JP2003052696A - 回転式超音波プローブ - Google Patents

回転式超音波プローブ

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JP2003052696A
JP2003052696A JP2001248612A JP2001248612A JP2003052696A JP 2003052696 A JP2003052696 A JP 2003052696A JP 2001248612 A JP2001248612 A JP 2001248612A JP 2001248612 A JP2001248612 A JP 2001248612A JP 2003052696 A JP2003052696 A JP 2003052696A
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coil
ultrasonic probe
vibrator
tip
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JP2001248612A
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English (en)
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Toshio Sakamoto
利男 坂本
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Fujinon Corp
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転式の超音波プローブにおいて、超音波振
動子を遠隔操作で回転駆動するための密着コイルそのも
のに振動子取付部を形成することにより、超音波振動子
の取付部の構成を簡略化し、かつ先端側における硬質部
分の軸線方向の長さを短縮する。 【解決手段】 可撓性スリーブ20の先端に先端キャッ
プ21を連結して設けたプローブ本体11には、その先
端キャップ21内に超音波振動子22が装着されてお
り、この超音波振動子22は、密着コイル23の先端部
をプレス手段等でコイルを圧縮変形した上でハンダ30
により硬質化させることにより振動子取付部24が形成
され、この振動子取付部24の取付面24aはさらに接
着剤31により平面化されて、超音波振動子22が固着
される。また、密着コイル23の先端部分も硬質筒部2
5も同様に硬質化処理されて、可撓性スリーブ20の内
面に装着した滑り軸受26と摺接させるようにしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、体内に挿入され、回転
方向に超音波走査を行う細径の回転式超音波プローブに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】体内に挿入される挿入部の先端に超音波
振動子を設けて、この超音波振動子を遠隔操作により回
転駆動する間に、体内に向けて超音波の送信を行い、体
内組織の断層部からの反射エコーを受信して電気信号に
変換し、この電気信号を超音波観測装置に伝送して所定
の信号処理を行った上で超音波画像を取得するようにし
た、所謂体腔内挿入式の超音波プローブは従来から知ら
れている。この超音波プローブは直接体腔内に挿入する
こともできるが、一般的には、内視鏡をガイド手段とし
て体腔内に挿入されるようになっている。
【0003】この種の超音波プローブとしては、例えば
特開平11−276486号公報に示された構成のもの
が従来から知られている。この公知の超音波プローブの
先端部分の構成を図9に示す。同図において、1は可撓
性スリーブ、2はこの可撓性スリーブ1の先端に連結し
た先端キャップである。3は超音波振動子であり、この
超音波振動子3は先端キャップ2の内部において、回転
支持部材4に取り付けられている。回転支持部材4は、
超音波振動子3が装着される振動子取付部4aを有し、
この振動子取付部4aは平坦面を有するものである。振
動子取付部4aの基端側の部位は円筒形の連結部4bと
なっており、この連結部4bには超音波振動子3を装着
した回転支持部材4を遠隔操作で回転駆動するためのフ
レキシブル回転伝達部材としての密着コイル5が連結さ
れている。密着コイル5は金属線材を密着巻きしてなる
ものであり、必要に応じて2重乃至3重のコイルを形成
するか、単一のコイルで形成する場合には、数本の線材
