JP4105907B2

JP4105907B2 - Ultrasound endoscope

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Publication number: JP4105907B2
Application number: JP2002194908A
Authority: JP
Inventors: 優子内田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2022-07-03
Also published as: JP2004033486A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、挿入部先端部にメカニカルスキャン方式により超音波断層像を得る超音波観察部を設けた超音波内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、超音波振動子から生体組織内に超音波パルスを繰り返し送信し、この生体組織から反射される超音波パルスのエコー信号を同一、或いは、別体に設けた超音波振動子で受信して、この超音波パルスを送受信する方向を徐々にずらすことによって、生体内の複数の方向から収集した情報を可視像の超音波診断画像として表示する超音波診断装置が種々提案されている。
【０００３】
この超音波診断装置としては、内視鏡に組み合わせた超音波内視鏡や、内視鏡の処置具チャンネルに挿通される超音波プローブ等、種々提案されている。そして、超音波内視鏡の一例として図１４及び図１５に示すものがある。
【０００４】
図１４は従来の超音波内視鏡の先端部を示す断面図、図１５は図１４のＤ−Ｄ線断面図である。
図１４及び図１５に示すように超音波内視鏡挿入部の先端部９１１には硬質の先端部本体９１２が設けられている。この先端部本体９１２には照明光学系９１３及び観察光学系９１４が斜め前方に向けて配設されている。
【０００５】
上記照明光学系９１３は、照明光を伝送する図示しないライトガイドと、照明光を拡開して出射する図示しない照明レンズとを備え、この照明レンズを通して照明光を斜め前方に出射し、体腔内の患部等の被写体を照明する。一方、観察光学系９１４は、照明された被写体の光学像を結ぶ対物レンズと、この対物レンズの結像位置に先端面を配置したイメージガイドとを有し、このイメージガイドによって光学像を後端面に伝送する。
【０００６】
また、前記先端部本体９１２には、超音波用ハウジング９２０が配置される断面形状が円形の固定孔９１５が形成されている。この超音波用ハウジング９２０には、先端側から順にリング部材９２２、スリップリング９２３、第１カップリング９２４、エンコーダ９２５、第２カップリング９２６、減速器９２７の挿入部先端側が収納配置されており、前記リング部材９２２、スリップリング９２３、エンコーダ９２５及び減速器９２７は、前記超音波用ハウジング９２０の内周面に接触した状態で取り付け固定されている。なお、前記減速器９２７は、モータ９２８の前方側に取り付け固定されており、超音波振動子９３１は振動子シャフト９２１に対して振動子保持部材９３０を介して一体的に固定されている。
【０００７】
前記先端部本体９１２の先端面には、前記超音波振動子９３１を覆う円筒状の先端キャップ９３２が配置されており、この先端キャップ９３２の内部は超音波伝達媒体９３３で満たされている。
【０００８】
前記超音波振動子９３１の図示しない入出力用のケーブルは、回転型信号伝達手段としてのスリップリング９２３のリング部、金属ブラシを経てスリップリング９２３の出力側のケーブルに電気的に導通される。
【０００９】
前記振動子シャフト９２１は、スリップリング９２３に設けられたボールベアリングによって、挿入軸と平行な方向に回転可能に支持されるとともに、前記リング部材９２２によって軸支されている。このことにより、超音波振動子９３１は、挿入軸と垂直な向きの断層像を得るラジアル走査を行うことができる構成になっている。なお、前記リング部材９２２に設けたＯリング９３４を前記振動子シャフト９２１に密着させて水密が確保されている。
【００１０】
前記第１カップリング９２４は、前記振動子シャフト９２１の挿入部基端部と、エンコーダ９２５の回転軸９３６の一端部側とを一体に連結固定し、前記第２カップリング９２６はエンコーダ９２５の回転軸９３６の他端部側と前記減速器９２７の出力側回転軸９３７とを一体に連結固定している。このことによって、モータ９２８の回転が振動子シャフト９２１に伝達されて超音波振動子９３１が回転する。
【００１１】
なお、前記減速器９２７は、モータ９２８の回転軸が一体になる高速主動軸と、このモータ９２８の回転軸からの動力を減速させて出力する低速従動軸である出力側回転軸９３７とで構成されている。
【００１２】
このように構成した超音波内視鏡では、挿入部先端面から湾曲部９５０との境界までの先端硬質部を先端部９１１としており、この先端部９１１に超音波振動子９３１からモータ９２８までの超音波ラジアル走査用の部品が収納され、この先端部９１１の長さが先端硬質長Ｌ０となる。
【００１３】
なお、図１５に示すように、先端部本体９１２には、照明光学系９１３及び観察光学系９１４、鉗子チャンネル９４１、バルーン送水吸引管路９４２、ノズル送水管路９４３が設けられている。
【００１４】
上述のように構成した従来の超音波内視鏡では、モータ９２８を回転駆動することでモータ９２８の回転駆動力が減速器９２７で減速され、この減速器９２７の出力側回転軸９３７、第２カップリング９２６、エンコーダ９２５、第１カップリング９２４及び、振動子シャフト９２１に伝達され、この振動子シャフト９２１に振動子保持部材９３０を介して設けられた超音波振動子９３１が回転する。
【００１５】
超音波内視鏡は、図示しない超音波観測装置からの振動子駆動信号を各種ケーブル、スリップリング９２３を介して超音波振動子９３１に供給して超音波振動子９３１から生体組織内に超音波パルスを繰り返し送信する。そして、超音波内視鏡は、この生体組織で反射された超音波パルスのエコー信号を同一の超音波振動子９３１で受信し、この超音波振動子９３１で受信したエコー信号をスリップリング９２３及び各種ケーブルを介して超音波観測装置本体に伝送する。
【００１６】
前記振動子シャフト９２１の回転は、周方向に対して１つ配置したＺ相及び周方向に対して規則的に配列されたＡ相の回転状態を磁気センサで検知するように構成されたエンコーダ９２５によって検出され、前記超音波振動子９３１の回転速度及び回転位相が検出される。そして、超音波観測装置では、前記エンコーダ９２５のＺ相及びＡ相の出力信号と、超音波振動子９３１で受信したエコー信号から超音波画像を生成する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の超音波内視鏡では、先端部硬質部に超音波振動子を固定する振動子シャフト、第１のカップリング、エンコーダ、第２のカップリング及回転軸を有するモータの減速器を配設していたので、先端硬質部の硬質長が長くなり、この硬質長の短縮化が望まれていた。
【００１８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、先端部硬質部の短縮化を図れ、観察性能に優れた超音波内視鏡を提供することを目的にしている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波内視鏡は、挿入部の先端部に超音波観察部を設けた超音波内視鏡において、前記超音波観察部は、被検体に超音波を送受信してこの被検体の超音波画像を得るための超音波振動子と、この超音波振動子を保持する振動子シャフトと、電力が供給されることにより回転軸を回転駆動させる回転駆動手段と、この回転駆動手段の回転軸と前記振動子シャフトとを一体に連結固定し、前記回転駆動手段の回転軸の回転駆動を振動子シャフトに伝達する外周面所定位置に回転量を検出するための磁気相を設けたカップリング兼エンコーダ用磁気ドラムと、このカップリング兼磁気ドラムから所定距離離れた位置に対向配置され、前記磁気相の磁界の変化を検出して電気信号に変換するエンコーダ用磁気センサと、を具備し、前記カップリング兼エンコーダ用磁気ドラムの周方向に、回転数を検出するために１つだけ設けた回転検出用磁気相及び、回転のする際の速度や位相を検出するための規則的に配列した速度／位相検出用磁気相を設ける一方、前記エンコーダ用磁気センサに前記回転検出用磁気相と速度／位相検出用磁気相とをそれぞれ検出する検出部を設けたことを特徴とする。
【００２１】
これらの構成によれば、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラムを用いることによりカップリングを用意する必要がなくなり、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラムとエンコーダ用磁気センサとでエンコーダを構成することによってエンコーダを用意する必要がなくなる。つまり、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラムがカップリンク及びエンコーダを兼用するので、部品点数が低減されて組み立て性の向上が図れるとともに、挿入部の先端硬質長が短くなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図５は本発明の第１実施形態に係り、図１は超音波内視鏡の全体図、図２は超音波内視鏡の先端部を示す断面図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図、図４は図１のＢ−Ｂ線断面図、図５は図１のカップリング兼エンコーダ磁気ドラムを示す断面図である。
【００２３】
図１に示すように超音波内視鏡１は、細長の挿入部２と、この挿入部２の基端に位置する操作部３と、この前記操作部３の側部から延出するユニバーサルコード４及び超音波コード５とで主に構成されている。前記ユニバーサルコード４は図示しない光源装置に接続され、前記超音波コード５は図示しない超音波観測装置に接続される。
【００２４】
なお、超音波観測装置内には制御装置が設けられており、後述する先端部６に配置した超音波観察部である超音波走査ユニットの制御、駆動を行う。
【００２５】
前記挿入部２は、先端側から順に先端部６と、湾曲部７、軟性部８とを連設して構成されている。前記湾曲部７は、図示しない複数の湾曲駒を連接して構成したものである。前記操作部３に設けた湾曲ノブ９を操作することによって、所望の方向に湾曲動作する。前記軟性部８は、可撓性を有する柔軟な部材で形成されている。
【００２６】
次に、図２ないし図５を用いて先端部６を詳細に説明する。
図２に示すように、先端部６には、硬質の先端部本体１１が設けられている。この先端部本体１１には、内視鏡光学系として図３及び図４に示す照明光学系１２及び観察光学系１３が斜め前方に向けて配設されている。
【００２７】
図２に示すように前記先端部本体１１には、超音波ユニット１５を構成する超音波用ハウジング２０を固定する断面形状を略Ｄ字型に形成した固定孔１４が形成されている。
【００２８】
前記超音波ユニット１５は、前記超音波用ハウジング２０に配置されるリング部材１６、振動子シャフト２３、振動子シャフト軸受け２４、スリップリング２５、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６、磁気センサ２７、減速器２８、回転駆動手段であるモータ２９と、振動子保持部材３０に固定される超音波振動子３１及びこの超音波振動子３１を覆う先端キャップ３２とを一体化して構成されている。
【００２９】
前記超音波用ハウジング２０は、外周の断面形状を略Ｄ字形状に形成したＤ字形筒状部２１と、このＤ字形筒状部２１の先端側を形成する外周の断面形状が円形のフランジ部２２とで形成されている。したがって、前記固定孔１４にＤ字形筒状部２１が挿入配置され、前記フランジ部２２が先端部本体１１の先端面に位置する。
【００３０】
前記超音波用ハウジング２０の透孔には、先端側から順に、振動子シャフト軸受け２４、スリップリング２５、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６、磁気センサ２７、減速器２８、モータ２９の挿入部先端側を収納される。前記振動子シャフト軸受け２４、スリップリング２５、磁気センサ２７、減速器２８及びモータ２９は、超音波用ハウジング２０の内周に接触した状態で取り付け固定される。
【００３１】
前記振動子シャフト２３の挿入部先端側には、振動子保持部材３０が例えば一体形成で設けられている。この振動子保持部材３０には超音波振動子３１が取り付けられている。
【００３２】
前記超音波用ハウジング２０のフランジ部２２には、円筒状の先端キャップ３２が取り付けられており、前記超音波振動子３１が先端キャップ３２に収納される。この先端キャップ３２は、超音波を効率よく透過可能な材質で形成され、この先端キャップ３２の内部には超音波伝達媒体３３が充満される。
【００３３】
この先端キャップ３２の先端側の外周には、図示しないバルーンの先端側開口部が取り付けられる溝部３７が設けられ、先端部本体１１の先端側外周には前記バルーンの基端側開口部が取り付けられる溝部３８が設けられている。符号５３はバルーン用流体管路である。
【００３４】
