JP2001128980A - 機械走査式超音波探触子 - Google Patents

機械走査式超音波探触子

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JP2001128980A
JP2001128980A JP31422999A JP31422999A JP2001128980A JP 2001128980 A JP2001128980 A JP 2001128980A JP 31422999 A JP31422999 A JP 31422999A JP 31422999 A JP31422999 A JP 31422999A JP 2001128980 A JP2001128980 A JP 2001128980A
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ultrasonic
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radial
ultrasonic transducer
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Hiroshige Kodama
啓成 児玉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ラジアル走査とセクタ走査の双方が可能でとす
るとともに、360゜全周のラジアル走査が可能とし、
さらに、保護カバーの保護効果を十分に確保した上で、
超音波信号の減衰を抑える。 【解決手段】ラジアル走査部保護カバー20bは、超音
波を透過する材質で形成され、駆動軸14の挿入部2先
端側の側面及び前記ラジアル走査用超音波トランスデュ
ーサ8bを覆った状態で、支持管30の先端と支持部材
21との間を接続固定している。セクタ走査部保護カバ
ー20aは、超音波を透過する材質で形成され、支持部
材21の挿入部2先端側及び前記セクタ走査用超音波ト
ランスデューサ8aを覆った状態で、支持部材21に取
り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラジアル走査とセ
クタ走査の双方を行う機械走査式超音波探触子に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、超音波探触子を体腔内に挿入して
体内の断層像を観察する方法の一つとして、挿入部先端
に一つの超音波トランスデューサを配置し、機械的にセ
クタ方向あるいはラジアル方向に回転させことによりセ
クタ走査あるいはラジアル走査を行う機械走査式超音波
探触子が実用化されている。
【0003】図3はこのような従来のセクタ走査を行う
機械走査式超音波探触子を示す断面図である。
【0004】図3において、機械走査式超音波探触子6
0は、挿入部61の先端に内蔵された超音波トランスデ
ューサ62が把持部63内に収納された回転駆動手段6
4により駆動軸65及びギア66,67を介してセクタ
方向に回転駆動される。
【0005】超音波トランスデューサ62の周囲には樹
脂性の保護カバー68が設けられ、外部からの接触等に
対して超音波トランスデューサ62を保護する構造にな
っている、保護カバー68内には超音波を伝達するため
の液体69が充填されている。
【0006】機械走査式超音波探触子60は、超音波ト
ランスデューサ62をセクタ方向に回転駆動しながら超
音波トランスデューサ62に超音波の送受信を行わせる
ことにより、セクタ走査を行い、超音波トランスデュー
サ62が受信した超音波信号をヘッドアンプ70で増幅
してケーブル71から外部の超音波観測装置に出力して
いる。
【0007】図4は従来のラジアル走査を行う機械走査
式超音波探触子を示す断面図である。
【0008】図4において、機械走査式超音波探触子8
0は、挿入部81の先端に内蔵された超音波トランスデ
ューサ82が把持部83内に収納された回転駆動手段8
4により駆動軸85を介してラジアル方向に回転駆動さ
れる。
【0009】超音波トランスデューサ82の周囲には樹
脂性のカバー88が設けられ、保護カバー内には超音波
を伝達するための液体89が充填されている。
