JP2003052697A - 超音波プローブ - Google Patents
超音波プローブInfo
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Abstract
イルを設けた超音波プローブにおいて、超音波振動子の
電極に第1の端部が接続され、コイルに第2の端部が接
続され、第3の端部が同軸ケーブルに接続される分岐配
線を用いることにより、超音波振動子及びコイルに接続
されるケーブルを無理なくコンパクトに引き回すことが
できるようにする。 【解決手段】 同軸ケーブル58からの配線58a,5
8bは、超音波振動子53の圧電素子53aの表裏両面
に設けた電極59a,59b及びコイル57に電気的に
接続されるが、このために超音波振動子53のバッキン
グ材53c内に2つの分岐配線62a,62bが埋設さ
れ、その3つの端部をa1〜a3,b1〜b3とした時
に、第1の端部a1,b1は圧電素子53aの電極59
a,59bに接続され、また第2の端部a2,b2は基
板55のスルーホール61a,61bに挿通されて、コ
イル57の電極パターン60a,60bと接続され、第
3の端部a3,b3は同軸ケーブル58の配線58a,
58bと接続されている。
Description
型の超音波診断装置として用いられる超音波プローブに
関するものである。
内視鏡等をガイド手段として体腔内に挿入される超音波
プローブを備えたものは、例えば図5に示した構成のも
のが従来から広く使用されている。
1は本体操作部2に体腔内への挿入部3を連設してなる
ものであり、この挿入部3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2から挿入部3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4が設けられており、この処置具挿通
チャンネル4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。
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1の本体操
作部2に装着されるように構成しても良い。
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。ここで、
先端キャップ21は可撓性スリーブ20より大径のもの
である。従って、内視鏡1の処置具挿通チャンネル4に
は、挿入部3の先端側から本体操作部2に向けて挿入す
るようにして装着されるようになっている。
を有するものであって、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
る。また、超音波振動子22は基板24に装着されてお
り、密着コイル23の先端部はこの基板24に連結して
設けた筒体25に接続されている。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した中
空の部材である。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。
3から駆動パルスが送信されて、この駆動パルスにより
体内に向けて超音波が送信される。また、体内組織断層
部分からの反射エコーを受信して電気信号に変換される
が、この電気信号は超音波観測装置13に伝送されて、
所定の信号処理が行われる。従って、超音波振動子22
には同軸ケーブル26が接続されており、この同軸ケー
ブル26は基板24に連結して設けた筒体25内から密
着コイル23の内部に挿通されて走査ユニット12に着
脱可能に接続されるコネクタ27(図5参照)まで延在
される。そして、図7に等価回路として示したように、
同軸ケーブル26の超音波振動子22への接続部の近傍
位置は、両配線26a,26b間にコイル28を設ける
ようにしている。コイル28は超音波振動子22と共に
基板24に装着される。
て、基板24の手前側の位置にコイル28を配置する
と、先端キャップ21の長さが長くなってしまう。先端
キャップ21は硬質部材であるから、この先端キャップ
21が長尺化すると、体腔内への挿入操作性に支障を来
すことになる。以上のことから、従来技術においては、
図6に示したように、基板24の裏面側、つまり超音波
振動子22を装着した側とは反対側の面にコイル28を
取り付けるように構成したものが用いられる。このため
に、基板24の筒体25への連結部に透孔24aを形成
