JP2000271121A - 超音波プローブ用ローテータ - Google Patents

超音波プローブ用ローテータ

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JP2000271121A JP11077931A JP7793199A JP2000271121A JP 2000271121 A JP2000271121 A JP 2000271121A JP 11077931 A JP11077931 A JP 11077931A JP 7793199 A JP7793199 A JP 7793199A JP 2000271121 A JP2000271121 A JP 2000271121A
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考紀 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存のものを含めて種々の形状の2次元画像
用超音波プローブを3次元画像用として簡単な操作で着
脱式に転用可能にする。 【解決手段】 モータ付のハンディタイプの外筒21
と、この外筒内で回転駆動され、内周面が円形状の内筒
22と、2次元用超音波プローブを保持して着脱自在に
内筒22へ挿入されるプローブホルダ39とでローテー
タ20を構成する。内筒22の先端部はテーパ部22a
として形成される。プローブホルダ39は、テーパ部3
1aとして形成され、また内筒22の内径に対応する外
径の外周面を有し、ケーブルが側方から収納される筒状
ホルダ本体30と、超音波プローブをその先端部及び後
端部の外周がテーパ部22a及びテーパ部31aに当接
した状態で保持しているホルダ本体30を内筒22に固
定するためにホルダ基部40及びロックボタン35aよ
りなる本体固定部とを備える。外筒21の先端部には隙
間を置いてキャップ23が取付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生体の診断部位の
3次元断層画像を得るために、超音波ビームを扇形状に
送信するトランスデューサを内蔵する2次元画像用超音
波プローブを着脱式に収納させて回転駆動するための超
音波プローブ用ローテータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】特開平9−19431号公報には先端面
に設けたキャップを診断部位に当ててその隙間に超音波
ゼリーを介在させて2次元画像用トランスデューサをモ
ータで回転させる回転式超音波プローブが開示されてい
る。これにより、トランスデューサを患者皮膚に直接当
てる必要が無いために、回転に要するトルクを大きくし
ないで済み、またプローブ先端面と皮膚間の相対運動に
より中心軸がずれ易いことに起因して測定精度が低下す
ることも回避される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この超
音波プローブは回転式専用に構成されたものであり、超
音波診断装置に診断部位の2次元の断層画像を表示させ
る場合には、回転を停止させたとしても余分な構成部分
が付属することになる。一方、超音波診断においては先
ず2次元画像を表示させて診断し、その過程で必要に応
じて3次元画像を表示させるのが通常である。また、3
次元画像装置を新たに導入した場合、前述のような回転
式超音波プローブを新たに用意する必要がある。
【0004】本発明は、このような点に鑑みて、既存の
ものを含めて種々の形状の2次元画像用超音波プローブ
を3次元画像用として簡単な操作で転用可能にする着脱
式の超音波プローブ用ローテータを提供することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、この目的を達
成するために、請求項1により、モータが設けられたハ
ンディタイプの外筒と、この外筒に収納されてモータに
より回転駆動され、かつ内周面が円形状の内筒と、静止
状態で超音波ビームの送信により診断部位の2次元画像
信号を供給する超音波プローブを保持して着脱自在に内
筒へ挿入されるプローブホルダとを備えた超音波プロー
