| 【発明の名称】 |
超音波診断医用カプセル |
| 【発明者】 |
【氏名】宮本 眞一
【住所又は居所】東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目４３番２号 オリンパスメディカルシステムズ株式会社内
【氏名】伊藤 誠一
【住所又は居所】東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目４３番２号 オリンパスメディカルシステムズ株式会社内
【氏名】木内 英明
【住所又は居所】東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目４３番２号 オリンパスメディカルシステムズ株式会社内
【氏名】谷口 優子
【住所又は居所】東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目４３番２号 オリンパスメディカルシステムズ株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】カプセル内の充填率を向上させて超音波振動子ユニットと回路基板の相互のノイズ干渉が防げてカプセルの小型を可能とする超音波診断医用カプセルを提供する。
【解決手段】超音波を送受信する超音波振動子４と超音波振動子を走査させる機能を有する超音波振動子ユニット３と、超音波振動子ユニットの超音波走査の駆動制御を行う回路機能と受信した超音波エコー信号に所定の処理を施して超音波画像の無線信号を生成する回路機能等を有する回路基板ユニット１４と、超音波振動子ユニットと回路基板ユニットを相互に重なり合うように配置し、超音波振動子ユニットの超音波振動子を除く部分をシールド円筒体１０でシールドする超音波診断医用カプセル。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送受信する超音波振動子と、前記超音波振動子からの超音波を走査させる機能を有する超音波振動子ユニットと、
前記超音波振動子ユニットの超音波走査の駆動制御を行う回路機能と、前記超音波振動子が受信した超音波エコー信号に所定の処理を施して超音波画像の無線信号を生成する回路機能等を有する回路基板ユニットと、
前記超音波振動子ユニットと前記回路基板ユニットとの間に設けた遮蔽手段と、
を具備したことを特徴とする超音波診断医用カプセル。
【請求項２】
前記遮蔽手段は、前記超音波振動子ユニットの少なくとも前記超音波振動子を除く部分が内装されるシールド部材にて形成された円筒体であることを特徴とした請求項１に記載の超音波診断医用カプセル。
【請求項３】
前記遮蔽手段は、前記超音波振動子ユニットの少なくとも前記超音波振動子を除く部分と、前記回路基板ユニットとの間に配置されるシールド部材にて形成された平板体であることを特徴とした請求項１に記載の超音波診断医用カプセル。
【請求項４】
前記回路基板ユニットは、前記超音波振動子ユニットの長手方向と並行に配置し、かつ、前記超音波振動子ユニットの前記超音波振動子を除く部分の一部と重なり合うように配置することを特徴とした請求項１乃至３のいずれかに記載の超音波診断医用カプセル。
【請求項５】
前記回路基板ユニットは、前記超音波振動子ユニットの長手方向と直交する方向に配置し、かつ、前記超音波振動子ユニットの超音波振動子を除く部分の一部を挿通させる開口を有することを特徴とした請求項１または２のいずれかに記載の超音波診断医用カプセル。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体内に挿入して観測用の超音波信号を送受信し、生体内のエコー信号にて診断用の超音波断層画像を得るための超音波診断医用カプセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から超音波振動子プローブにて観測用超音波信号を生体組織へ送受信し、生体組織から反射された超音波エコー信号により診断用の超音波断層画像を得る超音波診断装置が用いられている。この超音波診断装置の超音波振動子プローブの代わりに、カプセル内に超音波振動子と超音波を走査する機能を内蔵された超音波カプセルを用いて、超音波振動子プローブでは診断が困難な部位においても超音波診断を可能とした超音波診断医用カプセルが提案されている。
【０００３】
超音波診断医用カプセルは、例えば、特許文献１に開示されている。この特許文献１の超音波診断医用カプセルは、超音波を送受波する超音波振動子、超音波振動子を回動させる超音波モータ、超音波モータと同軸に配設されたエンコーダ及びロータリトランス、電池、超音波信号の送受信を行うためのテレメトリィ回路基板、超音波走査を行うための振動子走査回路基板、及び各回路への駆動用電源の供給と電池の充電制御の電源制御回路基板等がカプセル内に設けられている。
【０００４】
超音波診断医用カプセルは、超音波振動子プローブでは診断が困難な生体深部の部位に長時間挿入させるために、カプセル内の回路機能を長時間駆動させる電力を有する電池が大型化となり、カプセル全体形状も大型化する。このため特許文献１の超音波診断医用カプセルは、体外から供給するエネルギー信号を超音波振動子にて受信して電池の充電を可能とすることで超音波診断医用カプセルの小形化を図っている。
【特許文献１】特開平９−１３５８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
