JP2010017229A - 超音波内視鏡及び超音波検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な超音波エコー画像を得ることができる超音波内視鏡及び超音波検査装置を提供する。
【解決手段】超音波検査装置１は、挿入部１０と、挿入部１０に設けられた超音波送受信部３１と、超音波送受信部３１を覆って挿入部１０に取り付けられたバルーン３３と、挿入部１０とバルーン３３とで形成される空間であるバルーン内部空間３５に注入された液状の超音波伝達媒体Ｌを排出する管路３６と、バルーン内部空間３５を照明する照明部４０と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、超音波内視鏡及び超音波検査装置に関する。

医療分野で消化管等の管腔や体腔などに挿入され、組織の表面及び深部を検診し、あるいは工業分野で配管などに挿入され、それらの物の表面及び深部を検査する用途に、超音波内視鏡が用いられている。

従来の超音波内視鏡は、典型的には、被検体に挿入される挿入部に超音波送受信部が設けられており、この超音波送受信部で発生する超音波を被検体に当て、その超音波エコーを超音波送受信部で受信する。受信された超音波エコーは画像化され、その画像は被検体の表面及び深部の状態の診断に供される。

ここで、超音波送受信部と被検体の観察部位との間に空気などの気体が介在すると、超音波が減衰してしまい、画像を生成するための超音波エコーが得られなくなる。そこで、超音波送受信部を覆うように伸縮性のあるバルーンが挿入部に着脱自在に取り付けられ、挿入部とバルーンとで形成される空間であるバルーン内部空間に水などの液状の超音波伝達媒体が注入される。超音波伝達媒体が注入されて膨らんだバルーンは観察部位に密着し、それにより、超音波送受信部と観察部位との間が超音波伝達媒体で満たされる。

ところで、バルーン内部空間に超音波伝達媒体が注入される際に、超音波伝達媒体を供給する管路内に滞留した気体が、気泡となってバルーン内部空間に混入する場合がある。そこで従来、被検体への挿入に先立って、準備的に超音波伝達媒体がバルーン内部空間に注入されている。それにより、超音波伝達媒体の供給路内の気体は押し出され、供給路内は超音波伝達媒体で満たされる。そして、バルーン内部空間の気泡は、超音波伝達媒体ともども吸引され、除去されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された超音波内視鏡は、さらに、バルーン内部空間の超音波伝達媒体や気泡を排出するための管路の開口部を指示するための指標を有している。この指標に合わせてバルーン内部空間の気泡を管路の開口部付近に集めて吸引することにより、バルーン内部空間に気泡が残留することを防止するようにしたものである。
特開２００１−１１２７６１号公報

超音波伝達媒体をバルーン内部空間に注入し、バルーン内部空間の気泡を吸引して除去する上記の準備作業は、十分な照明の下で行われるとは限らない。さらに、バルーンの材料としては、ラテックスやシリコンゴムなどが用いられるが、それらは、一般的には乳白色を呈する半透明なものであり、バルーン内部空間の気泡の視認性は、必ずしも良好であるとはいえない。そのため、上記の準備作業において、バルーン内部空間の気泡の残留が看過される虞があり、そして、残留した気泡により超音波エコー画像に欠損を生じ、正確な診断を妨げる可能性がある。

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、その目的は、良好な超音波エコー画像を得ることができる超音波内視鏡及び超音波検査装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は下記（１）〜（６）を特徴としている。
（１） 被検体に挿入される挿入部と、前記挿入部に設けられた超音波送受信部と、前記超音波送受信部を覆って前記挿入部に取り付けられたバルーンと、前記挿入部と前記バルーンとで形成される空間であるバルーン内部空間に注入された液状の超音波伝達媒体を排出する管路と、前記バルーン内部空間を照明する照明部と、を備える超音波内視鏡。
（２） （１）記載の超音波内視鏡であって、前記照明部は、前記バルーンの前記バルーン内部空間側の面に照明光を照射する超音波内視鏡。
（３） （１）又は（２）記載の超音波内視鏡であって、前記照明部は、前記バルーン内部空間に開口している前記管路の開口部に隣接して設けられている超音波内視鏡。
（４） （１）又は（２）記載の超音波内視鏡であって、前記照明部は、前記バルーン内部空間に開口している前記管路の開口部を介して前記バルーン内部空間を照明する超音波内視鏡。
（５） （４）記載の超音波内視鏡であって、前記照明部は、前記管路の前記開口部を臨む管壁に設けられている超音波内視鏡。
（６） （１）〜（５）のいずれか一項に記載した超音波内視鏡と、前記超音波内視鏡の前記超音波送受信部で受信した超音波エコーを画像化する超音波観測装置と、前記超音波観測装置で生成された画像を表示する表示装置と、を備える超音波検査装置。