【0010】機械走査式超音波探触子80は、超音波ト
ランスデューサ82をラジアル方向に回転駆動しながら
超音波トランスデューサ82に超音波の送受信を行わせ
ることにより、ラジアル走査を行う。
【0011】通常、このような機械走査式超音波探触子
を使用した手技には、図3のセクタ方向に回転する超音
波トランスデューサを用いた診断と、図4のラジアル向
に回転する超音波トランスデューサを用いた診断があ
り、各々異なる診断効果を持つ。ところが、各々の手技
には専用の機械走査式超音波探触子を使用するため、術
者は図3及び図4に示した様な2種類の超音波探触子を
用意せねばならず、また、術中に交換が必要になるため
診断作業が煩雑になると同時に、患者に対する負担が大
きいという問題が有つた。
【0012】このような問題点を解消する手段として、
実公平5−25604号公報に記載の空洞内超音波走査
装置が提案されている。本装置においては、挿入部先端
にラジアル方向及びセクタ方向の回転方向をそれぞれ持
つセクタ走査用及びラジアル走査用超音波トランスデュ
ーサを有し、これら2つの超音波トランスデューサを一
つのモータを用いて同時に回転駆動するため、超音波探
触子を交換することなく、一度の手技で診断が行え、上
述のような問題は解消できる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】実公平5−25604
号公報の従来例においては、超音波トランスデューサの
回転機構を挿入部先端に取り付けられたケース上に配置
している。このため、構造上セクタ回転機構を支持する
部材がラジアル走査面の一部を遮うことになり、ラジア
ル方向の超音波トランスデューサが360°全周走査が
行えず、十分な診断効果が得られないという問題があ
る。
【0014】また、この従来例においては、セクタ回転
機構を支持する部材をラジアル走査用超音波トランスデ
ューサが回転する範囲より外側に配置する必要があり、
結果として保護カバーまでの距離が大きくなり、周辺に
充填された液体の影響で超音波信号が大きく減衰してし
まうという間題があった。
【0015】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり、ラジアル走査とセクタ走査の双方が可能であると
ともに、360゜全周のラジアル走査が可能で、さら
に、保護カバーの保護効果を十分に確保した上で、超音
波信号の減衰を抑えることができる機械走査式超音波探
触子を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の機械走査式超音
波探触子は、挿入部先端側にラジアル方向及びセクタ方
向の回転方向をそれぞれ持つラジアル走査用及びセクタ
走査用超音波トランスデューサを有し、これら2つの超
音波トランスデューサを一つのモータを用いて同時に回
転駆動する機械走査式超音波探触子であって、先端側の
側面に前記ラジアル走査用超音波トランスデューサが取
り付け固定され、後端側に前記モータからの動力が伝達
されて回転する駆動軸と、この駆動軸のラジアル走査用
超音波トランスデューサ取り付け部を含む先端側をその
先端から突出させた状態で、前記駆動軸を内蔵する支持
管と、前記セクタ走査用超音波トランスデューサをセク
タ方向に回転可能な状態で挿入部先端側に支持する支持
部材と、前記駆動軸からの回転力を前記セクタ走査用の
超音波トランスデューサに伝達して回転させる振動子回
転機構と、超音波を透過する材質で形成され、前記駆動
軸の先端側の側面及び前記ラジアル走査用超音波トラン
スデューサを覆った状態で、前記支持管の先端と前記支
持部材との間を接続固定するラジアル走査部保護カバー
と、超音波を透過する材質で形成され、前記支持部材の
挿入部先端側及び前記セクタ走査用超音波トランスデュ
ーサを覆った状態で、前記支持部材に取り付けられるセ
クタ走査部保護カバーと、を具備したことを特徴とす
る。
【0017】この構成によれば、ラジアル走査とセクタ
走査の双方が可能であるとともに、ラジアル走査部保護
カバーで前記支持管の先端と前記支持部材との間を接続
固定するので、セクタ走査用超音波トランスデューサセ
クタの回転機構を支持する支持部材がラジアル走査面を
覆うことがなく、360゜全周のラジアル走査が可能で