超音波診断医用カプセルは、前述したように、生体内の深部に挿入させるために、可能な限り小形化されることが望ましい。特許文献１に開示されて超音波診断医用カプセルのように、体外からエネルギー信号を超音波振動子に送信して電池の充電を可能とすることで電池の小形化を図ると共に、超音波振動子と超音波モータ等の超音波振動子ユニットと、超音波走査させる振動子走査回路基板、超音波信号の送受信を行うためのテレメトリィ回路基板、及び電源制御回路基板等の複数の回路基板の小型化と、それら回路基板の配置構成も考慮する必要がある。
【０００６】
カプセル内の超音波振動子ユニットと、複数の回路基板とを部分的に重なり合うように配置させるとカプセル内の充填率が向上してカプセルの小型化が可能なる。しかし、超音波振動子ユニットと複数の回路基板の相互の間にてノイズ干渉が生じ、特に生体組織から反射された超音波エコー信号は微弱であるためにノイズが混入すると、超音波断層画像の画質が劣化する課題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、カプセル内の各種回路機能の充填率を向上させて超音波振動子ユニットと回路基板の相互のノイズ干渉が防げてカプセルの小型を可能とする超音波診断医用カプセルを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の超音波診断医用カプセルは、超音波を送受信する超音波振動子と、前記超音波振動子からの超音波を走査させる機能を有する超音波振動子ユニットと、前記超音波振動子ユニットの超音波走査の駆動制御を行う回路機能と、前記超音波振動子が受信した超音波エコー信号に所定の処理を施して超音波画像の無線信号を生成する回路機能等を有する回路基板ユニットと、前記超音波振動子ユニットと前記回路基板ユニットとの間に設けた遮蔽手段とを具備したことを特徴とする。
【０００９】
本発明の超音波診断医用カプセルの前記遮蔽手段は、前記超音波振動子ユニットの少なくとも前記超音波振動子を除く部分が内装されるシールド部材にて形成された円筒体であることを特徴としている。
【００１０】
本発明の超音波診断医用カプセルの前記遮蔽手段は、前記超音波振動子ユニットの少なくとも前記超音波振動子を除く部分と、前記回路基板ユニットとの間に配置されるシールド部材にて形成された平板体であることを特徴としている。
【００１１】
本発明の超音波診断医用カプセルの前記回路基板ユニットは、前記超音波振動子ユニットの長手方向と並行に配置し、かつ、前記超音波振動子ユニットの前記超音波振動子を除く部分の一部と重なり合うように配置することを特徴としている。
【００１２】
本発明の超音波診断医用カプセルの前記回路基板ユニットは、前記超音波振動子ユニットの長手方向と直交する方向に配置し、かつ、前記超音波振動子ユニットの超音波振動子を除く部分の一部を挿通させる開口を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の超音波診断医用カプセルは、超音波振動子ユニットと複数の回路基板ユニットの一部を相互に重なり合うように配置させることでカプセルの小型が可能となり、かつ、超音波振動子ユニットと回路基板ユニットの相互のノイズ干渉を確実に遮蔽できて、画質の優れた超音波断層画像が得られる効果を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１乃至図５は本発明の一実施形態に係り、図１は本発明の一実施形態に係る超音波診断医用カプセルの全体構成を示す斜視図、図２は本発明の一実施形態に係る超音波診断医用カプセルの概略構成を示すブロック図、図３は本発明の一実施形態に係る超音波診断医用カプセルの内部構成を示し、図１に示す切断線Ｘ−Ｘから切断した断面図、図４は本発明の一実施形態に係る超音波診断医用カプセルに用いられる基板ユニット固定部材を示す斜視図、及び図５は本発明の一実施形態に係る超音波診断医用カプセルの振動子ユニットと回路基板ユニットの関係を示す平面図である。
【００１５】
本発明に係る超音波診断医用カプセル（以下、単に超音波カプセルと称する）１の概略構成について図２を用いて説明する。本発明に係る超音波カプセル１は、生体組織から反射された超音波エコー信号を無線信号に変換して体外に送信させる無線式の超音波カプセルである。超音波カプセル１は、振動子ユニット３と、回路基板ユニット１４、およびアンテナ１７からなっている。
【００１６】
振動子ユニット３は、超音波信号の送信および超音波エコー信号の受信を行う超音波振動子４、超音波振動子４と回路基板ユニット１４との間にて超音波の発生制御信号や超音波エコー信号等の送受信を行うスリップリング５、超音波振動子４を回転させて、超音波信号をラジアル方向に放射させるためのモータ６、および超音波振動子４の回転角度を検出するエンコーダ７からなっている。
【００１７】
回路基板ユニット１４は、超音波振動子４にて受信した超音波エコー信号をスリップリング５を介して取り込み、超音波エコー信号の増幅と検波等を行い超音波画像信号を生成する信号処理回路が形成された信号処理回路基板ユニット１４ｂ、信号処理回路基板ユニット１４ｂにて生成された超音波画像信号を無線信号に変換してアンテナ１７から送信させる無線送信回路が形成された無線送信回路基板ユニット１４ａ、スリップリング５を介して超音波振動子４に超音波の発生制御信号であるパルス信号を生成して供給するパルスサー回路が形成されたパルサー回路基板ユニット１４ｄ、超音波振動子４を回転させるモータ６の回転を制御するモータ制御回路が形成されたモータ制御回路基板ユニット１４ｃ、および電池からの電力にて信号処理回路基板ユニット１４ｂ、無線送信回路基板ユニット１４ａ、パルサー回路基板ユニット１４ｄ、モータ制御回路基板ユニット１４ｃの各回路の動作電源を供給制御する電源制御回路が形成された電源制御回路基板ユニット１３からなっている。なお、エンコーダ７にて検出された超音波振動子４の回転角度（モータ３ｃの回転角度でも良い）は、パルサー回路基板ユニット１４ｄとモータ制御回路基板ユニット１４ｃに供給されて、パルサー回路基板ユニット１４ｄにて生成されるパルス信号のタイミングを制御し、かつ、モータ制御回路基板ユニット１４ｃにてモータ３ｃの回転速度の調整制御が行われる。