本発明によれば、照明部によってバルーン内部空間を照明することにより、バルーン内部空間にある気泡の輪郭が明瞭に浮き立って、気泡の視認性が高められる。それにより、バルーン内部空間の気泡の残留が看過されるのを防止し、バルーン内部空間から気泡を確実に除去することができる。そして、得られた超音波エコーから生成される画像に、気泡に起因した欠損が生じるのを防止することができる。

照明部が、バルーンのバルーン内部空間側の面（内表面）に照明光を照射すれば、バルーンの外表面に照明光を照射する場合における外表面での散乱が軽減されるので、気泡の視認性が一層高められる。

照明部が、バルーン内部空間に開口している管路の開口部に隣接して設けられれば、光輝する照明部によって管路の開口部の位置を指示することができる。また、照明部が、バルーン内部空間に開口している管路の開口部を介してバルーン内部空間を照明すれば、管路の開口部から照明光が射出されることとなって管路の開口部が光輝し、それにより、管路の開口部の位置を指示することができる。これは、特に小型の超音波内視鏡において有効であり、全体の小型化に伴って縮小される管路の開口部を容易に且つ確実に発見することができる。そして、バルーン内部空間にある気泡を確認しつつ、それらの気泡を管路の開口部付近に集めることができるので効率的であり、気泡を管路の開口部付近に集めて吸引することにより、バルーン内部空間に気泡が残留するのを防止することができる。

また、本発明によれば、上述のとおり超音波内視鏡のバルーン内部空間からは気泡が除去されるので、気泡に起因した欠損のない超音波エコー画像を得ることができ、正確な検査が可能となる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の超音波検査装置及び超音波内視鏡の一例の斜視図、図２は図１の超音波内視鏡の平面図、図３は図１の超音波内視鏡の挿入部の先端部を拡大して示す断面図、図４は図１の超音波内視鏡の内部構造を示す模式図である。

図１に示すように、超音波検査装置１は、超音波内視鏡２と、超音波内視鏡２で得られた超音波エコーを画像化する超音波観測装置３と、超音波観測装置３で生成された超音波エコー画像を表示するモニタ（表示装置）４と、を備えている。超音波検査装置１は、さらに、後述する光学画像用の光源装置５及びプロセッサ６と、後述する超音波伝達媒体を収容し、この超音波伝達媒体を超音波内視鏡２に供給（排出）するための注射筒１３と、を備えている。これら超音波観測装置３、モニタ４、光源装置５、プロセッサ６は、カート９の棚に適宜設置されている。尚、手動の注射筒１３に替えて電動のポンプ装置を用いることもできる。

さらに図２を参照して、超音波内視鏡２は、被検体に挿入される挿入部１０と、挿入部１０の後端部に連なって設けられた把持部を兼ねる操作部１１と、この操作部１１の後端部に設けられた超音波伝達媒体を注入するための注入口２１と、操作部１１から延びるユニバーサルケーブル１２とを備えている。

挿入部１０は、用途によっては硬性の筒とされる場合もあるが、図示の例では軟性なチューブとされており、その先端部に、超音波送受信部３１が設けられている。この超音波送受信部３１は、挿入部１０やユニバーサルケーブル１２内を挿通された配線及びユニバーサルケーブル１２に設けられた超音波コネクタ１２ａを介して超音波観測装置３に接続されている。超音波送受信部３１は、超音波観測装置３から入力される駆動信号に基づいて被検体に向け超音波を発生し、そして、被検体で反射された超音波エコーを受信し、これを電気信号に変換して超音波観測装置３に出力する。

