JP3280485B2 - 体腔内超音波プローブ - Google Patents

体腔内超音波プローブ

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JP3280485B2 JP24533593A JP24533593A JP3280485B2 JP 3280485 B2 JP3280485 B2 JP 3280485B2 JP 24533593 A JP24533593 A JP 24533593A JP 24533593 A JP24533593 A JP 24533593A JP 3280485 B2 JP3280485 B2 JP 3280485B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、生体内に挿入して生体
の診断に用いる体腔内超音波プローブに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、超音波診断装置を用いた画像診断
により、人体のほとんどすべての部分が診断できるよう
になっている。これに伴い、体外より体内臓器などを観
察するためのプローブが数多く実用化されてきている。
【0003】特に、最近では経直腸プローブ、経膣プロ
ーブ、経食道プローブなどを用いて部位によっては、目
的とする患部に直接挿入してより精密な観察や診断を行
うことが可能となってきている。さらに、内視鏡の鉗子
口や血管内にも挿入可能な細径プローブが開発され、そ
の細径プローブを用いた内視鏡下での胃、胆嚢、膵臓な
どの精密診断や、或いはX線透視下での冠状動脈断面の
観察などが試みられてきている。
【0004】さて体内に挿入する内視用の細径プローブ
の場合、プローブのシャフト内には先端の超音波振動子
と外部回路を接続する電気信号を伝達するケーブルや、
振動子を機械的に回転或いは往復させる場合の駆動力伝
達体(駆動シャフト)を挿入するためのシャフト内径の
確保、体腔内を自由に操作し、かつ選択的に部位を選ぶ
機能が必要である。したがって、プローブのシャフトに
は、柔軟性、トルク伝達性、強度および細径等が求めら
れている。更に、最近では非常に細い血管(冠状動脈
等)内に挿入するため、シャフトの細径化が大きな課題
となっている。
【0005】従来、超音波プローブのシャフト材として
は、可撓性合成樹脂のチューブ、或いはステンレス鋼等
の中空管が用いられてきた。しかし、合成樹脂のチュー
ブは、折れ曲がったり、つぶれたりしやすく、その際に
駆動シャフトの動作が妨げられたり、また、ある程度の
肉厚が必要となるために外径が太くなったりという欠点
があった。これに対してステンレス鋼の中空管を用いた
ものは管がつぶれることはないものの柔軟性に欠け、繰
り返して湾曲させた場合の耐久性が低く、また、弾性限
界が小さいために弾性限界を超えて湾曲して蛇行が起き
るため、血管等の損傷や画像の劣化が起こる危険があっ
た。
【0006】これらの欠点を改善したものとして、シャ
フトにステンレス鋼の中空コイルを用いたものがある。
このステンレス鋼の中空コイルを用いることで、従来の
合成樹脂のチューブやステンレス鋼の中空管で問題とな
っていたシャフトの折れ曲がりやつぶれを抑制すること
が可能となった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ス
テンレス鋼の中空コイルを用いたシャフトにあっては、
細径にするとシャフトの基端部で与えた押し込み力の伝
達性(プッシャビリティ)が悪く、またトルクの伝達性
も十分なものではなかった。
【0008】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、従来のシャフト材の問題点を解決し、シャフトの基
端部で与えた押し込み力の伝達性(プッシャビリティ)
が高く、またトルクの伝達性も高く、さらにシャフトを
十分に薄肉にすることができ、より細径のシャフトを形
成することが可能な体腔内超音波プローブを提供するも
のである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の体腔内超音波プ
ローブは、プローブシャフトと、該プローブシャフト内
に配設された超音波振動子と、該超音波振動子に接続さ
れた駆動シャフトとを有する体腔内超音波プローブであ
って、前記プローブシャフトは細径の先端部を有し、他
の部分は超弾性金属管で形成され、前記プローブシャフ
トの表面が高分子膜で被覆されてなることを特徴とする
ものである。
【0010】そして、前記細径の先端部が、金属製コイ
ルと音響窓とを有することが好ましい。
【0011】また、前記高分子膜が、潤滑性の高い樹脂
又は、親水性樹脂からなることが好ましい。
【0012】
【実施例】
(実施例1) 以下本発明の実施例について、図面を参
照しながら説明するが、まず、図1および図4をもと
に、本発明のラジアル走査方式の超音波プローブを用い
た体腔内超音波診断装置の構成について説明する。
【0013】体腔内超音波診断装置は超音波プローブ1