【００１８】
このような構成の超音波カプセル１の外観形状は、図１に示すように、図中２点鎖線で示すカプセル状の外装ケース２と、このカプセル状の外装ケース２の長手方向の一方端の中央部分から突出させた振動子ユニット３の超音波振動子４が内蔵された先端キャップ３ａからなる。外装ケース２は、内部が中空形状であり、振動子ユニット３の超音波振動子を除く部分、複数の回路基板ユニット１３，１４ａ〜１４ｄ、アンテナ１７（図中２点鎖線で示す）、及び電池が収納されるバッテリホルダ１９が収納されている。
【００１９】
外装ケース２は、長手方向に先端側ケース２ａと後端側ケース２ｂに２分割されるようになっている。先端側ケース２ａと後端側ケース２ｂは、断面がそれぞれＵ字状に形成され、先端側ケース２ａと後端側ケース２ｂを結合することでカプセル状となる。なお、先端側ケース２ａと後端側ケース２ｂを結合する際には、パッキン部材を介して結合させて、先端側ケース２ａと後端側ケース２ｂにて形成される内部空間は、水等が浸入しないよう水密的に結合させる。
【００２０】
先端側ケース２ａと後端側ケース２ｂを結合した状態の長手方向の中心軸上の先端側ケース２ａから振動子ユニット３の超音波振動子４を内装する先端キャップ３ａが突出させて設けられている。先端キャップ３ａは、内部の超音波振動子４が回転自在に配置される断面形状が略Ｕ字状となっている。振動子ユニット３は、超音波振動子４以外に、先端側ケース２ａの内部に設けられる後述するモータ、エンコーダ等からなっている。
【００２１】
なお、先端キャップ３ａの内部の超音波振動子４の周囲は、流動パラフィン等の超音波伝導用の流動体が充填される。先端キャップ３ａの先端には、超音波伝導用の流動体を充填するための開口が設けられ、その開口から超音波伝導用の流動体を充填後パッキンを有するネジ３ｂにて封止されるようになっている。また、先端キャップ３ａの後端側は、先端側ケース２ａに水密的に取付固定されると共に、後述する電気的シールド部材にて円筒形状に形成されたシールド円筒体１０と結合されている。
【００２２】
シールド円筒体１０の内部には、後述する振動子ユニット３を構成する超音波振動子４を回転させるモータ６、及び超音波振動子４の回転角度（またはモータ６の回転角度）を検出するエンコーダ７等が同軸上に配置されている。
【００２３】
シールド円筒体１０は、上下方向にフランジ１１が設けられ、このフランジ１１を先端側ケース２ａの内部に設けられている基板固定部材１２にネジにて固定される。なお、基板固定部材１２は、ネジ等にて先端側ケース２ａの内部に固定される。
【００２４】
先端側ケース２ａの内部に設けられた基板固定部材１２には、電源制御回路基板ユニット１３、無線送信回路基板ユニット１４ａ、信号処理回路基板ユニット１４ｂ、モータ制御回路基板ユニット１４ｃ、およびパルサー回路基板ユニット１４ｄ等が取付固定される。なお、電源制御回路基板ユニット１３には、振動子ユニット３、無線送信回路基板ユニット１４ａ、信号処理回路基板ユニット１４ｂ、モータ制御回路基板ユニット１４ｃ、およびパルサー回路基板ユニット１４ｄを相互に電気的に接続するための後述する複数のコネクタ１５が設けられている。
【００２５】
各回路基板ユニット１３，１４ａ〜１４ｄが設けられた基板固定部材１２の後端側には、バッテリホルダー１９が配置されてネジにて固定される。バッテリホルダー１９には、各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄおよび振動子ユニット３を駆動させる電力を有する電池が内蔵される。バッテリホルダー１９の一部側面には、電池から各回路基板ユニット１３，１４ａ〜１４ｄへの電力供給をオン／オフさせる電源スイッチ２０ａ有する電源スイッチ基板２０が設けられている。なお、電源スイッチ２０ａを操作するために、図示していないが後端側ケース２ｂにスイッチ操作用穴が設けられている。
【００２６】
基板固定部材１２に取り付けられた各回路基板ユニット１３，１４ａ〜１４ｄとバッテリホルダー１９の外周には、円筒状のアンテナケース１７ａに絶縁電線１７ｂをスパイラル状に巻回して形成したアンテナ１７が配置される。このアンテナ１７は、図示していないが、ネジにてバッテリケース１９の後端に取付固定される。
【００２７】
つまり、先端側ケース２ａの内部に設けた基板固定部材１２に、各回路基板ユニット１３，１４ａ〜１４ｄ、バッテリホルダー１９、および各回路基板ユニット１３，１４ａ〜１４ｄとバッテリホルダー１９の外周に装着されるアンテナ１７が取り付けされた後に、後端側ケース２ｂの内周にアンテナ１７の外周を収納するように装着して、先端側ケース２ａとパッキンを介して水密的に結合して固定する。
【００２８】
外観が外装ケース２と先端キャップ３ａからなる内視鏡カプセル１の内部構成について、図３を用いて詳述する。なお、図３は、図２に示すＸ−Ｘ切断線から超音波カプセル１を切断した縦断面図である。
【００２９】
振動子ユニット３は、前述したように、超音波振動子４、スリップリング５、モータ６、およびエンコーダ７から構成されている。超音波振動子４は、先端側ケース２ａから突出させて形成した略Ｕ字状の先端キャップ３ａの内部に配置される。超音波振動子４は、先端側ケース２ａの内部に配置されたモータ６のモータ軸６ａの先端に取付固定されている。さらに、超音波振動子４は、モータ６のモータ軸６ａが貫通される貫通孔を有して、超音波振動子４と共に回転する振動子保持部材４ａにより保持されている。また、振動子保持部材４ａには、超音波振動子４からの信号線４ｂが接続されるスリップリング５が設けられている。スリップリング５は、信号線４ｂと接続される２枚のリング状の導体と、図示しない２組のブラシからなる。これにより、回転する信号線４ｂから信号を取り出せるようになっている。
