信号に含まれる全ての周波数の信号のうち、超音波観測装置３が超音波画像を生成するために用いる信号の周波数帯域である。
したがって、エコー信号のうち超音波観測装置３が超音波画像を生成するために用いる信号に対して、駆動信号に起因するノイズが重畳されることを低減することができ、超音波画像の劣化を抑制することができる。
【００４３】
また、特定の周波数帯域ＦＢは、超音波振動子７１における超音波の受信感度に基づいて設定されている。
このため、超音波観測装置３が超音波画像を生成するために用いる信号の周波数帯域から不要な周波数帯域を効率的に削除することができる。
【００４４】
また、駆動信号の駆動中心周波数は、特定の周波数帯域ＦＢよりも低い周波数である。
このため、振動部８２として汎用の例えば圧電素子８２１〜８２４等を採用することができ、設計の自由度を向上させることができる。
【００４５】
また、本発明に係る導光部材として、光ファイバスキャナ８を採用している。
このため、挿入部２１の細径化を効果的に図ることができる。
【００４６】
（実施の形態２）
次に、本実施の形態２について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図７は、本実施の形態２に係る制御方法を説明するタイムチャートである。具体的に、図７は、図４に対応した図である。すなわち、図７（ａ）は、第１のフレーム同期信号を示している。図７（ｂ）は、送信パルスタイミング信号を示している。図７（ｃ）は、第２のフレーム同期信号を示している。図７（ｄ）は、ライン同期信号を示している。図７（ｅ）は、Ｙ軸駆動信号の信号波形を示している。図７（ｆ）は、Ｘ軸駆動信号の信号波形を示している。
本実施の形態２では、図７に示すように、上述した実施の形態１に対して、プロセッサ４５が実行する制御方法が異なる。
【００４７】
具体的に、本実施の形態２に係る超音波観測装置３は、交互に繰り返される第１の期間Ｔ１Ａ（図７（ａ））と第２の期間Ｔ２Ａ（図７（ａ））とのうち、各第１の期間Ｔ１Ａにおいて、上述した実施の形態１と同様に、１フレームの超音波画像を順次、生成する。
一方、本実施の形態２に係るプロセッサ４５は、各第２の期間Ｔ２Ａにおいて、上述した実施の形態１と同様に、１フレームＦＲの内視鏡画像を順次、生成する。
すなわち、本実施の形態２では、超音波振動子７１が超音波パルスを受信する期間と、駆動部４４が振動部８２に対して駆動信号を出力する期間とは、全く重複しない期間となっている。
なお、本実施の形態２では、２種類の第１，第２の期間Ｔ１Ａ，Ｔ２Ａを設け、当該第１，第２の期間Ｔ１Ａ，Ｔ２Ａを交互に繰り返していたが、これに限らない。例えば、互いに全く重複しない３種類以上の期間（第１，第２の期間Ｔ１Ａ，Ｔ２Ａを含む）を設け、当該３種類以上の期間を順次、繰り返す構成を採用しても構わない。
【００４８】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果を奏する。
本実施の形態２では、超音波振動子７１が超音波パルスを受信する期間と、駆動部４４が振動部８２に対して駆動信号を出力する期間とは、全く重複しない期間となっている。
このため、エコー信号に対して駆動信号に起因するノイズが重畳されることがなく、超音波画像の劣化を効果的に抑制することができる。
なお、エコー信号に対して駆動信号に起因するノイズが重畳されることがないため、駆動中心周波数ｆｘ、ｆｙは、特定の周波数帯域ＦＢ内の周波数でもよく、あるいは、特定の周波数帯域ＦＢ外の周波数でもよい。
【００４９】
（実施の形態３）
次に、本実施の形態３について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図８は、本実施の形態３に係る内視鏡システム１Ｂを示す図である。具体的に、図８は、図１に対応した図である。
上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１では、光ファイバスキャナ８は、超音波内視鏡２（挿入部２１）に対して一体に設けられていた。
これに対して、本実施の形態２に係る内視鏡システム１Ｂでは、図８に示すように、光ファイバスキャナ８は、超音波内視鏡２に対して別体に設けられているとともに、内視鏡観察装置４に対して接続されている。なお、本実施の形態２に係る超音波内視鏡２には、上述した実施の形態１において説明した光ファイバスキャナ８は設けられていない。また、本実施の形態２に係るコネクタ９は、超音波ケーブル３１に対してのみ接続する。
そして、本実施の形態２に係る光ファイバスキャナ８は、処置具挿入口２２３から処置具用管路ＰＩに挿通され、先端部分が先端ユニット６における先端側Ａｒ１の端面から外部に突出した状態で使用される。
なお、プロセッサ４５が実行する制御方法は、上述した実施の形態１と同様の制御方法である。また、上述した実施の形態２において説明した制御方法と同様の制御方法としても構わない。
【００５０】
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果を奏する。
本実施の形態３に係る光ファイバスキャナ８は、処置具挿入口２２３から処置具用管路ＰＩに挿通され、先端部分が先端ユニット６における先端側Ａｒ１の端面から外部に突出した状態で使用される。すなわち、本実施の形態３に係る内視鏡システム１Ｂにおいても、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同様に、超音波振動子７１と光ファイバスキャナ８とは、近接した位置に配設されることとなる。
