專利名稱：醫療器具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種觀察被檢體內部的醫療器具，特別是，涉 及一種基于超聲波及光的相互作用來獲取顯示生物體組織內部 的檢查部位的信息的醫療器具。
背景技術：
內窺鏡以往在醫療領域及工業領域等中廣為^f吏用。而且， 例如在醫療領域中，對體腔內的生物體組織等進行觀察及各種 處理時使用內窺鏡。另外，近年來，作為用于利用光成像獲得被檢體斷層圖像的方法，例如提出了光CT、光相干斷層影像法、光聲法及超聲 波光調制法(ultrasound modulated optical tomography )等各種方法。特別是，在醫療領域中，該光成像法作為可簡便地 觀察生物體內各種情況的技術而備受矚目。另一方面，還^^知 有這樣的系統，即，由于內窺鏡具有向^皮4僉體的體腔插入的插 入部，由此可將實施光成像法的裝置與內窺鏡組合在一起。在上述的用于利用光成像獲得被檢體的斷層圖像的方法中 的超聲波光調制法中，對生物體內照射超聲波及光，根據基于 在使光通過該生物體內的存在超聲波的局部區域時被調制(或 散射)的光成分而獲取的特性信息，從而可以得到生物體粘膜 深層的斷層圖像。而且，作為用于利用這樣的超聲波光調制法 獲得生物體粘膜深層斷層圖像的裝置，例如，公開有日本特開 2000 — 88743號7>凈艮的光計觀寸裝置。但是，該公報所述的光計測裝置不具有用于一邊改變超聲 波的會聚區域與光照射方向之間的位置關系、 一邊將它們向檢查部位存在的方向輸出的構造。由此，在利用該光計測裝置觀 察生物體粘膜深層的目標部位時，例如，有可能難以獲取生成 該目標部位的斷層圖像所必需的特性信息。發明內容本發明即是鑒于上述問題點而做成的，其目的在于提供與 以往相比更加準確地獲取生物體粘膜深層目標部位的特性信息 的內窺鏡及醫療器具。為了達到上述目的，本發明的內窺鏡的基本構造包括可插 入被檢體的、細長且具有撓性的插入部，該內窺鏡還包括超聲波產生部、超聲波照射方向變更部、超聲波會聚部和光收發部； 上述超聲波產生部設于上述插入部的前端部，且產生用于照射 位于上述被檢體的生物體組織內部的檢查部位的超聲波；上述 超聲波照射方向變更部設于上述前端部，且可在上述4企查部位 改變上述超聲波產生部產生的上述超聲波的照射方向；上述超 聲波會聚部設于上述插入部的前端部，且佳j皮上述超聲波照射 方向變更部改變了上述照射方向的、由上述超聲波產生部產生 的上述超聲波會聚，以使得該超聲波在上述檢查部位會聚；上 述光收發部設于上述插入部的前端部，且向上述纟全查部位照射 自光源裝置發出的光，并對該照射來的光自上述檢查部位中的 上述超聲波的會聚區域反射來的光進行接受。另外，本發明的醫療器具是觀察被檢體的生物體組織內部 存在的檢查部位的內部狀態的器具。作為其基本構造，該醫療 器具包括超聲波產生部、超聲波照射方向變更部、超聲波會聚 部、光源裝置和光收發部；上述超聲波產生部產生照射上述檢 查部位的超聲波；上述超聲波照射方向變更部可在上述檢查部 位改變上述超聲波產生部產生的上述超聲波的照射方向；上述超聲波會聚部使被上述超聲波照射方向變更部改變了上述照射 方向的、由上述超聲波產生部產生的上述超聲波會聚，以使得 該超聲波在上述檢查部位會聚；上述光源裝置發出可到達上述 才企查部位的光；上述光收發部向上述才企查部^立照射自上述光源 裝置發出的光，并且，對該照射來的光自上述檢查部位中的上 述超聲波的會聚區域反射來的光進行接受。因此，由于包括超聲波照射方向變更部、超聲波會聚部及 光收發部，因此，可以準確地獲取生物體粘膜深層目標部位的 特性信息。


圖l是表示使用本發明第l實施例的內窺鏡的生物體觀察 系統的主要部分構造的圖，其中一部分為框圖。圖2A是表示沿X軸方向看內窺鏡前端部時的一個例子的概 略剖視圖。圖2B及圖2C是與圖2A協作地說明振子保持器動作的圖。圖3是表示圖2的前端部的具體構造的立體圖。圖4是表示圖l所示的內窺鏡前端部構造的 一個變形例的概略剖—見圖。圖5是表示圖4的前端部的具體構造的立體圖。 圖6是表示圖l所示的內窺鏡前端部構造的第2變形例的剖視圖。圖7是表示圖6的前端部的具體構造的立體圖。 圖8是表示使用本發明第2實施例的內窺鏡的生物體觀察 系統的主要部分構造的圖，其中一部分為框圖。圖9是表示內窺鏡的前端部的具體構造的立體圖。圖IO是表示設置于內窺鏡前端部的各反射鏡及分光器的配置狀態的圖。圖ll是表示使用本發明第3實施例的內窺鏡的生物體觀察 系統的主要部分構造的圖，其中一部分為框圖。圖12是表示內窺鏡前端部的具體構造的立體圖。
具體實施方式
下面，參照

