DE3813298A1 - Ultraschall-messeinrichtung und -endoskop - Google Patents

Ultraschall-messeinrichtung und -endoskop

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DE3813298A1
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Yoshitake Saito
Tatsuo Nagasaki
Takashi Tsukaya
Tsuguhisa Sasai
Akira Hasegawa
Takeaki Nakamura
Koichi Matsui
Akira Murata
Hiroki Hibino
Yutaka Ohshima
Koji Yamaya
Michio Sato
Akira Suzuki
Koji Kambara
Masaaki Hayashi
Hideo Adachi
Hideo Tomabechi
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    • G10K11/35Sound-focusing or directing, e.g. scanning using mechanical steering of transducers or their beams

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung für ein Ultraschall- Endoskop, mit dem ein Gegenstand in einer Körperhöhle mittels Utraschallwellen untersucht werden kann. Die Erfindung läßt sich verwenden mit einem Ultraschall-Endoskop, einer Ultra­ schall-Untersuchungsvorrichtung und einem Ultraschall-Video-En­ doskop.
Ein Ultraschall-Endoskop mit einem Meßkopf ist aus der JP-OS 57 190 552 bekannt. Dort wird ein Gegenstand in einer Körper­ höhle mit Ultraschallwellen untersucht, wobei ein Ultraschall- Vibrationselement mechanisch gedreht wird, welches am distalen Ende eines eingeschobenen Abschnittes der Probe angeordnet ist. Die Drehung erfolgt mittels eines Antriebs, der getrennt vom eingeschobenen Abschnitt angeordnet ist.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Meß­ kopfes gemäß der JP-OS 57 190 552. Bei diesem Ausführungsbei­ spiel ist ein eingeschobener Abschnitt mit A bezeichnet und der Antrieb mit B.
Am distalen Ende des einschiebbaren Abschnittes A ist ein Ultraschall-Vibrationselement 1 drehbar mittels eines Lagers mit der Spitze einer elastischen Welle 3 verbunden. Eingebettet in flüssiges Paraffin 4 wird die elastische Welle 3 in einem ebenfalls elastischen äußeren Schlauch 5 geführt. Das proximale Ende der elastischen Welle 3 ist mit dem Antrieb B verbunden.
Der Antrieb B weist einen Elektromotor 6 auf, einen Getriebeka­ sten 7 zum Untersetzen der Drehgeschwindigkeit des Elektromo­ tors, eine Ausgangswelle 8 einschließlich eines Wellenkörpers 8 a und eines Lagers 8 b zum Übertragen der reduzierten Dreh­ geschwindigkeit auf die elastische Welle 3, und ein mit dem Elektromotor 6 verbundenes Potentiometer 9.
Dieses bekannte Ultraschall-Endoskop hat die nachfolgenden Nachteile. Schluckt der Patient den einzuführenden Abschnitt A des Meßkopfes, so ist dies nur dann leicht möglich, wenn der Abschnitt A relativ dünn ist. Wird aber die elastische Welle 3 relativ dünn gestaltet, um den Abschnitt A dünn zu machen, so können an der elastischen Welle 3 Schleifen (Verdrehungen) auf­ treten, so daß die Rotation des Elektromotors 6 nicht mehr exakt übertragen wird. Mit anderen Worten, falls derartige Schleifen gebildet werden, so wird die Drehung des Ultraschall- Vibrationselementes 1 entsprechend reduziert und erst dann, wenn eine bestimmte Anzahl von Schleifen (Verdrehungen) er­ reicht ist, steigt die Drehzahl des Ultraschall-Vibrationsele­ mentes 1 wieder über den normalen Pegel an. Die Zeitabhängig­ keit des Drehwinkels des Ultraschall-Vibrationselementes vari­ iert deshalb gemäß der in Fig. 2 mit durchgezogener Linie ge­ zeigten Kurve. Darüberhinaus kann die Drehcharakteristik wäh­ rend einzelner Abtast-Perioden T 1, T 2 ... variieren. Entspre­ chend kann das Meßresultat gemäß Fig. 3 derart verfälscht wer­ den, daß ein klinisches Bild eines Objektes gegenüber dem kor­ rekten Abbild verzerrt ist, wie in Fig. 3 mit durchgezogenen Linien M bzw. gestrichelten Linien N dargestellt ist. Eine ge­ naue Diagnose ist deshalb nicht möglich.
Aus der in Fig. 2 gezeigten periodischen Abweichung der Zeit/ Winkel-Charakteristik gemäß der durchgezogenen Linie in bezug auf die gewünschte lineare Beziehung, welche gestrichelt dar­ gestellt ist, ergibt sich auch, daß der Start einer nachfolgen­ den Abtastung unerwünscht variiert wird. Deshalb wird auch die Position des erhaltenen Abbildes unerwünscht variiert. Bei­ spielsweise treten solche Schwankungen mit einer Phasenverschie­ bung ΔR = 20° auf, was ebenfalls eine genaue Diagnose beein­ trächtigt.
Wird zur Vermeidung derartiger Fehler und von Positionsschwan­ kungen des klinischen Bildes die elastische Welle 3 dicker und steif ausgestaltet, so treten die folgenden Nachteile auf. Auch bei dicken und steifen Wellen 3 verbleiben die genannten Schleifen (Verdrehungen) in der Welle, da sie üblicherweise sehr lang ist. Es werden zwar etwas stabilere Verhältnisse er­ zielt, jedoch ist die Abtast-Charakteristik des Ultraschall- Vibrationselementes 1 nicht linear sondern weiterhin gepulst. Da weiterhin der einzuführende Abschnitt A relativ groß und steif wird, kann der Patient ihn auch nicht mehr so leicht schlucken und auch die Beweglichkeit des Abschnittes A in der Körperhöhlung ist reduziert.
Da mit dem Elektromotor 6 eine Gleichspannungsquelle verwendet wird, entsteht das sogenannte "Bürsten-Rauschen", welches auf der Signalleitung des Ultraschall-Vibrationselementes 1 er­ scheint. Es entsteht deshalb ein sogenannter "Flicker-Effekt" auf dem auf einem Bildschirm dargestellten Bild, wenn mit dem Ultraschall-Vibrationselement 1 eine Abtastung durchgeführt wird. Dieser Flicker-Effekt kann zwar durch eine Rausch-Unter­ drückungsschaltung ausgefiltert werden, jedoch muß in diesem Falle eben eine spezielle Rausch-Unterdrückungsschaltung ange­ ordnet werden, wodurch das Ultraschall-Endoskop groß und auf­ wendig wird. Auch die Zuverlässigkeit des Endoskops wird hier­ durch beeinträchtigt. Auch wird durch den bei dem bekannten Ultraschall-Endoskop verwendeten Elektromotor, welcher groß und kompliziert aufgebaut ist, die Funktionszuverlässigkeit beein­ trächtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend be­ schriebenen Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und insbesondere eine Meßeinrichtung für ein Ultraschall-Endoskop zu schaffen, mit der ein exaktes Ultraschall-Bild ohne Stö­ rungen in einfacher Weise und zuverlässig gewonnen werden kann. Weiterhin soll ein Ultraschall-Endoskop geschaffen werden, wel­ ches exakte Ultraschall-Bilder und gute optische Bilder ohne Störungen und Flicker anzeigen kann. Entsprechend soll auch ein Ultraschall-Beobachtungsgerät geschaffen werden.
Weiterhin soll mit der Erfindung auch ein Ultraschall-Video-En­ doskop geschaffen werden, bei dem eine Festkörper-Bildaufnahme­ einrichtung verwendet wird, welche in einfacher Weise ohne Stö­ rungen exakte Ultraschallbilder und gute optische Bilder erzeu­ gen kann.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgaben ist mit ihren Ausgestaltungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist also eine Meß­ einrichtung zum Beobachten von Ultraschallbildern mit einem einschiebbaren Abschnitt versehen, der in die Nähe des zu beo­ bachtenden Gegenstandes schiebbar ist, und weist folgende Ein­ richtungen auf: Eine Ultraschallempfangs- und -sendeeinrichtung, die am distalen Ende des einzuschiebenden Abschnittes angeord­ net ist, um Ultraschallwellen auf den Gegenstand zu richten und dort reflektierte Ultraschallwellen zu empfangen, wobei die empfangenen Ultraschallwellen in elektrische Signale umgewan­ delt werden, und einen Ultraschall-Antrieb zum Bewegen der Ul­ traschallempfangs- und -sendeeinrichtung, um eine mechanische Abtastung mittels Ultraschallwellen bezüglich des zu untersu­ chenden Gegenstandes durchzuführen.
Nachfolgend sind Ausführungsbespiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt bzw. zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer bekannten Meßeinrich­ tung eines Ultraschall-Endoskops;
Fig. 2 eine Darstellung der Abtast-Charakteristik der be­ kannten Meßeinrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 schematisch ein klinisches Bild, das mit der bekann­ ten Meßeinrichtung gewonnen wurde;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer ersten Ausfüh­ rungsform einer Meßeinrichtung für ein Ultraschall­ endoskop gemäß der Erfindung;
Fig. 5 eine Darstellung der Abtast-Charakteristik der Meß­ einrichtung gemäß Fig. 4;
Fig. 6A eine perspektivische Darstellung eines Teils eines Motors;
Fig. 6B eine schematische Darstellung der Elektrodenanordnung des Motors gemäß Fig. 6A;
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Schaltung für einen Motor gemäß Fig. 4;
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausfüh­ rungsform einer Meßeinrichtung für ein Ultraschall- Endoskop gemäß der Erfindung;
Fig. 9 einen Schnitt durch den Antrieb des zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels gemäß Fig. 8;
Fig. 10 und 11 schematische Darstellungen eines abgewandelten De­ tails des Antriebs;
Fig. 12 und 13 Schnittdarstellungen eines dritten und vierten Aus­ führungsbeispieles einer Meßeinrichtung gemäß der Er­ findung;
Fig. 14 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 13;
Fig. 15 einen Schnitt eines fünften Ausführungsbeispieles ei­ ner Meßeinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 16A eine schematische Darstellung eines sechsten Ausfüh­ rungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Meßeinrich­ tung;
Fig. 16B Einzelheiten der Betätigungselemente der Meßeinrich­ tung gemäß Fig. 16A;
Fig. 17 eine schematische Darstellung eines siebten Ausfuh­ rungsbeispieles mit Einzelheiten der Bedienungsele­ mente;
Fig. 18 bis 21 Schnitte durch weitere Ausführungsbeispiele (8 bis 11) einer Meßeinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 22 und 23 schematische Darstellungen eines zwölften Ausfüh­ rungsbeispieles und eines 13. Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Meßeinrichtung;
Fig. 24 eine schematische Darstellung eines 14. Ausführungs­ beispieles einer Meßeinrichtung;
Fig. 25 und 26 Schnitte entlang der Linie A-A′ bzw. B-B′ des Ausfüh­ rungsbeispieles gemäß Fig. 24;
Fig. 27 und 28 Schnitte durch ein 15. Ausführungsbeispiel einer er­ findungsgemäßen Meßeinrichtung in zusammengeschobenem bzw. auseinandergezogenem Zustand;
Fig. 29 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ultraschall-Endoskops und eines Ultraschall-Video-En­ doskops;
Fig. 30 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbei­ spieles für einen einschiebbaren Abschnitt eines Ul­ traschall-Video-Endoskops;
Fig. 31 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels für ein Ultraschall-Video-Endoskop;
Fig. 32 eine schematische Darstellung eines Bedienungsab­ schnittes für ein Ultraschall-Video-Endoskops;
Fig. 33 einen Schnitt entlang der Linie A-A des Ausführungs­ beispiels gemäß Fig. 32;
Fig. 34 eine schematische Darstellung eines Antriebs für ein Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 33; und
Fig. 35 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausfüh­ rungsbeispieles für einen einschiebbaren Abschnitt eines Ultraschall-Video-Endoskops gemäß der Er­ findung.
Fig. 4 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Meßeinrichtung für ein Ultraschall-Endoskop. Ein Motor ist am distalen Ende des einzuschiebenden Abschnittes A angeordnet. Ein Ultraschall-Vibrationselement 10 ist am distalen Ende des einzuschiebenden Abschnittes A befestigt. Das Ultraschall-Vi­ brationselement 10 weist eine Vibrationsscheibe 11 und ein Dämpfungsglied 12 auf. Ein akustisches Medium 13 umgibt das Ultraschall-Vibrationselement 10. Mittels eines Lagers 20 ist die Welle 14 auf einer Seite mit dem Ultraschall-Vibrations­ element 10 verbunden.