ブ用ローテータであって、内筒の先端部が、後方へ向け
て徐々に内径が大きくなる内周面を有するテーパ部とし
て形成され、プローブホルダが、先端部は後方に向けて
徐々に内径が小さくなる内周面を有するテーパ部として
形成され、また内筒の内径に対応する外径の外周面を有
し、さらに超音波プローブの後端から導出されたケーブ
ルが側方から収納されるようになった筒状のホルダ本体
と、超音波プローブの先端部外周及び後端部外周を内筒
のテーパ部及びホルダ本体のテーパ部にそれぞれ当接さ
せた状態で超音波プローブを保持して内筒へ挿入されて
いるホルダ本体を内筒に固定する本体固定部とを備え、
外筒の先端部にキャップが取付けられ、内筒のテーパ部
に当接した超音波プローブの先端面とキャップの間に隙
間が形成されることを特徴とする。
【0006】超音波プローブは、そのケーブルを筒状プ
ローブホルダの中空内部に側方から収納した状態で、そ
のホルダ本体にその先方から挿入される。プローブホル
ダは、ホルダ本体の外周面が内筒の内径に対応すること
により、ローテータに挿入された状態でそれぞれの中心
軸が一致して同心状になる。ホルダ本体が先方へ押され
ることにより、超音波プローブは先端部の外周、即ちそ
の外周面の途中もしくはその端縁が内筒のテーパ部に当
接し、後端部の外周にはホルダ本体のテーパ部が当接す
る。したがって、超音波プローブは、その前後端部の外
周が180°以上の範囲に少なくとも部分的に円形状部
分を有する限り、テーパ部への当接でローテータと同心
状になる。超音波プローブをその前後のテーパ部への当
接状態で保持するホルダ本体は、本体固定部により内筒
に固定され、内筒と連動して回転する。超音波プローブ
の先端面とキャップの間に隙間には、超音波ゼリーが充
填される。
【0007】操作性の良い本体固定部を構成をするには
請求項2により、本体固定部が、ホルダ本体にその中
心軸に沿って摺動可能に背後から挿入されており、また
ケーブルが側方から収納されるようになった筒状のホル
ダ基部と、ホルダ本体にその中心軸に対して半径方向へ
形成されたガイド溝に摺動可能にガイドされることによ
り外方への前進位置で内筒の内周面に当接するロックボ
タンとを備えると共に、このロックボタンの基底部に、
ホルダ基部の先端部に形成された駆動部の前進に伴って
駆動部に当接した状態で外方へ駆動される従動部が形成
されている。ホルダ基部を先方へ押すことにより、超音
波プローブは先端部の外周が内筒のテーパ部に当接し、
後端部の外周にはホルダ本体のテーパ部が当接する。こ
のような先方への押込み過程で、ロックボタンがその従
動部の駆動部への従動により内筒の内周面に当接し、そ
の当接状態が従動部及び駆動部間の摩擦係合でロックさ
れる。
【0008】ロックボタンに関連した構成を簡単にする
には、請求項3により、ホルダ基部の先端部外周面が、
駆動部として駆動面を形成するように、後方へ向けて徐
々に外方へ向かうように傾斜したテーパ部として形成さ
れ、ホルダ基部におけるテーパ部の後方領域にホルダ本
体の内径に対応する外径を有し、かつホルダ本体の後端
の係止縁で係止される摺動部が形成され、ロックボタン
が円弧ばねの外周面の複数個所に突設され、円弧ばねの
内周面が、従動部として従動面を形成するように、後方
へ向けて徐々に外方へ向かう傾斜面として形成されてい
る。
【0009】ホルダ本体及びホルダ基部にケーブルを簡
単な操作で収納させるには、請求項4により、ホルダ本
体及びホルダ基部に、ケーブルを側方から中空内部に収
納させる開口部が形成されている。
【0010】プローブホルダのローテータに対して位置
精度を一層高くして着脱操作も容易にするには、請求項
5により、ホルダ基部の先端面及びホルダ本体の後端面
のいずれか一方からスライドピンが突設され、他方には
このスライドピンをガイドするガイド穴が形成されると
共に、先端面及び後端面間にはこれらの先端面及び後端
面を互いに離反させるよう付勢する弾性体が装着され、
ホルダ基部のホルダ本体に挿入される部分よりもさらに
後方領域に、内筒の内径に対応する外径を有する摺動部
が形成されている。
【0011】キャップ装着による超音波ビームの減衰を