超音波送受信部３１の付け根にあたる挿入部１０の湾曲部１０ａは湾曲可能となっている。操作部１１には、湾曲部１０ａの湾曲を遠隔操作するための操作ノブ２０が設けられており、この操作ノブ２０には、一端を湾曲部１０ａに接続した複数のワイヤが挿入部１０内を挿通されて接続されている。これらのワイヤは、操作ノブ２０の回転操作により選択的に引っ張られ、あるいは繰り出され、それにより、湾曲部１０ａの湾曲が遠隔操作されるようになっている。

超音波内視鏡は、超音波エコー画像に加えて被写体表面の光学画像を取得するための光学系をさらに備えることができる。そのような光学系として、超音波内視鏡２は、挿入部１０の先端部に、撮像素子と、被写体を照明する照明光を射出する照明光学系と、被写体で反射された反射光を集光し撮像素子に結像する対物レンズとを有する。被写体照明光を導光する光ファイバ等の導光部材や撮像素子で変換された撮像信号を伝送する信号ケーブルは、挿入部１０やユニバーサルケーブル１２内を挿通されている。

被写体照明光を導光する上記導光部材は、ユニバーサルケーブル１２に設けられたＬＧコネクタ１２ｂを介して光源装置５に接続されており、光源装置５から発せられる被写体照明光を上記照明光学系に導光している。また、撮像信号を伝送する上記信号ケーブルは、ユニバーサルケーブル１２に設けられた電気コネクタ１２ｃを介してプロセッサ６に接続されており、プロセッサ６は、上記撮像信号から光学画像を生成する。プロセッサ６で生成された光学画像は、例えば超音波エコー画像と適宜切り替えて、あるいは超音波エコー画像にピクチャ・イン・ピクチャでモニタ４に表示される。

図３に示すように、挿入部１０の先端部には、上述のとおり超音波送受信部３１が設けられている。そして、超音波内視鏡２は、超音波送受信部３１を覆って挿入部１０の先端部に取り付けられたバルーン３３と、バルーン３３と挿入部１０とで形成される空間であるバルーン内部空間３５に開口する管路３６と、バルーン内部空間３５を照明する照明部４０と、をさらに備えている。

超音波送受信部３１には、電気信号と超音波とを相互に変換する超音波トランデューサ３２が設けられている。この超音波トランデューサ３２は、円柱状の挿入部１０の中心軸のまわりに円周方向に並んで複数の素子が配設されたラジアル走査型の超音波トランデューサである。よって、超音波送受信部３１は、挿入部１０の先端部の全周にわたっている。

超音波送受信部３１を覆うバルーン３３は、略円筒状に成形され、その内に挿入部１０の先端部を挿通させて挿入部１０の先端部に取り付けられている。挿入部１０の先端部には、超音波送受信部３１を間に挟むように、２本の円環状のバルーン取り付け溝３４ａ，３４ｂが形成されている。バルーン３３は、その両端に肉厚な環状の締め付け部３７を備えており、これらの締め付け部３７をそれぞれバルーン取り付け溝３４ａ，３４ｂに水密に取り付けられ、挿入部１０の先端部に固定されている。それにより、超音波送受信部３１は、その外周を全周にわたってバルーン３３により覆われる。

バルーン内部空間３５には、脱気水などの液状の超音波伝達媒体Ｌが適宜注入される。バルーン３３は、例えばラテックス、シリコンゴム、等の伸縮性のある透明あるいは半透明な防水材料で形成されており、バルーン内部空間３５に上記の超音波伝達媒体Ｌが注入されることによって膨張し、被検体の観察部位の表面に密着するようになっている。

管路３６は、挿入部１０内に配設され、そして、２本のバルーン取り付け溝３４ａ，３４ｂの間で挿入部１０の外周面に開口しており、即ち、バルーン内部空間３５に開口している。バルーン内部空間３５への超音波伝達媒体Ｌの注入及びバルーン内部空間３５からの超音波伝達媒体Ｌの排出は、この管路３６を介して行われる。