を同時に巻回した、所謂多条のコイルを構成するのが一
般的である。密着コイル5の先端部分は回転支持部材4
における連結部4bの内部に挿入されており、外部から
のスポット溶接等の手段で連結状態に固定する構成とし
ている。
【0004】このように構成することによって、密着コ
イル5の基端部を可撓性スリーブ1内で軸回りに回転さ
せると、その回転が先端にまで伝達されて、この密着コ
イル5の先端部が固着され、超音波振動子3が装着され
ている回転支持部材4が回転する。この回転支持部材4
が回転する間に、それに装着した超音波振動子3から所
定の角度毎に超音波パルスを送信し、体内組織断層部か
らの反射エコーを受信することによって、この超音波振
動子3が回転方向に走査されることになる。また、超音
波振動子3には信号ケーブル6が接続されるが、この信
号ケーブル6は密着コイル5の内部に挿通するようにし
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した構
成を有する超音波プローブは内視鏡の処置具挿通チャン
ネル等の内部に挿入される関係から、できるだけ細径化
する必要がある。このために、超音波振動子を支持する
回転支持部材のサイズも小さいものとしなければならな
い。回転支持部材は、超音波振動子が装着される平坦面
を備えた振動子取付部に筒状の連結部を連設したもので
あり、しかもケーブルを挿通させる関係から、連結部は
中空の部材で形成する必要がある。さらに、連結部には
密着コイルが挿入されるが、回転支持部材と密着コイル
との軸線方向の位置を規制するために、連結部内に段差
壁を設けて、密着コイルの端部をこの段差壁に突き当て
るようにしている。従って、回転支持部材は複雑な形状
であり、かつサイズも小さいことから、その製造及び加
工が極めて面倒になる。
【0006】また、超音波プローブにおける先端キャッ
プの内部に設けた回転支持部材は硬質部材である。この
硬質部材の寸法が軸線方向に長くなると、その挿入操作
性が悪くなる。例えば、曲がった挿入経路に挿入するの
が困難になり、また内視鏡の挿入部において、その先端
近傍に設けたアングル部を湾曲させた状態で、処置具挿
通チャンネルに超音波プローブを挿通させるのが困難に
なる。回転支持部材の軸線方向の長さとしては、超音波
振動子が装着される振動子取付部に加えて、密着コイル
の先端部分が挿入される部分が必要となる。ここで、密
着コイルは回転支持部材に回転を伝達するためのもので
あるから、その間の固着強度を高める必要がある。通
常、密着コイルの回転支持部材における連結部との間
は、連結部の外面側から複数箇所スポット溶接を行うこ
とにより固定される。従って、固着強度を高めるには、
できるだけ多数の溶接個所を形成しなければならない。
このためには、連結部と密着コイルとの嵌合長を長くす
る必要があり、その分だけ超音波プローブの軸線方向に
おける硬質部の全長が長くなってしまう。
【0007】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、回転式の超音波プロ
ーブにおいて、超音波振動子の取付部の構成を簡略化す
ると共に、先端側における硬質部分の軸線方向の長さを
短縮できるようにすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、可撓性スリーブの内部に、先端に超
音波振動子が装着され、この超音波振動子を遠隔操作で
回転駆動するための密着コイルを挿通させた超音波プロ
ーブであって、前記密着コイルの先端に硬質化された平
面を有し、前記超音波振動子が装着される振動子取付部
を形成する構成としたことをその特徴とするものであ
る。
【0009】回転力を伝達するフレキシブルシャフトと
しての密着コイルの先端部分を平面化すると共に硬質化
することによって、この密着コイル自体を超音波振動子
の取付部として機能させるようにしている。この平面化
は、好ましくは密着コイルの軸線と直交する方向にプレ
ス手段により圧縮変形させるようにする。プレスによる
密着コイルの圧縮変形させた形状としては、概略半円以
下の円弧形状の凹部とするか、またはほぼ平面形状とす
る。凹状にプレスする場合には、その凹部内に充填物を
装着することにより表面が平面となる。密着コイルは、
本来、曲げ方向に可撓性を有することから、振動子取付
部を硬質化する必要がある。この硬質化は、密着コイル
のピッチ間にハンダを流し込む方式を採用することがで
きる。また、接着剤を充填することによっても、硬質化
は可能である。