Das Lager 20 besteht insgesamt aus einem Paar von Einzellagern 21 und 22. Ein Dreh-Detektor 23 ist zwischen den Einzellagern 21 und 22 auf der Drehwelle 14 befestigt. Ein Sensor 24 zum Feststellen eines Dreh-Startpulses ist dem Dreh-Detektor 23 gegenüberliegend an der Drehwelle befestigt. Zwischen dem Lager 20 und dem Ultraschall-Vibrationselement 10 ist ein Ultraschall- Motor 30 angeordnet.
Der Ultraschallmotor 30 (diese Bezeichnung ergibt sich aus der Funktion des Motors) weist einen Rotor 31 auf, der an einem En­ de des Ultraschall-Vibrationselementes 10 befestigt und drehbar auf der Welle 14 angeordnet ist, sowie einen Stator 32, der an einem Ende des Lagers 20 befestigt ist und ebenfalls drehbar in bezug auf die Welle 14 gelagert ist. Unter Druck wird der Rotor 31 in Kontakt mit dem Stator 32 gebracht. Dreh-Wandler-Elemente 33 und 34 zum berührungslosen Senden und Empfangen von Signalen sind mittig am Rotor 31 bzw. Stator 32 gegenüberliegend (aber ohne Kontakt) angeordnet. Im Ultraschall-Motor 30 sind ein Paar von Elektroden des Stators 32 und eine Erd-Elektrode mit den Enden von Zuführleitungen 41, 42 bzw. 43 verbunden, welche sich durch den einzuschiebenden Abschnitt A erstrecken. Eine Spule eines ersten Dreh-Wandlerelements 34 ist mit einem Ende einer Signalleitung 44 verbunden, die sich ebenfalls durch den einzu­ schiebenden Abschnitt A erstreckt. Die anderen Enden der Lei­ tungen 41, 42 und 43 sowie der Signalleitung 44 führen in den Betriebsabschnitt B.
Der Betriebsabschnitt B weist ein Antriebsteil für das Ultra­ schall-Vibrationselement 10 und ein Signal-Steuerteil auf. Das Antriebsteil weist einen Oszillator 50 zum Betrieb des Ultra­ schallmotors 30, einen Verstärker 51 zum Verstärken des Aus­ gangssignals des Oszillators 50 und zum Eingeben eines ver­ stärkten Signals in die Leitung 41 auf sowie einen einstell­ baren Phasenschieber 53 zum Verschieben der Phase des Ausgangs­ signals des Oszillators 50 um Π/2, einen Verstärker 52 zum Verstärken des Ausgangssignals des Phasenschiebers 53 und zum Eingeben des verstärkten Signals in die Leitung 52, sowie einen Phasenvergleicher 54 zum Vergleichen der Drehphase des Ultra­ schallmotors 30, welche mittels der Leitung 43 gewonnen wird, mit einer Ausgangsphase des Oszillators 50 und zum Eingeben der Phasendifferenz in den Phasenschieber 53 als Rückkoppelsignal. Weiterhin weist das Signal-Steuerteil einen Übertrager 60 auf, eine Signalübertragungs- und -empfangseinrichtung 61 zum Abge­ ben eines Ausgangssignals des Übertragers 60 über die Signal­ leitung 44 und zum Empfangen eines vom Gegenstand reflektierten Signals, einen Vorverstärker 62 zum Verstärken des reflektier­ ten Signals, das von der Signalsende- und -empfangseinrichtung 61 gewonnen ist und eine Signalausgangsleitung 63 zum Abgeben des Ausgangssignals des Vorverstärkers 62.
Bei diesem Ausführungsbeispiel umgibt flüssiges Paraffin die Einzellager 21 und 22 des Lagers 20, den Drehdetektor 23 und den Sensor 24 sowie den Ultraschallmotor 30. Da flüssiges Pa­ raffin eine gute Viskosität sowie gute Isolationseigenschaften aufweist, ist es kein Problem, den Motor und die anderen Teile darin anzuordnen.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist also das Ultraschall- Vibrationselement 10 drehbar am distalen Ende des einschieb­ baren Abschnittes A angeordnet und direkt durch den unmittelbar benachbart angeordneten Ultraschallmotor 30 angetrieben, so daß es nicht erforderlich ist, eine elastische Welle zum Antrieb des Ultraschall-Vibrationselementes zu verwenden. Da nur elek­ trische Leitungen zum Verbinden des Ultraschall-Vibrationsele­ mentes 10 mit dem Betriebsabschnitt B erforderlich sind, ist es möglich, den Durchmesser des einzuschiebenden Abschnittes A klein zu halten und die Elastizität dieses Abschnittes zu ge­ währleisten. Der Patient kann den Abschnitt A leicht schlucken und auch die Betätigung des einschiebbaren Abschnittes A in der Körperhöhlung ist einfach. Da Schwankungen in der Drehung des Ultraschall-Vibrationselementes aufgrund von Verdrehungen einer elastischen Welle nicht auftreten, ist die Abtastung mittels des Ultraschall-Vibrationselementes 10 exakt und genau reprodu­ zierbar, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Dementsprechend können gute klinische Bilder ohne Störungen erhalten werden. Da wei­ terhin keine Störgeräusche aufgrund von Bürsten eines Elektro­ motors auf die Signalleitung 44 übertragen werden, enthalten die klinischen Bilder auch nicht das sogenannte Flickern. Da weiterhin keine mechanischen Teile, wie ein Gleichstrommotor, eine Getriebebox und ein Potentiometer erforderlich sind, kann der Betriebsabschnitt B außerhalb der Körperhöhlung relativ klein gestaltet werden.
Fig. 6A zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils des Ul­ traschallmotors. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Ul­ traschallmotor einen Stator 71 zum Erzeugen eine Biege-Vibra­ tion entsprechend der Ultraschallwelle und einen Rotor 72 auf, der in Kontakt steht mit dem Stator 71. Der Stator 71 weist einen Metallring 73 und ein piezoelektrisches keramisches Ele­ ment 74 auf. Der Stator 71 vibriert in Längsrichtung, wenn eine Spannung mit einer hohen Frequenz oberhalb 20 KHz an das piezo­ elektrische Keramikelement 74 angelegt wird. Diese Vibration des Metallringes 73 setzt sich in Umfangsrichtung fort und des­ halb wird der Rotor 72 in umgekehrter Richtung gedreht. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Metallring 73 aus einer Legierung mit 36% Ni und 64% Fe, während der Rotor 71 aus einer Aluminiumlegierung besteht, wobei eine Al2O3-Schicht dem Metallring 73 gegenüberliegend auf dem Rotor 71 aufgetragen ist. Da eine Kontaktfläche 75 des Rotors 72 durch eine flansch­ förmige Feder gebildet ist, die in Längsrichtung vibriert, kann die Vibration des Stators 71 in Längsrichtung absorbiert wer­ den. Wie in Fig. 6B gezeigt ist, sind die Positionen von Elek­ troden A und B um λ/4 phasenverschoben. Eine Elektrode S er­ mittelt einen Resonanzzustand bezüglich der Biegeschwingung, welche von den Elektroden A und B erzeugt wird.
Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm einer Schaltung zur Versorgung des Ultraschallmotors gemäß Fig. 4.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Meßeinrich­ tung für ein Ultraschall-Endoskop. Bei diesem Ausführungsbei­ spiel weist ein Endoskop 111 einen Betriebsabschnitt 112 auf, in dem unterschiedliche Betätigungselemente angeordnet sind, sowie einen Antriebsabschnitt 113 zum Antreiben des Ultraschall- Vibrationselementes, und einen einschiebbaren Abschnitt 114. Ein distaler Endabschnitt 116 ist über einen elastischen Ab­ schnitt 115 mit dem einschiebbaren Abschnitt 114 verbunden. Der Betriebsabschnitt 112 weist einen Anschluß 117 sowie ein Ver­ bindungsteil 118 auf, das am distalen Ende desselben angeordnet ist. Das Verbindungselement 118 wird mit einer Lichtquelle ver­ bunden, so daß Licht eines Lichtleiters 119 projiziert ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind unterschiedliche Bauteile, wie ein Lichtleiter, ein Bildleiter, ein Zangenkanal und ein Luft-Zuführkanal innerhalb des einschiebbaren Abschnittes 114 angeordnet. Ein Gegenstand in der Körperhöhlung kann deshalb mittels eines Okulares beobachtet werden, das im Betriebsab­ schnitt 112 angeordnet ist. Diese Anordung ist für den Fachmann der Endoskopie weitgehend bekannt, so daß auf die Erörterung von Einzelheiten verzichtet werden kann. Ein Betätigungsknopf 121 zum Biegen des elastischen Abschnittes 115 ist im Betriebs­ abschnitt 112 angeordnet und das distale Ende des einschiebba­ ren Abschnittes 114 kann willkürlich mittels des Betätigungs­ knopfes 121 in der Körperhöhlung bewegt werden. Eine Öffnung 122 für die Zange ist im Antriebsabschnitt 113 vorgesehen.
Ein Ultraschall-Vibrationselement 123 ist im harten Endab­ schnitt 116 des einschiebbaren Abschnittes 114 angeordnet und ein distales Ende der sich durch den einzuschiebenden Abschnitt 114 erstreckenden Drehwelle ist mit dem Ultraschall-Vibrations­ element 123 verbunden. Diese Drehwelle erstreckt sich in Rich­ tung auf den Antriebsabschnitt 113 und wird durch einen Ultra­ schallmotor gedreht, der im Antriebsabschnitt 113 angeordnet ist. Andererseits erstrecken sich mit dem Vibrationselement 123 verbundene Kabel in der Drehwelle und weiterhin im Universal­ Anschluß 117. Weiterhin sind diese Kabel über eine Abzweigung 124 vom Anschluß 117 in ein Verbindungselement 125 eingeführt, welches mit einer Ultraschall-Beobachtungseinrichtung verbind­ bar ist. Ein Verstärker 126 ist etwa in der Mitte der Abzwei­ gung 124 angeordnet. Ein Ballon 127 ist abnehmbar außenseitig am distalen Endabschnittes 116 angeordnet, wie mit gestrichel­ ter Linie angedeutet ist. Der Ballon 127 ist mit Wasser füll­ bar, so daß die Energie der Ultraschallwelle in der Körperhöh­ lung nicht reduziert wird.
Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch den Antriebsabschnitt 113 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 8. Bei diesem Ausführungsbei­ spiel ist eine Drehwelle 131 mit dem Ultraschall-Vibrationsele­ ment 123 verbunden und aus einer elastischen, zylindrischen Röhre gebildet. Ein Kabel 132 ist elektrisch mit dem Ultra­ schall-Vibrationselement 123 verbunden und erstreckt sich durch die Drehwelle 131. Die Drehwelle 131 ist mit einer Hülse 133 verbunden, die drehbar mittels eines Lagers 134 an einem Basis­ abschnitt 135 befestigt ist. Ein Stützteil 136 ist am Basisteil 135 befestigt und die Hülse 133 ist mittels eines weiteren La­ gers 137 drehbar im Stützteil 136 gelagert. Ein Ultraschallmo­ tor 138 ist zwischen dem Basisteil 135 und der Hülse 133 ange­ ordnet. Das heißt, ein ringförmiger Stator 138 a ist an der Ba­ sis 135 befestigt und ein Rotor 138 b, welcher mit dem Stator 138 a zusammenwirkt, ist an der Hülse 133 befestigt. Ein Dreh­ stellungsdetektor 139 ist an der Basis 135 befestigt, um eine Markierung nachzuweisen, die am Rotor 138 b der Basis 135 ge­ genüberliegend angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Dreh­ stellung der Hülse 133, d.h. der Drehwelle 131 ermittelt wer­ den. Flansche 140 und 141 sind an der Hülse 133 befestigt und ein Empfangsverstärker 142 ist zwischen diesen Flanschen 140, 141 angeordnet. Das Kabel 132 ist mit dem Empfangsverstärker 142 verbunden, um das vom Ultraschall-Vibrationselement 123 ab­ gegebene Signal zu verstärken. Das vom Empfangsverstärker 142 verstärkte Signal wird einem Drehkontakt 144 über ein Kabel 143 zugeführt, welches in der Hülse 133 verläuft. Weiterhin wird das Signal einem Kabel 145 über beispielsweise einen Schleifringkontakt zugeführt.