図４に示すように、管路３６は、操作部１１に設けられた注入口２１に接続しており、この注入口２１には、注射筒１３が接続される。注射筒１３に替えてポンプ装置を用いる場合に、ポンプ装置は例えば接続管を介して注入口２１に接続される。超音波伝達媒体Ｌは、注射筒１３あるいはポンプ装置に収容されており、超音波伝達媒体Ｌの注入及び排出は、注射筒１３の押引操作、あるいはポンプ装置の注入・排出操作によって制御される。

尚、超音波内視鏡２では、超音波伝達媒体Ｌの注入及び排出は、注入口２１に接続された注射筒１３あるいはポンプ装置により、管路３６を介してなされるが、必ずしも管路３６のみによる構成でなく、注入用管路と排出用管路を別として、操作部１１に注入用接続口及び排出用接続口をそれぞれ設けた構成であってもよい。

上述のとおりバルーン内部空間３５に超音波伝達媒体Ｌが注入され、バルーン３３が膨張して被検体の観察部位の表面に密着することにより、超音波送受信部３１と被検体の観察部位との間が超音波伝達媒体Ｌで満たされるわけであるが、初回の超音波伝達媒体Ｌの注入では、管路３６等の内に滞留した気体が、気泡となってバルーン内部空間３５に混入する場合がある。そこで、超音波内視鏡２では、挿入部１０が被検体に挿入されるのに先立って、バルーン内部空間３５の気泡の除去が行われる。

バルーン内部空間３５からの気泡の除去作業の一例として、はじめに、バルーン３３の締め付け部３７はバルーン取り付け溝３４ｂのみに取り付けておき、バルーン取り付け溝３４ａ側は開放にしておく。そして、注入口２１に接続された注射筒１３もしくはポンプ装置より超音波伝達媒体Ｌを注入する。それにより、管路３６内の気体は押し出され、管路３６内は超音波伝達媒体Ｌで満たされる。そして、バルーン取り付け溝３４ａ側の締め付け部３７を取り付ける。さらに超音波伝達媒体Ｌを注入することによりバルーン内部空間３５は超音波伝達媒体Ｌで満たされ膨張する。このとき、バルーン内部空間３５に気泡がある場合に、注射筒１３もしくはポンプ装置を操作して超音波伝達媒体Ｌともども気泡を吸引し、バルーン内部空間３５から気泡を除去する。気泡が注射筒１３もしくはポンプ装置まで排出されると、管路３６内は超音波伝達媒体Ｌで満たされていることから、以後の超音波伝達媒体Ｌの注入で、バルーン内部空間３５への気泡の混入がなくなる。

バルーン内部空間３５から気泡を除去する上記の作業において、バルーン内部空間３５に残留する気泡はバルーン３３を通して視認される。バルーン３３を通すことによる視認性の低下によってバルーン内部空間３５に残留する気泡Ａが看過されるのを防止するため、超音波内視鏡２では、照明部４０によりバルーン内部空間３５を照明する。

図３に示すように、照明部４０は、光源としての発光ダイオード（ＬＥＤ）４１を有している。このＬＥＤ４１は、２本のバルーン取り付け溝３４ａ，３４ｂの間で挿入部１０の外周面に取り付けられており、よって、バルーン３３に覆われ、バルーン３３のバルーン内部空間３５側の面（内表面）に照明光を照射する。尚、ＬＥＤ４１への電力の供給は、例えば挿入部１０内を挿通された配線を介して行われ、操作部１１でＯＮ／ＯＦＦ等の制御が行われる。

ＬＥＤ４１が発光することにより、バルーン内部空間３５が照明される。それにより、図５（Ａ）に示すように、バルーン内部空間３５に残留する気泡Ｇの輪郭が明瞭に浮き立ち、バルーン３３を通しても気泡の視認性が高まる。ここで、バルーン３３の外表面に照明光を照射してバルーン内部空間３５を照明することによっても気泡の視認性を高めることができるが、特に、ＬＥＤ４１は、バルーン３３の内表面に照明光を照射してバルーン内部空間３５を照明しており、バルーン３３の外表面での散乱が軽減されるため、気泡の視認性が一層高まる。