【0010】単一の密着コイルを用いる場合には、その
先端部分を平面化し、硬質化するように加工する。ま
た、2重乃至それ以上の密着コイルで構成する場合に
は、内外いずれか一方の密着コイルを加工する。密着コ
イルを圧縮変形させると、幅が広がることから、コイル
径の小さい内側の密着コイルを圧縮変形する方が有利で
ある。さらに、振動子取付部のみを硬質化するのではな
く、円形の部分もある程度の長さだけ硬質化する方が望
ましい。これによって、可撓性スリーブの内面にリング
状の滑り軸受を装着して、この軸受に密着コイルの先端
における硬質部分を摺接させるようにすると、振動子取
付部の回転を円滑に行わせ、振動等の発生を防止するこ
とができる。そして、密着コイルの硬質化をハンダによ
り行うようになし、円形の部分の硬質化部の外面を研磨
すると、さらに研磨後に摩擦低減を図るためのめっきを
施すと、滑り軸受に対する摺動がより円滑になる。な
お、この摺動面は、例えば密着コイルの先端部分にリン
グを嵌合させるようにしても形成できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。なお、以下の実施例におい
ては、内視鏡の処置具挿通チャンネルをガイドとして体
腔内に挿入される超音波診断装置であって、その挿入部
を操作部に着脱可能に連結するように構成したものを示
すが、本発明の超音波診断装置はこれに限定されるもの
ではなく、体腔内に直接挿入されるもの等としても構成
することができる。
【0012】而して、図1には、超音波プローブ10を
内視鏡に挿通させた状態を示す。図中において、Sは内
視鏡であり、内視鏡Sは本体操作部Tに体腔内への挿入
部Pを連設してなるものであり、この挿入部Pの先端部
には、周知のように、照明窓及び観察窓からなる内視鏡
観察手段が装着されている。本体操作部Tから挿入部P
の先端に至るまでの部位には、鉗子その他の処置具を挿
通するための処置具挿通チャンネルCが設けられてお
り、この処置具挿通チャンネルCの先端は、照明窓,観
察窓等を設けた部位の近傍に処置具導出口として開口し
ている。
【0013】超音波プローブ10は細径の長尺部材から
なるプローブ本体11と走査ユニット12とを有し、プ
ローブ本体11の基端部は走査ユニット12に着脱可能
に接続されるものである。走査ユニット12は超音波観
測装置13及びそのモニタ14が装着されているラック
15に連結して設けたアーム16に取り付けられてい
る。この走査ユニット12からはコード17が延出され
ており、コード17はラック15に設置した超音波観測
装置13に着脱可能に接続される。なお、走査ユニット
は内視鏡Sの本体操作部Tに装着されるように構成して
も良い。
【0014】図2にプローブ本体11の先端部分の断面
を示す。プローブ本体11は、電気絶縁性の良好で、曲
げ方向に可撓性を有する樹脂製のチューブで形成した可
撓性スリーブ20を有し、この可撓性スリーブ20の先
端には、音響特性に優れ、保形性の良好な部材からなる
先端キャップ21が連結して設けられている。従って、
プローブ本体11は先端キャップ21により先端が閉塞
された構造を有するものである。先端キャップ21内に
は超音波振動子22が設けられている。この超音波振動
子22は回転方向に走査する回転式超音波プローブであ
り、超音波振動子22は走査ユニット12内に設けたモ
ータ等の駆動手段により回転駆動されるようになってい
る。このために、走査ユニット12から可撓性スリーブ
20内を通り、先端キャップ21の内部に延在させたフ
レキシブル回転伝達シャフトとしての密着コイル23が
設けられている。この密着コイル23は金属線材を密巻
き螺旋状に巻回することにより形成される。なお、走査
ユニット12内には、前述したモータ等の駆動手段に加
えて、超音波振動子22の回転角を検出するエンコーダ
が装着されているが、この走査ユニット12の内部構成
は、従来から周知であるので、その図示及び説明は省略
する。
【0015】而して、密着コイル23の先端部分には、
例えば図3または図4に示したように、プレス手段等に
よりコイルを圧縮変形させ、かつ平面化させ、さらに硬
質化させることによって、振動子取付部24を形成し
て、この振動子取付部24上に超音波振動子22を設置
する。ここで、図3では振動子取付部24は凹湾曲形状
となされており、また図4では平面形状としている。
【0016】しかも、図2に示したように、密着コイル
23における硬質化された振動子取付部24に連なり、
圧縮変形されておらず、円形状となっている部分であっ
