JP2003275206A - Ultrasonic examination apparatus having position detection function - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、医療や非破壊検査
の分野で用いられる超音波診断/超音波探傷装置に関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultrasonic diagnostic / ultrasonic flaw detector used in the fields of medical treatment and nondestructive inspection.
【0002】[0002]
【従来の技術】観察検査対象を破壊しない非侵襲的検査
方法として超音波診断装置があり、医療等の分野で広く
適用されている。超音波診断は体外表面からの超音波送
受信形態に限らず、カテーテル挿入による体内からの超
音波送受信形態の超音波診断装置もよく使われている。
超音波診断像は一般に二次元の断層画像であるが、体内
からの超音波送受信形態の超音波診断像は、超音波発信
源を体内所定位置におき、その場所で回転させて放射状
に超音波を放射させ、境界面からの反射信号を受信して
画像化する所謂レーダ方式のものが一般的である。その
際、鮮明な画像を得るためには各時点における超音波送
受信角度、すなわち回転位置を正確に把握し受信信号に
よる画像化を行なう必要がある。2. Description of the Related Art There is an ultrasonic diagnostic apparatus as a non-invasive inspection method that does not destroy an observation inspection object, and is widely applied in the fields of medicine and the like. The ultrasonic diagnosis is not limited to the ultrasonic transmission / reception form from the outer surface of the body, and an ultrasonic diagnosis device of the ultrasonic transmission / reception form from inside the body by inserting a catheter is often used.
An ultrasonic diagnostic image is generally a two-dimensional tomographic image, but an ultrasonic diagnostic image of the ultrasonic wave transmission / reception form from inside the body is a radial ultrasonic wave when the ultrasonic wave transmission source is placed at a predetermined position in the body and rotated at that position. In general, a so-called radar system that radiates light and receives a reflected signal from the boundary surface to form an image. At this time, in order to obtain a clear image, it is necessary to accurately grasp the ultrasonic wave transmission / reception angle at each time point, that is, the rotational position, and perform imaging by the received signal.
【0003】従来この種の装置は回転駆動源として電磁
モータを使用しているが、カテーテルに搭載出来るほど
にモータを小型化することが難しく、結局モータは体外
に設置し、フレキシブルなロッドを介してモータの回転
力を超音波送受信部に伝達している。このため、装置が
大型化してしまうだけでなく、遠隔のモータで駆動させ
るために滑らかな回転を実現することが難しく、等速回
転を前提とする信号処理では回転ムラがノイズとなり鮮
明画像が得難いという問題を持っていた。この問題を解
決するためには、回転状態を検出するセンサを別途設け
て正確な回転位置情報に対応させて画像処理することが
考えられるが、カテーテル先端部は極小スペースである
ためそのようなシステムの実現は困難である。Conventionally, this type of device uses an electromagnetic motor as a rotary drive source, but it is difficult to miniaturize the motor so that it can be mounted on a catheter. Eventually, the motor is installed outside the body and a flexible rod is used. The torque of the motor is transmitted to the ultrasonic transmitter / receiver. For this reason, not only the device becomes large, but also it is difficult to realize smooth rotation because it is driven by a remote motor, and it is difficult to obtain a clear image because the rotation unevenness becomes noise in the signal processing premised on constant speed rotation. Had a problem. In order to solve this problem, it is conceivable that a sensor for detecting the rotation state is separately provided and image processing is performed in correspondence with accurate rotation position information, but such a system is used because the catheter tip has a very small space. Is difficult to achieve.
【0004】超音波診断装置において超音波送受信器の
位置を検出しつつ画像処理を行うものとして、特開2001
-327504号公報に開示されたものがあるが、これは超音
波送受信器をシース軸方向に進退させながら回転走査さ
せて三次元画像を得る方式のものにおいて、軸方向の進
退位置を把握するためのもので、今問題としている回転
ムラに対処して鮮明が画像を得ようとするものではな
い。As an apparatus for performing image processing while detecting the position of an ultrasonic transmitter / receiver in an ultrasonic diagnostic apparatus, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-2001
-327504, there is a method disclosed in Japanese Patent Publication No. 327504 to grasp the forward / backward position in the axial direction in the method of obtaining a three-dimensional image by rotating and scanning the ultrasonic transmitter / receiver in the axial direction of the sheath. However, it is not intended to obtain a clear image by coping with the uneven rotation that is now a problem.