本發明的實施方式。 第l實施例如圖l所示，本實施例的生物體觀察系統l構成為醫療器具，其主要的構成要件包括內窺鏡2、第1光源裝置3、第2光源 裝置4、控制裝置5及監視器6。其中，內窺鏡2構成為，可插入 到作為被檢體的體腔內，從而可以觀察該體腔內存在的生物體 組織LT處的檢查對象的部位(以下記作檢查部位)。另外，第l 光源裝置3構成為，在后述的通常觀察模式(the conventional observation mode)下射出用于照明檢查部位的照明光。第2 光源裝置4構成為，在后述超聲波光調制觀察模式(an ultrasound modulated optical tomography mode ) 下射出用 于觀察該檢查部位內部的光?？刂蒲b置5構成為，通過對自內 窺鏡2輸出的電信號及光實施規定的處理，生成并輸出基于該 電信號及光的視頻信號。監視器6構成為，顯示基于自控制裝 置5輸出的視頻信號的圖像。如圖l所示，內窺鏡2包括可連接于控制裝置5、且可插入 到體腔內的細長且具有撓性的插入部21、和設置于插入部21前 端的硬性圓筒狀的前端部22。在本實施例中，內窺鏡2的前端 部22與生物體組織LT之間被例如水等超聲波傳導介質MD填 滿。前端部22也可以是直接接觸于生物體組織LT的狀態。另外，如圖l所示，為了便于說明，在本實施例中，將內窺鏡2的前端部22的長度方向(軸線方向)為為X軸地設定XYZ直角坐標系。在插入部21的內部包括用于輸出或輸入電信號的各種信 號線、第l光纜21a和第2光纜21b。其中，第l光纜21a在通常 觀察模式下向前端部22傳送自第l光源裝置3射出、且用于照明 目標檢查部位用的光(也稱作照明光)。第2光纜21b在超聲波 光調制觀察模式下向前端部22傳送自第2光源裝置4射出、且在 目標檢查部位被調制用的光(也稱作照明光)，并且，向控制裝 置5傳送在前端部22中沖企測出的反射光。前端部22包括物鏡光學系統22a及照明光學系統22b、和配 置于物鏡光學系統2 2 a的成像位置的攝像元件2 2 c 。物鏡光學系 統22a及照明光學系統22b以其光軸與內窺鏡2的插入軸線方向 (即長度方向，在插入部21筆直延伸的情況下為X軸方向)平 行的方式設置。照明光學系統22b在通常觀察模式下，朝向生 物體組織LT照射自第l光源裝置3射出、被光纜21a傳送來的光。攝像元件22c由CCD (電荷耦合元件)等構成。該攝像元 件22c在通常觀察模式下，利用自照明光學系統22b射出的光進 行照明，并且，基于由物鏡光學系統22a成像的生物體組織LT 的圖像生成攝像信號。該攝像信號被輸出到控制裝置5 。在上述構成要件的基礎之上，前端部22還包括超聲波振子 22g、聲透鏡22h、光反射構件22j、板狀的固定構件22r和可滑 動地保持著超聲波振子22g的多個振子保持器22s。在本實施例 中，振子保持器22s沿Y軸方向并列設有2個。超聲波振子22g例如由壓電元件構成，從而起到超聲波產 生部的作用。該超聲波振子22g形成為，從其軸線方向看呈圓 形，從側面方向看呈凹面。該超聲波振子22g還具有形成為向 外部發出超聲波的面(超聲波輸出面)、和與超聲波輸出面互為表里的相反一側的面。因此，可利用機械外力，在規定范圍內 改變該超聲波振子22g的凹面形狀的曲率。超聲波振子22g根據控制裝置5的控制向生物體組織LT照 射超聲波。該超聲波被傳播至生物體組織LT。聲透鏡22h設置于超聲波振子22g的超聲波輸出面一側。在 自超聲波振子22g輸出的超聲波通過該聲透鏡22h時，該通過了 的超聲波會聚而呈現在所期望的會聚區域。光反射構件22j包括棱鏡等，起到光收發部的作用。光反射 構件22j反射被光纜21b沿與內窺鏡2的插入軸線方向平行的方 向(圖1中的X軸方向)傳送來的光，并向與內窺鏡2的插入軸 線方向垂直的方向(圖1中的Z軸方向)射出該光。另外，光反 射構件22j接受并反射自Z軸方向入射的光，將該光向光纜21b 射出。另外，固定構件22r設置于光反射構件22j與超聲波振子 22g之間。即，固定構件22r借助彈性構件EL(參照圖2A-2C) 設于超聲波振子22g的與超聲波輸出面相反一側的面。該彈性 構件EL設置于超聲波振子22g的與超聲波輸出面相反一側的面。固定構件22r在表面具有未圖示的溝，從而使振子保持器 22s可分別沿Y軸方向(參照圖2A、 2B、 2C的箭頭)滑動。另 外，如圖2A所示，該固定構件22r在中央部具有孔。由此，固 定構件22r可以不遮擋自光反射構件22j射出的光、及向光反射 構件22j入射的光而使其通過。多個振子保持器22s起到超聲波照射方向變更部的作用。 該多個振子保持器22s分別抵接于超聲波振子22g的邊緣部地 保持該超聲波振子22g。另一方面，該振子保持器22s分別抵接 于固定構件22r，并且，可以沿形成于固定構件22r的未圖示的溝、分別在固定構件22r的平面方向上滑動。另外，可以根據控制裝置5的指令來控制該滑動動作。為 了可進行該滑動動作，多個振子保持器2 2 s包括根據由控制裝 置5施加的驅動信號進行滑動動作的壓電元件等的驅動器(未 圖示)。隨著該滑動動作，超聲波振子22g獲得由彈性構件EL的彈 性變形產生的助力而發生機械變形，其凹面形狀的曲率發生變 化，可以改變其超聲波輸出面的形狀。因此，也可以根據超聲 波振子22g的超聲波輸出面的形狀來改變自該超聲波振子22g 射出的超聲波的方向。