前記超音波振動子３１の図示しない入出力用のケーブルは、図３に示す回転型信号伝達手段としてのスリップリング２５のリング部４１ａ，４１ｂ、このリング部４１ａ，４１ｂに接触するように配置された金属ブラシ４２ａ，４２ｂを経てスリップリング２５の出力側のケーブル（不図示）と電気的に導通している。
【００３５】
前記振動子シャフト２３は、Ｏリング３４により水密を確保した状態で振動子シャフト軸受け２４に軸支されている。また、この振動子シャフト軸受け２４は、Ｏリング３５により水密を確保した状態で超音波用ハウジング２０に取り付けられている。そして、前記振動子シャフト軸受け２４は、リング部材１６により、フランジ部２２の内周に取り付け固定されるようになっている。
【００３６】
なお、前記振動子シャフト２３は、スリップリング２５に設けられている図示しないボールベアリングによって、挿入軸と平行な方向に回転可能に支持されている。これにより、前記超音波振動子３１は、挿入軸と垂直な向きの断層像を得るラジアル走査を行える構成になっている。
【００３７】
前記振動子シャフト２３の基端部は、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６に配置されている。そして、このカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６には減速器２８の出力側回転軸３６が配置されている。前記減速器２８の基端側にはモータ２９の高速で回転駆動する回転軸（不図示）が取り付けられている。
【００３８】
つまり、前記減速器２８の高速主動軸（不図示）がモータ２９の回転軸に一体になっており、モータ２９の回転軸の回転駆動力を減速させて低速従動軸である出力側回転軸３６から出力する。したがって、前記モータ２９は、電力が供給されることにより前記減速器２８の出力側回転軸３６を回転駆動させる回転駆動手段になっている。
【００３９】
前記超音波内視鏡１では、前記図１に示す挿入部２の先端面から湾曲部７との境界までの先端硬質部を先端部６としており、この先端部６に、前記図２に示すように超音波振動子３１からモータ２９までの超音波ラジアル走査用の部品を収納している。ここで、この先端部６の長さを先端硬質長Ｌ１とする。
【００４０】
図３に示すように、先端部本体１１は、超音波診断に関係する構成要素を配置する断面形状が円形外周の超音波診断用配置部５１と、内視鏡診断に関係する構成要素を配置する断面形状が三日月形の内視鏡用配置部５２とに分けられる。
【００４１】
前記超音波診断用配置部５１には、バルーン送水吸引用管路５３及びＤ字型の固定孔１４が配置されている。超音波診断用配置部５１のＤ字型の固定孔１４には、前記超音波用ハウジング２０のＤ字形筒状部２１を介してスリップリング２５が取り付けられている。前記バルーン送水吸引管路５３の開口部５３は、Ｄ字型の固定孔１４の直線部３９に近接して設けられている。
【００４２】
前記スリップリング２５は、ケース４０、リング部４１ａ，４１ｂ、金属ブラシ４２ａ，４２ｂ及びブラシ固定部材４３ａ，４３ｂとで構成されている。前記ケース４０は、Ｄ字形筒状部２１の内周に合わせて外周形状をＤ字型に形成している。このことにより、前記ケース４０は、挿入軸方向に対して垂直な断面が直線状となる平面部４４と、挿入軸方向に対して垂直な断面が円弧状となる湾曲面部４５とを有している。
【００４３】
前記ブラシ固定部材４３ａは、一端側に金属ブラシ４２ａを取り付け、他端側をケース４０の内面の平面部４４と湾曲面部４５の一方の境界の位置に取り付けている。一方、前記ブラシ固定部材４３ｂは、一端側に金属ブラシ４２ｂを取り付け、他端側を湾曲面部４５の内面のブラシ固定部材４３ａとは反対側の位置に取り付けている。前記金属ブラシ４２ａ，４２ｂは、駆動シャフト２３に設けられたリング部４１ａ，４１ｂにそれぞれ摺動可能な状態で接触している。
【００４４】
前記リング部４１ａ、金属ブラシ４２ａ及びブラシ固定部材４３ａは、リング部４１ｂ、金属ブラシ４２ｂ及びブラシ固定部材４３ｂに対して挿入軸方向にずらした状態で配置してあり、リング部４１ａ，４１ｂ間は絶縁部材（不図示）により電気的に絶縁状態になっている。この構造により、リング部４１ａ，４１ｂとそれぞれの金属ブラシ４２ａ，４２ｂとは独立した状態で電気的な導通が図られる。
【００４５】
前記内視鏡用配置部５２には、観察光学系１３の窓部５４と、照明光学系１２の窓部５５と、鉗子チャンネル開口部５６、送水ノズル５７が設けられている。なお、図３のバルーン送水吸引管路５３の開口部、鉗子チャンネル開口部５６、送水ノズル５７は、図４のバルーン送水吸引管路５３、鉗子チャンネル５９、ノズル送水管路６０に繋がっている。
【００４６】
図４に示すように、先端部本体１１の内部には、照明光学系１２、観察光学系１３、バルーン送水吸引管路５３、鉗子チャンネル５９、ノズル送水管路６０が設けられている。
前記磁気センサ２７は、Ｄ字形筒状部２１の内面に、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６に所定間隔で対向して配置されている。
【００４７】
図５に示すように、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６と磁気センサ２７とで、回転検出用磁気相となるＺ相及び速度／位相検出用磁気相となるＡ相の電気信号の出力を行う、エンコーダ８０を構成している。
【００４８】
前記カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６は、中心に貫通孔を形成した円柱状で、着磁可能な磁性体で形成されており、回転することによって磁気が変化するように外周面に着磁が施されている。
【００４９】
具体的には、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６の例えば先端側には前記Ｚ相用の着磁を施したＺ相着磁部７１が設けられ、基端側にはＡ相用の着磁を施したＡ相着磁部７２が設けられている。
【００５０】
ここで、Ｚ相用の着磁とは、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６の一回転に対して磁気センサ２７が１パルスを発生する着磁である。Ａ相用の着磁とは、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６が一回転する間に磁気センサ２７が数十から数百（本実施形態の場合は例えば１００個とする）パルスを発生する着磁である。
【００５１】
前記Ｚ相着磁部７１側の中心位置には先端側から比較的太径の第１の穴部７３が形成されており、前記Ａ相着磁部７２側の中心位置には基端側から前記第１の穴部７３より例えばやや細径の第２の穴部７４が形成されている。
【００５２】
前記第１の穴部７３は、振動子シャフト２３の基端側の外径に合わせて形成されており、振動子シャフト２３の基端側が挿入されて例えば接着剤によって一体固定されている。一方、前記第２の穴部７４は、減速器２８の出力側回転軸３６の外径に合わせて形成されており、減速器２８の出力側回転軸３６が挿入されて例えば接着剤によって一体固定されている。なお、本実施形態においては前記第１の穴部７３と前記第２の穴部７４とを、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６の中央で連通させているが、連通させない構成であってもよい。
【００５３】
前記磁気センサ２７には前記Ｚ相着磁部７１の検出を行うＺ相検出部７５と、前記Ａ相着磁部７２の検出を行うＡ相検出部７６とが設けられている。そして、Ｚ相検出部７５では、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６の回転の際に、前記Ｚ相着磁部７１の磁気を検出して、Ｚ相の検出結果である電気信号ａ１を出力する。一方、Ａ相検出部７６では、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６の回転の際に、前記Ａ相着磁部７２の磁気を検出して、Ａ相の検出結果である電気信号ｂ１を出力する。
【００５４】
前記カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６には、前記回転駆動手段の出力側回転軸３６及び前記振動子シャフト２３が一体固定されているので、前記出力側回転軸３６が回転することによって、このカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６が回転するとともに振動子シャフト２３も回転する。
【００５５】
上述のように構成した超音波内視鏡１の作用を説明する。
本実施形態の超音波内視鏡１では、モータ２９を回転駆動することにより、このモータ２９の回転駆動力が減速器２８で減速され、この減速器２８の出力側回転軸３６の回転を、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６、振動子シャフト２３に伝達して、この振動子シャフト２３に振動子保持部材３０を介して固定されている超音波振動子３１を回転駆動させる。
【００５６】
また、超音波内視鏡１は、超音波観測装置本体からの振動子駆動信号を各種ケーブル、スリップリング２５を介して超音波振動子３１に供給して超音波パルスを発信させて、この超音波振動子３１から生体組織に超音波パルスを繰り返し送信する。一方、この超音波内視鏡１は、この生体組織から反射される超音波パルスのエコー信号を同一の超音波振動子３１で受信して、この受信信号をスリップリング２５及び各種ケーブルを介して超音波観測装置本体に導く。
【００５７】
前記振動子シャフト２３が一体固定されたカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６の回転は、前記磁気センサ２７によって検出されているので、この磁気センサ２７によってモータ２９の回転に同期する超音波振動子３１の回転速度及び回転位相が検出される。
【００５８】
そして、超音波観測装置本体では、前記磁気センサ２７から出力されるＺ相及びＡ相に対応する出力信号ａ１，ｂ１と、前記超音波振動子３１から出力される超音波受信信号とを基に、超音波画像を生成し、図示しないモニタ等の表示装置に映像信号を出力して超音波画像を表示する。
【００５９】
以下、第１実施形態の効果を説明する。
本実施形態によれば、エンコーダ８０を、磁気センサ２７と、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６とで構成し、このカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６に振動子シャフト２３と減速器２８の出力側回転軸３６を一体固定しているので、振動子シャフト２３と出力側回転軸３６との間の部品が、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６一つになり、挿入部の先端硬質長Ｌ１の短縮化を図ることができる。このことによって、超音波内視鏡１の体腔内への挿入性が向上するとともに、部品点数を少なくして、製造コストの低減及び組立性の向上を図ることができる。
【００６０】
また、超音波用ハウジング２０にＤ字形筒状部２１を形成して非円形部を設ける一方、スリップリング２５のケース４０をＤ字形に形成して非円形部を設けてスリップリング２５のケース４０内を広くとることができるとともに、切り欠き部側にバルーン送水吸引管路５８を設けることができる。このことによって、リング部４１ａ，４１ｂ、金属ブラシ４２ａ，４２ｂの形状を大きく形成することが可能になり、強度を高め、スリップリング２５の寿命の延長を図れるとともに、スリップリング２５の組立性の向上も図れる。
【００６１】
なお、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラムの構成は図５に示した構成に限定されるものではなく、図６又は図７等に示すように構成してもよい。
図６はカップリング兼エンコーダ用磁気ドラムの第１の変形例を説明する図である。
【００６２】
図６に示すように本実施形態のカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム９６は、振動子シャフト２３と減速器２８の出力側回転軸３６とをねじ止めにより固定するように形成したものである。そして、このカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム９６を、先端側から順に第１のねじ止め固定部１０１、Ｚ相の着磁が行われたＺ相着磁部１０２、Ａ相の着磁が行われたＡ相着磁部１０３、第２のねじ止め固定部１０４としている。
【００６３】
そして、前記第１のねじ止め固定部１０１及びＺ相着磁部１０２の中心に比較的太径の第１の開口部１０５を形成し、前記Ａ相着磁部１０３及び第２のねじ止め固定部１０４の中心に第１の開口部１０５よりやや細径の第２の開口部１０６を形成している。この第１のねじ止め固定部１０１には前記開口部１０５に対して略垂直な第１のねじ孔１０７が形成されている。この第１のねじ孔１０７にねじ１０８を螺入することで、第１の開口部１０５に挿入配置された振動子シャフト２３を第１のねじ止め固定部１０１に一体固定している。
【００６４】
一方、前記第２のねじ止め固定部１０４には前記開口部１０６に対して略垂直な第２のねじ孔１０９が形成されている。この第１のねじ孔１０９にねじ１１０を螺入することで、第２の開口部１０６に挿入配置された出力側回転軸３６を第２のねじ止め固定部１０４に一体固定している。