【0005】また、最近ではこのカテーテル挿入による
体内からの超音波送受信形態の超音波診断装置におい
て、光ファイバを超音波伝達路として用い、超音波送受
信器を体外に設置することで、装置の小型化を計ったも
のも提示されている。この場合には超音波の放射方向を
回転させるために回転駆動する超音波反射ミラーが必要
となる。本出願人は先に、圧電振動子と弾性体からなる
振動体を有するロッド型の超音波モータにおけるロッド
状の振動体に、径方向張り出し部を設けることによって
振動体とロータの支持構造や振動体とロータ間の加圧機
構、圧電振動子電極との導通構造を簡素化し、もって該
モータの小型化を実現させた。そして、内視鏡のミラー
をこの小型超音波モータを用いてカテーテル先端部の極
小スペース内で回転させる機構を提示し、これを特許出
願(特願2001-345243号)した。Further, recently, in the ultrasonic diagnostic apparatus for transmitting and receiving ultrasonic waves from the inside of the body by inserting the catheter, an optical fiber is used as an ultrasonic transmission path and the ultrasonic transmitter and receiver are installed outside the body, thereby reducing the size of the apparatus. The ones that have been adapted are also presented. In this case, an ultrasonic reflection mirror that is rotationally driven to rotate the emission direction of ultrasonic waves is required. The present applicant has previously proposed that the rod-shaped vibrating body in a rod-type ultrasonic motor having a vibrating body composed of a piezoelectric vibrator and an elastic body is provided with a radial projecting portion to support the vibrating body and the rotor. The pressurization mechanism between the body and the rotor and the conductive structure between the piezoelectric vibrator electrodes are simplified, and the motor is downsized. Then, a mechanism for rotating the mirror of the endoscope in the extremely small space at the tip of the catheter by using this small ultrasonic motor was presented, and a patent application (Japanese Patent Application No. 2001-345243) was made.
【0006】この適用例は図5に示すように内視鏡先端
部内に本発明の超音波モータ10を配設し駆動軸31にミラ
ー8を取りつける。内視鏡の管部にはオプティカルファ
イバ9が通されており、そのファイバ9は患部を照明す
るため光源からの光を導くと共にミラー8を介して写さ
れる患部の画像を体外に導く機能をもつものである。該
発明の小型超音波モータ10の駆動によりミラー8は回転
駆動され、血管内面や腸や臓器の内面を360度観察す
ることができる。In this application example, as shown in FIG. 5, the ultrasonic motor 10 of the present invention is arranged in the distal end portion of the endoscope, and the mirror 8 is attached to the drive shaft 31. An optical fiber 9 is passed through the tube section of the endoscope, and the fiber 9 has a function of guiding light from a light source to illuminate the affected area and guiding an image of the affected area, which is imaged through the mirror 8, to the outside of the body. It has. The mirror 8 is rotationally driven by driving the small ultrasonic motor 10 of the invention, and the inner surface of the blood vessel and the inner surface of the intestine or organ can be observed 360 degrees.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、光フ
ァイバを超音波伝達路として用い、超音波送受信器を外
部に設置する超音波診断装置において、超音波反射ミラ
ーをシース先端部において回転駆動させると共に、該超
音波反射ミラーの回転を検出し、回転ムラによる画像劣
化防止機能を備えたコンパクトな構造の超音波診断装置
を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus in which an optical fiber is used as an ultrasonic wave transmission path and an ultrasonic wave transmitter / receiver is externally installed. An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus having a compact structure that is driven and detects the rotation of the ultrasonic reflection mirror, and has a function of preventing image deterioration due to uneven rotation.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の超音波診断装置
は、極めてコンパクトな構成とするため、光ファイバを
超音波伝達路として用い、超音波送受信器を外部に設置
する構成とすると共に、超音波反射ミラーをシース先端
部において小型超音波モータによって直接回転駆動させ
るようにした。また、回転ムラに伴う超音波画像の劣化
を防止するため、上記超音波反射ミラーの回転を位置マ
ーク読取り手段によって検出し、光ファイバを介して外
部に搬送する機能を備えるようにした。The ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention has an extremely compact structure. Therefore, an optical fiber is used as an ultrasonic transmission path, and an ultrasonic transceiver is installed outside. The ultrasonic reflection mirror was directly driven to rotate at the tip of the sheath by a small ultrasonic motor. Further, in order to prevent the deterioration of the ultrasonic image due to the uneven rotation, the rotation of the ultrasonic reflection mirror is detected by the position mark reading means, and the function of conveying it to the outside through the optical fiber is provided.
【0009】また、超音波搬送路として用いる光ファイ
バと、位置マーク検出信号を外部に搬送する光ファイバ
とを少なくとも搬送途中では共通のものとすることで更
なるコンパクト化を計った。Further, the optical fiber used as the ultrasonic wave conveying path and the optical fiber for conveying the position mark detection signal to the outside are made common at least during the conveyance, thereby achieving further downsizing.