参考として図５（Ｂ）に、バルーン内部空間３５の照明がない場合を示すと、バルーン内部空間３５に残留する気泡Ｇの輪郭が不明瞭であり、その傾向は、一般的なラテックスやシリコンゴムで形成された乳白色を呈する半透明なバルーンで顕著であり、気泡Ｇの視認性が十分ではない。

尚、ＬＥＤ４１に替えて蓄光材を用いてもよい。蓄光材としては、酸化アルミニウムなどの酸化物を母体とし、これに希土類元素などを添加したものを例示することができる。また、超音波内視鏡２は、上述のとおり、被写体表面の光学画像を取得するための光学系を備えている。そこで、この光学系において光源装置５の被写体照明光を導光する導光部材から支線を分岐させ、この支線をＬＥＤ４１の位置に導いて、ＬＥＤ４１に替わる照明部４０の光源としてもよい。

照明部４０によりバルーン内部空間３５が照明され、そして、バルーン内部空間３５に気泡が認められる場合には、それらの気泡を超音波伝達媒体Ｌともども吸引する作業が繰り返し行われ、バルーン内部空間３５から完全に気泡が除去される。ここで、超音波伝達媒体Ｌともども気泡を吸引する際に、管路３６の開口部３６ａの近傍にある気泡は吸引され易い。

この管路３６の開口部３６ａもまた、バルーン３３を通して視認される。そのため、気泡と同様に視認性が十分ではない。そこで、ＬＥＤ４１が開口部３６ａに隣り合って設けられていることが好ましい。それによれば、開口部３６ａの位置が光輝するＬＥＤ４１によって指示されるので、開口部３６ａの大まかな位置を容易に認識することができる。さらに、バルーン内部空間３５にある気泡を確認しつつ、それらの気泡を管路３６の開口部３６ａの近傍に集めることができるので効率的である。

以上の準備作業を経ることにより、バルーン内部空間３５から気泡が完全に除去され、超音波伝達媒体Ｌの再度の注入でバルーン内部空間３５に気泡が混入することもなくなる。その後に、挿入部１０が被検体に挿入され、バルーン内部空間３５に超音波伝達媒体Ｌが注入される。バルーン内部空間３５に超音波伝達媒体Ｌが注入されてバルーン３３が膨張し、膨張したバルーン３３が被検体の観察部位の表面に密着した際には、超音波送受信部３１と被検体の観察部位との間が超音波伝達媒体Ｌで満たされる。

超音波送受信部３１から被検体に向けて放射された超音波は、気泡により減衰することなく被検体に到達し、そして、被検体で反射された超音波エコーもまた、気泡により減衰することなく超音波送受信部３１に到達する。それにより、得られた超音波エコーから生成される画像に、気泡に起因した欠損が生じるのが防止される。

次に、図６を参照して、本発明の実施形態の超音波内視鏡の他の例を説明する。尚、上述した超音波内視鏡２と共通する構成要素については同一符号を付することにより説明を省略あるいは簡略する。

図６に示すように、超音波内視鏡１０２は、被検体に挿入される挿入部１０と、挿入部１０の先端部に設けられた超音波送受信部３１と、この超音波送受信部３１を覆って挿入部１０に取り付けられたバルーン３３と、挿入部１０とバルーン３３とで形成される空間であるバルーン内部空間３５から超音波伝達媒体Ｌを排出する管路３６と、バルーン内部空間３５を照明する照明部１４０と、を備えている。

管路３６は、バルーン内部空間３５に開口しており、その開口部３６ａから挿入部１０の中心軸に向けて半径方向に延び、そして、略直角に屈曲して、挿入部１０の中心軸に沿って操作部１１に向けて延びている。この屈曲部において、開口部３６ａを半径方向に臨む管壁には、凹部３６ｂが形成されている。

照明部１４０は、光源としてのＬＥＤ１４１と、レンズ１４２と、を有しており、ＬＥＤ１４１は、管路３６の凹部３６ｂに収納されている。レンズ１４２は、凹部３６ｂの開口部を水密に閉塞している。