【００６５】
また、磁気センサ９７は、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム９６の外周に対向配置され、Ｚ相の検出を行うＺ相検出部１１１と、Ａ相の検出を行うＡ相検出部１１２とが設けられている。
【００６６】
この第１の変形例によれば、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム９６が前記カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム９６に比べて長くなり、結果的に先端硬質長を長くしてしまうが、ねじ１０８，１１０を緩めることで、振動子シャフト２３及び出力側回転軸３６を取り外すことができる。このため、挿入部の先端部の部品交換やメンテナンスを行う場合の作業性の向上を図れる。
【００６７】
図７はカップリング兼エンコーダ用磁気ドラムの第２の変形例を説明する図である。
【００６８】
図７に示すように本実施形態のカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム１３６は、先端側から順にねじ止め固定兼Ｚ相着磁部１４１、Ａ相の着磁が行われたＡ相着磁部１４３、ねじ止め固定部１４４となっている。
【００６９】
前記ねじ止め固定兼Ｚ相着磁部１４１及びＡ相着磁部１４３の中心には比較的太径の第１の開口部１４５が形成され、Ａ相着磁部１４３の基端側及びねじ止め固定部１４４の中心には第１の開口部１４５よりやや細径の第２の開口部１４６が形成されている。
【００７０】
前記ねじ止め固定兼Ｚ相着磁部１４１には、開口部１４５に対して略垂直な第１のねじ孔１４７が形成されており、この第１のねじ孔１４７にねじ１４８を螺入することで、振動子シャフト２３をねじ止め固定兼Ｚ相着磁部１４１にねじ止め固定している。
【００７１】
一方、第２のねじ止め固定部１４４には、開口部１４６に対して略垂直な第２のねじ孔１４９が形成されており、この第１のねじ孔１４９にねじ１５０を螺入することで、出力側回転軸３６を第２のねじ止め固定部１４４にねじ止め固定している。
【００７２】
そして、ねじ止め固定兼Ｚ相着磁部１４１には、ねじ止め部形成しているため、着磁が外周の一カ所となるＺ相の着磁は可能であるが、外周に多数の着磁を等間隔で行うＡ相の着磁は行えない。このため、Ａ相の着磁はねじ止め部を形成していないＡ相着磁部１４３に施している。
【００７３】
また、磁気センサ１３７は、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム１３６の外周近傍に配置され、Ｚ相の検出を行うＺ相検出部１５１と、Ａ相の検出を行うＡ相検出部１５２とを有している。
【００７４】
この第２の変形例によれば、ねじ止め固定兼Ｚ相着磁部１４１で、ねじ止め固定部とＺ相着磁部を兼用しているので、先端硬質長が長くなることを防止して前記第１の変形例と同様の効果が得ることができる。
【００７５】
図８は本発明の第２実施形態に係る超音波内視鏡の先端部を示す断面図である。本実施形態の説明において、前記第１実施形態と同様の構成要素には同符号を付して説明を省略する。
【００７６】
図に示すように本実施形態の先端部１６１の超音波ユニット１６２は、Ａ相用のエンコーダ１７０をモータ２９の基端部に設け、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム１６６にＡ相検出部の着磁を行わずＺ相検出部の着磁のみを行っている。したがって、磁気センサ１６７は、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム１６６の回転によるＺ相の磁気の変化のみを検出している。
【００７７】
前記Ａ相用のエンコーダ１７０には図示しない磁気ドラムと磁気センサとが設けられており、前記モータ２９の回転軸が前記Ａ相用のエンコーダ１７０の磁気ドラムに一体に取り付けられている。そして、磁気センサによって磁気ドラムの回転を検出してＡ相の出力を行う。
つまり、本実施形態では前記モータ２９の回転軸に、前記磁気センサ１６７よりも周波数の高い電気信号を発生するＡ相のエンコーダ１７０を設けている。
【００７８】
上述のように構成した超音波内視鏡の先端部１６１の作用を説明する。
このように構成された超音波内視鏡の先端部１６１では、モータ２９の回転軸は減速器２８の出力側回転軸３６より早く回転している。つまり、前記減速器２８の減速率が１／１００の場合のとき、磁気ドラムの一カ所に着磁を行うだけで、前記第１実施形態と同様のＡ相の電気信号ｂ１が得られる。
【００７９】
このように本実施形態によれば、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム１６６及びＡ相用のエンコーダ１７０の磁気ドラムに着磁相を例えば一箇所ずつ設ければよいので着磁する箇所を少なくして超音波ユニット１６２の細径変化が可能になるとともに、Ｚ相の電気信号ａ１及びＡ相の電気信号ｂ１による振動子３１の回転位相の検出精度を高めて高精度の超音波画像を得ることができる。
【００８０】
図９は本発明の第３実施形態に係る超音波内視鏡の先端部を示す断面図である。なお、本実施形態の説明において、前記実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
【００８１】
図に示すように本実施形態の先端部２０１は、超音波ユニット２１５を構成する超音波用ハウジング２２０の内部に、振動子シャフト２３の軸受け２３２と磁気センサ２７とを一体化する軸受け兼磁気センサハウジング２３１を設けている。
【００８２】
前記先端部本体２１１には、超音波用ハウジング２２０を固定する固定孔２１４が形成されている。そして、前記固定孔２１４には前記超音波ユニット２１５の超音波用ハウジング２２０が固定配置される。また、前記軸受け兼磁気センサハウジング２３１は、前記超音波用ハウジング２２０に収納配置される構成になっている。
【００８３】
したがって、前記超音波用ハウジング２２０には、挿入部先端側から順に振動子シャフト２３、軸受け兼磁気センサハウジング２３１、減速器２８、及びモータ２９の挿入部先端側が収納される。そして、前記軸受け兼磁気センサハウジング２３１にはスリップリング２２５、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６、磁気センサ２７が収納配置されている。
【００８４】
前記軸受け兼磁気センサハウジング２３１の内周先端側には段部による細径部が形成されており、この細径部が前記振動子シャフト２３の軸受けとなる軸受け部２３２になっている。
【００８５】
このような構造により、軸受け兼磁気センサハウジング２３１は、一体で形成され、前記振動子シャフト２３を回転可能な状態で軸支するとともに磁気センサ２７を取り付け固定している。
【００８６】
この第３実施形態によれば、前記第１実施形態と同様に挿入部の先端硬質長を短くすることができるとともに、軸受け兼磁気センサハウジング２３１により振動子シャフト２３の軸受けと磁気センサ２７とを一体化したので、前記実施形態に比べて、部品の公差の積み重ねを少なくして、振動子シャフト２３の回転中心と磁気センサ２７との間の距離を高精度にすることができる。このことによって、回転中、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６と磁気センサ２７間の距離が一定に保たれるので、カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６と磁気センサ２７とにより構成されるエンコーダによる超音波振動子３１の回転の検出精度が向上する。
【００８７】
図１０ないし図１２は本発明の第４実施形態に係り、図１０は超音波内視鏡の先端部を示す断面図、図１１は超音波ユニットを説明する断面図、図１２は超音波ユニットを外した状態の超音波内視鏡の先端部を説明する断面図である。なお、本実施形態の説明において、前記実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
【００８８】
図１０乃至図１２に示すように本実施形態の先端部３０６の先端部本体３１１には、超音波ユニット３１５を構成する超音波用ハウジング３２０が固定配置される断面形状が円形の固定孔３１４が形成されている。
【００８９】
本実施形態の超音波ユニット３１５は、超音波用ハウジング３２０に、リング部材１６、振動子シャフト２３、振動子シャフト軸受け２４、スリップリング３２５、エンコーダ３２６、減速器２８、モータ２９、振動子保持部材３０、超音波振動子３１、先端キャップ３２を一体化したものである。前記超音波用ハウジング３２０は、外周の断面形状が円形の筒状部３２１と、筒状部３２１の挿入部先端側に設けられた外周の断面形状が円形のフランジ部３２２とで形成されている。そして、超音波用ハウジング３２０の筒状部３２１は、フランジ部３２２が先端部本体３１１の先端面に係止した状態で固定孔３１４に挿入される。
【００９０】
前記超音波用ハウジング３２０には、挿入部先端側から順に振動子シャフト２３、振動子シャフト軸受け２４、スリップリング３２５、エンコーダ３２６、減速器２８、モータ２９の挿入部先端側が収納されており、それらのうち振動子シャフト軸受け２４、スリップリング３２５、減速器２８、モータ２９は、超音波用ハウジング３２０の内周に取り付け固定されている。なお、前記モータ２９からはケーブル３８１が延出している。
【００９１】
前記超音波振動子３１の図示しない入出力用のケーブルは、スリップリング３２５のリング部、金属ブラシを経てスリップリング３２５の出力側のケーブル３８２と電気的に導通されている。
【００９２】
前記エンコーダ３２６は、ケース内に前記図１に示したカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム２６、磁気センサ２７を配置して構成されており、磁気センサ２７の出力をケーブル３８３から出力する。ここで、エンコーダ３２６の磁気センサ２７からは、Ｚ相の電気信号ａ１とＡ相の電気信号ｂ１を出力することになるが、図では説明の簡略化のため、一本のケーブル３８３で出力するものとして説明する。
【００９３】
前記超音波用ハウジング３２０の筒状部３２１は、先端側を構成する先端部本体３１１の固定孔３１４と密接する太径部３９１と、基端側の細径部３９２とで構成されている。
【００９４】
前記細径部３９２の太径部３９１近傍の外周には、おねじ部３９３が形成されている。細径部３９２の中間部の外周には、導体をリング状に形成した導体リング４０１，４０２，４０３が設けられている。これらの導体リング４０１，４０２，４０３の内側にはそれぞれケーブル３８１，３８２，３８３が接続されている。
【００９５】
一方、前記先端部本体３１１の固定孔３１４の基端側には電気接点４１１，４１２，４１３が設けられている。これら電気接点４１１，４１２，４１３は、伸縮する弾性突起やバネで形成されており、それぞれの電気接点４１１，４１２，４１３の間は絶縁部材４１４によって絶縁されている。そして、前記電気接点４１１，４１２，４１３には、ケーブル４２１，４２２，４２３が接続されている。これらケーブル４２１，４２２，４２３は、前記図２に示した超音波内視鏡１の湾曲部７、軟性部８、操作部９を介して超音波コード５に接続されている。また、先端部本体３１１の固定孔３１４の中間部にはめねじ部４３１が形成されている。
【００９６】
前記先端部本体３１１と前記超音波ユニット３１５との間の電気的接続は、前記導体リング４０１，４０２，４０３と、この導体リング４０１，４０２，４０３に摺動接続可能な電気接点４１１，４１２，４１３とで行うようになっている。
【００９７】
次に、上述のように構成した超音波内視鏡の先端部３０１の作用を説明する。
図１１に示す超音波ユニット３１５を図１２に示す先端部本体３１１に取り付ける場合は、超音波用ハウジング３２０の筒状部３２１を先端部本体３１１の固定孔３１４に挿入し、超音波ユニット３１５を右回りに回転させ、筒状部３２１のおねじ部３９３を固定孔３１４のめねじ部４３１に螺入する。
【００９８】
この螺入を続けることにより、太径部３９１と細径部３９２との間の段部３９４におねじ部３９３が当接して、それ以上螺入できない状態になる。この状態で、細径部３９２の導体リング４０１，４０２，４０３に、固定孔３１４の電気接点４１１，４１２，４１３が接続状態になる。このことにより、超音波用ハウジング３２０と先端部本体３１１との電気的な接続が行われる。
【００９９】
このように、本実施形態によれば、前記第１実施形態と同様に挿入部の先端硬質長を短くすることができるとともに、超音波ユニット３１５を先端部本体３１１に取り付けると同時に、細径部３９２の導体リング４０１，４０２，４０３と固定孔３１４の電気接点４１１，４１２，４１３とを電気的な接続状態にして、超音波ユニット３１５と先端部本体３１１の間の電気的導通を図ることができる。また、先端部本体３１１から超音波ユニット３１５を取り外すと同時に、細径部３９２の導体リング４０１，４０２，４０３から固定孔３１４の電気接点４１１，４１２，４１３を外すことができる。このことによって、超音波ユニット３１５と先端部本体３１１との間を直接ケーブルで接続するのに比べて、容易に超音波ユニット３１５の交換を行える。
【０１００】