另外，超聲波振子22g及聲透鏡22h為了不遮擋自光反射構如在這些構件22g、 22h的中央部具有未圖示的孔。并且，為了 防止異物進入到內窺鏡2的內部、并且不遮擋入射或射出的光， 在設置于聲透鏡22h的未圖示的孔中嵌入有由樹脂等構成的透 明構件(未圖示)。另外，在本實施例中，作為光收發部的光反射構件22j —體 形成有沿Z軸方向射出來自光纜21b的光的光發送部、和向光纜 21b射出自Z軸方向入射的光的光接受部，但也并不一定限定于 此。例如，光發送部及光4妻受部也可以形成為各自獨立。圖3表示上述前端部22的立體圖。但是，在該圖3中，為了 使說明易懂，省略了一部分電配線等。由聲透鏡22h會聚的超聲波作為周期性振動的疏密波在生 物體組織LT的內部傳播。在生物體組織LT內部傳播的超聲波中 的、聲壓較密的區域如后述那樣地起到光學反射鏡的作用。因此，自光反射構件22j射出的光在超聲波的聲壓較密的區 域中被反射，作為反射光返回到光反射構件22j。該反射光在其與超聲波的作用下受到頻率調制。因此，反射光的頻率與來自 光反射構件22j的照射光的頻率相比，相差頻率Af。 可根據該 頻率的頻移來獲得顯示生物體內部狀態的特性的信息。第l光源裝置3是射出白色光的光源，例如，具有氣燈等而 構成。該第l光源裝置3在通常觀察模式下基于控制裝置5的控 制，向光纜21a射出用于照明欲觀察的部位的光(照明光)。第2光源裝置4是射出可到達生物體組織LT內部的檢查部 位的光的光源，例如，具有可射出會聚后的光的激光光源或者 SLD ( Super Luminescent Diode )等。該第2光源裝置4在超 聲波光調制觀察模式下基于控制裝置5的控制，向配置于控制 裝置5內部的光纜58a射出用于照射檢查部位的光束(照明光)?？刂蒲b置5起到視頻信號生成部的作用。如圖1所示，該控 制裝置5包括攝像信號處理電路51、光耦合器52、調制光/散 射光檢測電路53、信號處理電路54、存儲電路55、超聲波照射 控制電路56、模式切換電路57和光纜58a及58b。攝像信號處理電路51基于模式切換電路57的控制，生成與 自內窺鏡2的攝像元件22c輸出的攝像信號相對應的視頻信號， 并且，向存儲電路55輸出該視頻信號。光耦合器52分別連接于光纜21b及光纜58a、 58b。該光耦 合器52向光纜21b射出自第2光源裝置4射出之后、被光纜58a 傳送來的光束(照射光)。另外，光耦合器52向調制光/散射 光檢測電路53射出被光纜21b傳送來的反射光。即，光耦合器 52起到光傳播器的作用。調制光/散射光檢測電路53包括未圖示的示波器或者頻 語分析器等。該檢測電路53對通過光反射構件22j、光纜21b、 光耦合器52及光纜58b入射的反射光進行檢測，將檢測結果作 為光調制信號向信號處理電路54輸出。信號處理電路54根據自調制光/散射光檢測電路53輸出 的光調制信號，抽取出自光反射構件22j射出的照明光在生物體 組織LT內部反射的部位附近的調制特性信息及/或散射特性 信息(特性信息)。信號處理電路54基于抽取出的特性信息生 成視頻信號，向存儲電路55輸出該視頻信號。存儲電路55暫時保持在通常觀察模式下自攝像信號處理 電路51輸出的視頻信號、或者在超聲波光調制觀察模式下自信 號處理電路54輸出的視頻信號中的任一個一見頻信號，同時，向 監—見器6逐幀地依次輸出該一見頻信號。超聲波照射控制電路56在超聲波光調制觀察模式下控制 超聲波振子22g的超聲波照射狀態。由此，可控制由超聲波振 子22g產生的超聲波的照射狀態。具體地講，在超聲光波調制 觀察模式下，超聲波照射控制電路56響應操作人員對未圖示的 操作面板等進行的操作地，控制振子保持器22s的滑動動作。 由此，如上所述，通過振子保持器22s相對于固定構件22r進行 滑動動作，可以改變超聲波振子22g的超聲波輸出面的形狀。 即，超聲波照射控制電路56可以通過控制振子保持器22s來適 當改變檢查部位的掃描區域(位置)。該掃描區域(位置)是在 生物體組織L T內部傳播的超聲波的聲壓較密、作為光學反射鏡 的區域。模式切換電路5 7遵從由操作人員對未圖示的操作面板進 行的模式選擇的指示。根據該指示，模式切換電路57將生物體 觀察系統l的觀察模式變更為通常觀察模式或超聲波光調制觀 察模式中的任一個。例如，在將觀察模式切換為通常觀察模式情況下，模式切 換電路57在使第1光源裝置3及攝像信號處理電路51工作，并使 第2光源裝置4、信號處理電路54及超聲波照射控制電路56停止工作。由此，在通常觀察模式下，由自第l光源裝置3射出的光照明生物體組織LT,從而利用攝像元件22c拍才聶生物體組織 UT。另外，在將觀察模式切換為超聲波光調制觀察模式的情況 下，模式切換電路57在使第2光源裝置4、信號處理電路54及超 聲波照射控制電路56工作，并使第l光源裝置3及攝像信號處理 電路51停止工作。由此，在超聲波光調制觀察模式下，向生物 體組織LT并行照射自光反射構件22j射出來的光、和由聲透鏡 22h會聚的超聲波，并且，獲取照射光反射的部位及其附近區 域的調制/散射特性信息。