Der Stator 138 a des Ultraschallmotors 138 hat unterteilte Elek­ troden, ein ringförmiges piezoelektrisches Element und ein ringförmiges elastisches Teil, welche in Fig. 9 allesamt als Stator dargestellt sind. Wenn eine Antriebsspannung mit einer vorgegebenen Phase an das piezoelektrische Element angelegt wird, beginnt dieses zu vibrieren und das elastische Bauteil führt ebenfalls eine wellenförmige Schwingung aus. Der mit dem elastischen Teil in Kontakt gebrachte Rotor 138 b wird gedreht. Da der Rotor 138 b mit der Hülse 133 verbunden ist, welche ih­ rerseits an der Drehwelle 131 befestigt ist, führt die Dreh­ welle 131 eine Rotation aus und somit wird auch das Ultra­ schall-Vibrationselement 123, welches am distalen Ende der Drehwelle 131 befestigt ist, ebenfalls gedreht.
Auf diese Weise wird bei Verwendung des Ultraschallmotors 138 und der koaxialen Anordung des Stators 138 a und des Rotors 138 b auf der Drehwelle 131 eine sehr kleine Abmessung der gesamten Antriebseinheit erreicht. Da der Rotor 138 b direkt mit der Drehwelle verbunden ist, ist es nicht erforderlich, Kraftüber­ tragungseinrichtungen, wie Getriebe, Antriebsriemen etc. vorzu­ sehen und der Gesamtaufwand für die Vorrichtung wird reduziert. Da weiterhin einzelne Einrichtungen des Ultraschallmotors nicht auf der Achse der Drehwelle angeordnet sind, können die Kabel in der Drehwelle angeordnet werden und die Dreh-Kontakteinrich­ tung 144 kann ihrerseits auf der Achse der Drehwelle angeordnet werden. Auf diese Weise ist der Gesamtaufbau erheblich verein­ facht.
Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind Abwand­ lungen möglich. Zum Beispiel ist es möglich, anstelle eines ringförmigen Stators bzw. Rotors einen kreisförmigen Scheiben­ stator und einen entsprechenden Rotor vorzusehen, die jeweils in der Mitte ein Loch aufweisen. Weiterhin kann gemäß Fig. 10 auch ein Ultraschallmotor verwendet werden, bei dem ein zylin­ drischer Stator 152 mit Elektroden, einem piezoelektrischen Element und einem elastischen Teil an der Innenfläche eines Zy­ linders 151 befestigt ist, während ein Rotor 153 hülsenförmig ausgestaltet und in den zylindrischen Stator 152 eingeschoben ist. Ferner kann gemäß Fig. 11 auch ein Ultraschallmotor ver­ wendet werden, bei dem ein Stator 155 auf der Außenfläche einer Hülse 154 befestigt ist, welche mit der Drehwelle verbunden ist. Ein zweigeteilter Zylinder 156 ist um den Stator 155 herum angeordnet, um die Hülse 154 zu drehen.
Fig. 12 zeigt einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbei­ spiel einer Meßeinrichtung. Bei diesem Ausführungsbeispiel be­ zeichnet das Bezugszeichen 201 einen Abschnitt, der in die Kör­ perhöhlung einschiebbar ist. Ein Ultraschall-Abtastkopf 203 ist am distalen Ende 202 des einschiebbaren Abschnittes 201 angeord­ net. Der Ultraschall-Kopf 203 weist eine zylindrische Abdeckung 204 auf, die sich vom distalen Endabschnitt 202 in Richtung der Längsachse des Abschnittes 201 erstreckt. Ein Ende der Abdeckung 204 ist mit einer Außenfläche des distalen Endabschnittes 202 verbunden, während das andere Ende der Abdeckung 204 durch eine Endwand 205 verschlossen ist. Ein Ultraschall-Vibrationselement 206 zum Senden und Empfangen von Ultraschallwellen ist im In­ nenraum der Abdeckung 204 aufgenommen.
Eine rohrförmige Drehwelle 208 steht integral von einem Stütz­ teil 207 vor, um das Ultraschall-Vibrationselement 206 abzu­ decken. Die Drehwelle 208 ist in ein Loch 209 eingefügt, wel­ ches an der Spitze des distalen Endabschnittes 202 ausgebildet ist. Im Loch 209 sind Kugellager 210 und 211 angeordnet, um die die Welle 208 drehbar abzustützen. Innenstücke 210 a und 211 a der Kugellager 210 bzw. 211 sind auf die Außenfläche der Dreh­ welle 208 aufgeschraubt und werden somit mit der Drehwelle 208 gedreht.
Ein Signalkabel 213 zum Übertragen und Empfangen eines Signals für das bzw. von dem Vibrationselement 206 ist in die Drehwelle 208 eingeführt sowie in ein Schutzröhrchen 212, welches mit der Drehwelle 208 verbunden ist. Das Signalkabel 213 ist mit einer Ultraschallsende- und -empfangseinrichtung (nicht gezeigt) am proximalen Ende des einschiebbaren Abschnittes 201 verbunden.
In der Ausnehmung 209 im distalen Endabschnitt 202 ist ein Ul­ traschallmotor 214 installiert, der ringförmig ausgestaltet ist, um ein Ultraschall-Vibrationselement 206 zu drehen. Der Ultraschallmotor 214 weist einen Ultraschall-Vibrator 215 auf, der ringförmig gestaltet ist. In dem Loch 209 ist der Ultra­ schall-Vibrator 215 zwischen den Kugellagern 210 und 211 an­ geordnet und zwar koaxial in bezug auf die Welle 208. Eine Stirnfläche des Ultraschallvibrators 215 ist koaxial in Kontakt mit dem Innenstück 210 a des Kugellagers 210, welches neben dem Ultraschall-Vibrationselement 206 angeordnet ist. Der Ultra­ schallvibrator 215 ist mit einer Betätigungseinheit des Ultra­ schallmotors 201 über ein Kabel verbunden, welches in der Zeichnung nicht gezeichnet ist und sich durch den einschiebba­ ren Abschnitt 201 erstreckt.
Bei Betätigung des Ultraschallmotors und Vibration des Ultra­ schallvibrators 215 wird deshalb eine Welle erzeugt, die sich in Umfangsrichtung bewegt. Die Welle wird zwischen dem Vibrator 215 und dem Innenstück 210 a erzeugt, wobei sich letzteres dreht. Bei diesem Ausführungsbeispiel dient das Innenstück 210 a des Kugellagers 210 als Rotor für den Ultraschallmotor 214. Im Innenraum der Abdeckung 204, welche das Ultraschall-Vibrations­ element 206 aufnimmt, ist eine Flüssigkeit angeordnet, die eine gute Übertragungseigenschaft bezüglich der Ultraschallwellen aufweist.
Ein Ballon 216 aus elastischem Material, wie Gummi, ist um die Außenfläche des Ultraschall-Abtastkopfes 203 herum angeordnet. Der Ballon 216 ist derart am Ultraschallabtastkopf 203 befe­ stigt, daß seine vorderen und hinteren Kanten in Ausnehmungen eingelegt sind, die in der Außenfläche der Abdeckung 204 sowie dem distalen Endabschnitt 202 ausgeformt sind. Entgastes Wasser wird in den Ballon 216 über eine Zuleitung (nicht gezeigt) zu­ geführt, die sich durch den einschiebbaren Abschnitt 201 er­ streckt, so daß der Ballon 216 expandiert werden kann.
Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung ist der Ultraschall­ vibrator 215 des Ultraschallmotors 214 koaxial auf der Mantel­ fläche der Welle 208 angeordnet, welche mit dem Ultraschall-Vi­ brationselement 206 verbunden ist. Dabei wird eine Stirnfläche des Ultraschallvibrators 215 in Kontakt mit dem Innenstück 210 a des Kugellagers 210 gebracht, welches einstückig mit der Welle 208 dreht. Wird deshalb eine Ultraschallschwingung an den Ul­ traschallvibrator 215 angelegt, so wird eine entlang dem Umfang bewegte Welle zwischen dem Ultraschallvibrator 215 und dem In­ nenstück 210 a erzeugt und das Innenstück 210 a gedreht. Da die Drehung des Innenstückes 210 a auf das Ultraschall-Vibrations­ element 206 über die Welle 208 übertragen wird, wird das Ultra­ schall-Vibrationselement 206 innerhalb der Abdeckung 204 ge­ dreht. Auf diese Weise wird eine Ultraschall-Abtastung durch­ geführt, wobei ein Echo der vom Ultraschall-Vibrationselement 206 gesendeten Ultraschallwellen mittels des Ultraschall-Vi­ brationselementes selbst empfangen wird.
Da in diesem Fall der Ultraschallmotor 214, in dem die Welle 208 der zwischen dem Vibrator 215 und dem Innenstück 210 a er­ zeugten Welle gedreht wird, ein großes Drehmoment bei im Ver­ gleich mit dem Elektromotor geringer Drehgeschwindigkeit auf­ weist, ist es nicht erforderlich, spezielle Untersetzungsge­ triebe oder Geschwindigkeitsreduzierer zu verwenden. Der Ultra­ schallmotor 214 kann deshalb in kompakter Weise im distalen Endabschnitt 202 untergebracht werden.
Da weiterhin der Ultraschallmotor nur aus zwei Teilen, nämlich dem ringförmigen Ultraschallvibrator 215 und dem Innenstück 210 a (auch als Innenring zu bezeichnen) besteht, weist er ein relativ geringes Gewicht sowie geringe Abmessungen auf. Es ist deshalb möglich, den Antriebsabschnitt zum Drehen des Ultra­ schall-Vibrationselementes 206 mit kleinen Abmessungen im Ver­ gleich mit bekannten Anordnungen zu gestalten.
Es ist deshalb möglich, den Ultraschallmotor 214 direkt am di­ stalen Endabschnitt 202 anzuordnen, ohne die Abmessungen dieses Endabschnittes vergrößern zu müssen. Insgesamt wird also der einschiebbare Abschnitt 201 relativ leicht. Der Patient kann den Abschnitt 201 leicht schlucken und er ist in hohem Maße be­ weglich.
Fig. 13 zeigt einen Schnitt durch ein viertes Ausführungsbei­ spiel eines Meßkopfes. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist eine Vertiefung 221 in einer Seitenfläche des distalen Endab­ schnittes 202 ausgebildet und das Ultraschall-Vibrationselement 206 ist in dieser Vertiefung aufgenommen. Weiterhin ist in der Vertiefung 221 ein Reflexionsspiegel 222 dem Ultraschall-Vibra­ tionselement 206 gegenüberliegend angeordnet. Der Spiegel 222 reflektiert die vom Ultraschall-Vibrationselement 206 abgege­ benen Ultraschallwellen in radialer Richtung (bezogen auf die Längsachse des Endabschnittes 202) und reflektiert weiterhin das Ultraschall-Echo, welches von der Körperhöhlung kommt, in Richtung auf das Ultraschall-Vibrationselement 206. Eine Dreh­ welle 223 steht vom Spiegel 223 vor. Die Welle 223 ist in ein Loch 209 eingeführt, welches im distalen Endabschnitt 202 dem Ultraschall-Vibrationselement 206 gegenüberliegend ausgebildet ist. Im Loch 209 sind Kugellager 210 und 211 zum Abstützen der Drehwelle und des Ultraschallmotors 214 angeordnet, entspre­ chend dem dritten Ausführungsbeispiel. Weiterhin ist in der Vertiefung 221 eine Flüssigkeit angeordnet, die eine gute Ul­ traschall-Übertragungsfähigkeit aufweist und die Öffnung der Vertiefung 221 ist durch einen Stopfen 224 verschlossen. Fig. 14 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A des Ausführungs­ beispiels gemäß Fig. 13.
Da bei dem vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel der Ultraschall-Spiegel 222 zum Reflektieren einer vom Ultra­ schall-Vibrationselement 206 ausgesandten Ultraschallwelle in Richtung auf die Körperhöhlung und zum Reflektieren eines dort erzeugten Ultraschall-Echos in Richtung auf das Ultraschall- Vibrationselement 206 mittels eines Ultraschallmotors 214 ge­ dreht wird, können alle Betriebseinrichtungen zum Durchführen einer Ultraschallabtastung relativ klein gehalten werden.
Fig. 15 zeigt einen Schnitt durch ein fünftes Ausführungsbei­ spiel eines Meßkopfes. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Ultraschall-Abtastkopf 231 mit dem distalen Endabschnitt 202 verbunden und weist ein rohrförmiges Teil 232 auf, welches vom distalen Endabschnitt 202 in axialer Richtung vorsteht. Weiter­ hin ist eine distale Abdeckung 233 zum Verschließen des rohr­ förmigen Teiles 232 vorgesehen. Das Ultraschall-Vibrationsele­ ment 206 ist in einer Stirnfläche der distalen Abdeckung 233 eingebettet und der Ultraschall-Spiegel 222 wird im Innenraum des rohrförmigen Teiles 232 dem Ultraschall-Vibrationselement 206 gegenüberliegend aufgenommen. Im Innenraum, in dem der Spiegel 222 angeordnet ist, ist auch eine Flüssigkeit aufge­ nommen, die gute Ultraschall-Übertragungseigenschaften auf­ weist.