また、超音波ユニット３１５の導体リング４０１，４０２，４０３を、リング状の接触面にしたことにより、超音波ユニット３１５の筒状部３２１を先端部本体３１１の固定孔３１４に螺入して突き当たったときの超音波ユニット３１５の向きのずれによって接触不良になることを確実に防止することができる。
【０１０１】
図１３は本発明の第５実施形態に係る超音波内視鏡の先端部のモータ部分の断面図である。なお、本実施形態の説明において、前記第１実施形態と同様の構成要素には同符号を付して説明を省略する。また、図示以外の部分については前記図３を代用して説明する。
【０１０２】
図１３に示すように本実施形態の先端部本体５１１には固定孔５１４が形成されており、この固定孔５１４には超音波用ハウジング５２０が挿入されている。前記超音波用ハウジング５２０にはモータ２９が収納されている。
【０１０３】
前記先端部本体５１１の内部には、照明光学系１２、観察光学系１３、バルーン送水吸引管路５５８、鉗子チャンネル５５９、ノズル送水管路５６０が設けられている。前記バルーン送水吸引管路５５８と、前記ノズル送水管路５６０は、挿入軸方向に垂直の断面が湾曲した長孔となっており、超音波ハウジング５２０に沿って近接して設けられている。つまり、前記回転駆動手段のモータ２９の周りに近接して液体が通過する管路（バルーン送水吸引管路５５８、ノズル送水管路５６０）が設けてある。
【０１０４】
次に、上述のように構成した超音波内視鏡の先端部５０１の作用を説明する。
前記モータ２９が回転するときに発生する熱は、モータ２９近傍を挿通するバルーン送水吸引管路５５８及びノズル送水管路５６０に流れる水によって効率的に吸収される。
【０１０５】
このように、本実施形態によれば、モータ２９近傍を挿通するバルーン送水吸引管路５５８及びノズル送水管路５６０を流れる液体によってモータ２９を冷却して、先端部本体５１１の温度が上昇することを効率的に防止することができるとともに、ノズル送水管路５６０を通る水をモータ２９の熱で温めることによってノズル送水管路５６０を通って図３に示すノズル５７から噴出される水の温度を上昇させることができる。このことによって、照明光学系１２の対物レンズに結露が発生することを防止し、視野曇りの発生することが防止される。
【０１０６】
尚、図１ないし図１３に示した本発明の第１ないし第５実施形態及び変形例の要部の組み合わせは、各種適用可能であり、例えば、図９は本発明の第３実施形態の超音波ユニット２１５のカップリング兼エンコーダ用磁気ドラム及び磁気センサに図６の変形例の構造を用いることも可能である。
【０１０７】
また、第１、第３乃至第５実施形態及び変形例では、出力側回転軸を回転駆動する回転駆動手段として、減速器とモータとで構成したが、モータに低速高トルクで回転できるものを用いれば、回転駆動手段をモータのみで構成することも可能である。
【０１０８】
［付記］
以上詳述したような本発明の実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【０１０９】
（１）挿入部の先端部に超音波観察部を設けた超音波内視鏡において、
前記超音波観察部は、
被検体に超音波を送受信してこの被検体の超音波画像を得るための超音波振動子と、
この超音波振動子を保持する振動子シャフトと、
電力が供給されることにより回転軸を回転駆動させる回転駆動手段と、
この回転駆動手段の回転軸と前記振動子シャフトとを一体に連結固定し、前記回転駆動手段の回転軸の回転駆動を振動子シャフトに伝達する外周面所定位置に回転量を検出するための磁気相を設けたカップリング兼エンコーダ用磁気ドラムと、
このカップリング兼磁気ドラムから所定距離離れた位置に対向配置され、前記磁気相の磁界の変化を検出して電気信号に変換するエンコーダ用磁気センサと、
を具備する超音波内視鏡。
【０１１０】
（２）前記カップリング兼エンコーダ用磁気ドラムの周方向に、回転数を検出するために１つだけ設けた回転検出用磁気相及び、回転のする際の速度や位相を検出するための規則的に配列した速度／位相検出用磁気相を設ける一方、前記エンコーダ用磁気センサに前記回転検出用磁気相と速度／位相検出用磁気相とをそれぞれ検出する検出部を設けた付記１に記載の超音波内視鏡。
【０１１１】
（３）超音波内視鏡の挿入部の先端部に配置する超音波診断装置であって、
被検体に超音波を送受信してこの被検体の超音波画像を得るための超音波振動子と、
この超音波振動子を保持する振動子シャフトと、
電力が供給されることにより前記振動子シャフトを回転駆動する回転駆動手段と、
前記振動子シャフトに固定され、前記回転駆動手段の回転駆動により前記回転軸とともに回転する場合に、外周近傍の磁気が変化するように着磁された磁気ドラムと、
この磁気ドラムの外周近傍に配置され、該磁気ドラムの回転による発生する磁気の変化を電気信号に変換する磁気センサと、
一体で形成され、前記振動子シャフトを回転可能な状態で軸支するとともに磁気センサを取り付け固定したハウジングと、
を具備する超音波内視鏡。
【０１１２】
（４）超音波内視鏡の挿入部の先端部に配置され、先端部本体と超音波ユニットとから構成される超音波内視鏡であって、
前記超音波ユニットは、
被検体に超音波を送受信してこの被検体の超音波画像を得るための超音波振動子と、
この超音波振動子を保持する振動子シャフトと、
電力が供給されることにより前記振動子シャフトを回転駆動する回転駆動手段と、
前記振動子シャフトに固定され、前記回転駆動手段の回転駆動により前記回転軸とともに回転する場合に、外周近傍の磁気が変化するように着磁された磁気ドラムと、
この磁気ドラムの外周近傍に配置され、該磁気ドラムの回転による発生する磁気の変化を電気信号に変換する磁気センサと、
前記振動子シャフトを回転可能な状態で軸支するとともに前記回転駆動手段、前記磁気ドラム及び前記磁気センサを収納するハウジングと、
このハウジングと前記振動子シャフトの間に設けられ、前記超音波振動子からの信号をハウジング側に伝達するスリップリングと、
を具備し、
前記先端部本体には、前記超音波ユニットのハウジングが螺入される固定孔を形成し、
前記先端部本体と前記超音波ユニットとの間の電気的接続は、導体リングとこの導体リングに摺動接続可能な電気接点とで行う超音波内視鏡。
【０１１３】
（５）超音波内視鏡の挿入部の先端部に配置され、先端部本体と超音波ユニットとから構成される超音波内視鏡であって、
前記超音波ユニットは、
被検体に超音波を送受信してこの被検体の超音波画像を得るための超音波振動子と、
この超音波振動子を保持する振動子シャフトと、
電力が供給されることにより前記振動子シャフトを回転駆動する回転駆動手段と、
前記振動子シャフトに固定され、前記回転駆動手段の回転駆動により前記回転軸とともに回転する場合に、外周近傍の磁気が変化するように着磁された磁気ドラムと、
この磁気ドラムの外周近傍に配置され、該磁気ドラムの回転による発生する磁気の変化を電気信号に変換する磁気センサと、
前記振動子シャフトを回転可能な状態で軸支するとともに前記回転駆動手段、前記磁気ドラム及び前記磁気センサを収納するハウジングと、
このハウジングと前記振動子シャフトの間に設けられ、前記超音波振動子からの信号をハウジング側に伝達するスリップリングと、
を具備し、
前記先端部本体には、前記回転駆動手段の周りに近接して液体が通過する管路を設けた超音波内視鏡。
【０１１４】
（６）前記磁気ドラムと前記磁気センサとを別体に構成してエンコーダの断面形状を非円形に構成した付記項１乃至５のいずれか一つに記載の超音波内視鏡。
【０１１５】
（７）前記超音波ユニット及びスリップリングの断面形状が非円形である付記４又は付記５に記載の超音波内視鏡。
【０１１６】
（８）前記回転駆動手段は、
電力が供給されることによりその回転軸を回転駆動するモータと、
前記高速主動軸がモータの回転軸と一体になっており、モータの回転軸からの動力を減速させて低速従動軸の出力側回転軸から出力する減速器と、
を具備し、
前記減速器の出力側回転軸を前記回転駆動手段の回転軸とした付記項１乃至５のいずれか一つに記載の超音波内視鏡。
【０１１７】
（９）前記モータの回転軸に、前記磁気センサよりも周波数が高い電気信号を発生するエンコーダを設けた付記項７に記載の超音波内視鏡。
【０１１８】
【発明の効果】
以上述べた様に本発明によれば、先端部硬質部の短縮化を図れ、観察性能に優れた超音波内視鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ないし図５は本発明の第１実施形態に係り、図１は超音波内視鏡の全体図
【図２】超音波内視鏡の先端部を示す断面図
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図
【図５】図１のカップリング兼エンコーダ磁気ドラムを示す断面図
【図６】カップリング兼エンコーダ用磁気ドラムの第１の変形例を説明する図
【図７】カップリング兼エンコーダ用磁気ドラムの第２の変形例を説明する図
【図８】本発明の第２実施形態に係る超音波内視鏡の先端部を示す断面図
【図９】図９は本発明の第３実施形態に係る超音波内視鏡の先端部を示す断面図
【図１０】図１０ないし図１２は本発明の第４実施形態に係り、図１０は超音波内視鏡の先端部を示す断面図
【図１１】超音波ユニットを説明する断面図
【図１２】超音波ユニットを外した状態の超音波内視鏡の先端部を説明する断面図
【図１３】図１３は本発明の第５実施形態に係る超音波内視鏡の先端部のモータ部分の断面図
【図１４】従来の超音波内視鏡の先端部を示す断面図
【図１５】図１４のＤ−Ｄ線断面図
【符号の説明】
１…超音波内視鏡
２…挿入部
６…先端部
１１…先端部本体
１５…超音波ユニット
２３…振動子シャフト
２５…スリップリング
２６…カップリング兼エンコーダ用磁気ドラム
２７…磁気センサ
２８…減速器
２９…モータ
３１…超音波振動子
３６…出力側回転軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic endoscope in which an ultrasonic observation unit for obtaining an ultrasonic tomographic image by a mechanical scanning method is provided at a distal end portion of an insertion unit.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an ultrasonic pulse is repeatedly transmitted from an ultrasonic transducer into a living tissue, and an echo signal of the ultrasonic pulse reflected from the living tissue is received by the ultrasonic transducer provided in the same or different body. Various ultrasonic diagnostic apparatuses have been proposed in which information collected from a plurality of directions in a living body is displayed as a visible ultrasonic diagnostic image by gradually shifting the direction in which the ultrasonic pulse is transmitted and received.
[0003]
Various ultrasonic diagnostic apparatuses such as an ultrasonic endoscope combined with an endoscope and an ultrasonic probe inserted through a treatment instrument channel of the endoscope have been proposed. An example of an ultrasonic endoscope is shown in FIGS. 14 and 15.
[0004]
14 is a cross-sectional view showing a distal end portion of a conventional ultrasonic endoscope, and FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
As shown in FIGS. 14 and 15, a distal end portion 911 of the ultrasonic endoscope insertion portion is provided with a rigid distal end portion main body 912. The distal end main body 912 is provided with an illumination optical system 913 and an observation optical system 914 obliquely forward.