回避するには、請求項6により、超音波プローブの先端
部に設けられているトランスデューサ面に対面するキャ
ップ領域に、開口部が形成されている。
【0012】
【発明の実施の形態】図1乃至図5を基に本発明の実施
の形態の一例による超音波プローブ用ローテータを説明
する。図3において、10は超音波プローブの一例であ
り、被検体の診断部位の2次元画像信号を供給し得るよ
うに超音波送信ビームを扇形に走査するトランスデュー
サを先端部に有する。この超音波プローブの形状は図示
のものに限らず、種々存在するが、ハンディータイプと
して一般的に互いに類似した円形状の外周を有する形状
であり、指を掛ける隆起部11aが形成された先端部1
1を有し、導出されるケーブル12の外径に向けて徐々
に小さくなる後端部分13を備えている。この場合、先
端部11は心臓用として肋骨間の間隔に対応した直径の
トランスデューサ面に向けて徐々に外径が小さくなって
いる。
【0013】図1はローテータ20を示すもので、ハン
ディタイプの外筒21に、その内周面にガイドされて回
転自在に内筒22が収納さると共に、プローブホルダ3
9が付属する。外筒21の後端部には、ステップモータ
1、その回転軸に減速機2を介して連結する歯車3、モ
ータ駆動信号入力用コネクタ4等が収納されたモータ収
納ケース26の筒状ホルダ26aが嵌合され、その隆起
段部26bが円弧状の嵌合座部27にさらに嵌合してい
る。
【0014】内筒22の周囲には180°よりも僅かに
広い範囲にわたり歯車25が形成され、外筒21に形成
された切欠から突出して歯車3に噛合している。外筒2
1の先端部にはリング状の嵌合座部24が形成され、超
音波透過性の材料で形成された半球状のキャップ23が
着脱自在に嵌合している。このキャップの中央部には、
超音波プローブ10のトランスデューサの先端面形状に
対応したプローブ先端面11bに対面する開口部23a
が形成されている。
【0015】さらに、内筒22の先端部は、背後から挿
入される超音波プローブ10の先端部11が当接するよ
うに後方へ向けて徐々に内径が大きくなる内周面を有す
るテーパ部22aとして形成されている。このテーパ部
の内径の変化範囲は、外径或は前後長が異なる通常の2
次元画像用プローブの先端部外周の端縁もしくは途中の
外周面に当接し得るように設定されされている。開口部
22aの前後方向の位置は、想定される装着されたプロ
ーブ先端面11b間に隙間が残るように設定されてい
る。
【0016】プローブホルダ39は、図1及び図2に示
すように、超音波プローブ10の後端部13に当接する
ように、先端部が後方へ向けて徐々に内径が小さくなる
内周面を有するテーパ部31aとして形成され、かつ内
筒22の内径に対応する外径を有す筒状のホルダ本体3
0と、筒状のホルダ基部40及びロックボタン35aよ
りなる本体固定部とを備えている。ホルダ基部40は、
ホルダ本体30の内周面に沿って前後に摺動可能に背後
から挿入され、かつ駆動部を形成するように、先端部外
周面が後方へ向けて徐々に外方へ向けて傾斜したテーパ
状の駆動面41として形成されたている。ロックボタン
35aは、円弧ばね35に3個突設されている。
【0017】これらのロックボタンは、ホルダ本体30
の所定の前後方向位置の円周の3個所にその中心軸に対
して半径方向へ形成されたガイド溝31に摺動可能にガ
イドされている。また、この円弧ばねの内周面、即ちロ
ックボタン35aの基底部は、後方へ向けて徐々に外方
へ向かうように傾斜する従動面36としてテーパ状に形
成されている。これにより、ローブホルダ39の内筒2
2への押し込み過程で駆動面41の前進により半径方向
の前進位置へ当接状態で従動部として開拡しつつ駆動さ
れる。
【0018】ホルダ基部40の先端面40aからは円周
方向へ間隔を置いて3本のスライドピン44が突設さ
れ、対応してホルダ本体30の後端面30cからはこれ
らのスライドピンをガイドするガイド穴37が形成され
ると共に、各スライドピン44には先端面40a及び後
端面30cを互いに離反させるように付勢するコイルば
ね45が装着されている。また、ホルダ基部40の駆動
面41よりも後方寄りには、ホルダ本体30の後端部の