【００３０】
振動子保持部材４ａの後端側に位置するモータ軸６ａの外周には、磁気ドラム７ａが配置され、その磁気ドラム７ａの対向する位置に磁気センサ７ｂが設けられている。磁気ドラム７ａは、モータ軸６ａの回転と共に回転し、回転する磁気ドラム７ａを磁気センサ７ｂにて検出してモータ６、すなわち、超音波振動子４の回転角度を検出するエンコーダ７が構成される
振動子保持部材４ａは、回転自在に後述するシールド円筒体１０の内部に支持部材９を介して支持されている。つまり、振動子保持部材４ａは、モータ６による超音波振動子４の回転と共に回転する。なお、振動子保持部材４ａと支持部材９の間は、回転自在であるが先端キャップ３ａの内部の超音波振動子４の周囲に充填した超音波伝導用の流動体がモータ６側に漏洩浸入しないようにパッキンにて水密支持されている。
【００３１】
支持部材９の外周には、スリップリング５、エンコーダ７、およびモータ６の外周を覆うようにシールド部材にて円筒形に形成されたシールド円筒体１０が装着される。このシールド円筒体１０の一方端は、先端キャップ３ａを介して先端側ケース２ａにパッキンを介して、水密的に嵌合固定される。
【００３２】
つまり、振動子ユニット３は、超音波振動子４を先端側ケース２ａから突出させた先端キャップ３ａ内に水密的に配置させ、超音波振動子４との超音波信号を送受信するためのスリップリング５、超音波振動子４（およびモータ６）の回転角度を検出するエンコーダ７、および超音波振動子４を回転させるモータ７をシールド円筒体１０にて覆い、先端側ケース２ａ内部に配置させている。
【００３３】
振動子ユニット３を構成する超音波振動子４以外のスリップリング５、エンコーダ７およびモータ６をシールド円筒体１０にて覆う理由は、超音波振動子４にて受信してスリップリング５を介して信号処理回路基板ユニット１４ａに出力する微弱な超音波エコー信号に、例えば、無線送信回路基板ユニット１４ａやパルサー回路基板ユニット１４ｄ等から発生するノイズが混入するのを防ぐためである。つまり、微弱な超音波エコー信号にノイズが混入すると、超音波断層画像の画質低下の要因となり、特に、スリップリング５においてノイズが混入しやすいために、シールド円筒体１０にてノイズの混入を遮蔽している。
【００３４】
なお、シールド円筒体１０の外周には、図１に示すように、フランジ１１が設けられており、このフランジ１１により基板固定部材１２にネジにて取付られるようになっている。
【００３５】
この基板固定部材１２の構成と、基板固定部材１２に取付固定する各回路基板ユニット１３，１４ａ〜１４ｄについて、図４を併用して説明する。
【００３６】
基板固定部材１２は、全体形状が略コの字状に形成され、先端側ケース２ａの内部の先端面側にネジにより取付固定される前面部１２ａ、前面部１２ａの図中の上側から略直角に折り曲げ形成された上面部１２ｂ、前面部１２ａの図中の下側から略直角に折り曲げ、上面部１２ｂと略平行に形成された下面部１２ｃからなっている。
【００３７】
前面部１２ａの略中央部には、振動子ユニット３を覆うシールド円筒体１０が挿通される円形の開口１２ｄが設けられている。さらに、前面部１２ａには、図示していないが先端側ケース２ａに取付固定するためのネジ穴等が設けられている。前面部１２ａの裏面側の下側に基板ユニット固定片１２ｅ，１２ｅが設けられ、上側に基板ユニット固定片１２ｆ，１２ｆがそれぞれ設けられている。基板ユニット固定片１２ｅ、１２ｅは、下面部１２ｃに載置される電源制御回路基板ユニット１３の先端部分を挟み込むものである。下面部１２ｃの後端側には、載置された電源制御回路基板ユニット１３の後端を２本のネジ１２ｈにて固定するための２つのネジ穴１２ｇが設けられている。前面部１２ａの裏面側の上部に設けられている基板ユニット固定片１２ｆ，１２ｆは、電源制御回路基板ユニット１３に設けられた複数のコネクタ１５に、電源制御回路基板ユニット１３に対して垂直に装着された無線送信回路基板ユニット１４ａとパルサー回路基板ユニット１４ｄの先端側が挟み込まれる。上面部１２ｂの後端には、バッテリケース１９をネジにて取り付け固定するためのバッテリケース固定片１２ｉが設けられている。
【００３８】
つまり、基板固定部材１２は、前面部１２ａの開口１２ｄに振動子ユニット３を覆うシールド円筒体１０を挿通させて先端側ケース２ａの内部にネジにて固定される。先端側ケース２ａに固定された基板固定部材１２の下面部１２ｃに電源制御回路基板ユニット１３を載置させ、電源制御回路基板ユニット１３の基板先端を前面部１２ａに設けた基板ユニット固定片１２ｅ，１２ｅと下面部１２ｃの間に挟み込み、かつ、電源制御回路基板ユニット１３の基板後端を２つのネジ１２ｈとネジ穴１２ｇにより固定する。これにより、電源制御回路基板ユニット１３は、２本のネジ１２ｈにて確実に基板固定部材１２に固定される。
【００３９】
なお、電源制御回路基板ユニット１３には、各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄへ電源供給制御用の回路が設けられると共に、振動子ユニット３、各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄ、アンテナ１７および電源制御回路基板ユニット１３等のそれぞれの間を相互に接続するためのコネクタ１５が設けられている。
【００４０】