て、所定の長さ分は密着コイル23も硬質化させた硬質
筒部25を形成する。この硬質筒部25を可撓性スリー
ブ20の先端部内面に固着して設けたリング状の滑り軸
受26と摺接させるためのものである。さらに、振動子
取付部24に装着した超音波振動子22には信号ケーブ
ル27が接続されるが、この信号ケーブル27は、密着
コイル23の硬質筒部25内に導かれて、この密着コイ
ル23内を通って走査ユニット12内まで延在させてい
る。
【0017】このように構成することによって、走査ユ
ニット12内において、密着コイル23を、その軸回り
に回転駆動させると、可撓性スリーブ20でこの回転力
が密着コイル23の先端にまで伝達されて、超音波振動
子22を装着した振動子取付部24が回転することにな
る。そして、超音波振動子22の回転中において、所定
の角度毎に超音波パルスを体内に向けて送信し、その反
射エコーを受信することによって、回転方向の走査、つ
まりラジアル超音波走査が行われる。
【0018】密着コイル23の先端部分を加工すること
により超音波振動子22を装着する振動子取付部24を
構成しているので、密着コイルの先端に超音波振動子を
装着する回転支持部材等を設ける必要がなくなる。従っ
て、部品点数を少なくすることができ、全体としての超
音波プローブ10の構成が簡略化される。また、超音波
振動子22は密着コイル23に直接取り付けられている
ので、この超音波振動子22を回転駆動する際に、それ
を安定的に保持し、回転方向以外の動きを規制しなけれ
ばならない。このために、可撓性スリーブ20に滑り軸
受26を装着して、硬質筒部25を摺接させるようにし
ている。従って、密着コイル23には何等の部材も連結
していないので、滑り軸受26への嵌合長さを最小限に
抑制することができる。その結果、超音波プローブ10
の先端硬質部長を短縮できるようになり、体腔内への挿
入操作性、内視鏡Sの処置具挿通チャンネルCへの挿入
操作性が著しく良好になる。
【0019】密着コイル23は曲げ方向に可撓性を持っ
ているので、プレスにより圧縮変形させた上で硬質化処
理が行われる。また、滑り軸受26と摺接する硬質筒部
25も同様に硬質化処理される。これら振動子取付部2
4及び硬質化筒部25の硬質化処理は、接着剤を用いる
こともできるが、より確実に固形化するために、ハンダ
30により密着コイル23のピッチ間隔を埋めるように
する。これによって、硬質化筒部25から振動子取付部
24までの部分が完全に硬質部分となり、外力等が作用
しても、容易には変形することがなくなる。従って、振
動子取付部24上に超音波振動子22を極めて安定的に
装着されて、その損傷を確実に防止でき、また密着コイ
ル23に滑り軸受26に摺接する硬質筒部25を設ける
ことにより、密着コイル23の回転中に超音波振動子2
2を装着した振動子取付部24が振動等が発生するおそ
れはない。
【0020】密着コイル23の先端に形成した硬質化筒
部25は、超音波振動子22を回転駆動する際に、可撓
性スリーブ20の内面に装着した滑り軸受26と摺接さ
せるためのものである。従って、円滑な摺動を可能にす
るために、硬質化筒部25の外周面は真円形状であっ
て、凹凸がないように形成されなければならない。この
ために、密着コイル23の円形の部分におけるピッチ間
隔をハンダ30により埋めるが、その後に外面側を研磨
加工することによって、さらに必要に応じてこの外面に
摩擦低減を図るための硬質化めっき処理を施すことによ
り、滑り軸受26に対する摺動面を形成するのが望まし
い。その結果、密着コイル23の回転は、超音波振動子
22を装着した振動子取付部24にまで確実に伝達され
ることになり、かつ超音波振動子22の回転時に振動等
が生じるのを防止される。これによって、回転方向の超
音波走査を極めて安定的に行うことができる。
【0021】ところで、密着コイル23の外径は滑り軸
受26の内径とほぼ一致しており、先端キャップ21の
内径より小さくなっている。そこで、図5に示したよう
に、プレスにより圧縮変形させて、振動子取付部24を
形成する際に、その曲率半径を大きくして、密着コイル
23を回転させた時に、振動子取付部24が先端キャッ
プ21の内面に対して非接触状態で、しかもこの内面に
近接する幅を持たせるようにするのが望ましい。これに
よって、振動子取付部24における取付面24aのスペ
ースが大きくなり、この振動子取付部24に装着される
超音波振動子22のサイズを大きくできて、超音波振動
子22の感度向上等が図られる。
【0022】密着コイル23は金属で形成されており、