Die Drehwelle 223 des Spiegels 222 ist drehbar durch ein Kugel­ lager 234 abgestützt und ein Endabschnitt der Welle 223 ragt in ein Loch, das in der distalen Stirnfläche des Endabschnittes 202 ausgebildet ist. Der Ultraschallvibrator 215 des Ultra­ schallmotors 214 ist in das Loch 209 eingeschraubt. Eine Stirnfläche des Ultraschall-Vibrators 215 entspricht derjenigen des distalen Endabschnittes 202 und ist einem Innenstück 234 a des Kugellagers 234 gegenüberliegend angeordnet. Ein Trenn­ stück 235 zum flüssigkeitsdichten Isolieren des Innenraumes des rohrförmigen Teiles 232 gegenüber dem Loch 209 ist zwischen dem Ultraschallvibrator 215 und dem Innenstück 234 a angeordnet. Die Trennwand 235 besteht aus einer dünnen Kunststoffscheibe, so daß keine Vibrationsenergie des Ultraschallvibrators 215 absor­ biert wird. Die Trennwand überträgt die Vibrationen des Ultra­ schallvibrators 215 auf das Innenstück 234 a ohne Verlust.
Da bei dem fünften Ausführungsbeispiel der Ultraschallvibrator 215 flüssigkeitsdicht von dem Innenraum des rohrförmigen Teiles 232, in welchem die Flüssigkeit angeordnet ist, abgetrennt ist (mittels der Trennwand 235), gelangt keine Flüssigkeit zum Ul­ traschallmotor 214, so daß die Drehung des Ultraschallmotors 214 erleichtert ist.
Beim beschriebenen fünften Ausführungsbeispiel wird das Innen­ stück des Kugellagers als Rotor für den Ultraschallmotor ver­ wendet. Es ist jedoch auch möglich, einen Rotor getrennt von dem Innenstück vorzusehen. In diesem Fall kann der Rotor inner­ halb des Ultraschall-Vibrators angeordnet werden.
Fig. 16A zeigt schematisch ein sechstes Ausführungsbeispiel für eine Meßeinrichtung, während Einzelheiten des Betätigungsab­ schnittes in Fig. 16B gezeigt sind. Ein einschiebbarer Ab­ schnitt 252, welcher in die Körperhöhlung eingeführt wird, und ein elastischer Abschnitt 253 sowie ein distaler Endabschnitt 254 sind mit einer Betätigungseinheit 251 verbunden. Weiterhin ist mit der Betätigungseinheit 251 eine universell einsetzbare Abzweigung 256 verbunden, die an ihrem distalen Ende ein Ver­ bindungsstück 255 aufweist. Ein Kabel 262 mit einem Verstärker 263 zweigt von der Abzweigung 256 ab.
Verschiedene Bauteile, wie eine Optik, Zuführkanäle, Betätigungs­ drähte etc. sind im Betätigungsabschnitt 251 und im einschieb­ baren Abschnitt 252 angeordnet. Andere Bauteile, wie ein Luft- Zuführkanal, Wasser-Zuführkanal, Licht-Übertragungseinrichtun­ gen etc. sind am Verbindungsstück 255 vorgesehen und erstrecken sich zum distalen Endabschnitt 254 über das Verbindungsstück 256, so daß in der Körperhöhlung eine Beobachtung durchgeführt werden kann.
Eine Öffnung 257 für eine Zange ist in einem Verbindungsstück zwischem dem Betätigungsabschnitt 251 und dem einzuschiebenden Abschnitt 252 angeordnet. Die Öffnung 257 steht in Verbindung mit einem Kanal in dem Abschnitt 252. Es ist deshalb möglich, ein Operationswerkzeug, wie eine Zange, von der Öffnung 257 aus in den Meßkopf zu schieben. Eine Öffnung 258 zur Wassserzufuhr für den Ballon und ein Saug-Wechselhebel 259 sind in dem Verbindungsstück vorgesehen, um wahlweise dem Ballon 260 am distalen Endabschnitt 254 Wasser zuführen bzw. aus ihm Wasser absaugen zu können.
Ein Ultraschall-Vibrationselement ist drehbar im distalen End­ abschnitt 254 angeordnet und eine Drehung eines im Betätigungs­ abschnitt 251 vorgesehenen Antriebs wird über eine flexible Welle 261 zum Ultraschall-Vibrationselement übertragen. Die flexible Welle 261 erstreckt sich im einzuschiebenden Abschnitt 252. Das Ultraschall-Vibrationselement ist elektrisch mit einer Beobachtungseinrichtung über ein Kabel 262 verbunden, welches von der Verbindung 256 abzweigt. Weiterhin ist am Betätigungsab­ schnitt 251 ein Handgriff angeordnet, so daß das distale Ende 254 willkürlich durch Biegung des elastischen Abschnittes 253 bewegt werden kann.
Fig. 16B zeigt den inneren Aufbau des Betätigungsabschnittes 251. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Ultraschallmotor 268 als Antrieb benutzt, jedoch ist es auch möglich, einen an­ deren Motor zu verwenden. In Fig. 16B ist eine Welle 266 dreh­ bar durch Lager 265 a und 265 b abgestützt, welche an einer Basis 264 befestigt sind. Ein Ende der Welle 266 ist mit der elasti­ schen Welle 261 verbunden, welche sich bis zum Ultraschall-Vi­ brationselement erstreckt, während das andere Ende mit dem Dreh-Wandler 267 verbunden ist, welcher seinerseits elektrisch mit dem Ultraschall-Vibrationselement verbunden ist, welches am distalen Endabschnitt 254 angeordnet ist. Die Verbindung er­ folgt über ein Kabel, das in der flexiblen Welle 261 verläuft. Ein Drehstellungsgeber 271 ermittelt den Drehzustand der Welle 266 und erstreckt sich um diesen herum.
Weiterhin ist auf der Basis 264 ein Ultraschallmotor 268 mit einem ringförmigen Stator 268 a und einem ringförmigen Rotor 268 b mittels eines Abstandsstückes 269 neben der Welle 266 befestigt. Der Befestigung dienen auch abgewinkelte Scheiben 270 a und 270 b. Die Drehung des Rotors 268 b wird mittels eines Antriebsriemens 272 auf ein Antriebsrad 273 übertragen, welches an der Welle 266 befestigt ist. Auf diese Weise wird die Welle 266 gedreht. Die der Betätigung des Endoskops dienenden Ein­ richtungen sind in Fig. 16B von einer strich-punktierten Linie 274 abgegrenzt. Wie dargestellt, durchsetzen die Betätigungs­ einrichtungen einen im Ultraschallmotor 268 vorhandenen Frei­ raum. Die Betätigungseinrichtungen des Endoskops weisen eine Einrichtung zum Zuführen und Absaugen eines Inert-Gases zum bzw. vom zu beobachtenden Gegenstand mittels eines Schlauches auf und eine Einrichtung zum Eingeben von Wasser oder Luft. Der Betrieb des vorstehend beschriebenen Ultraschall-Endoskops ist wie folgt. Zunächst wird eine bestimmte Spannung an den Stator 268 a des Ultraschallmotors 268 angelegt. Dann beginnt der Rotor 268 b zu drehen und die Drehung des Rotors 268 b wird auf das An­ triebsrad 273 über den Riemen 272 übertragen, so daß sich die Welle 266 dreht. Die Drehung der Welle 266 wird über die ela­ stische Welle 261 auf das Ultraschall-Vibrationselement, wel­ ches am distalen Endabschnitt 254 angeordnet ist, übertragen, so daß auch das Ultraschall-Vibrationselement Drehungen aus­ führt. Der Drehstellungsgeber 271 erzeugt ein der Drehstellung entsprechendes Signal während der Drehung der Welle 266. Die Ultraschallwelle wird dadurch erzeugt, daß ein elektrisches Signal an das Ultraschall-Vibrationselement von Seiten der Be­ tätigungseinrichtung über den Drehwandler 267 angelegt wird. Die entsprechend gesendete Ultraschallwelle wird vom distalen Endabschnitt auf das zu untersuchende Objekt gerichtet und das dort reflektierte Echo wird vom Ultraschallvibrationselement empfangen. Das Ultraschall-Echo wird vom Ultraschall-Vibra­ tionselement in elektrische Signale umgewandelt, welche über den Drehwandler 267 der Beobachtungseinrichtung zugeführt werden, um das Ultraschallbild darzustellen.
Fig. 17 zeigt schematisch ein siebtes Ausführungsbeispiel für den inneren Aufbau eines Betätigungsabschnittes für eine Meßeinrichtung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ebenfalls eine Drehwelle in dem Freiraum angeordnet, der im Ultraschall­ motor verbleibt. In diesem Freiraum sind auch die anderen Be­ tätigungseinrichtungen für das Endoskop untergebracht.
Gemäß Fig. 17 ist der Ultraschallmotor 268 mittels eines Ab­ standsstückes 269 und abgewinkelter Scheiben 270 a und 270 b an dem Basisteil 264 befestigt. Die Drehwelle 266 ist drehbar im Innenraum des Ultraschallmotors 268 mittels Lagern 265 a und 265 b abgestützt. Die Drehung des Rotors 268 b des Ultraschallmo­ tors 268 wird über ein Getriebe 275 auf die Welle 266 übertra­ gen. Das Getriebe 275 ist an der Welle 266 befestigt. Die ande­ ren Einzelheiten dieses siebten Ausführungsbeispieles entspre­ chen denen des oben beschriebenen sechsten Ausführungsbeispie­ les.
Wird eine bestimmte Spannung an den Stator 268 a des Ultraschall­ motors 268 gelegt, so beginnt der Rotor 268 b zu drehen und sei­ ne Drehung wird über das Getriebe 275 auf die Welle 266 übertra­ gen. Die Drehung der Welle 266 wird mittels einer elastischen Welle 261 auf das Ultraschall-Vibrationselement übertragen, welches entsprechend ebenfalls eine Drehung ausführt. Die Erzeugung eines Ultraschallbildes in der Beobachtungseinrich­ tung erfolgt entsprechend dem sechsten Ausführungsbeispiel.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird ein Ultraschallmotor verwendet, jedoch ist es auch möglich, andere Arten von Motoren einzusetzen. Beim sechsten Ausführungsbei­ spiel kann auch ein anderes Kraftübertragungsmittel eingesetzt werden als der Antriebsriemen, z.B. ein Getriebe.
Da, wie beschrieben, beim sechsten und siebten Ausführungsbei­ spiel die schweren Antriebseinrichtungen zum Antreiben des Ul­ traschall-Vibrationselementes im Betätigungsabschnitt angeord­ net sind, ist die Handhabbarkeit des Endoskops wesentlich ver­ bessert und die Diagnosemöglichkeiten sind erweitert.
Fig. 18 zeigt einen Schnitt durch ein achtes Ausführungsbei­ spiel einer Meßeinrichtung, bei der ein Ultraschallmotor 304 an einem distalen Endabschnitt 301 angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Ultraschall-Vibrationselement 302 von einem Ultraschallmotor 304 über eine Welle 303 gedreht. Es sendet und empfängt Ultraschallwellen über eine hierfür durch­ lässige Abdeckung 301 a. Ein Rotor 305 und ein Stator 306 des Ultraschallmotors 305 sind koaxial in bezug auf die Längsachse 307 des distalen Endabschnittes 301 angeordnet. Gleiches gilt für die Welle 303 des Ultraschall-Vibrationselementes 302. Wird deshalb ein Antriebssignal an das piezoelektrische Element des Rotors 305 über die Antriebssignalleitung 310 gegeben, so dreht sich der Stator 306 in einer vorgegebenen Richtung mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit. Das Ultraschall-Vibrationselement 302 dreht sich für die Abtastung. Ein Ultraschall-Bildsignal wird über die Bild-Signalleitung 309 übertragen. Weiterhin ist eine Bildleitung 308 am distalen Endabschnitt in bezug auf die Längsachse 307 versetzt angeordnet. Das Endoskop weist also einen schrägen Beobachtungswinkel auf.