して、筒体25からの同軸ケーブル26は基板24の表
面側から透孔24aを介して裏面側に延在させるように
している。
所定の幅と厚みとを有する圧電素子22aと、超音波の
送受信面側に積層した音響整合層22bと、その反対側
の面に積層させたバッキング材22cとの積層体から構
成される。また、必要に応じて超音波の送受信面には音
響レンズ等が積層される。基板24には、バッキング材
22cが接着等の手段で固着され、もって超音波振動子
22が基板24に装着される。
29a,29bが形成され、これら各電極29a,29
bには配線30a,30bが接続されている。そして、
基板24の裏面には、図8に示したように、コイル28
の端子が接続される電極パターン31a,31bが形成
されており、また基板24におけるこれら電極パターン
31a,31bの形成部にスルーホール32a,32b
が穿設されている。圧電素子22aの両面から延在させ
た配線30a,30bは、これらスルーホール32a,
32bを通って基板24の裏面側に導き出され、ハンダ
付け等の手段によって、電極パターン31a,31bに
接続されて、もってコイル28に電気的に接続されるよ
うになっている。また、密着コイル23から筒体25内
を通した同軸ケーブル26から導出された配線26a,
26bもこの電極パターン31a,31bにハンダ付け
等の手段で接続される。
プ21内において、超音波振動子22の送受信面は先端
キャップ21の軸芯を含む平面に配置するのが望まし
い。圧電素子22a及びバッキング材22cからなる超
音波振動子22の厚み寸法と、基板24の厚み寸法等か
ら、基板24の裏面は先端キャップ21の内面にかなり
近い位置となる。しかも、先端キャップ21の軸線方向
の長さを短縮することから、超音波振動子22は筒体2
5の先端部に近接させている。一方、同軸ケーブル26
は密着コイル23及び筒体25の内部から先端キャップ
21内に導出されるので、この同軸ケーブル26は先端
キャップ21の軸芯乃至その近傍に配置される。従っ
て、この同軸ケーブル26を基板24の裏面側に引き出
すには、筒体25を出た位置で概略90°曲げるように
しなければならず、また基板24の裏面側に回り込んだ
同軸ケーブル26からの配線26a,26bは電極パタ
ーン31a,31bに接続しなければならない。従っ
て、基板24の裏面側に回り込んだ同軸ケーブル26は
さらに90°曲げる必要がある。
2度にわたって概略90°曲げるのには非常に無理があ
り、同軸ケーブル26の引き回しに困難が生じる。特
に、基板24の裏面側で同軸ケーブル26は先端キャッ
プ21の内面側に大きく膨出することになって、先端キ
ャップ21内面に当接する可能性がある状態に組み込ま
れることがある。先端キャップ21の肉厚は薄いもので
あり、従って外部から押圧すると容易に変形することに
なる。
を可撓性スリーブ20内で軸回りに回転駆動することに
よって、超音波振動子22をラジアル方向に走査させる
ようになっているが、超音波振動子22を回転させる
と、基板24の裏面側に回り込ませた同軸ケーブル26
の膨出部分が先端キャップ21の内面と摺接することが
ある。その結果、先端キャップ21を損傷させたり、変
形させるだけでなく、甚だしい場合には、この同軸ケー
ブル26から導出した配線26a,26bの電極パター
ン31a,31bへの接続部に断線が生じる等の不都合
が生じる。
あって、その目的とするところは、超音波振動子が装着
される基板の裏面側にコイルを設けた超音波プローブに
おいて、超音波振動子及びコイルに接続されるケーブル
を無理なくコンパクトに引き回すことができるようにす
ることにある。
ために、本発明は、上下両面に電極を設けた圧電素子の
下面にバッキング材を積層させることにより構成される
超音波振動子を回転可能な基板に装着し、この基板を可
撓性スリーブ内に挿通させた密着コイルと連結し、この
密着コイル内に同軸ケーブルを挿通させて、前記超音波
振動子と接続する構成とした超音波プローブであって、
前記基板の前記超音波振動子の装着面とは反対側の面に
コイルを取り付け、それぞれ前記超音波振動子の電極に
第1の端部が接続され、また前記コイルに第2の端部が
接続された分岐配線を設け、この分岐配線の一部は前記
バッキング材の内部に埋入させ、前記分岐配線の第3の
端部を前記バッキング材の前記密着コイルと対面する側
面から導出させて、前記同軸ケーブルと接続する構成と
したことをその特徴とするものである。
コイルとも電気的に接続されるが、このために3つに分