ＬＥＤ１４１が発光すると、その照明光はレンズ１４２を透過し、管路３６の開口部３６ａからバルーン内部空間３５に射出され、バルーン内部空間３５が照明される。それにより、バルーン内部空間３５に残留する気泡の輪郭が明瞭に浮き立ち、バルーン３３を通しても気泡の視認性が高まる。

特に、管路３６の開口部３６ａからバルーン内部空間３５に射出されたＬＥＤ１４１の照明光は、バルーン３３の内表面に照射されてバルーン内部空間３５を照明する。そのため、バルーン３３の外表面に照明光を照射する場合における外表面での散乱が軽減され、気泡の視認性が一層高まる。

そして、気泡の視認性が高まることにより、バルーン内部空間３５の気泡の残留が看過されるのを防止し、バルーン内部空間３５から気泡を確実に除去することができる。そして、得られた超音波エコーから生成される画像に、気泡に起因した欠損が生じるのを防止することができる。

さらに、超音波内視鏡１０２では、管路３６の開口部３６ａから照明光が射出されることとなって管路３６の開口部３６ａが光輝し、それにより、管路３６の開口部３６ａの位置が直接的に指示される。それにより、開口部３６ａの正確な位置を容易に認識することができる。さらに、バルーン内部空間３５にある気泡を確認しつつ、それらの気泡を管路３６の開口部３６ａの近傍に集めることができるので効率的である。

本発明の実施形態の超音波検査装置及び超音波内視鏡の一例を示す斜視図である。 図１の超音波内視鏡の平面図である。 図１の超音波内視鏡の挿入部の先端部を拡大して示す断面図である。 図１の超音波内視鏡の内部構造を示す模式図である。 図１の超音波内視鏡のバルーンを通して視認される気泡の様子を模式的に示す図である。 本発明の実施形態の超音波内視鏡の他の例を示す断面図である。

符号の説明

１ 超音波検査装置
２ 超音波内視鏡
３ 超音波観測装置
４ モニタ（表示装置）
５ 光源装置
６ プロセッサ
９ カート
１０ 挿入部
１０ａ 湾曲部
１１ 操作部
１２ ユニバーサルケーブル
１３ 注射筒
２０ 操作ノブ
２１ 注入口
３１ 超音波送受信部
３２ 超音波トランデューサ
３３ バルーン
３４ａ，３４ｂ バルーン取り付け溝
３５ バルーン内部空間
３６ 管路
３６ａ 管路の開口部
３６ｂ 管路の凹部
３７ 締め付け部
４０ 照明部
４１ ＬＥＤ
１０２ 超音波内視鏡
１４０ 照明部
１４１ ＬＥＤ
１４２ レンズ
Ｇ 気泡
Ｌ 超音波伝達媒体

Claims (6)

1. 被検体に挿入される挿入部と、
   前記挿入部に設けられた超音波送受信部と、
   前記超音波送受信部を覆って前記挿入部に取り付けられたバルーンと、
   前記挿入部と前記バルーンとで形成される空間であるバルーン内部空間に注入された液状の超音波伝達媒体を排出する管路と、
   前記バルーン内部空間を照明する照明部と、を備える超音波内視鏡。
2. 請求項１記載の超音波内視鏡であって、
   前記照明部は、前記バルーンの前記バルーン内部空間側の面に照明光を照射する超音波内視鏡。
3. 請求項１又は２記載の超音波内視鏡であって、
   前記照明部は、前記バルーン内部空間に開口している前記管路の開口部に隣接して設けられている超音波内視鏡。
4. 請求項１又は２記載の超音波内視鏡であって、
   前記照明部は、前記バルーン内部空間に開口している前記管路の開口部を介して前記バルーン内部空間を照明する超音波内視鏡。
5. 請求項４記載の超音波内視鏡であって、
   前記照明部は、前記管路の前記開口部を臨む管壁に設けられている超音波内視鏡。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載した超音波内視鏡と、
   前記超音波内視鏡の前記超音波送受信部で受信した超音波エコーを画像化する超音波観測装置と、
   前記超音波観測装置で生成された画像を表示する表示装置と、を備える超音波検査装置。

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