内径に対応する外径を有するリング状に膨出され、ホル
ダ本体30の後端の係止縁38で係止されるホルダ本体
用摺動部43が形成されている。これにより、ホルダ基
部40は、ガイド穴37によるスライドピン44のガイ
ドでスムーズに摺動可能となり、相対的な回転も拘束さ
れ、係止縁38でホルダ本体30はホルダ基部40から
外れなくなる。
【0019】摺動部43よりもさらに後方寄りには、内
筒22の内径に対応する外径を有する内筒用摺動部43
aが形成されている。これにより、摺動部43aはホル
ダ本体30の外周面と共に、内筒22の内周面に接触状
態で挿入され、それぞれの中心軸の一致が高い位置精度
で確保される。
【0020】ホルダ本体30及びホルダ基部40は中空
内部を有する相互回転が拘束された筒状であり、超音波
プローブ10の後端から導出されるケーブル12を収納
するための入口として、180°よりも充分幅狭の開口
部30b、40bが中心軸に沿って形成されている。円
弧ばね35は、おのずと開口部35bを有する。また、
ホルダ基部40の後端部に形成された円形状ガイド面4
9には、ケーブル用シャッタリング47がリング状押え
48のねじ止めで回転自在に装着され、スポンジ46を
介して摩擦を伴って回転操作可能になっている。同様
に、スポンジ46、シャッタリング47及びリング状押
え48にも開口部46b、47b、48bが形成されて
いる。
【0021】このように構成されたローテータ20の操
作方法及び動作は次の通りである。診断に際して3次元
の断層画像が必要な場合、終端部が超音波診断装置に接
続しているケーブル12の途中を、図4に示すように、
プローブホルダ39の各開口部30b、35b、40
b、46b、47b、48bから挿入し、シャッタリン
グ47を回転操作で閉鎖して筒状のプローブホルダ39
に保持させる。次いで、超音波プローブ10をホルダ本
体30に挿入させてローテータ20の内筒22に挿入
し、ホルダ基部40を先方へ押すと、先端部11がその
外径に対応した内径位置のテーパ部22aに当接し、後
端部13はその外径に対応した内径位置のテーパ部31
aに当接する。さらにコイルばね45に抗して前進させ
ると、駆動面41が円弧ばね35の弾性に抗してその従
動面36を駆動し、ロックボタン35aの先端面が内筒
22の内周面に接面し、前進が拘束される。
【0022】これにより、超音波プローブ10の前後の
テーパ部22a、31aへの当接状態は、ホルダ基部4
0の押圧を解除しても駆動面41及び従動面36間の摩
擦係合でロックされる。ホルダ基部40の押し込み操作
は、円弧ばね35及びコイルばね45の反力に抗して確
実にロックし得る程度に行う。したがって、プローブホ
ルダ39はローテータ20に対して同心状に挿入され、
超音波プローブ10の前後端部11、13の円形状外周
が前後のテーパ部22a、31aに当接することによ
り、超音波プローブ10の中心軸がローテータ20の中
心軸に一致した状態に収納される(図5参照)。
【0023】超音波プローブは、図示のものに限らず、
前後端部の円形状外周が前後のテーパ部22a、31a
に当接し得る範囲で異なる形状に対しても同様に同心状
に収納される。後端部がテーパ状でなく単純な筒形状の
超音波プローブに対しても外周面の端縁が当接して同様
に同心状に収納される。
【0024】開口部23aから音響結合作用を呈する超
音波透過性の超音波ゼリーを隙間23bに充填して超音
波ビームの減衰を防止した状態で、開口部23aの周縁
を診断部位に当ててローテータ20を作動させると、内
筒22が180°の範囲で自動的に正逆回転し、その回
転力がロックボタン35a及び先端部11の内筒22a
への結合により伝播され、扇形超音波ビームの回転で3
次元走査が行われる。
【0025】超音波プローブ10を通常状態で使用する
ために、ホルダ基部40をローテータ20から抜くと、
ロックボタン35aが円弧ばね35の弾性復帰力で後退
してアンロックされ、容易に外すことができる。さら
に、コイルばね45の復帰力でホルダ基部40はホルダ
本体30から確実に離反して摺動部43が係止縁38に
係止される位置に復帰し、ロックボタン35aはホルダ
本体30の外周面から突出することなくガイド溝31に