またこの密着コイル23を硬質化するために、やはり金
属からなるハンダ30を用いていることから、振動子取
付部24には、超音波振動子22を電気的に絶縁した状
態にして装着しなければならない。図2に示したものに
あっては、振動子取付部24を形成するために、密着コ
イル23の先端部分をプレスした時に、表面側である振
動子取付面24aとなる部位の形状は凹湾曲形状として
いる。従って、この凹部には接着剤31を充填すること
によって平面化させて、この平面部分に超音波振動子2
2を載置して、接着剤31の作用で固着している。これ
によって、超音波振動子22は振動子取付部24に対す
る固着強度が高められると共に、全体が導電性を有する
部材である密着コイル23に対して超音波振動子22を
電気的に絶縁した状態で支持される。
【0023】次に、図6乃至図8には、本発明の第2の
実施の形態が示されている。この第2の実施の形態で
は、図6に示したように、可撓性スリーブ120内に配
置される密着コイル123としては、内側密着コイル1
23aと、外側密着コイル123bとの2重コイルで構
成されている。そして、内側密着コイル123aは、外
側密着コイル123bより所定の長さ分だけ長くして、
この内側密着コイル123aにおける外側密着コイル1
23bの先端からの突出部分を上下からプレスすること
によって、図7に示したように、扁平形状の振動子取付
部124が形成されており、この振動子取付部124に
超音波振動子122が装着されている。また、この振動
子取付部124には、そのピッチ間隔をハンダ130
(若しくは接着剤)で埋めることにより硬質化させてい
る。
【0024】内側密着コイル123aは外側密着コイル
123bより小径であり、かつ外側密着コイル123b
は可撓性スリーブ120内に設けた滑り軸受126の外
径より小径のものであから、先端キャップ121の内径
と、内側密着コイル123aの外径との径差はかなり大
きいものとなっている。振動子取付部124を形成する
ために、内側密着コイル123aがプレス手段により押
し潰すようにして扁平化させると、その幅が広がって左
右に張り出すようになる。しかしながら、内側密着コイ
ル123aの外径と、先端キャップ121の内径との寸
法差から、図8に示したように、振動子取付部124の
幅寸法を広げて、先端キャップ121の内面に対して非
接触状態となし、かつこの先端キャップ121の内面に
近接した位置まで延在させることができる。このように
振動子取付部124の幅を広くすると、サイズの大きな
超音波振動子122を装着することができる。
【0025】振動子取付部124の取付面124aには
超音波振動子122が直接接触するように取り付けられ
るのではなく、その間に電気絶縁部材を介在させるよう
にする。このために、振動子取付部124はハンダ13
0により硬質化させた上に、前述した第1の実施の形態
と同様に接着剤131を塗布して、この接着剤131に
より超音波振動子122が密着コイル123とは非接触
状態で固定されることになる。
【0026】振動子取付部124の形成部より基端側で
は、内側密着コイル123aは外側密着コイル123b
内に挿入されている。そして、この内外の密着コイル1
23a,123bの嵌合部において、先端側における所
定の長さ分は硬質筒部125とする。この硬質筒部12
5は、内外の密着コイル123a,123b共に硬質化
されており、かつ内側の密着コイル123aと外側の密
着コイル123bとの間も固着することにより一体化さ
せる。このために、両密着コイル123a,123bの
ピッチ間だけでなく、内外の密着コイル123a,12
3bの重なり合った部分にもハンダ130が流し込まれ
る。これによって、内外2重の密着コイル123a,1
23bは、硬質筒部125の部位では実質的に一体とな
った単一の筒部を構成している。また、硬質筒部125
の外周面は外側密着コイル123bからなるものであ
り、従ってこの外側密着コイル123bの外周面を研磨
加工することによって、滑り軸受126に対する摺動面
を形成する。
【0027】以上のように、回転を伝達する密着コイル
として2重コイルで形成することによって、その基端側
から先端側への回転力の伝達がより正確に行われ、回転
遅れ等が生じないだけでなく、左右いずれの方向に回転
させても、その回転力が先端にまで正確に伝達させるこ
とができるようになる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、回転式
の超音波プローブにおいて、超音波振動子を遠隔操作で