Wie erwähnt, kann das Ultraschall-Vibrationselement 302 direkt die Drehkraft vom Ultraschallmotor 304 ohne die Verwendung ei­ ner elastischen Welle übertragen bekommen. Das Ultraschall-Vi­ brationselement 302 bewegt sich also unabhängig von dem Biege­ zustand des eingeschobenen Abschnittes. Da der Ultraschallmotor 304 koaxial in bezug auf die Welle 303 des Ultraschall-Vibra­ tionselementes 302 angeordnet ist, kann die Drehkraft wirksam übertragen werden und das Endoskop mit geringen Abmessungen ge­ staltet werden. Da sich durch den eingeschobenen Abschnitt keine elastische Welle erstreckt, ist die Flexibilität dieses Abschnittes weiter verbessert.
Fig. 19 zeigt einen Schnitt durch ein neuntes Ausführungsbei­ spiel einer Meßeinrichtung, bei der eine Bildleitung 308 a zur Spitze des distalen Endabschnittes führt, um Sicht in Vorwärts­ richtung zu ermöglichen. Ein solches Endoskop ist vom Typ mit sogenannter "Geradeausbeobachtung". Bei diesem Ausführungsbei­ spiel ist ein Ultraschall-Vibrationselement 302 a in einem zy­ lindrischen Stützteil 311 angeordnet, wobei das Stützteil 311 drehbar durch ein Kugellager 312 sowie ein Gleitlager abge­ stützt ist. Ein Rotor 305 a und ein Stator 306 a eines Ultra­ schallmotors 304 a sind koaxial in bezug auf eine Längsachse 307 a des einzuschiebenden Abschnittes angeordnet. Der Rotor 305 a ist über das Stützteil 311 mit dem Ultraschall-Vibrations­ element 302 a verbunden. Mittels einer Antriebssignalleitung 310 a wird ein Antriebssignal zum piezoelektrischen Element des Rotors 305 a übertragen und mittels einer Bildsignalleitung 309 a wird ein Ultraschall-Bildsignal zur Beobachtungseinrichtung übertragen.
Da bei diesem neunten Ausführungsbeispiel die Bildleitung 308 a etc. in einem zylindrischen Abschnitt des Ultraschallmotors 304 a angeordnet sind, kann der Außendurchmesser des einzuschie­ benden Abschnittes relativ klein gehalten werden, obwohl das Endoskop eine Beobachtung in Geradeausrichtung ermöglicht. Auch die übrigen Vorteile des achten Ausführungsbeispieles sind hier realisiert.
Fig. 20 zeigt einen Schnitt durch ein zehntes Ausführungsbei­ spiel einer Meßeinrichtung, welche gegenüber dem Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 18 modifiziert ist. Bei diesem Ausführungsbei­ spiel ist ein Ultraschallmotor 304 seitlich in der Spitze des distalen Endabschnittes 301 b angeordnet, d.h. er ist in bezug auf das Ultraschall-Vibrationselement 302 b seitlich versetzt. Eine Welle, durch welche sich die Bild-Signalleitung 309 b er­ streckt, ist mit der Rückseite des Ultraschall-Vibrationsele­ mentes 302 verbunden. Das Bezugszeichen 313 bezeichnet einen Gleitring.
Die Vorteile dieses Ausführungsbeispieles entsprechen denen des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 18.
Fig. 21 ist ein Schnitt durch ein elftes Ausführungsbeispiel, welches gegenüber dem neunten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 19 modifiziert ist. Entsprechend dem zehnten Ausführungsbeispiel ist auch hier der Ultraschallmotor 304 c seitlich in der Spitze des distalen Endabschnittes 301 c in bezug auf das Ultraschall- Vibrationselement 302 versetzt angeordnet. Die Vorteile dieses Ausführungsbeispieles entsprechen denen des neunten Ausführungs­ beispieles gemäß Fig. 19.
Es ist möglich, die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 18 bis 21 derart abzuändern, daß der Ultraschallmotor im Betätigungs­ abschnitt (nicht gezeigt in diesen Figuren) der Meßeinrichtung untergebracht ist. In diesem Falle ist es erforderlich, eine elastische Welle zum Übertragen der Drehkraft auf das Ultra­ schall-Vibrationselement vorzusehen. Diese elastische Welle er­ streckt sich durch den einschiebbaren Abschnitt. Aber auch in diesem Falle wird dann, wenn der Ultraschallmotor koaxial in bezug auf den einzuschiebenden Abschnitt angeordnet wird, die Biegefähigkeit des eingeschobenen Abschnittes nicht beein­ trächtigt. Entsprechendes gilt für die Drehung des Ultraschall- Vibrationselementes.
Da bei den vorstehend beschriebenen achten bis elften Ausfüh­ rungsbeispielen der Ultraschallmotor koaxial in bezug auf den einzuschiebenden Abschnitt angeordnet ist, kann die Drehkraft wirksam auf das Ultraschall-Vibrationselement übertragen werden und die Ultraschall-Abtastung sehr genau durchgeführt werden. Die Verwendung eines Ultraschallmotors als Antriebsmittel er­ möglicht einen sehr kleinen Durchmesser des einzuschiebenden Abschnittes.
Fig. 22 zeigt schematisch ein zwölftes Ausführungsbeispiel. Hier weist der distale Endabschnitt ein hartes Spitzenteil 352 und ein Ultraschall-Vibrationsteil 354 auf. Ein Beobachtungs­ teil 353 ist um die Achse des distalen Endabschnittes drehbar im harten Spitzenteil 352 angeordnet. Das Ultraschall-Vibra­ tionsteil 354 ist drehbar an der Spitze des harten Spitzentei­ les 352 gelagert. Ein Vorsprung 352 a steht vom harten Spitzen­ teil 352 entlang der Achse des distalen Endabschnittes vor und das Beobachtungsteil 353 ist um die Achse des distalen Endab­ schnittes drehbar auf dem Vorsprung 352 a angeordnet. Ein erster Ultraschallmotor 356 mit einem Stator 356 a, der in dem harten Spitzenteil angeordnet ist und einem Rotor 356 b, der in dem Hauptkörper 355 des Beobachtungsteiles 353 angeordnet ist, wirkt so, daß der Stator 356 a in Kontakt mit dem Rotor 356 b ge­ bracht wird, so daß das Beobachtungsteil 353 dreht.
Ein rohrförmiges Teil 357 ist auf dem Vorsprung 352 des harten Spitzenteiles 352 vorgesehen. In dem rohrförmigen Teil 357 aus Metall sind ein Endabschnitt eines Bildleiters 358 und Linsen 359 a, 359 b, welche das optische Beobachtungssystem bilden, an­ geordnet. Ein Licht abgebender Endabschnitt eines ersten Licht­ leiters 360 eines Beleuchtungssystems ist um das rohrförmige Metallteil 357 herum angeordnet. Ein Beobachtungsfenster 361 und ein Prisma 362, welche das optische Beobachtungssystem bil­ den, sind im Hauptkörper 355 des Beobachtungsteiles 352 ange­ ordnet, so daß ein optisches Bild eines Gegenstandes auf die Einfalls-Endfläche 358 a des Bildleiters 358 durch das Beobach­ tungsfenster 368 fokussiert ist. Als Abbildungselemente dienen dabei das Prisma 362 und die Linsen 359 a, 359 b. Ein Lichtfen­ ster 363 gehört zum optischen Beleuchtungssystem und das Aus­ gabeende eines zweiten Lichtleiters 364 ist im Hauptkörper 355 des Beobachtungsteiles 352 angeordnet. Das Einfallsende des zweiten Lichtleiters 364 ist gleitfähig um das rohrförmige Me­ tallteil 354 derart angeordnet, daß das Einfallsende des Licht­ leiters 364 immer zum Ausgabeende des ersten Lichtleiters 360 gerichtet ist, auch wenn der Hauptkörper 355 in bezug auf das rohrförmige Metallteil 357 gedreht wird. Beleuchtungslicht aus dem ersten Lichtleiter 360 kann deshalb über den zweiten Licht­ leiter 364 und das Lichtfenster 363 auf den Gegenstand gerich­ tet werden.
Ein Vorsprung 355 a erstreckt sich bis zu Spitze des Hauptkör­ pers 355 und das Ultraschall-Vibrationsteil 354 ist um die Achse des distalen Endabschnittes um den Vorsprung 355 a dreh­ bar. Ein zweiter Ultraschallmotor 366 mit einem Stator 366 a im Hauptkörper 355 und einem Rotor 366 b im Körper 365 des Ul­ traschall-Vibrationsteiles 354 ist derart angeordnet, daß der Stator 366 in Kontakt mit dem Rotor 366 b ist, so daß das Ul­ traschall-Vibrationsteil 354 rotiert.
Ein Dämpfungsglied 367 ist mit dem Rotor 366 b des zweiten Ul­ traschallmotors 366 verbunden und ihm Hauptkörper 365 des Ul­ traschall-Vibrationsteiles 354 untergebracht, so daß das Ul­ traschall-Vibrationsteil 354 gleitend auf dem Vorsprung 355 a des Hauptkörpers 355 rotiert. Ein Ultraschall-Vibrationselement 368 ist auf dem Dämpfungsglied 367 so angeordnet, daß die Ul­ traschallwelle in eine Richtung senkrecht zur Längsachse des distalen Endabschnittes abgestrahlt wird.
Im ersten Ultraschallmotor 356 ist ein Stellungsdetektor vor­ gesehen zum Ermitteln der Stellung des im Beobachtungsteil 353 erhaltenen optischen Bildes. Im zweiten Ultraschallmotor 356 ist ein Stellungsdetektor vorgesehen zum Ermitteln der Lage einer vom Ultraschall-Vibrationselement 368 abgegebenen Ultra­ schallwelle.
Zuführleitungen 371 a und 371 b des Ultraschall-Vibrationsele­ mentes sind über Gleitringe 372 a, 372 b mit einem Übertrager 376 verbunden. Die Gleitringe sind auf einer Umfangsfläche des Vorsprunges 355 a des Hauptkörpers 355 angeordnet. Die Ver­ bindung läuft über Verbindungsdrähte 373 a, 373 b und Gleitringe 374 a, 374 b, die auf der Mantelfläches des vorspringenden Teiles 352 a des harten Spitzenteiles 352 vorgesehen sind, sowie ein Koaxialkabel 375. Auf diese Weise ist es möglich, eine Ultra­ schallwelle auf den Gegenstand zu richten, während das Ul­ traschall-Vibrationselement 368 bewegt wird, wobei das Ultra­ schallbild auf einer Anzeigeeinrichtung dargestellt wird, in dem das vom Ultraschall-Vibrationselement 368 empfangene Echo über einen Leiter 377 in eine Signalverarbeitungsschaltung eingegeben wird.
Ein Oszillator 378 ist zum Antreiben des ersten Ultraschallmo­ tors 356 und des zweiten Ultraschallmotors 366 vorgesehen. Ein Ausgangssignal des Oszillators 378 wird in die Stellungsdetek­ toren 379 a und 379 b eingegeben. Das Ausgangssignal des Stellungs­ detektors 379 a wird an eine der Elektroden des ersten Ultra­ schallmotors 356 über einen Verstärker 380 a angelegt und über einen einstellbaren Phasenschieber 381 a ebenfalls an die ande­ ren Elektroden des ersten Ultraschallmotors 356 angelegt, wobei ein Verstärker 380 b zwischengeschaltet ist, so daß der erste Ultraschallmotor 356 dreht. Ein Ausgangssignal einer Phasen- Detektorelektrode des ersten Ultraschallmotors 356 wird in einen Phasenvergleicher 382 a eingegeben und die Phasendifferenz zwischen dem Ausgangssignal und einem an die anderen Elektroden angelegten Signal wird durch den Phasenvergleicher 382 a ermit­ telt. Entsprechend der ermittelten Phasendifferenz wird mit Hilfe des Phasenschiebers 381 a die Phase des an die anderen Elektroden angelegten Signals kompensiert, um die Drehgeschwin­ digkeit des ersten Ultraschallmotors 356 zu steuern. Ein Aus­ gangssignal des Drehstellungsdetektors wird in den Stellungs­ detektor 379 a eingegeben, um die Position des optischen Bildes zu steuern.