拘束される。
【0026】尚、別の実施の形態として、キャップ23
に開口部23aを備えない場合、その側面に超音波ゼリ
ーの挿入口を形成し、超音波プローブ10の先端面11
a間に隙間を生じさせないように超音波ゼリーを装填
し、キャップ23の材質の選択で僅かな減衰を伴うだけ
で、診断部位へ同様に静止状態で三次元ビームを照射さ
せるようにする。さらに、多少構成が複雑になることを
甘受するならば、基底部に従動面を形成したロックボタ
ンを独立に同一円周方向の複数個配列し、ホルダ本体3
0の内側でそれぞれの周囲にコイルばね等を装着して内
方へ付勢することも可能である。また、ホルダ基部は、
駆動面の後方寄りにねじ山を設け、スライド式でなく、
ねじ込みにより前進させることも可能である。この場
合、その先端面及びホルダ本体の後端面間には、コイル
ばね付スライドピンを廃止してスポンジゴムを介在させ
ることが考えられる。また、本体固定部自体を周面にね
じ山を備え、またケーブル12用の開口部を有する筒体
とし、内筒の後端部内周面に形成されたねじ山に螺合さ
せ、直接ホルダ本体を押し込むようにすることも可能で
ある。プローブホルダを縦断するケーブル挿入用開口部
に代えて、ホルダ基部の挿入されない後方部分は縦方向
へ分割して、一方を側方からの開閉蓋とする等も考えら
れる。
【0027】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、種々の形状の
2次元画像用超音波プローブを着脱自在にローテータに
装着して3次元画像用プローブとして転用可能になる。
ローテータへのホルダ本体の同心状の挿入と、超音波プ
ローブの前後の円形状の外周の内筒及びホルダ本体のテ
ーパ部への当接とにより、超音波プローブはその長さ或
は前後端部の外形が異なってもローテータに同心状に保
持される。ホルダ本体の操作も抜き差しだけで簡単であ
る。
【0028】請求項2の発明によれば、ホルダ本体の内
筒への固定が、ロックボタンを摩擦係合状態で駆動する
ホルダ基部の抜き差し操作で簡単に行うことができ、構
成も簡単である。請求項3の発明によれば、ロックボタ
ンが1個のばね力を呈するリング状部品で簡単に構成さ
れ、ホルダ基部にテーパにより駆動面が簡単に構成され
る。ホルダ本体からの離脱が拘束されて高い位置精度の
摺動によるロック操作が容易に行われる。請求項4の発
明によれば、ケーブルがローテータの閉鎖形状を利用し
てプローブホルダを単に切欠くだけで構成され、挿入操
作も簡単にできる。請求項5の発明によれば、プローブ
ホルダがローテータへ同心状に一層高い位置精度で収納
される。ホルダ基部及びホルダ本体間の相対的な回転も
防止されてケーブル収納の構成も容易になる。ホルダ基
部がばね力で通常状態で所定位置に位置付けされ、操作
もし易くなる。請求項6の発明によれば、2次元画像用
超音波プローブに前置されるキャップの厚みによる超音
波ビームの減衰が回避される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるローテータの断面図
である。
【図2】同ローテータのプローブホルダ部分の斜視図で
ある。
【図3】2次元画像用超音波プローブの斜視図である。
【図4】同ローテータの着脱操作を説明する斜視図であ
る。
【図5】同超音波プローブを同ローテータに装着した状
態の断面図である。
【符号の説明】
10 超音波プローブ 11 超音波プローブの先端部 13 超音波プローブの後端部 20 ローテータ 21 外筒 22 内筒 22a、31a テーパ部 23 キャップ 23a、30b、35b、40b 開口部 31 ガイド溝 35 円弧ばね 35a ロックボタン 40 ホルダ基部 41 駆動面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富田 紀男 東京都新宿区西落合1丁目31番4号 日本 光電工業株式会社内 Fターム(参考) 4C301 BB13 BB30 EE13 GA01 GA20 GC05 GC15

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータが設けられたハンディタイプの外