【0010】更に本発明では、正確な位置情報を得るた
めに位置マークとして超音波ミラーの周囲に回転軸を中
心とした環状に施した目盛線を用いるようにし、画像情
報と位置情報の干渉を避けるために位置マークを超音波
ミラー台座の裏面側に設けるようにしたり、超音波ミラ
ーには、光を透過する素材であって、内部に超音波放射
方向と異なる方向に光を反射させる副ミラーを内蔵させ
たものを使用するようにした。Further, according to the present invention, in order to obtain accurate position information, an annular scale line around the ultrasonic axis is used as a position mark around the ultrasonic mirror to prevent interference between image information and position information. In order to avoid it, position marks should be provided on the back side of the ultrasonic mirror pedestal, or the ultrasonic mirror is a sub-mirror that is a material that transmits light and internally reflects light in a direction different from the ultrasonic radiation direction. I used the one with built-in.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の超音波診断装置の基本構
成を図1に示す。1は被検査体内に挿入される細長い可
撓性のシースで、その先端部には小型の超音波モータ2
が配置され、この超音波モータ2により超音波反射ミラ
ー3がその台座4と共に回転駆動されるようになってい
る。なお、超音波モータの代わりに、他のアクチュエー
タ、例えば電磁モータを用いても構わない。細長いシー
ス1内には超音波送受信信号を伝搬する光ファイバ5
が、外部に配置された超音波送受信器から前記超音波反
射ミラー3の面に対峙する位置まで延在している。本発
明は、このように超音波送受信器を外部に配置してから
シース1内には超音波送受信信号を伝搬する光ファイバ
5を配置するようにすると共に、超音波反射ミラー3を
シース1の先端部に小型の超音波モータ2を配置して駆
動する構成を採用したことにより、装置のコンパクト化
を計ったものである。FIG. 1 shows the basic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention. Reference numeral 1 is an elongated flexible sheath to be inserted into the body to be inspected, and a small ultrasonic motor 2 is provided at the tip thereof.
Is arranged, and the ultrasonic wave reflecting mirror 3 is rotationally driven together with the pedestal 4 by the ultrasonic wave motor 2. It should be noted that instead of the ultrasonic motor, another actuator, for example, an electromagnetic motor may be used. An optical fiber 5 for propagating ultrasonic transmission / reception signals in the elongated sheath 1.
, Extends from an ultrasonic transmitter / receiver arranged outside to a position facing the surface of the ultrasonic reflection mirror 3. According to the present invention, the ultrasonic transmitter / receiver is externally arranged as described above, and then the optical fiber 5 for propagating the ultrasonic transmitter / receiver signal is arranged in the sheath 1, and the ultrasonic reflection mirror 3 is arranged in the sheath 1. By adopting a configuration in which a small ultrasonic motor 2 is arranged and driven at the tip portion, the device is made compact.
【0012】動作として、外部に配置された超音波送受
信器から発信された超音波信号は前記光ファイバ5を介
して伝搬され、先端部から出射されてオイル等適宜の液
体媒質中を伝搬して超音波反射ミラー3の反射面に至
る。該反射面で反射した後更に液体媒質中を伝搬し、シ
ース1を透過して被検査体に出射される。被検体に出射
された超音波は被験体中の不連続媒質部で反射され戻っ
てくる。この反射信号を前記超音波反射ミラー3と光フ
ァイバ5を介して外部に配置された超音波送受信器の受
信部で受けてその不連続媒質部の前記超音波反射ミラー
3の反射面からの位置情報割り出し画像情報とする。In operation, an ultrasonic wave signal transmitted from an ultrasonic wave transmitter / receiver arranged outside is propagated through the optical fiber 5 and is emitted from the tip end portion to propagate in an appropriate liquid medium such as oil. It reaches the reflection surface of the ultrasonic reflection mirror 3. After being reflected by the reflecting surface, it further propagates in the liquid medium, passes through the sheath 1, and is emitted to the object to be inspected. The ultrasonic waves emitted to the subject are reflected back by the discontinuous medium portion in the subject. The reflected signal is received by the receiving portion of the ultrasonic transmitter / receiver disposed outside through the ultrasonic reflecting mirror 3 and the optical fiber 5, and the position of the discontinuous medium portion from the reflecting surface of the ultrasonic reflecting mirror 3 is received. Information indexed as image information.