Signalleitungen des zweiten Ultraschallmotors 366 sind jeweils an Gleitringe 383 a bis 383 d angeschlossen, welche entlang der Umfangsfläches des Vorsprunges des harten Spitzenteiles 352 angeordnet sind. Die Signale werden wahlweise über die Gleit­ ringe 383 a bis 383 d übermittelt. Das heißt, ein Ausgangssignal des Stellungsdetektors 379 b wird über einen Verstärker 384 a und den Gleitring 383 b an eine der Elektroden des zweiten Ultra­ schallmotors 366 angelegt und über den einstellbaren Phasen­ schieber 381 b, einen Verstärker 384 b und den Gleitring 383 c an die anderen Elektroden des zweiten Ultraschallmotors 366 ange­ legt, so daß der zweite Ultraschallmotor 366 gedreht wird. Ein Ausgangssignal der Phasen-Detektorelektrode des zweiten Ultra­ schallmotors 366 wird in einen Phasenkomparator 282 b über den Gleitring 383 d eingegeben und eine Phasendifferenz zwischen dem Ausgangssignal und einem an die anderen Elektroden angelegten Signal wird in dem Phasenkomparator 282 b ermittelt. Mittels des einstellbaren Phasenschiebers 381 b wird entsprechend der erhal­ tenen Phasendifferenz die Phase des an die anderen Elektroden angelegten Signals kompensiert, so daß die Drehgeschwindigkeit des zweiten Ultraschallmotors 366 gesteuert wird. Ein Ausgangs­ signal des Stellungsdetektors wird über den Gleitring 383 a in die Stellungsdetektorschaltung 379 b eingegeben, um die Stellung der Ultraschallwelle zu steuern.
Mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kann ein Ultraschallbild über einen Winkel von 360° durch Drehung des Ultraschall-Vibrationsteiles 354 mittels des zweiten Ultra­ schallmotors 366 erhalten werden.
Wird eine krankhafte Stelle mit Hilfe des 360°-Bildes in einer Position entdeckt, die neben dem optischen Bild liegt, welches mit dem Beobachtungsteil 353 erhalten wurde, so wird die Beo­ bachtungsstellung des optischen Bildes in Richtung auf die krankhafte Stelle verschoben wird, indem das Beobachtungsteil 353 mittels des ersten Ultraschallmotors 356 ohne Biegung des eingeschobenen Abschnittes verschoben, d.h. ohne daß die Beo­ bachtungsstellung des Ultraschallbildes verändert wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Ultraschallbilder und die opti­ schen Bilder aufeinander abzustimmen. Da weiterhin Beleuchtungs­ licht immer über die ersten und zweiten Lichtleiter 260, 264 sowie das Lichtfenster 363 auf das Objekt gerichtet werden kann, kann immer ein gewünschter Teil des Gegenstandes optisch genau (scharf) beobachtet werden, auch wenn die Lichtmenge gering ist. Da beide Ultraschallmotoren 356, 366 im distalen Endabschnitt untergebracht sind, kann der Durchmesser des einzuschiebenden Abschnittes gering gehalten werden.
Fig. 23 zeigt ein 13. Ausführungsbeispiel, bei dem der Beobach­ tungsteil 353 drehbar in bezug auf die harte Spitze 352 angeord­ net ist. Die Drehung erfolgt mittels eines ersten Ultraschall­ motors 356. Das Ultraschall-Vibrationsteil 354 ist drehbar in bezug auf die harte Spitze 352 und das Beobachtungsteil 353 mittels eines zweiten Ultraschallmotors 366 angeordnet. Der Stator 366 a des zweiten Ultraschallmotors 366 ist an einem Ende der harten Spitze 352 angeordnet, während der Rotor 366 b auf dem Hauptkörper 365 des Ultraschall-Vibrationsteiles 354 derart angeordnet ist, daß der Stator 366 a in Wechselwirkung mit dem Rotor 366 b gebracht werden kann. Ein rohrförmiges Metallstück 357 ist am Hauptkörper 355 des Beobachtungsteiles 353 ange­ bracht und Linsen 359 a bis 359 e werden in dem rohrförmigen Me­ tallstück 357 abgestützt. Ein von den Linsen 359 a bis 359 e durch das Beobachtungsfenster 361 und das Prisma 362 abgebil­ detes Bild wird auf die Eingangsendfläche 358 a eines Bildlei­ ters 358 fokussiert, der im harten Spitzenteil 352 angeordnet ist. Im übrigen entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem gemäß Fig. 22.
Bei dem vorstehend beschriebenen 13. Ausführungsbeispiel, wird, ebenso wie beim zwölften Ausführungsbeispiel, bei Entdeckung einer krankhaften Stelle mittels des Ultraschall-Schnittbildes an einer vom optischen Bild verschiedenen Stelle (wobei das optische Bild mit dem Beobachtungsteil 353 gewonnen wurde) die Möglichkeit eröffnet, die Position des optischen Bildes so zu verschieben, daß es die kranke Stelle erfaßt. Hierbei wird das Beobachtungsteil 353 mittels des ersten Ultraschallmotors 356 gedreht, so daß die selben Vorteile wie beim zwölften Ausfüh­ rungsbeispiel gegeben sind.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind Mo­ difikationen möglich. So werden bei den beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen das Ultraschall-Vibrationselement, der Spitzen­ abschnitt der optischen Einheit einschließlich des optischen Beobachtungssystems und Beleuchtungssystems mittels der Ultra­ schall-Motoren gedreht, jedoch ist es auch möglich, die Drehung mittels eines gewöhnlichen Elektromotors auszuführen. Weiterhin ist das Ultraschall-Vibrationselement feststehend und die Ab­ tastung erfolgt durch Drehung eines Spiegels, auf den die Ultraschallwelle trifft, mittels eines Ultraschallmotors bzw. eines Elektromotors. Es ist aber auch möglich, in dem Beobach­ tungsabschnitt beliebige optische Bilder zu erhalten, indem der Spiegel gedreht wird. Schließlich kann auch ein Festkörper-Bild­ sensor (CCD) anstelle der Bildleiter verwendet werden.
Fig. 24 zeigt schematisch ein 14. Ausführungsbeispiel einer Meßeinrichtung. Die Fig. 25 und 26 sind Schnitte entlang den Linien A-A′ und B-B′ gemäß Fig. 24. Bei diesem Ausführungs­ beispiel ist ein Ultraschall-Vibrationselement 402 in bezug auf die Längsachse des distalen Endabschnittes 401 drehbar gela­ gert. Das Ultraschall-Vibrationselement 402 wird mittels Ultra­ schallmotoren 403 und 404 gedreht, welche an beiden Seiten des Ultraschall-Vibrationselementes 402 angeordnet sind. Der Ultra­ schallmotor 403 weist einen Stator 403 a auf, der an einem Stützteil 405 angeordnet ist und einen ringförmigen Rotor 403 b, der auf einer Oberfläche des Ultraschall-Vibrationselementes 402 angeordnet ist. Der Ultraschallmotor 404 weist einen Stator 404 a auf, der an einem Stützteil 405 b angeordnet ist und einen ringförmigen Rotor 404 b, der auf der anderen Seite des Ultra­ schall-Vibrationselementes 402 angeordnet ist.
Ein rohrförmiges Fenster 406 ist zwischen den Stützteilen 405 a und 405 b angeordnet. Die vom Ultraschall-Vibrationselement 402 abgestrahlte Ultraschallwelle wird senkrecht zur Längsachse des distalen Endabschnittes 401 durch das rohrförmige Fenster 406 abgestrahlt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht das Ultraschall-Vibra­ tionselement 402 aus einem organischen piezoelektrischen Mate­ rial, wie Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder einem Copolymer, und eine durchgehende Öffnung 402 a ist entlang der Mittelachse, welche mit derjenigen des distalen Endabschnittes 401 zusammen­ fällt, im Ultraschall-Vibrationselement 402 ausgebildet. Wenn das Ultraschall-Vibrationselement 402 aus organischem piezo­ elektrischem Material besteht, kann leicht ein konkaver Lin­ senabschnitt durch Pressung hergestellt werden und es sind kei­ ne speziellen Bauteile wie akustische Linsen, Anpassungsschich­ ten oder Dämpfungsglieder erforderlich. Signalleitungen 407 a und 407 b des Ultraschall-Vibrationselementes 402 sind mit einer Übertragungs- und Empfangsschaltung (nicht gezeigt) über einen hohlen Drehstellungsgeber 408 verbunden. Ein Stator 408 a des Drehstellungsgebers 408 ist auf dem Abstützteil 405 a befestigt und der Rotor 408 b ist mittels eines Lagers 409 drehbar auf dem Abstützteil 405 angeordnet. Ein vorgegebenes Signal wird an den Stator 408 über die Signalleitungen 410 a und 410 b angelegt, so daß der Rotor 408 b mit der gleichen Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung dreht wie das Ultraschall-Vibrationselement 402. Die Drehung der beiden Teile ist also synchron. Auf diese Weise wird das Ultraschall-Vibrationselement 402 durch die Ul­ traschallmotoren 403 und 404 gedreht und eine Ultraschallwelle wird vom Ultraschall-Vibrationselement 402 für die Ultraschall­ abtastung des Gegenstandes erzeugt, so daß ein Ultraschall- Schnittbild erhalten wird. Signalleitungen 411 a und 411 b zum Betreiben der Ultraschallmotoren 403 und 404 erstrecken sich durch ein durchgehendes Loch im Drehstellungsgeber 408.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel laufen ein Bildleiter 412, Lichtleiter 413 a und 413 b, eine Luft- und Was­ serversorgungsleitung 414 und ein Zangenkanal 415 durch den Drehstellungsgeber 408, den Ultraschallmotor 403, das durchge­ hende Loch 402 a des Ultraschall-Vibrationselementes 402 und den Ultraschallmotor 404. Die distalen Enden der genannten Teile sind an einem Endabschnitt des Abstützteiles 405 d befestigt, so daß ein Endoskop vom Typ mit "Geradeausbeobachtung" entsteht, d.h. die optische Beobachtung erfolgt nach vorne (d.h. in Rich­ tung der Längsachse). Das ein Beobachtungsfenster und Linsen aufweisende optische System ist vor dem Bildleiter 412 in dem Abstützteil 405 b befestigt und ein Beleuchtungsfenster ist ebenfalls im Abstützteil 405 vor den Lichtleitern 413 a und 413 b angeordnet.
Weil das Ultraschall-Vibrationselement 402 mittels der Ultra­ schallmotoren 403 und 404 gedreht wird und die verschiedenen Teile (Werkzeuge, Versorgungsleitungen etc.) des Endoskops sich durch die Ultraschallmotoren 403, 404 und das durchgehende Loch 402 a im Ultraschall-Vibrationselement 402 erstrecken, kann ein Endoskop mit Geradeausbeobachtung mit geringem Außendurchmesser des einzuschiebenden Abschnittes realisiert werden.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden Bildleiter verwendet. Anstelle dieser können aber auch Festkör­ per-Bildsensoren eingesetzt werden. In diesem Falle erstrecken sich die Versorgungsleitungen des Festkörper-Bildsensors durch den Ultraschallmotor und das durchgehende Loch im Ultraschall- Vibrationselement. Statt eines organischen piezoelektrischen Materials für das Ultraschall-Vibrationselement kann auch ein piezoelektrische Keramikmaterial verwendet werden.
Der Patient kann den einzuschiebenden Abschnitt leicht schluc­ ken und die Betätigung des eingeschobenen Abschnittes in der Körperhöhlung ist leicht ausführbar, da der einzuschiebende Ab­ schnitt eine geringe Abmessung aufweist. Da weiterhin die Spitze des einschiebbaren Abschnittes genau an der gewünschten Stelle positioniert werden kann, ist eine genaue Diagnose mög­ lich.