[0005]
The illumination optical system 913 includes a light guide (not shown) that transmits the illumination light, and an illumination lens (not shown) that spreads and emits the illumination light, and emits the illumination light obliquely forward through the illumination lens. Illuminate subjects such as affected areas. On the other hand, the observation optical system 914 includes an objective lens that connects an optical image of the illuminated subject, and an image guide having a front end surface disposed at an image forming position of the objective lens. Transmit to.
[0006]
The distal end main body 912 is formed with a fixing hole 915 having a circular cross-sectional shape in which the ultrasonic housing 920 is disposed. In this ultrasonic housing 920, a ring member 922, a slip ring 923, a first coupling 924, an encoder 925, a second coupling 926, and a tip side of the insertion portion of the speed reducer 927 are accommodated and arranged in this order from the tip side. The ring member 922, the slip ring 923, the encoder 925, and the speed reducer 927 are attached and fixed in contact with the inner peripheral surface of the ultrasonic housing 920. The speed reducer 927 is attached and fixed to the front side of the motor 928, and the ultrasonic vibrator 931 is integrally fixed to the vibrator shaft 921 via the vibrator holding member 930.
[0007]
A cylindrical tip cap 932 that covers the ultrasonic transducer 931 is disposed on the tip surface of the tip portion main body 912, and the inside of the tip cap 932 is filled with an ultrasonic transmission medium 933.
[0008]
An input / output cable (not shown) of the ultrasonic transducer 931 is electrically connected to a cable on the output side of the slip ring 923 via a ring portion of a slip ring 923 serving as a rotary signal transmission means and a metal brush.
[0009]
The vibrator shaft 921 is supported by a ball bearing provided on the slip ring 923 so as to be rotatable in a direction parallel to the insertion axis, and is supported by the ring member 922. Thus, the ultrasonic transducer 931 is configured to perform radial scanning that obtains a tomographic image in a direction perpendicular to the insertion axis. The O-ring 934 provided on the ring member 922 is in close contact with the vibrator shaft 921 to ensure water tightness.
[0010]
The first coupling 924 integrally connects and fixes the insertion portion base end of the vibrator shaft 921 and one end of the rotating shaft 936 of the encoder 925, and the second coupling 926 rotates the encoder 925. The other end side of the shaft 936 and the output side rotating shaft 937 of the speed reducer 927 are integrally connected and fixed. As a result, the rotation of the motor 928 is transmitted to the transducer shaft 921 and the ultrasonic transducer 931 rotates.
[0011]
The speed reducer 927 includes a high-speed driving shaft in which the rotation shaft of the motor 928 is integrated, and an output-side rotation shaft 937 that is a low-speed driven shaft that decelerates and outputs power from the rotation shaft of the motor 928. Has been.
[0012]
In the ultrasonic endoscope configured in this way, the distal end hard portion from the insertion portion distal end surface to the boundary with the curved portion 950 is used as the distal end portion 911, and the ultrasonic transducer 931 to the motor 928 are connected to the distal end portion 911. Components for ultrasonic radial scanning are accommodated, and the length of the tip portion 911 becomes the tip hard length L0.
[0013]
As shown in FIG. 15, the distal end main body 912 is provided with an illumination optical system 913, an observation optical system 914, a forceps channel 941, a balloon water supply / suction conduit 942, and a nozzle water supply conduit 943.
[0014]
In the conventional ultrasonic endoscope configured as described above, the rotational driving force of the motor 928 is decelerated by the speed reducer 927 by rotationally driving the motor 928, and the output side rotary shaft 937 of the speed reducer 927, the second The ultrasonic transducer 931 is transmitted to the coupling 926, the encoder 925, the first coupling 924, and the transducer shaft 921, and the transducer shaft 921 is provided via the transducer holding member 930.
[0015]
The ultrasonic endoscope supplies a transducer drive signal from an ultrasonic observation apparatus (not shown) to the ultrasonic transducer 931 via various cables and a slip ring 923, and transmits ultrasonic waves from the ultrasonic transducer 931 into the living tissue. Send pulses repeatedly. Then, the ultrasonic endoscope receives the echo signal of the ultrasonic pulse reflected by the living tissue by the same ultrasonic transducer 931, and receives the echo signal received by the ultrasonic transducer 931 with the slip ring 923 and It is transmitted to the ultrasonic observation device body through various cables.
[0016]
The rotation of the vibrator shaft 921 is performed by an encoder 925 configured to detect the rotation state of the Z phase arranged one in the circumferential direction and the rotation state of the A phase regularly arranged in the circumferential direction with a magnetic sensor. And the rotational speed and phase of the ultrasonic transducer 931 are detected. In the ultrasonic observation apparatus, an ultrasonic image is generated from the Z-phase and A-phase output signals of the encoder 925 and the echo signal received by the ultrasonic transducer 931.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional ultrasonic endoscope, a vibrator shaft that fixes an ultrasonic vibrator to the distal end hard portion, a first coupling, an encoder, a second coupling, and a motor speed reducer having a rotation shaft are disposed. Therefore, the hard length of the hard end portion is long, and it has been desired to shorten the hard length.
[0018]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic endoscope that can shorten the distal end hard portion and has excellent observation performance.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The ultrasonic endoscope according to the present invention is an ultrasonic endoscope in which an ultrasonic observation unit is provided at a distal end portion of an insertion unit, and the ultrasonic observation unit transmits and receives ultrasonic waves to and from the subject. An ultrasonic transducer for obtaining an ultrasonic image, a transducer shaft that holds the ultrasonic transducer, a rotation drive unit that rotationally drives the rotation shaft by supplying power, and a rotation of the rotation drive unit Coupling in which a shaft and the vibrator shaft are integrally connected and fixed, and a magnetic phase for detecting the amount of rotation is provided at a predetermined position on the outer peripheral surface for transmitting the rotational drive of the rotary shaft of the rotary drive means to the vibrator shaft. A magnetic drum for an encoder, and a magnetic sensor for an encoder which is disposed opposite to the coupling / magnetic drum at a predetermined distance and detects a change in the magnetic field of the magnetic phase and converts it into an electric signal.In the circumferential direction of the magnetic drum for coupling and encoder, only one rotation detection magnetic phase is provided for detecting the number of rotations, and regularly for detecting the speed and phase at the time of rotation. While the arranged velocity / phase detection magnetic phase is provided, the encoder magnetic sensor is provided with a detection unit for detecting the rotation detection magnetic phase and the velocity / phase detection magnetic phase, respectively.
[0021]
According to these configurations, it is not necessary to prepare a coupling by using a magnetic drum for coupling and encoder, and an encoder is prepared by configuring an encoder with a magnetic drum for coupling and encoder and a magnetic sensor for encoder. There is no need to do it. That is, since the magnetic drum for coupling and encoder also serves as the cup link and encoder, the number of parts can be reduced and the assemblability can be improved, and the distal end hard length of the insertion portion can be shortened.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 5 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an overall view of an ultrasonic endoscope, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a distal end portion of the ultrasonic endoscope, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A-B in FIG. 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing the coupling / encoder magnetic drum shown in FIG.
[0023]
As shown in FIG. 1, the ultrasonic endoscope 1 includes an elongated insertion portion 2, an operation portion 3 positioned at the proximal end of the insertion portion 2, and a universal cord extending from a side portion of the operation portion 3. 4 and the ultrasonic cord 5. The universal cord 4 is connected to a light source device (not shown), and the ultrasonic cord 5 is connected to an ultrasonic observation device (not shown).
[0024]
Note that a control device is provided in the ultrasonic observation apparatus, and controls and drives an ultrasonic scanning unit which is an ultrasonic observation unit arranged at the distal end portion 6 described later.
[0025]
The insertion portion 2 is configured by connecting a distal end portion 6, a bending portion 7, and a flexible portion 8 in order from the distal end side. The bending portion 7 is configured by connecting a plurality of bending pieces (not shown). By operating the bending knob 9 provided in the operation unit 3, the bending operation is performed in a desired direction. The soft portion 8 is formed of a flexible member having flexibility.
[0026]
Next, the tip 6 will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, the distal end portion 6 is provided with a hard distal end portion main body 11. In the distal end portion body 11, an illumination optical system 12 and an observation optical system 13 shown in FIGS. 3 and 4 are disposed obliquely forward as an endoscope optical system.
[0027]
As shown in FIG. 2, the tip body 11 is formed with a fixing hole 14 having a substantially D-shaped cross section for fixing the ultrasonic housing 20 constituting the ultrasonic unit 15.
[0028]
The ultrasonic unit 15 includes a ring member 16 disposed in the ultrasonic housing 20, a vibrator shaft 23, a vibrator shaft bearing 24, a slip ring 25, a magnetic drum 26 for coupling and encoder, a magnetic sensor 27, a deceleration unit. The device 28, a motor 29 that is a rotation driving means, an ultrasonic transducer 31 that is fixed to the transducer holding member 30, and a tip cap 32 that covers the ultrasonic transducer 31 are integrated.
[0029]
The ultrasonic housing 20 includes a D-shaped cylindrical portion 21 having a substantially D-shaped outer peripheral cross-section, and a flange portion having a circular outer cross-sectional shape that forms the distal end side of the D-shaped cylindrical portion 21. 22. Therefore, the D-shaped cylindrical portion 21 is inserted and disposed in the fixing hole 14, and the flange portion 22 is located on the distal end surface of the distal end portion main body 11.
[0030]
In the through hole of the ultrasonic housing 20, the vibrator shaft bearing 24, the slip ring 25, the magnetic drum for coupling / encoder 26, the magnetic sensor 27, the speed reducer 28, and the tip of the insertion portion of the motor 29 are sequentially arranged from the tip side. Side stowed. The vibrator shaft bearing 24, the slip ring 25, the magnetic sensor 27, the speed reducer 28, and the motor 29 are attached and fixed in contact with the inner periphery of the ultrasonic housing 20.
[0031]
On the distal end side of the insertion portion of the vibrator shaft 23, a vibrator holding member 30 is provided integrally, for example. An ultrasonic transducer 31 is attached to the transducer holding member 30.
[0032]
A cylindrical tip cap 32 is attached to the flange portion 22 of the ultrasonic housing 20, and the ultrasonic transducer 31 is accommodated in the tip cap 32. The tip cap 32 is formed of a material that can efficiently transmit ultrasonic waves, and the tip cap 32 is filled with an ultrasonic transmission medium 33.
[0033]
On the outer periphery of the distal end side of the distal end cap 32, a groove portion 37 to which a distal end side opening portion of a balloon (not shown) is attached is provided. A groove portion 38 is provided. Reference numeral 53 denotes a balloon fluid conduit.
[0034]
An input / output cable (not shown) of the ultrasonic transducer 31 is disposed so as to contact the ring portions 41a and 41b of the slip ring 25 as the rotary signal transmission means shown in FIG. 3 and the ring portions 41a and 41b. In addition, it is electrically connected to a cable (not shown) on the output side of the slip ring 25 through the metal brushes 42a and 42b.
[0035]
The vibrator shaft 23 is pivotally supported by the vibrator shaft bearing 24 in a state where water tightness is secured by an O-ring 34. The vibrator shaft bearing 24 is attached to the ultrasonic housing 20 in a state in which watertightness is ensured by an O-ring 35. The vibrator shaft bearing 24 is attached and fixed to the inner periphery of the flange portion 22 by the ring member 16.
[0036]
The vibrator shaft 23 is supported by a ball bearing (not shown) provided on the slip ring 25 so as to be rotatable in a direction parallel to the insertion axis. Thus, the ultrasonic transducer 31 is configured to perform radial scanning to obtain a tomographic image oriented in a direction perpendicular to the insertion axis.
[0037]
The base end portion of the vibrator shaft 23 is disposed on the magnetic drum 26 for coupling and encoder. The output / rotation shaft 36 of the speed reducer 28 is disposed on the magnetic drum 26 for coupling and encoder. A rotation shaft (not shown) for rotating the motor 29 at high speed is attached to the base end side of the speed reducer 28.