あるとともに、ラジアル走査部保護カバーの細径化が可
能で、保護カバーの保護効果を十分に確保した上で、超
音波信号の減衰を抑えることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0019】図1及び図2は本発明に係る機械走査式超
音波探触子の実施の形態の概略を示し、図1は断面図、
図2は外観の側面図である。
【0020】まず、図2を用いて機械走査式超音波探触
子の全体構成を示す。
【0021】図2において、機械操作式超音波探触子1
は、患者の体内に挿入するための挿入部2を、術者が操
作するために握る把持部3の前側に取り付けている。
【0022】前記挿入部2の先端側には、セクタ走査部
保護カバー20aとラジアル走査部保護カバー20bと
が設けられている。
【0023】次に、図1を用いて機械走査式超音波探触
子1の内部構造について説明する。
【0024】本実施の形態の機械走査式超音波探触子1
は、挿入部2先端側にセクタ方向及びラジアル方向の回
転方向をそれぞれ持つセクタ走査用及びラジアル走査用
超音波トランスデューサ8a,8bを有し、これら2つ
の超音波トランスデューサ8a,8bを回転駆動手段5
の一つのモータを用いて同時に回転駆動する機械走査式
超音波探触子1であって、先端側の側面に前記ラジアル
走査用超音波トランスデューサ8bが取り付け固定さ
れ、後端側に前記モータからの動力が伝達されて回転す
る駆動軸14と、この駆動軸14のラジアル走査用超音
波トランスデューサ8b取り付け部を含む先端側をその
先端から突出させた状態で、前記駆動軸14を内蔵する
支持管30と、前記セクタ走査用超音波トランスデュー
サ8aをセクタ方向に回転可能な状態で挿入部2先端側
に支持する支持部材21と、前記駆動軸14からの回転
力を前記セクタ走査用の超音波トランスデューサ8aに
伝達して回転させる振動子回転機構(ギア11,12)
と、超音波を透過する材質で形成され、前記駆動軸14
の挿入部2先端側の側面及び前記ラジアル走査用超音波
トランスデューサ8bを覆った状態で、前記支持管30
の先端と前記支持部材21との間を接続固定するラジア
ル走査部保護カバー20bと、超音波を透過する材質で
形成され、前記支持部材21の挿入部2先端側及び前記
セクタ走査用超音波トランスデューサ8aを覆った状態
で、前記支持部材21に取り付けられるセクタ走査部保
護カバー20aと、を具備している。
【0025】把持部3は、回転駆動手段5と回転位置検
出手段7とを収納し、その内部が挿入部2の支持管30
と内側と連通している。
【0026】前記挿入部2の先端側には超音波を送受波
するセクタ走査用超音波トランスデューサ8aが支持部
材21に回動可能に取り付けられている。セクタ走査用
超音波トランスデューサ8aの一方の側の回転軸にはス
リップリング9が設けられ、このスリップリング9は前
記超音波トランスデューサ8aと電気的に接続してい
る。支持部材21には、スリップリング9と接触するブ
ラシ10が設けられている。ブラシ10は、ケーブル2
5を介して把持部3のヘッドアンプ17に接続してお
り、セクタ走査用超音波トランスデューサ8aからの超
音波信号がヘッドアンプ17に供給さるようになってい
る。セクタ走査用超音波トランスデューサ8aの一方の
側の回転軸にはギヤ11が取り付け固定されている。ギ
ヤ11は、駆動軸14の先端に取り付け固定したギヤ1
2と咬合している。
【0027】駆動軸14の先端側の側面にはラジアル走
査用超音波トランスデューサ8bが固定されている。さ
らに駆動軸14の途中には前記ラジアル走査用超音波ト
ランスデューサ8bと駆動軸14を介して電気的に接続
するためのスリップリング23が接続されている。スリ
ップリング23は図示しないブラシ及びケーブル26を
介して把持部3のヘッドアンプ17に接続しており、ラ
ジアル走査用超音波トランスデューサ8bからの超音波
信号がヘッドアンプ17に供給さるようになっている。
【0028】また、前記支持部材21と駆動軸14の間
には前記駆動軸14の回転を安定させるための軸受22
が設けられている。
【0029】支持管30の先端側には、駆動軸14との
間に液密性を保つためのパッキン31と前記駆動軸14
の回転を安定させるための軸受32が固定されている。