    筒と、この外筒に収納されてモータにより回転駆動さ
    れ、かつ内周面が円形状の内筒と、静止状態で超音波ビ
    ームの送信により診断部位の2次元画像信号を供給する
    超音波プローブを保持して着脱自在に前記内筒へ挿入さ
    れるプローブホルダとを備えた超音波プローブ用ローテ
    ータであって、 前記内筒の先端部が、後方へ向けて徐々に内径が大きく
    なる内周面を有するテーパ部として形成され、 前記プローブホルダが、先端部は後方に向けて徐々に内
    径が小さくなる内周面を有するテーパ部として形成さ
    れ、また前記内筒の内径に対応する外径の外周面を有
    し、さらに前記超音波プローブの後端から導出されたケ
    ーブルが側方から収納されるようになった筒状のホルダ
    本体と、前記超音波プローブの先端部外周及び後端部外
    周を前記内筒の前記テーパ部及び前記ホルダ本体の前記
    テーパ部にそれぞれ当接させた状態で前記超音波プロー
    ブを保持して前記内筒へ挿入されている前記ホルダ本体
    を前記内筒に固定する本体固定部とを備え、 前記外筒の先端部にキャップが取付けられ、前記内筒の
    前記テーパ部に当接した前記超音波プローブの先端面と
    前記キャップの間に隙間が形成されることを特徴とする
    超音波プローブ用ローテータ。
  2. 【請求項2】本体固定部が、ホルダ本体にその中心軸に
    沿って摺動可能に背後から挿入されており、またケーブ
    ルが側方から収納されるようになった筒状のホルダ基部
    と、前記ホルダ本体にその中心軸に対して半径方向へ形
    成されたガイド溝に摺動可能にガイドされることにより
    外方への前進位置で内筒の内周面に当接するロックボタ
    ンとを備えると共に、このロックボタンの基底部に、前
    記ホルダ基部の先端部に形成された前記駆動部の前進に
    伴って駆動部に当接した状態で外方へ駆動される従動部
    が形成されていることを特徴とする請求項1記載の超音
    波プローブ用ローテータ。
  3. 【請求項3】 ホルダ基部の先端部外周面が、駆動部と
    して駆動面を形成するように、後方へ向けて徐々に外方
    へ向かうように傾斜したテーパ部として形成され、前記
    ホルダ基部における前記テーパ部の後方領域にホルダ本
    体の内径に対応する外径を有し、かつ前記ホルダ本体の
    後端の係止縁で係止される摺動部が形成され、 ロックボタンが円弧ばねの外周面の複数個所に突設さ
    れ、前記円弧ばねの内周面が、従動部として従動面を形
    成するように、後方へ向けて徐々に外方へ向かう傾斜面
    として形成されていることを特徴とする請求項2記載の
    超音波プローブ用ローテータ。
  4. 【請求項4】 ホルダ本体及びホルダ基部に、ケーブル
    を側方から中空内部に収納させる開口部が形成されてい
    ることを特徴とする請求項2又は請求項3記載の超音波
    プローブ用ローテータ。
  5. 【請求項5】 ホルダ基部の先端面及びホルダ本体の後
    端面のいずれか一方からスライドピンが突設され、他方
    にはこのスライドピンをガイドするガイド穴が形成され
    ると共に、前記先端面及び前記後端面間にはこれらの先
    端面及び後端面を互いに離反させるよう付勢する弾性体
    が装着され、 前記ホルダ基部の前記ホルダ本体に挿入される部分より
    もさらに後方領域に、内筒の内径に対応する外径を有す
    る摺動部が形成されていることを特徴とする請求項2乃
    至請求項4のうちいずれか記載の超音波プローブ用ロー
    テータ。
  6. 【請求項6】 超音波プローブの先端部に設けられてい
    るトランスデューサ面に対面するキャップ領域に、開口
    部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求
    項5のうちいずれか記載の超音波プローブ用ローテー
    タ。
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