[0038]
That is, the high-speed driving shaft (not shown) of the speed reducer 28 is integrated with the rotating shaft of the motor 29, and the rotational driving force of the rotating shaft of the motor 29 is decelerated to reduce the output-side rotating shaft 36 which is a low-speed driven shaft. Output from. Therefore, the motor 29 is a rotation driving means for rotating the output-side rotating shaft 36 of the speed reducer 28 when electric power is supplied.
[0039]
In the ultrasonic endoscope 1, the distal end hard portion from the distal end surface of the insertion portion 2 to the boundary with the curved portion 7 shown in FIG. 1 is used as the distal end portion 6. In this manner, ultrasonic radial scanning components from the ultrasonic transducer 31 to the motor 29 are accommodated. Here, the length of the tip 6 is referred to as a tip hard length L1.
[0040]
As shown in FIG. 3, the tip body 11 is arranged with an ultrasonic diagnostic arrangement portion 51 having a circular outer periphery in which the components related to the ultrasonic diagnosis are arranged, and the components related to the endoscopic diagnosis. The cross-sectional shape is divided into a crescent-shaped endoscope placement section 52.
[0041]
In the ultrasonic diagnostic arrangement portion 51, a balloon water supply and suction conduit 53 and a D-shaped fixing hole 14 are arranged. A slip ring 25 is attached to the D-shaped fixing hole 14 of the ultrasonic diagnostic arrangement portion 51 via the D-shaped cylindrical portion 21 of the ultrasonic housing 20. The opening 53 of the balloon water supply / suction conduit 53 is provided close to the straight portion 39 of the D-shaped fixing hole 14.
[0042]
The slip ring 25 includes a case 40, ring portions 41a and 41b, metal brushes 42a and 42b, and brush fixing members 43a and 43b. The case 40 has a D-shaped outer peripheral shape that matches the inner periphery of the D-shaped cylindrical portion 21. As a result, the case 40 has a flat portion 44 whose cross section perpendicular to the insertion axis direction is linear, and a curved surface portion 45 whose cross section perpendicular to the insertion axis direction is arcuate. Yes.
[0043]
The brush fixing member 43 a has a metal brush 42 a attached to one end side and the other end attached to one boundary position between the flat surface portion 44 and the curved surface portion 45 of the inner surface of the case 40. On the other hand, the brush fixing member 43b has a metal brush 42b attached to one end side and the other end attached to a position of the inner surface of the curved surface portion 45 opposite to the brush fixing member 43a. The metal brushes 42a and 42b are in contact with ring portions 41a and 41b provided on the drive shaft 23 in a slidable state.
[0044]
The ring portion 41a, the metal brush 42a, and the brush fixing member 43a are disposed in a state shifted in the insertion axis direction with respect to the ring portion 41b, the metal brush 42b, and the brush fixing member 43b, and the ring portions 41a, 41b are not connected. It is electrically insulated by an insulating member (not shown). With this structure, the ring portions 41a and 41b and the respective metal brushes 42a and 42b are electrically connected in an independent state.
[0045]
The endoscope placement portion 52 is provided with a window portion 54 of the observation optical system 13, a window portion 55 of the illumination optical system 12, a forceps channel opening portion 56, and a water supply nozzle 57. Note that the opening of the balloon water supply / suction conduit 53, the forceps channel opening 56, and the water supply nozzle 57 of FIG. 3 are connected to the balloon water supply / suction conduit 53, the forceps channel 59, and the nozzle water supply conduit 60 of FIG.
[0046]
As shown in FIG. 4, an illumination optical system 12, an observation optical system 13, a balloon water supply / suction conduit 53, a forceps channel 59, and a nozzle water supply conduit 60 are provided inside the distal end portion main body 11.
The magnetic sensor 27 is disposed on the inner surface of the D-shaped cylindrical portion 21 so as to face the coupling / encoder magnetic drum 26 at a predetermined interval.
[0047]
As shown in FIG. 5, the coupling / encoder magnetic drum 26 and the magnetic sensor 27 output Z-phase electrical signals for rotation detection and A-phase electrical signals for velocity / phase detection magnetic phases. The encoder 80 is configured.
[0048]
The coupling / encoder magnetic drum 26 has a cylindrical shape with a through-hole formed at the center and is formed of a magnetizable magnetic material. Magnetization is performed on the outer peripheral surface so that the magnetism changes by rotating. It has been subjected.
[0049]
Specifically, for example, the leading end side of the coupling / encoder magnetic drum 26 is provided with a Z-phase magnetized portion 71 magnetized for Z-phase, and the proximal end side is magnetized for A-phase. An A-phase magnetized portion 72 is provided.
[0050]
Here, the Z-phase magnetization is magnetization in which the magnetic sensor 27 generates one pulse for one rotation of the magnetic drum 26 for coupling and encoder. A phase magnetization is a magnetization in which the magnetic sensor 27 generates pulses of several tens to several hundreds (for example, 100 in this embodiment) while the coupling / encoder magnetic drum 26 rotates once. It is a magnet.
[0051]
A first hole 73 having a relatively large diameter is formed at the center position on the Z-phase magnetized portion 71 side from the distal end side, and the center position on the A-phase magnetized portion 72 side is formed on the proximal end side. For example, a second hole 74 having a slightly smaller diameter is formed from the first hole 73.
[0052]
The first hole 73 is formed in accordance with the outer diameter of the base end side of the vibrator shaft 23, and the base end side of the vibrator shaft 23 is inserted and fixed integrally with an adhesive, for example. On the other hand, the second hole portion 74 is formed in accordance with the outer diameter of the output-side rotary shaft 36 of the speed reducer 28, and the output-side rotary shaft 36 of the speed reducer 28 is inserted and fixed integrally with an adhesive, for example. Has been. In the present embodiment, the first hole 73 and the second hole 74 are communicated with each other at the center of the magnetic drum for coupling and encoder 26, but may be configured not to communicate with each other. .
[0053]
The magnetic sensor 27 is provided with a Z-phase detection unit 75 that detects the Z-phase magnetization unit 71 and an A-phase detection unit 76 that detects the A-phase magnetization unit 72. The Z-phase detection unit 75 detects the magnetism of the Z-phase magnetizing unit 71 when the coupling / encoder magnetic drum 26 rotates, and outputs an electric signal a1 that is a detection result of the Z-phase. . On the other hand, the A-phase detection unit 76 detects the magnetism of the A-phase magnetizing unit 72 when the coupling / encoder magnetic drum 26 rotates, and outputs an electric signal b1 that is a detection result of the A-phase. .
[0054]
Since the output-side rotating shaft 36 and the vibrator shaft 23 of the rotation driving means are integrally fixed to the coupling / encoder magnetic drum 26, the output-side rotating shaft 36 is rotated to rotate the cup. As the ring / encoder magnetic drum 26 rotates, the vibrator shaft 23 also rotates.
[0055]
The operation of the ultrasonic endoscope 1 configured as described above will be described.
In the ultrasonic endoscope 1 of the present embodiment, when the motor 29 is rotationally driven, the rotational driving force of the motor 29 is decelerated by the speed reducer 28, and the rotation of the output side rotary shaft 36 of the speed reducer 28 is reduced. The vibration is transmitted to the coupling / encoder magnetic drum 26 and the vibrator shaft 23, and the ultrasonic vibrator 31 fixed to the vibrator shaft 23 via the vibrator holding member 30 is rotationally driven.
[0056]
In addition, the ultrasonic endoscope 1 supplies an ultrasonic pulse by supplying a vibrator drive signal from the ultrasonic observation apparatus main body to the ultrasonic vibrator 31 via various cables and the slip ring 25, and transmitting the ultrasonic pulse. Ultrasonic pulses are repeatedly transmitted from the acoustic transducer 31 to the living tissue. On the other hand, the ultrasonic endoscope 1 receives an echo signal of an ultrasonic pulse reflected from the living tissue by the same ultrasonic transducer 31, and receives the received signal via the slip ring 25 and various cables. Guide to the ultrasonic observation equipment.
[0057]
The rotation of the coupling / encoder magnetic drum 26 to which the transducer shaft 23 is integrally fixed is detected by the magnetic sensor 27, so that the ultrasonic transducer 31 is synchronized with the rotation of the motor 29 by the magnetic sensor 27. Are detected.
[0058]
In the ultrasonic observation apparatus main body, based on the output signals a1 and b1 corresponding to the Z phase and the A phase output from the magnetic sensor 27 and the ultrasonic reception signal output from the ultrasonic transducer 31. Then, an ultrasonic image is generated, and a video signal is output to a display device such as a monitor (not shown) to display the ultrasonic image.
[0059]
Hereinafter, effects of the first embodiment will be described.
According to the present embodiment, the encoder 80 includes the magnetic sensor 27 and the magnetic drum for coupling / encoder 26, and the output side of the vibrator shaft 23 and the speed reducer 28 is connected to the magnetic drum for coupling / encoder 26. Since the rotating shaft 36 is fixed integrally, the part between the transducer shaft 23 and the output-side rotating shaft 36 becomes one magnetic drum 26 for coupling and encoder, and the distal end hard length L1 of the insertion portion is shortened. Can be achieved. As a result, the insertion property of the ultrasonic endoscope 1 into the body cavity can be improved, the number of parts can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced and the assemblability can be improved.
[0060]
In addition, the D-shaped cylindrical portion 21 is formed in the ultrasonic housing 20 to provide a non-circular portion, while the case 40 of the slip ring 25 is formed in a D-shape to provide the non-circular portion and the case 40 of the slip ring 25 is provided. The interior can be widened, and a balloon water supply and suction line 58 can be provided on the notch side. As a result, the ring portions 41a and 41b and the metal brushes 42a and 42b can be formed in a large shape, the strength can be increased, the life of the slip ring 25 can be extended, and the assembly of the slip ring 25 can be improved. Can also be planned.
[0061]
The configuration of the magnetic drum for coupling and encoder is not limited to the configuration shown in FIG. 5, but may be configured as shown in FIG.
FIG. 6 is a diagram for explaining a first modification of the magnetic drum for coupling and encoder.
[0062]
As shown in FIG. 6, the magnetic drum 96 for a coupling and encoder according to this embodiment is formed so that the vibrator shaft 23 and the output side rotating shaft 36 of the speed reducer 28 are fixed by screwing. Then, the coupling / encoder magnetic drum 96 is subjected to the first screw fixing portion 101, the Z-phase magnetized portion 102 with the Z-phase magnetized, and the A-phase magnetized in order from the front end side. The A-phase magnetized portion 103 and the second screw fixing portion 104 are provided.
[0063]
A first opening 105 having a relatively large diameter is formed at the center of the first screw fixing portion 101 and the Z-phase magnetized portion 102, and the A-phase magnetized portion 103 and the second screw fixed. A second opening 106 having a slightly smaller diameter than the first opening 105 is formed at the center of the portion 104. A first screw hole 107 substantially perpendicular to the opening 105 is formed in the first screw fixing portion 101. By screwing a screw 108 into the first screw hole 107, the vibrator shaft 23 inserted and arranged in the first opening 105 is integrally fixed to the first screw fixing portion 101.
[0064]
On the other hand, a second screw hole 109 that is substantially perpendicular to the opening 106 is formed in the second screwing fixing portion 104. By screwing a screw 110 into the first screw hole 109, the output-side rotating shaft 36 inserted and disposed in the second opening 106 is integrally fixed to the second screwing fixing portion 104.
[0065]
The magnetic sensor 97 is disposed opposite to the outer periphery of the magnetic drum 96 for coupling and encoder, and is provided with a Z-phase detector 111 that detects the Z-phase and an A-phase detector 112 that detects the A-phase. ing.