【0013】この超音波反射ミラー3は超音波モータ2
により回転駆動されるので、被検体に出射される超音波
は順次方向を変え、360度に亘る画像情報が得られる
ことになり、二次元の断層画像を得ることができる。こ
こで、光ファイバ5の先端部から放出されて超音波反射
ミラー3に向かう光軸は、該超音波反射ミラー3の回転
軸と一致していることが好ましい。この際、該超音波反
射ミラー3の回転にムラがあると順次得られる超音波反
射信号の方向付けに誤差を生じ画像が不鮮明になってし
まう。そこで、本発明は常時超音波反射ミラー3の回転
位置を検出し順次得られる超音波反射信号の方向付けに
誤差が生じないようにするものである。なお、本発明に
おいて超音波診断装置というとき、必ずしも被検体は人
体のような生体であるものに限らず、非破壊検査一般に
も適用できる超音波検査装置を広く意味するものとす
る。The ultrasonic reflection mirror 3 is an ultrasonic motor 2
Since the ultrasonic wave emitted to the subject changes its direction sequentially, image information covering 360 degrees can be obtained, and a two-dimensional tomographic image can be obtained. Here, the optical axis emitted from the tip of the optical fiber 5 and directed to the ultrasonic reflection mirror 3 preferably coincides with the rotation axis of the ultrasonic reflection mirror 3. At this time, if the rotation of the ultrasonic reflection mirror 3 is uneven, an error occurs in the orientation of the ultrasonic reflection signals that are sequentially obtained, and the image becomes unclear. Therefore, the present invention constantly detects the rotational position of the ultrasonic reflection mirror 3 so that no error occurs in the orientation of the ultrasonic reflection signals sequentially obtained. In the present invention, the term “ultrasound diagnostic apparatus” does not necessarily mean that the subject is a living body such as a human body, but broadly means an ultrasound examination apparatus applicable to general nondestructive testing.
【0014】本発明の第1の実施態様例を図2の1)に
示す。この例では超音波反射ミラー3の反射面は出射さ
れる超音波が発散しないように凹面状に形成してある。
この超音波反射ミラー3の台座4の面には回転軸を中心
として位置検出用のパターン6が環状に施してある。こ
の例では位置検出用のパターンは放射状目盛線が書き込
まれているが、これは同様のパターンがスリットで形成
されたものであってもよい。そして、この環状の位置検
出用のパターン6の位置部と対峙する位置に先端部があ
る回転位置検出用の光ファイバ7が配置される。A first embodiment of the present invention is shown in 1) of FIG. In this example, the reflecting surface of the ultrasonic reflecting mirror 3 is formed in a concave shape so that the emitted ultrasonic waves do not diverge.
On the surface of the pedestal 4 of the ultrasonic wave reflection mirror 3, a pattern 6 for position detection is provided in a ring shape around the rotation axis. In this example, a radial scale line is written in the position detection pattern, but a similar pattern may be formed with slits. Then, an optical fiber 7 for detecting a rotational position having a tip portion is arranged at a position facing the position portion of the annular position detecting pattern 6.
【0015】超音波送受信信号を伝搬する光ファイバ5
の配置は先に説明した図1の基本構成と同じであり、先
端部から放出されて超音波反射ミラー3に向かう光軸
は、該超音波反射ミラー3の回転軸と一致している。回
転位置検出用光ファイバ7の先端部の光軸はこの回転軸
と平行となるようにしてある。このような構成を採るこ
とで超音波反射ミラー3の回転位置、すなわち被検査体
に出射される超音波の伝搬方位が、この位置検出用のパ
ターンを光学読取り手段である回転位置検出用光ファイ
バ7の先端部で読取ることにより検出できる。例えば位
置検出パターンである目盛線が反射面に書かれた黒線で
あったとするとパターンからの反射光の強弱が目盛線に
対応する。この逐次の位置情報と被験体内で反射されて
返ってきた超音波受信信号と対応されることにより、そ
の回転位置角度を正確に捉え鮮明な画像を得ることが出
来るものである。Optical fiber 5 for transmitting ultrasonic transmission / reception signals
The arrangement is the same as the basic configuration of FIG. 1 described above, and the optical axis emitted from the tip end toward the ultrasonic reflection mirror 3 coincides with the rotation axis of the ultrasonic reflection mirror 3. The optical axis of the tip of the optical fiber 7 for detecting the rotational position is arranged to be parallel to this rotational axis. By adopting such a configuration, the rotational position of the ultrasonic reflection mirror 3, that is, the propagation azimuth of the ultrasonic waves emitted to the object to be inspected, is detected by the optical fiber for rotational position detection, which serves as an optical reading means. It can be detected by reading at the tip of 7. For example, if the scale line which is the position detection pattern is a black line written on the reflecting surface, the intensity of the reflected light from the pattern corresponds to the scale line. By correlating the successive positional information with the ultrasonic wave reception signal reflected and returned in the subject, the rotational position angle can be accurately captured and a clear image can be obtained.