另外，在本實施例中，并不限定為如上所述地，自內窺鏡 2向生物體組織L T內部的檢查部位照射的光被第2光源裝置4預 先會聚、并同時射出。例如，該照射光也可以是被設置于自第 2光源裝置4到光反射構件22j的路徑中任一處的聚光透鏡等會 聚的光。接著，對本實施例的生物體觀察系統1的作用進行說明。首先，操作人員在未圖示的操作面板中選擇觀察模式。該 選擇信息被向控制裝置5的模式切換電路57傳送。此刻，在通 過該操作將生物體觀察系統l設定為通常觀察模式時，模式切 換電路5 7在使第1光源裝置3及攝像信號處理電路51工作，并使 第2光源裝置4、信號處理電路54及超聲波照射控制電路56停止 工作。由此，自第l光源裝置3射出的光通過光纜21a及照明光 學系統22b,照明包括欲觀察部位在內的生物體組織LT。攝像元件22c在物鏡光學系統22a的視場內拍攝由被照明 光學系統22b照明的生物體組織LT ，將拍攝的生物體組織LT的 圖像作為攝像信號輸出。攝像信號處理電路51生成與自攝像元件22c輸出的攝像信號相對應的視頻信號，并且，向存儲電路55輸出該視頻信號。然后，存儲電路55在暫時保持該視頻信號的同時，將其向 監視器6逐幀地依次輸出該視頻信號。由此，在監視器6中顯示 有與目測觀察大致相同的生物體組織LT的圖像。相對于此，在通過操作人員的操作、將生物體觀察系統l 切換為超聲波光調制觀察模式時，模式切換電路57在使第2光 源裝置4、信號處理電路54及超聲波照射控制電路56工作，并 使第1光源裝置3及攝像信號處理電路51停止工作。由此，自第 2光源裝置4射出的照明光通過光纜58a、光耦合器52、光纜21b 及光反射構件22j，被向生物體組織LT照射。超聲波照射控制電路56通過控制超聲波振子22g,使超聲 波向生物體組織LT照射。如圖2A、 2B、 2C所示，在該照射控 制的同時，超聲波照射控制電路56根據來自操作人員的指示， 控制沿Y軸方向設置的2個振子保持器2 2 s的滑動動作，改變超 聲波振子22g的超聲波輸出面的形狀。由此，超聲波振子22g向 與變化后的形狀相對應的方向產生超聲波。這樣地產生的超聲波由聲透鏡22h在生物體組織LT的內部 會聚。與該變化前的會聚區域相比，該會聚區域R1(也是會聚 位置、掃描位置，參照圖2A、 2B、 2C)的位置相應于超聲波 振子22g的超聲波輸出面的形狀變化而發生變化。如上所述， 該會聚區域聲壓變密，是作為光學反射鏡的部分。進一步地講，在向聲壓較密的部分照射光時，在其折射率 發生變化的部分發生鏡面反射。即，聲壓較密的部分起到鏡面 反射入射光的至少一部分的反射鏡的作用。因此，沿Z軸方向被向生物體組織LT照射的光在生物體組 織LT的超聲波照射區域中反射，其反射光返回到光反射構件 22j。生物體組織LT內部的超聲波會聚區域R1與超聲波輸出面的形狀變化相呼應地自圖2A的狀態例如圖2B及圖2C所示那樣 沿Y軸方向移動。該超聲波振子22g的超聲波輸出面的形狀變化 是隨著上述2個振子保持器22s的滑動動作而發生變化的。另外，在圖2A、圖2B及圖2C中，用雙點劃線表示自超聲 波振子22g輸出的超聲波的照射方向(會聚方向)，用點劃線表 示自光反射構件22j照射出的光的傳播方向。如圖2B及圖2C所 示，即使在使超聲波照射方向例如沿橫向變化來掃描超聲波會 聚區域的情況下，超聲波會聚區域也具有一定程度的擴大。因 此，即使在不改變光的照射方向的情況下，也可由在該擴大中 聲壓變密的部分獲得反射光。返回到光反射構件22j的反射光通過光纜21b、光耦合器52 及光纜58b，被向調制光/散射光檢測電路53傳送。調制光/散射光檢測電路53利用未圖示的示波器或者頻 譜分析器等，對通過光反射構件22j、光纜21b、光耦合器52及 光纜5 8 b傳播來的反射光進行檢測。該檢測后的光作為光調制 信號被向信號處理電路54輸出。信號處理電路54對自調制光/散射光檢測電路53輸出的 光調制信號，實施例如傅里葉變換等算術處理。由此，在生物 體組織LT內部，檢測出照射光反射的部位(超聲波會聚區域) 及其附近的調制/散射特性信息。并且，利用信號處理電路54, 基于該調制/散射特性信息生成視頻信號，將該視頻信號向存 儲電路55輸出。利用存儲電路55，在暫時保持自信號處理電路54輸出的視 頻信號的同時，向監視器6逐幀依次輸出該視頻信號。由此， 在監視器6中顯示有與由信號處理電路54抽取出的調制/散射 特性信息相對應的、生物體組織LT內部的超聲波會聚區域附近的斷層圖像。 變形例另外，前端部22并不限定為如圖2A 2C所示地具有沿Y軸 方向并列設置的2個振子保持器22s。例如，還可以具有沿X軸 方向并列設置的2個振子保持器22s,從而具有共計4個振子保 持器22s。即，前端部22也可以具有圖4及圖5所示的構造。(但 是，在圖5中，省略了 一部分電配線等來予以表示)。在前端部22具有圖4及圖5所示的構造的情況下，4個振子 保持器22s的各對振子保持器22s可沿著形成于固定構件22r的 未圖示的溝沿各自軸線方向滑動。