電源制御回路基板ユニット１３には、図３に示すように、振動子ユニット３および外装ケース２の長手方向に、各回路基板１４ａ〜１４ｄそれぞれを並行に、かつ、電源制御回路基板ユニット１３に対して垂直に装着されるように複数のコネクタ１５ａ〜１５ｈが設けられている。複数のコネクタ１５ａ〜１５ｈは、各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄそれぞに対して、長手方向の一方の側面の前後２箇所が装着されるように配置されている。さらに、電源制御回路基板ユニット１３には、振動子ユニット３とバッテリケース１９をそれぞれ電気的に接続するためのコネクタ１５ｘ，１５ｙ、およびアンテナ１７を接続するための図示してないアンテナコネクタが設けられている。
【００４１】
具体的には、電源制御回路基板ユニット１３には、無線送信回路基板ユニット１４ａを装着するコネクタ１５ａ，１５ｂ、信号処理回路基板ユニット１４ｂを装着するコネクタ１５ｃ，１５ｄ、モータ制御回路基板ユニット１４ｃを装着するコネクタ１５ｅ，１５ｆ、およびパルサー回路基板ユニット１４ｄを装着するコネクタ１５ｇ，１５ｈ、振動子ユニット用コネクタ１５ｘ、およびバッテリー用コネクタ１５ｙが設けられている。
【００４２】
電源制御回路基板ユニット１３に設けられたコネクタ１５ａ〜１５ｈを用いて、各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄが電源制御回路基板ユニット１３に対して垂直方向に装着される。電源制御回路基板ユニット１３に装着される各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄは、振動子ユニット３から最も離れた両外側に無線送信回路基板ユニット１４ａとパルサー回路基板ユニット１４ｄを装着し、振動子ユニット３の両側に信号処理回路基板ユニット１４ｂとモータ制御回路基板ユニット１４ｃを装着させる。
【００４３】
電源制御回路基板ユニット１３のコネクタ１５ａ〜１５ｈに各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄを装着すると、電源制御回路基板ユニット１３から見ると振動子ユニット３の超音波振動子４を除くシールド円筒体１０にて覆われる部分と、各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄの一部が互いに重なり合う、あるいは、入り込んだ状態で配置される。この結果、振動子ユニット３の先端キャップ３ａの先端から電源制御回路基板ユニット１３の後端までの寸法を短くすることができる。
【００４４】
また、電源制御回路基板ユニット１３から見て振動子ユニット３と各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄが互いに重なり合うように配置させたことにより、各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄから発生するノイズが振動子ユニット３に混入する虞がある。そこで、ノイズが発生しやすい無線送信回路基板ユニット１４ａとパルサー回路基板ユニット１４ｄを振動子ユニット３から比較的離れた位置に装着させ、ノイズ発生の比較的少ない信号処理回路基板ユニット１４ｂとモータ制御回路基板ユニット１４ｃを振動子ユニット３の近傍に設置したことによりシールド円筒体１０にて覆われる振動子ユニット３へのノイズの混入の虞を一層軽減させている。
【００４５】
すなわち、外装ケース２の内部に電源制御回路基板ユニット１３に設けたコネクタ１５ａ〜１５ｈに各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄを装着させ、かつ、振動子ユニット３の超音波振動子４以外の部分と重なり合うように配置させたことで、振動子ユニット３と各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄからなる全体長の短縮が可能となった。また、振動子ユニット３の超音波振動子４を除く部分をシールド円筒体１０により覆うことにより混入するノイズを遮蔽すると共に、回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄのうち、ノイズの発生の少ない回路基板ユニットを振動子ユニット３の近傍に配置し、ノイズが発生しやすい回路基板ユニットを振動子ユニット３から離れた位置に配置させたことで、一層のノイズ混入の可能性を軽減させている。
【００４６】
また、振動子ユニット３と各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄは、電源制御回路基板ユニット１３に設けたコネクタ１５ａ〜１５ｈ，１５ｘを介して相互に接続されるようにしたことで、振動子ユニット４と各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄとを相互に信号線にて接続する場合に比して、ノイズ混入の軽減が可能となる。さらに、各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄの間のコネクタ１５ａ〜１５ｈの数も最小化させることによりノイズ混入の軽減を図ることができる。
【００４７】
さらに、電源制御回路基板ユニット１３に設けられたコネクタ１５ａ〜１５ｈは、各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄがそれぞれ２箇所で装着されるように設けたことにより、装着された各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄはコネクタ１５ａ〜１５ｈから容易に脱落することもなくなる。例えば、コネクタ１５ｃ，１５ｄに装着された信号処理回路基板ユニット１４ｂに対して、信号処理回路基板ユニット１４ｂを図中の真上方向に引き抜く力以外の基板に対して横方向や斜め方向から加えられる力では容易にコネクタ１５ｃ，１５ｄから外れることはない。