【0016】図2の2)に本発明の第2の実施態様例を
示す。この例は超音波反射ミラー3の台座4の裏面に回
転軸を中心として位置検出用のパターン6が環状に施し
てあり、位置検出用のパターンの光学読取り手段である
回転位置検出用光ファイバ7の先端部が超音波反射ミラ
ー3の台座4の裏面の位置検出用のパターンの近接位置
まで延在されている点で先の実施態様例と相違してい
る。先の例は回転位置検出用光ファイバ7の存在が診断
用の超音波送受信の邪魔をしないようにその先端部の位
置を位置検出用のパターン6と離れた位置となるように
配置したが、この例では台座4の裏面側まで回転位置検
出用光ファイバ7を延在させる必要があり、どうしても
超音波放射領域を過ぎることになる。その反面回転位置
検出用光ファイバ7の先端部を位置検出用のパターンの
近接位置までもって行くことができ、位置検出の精度を
高めることが出来るメリットがある。FIG. 2B) shows a second embodiment of the present invention. In this example, a pattern 6 for position detection is annularly formed on the back surface of the pedestal 4 of the ultrasonic reflection mirror 3 around the rotation axis, and an optical fiber 7 for rotational position detection which is an optical reading means of the pattern for position detection. This is different from the previous embodiment in that the tip portion of (1) extends to the proximity position of the pattern for position detection on the back surface of the pedestal 4 of the ultrasonic reflection mirror 3. In the above example, the position of the tip end of the optical fiber 7 for detecting the rotational position is arranged so as to be apart from the pattern 6 for detecting the position so that the existence of the optical fiber 7 for detecting the rotational position does not hinder the transmission and reception of ultrasonic waves for diagnosis. In this example, it is necessary to extend the optical fiber 7 for detecting the rotational position to the back surface side of the pedestal 4, which means that the optical fiber 7 will pass the ultrasonic radiation region. On the other hand, there is a merit that the tip of the optical fiber 7 for detecting the rotational position can be brought to the proximity position of the pattern for position detection, and the accuracy of position detection can be improved.
【0017】このようにこの態様には一長一短があるの
であるが、プローブ先端の限られたスペースの中で各種
部材の配置を確保する必要があり、これらは与えられた
条件の中で設計する際の選択肢となる。なお、本発明の
超音波診断装置において、超音波放射領域を過ぎる部材
としては図5に示されるような超音波モータを駆動させ
るためのリード線がこの他に必要となる。As described above, although there are merits and demerits in this mode, it is necessary to secure the arrangement of various members within the limited space at the tip of the probe, and these are required when designing under given conditions. Will be an option. In addition, in the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, a lead wire for driving the ultrasonic motor as shown in FIG. 5 is additionally required as a member that passes through the ultrasonic wave radiation region.
【0018】図3に本発明の第3の実施態様例を示す。
この例は超音波搬送路として用いる光ファイバ5と、位
置マーク検出信号を外部に搬送する光ファイバ7とを少
なくとも搬送途中では共通のものとすることで構造の単
純化を計ったものである。図中1)に示したものは外部
側では超音波搬送路としての光ファイバ5と、位置マー
ク検出信号を搬送する光ファイバ7とを分離させるが、
超音波反射ミラー3と対峙する先端部では共通端とした
ものである。FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention.
In this example, the structure is simplified by making the optical fiber 5 used as the ultrasonic wave conveying path and the optical fiber 7 for conveying the position mark detection signal to the outside at least during the conveyance. The one shown in 1) in the figure separates the optical fiber 5 serving as an ultrasonic wave carrier path from the outside, and the optical fiber 7 carrying the position mark detection signal,
The tip end facing the ultrasonic reflection mirror 3 has a common end.
【0019】この形態での超音波反射ミラー3の反射面
は光学的ミラーでもあることが必要となる。ファイバ先
端部から出射しミラー面で反射する超音波経路と光学路
は共通となり、シース1が不透明部材であるならば位置
マーク検出系はその内面を光学的に検出することにな
る。この内周面に目盛のような位置検出マークが施され
ていれば、これを検出して超音波反射ミラー3の回転位
置を検出することが可能となる。シース1が透明部材で
あるならば位置マーク検出系は被検査体の表面を光学的
に検出することになる。表面に模様があればその周期か
ら回転速度が又位相差から回転ムラを検出することも原
理的には可能である。The reflecting surface of the ultrasonic reflecting mirror 3 in this form must also be an optical mirror. The optical path is common with the ultrasonic wave path emitted from the fiber tip and reflected by the mirror surface, and if the sheath 1 is an opaque member, the position mark detection system optically detects the inner surface thereof. If the inner peripheral surface is provided with a position detection mark such as a scale, it is possible to detect the position detection mark to detect the rotational position of the ultrasonic reflection mirror 3. If the sheath 1 is a transparent member, the position mark detection system will optically detect the surface of the inspection object. In principle, if there is a pattern on the surface, it is possible to detect the rotation speed from the cycle and the rotation unevenness from the phase difference.