[0066]
According to the first modification, the coupling / encoder magnetic drum 96 is longer than the coupling / encoder magnetic drum 96, and as a result, the distal end hard length is increased. By loosening 110, the vibrator shaft 23 and the output side rotation shaft 36 can be removed. For this reason, the workability | operativity at the time of performing component replacement | exchange and maintenance of the front-end | tip part of an insertion part can be aimed at.
[0067]
FIG. 7 is a diagram for explaining a second modification of the magnetic drum for coupling and encoder.
[0068]
As shown in FIG. 7, the magnetic drum 136 for coupling and encoder of this embodiment includes a screw fixing and Z-phase magnetized portion 141 in order from the tip side, and an A-phase magnetized portion 143 in which the A-phase is magnetized. The screw fixing portion 144 is formed.
[0069]
A first opening 145 having a relatively large diameter is formed at the center of the screw fixing and Z-phase magnetized portion 141 and the A-phase magnetized portion 143, and the base end side of the A-phase magnetized portion 143 and screw fixing A second opening 146 having a slightly smaller diameter than the first opening 145 is formed at the center of the fixing part 144.
[0070]
The screw fixing / Z-phase magnetized portion 141 has a first screw hole 147 substantially perpendicular to the opening 145, and the screw 148 is screwed into the first screw hole 147. Thus, the vibrator shaft 23 is screwed and fixed to the Z-phase magnetized portion 141 with screws.
[0071]
On the other hand, the second screw fixing portion 144 is formed with a second screw hole 149 substantially perpendicular to the opening 146, and the screw 150 is screwed into the first screw hole 149. The output side rotation shaft 36 is fixed to the second screw fixing portion 144 with screws.
[0072]
Since the screw fixing / Z-phase magnetized portion 141 is formed with a screw-fastened portion, the Z-phase can be magnetized at one location on the outer periphery. A phase magnetization that is performed at equal intervals cannot be performed. For this reason, the A-phase magnetization is applied to the A-phase magnetization portion 143 that does not form the screwing portion.
[0073]
The magnetic sensor 137 is disposed in the vicinity of the outer periphery of the magnetic drum 136 for coupling and encoder, and has a Z-phase detector 151 that detects the Z-phase and an A-phase detector 152 that detects the A-phase. ing.
[0074]
According to this second modification, the screw fixing / Z-phase magnetized portion 141 serves as both the screw fixing portion and the Z-phase magnetized portion, so that the hard end length is prevented from becoming long. The same effect as in the first modification can be obtained.
[0075]
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a distal end portion of an ultrasonic endoscope according to the second embodiment of the present invention. In the description of the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0076]
As shown in the figure, in the ultrasonic unit 162 of the distal end portion 161 of this embodiment, an A-phase encoder 170 is provided at the base end portion of the motor 29, and the coupling / encoder magnetic drum 166 is attached to the A-phase detection portion. Only the magnetization of the Z-phase detector is performed without magnetizing. Therefore, the magnetic sensor 167 detects only a change in the Z-phase magnetism due to the rotation of the magnetic drum 166 for coupling and encoder.
[0077]
The A-phase encoder 170 is provided with a magnetic drum and a magnetic sensor (not shown), and the rotating shaft of the motor 29 is integrally attached to the magnetic drum of the A-phase encoder 170. Then, the rotation of the magnetic drum is detected by the magnetic sensor and the A phase is output.
That is, in the present embodiment, an A-phase encoder 170 that generates an electrical signal having a frequency higher than that of the magnetic sensor 167 is provided on the rotating shaft of the motor 29.
[0078]
The operation of the distal end portion 161 of the ultrasonic endoscope configured as described above will be described.
In the distal end portion 161 of the ultrasonic endoscope configured as described above, the rotating shaft of the motor 29 rotates faster than the output-side rotating shaft 36 of the speed reducer 28. That is, when the speed reduction rate of the speed reducer 28 is 1/100, an A-phase electric signal b1 similar to that of the first embodiment can be obtained by only magnetizing one place of the magnetic drum.
[0079]
As described above, according to the present embodiment, the magnetic drums of the coupling / encoder magnetic drum 166 and the magnetic drum of the A-phase encoder 170 may be provided with, for example, one magnetized phase, so that the number of magnetized portions is reduced. It is possible to change the small diameter of the ultrasonic unit 162 and increase the detection accuracy of the rotational phase of the transducer 31 by the Z-phase electric signal a1 and the A-phase electric signal b1 to obtain a high-accuracy ultrasonic image. it can.
[0080]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a distal end portion of an ultrasonic endoscope according to the third embodiment of the present invention. In the description of the present embodiment, the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0081]
As shown in the figure, the tip portion 201 of this embodiment includes a bearing and magnetic sensor in which the bearing 232 of the transducer shaft 23 and the magnetic sensor 27 are integrated in an ultrasonic housing 220 constituting the ultrasonic unit 215. A housing 231 is provided.
[0082]
A fixing hole 214 for fixing the ultrasonic housing 220 is formed in the distal end body 211. The ultrasonic housing 220 of the ultrasonic unit 215 is fixedly disposed in the fixing hole 214. The bearing / magnetic sensor housing 231 is housed and disposed in the ultrasonic housing 220.
[0083]
Therefore, the ultrasonic housing 220 accommodates the transducer shaft 23, the bearing / magnetic sensor housing 231, the speed reducer 28, and the insertion portion distal end side of the motor 29 in order from the distal end side of the insertion portion. A slip ring 225, a coupling / encoder magnetic drum 26, and a magnetic sensor 27 are accommodated in the bearing / magnetic sensor housing 231.
[0084]
A narrow diameter portion is formed by a step portion on the inner peripheral front end side of the bearing / magnetic sensor housing 231, and this small diameter portion serves as a bearing portion 232 that serves as a bearing for the vibrator shaft 23.
[0085]
With such a structure, the bearing / magnetic sensor housing 231 is integrally formed, supports the vibrator shaft 23 in a rotatable state, and attaches and fixes the magnetic sensor 27.
[0086]
According to this third embodiment, the distal end hard length of the insertion portion can be shortened as in the first embodiment, and the bearing of the vibrator shaft 23 and the magnetic sensor 27 are connected by the bearing / magnetic sensor housing 231. Since they are integrated, it is possible to make the distance between the rotation center of the transducer shaft 23 and the magnetic sensor 27 highly accurate by reducing the stacking of the tolerances of the parts as compared with the above embodiment. As a result, the distance between the coupling / encoder magnetic drum 26 and the magnetic sensor 27 is kept constant during the rotation, so that the encoder composed of the coupling / encoder magnetic drum 26 and the magnetic sensor 27 can be used. The detection accuracy of the rotation of the sonic transducer 31 is improved.
[0087]
10 to 12 relate to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 10 is a cross-sectional view showing a distal end portion of an ultrasonic endoscope, FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an ultrasonic unit, and FIG. 12 is an ultrasonic unit. It is sectional drawing explaining the front-end | tip part of the ultrasonic endoscope of the state which removed. In the description of the present embodiment, the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0088]
As shown in FIGS. 10 to 12, the distal end body 311 of the distal end portion 306 of the present embodiment has a fixing hole 314 having a circular cross-sectional shape in which the ultrasonic housing 320 constituting the ultrasonic unit 315 is fixedly arranged. Is formed.
[0089]
The ultrasonic unit 315 of this embodiment includes an ultrasonic housing 320, a ring member 16, a vibrator shaft 23, a vibrator shaft bearing 24, a slip ring 325, an encoder 326, a speed reducer 28, a motor 29, and a vibrator holding member. 30, an ultrasonic transducer 31, and a tip cap 32 are integrated. The ultrasonic housing 320 is formed of a cylindrical portion 321 having a circular outer cross-sectional shape and a flange portion 322 having a circular outer cross-sectional shape provided on the distal end side of the insertion portion of the cylindrical portion 321. . The cylindrical portion 321 of the ultrasonic housing 320 is inserted into the fixing hole 314 in a state where the flange portion 322 is engaged with the distal end surface of the distal end portion main body 311.
[0090]
In the ultrasonic housing 320, the transducer shaft 23, the transducer shaft bearing 24, the slip ring 325, the encoder 326, the speed reducer 28, and the motor 29 are inserted in order from the distal end side of the insertion portion. Among them, the vibrator shaft bearing 24, the slip ring 325, the speed reducer 28, and the motor 29 are attached and fixed to the inner periphery of the ultrasonic housing 320. A cable 381 extends from the motor 29.
[0091]
An input / output cable (not shown) of the ultrasonic transducer 31 is electrically connected to a cable 382 on the output side of the slip ring 325 through a ring portion of the slip ring 325 and a metal brush.
[0092]
The encoder 326 is configured by arranging the coupling-encoder magnetic drum 26 and the magnetic sensor 27 shown in FIG. 1 in the case, and outputs the output of the magnetic sensor 27 from the cable 383. Here, the Z-phase electrical signal a1 and the A-phase electrical signal b1 are output from the magnetic sensor 27 of the encoder 326. However, in the figure, for the sake of simplification of description, they are output by a single cable 383. It will be explained as a thing.
[0093]
The cylindrical portion 321 of the ultrasonic housing 320 includes a large-diameter portion 391 that is in close contact with the fixing hole 314 of the distal-end portion main body 311 that forms the distal end side, and a narrow-diameter portion 392 that is on the proximal end side.
[0094]
A male screw portion 393 is formed on the outer periphery of the small diameter portion 392 in the vicinity of the large diameter portion 391. Conductor rings 401, 402, and 403 in which conductors are formed in a ring shape are provided on the outer periphery of the intermediate portion of the small diameter portion 392. Cables 381, 382, and 383 are connected to the inside of these conductor rings 401, 402, and 403, respectively.
[0095]
On the other hand, electrical contacts 411, 412 and 413 are provided on the proximal end side of the fixing hole 314 of the distal end portion main body 311. These electrical contacts 411, 412, and 413 are formed by elastic protrusions and springs that expand and contract, and the electrical contacts 411, 412, and 413 are insulated by an insulating member 414. Cables 421, 422, 423 are connected to the electrical contacts 411, 412, 413. These cables 421, 422, and 423 are connected to the ultrasonic cord 5 through the bending portion 7, the flexible portion 8, and the operation portion 9 of the ultrasonic endoscope 1 shown in FIG. An internal thread portion 431 is formed at an intermediate portion of the fixing hole 314 of the distal end portion main body 311.
[0096]
The electrical connection between the tip body 311 and the ultrasonic unit 315 includes the conductor rings 401, 402, 403 and electrical contacts 411, 412, slidably connected to the conductor rings 401, 402, 403. And 413.
[0097]
Next, the operation of the distal end portion 301 of the ultrasonic endoscope configured as described above will be described.
When the ultrasonic unit 315 shown in FIG. 11 is attached to the distal end body 311 shown in FIG. 12, the cylindrical portion 321 of the ultrasonic housing 320 is inserted into the fixing hole 314 of the distal end body 311 and the ultrasonic unit 315 is attached. By rotating clockwise, the male screw portion 393 of the cylindrical portion 321 is screwed into the female screw portion 431 of the fixing hole 314.
[0098]
By continuing this screwing, the screw portion 393 comes into contact with the step portion 394 between the large diameter portion 391 and the small diameter portion 392, and the screw cannot be screwed any further. In this state, the electrical contacts 411, 412, 413 of the fixing hole 314 are connected to the conductor rings 401, 402, 403 of the small diameter portion 392. Thus, electrical connection between the ultrasonic housing 320 and the tip body 311 is performed.
[0099]
As described above, according to the present embodiment, the distal end rigid length of the insertion portion can be shortened as in the first embodiment, and the ultrasonic unit 315 is attached to the distal end portion main body 311 and at the same time the small diameter portion. It is possible to achieve electrical connection between the ultrasonic unit 315 and the tip body 311 by electrically connecting the conductor rings 401, 402, 403 of the 392 and the electrical contacts 411, 412, 413 of the fixing hole 314. it can. Further, at the same time that the ultrasonic unit 315 is removed from the distal end body 311, the electrical contacts 411, 412, 413 of the fixing hole 314 can be removed from the conductor rings 401, 402, 403 of the small diameter portion 392. As a result, the ultrasonic unit 315 can be easily replaced as compared to the case where the ultrasonic unit 315 and the tip body 311 are directly connected by a cable.