【００４８】
また、例えば、無線送信回路基板ユニット１２ａやパルサー回路基板ユニット１４ｄは、図４に示した基板固定部材１２の前面部１２ａの裏面側の上部に設けられている基板ユニット固定片１２ｆ，１２ｆと電源制御回路基板ユニット１３との間で挟持させるように装着すると基板がコネクタから外れる可能性がさらに少なくなる。
【００４９】
次に、電源制御回路基板ユニット１３に設けられたコネクタ１５ａ〜１５ｈに装着される各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄそれぞれの構成について図５を用いて説明する。
【００５０】
振動子ユニット３を覆うシールド円筒体１０の両側に設ける信号処理回路基板ユニット１４ｂとモータ制御回路基板ユニット１４ｃは、基板の形状と寸法を小型化するために、電子部品１４ｐを基板の両面に実装させている。しかし、信号処理回路基板ユニット１４ｂとモータ制御回路基板ユニット１４ｃは、シールド円筒体１０に可能な限り近接して配置させることがカプセルの小形化に必要な要件となる。そこで、信号処理回路基板ユニット１４ｂとモータ制御回路基板ユニット１４ｃのシールド円筒体１０と対向する面のうち、シールド円筒体１０が近接する領域に電子部品１４ｐを実装させない図中点線で示す未実装領域１４ｘを設ける。
【００５１】
また、信号処理回路基板ユニット１４ｂとモータ制御回路基板ユニット１４ｃの外側に設ける無線送信回路基板ユニット１４ａとパルサー回路基板ユニット１４ｄは、信号処理回路基板ユニット１４ｂとモータ制御回路基板ユニット１４ｃに面する側の全面に接地用のパターンを設けたグランドベタ面１４ｇを形成し、信号処理回路基板ユニット１４ｂとモータ制御回路基板ユニット１４ｃの反対側の面に電子部品１４ｐを実装する。
【００５２】
これにより、シールド円筒体１０および各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄのそれぞれの間隔を最少化し、かつ、無線送信回路基板ユニット１４ａとパルサー回路基板ユニット１４ｄからノイズが発生したとしても、グランドベタ面１４ｇにより無線送信回路基板ユニット１２ａとモータ制御回路基板ユニット１４ｃおよび振動子ユニット３へのノイズの混入を遮蔽することができる。
【００５３】
電源制御回路基板ユニット１３のコネクタ１５ａ〜１５ｈに装着される各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄのノイズ遮蔽の他の例として、図６に示すように、シールド円筒体１０と各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄのそれぞれの間に、各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄと同じ形状のシールド板１４ｓを配置しても良い。例えば、無線送信回路基板ユニット１４ａと信号処理回路基板ユニット１４ｂの間に、無線送信回路基板ユニット１４ａと同一形状のシールド板１４ｓ１を配置し、信号処理回路基板ユニット１４ｂとシールド円筒体１０の間に信号処理回路基板ユニット１４ｂと同一形状のシールド板１４ｓ２を配置し、シールド円筒体１０とモータ制御回路基板ユニット１４ｃの間にモータ制御回路基板ユニット１４ｃと同一形状のシールド板１４ｓ３を配置し、モータ制御回路基板ユニット１４ｃとパルサー回路基板ユニット１４ｄの間にパルサー回路基板ユニット１４ｄと同一形状のシールド板１４ｓ４を配置する。これにより、各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄの間とシールド円筒部１０に覆われる振動子ユニット３との間のノイズ混入の遮蔽をより確実に行うことができる。
【００５４】
また、シールド板１４ｓ１〜１４ｓ４を設けることで、振動子ユニット３を覆うシールド円筒体１０を廃止しても各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄからのノイズが振動子ユニット３への混入を遮蔽することができる。
【００５５】
次に、電源制御回路基板ユニット１３に配置する各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄの変形例について、図７と図８を用いて説明する。
【００５６】
図７は、電源制御回路基板ユニット１３に各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄを配置する第１の変形例を説明する図で、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は斜視図である。
【００５７】