【0030】前記挿入部2の外面は樹脂性のセクタ走査
用及びラジアル走査用保護カバー20a,20bで覆わ
れている。前記保護カバー20bは前記ラジアル走査用
超音波トランスデューサ8bとの隙間が最小になるよう
に前記保護カバー20aと比較して外径が小さくなって
いる。
【0031】また前記保護カバー20a、20bで覆わ
れた内側には、超音波信号の伝達効率を上げるための液
体24が充填されている。
【0032】さらに前記把持部3には、前記超音波トラ
ンスデューサ8a,8bからの超音波信号を増幅するヘ
ッドアンプ17と前記回転駆動手段5の回転制御を行う
制御基板18が備えられている。
【0033】前記把持部3の後方には前記機械操作式超
音波探触子1と図示しない超音波観測装置を接続するた
めの接続コード19が延出している。
【0034】このように構成された実施の形態の作用を
説明する。
【0035】まず、術者は把持部3を握り、前記挿入部
2を患者の体内に挿入する。次に回転駆動手段5を回転
させると回転駆動手段5に取り付けられた駆動軸14を
介してギヤ12を回転させる。その際、ラジアル走沓用
超音波トランスデューサ8bは駆動軸14の回転に伴っ
て回転する。さらにギヤ12の回転はギヤ11に伝達さ
れセクタ走査用超音波トランスデューサ8aが回転す
る。同時に駆動軸14に取り付けられた回転位置検出手
段7も回転し、回転位置信号を超音波観測装置に伝え
る。超音波観測装置からの信号により、セクタ走査用超
音波トランスデューサ8a或いはラジアル走査用超音波
トランスデューサ8bからは超音波が発射され患者の体
内を走査する。各々の信号はスリップリング9、23を
介して取出され、ケーブル25、26を経由してヘッド
アンプ17に伝達された後、超音波観測装置に送られ
る。走査した画像は回転位置信号の情報を基にして超音
波観測装置のモニターに表示される。
【0036】このように本実施の形態によれば、一つの
モータで同時に直交する2つの走査面の走査が可能なた
め、診断の際に術者は交換のための2種類の超音波探触
子を用意する必要なく、作業が容易になると同時に、患
者に対する負担を低減させることが可能になる。
【0037】また、本実施の形態では、前記挿入部2を
セクタ走査部とラジアル走査部を各々独立した保護カバ
ー20a,20bで覆い、セクタ走査のための振動子回
転機構と支持部材21をラジアル走査部を覆う保護カバ
ー20bの先端側に形成し、セクタ走査部を保護カバー
20bを支持部材21の先端側に取り付けたことによ
り、ラジアル走査においては360°全周の走査が可能
になる。この場合、ラジアル走査面にケーブル25が介
在するが、ケーブル25はラジアル走査用超音波トラン
スデューサ8bの開口面積にくらべて十分小さいので、
ほとんど影響がない。
【0038】また、本実施の形態では、ラジアル走査用
トランスデューサ8bを覆う保護カバー20bの外径を
小さくしたため、ラジアル走査用トランスデューサ8b
から発振される超音波信号の減衰の影響を小さくするこ
とができ明瞭な画像が得られる。
【0039】ところで、実公平5‐25604号公報の
従来例においては、セクタ走査用振動子を回転駆動させ
る駆動軸の軸受が駆動ギヤから離れているため、駆動ギ
ヤが安定して回転せず、耐久性に間題があった。しかし
ながら、本発明の実施の形態では、セクタ走査用超音波
トランスデューサ8a及びラジアル走査用トランスデュ
ーサ8bを駆動軸14によって回転可能に配置し、支持
部材21に軸受22を設け駆動軸14を貫通支持させる
ことで、駆動軸14の回転が安定するため、耐久性が向
上できる。
【0040】[付記]以上詳述したような本発明の上記
実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができ
る。
【0041】(1) 挿入部先端側にラジアル方向及び
セクタ方向の回転方向をそれぞれ持つラジアル走査用及
びセクタ走査用超音波トランスデューサを有し、これら
2つの超音波トランスデューサを一つのモータを用いて
同時に回転駆動する機械走査式超音波探触子であって、
先端側の側面に前記ラジアル走査用超音波トランスデュ
ーサが取り付け固定され、後端側に前記モータからの動