即，沿Y軸方向并列設置的2 個振子保持器2 2 s沿Y軸方向滑動，沿X軸方向并列設置的2個振 子保持器2 2 s與該滑動同時或獨立地沿X軸方向滑動。因此，通過由控制裝置5的超聲波照射控制電路56控制4個 振子保持器22s,從而在生物體組織LT內沿X軸及Y軸方向2維 地改變自超聲波振子22g輸出的超聲波的照射方向及超聲波會 聚區域。因此，可以自生物體組織LT內部的更廣闊范圍的檢查 部位獲取調制/散射特性信息。對另 一 變形例進行說明。另外，前端部22并不限定為利用設置于超聲波振子22g邊 緣部的多個振子保持器22s來改變超聲波振子22g的超聲波輸 出面的形狀。例如，也可以通過推壓及牽引設置于超聲波振子 22g的、與超聲波輸出面相反一側的面的彈性構件，來改變超 聲波振子22g的超聲波輸出面的形狀。該例子如圖6、 7所示。在圖6及圖7所示的前端部22的情況下，自第l實施例中說 明的前端部22 (參照圖2A 2C、 3 )刪除振子保持器22s,并 且，追加在超聲波振子22g的與超聲波輸出面相反一側的面與 固定構件2 2 r表面之間設置的彈性構件2 21 、和設置于固定構件22r表面的多個彈性構件變形裝置22u。彈性構件22t由橡膠等形成，例如，利用粘接劑等粘接于超 聲波振子22g的與超聲波輸出面相反一側的面。因此，隨著彈 性構件22t的變形，可以使超聲波振子22g變形。彈性構件變形裝置22u起到超聲波照射方向變更部的作 用，該彈性構件變形裝置22u分別固定設置于彈性構件22t,并 且，可以沿著形成于固定構件22r的未圖示的垂直方向的溝滑 動。另外，彈性構件變形裝置22u分別通過根據來自控制裝置5 的超聲波照射控制電路56的控制進行滑動，來推壓及牽引彈性 構件22t。通過這樣的構造，彈性構件變形裝置22u可以借助彈 性構件22t來改變超聲波振子22g的超聲波輸出面的形狀。另外，彈性構件變形裝置22u若為足夠改變超聲波輸出面 的形狀的個數及配置狀態，則不限定于如圖7所示地大致等間 隔地配置8個。采用該變形例，控制裝置5通過控制8個彈性構件變形裝置 22u,可以在4僉查部位的區域內，細微改變自超聲波振子22g 輸出的超聲波的輸出方向、及由于該超聲波而在生物體組織LT 內部聲壓變密的區域。因此，可以獲取更高精度的調制/散射 特性信息。如上所述，上述第l實施例及其變形例的、利用內窺鏡2的 生物體觀察系統l可以使超聲波會聚區域與光的照射方向相關 地進行變化(掃描)。由此，照射光即使不追隨超聲波會聚位置 的變化，也可以高效率地收集檢查部位的深度方向的信息。因 此，與以往相比，生物體觀察系統l可以準確地獲取生物體粘 膜深層目標部位的特性信息。第2實施例參照圖8~圖10說明本發明第2實施例的生物體觀察系統。圖8是表示使用本發明第2實施例的內窺鏡的生物體觀察 系統的主要部分構造的圖。另夕卜，在本實施例及此后的變形例的說明中，對與第l實 施例相同或基本相同的構成要件標注同 一 附圖標記，簡化或省略說明。如圖8所示，本實施例的生物體觀察系統1A的主要部分包 括除前端部的構造之外、其余與第1實施例的內窺鏡2同樣構造 的內窺鏡2A、第1光源裝置3、第2光源裝置4、控制裝置5和監 視器6。如圖8所示，內窺鏡2 A包括具有與第1實施例同樣構造的插 入部21、和-沒置于插入部21前端側的前端部22A。與第l實施 例相同，前端部22A包括物鏡光學系統22a及照明光學系統 22b、和配置于物鏡光學系統22a的成像位置的攝像元件22c。另外，與第l實施例相同，前端部22A還包括超聲波振子 22g、聲透鏡22h、固定構件22r、設置于超聲波振子22g邊緣部 的多個振子保持器22s、和設置于超聲波振子22g的與超聲波輸 出面相反一側的面與固定構件22r之間的分光器22v。固定構件22r的表面形成有未圖示的溝，從而使振子保持 器22s可分別沿固定構件22r的水平方向(參照圖9的箭頭)滑 動。另外，與第l實施例的固定構件22r不同，本實施例的固定 構件22r不是在中央部具有孔的形狀。在超聲波振子22g的邊緣部、沿X軸方向(內窺鏡2A的插 入軸線方向，參照圖8 )互相面對的位置設有2個振子保持器2 2 s (22sl、 22s2)。另外，在沿圖8的Y軸方向互相面對的位置設 有2個振子保持器22s ( 22s3、 22s4 )。即，在本實施例中，在 超聲波振子22g的邊緣部設有共計4個振子保持器22s。這4個振子保持器22s起到超聲波照射方向變更部及光收發部的作用。這4個振子保持器22s中的、沿X軸方向設置的一 個振子保持器22sl在內部具有光學連接于光纜21b的一個端 面、且以相對于X軸方向及Z軸方向具有規定角度的方式配置的 半透半反鏡22w。另外，設置于與振子保持器22sl相面對的位 置的另 一個振子保持器22s2在內部具有以相對于X軸方向具有 規定角度的方式配置的全反射鏡22x。即，振子保持器22s2具 有作為光照射方向變更部的功能。