【0020】図の2)に示した形態は外部側では超音波
搬送路としての光ファイバ5と、位置マーク検出信号を
搬送する光ファイバ7とを分離させると共に、超音波反
射ミラー3と対峙する先端部でも分岐し別々の先端とし
たものである。そして、超音波搬送路としての光ファイ
バ5の先端部は回転中心に位置し、位置マーク検出信号
を搬送する光ファイバ7の先端部の向きは回転軸と平行
であってその延長上の台座4の表面には位置検出マーク
6としての円環状の目盛が描かれている。In the configuration shown in FIG. 2), the optical fiber 5 serving as an ultrasonic wave carrier path and the optical fiber 7 carrying a position mark detection signal are separated from each other on the outer side, and face the ultrasonic wave reflecting mirror 3. The tip portion is also branched to form a separate tip. The tip of the optical fiber 5 serving as the ultrasonic wave transport path is located at the center of rotation, and the orientation of the tip of the optical fiber 7 that carries the position mark detection signal is parallel to the rotation axis and the pedestal 4 on the extension thereof. An annular scale as the position detection mark 6 is drawn on the surface of the.
【0021】この形態での超音波反射ミラー3の反射面
は光学的ミラーである必要はない。超音波搬送路として
用いる光ファイバ5と、位置マーク検出信号を外部に搬
送する光ファイバ7とを搬送途中で共通のものとしただ
けで、動作としては図2の1)に示した形態例と同様で
ある。この形態は図2の2)に示したように超音波反射
ミラー3の台座4の裏面に回転軸を中心として位置検出
用のパターン6が環状に施してあり、位置検出用のパタ
ーンの光学読取り手段である回転位置検出用光ファイバ
7の先端部が超音波反射ミラー3の台座4の裏面の位置
検出用のパターンの近接位置まで延在させる変形形態が
可能である。The reflecting surface of the ultrasonic reflecting mirror 3 in this form need not be an optical mirror. The optical fiber 5 used as the ultrasonic wave conveying path and the optical fiber 7 for conveying the position mark detection signal to the outside are made common during the conveyance, and the operation is similar to that of the example shown in 1) of FIG. It is the same. In this embodiment, as shown in 2) of FIG. 2, a pattern 6 for position detection is provided in an annular shape on the back surface of the pedestal 4 of the ultrasonic reflection mirror 3 around the rotation axis, and the pattern for position detection is optically read. A modification is possible in which the tip portion of the optical fiber 7 for detecting the rotational position, which is the means, extends to the proximity position of the pattern for position detection on the back surface of the base 4 of the ultrasonic reflection mirror 3.
【0022】図4に本発明の第4の実施態様例を示す。
この実施態様例は用いる超音波ミラーが光を透過する素
材とし、内部に超音波放射方向と異なる方向に光を反射
させる副ミラーを内蔵したものである点に特徴を有す
る。すなわち、超音波搬送路用と、位置マーク検出信号
の搬送路が兼用された光ファイバの先端部の光軸が回転
軸と一致しており、その先端部から出射される超音波は
超音波反射ミラー3の鏡面で反射されるが、この鏡面は
光学的には透明体であるから反射面では無い。従って超
音波経路と光学路はこの鏡面で分離される。FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention.
This embodiment example is characterized in that the ultrasonic mirror used is made of a material that transmits light, and a sub-mirror that reflects light in a direction different from the ultrasonic radiation direction is incorporated therein. That is, the optical axis of the tip of the optical fiber for the ultrasonic carrier path and the carrier path for the position mark detection signal also coincides with the rotation axis, and the ultrasonic waves emitted from the tip end are reflected by the ultrasonic wave. Although it is reflected by the mirror surface of the mirror 3, this mirror surface is not a reflecting surface because it is optically transparent. Therefore, the ultrasonic path and the optical path are separated by this mirror surface.
【0023】図中2)で示される形態例はシース1の内
壁面に位置検出マーク6としての目盛が360度にわた
って描かれている。この目盛6は副ミラーの鏡面に映さ
れ図中上方に反射され超音波反射ミラー3の鏡面を透過
して光ファイバの先端部に入射され、外部に配置されて
いる光学部材によって位置情報として読取られる。シー
ス1が透明部材であるならばシース1の内壁面に位置検
出マーク6を施さない図中1)に示した形態でも、位置
マーク検出系は被検査体の表面を光学的に検出すること
ができ、表面に模様があればその周期から回転速度が又
位相差から回転ムラを検出することで回転位置を検出す
ることが出来る。In the embodiment shown by 2) in the drawing, the scale as the position detection mark 6 is drawn on the inner wall surface of the sheath 1 over 360 degrees. The scale 6 is reflected on the mirror surface of the sub-mirror, reflected upward in the figure, transmitted through the mirror surface of the ultrasonic reflection mirror 3, incident on the tip of the optical fiber, and read as position information by an optical member arranged outside. To be If the sheath 1 is a transparent member, the position mark detection system can optically detect the surface of the object to be inspected even in the configuration shown in 1) in which the position detection mark 6 is not provided on the inner wall surface of the sheath 1. If there is a pattern on the surface, the rotation position can be detected by detecting the rotation speed from the cycle and the rotation unevenness from the phase difference.