力が伝達されて回転する駆動軸と、この駆動軸のラジア
ル走査用超音波トランスデューサ取り付け部を含む先端
側をその先端から突出させた状態で、前記駆動軸を内蔵
する支持管と、前記セクタ走査用超音波トランスデュー
サをセクタ方向に回転可能な状態で挿入部先端側に支持
する支持部材と、前記駆動軸からの回転力を前記セクタ
走査用の超音波トランスデューサに伝達して回転させる
振動子回転機構と、超音波を透過する材質で形成され、
前記駆動軸の先端側の側面及び前記ラジアル走査用超音
波トランスデューサを覆った状態で、前記支持管の先端
と前記支持部材との間を接続固定するラジアル走査部保
護カバーと、超音波を透過する材質で形成され、前記支
持部材の挿入部先端側及び前記セクタ走査用超音波トラ
ンスデューサを覆った状態で、前記支持部材に取り付け
られるセクタ走査部保護カバーと、を具備したことを特
徴とする機械走査式超音波探触子。
【0042】(2) 前記ラジアル走査部保護カバーの
直径をセクタ走査部保護カバーより小さくしたことを特
徴とする付記1に記載の機会走査式超音波探触子。
【0043】(3) 前記支持部材と前記駆動軸の間に
軸受を設けたことを特徴とする付記1に記載の機械操作
式超音波探触子。
【0044】
【発明の効果】以上述べた様にこの発明によれば、ラジ
アル走査とセクタ走査の双方が可能であるとともに、ラ
ジアル走査部保護カバーで前記支持管の先端と前記支持
部材との間を接続固定するので、セクタ走査用超音波ト
ランスデューサの回転機構を支持する支持部材がラジア
ル走査面を覆うことがなく、360゜全周のラジアル走
査が可能であるとともに、ラジアル走査部保護カバーの
細径化が可能で、保護カバーの保護効果を十分に確保し
た上で、超音波信号の減衰を抑えることができ、小型で
操作性のよい機械走査式超音波探触子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る機械走査式超音波探触子の実施の
形態を示す断面図。
【図2】図1の機械走査式超音波探触子の外観の側面図
【図3】従来のセクタ走査を行う機械走査式超音波探触
子を示す断面図。
【図4】従来のラジアル走査を行う機械走査式超音波探
触子を示す断面図。
【符号の説明】
1…機械走査式超音波探触子 2…挿入部 5…回転駆動手段 8a…セクタ走査用超音波トランスデューサ 8b…ラジアル走査用超音波トランスデューサ 11,12…ギア 14…駆動軸 20a…セクタ走査部保護カバー 20b…ラジアル走査部保護カバー 21…支持部材 30…支持管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 挿入部先端側にラジアル方向及びセクタ
    方向の回転方向をそれぞれ持つラジアル走査用及びセク
    タ走査用超音波トランスデューサを有し、これら2つの
    超音波トランスデューサを一つのモータを用いて同時に
    回転駆動する機械走査式超音波探触子であって、 先端側の側面に前記ラジアル走査用超音波トランスデュ
    ーサが取り付け固定され、後端側に前記モータからの動
    力が伝達されて回転する駆動軸と、 この駆動軸のラジアル走査用超音波トランスデューサ取
    り付け部を含む先端側をその先端から突出させた状態
    で、前記駆動軸を内蔵する支持管と、 前記セクタ走査用超音波トランスデューサをセクタ方向
    に回転可能な状態で挿入部先端側に支持する支持部材
    と、 前記駆動軸からの回転力を前記セクタ走査用の超音波ト
    ランスデューサに伝達して回転させる振動子回転機構
    と、 超音波を透過する材質で形成され、前記駆動軸の先端側
    の側面及び前記ラジアル走査用超音波トランスデューサ
    を覆った状態で、前記支持管の先端と前記支持部材との
    間を接続固定するラジアル走査部保護カバーと、 超音波を透過する材質で形成され、前記支持部材の挿入
    部先端側及び前記セクタ走査用超音波トランスデューサ
    を覆った状態で、前記支持部材に取り付けられるセクタ
    走査部保護カバーと、 を具備したことを特徴とする機械走査式超音波探触子。
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