Fig. 27 zeigt einen Schnitt durch ein 15. Ausführungsbeispiel einer Meßeinrichtung. Hier ist das Ultraschall-Vibrationsele­ ment 452 an der Spitze eines distalen Endabschnittes 451 ange­ ordnet und wird in bezug auf die Mittelachse des distalen End­ abschnittes 451 mittels eines Ultraschallmotors 453 in Richtung des Pfeiles A rotiert. Auf diese Weise wird eine Ultraschall­ Abtastung in Richtung senkrecht zur Mittelachse durch das Fen­ ster 457 hindurch ausgeführt. Der Ultraschallmotor 453 weist einen Stator 454 auf, der im distalen Endabschnitt 451 befe­ stigt ist sowie einen Rotor 455, der dem Stator 454 gegenüber­ liegend an einer Stirnseite des Ultraschall-Vibrationselementes 452 befestigt ist. Wird ein bestimmtes Signal an den Stator 454 angelegt, so beginnt der Rotor 455 zu drehen, so daß sich auch das Ultraschall-Vibrationselement 452 entsprechend dreht. Fast der gesamte einzuschiebenden Abschnitt weist eine gewisse Flexibilität auf und erstreckt sich bis zum einem Betriebsab­ schnitt. Im distalen Endabschnitt 451 ist eine Welle 458 auf der Mittelachse angeordnet. Ein Ende der Welle 458 ist am Ultraschall-Vibrationselement 452 befestigt, und das andere Ende ist gleitend in einem Stützteil 460 abgestützt. Das Stütz­ teil 460 ist mit einem Innenstück 467 eines Kugellagers verbun­ den, welches durch Kugeln 469 und ein feststehendes Teil 468 vervollständigt wird, welches im distalen Endabschnitt 451 angeordnet ist, so daß die Welle 458 drehbar ist. Eine Signal­ leitung 470 des linearen Ultraschallmotors 461 und ein Kabel 459 des Ultraschall-Vibrationselementes 452 erstrecken sich zu einem Betriebsabschnitt (nicht gezeigt) durch einen Gleitring, der im Stützteil 460 angeordnet ist. Für die Welle 458 wird be­ vorzugt flexibles Material verwendet, damit der distale Endab­ schnitt 451 biegbar ist. Der Ultraschall-Linearmotor 461 ist um eine Mantelfläche der Welle 458 angeordnet, so daß die Welle 458 entlang der Mittelachse des distalen Endabschnittes 451 hin- und herbewegbar ist. Hierfür weist der Ultraschall-Linear­ motor 461 einen Gleiter 463 auf der Welle 458 auf und ein Sta­ tor 462 ist an einem Stützteil 464 befestigt, welches drehbar durch ein Kugellager 466 abgestützt ist, sowie ein feststehen­ des Bauteil 455, welches am distalen Endabschnitt 451 derart befestigt ist, daß der Stator 462 in Kontakt gebracht werden kann mit dem Gleiter 463. Beginnt die Welle 458 zu drehen, so werden der Gleiter 463 und der Stator 462 gleichzeitig gedreht, da die Welle 458 durch das Kugellager abgestützt wird.
Zwischen dem Ultraschallmotor 443 und dem Ultraschall-Linearmo­ tor 461 ist eine elastische Wand 456 angeordnet, die entlang der Mittelachse auslenkbar ist. Die elastische Wand 456 besteht aus elastischem Gummi mit einem Loch in der Mitte.
Bei Betätigung des Ultraschall-Linearmotors 461 nimmt deshalb der distale Endabschnitt 451 zum einen den in Fig. 27 gezeigten verkürzten Zustand und zum anderen den in Fig. 28 gezeigten verlängerten Zustand ein.
Um eine dreidimensionale Ultraschall-Bildabtastung zu gewinnen, wird zunächst der distale Endabschnitt 451 in den verkürzten Zustand oder den verlängerten Zustand gemäß Fig. 28 gebracht. Dann wird in dieser Stellung ein Ultraschallbild durch Drehung des Ultraschall-Vibrationselementes 452 gewonnen. Sodann wird die Welle 458 linear translatorisch um eine vorgegebene Weg­ strecke mittels des Ultraschall-Linearmotors 461 bewegt und in der neuen Stellung ein Ultraschallbild in gleicher Weise wie oben erzeugt. Durch Wiederholung dieser Maßnahmen entsteht eine Vielzahl von zweidimensionalen Bildern um die gleiche Achse herum. Durch Verarbeitung der zweidimensionalen Bilder kann deshalb ein dreidimensionales Bild erhalten werden.
Beim vorstehend beschriebenen 15. Ausführungsbeispiel sind Ab­ änderungen möglich. Beispielsweise ist es möglich, den Ultra­ schall-Linearmotor 461 im distalen Endabschnitt 451 zu befe­ stigen, wenn ein Lager zwischen der Welle 458 und dem Rotor 455 des Ultraschallmotors 453 angeordnet wird. Wird weiterhin das Ultraschall-Vibrationselement 452 nicht gedreht, so kann das Fenster 457 entlang der Mittelachse länger ausgestaltet werden und das Ultraschall-Vibrationselement im Fenster 457 hin- und herbewegt werden.
Mittels der beim 15. Ausführungsbeispiel beschriebenen Bewegung des Ultraschall-Vibrationselementes entlang der Mittelachse des distalen Endabschnittes mittels eines Ultraschall-Linearmotores können also eine Vielzahl von zweidimensionalen Bildern gewon­ nen werden, die zu einem dreidimensionalen Ultraschallbild zu­ sammengesetzt werden können.
Fig. 29 zeigt die Anordnung eines Ultraschall-Endoskops und eines Ultraschall-Videoendoskops. Eine Meßeinrichtung 501 des Ultraschall-Endoskops weist einen einschiebbaren Abschnitt 502, einen Betriebsabschnitt (Handhabungsabschnitt) 503 und einen Anschluß 504 auf. Ein distaler Endabschnitt des einschiebbaren Abschnittes 502 weist Einrichtungen zum Erzeugen eines Ultra­ schallbildes auf, wie ein Ultraschall-Rotationselement, welches durch einen Ultraschallmotor gedreht wird, und Einrichtungen zum Erzeugen eines optischen Bildes, wie oben beschrieben. Eine Anzeigeeinrichtung 510 ist mit Schaltern zum Steuern des Endos­ kops versehen sowie mit einem Monitor 511 zum Anzeigen des Ul­ traschallbildes und vorzugsweise mit einem weiteren Monitor 512 zum Anzeigen des optischen Bildes.
Ein Ultraschall-Videoendoskop weist eine Video-Meßeinrichtung 501 einen einschiebbaren Abschnitt, einen Betriebsabschnitt (Handhabungsabschnitt) 503 und einen universell verwendbaren Anschluß 504 auf. Ein distaler Endabschnitt des einschiebbaren Abschnittes 502 weist Mittel zum Erzeugen eines Ultraschallbil­ des, wie ein Ultraschall-Vibrationselement auf, welches mit einer Antriebseinrichtung verbunden ist, und einen Festkörper- Bildsensor zum Erzeugen eines optischen Bildes. Eine Anzeige­ einrichtung 510 ist mit Schaltern zum Steuern des Endoskops versehen und weist einen Monitor 511 zum Anzeigen des Ultra­ schallbildes sowie einen Monitor 512 zum Anzeigen des optischen Bildes auf.
Fig. 30 zeigt den distalen Endabschnitt eines Ultraschall-Video­ endoskops. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden zwei Ultra­ schall-Vibrationselemente 521 und 522 mit unterschiedlichen Brennweiten eingesetzt, die koaxial zueinander als Ultraschall­ sende- und -empfangseinrichtungen eingesetzt sind. Die Ultra­ schall-Vibrationselemente 521 und 522 werden mittels einer Drehwelle 523 rotiert, die sich durch den einzuschiebenden Ab­ schnitt 502 erstreckt und von der ein Ende mit den Ultraschall- Vibrationselementen 521 und 522 verbunden ist.
Für die Beobachtungseinrichtung wird eine Lichtführung mit einer Linse 523 a und ein Lichtleiterbündel 523 b verwendet sowie eine Objektivlinse 524 am distalen Endabschnitt und ein Fest­ körper-Bildsensor 525 zum Umwandeln des optischen Bildes in elektrische Signale. Die vom Festkörper-Bildsensor 525 erzeugten elektrischen Signale werden über ein Kabel 526 in eine Anzeige­ einrichtung 510 eingegeben. Ein Ballon 527 ist um die Außenflä­ che der Ultraschall-Vibrationselemente 521 und 522 herum ange­ ordnet.
Fig. 31 zeigt ein Blockdiagramm einer Versorgungsschaltung für ein Ultraschall-Videoendoskop. Das System weist eine Video-Meß­ einrichtung 531 und eine Anzeigeeinrichtung 523 auf. Die Video- Meßeinrichtung 531 weist eine Drehschaltung 533, eine Signal- Übertragungsschaltung 534, eine Antriebsschaltung 535, einen Festkörper-Bildsensor 536 (wie ein CCD) und eine Anzeigeein­ richtung 532 auf. Die Anzeigeeinrichtung schließt einen Ultra­ schall-Schaltungsteil 537 und einen Video-Schaltungsteil 538 04611 00070 552 001000280000000200012000285910450000040 0002003813298 00004 04492 ein.
In der Video-Meßeinrichtung 531 wird eine in einem Ultraschall- Impulsgeber 543 erzeugte Ultraschallwelle auf ein Ultraschall- Vibrationselement 542 A oder 542 B übertragen, welches mittels eines Umschalters 541 ausgewählt wurde. Eine Ultraschallwelle wird vom ausgewählten Ultraschall-Vibrationselement 542 A oder 542 B auf den Gegenstand gerichtet. Die dort reflektierte Ul­ traschallwelle wird vom Ultraschall-Vibrationselement 542 A oder 542 B empfangen und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Das umgewandelte elektrische Signal wird mittels eines Empfangsver­ stärkers 544 verstärkt und in den Ultraschall-Schaltungsteil 537 der Anzeigeeinrichtung 532 eingegeben. Ein Signalübertrager 545 besteht beispielsweise aus einem Gleitring und bewirkt, daß die Kabel sich nicht verdrehen, auch wenn das Drehteil 533 ro­ tiert wird. Bei diesem Ausführungsbeispiels weist der Antriebs­ teil 535 einen Ultraschallmotor 546, einen Drehungsdetektor 547, einen Phasenvergleicher 548, einen einstellbaren Phasen­ schieber 549 und einen Oszillator 550 auf. Der Betrieb dieser Elemente ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4.
In der Anzeigeeinrichtung 532 wird das vom Empfangsverstärker 544 bereitgestellte Ultraschallbild über einen Empfangsver­ stärker 553 auf einem Monitor 555 angezeigt. Die Anzeige er­ folgt unter Steuerung mittels einer Steuerschaltung 552 über einen DSC 554 gemäß den Eingangssignalen einer Schalttafelsteu­ erung 551. Die Betätigung des Drehteiles 533, der Signal-Über­ tragungsschaltung 534 und der Antriebsschaltung 535 wird durch die Steuerschaltung 552 gemäß einer Abtast-Steuerschaltung 559 gesteuert. Das mittels des Festkörper-Bildsensors 536 erhaltene optische Bild wird auf dem Monitor 555 angezeigt, wozu eine Bild-Verarbeitungsschaltung 558 dient, die von einer Video- Steuerschaltung 556 und einer Sensor-Antriebsschaltung 557 ge­ steuert wird.
Fig. 32 zeigt schematisch einen Betätigungsabschnitt eines Ul­ traschall-Videoendoskops. Die Fig. 33 und 34 sind Schnitte ent­ lang der Linie A-A bzw. ein Ausschnitt zur Erläuterung eines wesentlichen Details aus Fig. 32. Bei diesem Ausführungsbei­ spiel ist ein Elektromotor als Antrieb im Betätigungsabschnitt (Handhabungsabschnitt) 562 am proximalen Ende des einzuschie­ benden Abschnittes 562 der Video-Meßeinrichtung angeordnet. Ge­ mäß den Fig. 32 und 33 ist ein Elektromotor 563 im Gehäuse des Betriebsabschnittes 562 zusammen mit einer Betätigungseinrich­ tung 567 angeordnet. Eine Kraftübertragung mit einem Schrägver­ zahnungsgetriebe 565 a und 565 b ist zwischen der Drehwelle des Elektromotors 563 und einer elastischen Welle 565 angeordnet, die sich durch den einschiebbaren Abschnitt 561 erstreckt. Ein Ende der elastischen Welle ist mit der Ultraschall-Sende- und -Übertragungseinrichtung verbunden. Die flexible Welle 564 ist drehbar. Ein Drehstellungsdetektor 566 ist um die elastische Welle 564 herum angeordnet, um den Drehzustand festzustellen. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann anstelle des Elektromotors 563 auch ein Ultraschallmotor verwendet werden.
Fig. 35 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des einschieb­ baren Abschnittes eines Ultraschall-Videoendoskops. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Ultraschall-Reflexionsspiegel 571 an der Drehwelle 523 befestigt und die Abtastung erfolgt durch Drehung des Ultraschall-Spiegels 573 anstelle des Ultraschall- Vibrationselementes. Das heißt, das Ultraschall-Vibrationsele­ ment 572 ist am harten Spitzenteil 573 befestigt und der mit der Drehwelle 523 verbundene Spiegel 571 ist in bezug auf die harte Spitze 573 drehbar.

Claims (38)

1. Meßeinrichtung zur Erzeugung von Ultraschallbildern mit
  • - einem einschiebbaren Abschnitt (A; 114; 201) zum Ein­ schieben in einen Körper, in dem eine Untersuchung durch­ geführt werden soll;
  • - einem Sender und Empfänger (10; 123; 206) zum Senden und Empfangen von Ultraschallwellen, der am distalen Ende des einschiebbaren Abschnittes angeordnet ist, um eine Ultra­ schallwelle auf einen zu untersuchenden Gegenstand zu richten und eine dort reflektierte Ultraschallwelle zu em­ pfangen, wobei die empfangene Ultraschallwelle in ein elektrisches Signal umgewandelt wird; und
  • - einer Ultraschall-Antriebseinrichtung (30; 138; 214) zum Bewegen des Ultraschallsenders und -empfängers, so daß mittels der erzeugten Ultraschallwelle eine mechanische Abtastung des zu untersuchenden Gegenstandes durchgeführt wird.