【0024】また、回転速度を検出し、制御回路によっ
て駆動回路をコントロールすれば、回転速度を一定に保
つことができるため、マーキングの数が少なく細かな市
検出ができなくとも特定時間毎の画像から各位置毎の画
像を得られる。Further, if the rotation speed is detected and the drive circuit is controlled by the control circuit, the rotation speed can be kept constant. Therefore, even if the number of markings is small and fine city detection cannot be performed, the image at a specific time The image for each position can be obtained from.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明の超音波診断装置は、光ファイバ
を超音波搬送路として用い、超音波送受信器を外部に設
置する超音波診断装置であって、超音波反射ミラーをシ
ース先端部において小型アクチュエータによって直接回
転駆動させると共に、該超音波反射ミラーの回転を位置
マーク読取り手段によって検出するものであるから、構
造的に極めてコンパクトであり、回転駆動も安定し、回
転ムラが生じても逐次位置検出ができているので鮮明な
画像を得ることができる。The ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is an ultrasonic diagnostic apparatus in which an optical fiber is used as an ultrasonic carrier and an ultrasonic transmitter / receiver is installed outside, and an ultrasonic reflection mirror is provided at the tip of the sheath. Since the rotary actuator is directly driven to rotate and the rotation of the ultrasonic reflection mirror is detected by the position mark reading means, it is structurally extremely compact, the rotational drive is stable, and even if uneven rotation occurs, Since the position can be detected, a clear image can be obtained.
【0026】また、駆動モータとして超音波モータを用
いれば、小型で出力を大きくとれるだけでなく、電磁モ
ータのように電磁場を発生させることがないので、電磁
場を嫌う被検体検査に適している。本発明では超音波搬
送路として用いる光ファイバと、位置マーク検出信号を
外部に搬送する光ファイバとを少なくとも搬送途中では
共通のものとすることによって部品を少なくし更に構造
を単純化することができる。Further, if an ultrasonic motor is used as a drive motor, it is suitable for inspection of an object which is disliked by the electromagnetic field because it is compact and can produce a large output, and unlike an electromagnetic motor, it does not generate an electromagnetic field. In the present invention, the number of parts can be reduced and the structure can be further simplified by making the optical fiber used as the ultrasonic wave carrier path and the optical fiber that carries the position mark detection signal to the outside common at least during the carrying. .
【0027】本発明では超音波ミラーの周囲に回転軸を
中心とした環状に施した目盛線やスリットなどの位置検
出マークを用いるようにしたり、位置マークを超音波ミ
ラー台座の裏面側に設けたりすることで、位置検出精度
を高くでき、鮮明な画像を得ることができる。In the present invention, a position detection mark such as a graduation line or a slit formed in an annular shape around the rotation axis around the ultrasonic mirror is used, or the position mark is provided on the back side of the ultrasonic mirror pedestal. By doing so, the position detection accuracy can be increased and a clear image can be obtained.
【0028】また、超音波ミラーとして光を透過する素
材とし、内部に超音波放射方向と異なる方向に光を反射
させる副ミラーを内蔵した構成を採る本発明では、ファ
イバの先端部において超音波搬送用と位置検出用ファイ
バとを分離させる必要がなく、構造を単純化できる。そ
して、本発明は多様な実施態様を採ることが出来るの
で、シース先端部の限られた狭いスペースに条件に応じ
た設計が容易であり、生産コストの上でも有利である。In the present invention, a material that transmits light is used as the ultrasonic mirror, and a sub-mirror that reflects light in a direction different from the ultrasonic radiation direction is incorporated therein. The structure can be simplified because there is no need to separate the operating fiber and the position detecting fiber. Further, since the present invention can adopt various embodiments, it is easy to design according to conditions in a limited narrow space at the distal end of the sheath, which is advantageous in terms of production cost.
【図1】本発明に係る超音波診断装置の基本構成を示す
図である。FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
【図2】図の1)は本発明の第1の実施態様を示す図で
あり、2)は本発明の第2の実施態様を示す図である。2) FIG. 2) is a diagram showing a first embodiment of the present invention, and 2) is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施態様を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第4の実施態様を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
【図5】内視鏡の先端部の回転ミラー駆動用に超音波モ
ータを搭載させた先行技術を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a prior art in which an ultrasonic motor is mounted to drive a rotating mirror at the tip of an endoscope.