為了不遮擋自外部入射的光，例如，利用由塑料等構成的 透明構件分別形成振子保持器22s 1及22s2 。并且，4個振子保持器22s中的、設置于沿Y軸方向互相面 對的位置的2個振子保持器22s3及22s4分別在內部具有以相對 于Y軸方向及Z軸方向具有規定角度的方式配置的全反射鏡 22x。即，振子保持器22s3 (及22s4)起到光照射方向變更部 的作用。例的超聲波振子22g及聲透鏡22h分別在成為該光的路徑的位 置具有未圖示的孔。并且，為了防止異物進入到內窺鏡2的內 部、且不遮擋入射或射出的光，在設置于聲透鏡22h的未圖示 的孔中嵌入有由樹脂等構成的未圖示的透明構件。分光器22v在內部具有以相對于X軸方向及Z軸方向具有一見 定角度的方式配置的半透半反鏡。另外，圖9表示以上所述的前端部22A的概略構造。但是， 在圖9中，為了簡化說明，省略電配線等的一部分地將其表示。另外，從固定構件22r側沿Z軸方向看的情況下的、半透半 反鏡22w、全反射鏡22x及分光器22v的配置狀態例如圖10所 示?？刂蒲b置5與第l實施例的構件相同。接著，對本實施例的生物體觀察系統1A的作用進行說明。 首先，在將生物體觀察系統1A設定為通常觀察模式時，模式切換電路57在使第l光源裝置3及攝像信號處理電路51工作 的同時，使第2光源裝置4、信號處理電路54及超聲波照射控制 電路56停止工作。由此，與上述第l實施例相同地顯示有拍揭」 生物體組織LT表面的圖像。相對于此，在將生物體觀察系統1A切換為超聲波光調制觀 察模式時，模式切換電路57在使第2光源裝置4、信號處理電路 54及超聲波照射控制電路56工作的同時，使第l光源裝置3及攝 像信號處理電路51停止工作。由此，自第2光源裝置4射出的光 通過光纜58a、光耦合器52、光纜21b,向振子保持器22sl入 射。入射到振子保持器22sl的光透過半透半反鏡22w，向分光 器22v射出。分光器22v使入射的光分離為向振子保持器22s2 的方向透過的光、和向振子保持器2 2 s 3方向反射的光地將它們射出。入射到振子保持器22s2的照明光被內部的全反射鏡22x沿 Z軸方向射出。另外，入射到振子保持器22s3的光被內部的全 反射鏡22x沿Z軸方向射出，被向生物體組織LT照射。超聲波照射控制電路56通過控制超聲波振子22g,使超聲 波向生物體組織LT照射。另外，超聲波照射控制電路56根據未 圖示的操作面板等的操作，控制沿X軸方向及Y軸方向設置的振 子保持器22sl ~ 22s4，改變超聲波振子22g的超聲波輸出面的 形狀。由此，超聲波振子22g向與其形狀相對應的方向產生超聲 波。另外，自超聲波振子22g產生的超聲波在由聲透鏡22h會聚 的同時、傳播至生物體組織LT的內部。并且，振子保持器22sl在內部具有半透半反鏡22w，振子 保持器22s2、 22s4在內部分別具有全反射鏡22x。由此，通過 光纜21b入射到振子保持器22sl的光根據超聲波振子22g的超 聲波輸出面的形狀變化、即追隨來自超聲波振子22g的超聲波 照射方向地,皮照射。在由聲透鏡22h會聚的同時、向生物體組織LT傳播的超聲 波在生物體組織LT內部的超聲波會聚區域中聲壓變密，對光起 到反射鏡的作用。因此，照射來的光在超聲波會聚區域中被反 射，作為反射光，例如，向振子保持器22sl及振子保持器22s4 返回。返回到振子保持器22sl的反射光在被半透半反鏡22w反射 之后，向光纜21b射出。另外，返回到振子保持器22s4的反射 光在被振子保持器22s4內部的全反射鏡22x向分光器22v方向 射出之后，透過分光器22v及半透半反鏡22w而向光纜21b射 出。然后，入射到光纜21b的反射光分別通過光耦合器52及光 纜58b，被向調制光/散射光檢測電路53傳送。該電^各53及此后的電路動作與上述第l實施例相同。因此， 在監視器6中顯示有與由信號處理電路54抽取出的調制/散射 特性信息相對應的、生物體組織LT內部的、在超聲波會聚區域 掃描的部分的斷層圖像。如以上所述地采用本實施例的生物體觀察系統1A,可以獲 得與上述第l實施例同樣的作用效果。并且，可以使光的照射 方向與超聲波會聚區域同步變更。因此，生物體觀察系統1A可以在更廣闊的范圍內高精度、準確地獲取生物體粘膜深層的目 標部位的特性信息。 第3實施例參照圖ll及圖12說明本發明第3實施例的生物體觀察系統。如圖ll所示，作為主要部分，本實施例的生物體觀察系統1B包括具有本實施例的特征的內窺鏡2B、第1光源裝置3、第2 光源裝置4、控制裝置5A和監視器6;上述控制裝置5A通過對 自內窺鏡2B輸出的電信號及光實施處理，生成并輸出基于電信 號及光的視頻信號。如圖11所示，內窺鏡2B,包括可連接于控制裝置5A插入 部21、和設置于插入部21前端側的前端部22B。設置于前端部22B的物鏡光學系統22a及照明光學系統 22b、攝像元件22c與上述實施例相同。另外，前端部22B還包括超聲波振子22g、聲透鏡22h、固 定構件22r、設置于超聲波振子22g邊緣部的多個振子保持器 22s、和在內部設有掃描反射鏡22y的反射鏡保持構件22z。