回転駆動するための密着コイルそのものに振動子取付部
を形成しているので、超音波振動子の取付部の構成を簡
略化すると共に、先端側における硬質部分の軸線方向の
長さを短縮できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における回転式超音
波プローブを内視鏡に挿通させた状態を示す説明図であ
る。
【図2】超音波プローブの先端部分の断面図である。
【図3】密着コイルの先端に形成される振動子取付部の
第1の好ましい形状を示す外観斜視図である。
【図4】密着コイルの先端に形成される振動子取付部の
第2の好ましい形状を示す外観斜視図である。
【図5】図2のX−X断面図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態を示す密着コイルの
断面図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態における超音波プロ
ーブの先端部分を示す断面図である。
【図8】図7のY−Y断面図である。
【図9】従来技術による超音波プローブの先端部分の断
面図である。
【符号の説明】
10 超音波プローブ 11 プローブ本体 12 走査ユニット 20,120 可撓性スリーブ 21,121 先端キャップ 22,122 超音波振動子 23,123 密着コイル 24,124 振動子取付部 24a,124a 取付面 25,125 硬質筒部 26,126 滑り軸受 27 信号ケーブル 30,130 ハンダ 31,131 接着剤 123a 内側密着コイル 123b 外側密着コイル

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可撓性スリーブの内部に、先端に超音波
    振動子が装着され、この超音波振動子を遠隔操作で回転
    駆動するための密着コイルを挿通させた超音波プローブ
    において、 前記密着コイルの先端に硬質化された平面を有し、前記
    超音波振動子が装着される振動子取付部を形成する構成
    としたことを特徴とする回転式超音波プローブ。
  2. 【請求項2】 前記振動子取付部は前記密着コイルの先
    端部分を概略半円以下の円弧形状の凹部となるように圧
    縮変形させて、この凹部に充填物を充填することにより
    平面化させた超音波振動子の取付面を形成する構成とし
    たことを特徴とする請求項1記載の回転式超音波プロー
    ブ。
  3. 【請求項3】 前記振動子取付部は、前記密着コイルの
    先端部を縮径して、この縮径部を扁平になるように圧縮
    変形させることにより形成する構成としたことを特徴と
    する請求項1記載の回転式超音波プローブ。
  4. 【請求項4】 前記密着コイルは内外2重の密着コイル
    から形成され、これらのうち、内外いずれかの側の密着
    コイルの先端部に前記振動子取付部となる平面部を形成
    する構成としたことを特徴とする請求項1乃至請求項3
    のいずれかに記載の回転式超音波プローブ。
  5. 【請求項5】 前記振動子取付部は前記内側の密着コイ
    ルを圧縮変形させることにより形成したことを特徴とす
    る請求項4記載の回転式超音波プローブ。
  6. 【請求項6】 前記振動子取付部の位置における密着コ
    イルのピッチ間の部位をハンダにより固着することによ
    って硬質化させる構成としたことを特徴とする請求項1
    記載の回転式超音波プローブ。
  7. 【請求項7】 前記密着コイルの円形部分には、その前
    記振動子取付部への連設部から所定の長さ分だけ硬質化
    することによって、硬質筒部を形成する構成としたこと
    を特徴とする請求項6記載の回転式超音波プローブ。
  8. 【請求項8】 前記可撓性スリーブの先端部内面には滑
    り軸受を設け、前記密着コイルの硬質筒部はこの滑り軸
    受に対して摺動する摺動面としたことを特徴とする請求
    項7記載の回転式超音波プローブ。
  9. 【請求項9】 前記密着コイルの前記振動子取付部を構
    成する部位に接着剤を充填することにより硬質化させる
    構成としたことを特徴とする請求項1記載の回転式超音
    波プローブ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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