と通常の超音波診断装置2およびモータユニット3とか
らなる。超音波プローブ1は、プローブ操作部4とプロ
ーブシャフト5から構成され、プローブシャフト5の先
端部には音響窓15、先端カバー16が取り付けられて
いる。音響窓15の内部の空間には超音波を伝播させる
ための超音波伝達液14が満たされており、同伝達液1
4内には超音波振動子13がプローブシャフト5に固定
された摺動部材17によって回転自在に配設されてい
る。同振動子13は駆動シャフト12によって回転駆動
させられる。
【0014】駆動シャフト12には中空のコイルが用い
られ、内部には電気信号を伝達する信号線18が挿通し
ている。駆動シャフト12の先端は、プローブシャフト
5の先端部内に配置された振動子13の柄部13aに接
続されている。駆動シャフト12の後端はプローブ操作
部4内に延びており、プローブ操作部4はモータユニッ
ト3に接続されている。
【0015】モータユニット3は、モータ31、歯車3
2、回転軸33、カプラ34、ロータリコネクタ35か
ら構成されている。回転駆動源であるモータ31が駆動
されると歯車32を介して回転力が回転軸33に伝達さ
れ、回転軸33はカプラ34によって駆動シャフト12
に接続される。また、回転軸33の他端はロータリコネ
クタ35を介して超音波診断装置2に接続されており、
振動子13から信号線18によって伝達された電気信号
を超音波診断装置2に伝えている。電気信号は超音波診
断装置2内で処理される。
【0016】なお、この超音波プローブ1による画像撮
影原理は公知のBモード法が用いられている。
【0017】以下図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1において、本発明の超音波プローブ1のプロ
ーブシャフト5は、超弾性金属管10とこの超弾性金属
管10の表面を被覆する高分子膜11からなる。
【0018】ここでいう超弾性金属とは、一般に形状記
憶合金といわれ、少なくとも生体温度(37℃付近)で
超弾性を示すものである。特に好ましくは、実質的に4
9〜58原子%Ni(残部Ti)のTi−Ni合金、実
質的に38.5〜41.5重量%Zn(残部Cu)のC
u−Zn合金、このCu−Zn合金の一部を1〜10重
量%Xで置換したCu−Zn−X合金(X=Be,S
i,Sn,Al,Ga)、実質的に36〜38原子%A
l(残部Ni)のNi−Al合金等の超弾性金属体が好
適に使用される。特に好ましくは、上記のTi−Ni合
金である。また、Ti−Ni合金の一部を0.01〜
2.0原子%Xで置換したTi−Ni−X合金(X=C
o,Fe,Mn,Cr,V,Al,Nb,Pb,Bな
ど)とすることにより、機械的特性を適宜変えることが
できる。
【0019】ここでいう超弾性とは、使用温度において
通常の金属が塑性変形する領域まで変形(曲げ、引張
り、圧縮)させても、ほぼ元の形状に回復することを意
味する。
【0020】そして、超弾性金属管10は、外径6mm
以下、好ましくは、0.3〜5.5mm、肉厚50〜2
00μm、好ましくは80〜150μmのものであり、
屈強度(負荷時の降伏応力)は、5〜200kg/mm
2 (22℃)、より好ましくは8〜180kg/mm
2 、復元応力(除荷時の降伏応力)は、3〜180kg
/mm2 (22℃)、より好ましくは、5〜160kg
/mm2 である。
【0021】超弾性金属管10の表面を被覆する高分子
膜11としては、潤滑性に富む材料、又は濡れ性の高い
材料が使用でき、超弾性金属管10の表面を合成樹脂材
料などによりプライマリー処理し、この樹脂膜に官能基
を設けた後、高分子材料をコーティングする方法が用い
られる。
【0022】合成樹脂材料としては、例えば、ポリオレ
フィンエラストマー、(例えば、ポリエチレンエラスト
マー、ポリプロピレンエラストマー、エチレン−プロピ
レン共重合体等を用いたエラストマー等)、ポリ塩化ビ
ニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリアミドエラ
ストマー、ポリウレタン、フッ素系樹脂等の熱可塑性樹
脂、シリコーンゴム等が使用できる。
【0023】また、高分子材料としては、例えば、ポリ
(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)、ポリヒドロ
キシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルセルロー
ス、メチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体、ポ
リエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリビニ
ルピロリドン等の親水性ポリマー等が用いられる。
【0024】高分子膜11の外径は、7mm以下、好ま
しくは、0.4〜6mm、超弾性金属管10の上での膜
厚は、0.005〜0.3mm、好ましくは、0.01
〜0.2mmである。
【0025】また、駆動シャフト12には、直径或いは
厚さが0.001〜0.5mmのステンレス鋼、ピアノ