在超聲波振子22g的邊緣部的、沿X軸方向(內窺鏡2B的 插入軸線方向，參照圖ll)互相面對的位置，借助未圖示的彈 性構件設有2個振子保持器22s,另外，在超聲波振子22g的邊 緣部的、沿Y軸方向互相面對的位置，借助未圖示的彈性構件 設有2個振子保持器22s。即，在本實施例中，在超聲波振子22g 的邊緣部設有共計4個振子保持器22s。掃描反射鏡22y起到光照射方向變更部的作用。該掃描反 射鏡22y通過信號線連接于控制裝置5A，并且，以相對于X軸 方向及Z軸方向具有角度的方式配置于反射鏡保持構件22z的 內部，掃描反射鏡22y可以根據控制裝置5A的控制改變其角度。反射鏡保持構件22z起到光收發部的作用。該反射鏡保持 構件22z利用掃描反射鏡22y反射由光纜2 lb沿與內窺鏡2B的 插入軸線方向平行的方向(X軸方向)傳送的光，將該光向與X 軸方向垂直的方向(Z軸方向)射出。另外，反射鏡保持構件22z接受并反射自Z軸方向入射的光，將該光向光纜21b射出。 另外，為了不遮擋向掃描反射鏡22y入射或自掃描反射鏡22y射 出的光，反射鏡保持構件22z由例如塑料等透明構件形成。對于第1實施例中說明的控制裝置5的構造，控制裝置5 A還 包括會聚位置控制電路59和反射鏡控制電路60。會聚位置控制電路59與超聲波照射控制電路56及模式切 換電路57電連接。該電路59在超聲波光調制觀察模式下根據模 式切換電路57的控制，對超聲波照射控制電路56及反射鏡控制 電路60進行用于使超聲波的照射方向與光的照射方向一致的 控制。超聲波照射控制電路56根據會聚位置控制電路59的控制 來分別控制多個振子保持器22s,從而使超聲波振子22g產生的 超聲波的照射方向成為期望方向。反射鏡控制電路60根據會聚位置控制電路59的控制來驅 動掃描反射鏡22y,從而使自反射鏡保持構件22z射出的光的方 向與超聲波的照射方向一致，且成為期望方向。接著，對本實施例的生物體觀察系統1B的作用進行說明。首先，在將生物體觀察系統1B設定為通常觀察模式時，模 式切換電路57在使第l光源裝置3及攝像信號處理電路51工作 的同時，使第2光源裝置4、信號處理電路54及會聚位置控制電 路59 (以及超聲波照射控制電路56及反射鏡控制電路60)停止 工作。由此，可以如上述那樣地利用自第l光源裝置3射出的光 進行通常觀察模式的圖像觀察。相對于此，在將生物體觀察系統1B切換為超聲波光調制觀 察模式時，模式切換電路57在使第2光源裝置4、信號處理電路 54及會聚位置控制電路59工作的同時，使第l光源裝置3及攝像 信號處理電路51停止工作。由此，使自第2光源裝置4射出的光通過光纜58a、光耦合器52、光纜21b,向反射鏡保持構件22z 入射。另外，通過使會聚位置控制電路59開始工作，使連接于 會聚位置控制電路59的超聲波照射控制電路56及反射鏡控制 電路60也 一 并開始動作。超聲波照射控制電路56通過控制超聲波振子22g，使超聲 波向生物體組織LT照射。另外，超聲波照射控制電路56根據會 聚位置控制電路59的控制，來分別控制多個振子保持器22s， 由此，超聲波振子22g的超聲波輸出面的形狀改變。由此，超 聲波振子22g向與其形狀變化相對應的方向產生超聲波。另夕卜， 自超聲波振子22g產生的超聲波在由聲透鏡22h會聚的同時、傳 播至生物體組織LT的內部。另 一方面，反射鏡控制電路60根據會聚位置控制電路59的 控制來驅動掃描反射鏡22y,從而使自反射鏡保持構件22z射出 的光的方向與來自超聲波振子22g的超聲波的產生方向一致。由于在超聲波照射控制電路56及反射鏡控制電路60中進 行上述那樣的控制，因此，自反射鏡保持構件22z射出的光、 及在由聲透鏡22h會聚的同時放射的超聲波互相合為 一體，例 如，向Z軸方向存在的生物體組織LT照射。在由聲透鏡22h會聚的同時、向生物體組織LT傳播的超聲 波在生物體組織LT內部的超聲波會聚區域中聲壓變密。由此， 與上述相同，照射光在超聲波會聚區域中被反射，作為反射光 向反射鏡保持構件22z返回。返回到反射鏡保持構件22z的反射光在被掃描反射鏡22y 反射之后向光纜21b射出，然后，入射到光纜21b的反射光通過 光耦合器52及光纜58b而被向調制光/散射光檢測電路53傳 送。之后，對反射光進行與上述各實施例中說明的內容同樣的 處理。由此，在監視器6中上圖像顯示有與由信號處理電路54抽 取出的調制/散射特性信息相對應的、超聲波光調制觀察模式 下的檢查部位的斷層圖像。因此，采用本實施例的生物體觀察系統1B，也可以獲得與 利用上述第2實施例獲得的效果同樣的作用效果。即，通過使掃描反射鏡與超聲波振子的動作同步，使照射的光與照射的超 聲波的會聚位置一致，可以高效率且高精度地獲取信息。雖然以上說明包含許多特征，但是這些特征不應該被解釋 為限制本發明的范圍，而是僅為了舉例說明本發明的一些目前 優選的實施例。/人而，應該通過所附一又利要求書確定本發明的范圍。
權利要求