前述した各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄに相当する各回路基板ユニット２４ａ’〜２４ｄ’を略円形状に形成する。円形状の各回路基板ユニット２４ａ’〜２４ｄ’の円弧の一部には図示してないコネクタを設ける。また、電源制御回路基板ユニット１３には、振動子ユニット３の長手方向と直交して円形状の各回路基板ユニット２４ａ’〜２４ｄ’それぞれを垂直に装着するようにコネクタ２５ａ’〜２５ｄ’を設ける。コネクタ２５ａ’〜２５ｄ’には、各回路基板ユニット２４ａ’〜２４ｄ’のうち、振動子ユニット３と重なり合う回路基板ユニット、例えば、図中の回路基板ユニット２４ａ’，２４ｂ’の略中心部分には、振動子ユニット３を挿通させる開口２４ｒを設ける。回路基板ユニット２４ａ’，２４ｂ’のそれぞれの開口２４ｒに振動子ユニット３を挿通させて、電源制御回路基板ユニット１３の名コネクタ２５ａ’，２５ｂ’に装着することで、振動子ユニット３と回路基板ユニット２４ａ’〜２４ｄ’の全体長を短縮することができる。なお、振動子ユニット３は、図示してないがシールド円筒体１０にて覆われている。また、中心部分に振動子ユニット３を挿通させる開口２４ｒを形成する回路基板ユニット２４ａ’，２４ｂ’は、ノイズ発生の少ない信号処理回路基板ユニット１４ｂやモータ制御回路基板ユニット１４ｃとし、中央部分に開口２４ｒを設けていない回路基板ユニット２４ｃ’，２４ｄ’は、無線送信回路基板ユニット１２ａとパルサー回路基板ユニット１４ｄとする。
【００５８】
次に、図８を用いて電源制御回路機器板ユニット１３に各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄを配置する第２の変形例を説明する。図８（ａ）は平面図で、図８（ｂ）は斜視図である。
【００５９】
電源制御回路基板ユニット１３に対して、回路基板ユニット２４ａ”，２４ｂ”，２４ｃ”を垂直にコネクタ２５ａ”〜２５ｃ”を介して装着させ、垂直に装着した回路基板ユニット２４ａ’〜２４ｃ’の図中の上側に電源制御回路基板ユニット１３と平行に回路基板ユニット２４ｄ”を装着する。つまり、電源制御回路基板ユニット１３と各回路基板ユニット２４ａ”〜２４ｄ”を井桁状に装着する。この井桁状に装着された電源制御回路基板ユニット１３と各回路基板ユニット２４ａ”〜２４ｄ”の間に振動子ユニット３を介装させる。これにより、振動子ユニット３と各回路基板ユニット２４ａ”〜２４ｄ”の全体長を短縮させることができる。なお、振動子ユニット３が介装される近傍に設けられる回路基板ユニット２４ｂ”，２４ｃ”は、ノイズの発生が少ない信号処理回路基板ユニット１４ｂとモータ制御回路基板ユニット１５ｃとする。
【００６０】
以上説明したように、本発明の超音波診断医用カプセルは、カプセルの全体形状を小形化するために、カプセル内に設けられる振動子ユニットと各回路基板ユニットを重なり合うように配置させ、振動子ユニットを構成する超音波振動子を除く部分をシールド円筒体にて覆うことにより振動子ユニットをノイズから遮蔽することが出来る。これにより、ノイズの混入のない超音波エコー信号が得られて、画質の優れた超音波断層画像が得られる。
【００６１】
なお、上述した本発明の実施形態において、各回路基板ユニット１４ａ〜１４ｄは、それぞれ個別に設けられているが、例えば、信号処理回路基板ユニット１４ｂと無線送信回路基板ユニット１４ａは、超音波エコー信号を処理する回路機能として、一体の回路基板にて形成しても良く、あるいは、信号処理回路基板ユニット１４ｂとパルサー回路基板ユニット１４ｄは、超音波振動子４との信号の送受信を行う回路機能として、一体の回路基板にて形成しても良い。
【００６２】
［付記］
以上詳述した本発明の実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
【００６３】
（付記１） 超音波を送受信する超音波振動子と、前記超音波振動子からの超音波を走査させる機能を有する超音波振動子ユニットと、
前記超音波振動子ユニットの超音波走査の駆動制御を行う回路機能と、前記超音波振動子が受信した超音波エコー信号に所定の処理を施して超音波画像の無線信号を生成する回路機能等を有する回路基板ユニットと、
前記超音波振動子ユニットと前記回路基板ユニットとの間に設けた遮蔽手段と、
を具備したことを特徴とする超音波診断医用カプセル。
【００６４】
（付記２） 前記遮蔽手段は、前記超音波振動子ユニットの少なくとも前記超音波振動子を除く部分が内装されるシールド部材にて形成された円筒体であることを特徴とした付記１に記載の超音波診断医用カプセル。
【００６５】
（付記３） 前記遮蔽手段は、前記超音波振動子ユニットの少なくとも前記超音波振動子を除く部分と、前記回路基板ユニットとの間に配置されるシールド部材にて形成された平板体であることを特徴とした付記１に記載の超音波診断医用カプセル。
【００６６】
（付記４） 前記回路基板ユニットは、前記超音波振動子ユニットの長手方向と並行に配置し、かつ、前記超音波振動子ユニットの前記超音波振動子を除く部分の一部と重なり合うように配置することを特徴とした付記１乃至３のいずれかに記載の超音波診断医用カプセル。
【００６７】
（付記５） 前記回路基板ユニットは、前記超音波振動子ユニットの長手方向と直交する方向に配置し、かつ、前記超音波振動子ユニットの超音波振動子を除く部分の一部を挿通させる開口を有することを特徴とした付記１または２のいずれかに記載の超音波診断医用カプセル。
【００６８】
（付記６） 前記回路基板ユニットは、電源制御回路を形成した電源制御回路基板、前記超音波振動子からの超音波エコー信号を処理して超音波画像信号を生成する信号処理回路を形成した信号処理回路基板、前記信号処理回路基板にて生成された超音波画像信号を無線信号に変換してアンテナから送信させる無線送信回路を形成した無線送信回路基板、超音波振動子を回転させるモータの駆動を制御するモータ制御回路を形成したモータ制御回路基板、および前記超音波振動子の駆動を制御して超音波を送信させるパルサー回路を形成したパルサー回路基板からなることを特徴とした付記１乃至５のいずれかに記載の超音波診断医療カプセル。
【００６９】