このため、プロセッサ４５が実行する制御方法として、上述した実施の形態１と同様の制御方法、あるいは、上述した実施の形態２と同様の制御方法を採用することによって、上述した実施の形態１あるいは上述した実施の形態２と同様の効果を奏する。
【００５１】
（その他の実施形態）
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態１〜３によってのみ限定されるべきものではない。
上述した実施の形態１〜３では、トランスデューサ７として、電子ラジアル走査方式のトランスデューサを採用していたが、これに限らず、電子コンベックス走査方式のトランスデューサを採用しても構わない。また、電子走査方式に限らず、メカニカル走査方式を採用しても構わない。
【００５２】
上述した実施の形態１，２では、光ファイバスキャナ８は、中心軸Ａｘに沿う方向を観察する直視タイプの内視鏡として構成されていたが、これに限らず、中心軸Ａｘに直交する方向を観察する側視タイプや、中心軸Ａｘに交差する方向を観察する斜視タイプの内視鏡として構成しても構わない。
上述した実施の形態１〜３では、光ファイバスキャナ８は、照明光（照射位置）をＸ軸方向及びＹ軸方向の２次元で走査していたが、これに限らず、Ｘ軸方向またはＹ軸方向の１次元のみで走査しても構わない。
【００５３】
上述した実施の形態１〜３では、本発明に係る導光部材として、光ファイバスキャナ８を採用していたが、これに限らず、入力した駆動信号に応じて（電圧の印加に応じて）屈折率を変化させる光学結晶を採用しても構わない。すなわち、当該光学結晶は、屈折率の変化によって、照明光（照射位置）を特定の軌跡に沿って走査することを可能とする。
上述した実施の形態１〜３では、照明光を被検体内に照射する導光路と、戻り光を取り込む導光路とを共通の導光路８１によって構成していたが、これに限らず、別々の導光路によって構成しても構わない。
上述した実施の形態１〜３において、本発明に係る特定の周波数帯域を周波数帯域ＦＢ内であって当該周波数帯域ＦＢよりも狭い帯域としても構わない。この際、駆動信号の駆動中心周波数は、当該狭くした帯域外であれば、周波数帯域ＦＢ内の周波数としてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１，１Ｂ  内視鏡システム
２  超音波内視鏡
３  超音波観測装置
４  内視鏡観察装置
５  表示装置
６  先端ユニット
７  トランスデューサ
８  光ファイバスキャナ
２１  挿入部
２２  操作部
２３  ユニバーサルコード
２４  コネクタ
３１  超音波ケーブル
４１  光源装置
４２  分波部
４３  受光部
４４  駆動部
４５  プロセッサ
４６  メモリ
７１  超音波振動子
７２  音響レンズ
７３  バッキング材
８１  導光路
８２  振動部
８３  光学系
８４  導光路固定部
２１１  湾曲部
２１２  可撓管
２２１  湾曲ノブ
２２２  操作部材
２２３  処置具挿入口
７３１  貫通孔
８２１〜８２４  圧電素子
Ａｒ１  先端側
Ａｒ２  基端側
Ａｘ  中心軸
ＦＢ  特定の周波数帯域
ＦＲ  フレーム
ｆｘ  Ｘ軸駆動信号の駆動中心周波数
ｆｙ  Ｙ軸駆動信号の駆動中心周波数
ＬＩ  水平ライン
ＰＩ  処置具用管路
ＰＯ  照射位置
Ｔ１，Ｔ１Ａ  第１の期間
Ｔ２，Ｔ２Ａ  第２の期間
【図１】
2020144771.tif 000003
【図２】
2020144771.tif 000004
【図３】
2020144771.tif 000005
【図４】
2020144771.tif 000006
【図５】
2020144771.tif 000007
【図６】
2020144771.tif 000008
【図７】
2020144771.tif 000009
【図８】
2020144771.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月17日(2021.6.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
（実施の形態３）
次に、本実施の形態３について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図８は、本実施の形態３に係る内視鏡システム１Ｂを示す図である。具体的に、図８は、図１に対応した図である。
上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１では、光ファイバスキャナ８は、超音波内視鏡２（挿入部２１）に対して一体に設けられていた。
これに対して、本実施の形態３に係る内視鏡システム１Ｂでは、図８に示すように、光ファイバスキャナ８は、超音波内視鏡２に対して別体に設けられているとともに、内視鏡観察装置４に対して接続されている。なお、本実施の形態３に係る超音波内視鏡２には、上述した実施の形態１において説明した光ファイバスキャナ８は設けられていない。また、本実施の形態３に係るコネクタ９は、超音波ケーブル３１に対してのみ接続する。
そして、本実施の形態３に係る光ファイバスキャナ８は、処置具挿入口２２３から処置具用管路ＰＩに挿通され、先端部分が先端ユニット６における先端側Ａｒ１の端面から外部に突出した状態で使用される。
なお、プロセッサ４５が実行する制御方法は、上述した実施の形態１と同様の制御方法である。また、上述した実施の形態２において説明した制御方法と同様の制御方法としても構わない。
【国際調査報告】
2020144771.tif 000011
2020144771.tif 000012