線等が、外径0.1〜4mmの中空のコイル状に形成さ
れて用いられる。
【0026】(実施例2) 次に、本発明の体腔内超音
波プローブの他の実施例について第2図を用いて説明す
る。なお、第1図と符番が同じものは同一の構成なの
で、説明を省略する。
【0027】本実施例は、第2図に示すように実施例1
の超弾性管20の先端にテーパをつけて細径化したもの
である。このように超弾性管20の先端を細径化するこ
とにより、プローブシャフト5の基端部で与えた押し込
み力の伝達性(プッシャビリティ)およびトルク伝達性
はほとんど低下することなく、先端部はより柔軟に形成
することができる。また、細孔への挿入も容易になる。
【0028】(実施例3) さらに、本発明の体腔内超
音波プローブの他の実施例について第3図を用いて説明
する。なお、第1図と符番が同じものは同一の構成なの
で、説明を省略する。
【0029】本実施例の超音波プローブは、超弾性金属
管50よりなるプローブシャフト5の先端に金属製コイ
ル59を有している。超弾性金属管50と金属製コイル
59の接続は溶接或いはろう付け等が用いられる。金属
製コイル59のさらに先端には音響窓15、先端キャッ
プ16が固定されている。
【0030】金属製コイル59としては、直径或いは厚
さが0.001〜0.5mmのステンレス鋼、ピアノ線
等が、外径0.2〜4mmの中空のコイル状に形成され
て用いられる。
【0031】金属製のコイルをプローブシャフト全体に
用いた場合には、プッシャビリティ或いはトルク伝達性
の点から細径化することが困難であるが、本実施例のよ
うにプローブシャフトの先端部にのみ金属製コイルを用
い、他の部分を超弾性金属管で形成することにより、プ
ローブ基端部で与えた押し込み圧力の伝達性が高く、ま
たトルクの伝達性も高く、さらにプローブを十分に薄
肉、細径にすることができ、先端部はより柔軟なものを
得ることが可能となる。
【0032】上述の3つの実施例の説明では、ラジアル
走査方式についてのみ示されたが、リニア走査方式、セ
クタ走査方式等、他の走査方式についても勿論実施可能
である。様々な態様が、本明細書に記載の特許請求の範
囲によってのみ限定される本発明の範囲から逸脱するこ
となく実施可能であることは当業者には明らかである。
それ故に、本発明はここで示され説明された実施例のみ
に限定されるものではない。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、中空のシ
ャフトおよび該シャフトに接続された振動子を有し、前
記シャフトの一部あるいはほぼ全てが超弾性材料により
形成されていることにより、シャフトの基端部で与えた
押し込み力の伝達性(プッシャビリティ)が高く、また
トルクの伝達性も高く、さらにシャフトを十分に薄肉に
することができ、より細径のシャフトを形成することが
可能な超音波プローブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の超音波プローブの実施例の断
面図である。
【図2】図2は、本発明の超音波プローブの他の実施例
の断面図である。
【図3】図3は、本発明の超音波プローブの他の実施例
の断面図である。
【図4】図4は、本発明の超音波プローブを用いた体腔
内超音波診断装置の構成図である。
【符号の説明】 1 超音波プローブ 2 体腔内超音波診断装置 3 モータユニット 4 プローブ操作部 5 プローブシャフト 10、20、50 超弾性金属管 11、21、51 高分子膜 12 駆動シャフト 13 超音波振動子 18 信号線 59 金属製コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−188875(JP,A) 特開 平5−76530(JP,A) 特開 平3−231651(JP,A) 実開 平5−58153(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 8/00 - 8/15

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プローブシャフトと、該プローブシャフ
    ト内に配設された超音波振動子と、該超音波振動子に接
    続された中空のコイルからなり内部に電気信号を伝達す
    る信号線を挿通する駆動シャフトとを有する体腔内超音
    波プローブであって、前記プローブシャフトは音響窓を
    有する細径の先端部を有し、他の部分は超弾性金属管で
    形成され、前記プローブシャフトの表面が高分子膜で被
    覆されてなることを特徴とする体腔内超音波プローブ。
  2. 【請求項2】 前記細径の先端部が、金属製コイルを更
    に有することを特徴とする請求項1に記載の体腔内超音
    波プローブ。
  3. 【請求項3】 前記高分子膜が、潤滑性の高い樹脂又
    は、親水性樹脂からなることを特徴とする請求項1に記
    載の体腔内超音波プローブ。
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