[0100]
Further, since the conductor rings 401, 402, and 403 of the ultrasonic unit 315 are ring-shaped contact surfaces, the cylindrical portion 321 of the ultrasonic unit 315 is screwed into the fixing hole 314 of the distal end portion main body 311 and hits. It is possible to surely prevent contact failure due to the deviation of the direction of the ultrasonic unit 315 at the time.
[0101]
FIG. 13 is a cross-sectional view of the motor portion at the distal end portion of the ultrasonic endoscope according to the fifth embodiment of the present invention. In the description of the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Further, parts other than those shown in the drawings will be described with reference to FIG.
[0102]
As shown in FIG. 13, a fixing hole 514 is formed in the tip end body 511 of the present embodiment, and an ultrasonic housing 520 is inserted into the fixing hole 514. A motor 29 is housed in the ultrasonic housing 520.
[0103]
An illumination optical system 12, an observation optical system 13, a balloon water supply / suction conduit 558, a forceps channel 559, and a nozzle water supply conduit 560 are provided inside the distal end portion main body 511. The balloon water supply and suction line 558 and the nozzle water supply line 560 are elongated holes having a curved cross section perpendicular to the insertion axis direction, and are provided close to each other along the ultrasonic housing 520. That is, there are provided conduits (balloon water supply / suction conduit 558, nozzle water supply conduit 560) through which the liquid passes in the vicinity of the motor 29 of the rotation driving means.
[0104]
Next, the operation of the distal end portion 501 of the ultrasonic endoscope configured as described above will be described.
The heat generated when the motor 29 rotates is efficiently absorbed by the water flowing through the balloon water supply / suction conduit 558 and the nozzle water supply conduit 560 that pass through the vicinity of the motor 29.
[0105]
As described above, according to the present embodiment, the motor 29 is cooled by the liquid flowing through the balloon water supply / suction conduit 558 and the nozzle water supply conduit 560 inserted in the vicinity of the motor 29, and the temperature of the tip end body 511 increases. 3 can be efficiently prevented, and the temperature of the water ejected from the nozzle 57 shown in FIG. 3 through the nozzle water supply line 560 is increased by heating the water passing through the nozzle water supply line 560 with the heat of the motor 29. Can be raised. This prevents dew condensation from occurring on the objective lens of the illumination optical system 12 and prevents the field of view from being fogged.
[0106]
Various combinations of the main parts of the first to fifth embodiments of the present invention and the modifications shown in FIGS. 1 to 13 can be applied. For example, FIG. 9 is a superstructure of the third embodiment of the present invention. The structure of the modified example of FIG. 6 may be used for the magnetic drum for coupling and encoder of the sonic unit 215 and the magnetic sensor.
[0107]
Further, in the first, third to fifth embodiments and modifications, the rotational drive means for rotationally driving the output-side rotary shaft is composed of a speed reducer and a motor, but the motor can be rotated at low speed and high torque. If used, it is possible to configure the rotational drive means only with a motor.
[0108]
[Appendix]
According to the embodiment of the present invention described in detail above, the following configuration can be obtained.
[0109]
(1) In an ultrasonic endoscope in which an ultrasonic observation unit is provided at the distal end of the insertion unit,
The ultrasonic observation unit
An ultrasound transducer for transmitting and receiving ultrasound to and from the subject to obtain an ultrasound image of the subject;
A vibrator shaft for holding the ultrasonic vibrator;
Rotation driving means for rotating the rotation shaft by supplying electric power;
A magnet for detecting the amount of rotation at a predetermined position on the outer peripheral surface of the rotating shaft of the rotation driving means and the vibrator shaft that are integrally connected and fixed to transmit the rotation driving of the rotating shaft of the rotation driving means to the vibrator shaft. A magnetic drum for coupling and encoder with a phase;
A magnetic sensor for an encoder which is disposed opposite to a position away from the coupling and magnetic drum by a predetermined distance, detects a change in the magnetic field of the magnetic phase and converts it into an electric signal;
An ultrasonic endoscope comprising:
[0110]
(2) In the circumferential direction of the magnetic drum for coupling and encoder, only one rotation detection magnetic phase is provided for detecting the number of rotations, and regular speed and phase are detected for rotation. The magnetic phase for speed / phase detection arranged in the above is provided, while the encoder magnetic sensor is provided with a detection unit for detecting the magnetic phase for rotation detection and the magnetic phase for speed / phase detection. Sonic endoscope.
[0111]
(3) An ultrasonic diagnostic apparatus disposed at a distal end portion of an insertion portion of an ultrasonic endoscope,
An ultrasound transducer for transmitting and receiving ultrasound to and from the subject to obtain an ultrasound image of the subject;
A vibrator shaft for holding the ultrasonic vibrator;
Rotation drive means for rotating the vibrator shaft by being supplied with electric power;
A magnetic drum fixed to the vibrator shaft and magnetized so that the magnetism in the vicinity of the outer periphery changes when rotating together with the rotating shaft by the rotational drive of the rotational drive means;
A magnetic sensor that is disposed near the outer periphery of the magnetic drum and converts a magnetic change generated by the rotation of the magnetic drum into an electrical signal;
A housing that is integrally formed, supports the vibrator shaft in a rotatable state, and attaches and fixes a magnetic sensor;
An ultrasonic endoscope comprising:
[0112]
(4) An ultrasonic endoscope that is disposed at a distal end portion of an insertion portion of an ultrasonic endoscope and includes a distal end portion main body and an ultrasonic unit,
The ultrasonic unit is
An ultrasound transducer for transmitting and receiving ultrasound to and from the subject to obtain an ultrasound image of the subject;
A vibrator shaft for holding the ultrasonic vibrator;
Rotation drive means for rotating the vibrator shaft by being supplied with electric power;
A magnetic drum fixed to the vibrator shaft and magnetized so that the magnetism in the vicinity of the outer periphery changes when rotating together with the rotating shaft by the rotational drive of the rotational drive means;
A magnetic sensor that is disposed near the outer periphery of the magnetic drum and converts a magnetic change generated by the rotation of the magnetic drum into an electrical signal;
A housing for supporting the vibrator shaft in a rotatable state and housing the rotation driving means, the magnetic drum, and the magnetic sensor;
A slip ring that is provided between the housing and the transducer shaft and transmits a signal from the ultrasonic transducer to the housing;
Comprising
In the tip body, a fixing hole into which the housing of the ultrasonic unit is screwed is formed,
The ultrasonic endoscope is configured such that electrical connection between the distal end body and the ultrasonic unit is performed by a conductor ring and an electrical contact that can be slidably connected to the conductor ring.
[0113]
(5) An ultrasonic endoscope that is disposed at a distal end portion of an insertion portion of an ultrasonic endoscope and includes a distal end portion main body and an ultrasonic unit,
The ultrasonic unit is
An ultrasound transducer for transmitting and receiving ultrasound to and from the subject to obtain an ultrasound image of the subject;
A vibrator shaft for holding the ultrasonic vibrator;
Rotation drive means for rotating the vibrator shaft by being supplied with electric power;
A magnetic drum fixed to the vibrator shaft and magnetized so that the magnetism in the vicinity of the outer periphery changes when rotating together with the rotating shaft by the rotational drive of the rotational drive means;
A magnetic sensor that is disposed near the outer periphery of the magnetic drum and converts a magnetic change generated by the rotation of the magnetic drum into an electrical signal;
A housing for supporting the vibrator shaft in a rotatable state and housing the rotation driving means, the magnetic drum, and the magnetic sensor;
A slip ring that is provided between the housing and the transducer shaft and transmits a signal from the ultrasonic transducer to the housing;
Comprising
The ultrasonic endoscope in which the distal end portion main body is provided with a conduit through which liquid passes in the vicinity of the rotation driving means.
[0114]
(6) The ultrasonic endoscope according to any one of additional items 1 to 5, wherein the magnetic drum and the magnetic sensor are configured separately and a cross-sectional shape of the encoder is configured to be non-circular.
[0115]
(7) The ultrasound endoscope according to appendix 4 or appendix 5, wherein the cross-sectional shapes of the ultrasonic unit and the slip ring are non-circular.
[0116]
(8) The rotation driving means includes:
A motor that rotationally drives the rotating shaft when power is supplied;
The high-speed driving shaft is integrated with the rotating shaft of the motor, and the decelerator that decelerates the power from the rotating shaft of the motor and outputs it from the output-side rotating shaft of the low-speed driven shaft;
Comprising
The ultrasonic endoscope according to any one of appendices 1 to 5, wherein an output-side rotation shaft of the speed reducer is a rotation shaft of the rotation driving unit.
[0117]
(9) The ultrasonic endoscope according to appendix 7, wherein an encoder that generates an electrical signal having a frequency higher than that of the magnetic sensor is provided on a rotating shaft of the motor.
[0118]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the distal end hard portion can be shortened, and an ultrasonic endoscope having excellent observation performance can be provided.
[Brief description of the drawings]
1 to FIG. 5 relate to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is an overall view of an ultrasonic endoscope;
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a distal end portion of an ultrasonic endoscope
3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
5 is a cross-sectional view showing the coupling / encoder magnetic drum of FIG.
FIG. 6 is a view for explaining a first modification of the magnetic drum for coupling and encoder;
FIG. 7 is a diagram for explaining a second modification of the magnetic drum for coupling and encoder;
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a distal end portion of an ultrasonic endoscope according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a distal end portion of an ultrasonic endoscope according to a third embodiment of the present invention.
FIGS. 10 to 12 relate to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a sectional view showing a distal end portion of an ultrasonic endoscope.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an ultrasonic unit
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating the distal end portion of the ultrasonic endoscope with the ultrasonic unit removed
FIG. 13 is a cross-sectional view of a motor portion at a distal end portion of an ultrasonic endoscope according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a distal end portion of a conventional ultrasonic endoscope
15 is a sectional view taken along line DD in FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... Ultrasound endoscope
2 ... Insertion section
6 ... Tip
11 ... Main body of the tip
15 ... Ultrasonic unit
23 ... Vibrator shaft
25 ... Slip ring
26 ... Magnetic drum for coupling and encoder
27 ... Magnetic sensor
28 ... Reducer
29 ... Motor
31 ... Ultrasonic transducer
36 ... Output side rotating shaft

Claims

In an ultrasonic endoscope provided with an ultrasonic observation part at the distal end of the insertion part,
The ultrasonic observation unit
An ultrasound transducer for transmitting and receiving ultrasound to and from the subject to obtain an ultrasound image of the subject;
A vibrator shaft for holding the ultrasonic vibrator;
Rotation driving means for rotating the rotation shaft by supplying electric power;
A magnet for detecting the amount of rotation at a predetermined position on the outer peripheral surface of the rotating shaft of the rotation driving means and the vibrator shaft that are integrally connected and fixed to transmit the rotation driving of the rotating shaft of the rotation driving means to the vibrator shaft. A magnetic drum for coupling and encoder with a phase;
A magnetic sensor for an encoder which is disposed opposite to a position away from the coupling and magnetic drum by a predetermined distance, detects a change in the magnetic field of the magnetic phase and converts it into an electric signal;
Equipped with,
In the circumferential direction of the coupling / encoder magnetic drum, only one rotation detection magnetic phase is provided for detecting the number of rotations, and regularly arranged for detecting the speed and phase during rotation. While providing the velocity / phase detection magnetic phase, the encoder magnetic sensor is provided with a detection unit for detecting the rotation detection magnetic phase and the velocity / phase detection magnetic phase, respectively.
An ultrasonic endoscope characterized by that .