（付記７） 前記回路基板ユニットのうち前記電源制御回路は、信号処理回路、無線送信回路、モータ制御回路、およびパルサー回路とは異なる独立した基板にて形成することを特徴とした付記６に記載の超音波診断医用カプセル。
【００７０】
（付記８） 前記回路基板ユニットのうち前記信号処理回路と無線送信回路、あるいは、前記信号処理回路とパルサー回路をぞれぞれ同一の基板に形成することを特徴とした付記６に記載の超音波診断医用カプセル。
【００７１】
（付記９） 前記電源制御回路基板には、前記信号処理回路基板、無線送信回路基板、モータ制御回路基板、およびパルサー回路基板のそれぞれを長手方向に並行して装着するコネクタを有し、前記コネクタは、各回路基板毎の長手方向を２箇所ずつ装着するように配置することを特徴とした付記６乃至８のいずれかに記載の超音波診断医用カプセル。
【００７２】
（付記１０） 前記電源制御回路基板は、カプセル内に設けた基板固定部材に取付固定され、前記基板固定部材には、前記電気制御回路基板のコネクタに装着された前記信号処理回路基板、無線送信回路基板、モータ制御回路基板、およびパルサー回路基板のいずれかをコネクタから抜けないように固定する基板固定片を有することを特徴とした付記６乃至９のいずれかに記載の超音波診断医用カプセル。
【００７３】
（付記１１） 前記回路基板ユニットのうち、前記信号処理回路基板とモータ制御回路基板を前記超音波振動子ユニットの両側に並行して配置し、前記信号処理回路基板とモータ制御回路基板の外側に前記無線送信回路基板とパルサー回路基板を配置させたことを特徴とした付記４乃至１０のいずれかに記載の超音波診断医用カプセル。
【００７４】
（付記１２） 前記無線送信回路基板とパルサー回路基板は、前記信号処理回路基板とモータ制御回路基板に対向する全面がグランドベタ面であることを特徴とした付記１１記載の超音波診断医用カプセル。
【００７５】
（付記１３） 前記信号処理回路基板とモータ制御回路基板は、前記超音波振動子ユニットに対向する面のうち、前記超音波振動子ユニットが位置する部分を電子部品の未実装領域とすることを特徴とした付記１１記載の超音波診断医用カプセル。
【００７６】
（付記１４） 前記超音波振動子ユニットと前記回路基板ユニットのそれぞれの間にシールド板を配置したことを特徴とした請求項４乃至１３のいずれかに記載の超音波診断医用カプセル。
【００７７】
（付記１５） 前記回路基板ユニットの各回路基板は、井桁状に配置されたことを特徴とした付記４乃至１３のいずれかに記載の超音波診断医用カプセル。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波診断医用カプセルの全体構成を示す斜視図。
【図２】本発明の一実施形態に係る超音波診断医用カプセルの概略構成を示すブロック図。
【図３】本発明の一実施形態に係る超音波診断医用カプセルの内部構成を示し、図１に示す切断線Ｘ−Ｘから切断した断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る超音波診断医用カプセルに用いられる基板固定部材を示す斜視図。
【図５】本発明の一実施形態に係る超音波診断医用カプセルの振動子ユニットと回路基板ユニットの関係を示す平面図。
【図６】本発明の一実施形態に係る超音波診断医用カプセルの振動子ユニットと回路基板ユニットの関係の他の例を示す平面図。
【図７】本発明の他の実施形態の電源制御回路ユニットに各回路基板ユニットを配置する第１の変形例を説明する図で、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は斜視図。
【図８】本発明の他の実施形態の電源制御回路ユニットに各回路基板ユニットを配置する第２の変形例を説明する図で、図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は斜視図。
【符号の説明】
【００７９】
１ 超音波診断医用カプセル
２ 外装ケース
３ 超音波振動子ユニット
４ 超音波振動子
５ スリップリング
６ モータ
７ エンコーダ
１０ シールド円筒体
１２ 基板固定部材
１３ 電源制御回路基板ユニット
１４ 回路基板ユニット
１５ コネクタ
１７ アンテナ
１９ バッテリケース
代理人 弁理士 伊藤 進
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| 【出願人】 |
【識別番号】３０４０５０９２３
【氏名又は名称】オリンパスメディカルシステムズ株式会社
【住所又は居所】東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目４３番２号
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| 【出願日】 |
平成１６年１１月８日（２００４．１１．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７６２３３
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 進
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| 【公開番号】 |
特開２００６−１３０１６４（Ｐ２００６−１３０１６４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１８年５月２５日（２００６．５．２５） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−３２４２５２（Ｐ２００４−３２４２５２） |
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