1.一種內窺鏡，該內窺鏡包括可插入被檢體的插入部，其中，該內窺鏡還包括超聲波產生部、超聲波照射方向變更部、超聲波會聚部和光收發部；上述超聲波產生部設于上述插入部的前端部，且產生用于照射位于上述被檢體的生物體組織內部的檢查部位的超聲波；上述超聲波照射方向變更部設于上述前端部，且可在上述檢查部位改變上述超聲波產生部產生的上述超聲波的照射方向；上述超聲波會聚部設于上述插入部的前端部，且使被上述超聲波照射方向變更部改變了上述照射方向的、由上述超聲波產生部產生的上述超聲波會聚，以使得該超聲波在上述檢查部位會聚；上述光收發部設于上述插入部的前端部，且向上述檢查部位照射自光源裝置發出的光，并對該照射來的光自上述檢查部位中的上述超聲波的會聚區域反射來的光進行接受。
2. 根據權利要求l所述的內窺鏡，其中，上述超聲波照射方向變更部通過使上述超聲波產生部機械 變形來改變上述超聲波的上述照射方向。
3. 根據權利要求l所述的內窺鏡，其中，該內窺鏡包括光照射方向變更部，該光照射方向變更部設 于上述前端部，且使自上述光收發部朝向上述檢查部位照射的 上述光的照射方向與上述超聲波的上述照射方向 一 致。
4. 根據權利要求3所述的內窺鏡，其中， 上述光照射方向變更部與上述超聲波照射方向變更部形成為一體。
5. 根據權利要求l所述的內窺鏡，其中，上述超聲波產生部向與上述插入部的長度方向正交的方向 產生上述超聲波；
6. 根據權利要求5所述的內窺鏡，其中，該內窺鏡包括保持器，該保持器固定保持上述光收發部， 可移動地保持上述超聲波照射方向變更部，并且，該保持器借助彈性構件固定保持上述超聲波產生部；上述超聲波照射方向變更部可以使上述超聲波產生部相對 于上述保持器移動。
7. 根據權利要求6所述的內窺鏡，其中，上述超聲波照射方向變更部保持上述超聲波產生部的邊緣部。
8. —種醫療器具，該醫療器具是觀察位于被檢體的生物體 組織內部的4企查部位的內部狀態的器具，其中，該醫療器具包括超聲波產生部、超聲波照射方向變更部、 超聲波會聚部、光源裝置和光收發部；上述超聲波產生部產生 照射上述檢查部位的超聲波；上述超聲波照射方向變更部可在 上述檢查部位改變上述超聲波產生部產生的上述超聲波的照射 方向；上述超聲波會聚部使被上述超聲波照射方向變更部改變 了上述照射方向的、由上述超聲波產生部產生的上述超聲波會 聚，以使得該超聲波在上述檢查部位會聚；上述光源裝置發出 可到達上述纟企查部位的光；上述光收發部向上述纟企查部位照射 自上述光源裝置發出的光，并且，對該照射來的光自上述檢查 部位中的上述超聲波的會聚區域反射來的光進行接受。
9. 根據權利要求8所述的醫療器具，其中，上述超聲波照射方向變更部通過使上述超聲波產生部機械 變形來改變上述超聲波的上述照射方向。
10. 根據權利要求8所述的醫療器具，其中，該醫療器具包括光照射方向變更部，該光照射方向變更部使自上述光收發部朝向上述檢查部位照射的上述光的照射方向 與上述超聲波的上述照射方向一致。
11. 根據權利要求10所述的醫療器具，其中，上述光照射方向變更部與上述超聲波照射方向變更部形成 為一體。
12. 根據權利要求8所述的醫療器具，其中， 上述超聲波產生部向與插入部的長度方向正交的方向產生上述超聲波；
13. 根據權利要求12所述的醫療器具，其中，該醫療器具包括保持器，該保持器固定保持上述光收發部， 可移動地保持上述超聲波照射方向變更部，并且，該保持器借 助彈性構件固定保持上述超聲波產生部；上述超聲波照射方向變更部可以使上述超聲波產生部相對 于上述保持器移動。
14. 根據權利要求13所述的醫療器具，其中，上述超聲波照射方向變更部保持上述超聲波產生部的邊緣部。
15. 根據權利要求8所述的醫療器具，其中，該醫療器具包括視頻信號生成部，該視頻信號生成部抽取 出與上述檢查部位中的上述反射光的調制及/或散射相關的信 息、即特性信息，并且，基于上述特性信息生成視頻信號。
16. 根據權利要求15所述的醫療器具，其中， 該醫療器具包括顯示部，該顯示部顯示與上述視頻信號相對應的上述檢查部位的圖像。
全文摘要
一種作為觀察被檢體的生物體組織內部存在的檢查部位的內部狀態的醫療器具。內窺鏡包括超聲波產生部、超聲波照射方向變更部和超聲波會聚部；上述超聲波產生部產生照射檢查部位的超聲波；上述超聲波照射方向變更部可在檢查部位改變超聲波的照射方向；上述超聲波會聚部使改變了照射方向的、由超聲波產生部產生的超聲波會聚，以使該超聲波在檢查部位會聚。該內窺鏡還包括光源裝置和光收發部；上述光源裝置發出可到達檢查部位的光；上述光收發部向檢查部位照射自該光源裝置發出的光，并且，接受該照射來的光自檢查部位中的超聲波的會聚區域反射來的光?；谟稍摴馐瞻l部接受的反射光，獲得表示檢查部位的內部信息的信息。
文檔編號A61B8/12GK101268953SQ200810085798
公開日2008年9月24日 申請日期2008年3月24日 優先權日2007年3月23日
發明者五十嵐誠, 吉野真廣, 后野和弘 申請人:奧林巴斯醫療株式會社