2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallantrieb am distalen Ende des einschiebbaren Abschnittes angeordnet ist.
3. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallantrieb (30; 138) ein Ultraschallmotor ist mit einem Rotor (31; 72), der mit dem Ultraschallsender und -empfänger verbunden ist und dessen Stator (32; 71) mit einem harten Endteil des distalen Endabschnittes des einschiebbaren Abschnittes verbunden ist.
4. Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ultraschall-Vibrationselement (10) als Sender und Em­ pfänger für Ultraschallwellen drehbar mit dem harten Spitzenteil verbunden ist und daß der Rotor (31) des Ultra­ schallmotors (30) mit dem Ultraschall-Vibrationselement (10) verbunden ist.
5. Meßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ultraschall-Linearmotor (461) am distalen Endabschnitt angeordnet ist und daß das Ultraschall-Vibrationselement (452) und der Ultraschallmotor (453) integral entlang einer Drehachse (458) des Ultraschall-Vibrationselementes mittels des Ultra­ schall-Linearmotors bewegbar sind.
6. Meßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Welle (458), an welcher ein Halter (455) befestigt ist, an welchem das Ultraschall-Vibrationselement (452) be­ festigt ist, drehbar mittels eines Lagers (468, 469) im harten Endteil gelagert ist, und daß die Welle oder das Lager als Ro­ tor des Ultraschallmotors bzw. als Stator verwendet wird.
7. Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender und Empfänger für Ultraschallwellen ein Ultra­ schall-Vibrationselement (206) aufweist, welches an dem harten Spitzenteil (202) befestigt ist, sowie einen Ultraschall-Re­ flexionsspiegel (222), der drehbar im harten Spitzenteil ange­ ordnet, wobei der Rotor des Ultraschallmotors (210 a, 215) mit dem Ultraschall-Reflexionsspiegels verbunden ist.
8. Meßeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor als Teil des Reflexionsspiegels ausgebildet ist.
9. Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor koaxial mit dem Stator ausgebildet ist.
10. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungsabschnitt (251) am proximalen Endes des ein­ zuschiebenden Abschnittes angeordnet ist und daß der Ultra­ schall-Antrieb im Betätigungsabschnitt angeordnet ist.
11. Meßeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallantrieb eine Drehwelle (261) aufweist, die sich im einzuschiebenden Abschnitt erstreckt und deren eines Ende mit dem Sender und Empfänger für Ultraschallwellen ver­ bunden ist, und einen Ultraschallmotor (280) mit einem Rotor (268 b), der am proximalen Ende der Drehwelle befestigt ist, so­ wie einen Stator (268 a), der am Gehäuse des Betätigungsabschnit­ tes befestigt und mit dem Rotor in Wirkverbindung bringbar ist.
12. Meßeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ultraschall-Vibrationselement des Senders und Empfän­ gers für Ultraschallwellen drehbar in einer harten Spitze des distalen Endabschnittes des einschiebbaren Abschnittes ange­ ordnet ist und daß der Rotor des Ultraschallmotors über die Drehwelle mit dem Ultraschall-Vibrationselement verbunden ist.
13. Meßeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwelle integral mit dem Rotor ausgebildet ist.
14. Meßeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ultraschall-Vibrationselement mit einem harten Spitzen­ teil am distalen Endabschnitt des einschiebbaren Abschnittes befestigt ist, daß ein Ultraschall-Reflexionsspiegel (222) drehbar in der harten Spitze (232) angeordnet ist, und daß der Rotor des Ultraschallmotors über eine Drehwelle mit dem Ultra­ schall-Reflexionsspiegel verbunden ist.
15. Meßeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor und der Stator des Ultraschallmotors koaxial in bezug auf die Drehwelle angeordnet sind.
16. Meßeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse des Rotors und des Stators in bezug auf die Längsachse der Drehwelle versetzt angeordnet sind und daß eine Einrichtung zur Kraftübertragung zwischen dem Rotor und der Drehwelle angeordnet ist.
17. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsabschnitt zwischen dem einschiebbaren Abschnitt und einem Betätigungsabschnitt angeordnet ist, wobei der Betä­ tigungsabschnitt am proximalen Ende des einschiebbaren Ab­ schnittes angeordnet ist, und daß der Ultraschallantrieb im An­ triebsabschnitt angeordnet ist.
18. Meßeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallantrieb eine Drehwelle aufweist, die sich durch den einschiebbaren Abschnitt erstreckt und deren eines Ende mit dem Sender und Empfänger für Ultraschallwellen ver­ bunden ist, sowie einen Elektromotor mit einem Rotor, der am proximalen Ende der Drehwelle angeordnet ist, während ein Sta­ tor am Gehäuse des Antriebsabschnittes befestigt ist.
19. Meßeinrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ultraschall-Vibrationselement drehbar in einer harten Spitze am distalen Endabschnitt des einschiebbaren Abschnittes angeordnet ist und daß der Rotor des Ultraschallmotors mit dem Ultraschall-Vibrationselement über eine Drehwelle verbunden ist.
20. Meßeinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwelle integral mit dem Rotor ausgeformt ist.
21. Meßeinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender und Empfänger für Ultraschallwellen ein Ultra­ schall-Vibrationselement aufweist, welches mit einer harten Spitze am distalen Endabschnitt des einschiebbaren Abschnittes befestigt ist und einen Ultraschall-Reflexionsspiegel, der drehbar in der harten Spitze gelagert ist, und daß der Rotor des Ultraschallmotors mit dem Spiegel über eine Drehwelle ver­ bunden ist.
22. Meßeinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor und der Stator koaxial in bezug auf die Drehwelle angeordnet sind.
23. Meßeinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachsen des Rotors und des Stators in bezug auf die Mittelachse der Drehwelle versetzt angeordnet sind und daß ein Kraftübertragungsmittel zwischen dem Rotor und der Dreh­ welle angeordnet ist.
24. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß Beobachtungseinrichtungen (308 b; 362, 359 a bis 359 e; 524, 525) vorgesehen sind, die ein optisches Abbild des zu untersu­ chenden Gegenstandes erzeugen.
25. Meßeinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Ultraschall-Vibrationselement (402) ein durchgehendes Loch (402 a) aufweist, durch welches sich die Beobachtungsein­ richtungen erstrecken.
26. Meßeinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Ultraschallmotor (404) zusätzlich zum ersten Ultraschallmotor (403) vorgesehen ist und daß die Beobachtungs­ einrichtung durch den zweiten Ultraschallmotor gedreht wird.
27. Meßeinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet daß die Beobachtungseinrichtung einen Lichtleiter (413 a, 413 b) aufweist, der sich durch den einschiebbaren Abschnitt erstreckt, eine Objektivlinse am distalen Endabschnitt und einen Bildleiter (412), der sich ebenfalls durch den einschiebbaren Abschnitt erstreckt.
28. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender und Empfänger für Ultraschallwellen eine Mehr­ zahl von Ultraschall-Vibrationselementen (521, 522) aufweist, die unterschiedliche Brennweiten aufweisen.
29. Ein Ultraschall-Endoskop mit einer Meßeinrichtung, die einen einschiebbaren Abschnitt aufweist, der in einen zu unter­ suchenden Körper einschiebbar ist, einen Sender und Empfänger für Ultraschallwellen, der am distalen Ende des einschiebbaren Abschnittes angeordnet ist, um Ultraschallwellen auf einen Ge­ genstand zu richten und von diesem reflektierte Ultraschallwel­ len zu empfangen, wobei die empfangenen Ultraschallwellen in elektrische Signale umgewandelt werden, einen Ultraschallantrieb zum Bewegen des Senders und Empfängers für Ultraschallwellen, um eine Abtastung eines zu untersuchenden Gegenstandes mittels Ultraschallwellen durchzuführen, und mit einer Beobachtungsein­ richtung zum Erzeugen eines optischen Bildes des Gegenstandes, welches durch den einschiebbaren Abschnitt übertragen wird, sowie mit einer Anzeigeeinrichtung (510), in der das vom Sender und Empfänger für Ultraschallwellen erzeugte Ultraschallbild und das von der Beobachtungseinrichtung erzeugte optische Bild darstellbar sind.
30. Ultraschall-Endoskop gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallantrieb einen Ultraschallmotor aufweist mit einem Rotor, der mit dem Sender und Empfänger für Ultraschall­ wellen verbunden ist und einem Stator, der an einer harten Spitze des distalen Endabschnittes des einschiebbaren Abschnit­ tes befestigt ist und mit dem Rotor in Wirkkontakt bringbar ist.
31. Ultraschall-Endoskop gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Beobachtungseinrichtung einen Lichtleiter aufweist, der sich durch den einschiebbaren Abschnitt erstreckt, eine Objek­ tivlinse, die im distalen Endabschnitt des einschiebbaren Ab­ schnittes angeordnet ist, und einen Festkörper-Bildsensor.
32. Meßeinrichtung bzw. Ultraschall-Endoskop gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigeeinrichtung (511) vorgesehen ist, mit der ein Ultraschallbild darstellbar ist, das vom Sender und Empfänger für Ultraschallwellen erzeugt ist.
33. Ultraschall-Videoendoskop mit
  • - einer Video-Meßeinrichtung (531) mit einem einschiebbaren Abschnitt, der in einen zu untersuchenden Körper einführ­ bar ist;
  • - einem Sender und Empfänger für Ultraschallwellen, der an einem distalen Endabschnitt des einschiebbaren Abschnittes angeordnet ist, so daß Ultraschallwellen auf einen zu un­ tersuchenden Gegenstand gerichtet und von dort reflektier­ te Ultraschallwellen empfangen werden könen, wobei empfan­ gene Ultraschallwellen in ein elektrisches Signal umgewan­ delt werden;
  • - einen Ultraschallantrieb zum Bewegen des Senders und Em­ pfängers und Durchführen einer mechanischen Abtastung des Gegenstandes mittels Ultraschallwellen;
  • - eine Beobachtungseinrichtung mit einer Lichtleitung, die sich durch den einschiebbaren Abschnitt erstreckt;
  • - einer Objektivlinse am distalen Endabschnitt des ein­ schiebbaren Abschnittes und einem Festkörper-Bildsensor; und
  • - einer Anzeigeeinrichtung (532) mit Mitteln zum Darstellen eines Ultraschallbildes, welches vom Sender und Empfänger für Ultraschallwellen erzeugt wurde und Mitteln zum Dar­ stellen eines optischen Bildes, welches mit den Beobach­ tungseinrichtungen erzeugt wurde.
34. Ultraschall-Videoendoskop nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungseinrichtung am proximalen Endabschnitt des einschiebbaren Abschnittes angeordnet ist und daß der Ultra­ schallantrieb im Betätigungsabschnitt angeordnet ist.
35. Ultraschall-Videoendoskop gemäß Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallantrieb eine Drehwelle aufweist, die sich durch den einschiebbaren Abschnitt erstreckt und deren eines Ende mit dem Sender und Empfänger für Ultraschallwellen ver­ bunden ist, einen Elektromotor im Betätigungsabschnitt und mit Drehkraftübertragungsmitteln zwischen der Drehwelle und dem Elektromotor.
36. Ultraschall-Videoendoskop gemäß Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallantrieb eine Drehwelle aufweist, die sich durch den einschiebbaren Abschnitt erstreckt und von der ein Ende mit dem Sender und Empfänger für Ultraschallwellen ver­ bunden ist, einen Ultraschallmotor einschließlich eines Rotors, der mit dem proximalen Ende der Drehwelle verbunden ist und mit einem Stator, der am Gehäuse des Betätigungsabschnittes be­ festigt ist und mit dem Rotor in Wirkverbindung bringbar ist.
37. Ultraschall-Videoendoskop gemäß Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender und Empfänger für Ultraschallwellen ein Ultra­ schall-Vibrationselement aufweist, das an einer harten Spitze des distalen Endabschnittes befestigt ist sowie einen Ultra­ schall-Reflexionsspiegel, der drehbar in der harten Spitze an­ geordnet ist und daß ein Ende der Drehwelle mit dem Ultra­ schall-Reflexionsspiegel verbunden ist.
38. Ultraschall-Videoendoskop gemäß Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Ultraschall-Vibrationselementen mit je­ weils unterschiedlichen Brennweiten vorgesehen sind.
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