1 シース 2 超音波モータ 3 超音波反射ミラー 4 台座 5 超音波搬送用ファイバ 6 位置検出用マーク 7 位置検出用ファイバ 8 副ミラー 1 sheath 2 Ultrasonic motor 3 Ultrasonic reflection mirror 4 pedestals 5 Ultrasonic carrier fiber 6 Position detection mark 7 Position detection fiber 8 Deputy mirror
フロントページの続き (72)発明者 渡辺 聖士 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内 Fターム(参考) 2G047 BA03 CA01 DB05 EA10 EA14 GA19 GB26 4C301 AA02 BB03 BB27 EE11 EE15 GA06 GA12 GB31 GD01 4C601 BB05 BB09 BB10 BB24 EE09 EE12 GA01 GA06 GA11 GA12 GA17 GA21 GB37 Continued front page (72) Inventor, Watanabe Saint 1-8 Nakase, Nakase, Mihama-ku, Chiba City, Chiba Prefecture Ceremony Company SII RDI Center Within F-term (reference) 2G047 BA03 CA01 DB05 EA10 EA14 GA19 GB26 4C301 AA02 BB03 BB27 EE11 EE15 GA06 GA12 GB31 GD01 4C601 BB05 BB09 BB10 BB24 EE09 EE12 GA01 GA06 GA11 GA12 GA17 GA21 GB37
Claims (5)
超音波送受信器を外部に設置する超音波診断装置におい
て、超音波反射ミラーをシース先端部において小型アク
チュエータによって直接回転駆動させると共に、該超音
波反射ミラーの回転を位置マーク読取り手段によって検
出し、光ファイバを介して外部に搬送する機能を備えた
ことを特徴とする超音波診断装置。1. An optical fiber is used as an ultrasonic carrier,
In an ultrasonic diagnostic apparatus in which an ultrasonic transmitter / receiver is installed outside, the ultrasonic reflecting mirror is directly driven to rotate by a small actuator at the sheath distal end, and the rotation of the ultrasonic reflecting mirror is detected by a position mark reading means, An ultrasonic diagnostic apparatus having a function of transferring the material to the outside via a fiber.
と、位置マーク検出信号を外部に搬送する光ファイバと
を少なくとも搬送途中では共通のものとする請求項1に
記載の超音波診断装置。2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the optical fiber used as the ultrasonic wave conveying path and the optical fiber for conveying the position mark detection signal to the outside are common at least during the conveyance.
軸を中心とした環状に施した目盛線である請求項1又は
2に記載の超音波診断装置。3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the position mark is a scale line formed around the ultrasonic mirror in an annular shape centering on the rotation axis.
に設けた請求項3に記載の超音波診断装置。4. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3, wherein the position mark is provided on the back surface side of the ultrasonic mirror pedestal.
内部に超音波放射方向と異なる方向に光を反射させる副
ミラーを内蔵した請求項1又は2に記載の超音波診断装
置。5. The ultrasonic mirror is made of a material that transmits light,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 or 2, wherein a sub-mirror that reflects light in a direction different from an ultrasonic radiation direction is incorporated therein.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002080923A JP2003275206A (en) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | Ultrasonic examination apparatus having position detection function |
Applications Claiming Priority (1)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003275206A true JP2003275206A (en) | 2003-09-30 |
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ID=29206506
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JP2003275206A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007240447A (en) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Material integrity evaluation system |
| GB2574665A (en) * | 2018-06-15 | 2019-12-18 | Ucl Business Ltd | Ultrasound imaging probe |
| JP2020520289A (en) * | 2017-05-05 | 2020-07-09 | ビーム ウルトラサウンド エーエスBiim Ultrasound As | Handheld ultrasonic probe |
-
2002
- 2002-03-22 JP JP2002080923A patent/JP2003275206A/en active Pending
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| JP2007240447A (en) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Material integrity evaluation system |
| JP2020520289A (en) * | 2017-05-05 | 2020-07-09 | ビーム ウルトラサウンド エーエスBiim Ultrasound As | Handheld ultrasonic probe |
| US10945706B2 (en) | 2017-05-05 | 2021-03-16 | Biim Ultrasound As | Hand held ultrasound probe |
| US11744551B2 (en) | 2017-05-05 | 2023-09-05 | Biim Ultrasound As | Hand held ultrasound probe |
| GB2574665A (en) * | 2018-06-15 | 2019-12-18 | Ucl Business Ltd | Ultrasound imaging probe |
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