岐した分岐配線を用いる。この分岐配線の第1の端部は
超音波振動子に、第2の端部はコイルに、さらに第3の
端部は同軸ケーブルに電気的に接続される。コイルは基
板の超音波振動子を装着した面とは反対側の面、つまり
裏面に装着される。従って、分岐配線は、その一部分、
特にコイルに接続される第2の端部側はバッキング材の
内部に埋入される。分岐配線の第3の端部はバッキング
材の密着コイルと対面する側の側面から露出させるよう
になし、密着コイル内に挿通させた同軸ケーブルとこの
側面側で接続する。分岐配線の分岐部はバッキング材の
内部で分岐させるか、またはバッキング材の密着コイル
と対面する側面からの導出部で分岐させるようにする。
施の形態について説明する。超音波診断装置の全体構成
については、図5に示した従来技術のものと格別の差異
はないので、図5と同一または均等な部材については同
一の符号を用い、それらの具体的な構成は省略する。な
お、この図5の超音波診断装置は内視鏡をガイド手段と
して体腔内に挿入するものとしているが、本発明はこの
タイプの超音波診断装置に限定されるものではなく、直
接、あるいは他のガイド手段によりガイドされて、体腔
内に挿入されるものであっても良い。
部分の断面を示す。この超音波プローブ50は、可撓性
スリーブ51の先端に先端キャップ52を連結し、この
先端キャップ52の内部に超音波振動子53が設けら
れ、この超音波振動子53は密着コイル54により遠隔
操作で回転駆動されて、回転方向に走査できるように構
成している。また、大型の超音波振動子53を用いるた
めに、先端キャップ52は、内視鏡1の処置具挿通チャ
ンネル4内に挿通される可撓性スリーブ51の直径より
大きいものとなっている。以上の点については、従来技
術で説明した超音波プローブ10と格別の差異はない。
おり、この基板55の基端部は筒体56に連結されてお
り、密着コイル54の先端部はこの筒体56に直結され
ている。可撓性スリーブ51の内部では筒体56は小径
部56aとなっており、先端キャップ52の内部への延
在部は大径部56bとなっており、大径部56bの先端
面は先端キャップ52の内部に開口しており、この開口
部に基板55が連結されている。
ものと同じ構成のものを使用することができる。即ち、
図1から明らかなように、超音波振動子53は、圧電素
子53aを有し、この圧電素子53aの送受信面側には
音響整合層53bが、また裏面側にはバッキング材53
cが積層されている。そして、バッキング材53cの裏
面が基板55上に接着等の手段で固着される。また、基
板55の裏面側にはコイル57が装着されている。
部から筒体56の小径部56aを通り、その大径部56
bの先端開口部に臨んでいる。この同軸ケーブル58の
内部導体及び外部導体からのそれぞれの配線58a,5
8bは大径部56bの内部に配置されている。配線58
a,58bは、超音波振動子53の圧電素子53aの表
裏両面に設けた電極59a,59b(図3参照)及びコ
イル57に電気的に接続しなければならない。ここで、
コイル57は、図2に示したように、基板55の裏面に
形成した電極パターン60a,60bに接続されてい
る。また、電極パターン60a,60bにおけるコイル
57の搭載部を外した位置において、基板55にはスル
ーホール61a,61bが設けられている。
バッキング材53c内には、2つの分岐配線62a,6
2bが埋設されている。分岐配線62a,62bは共に
絶縁チューブ内に挿通された分岐部を有するものであ
る。各々の分岐配線62a,62bの3つの端部をa1
〜a3,b1〜b3(図1)とした時に、第1の端部a
1,b1は圧電素子53aの電極59a,59bに接続
され、また第2の端部a2,b2は基板55のスルーホ
ール61a,61bに挿通されて、電極パターン60
a,60bと接続されている。さらに、第3の端部a
3,b3は同軸ケーブル58から引き出された配線58
a,58bと接続されている。これによって、図7に示
した回路と同様の構成となる。
bのうち、電極59bはバッキング材53cへの接合面
に形成されているので、分岐配線62bの第1の端部b
1は完全にバッキング材53c内に埋め込まれている。
これに対して、電極59aは圧電素子53aの表面側に
形成されているので、分岐配線62aの第1の端部a1
は圧電素子53aを迂回するようにしてバッキング材5
3cの内部に導かれている。いずれにしろ、分岐配線6
2a,62bの分岐部はバッキング材53cの内部に位
置している。
ケーブル58は密着コイル54の軸線の延長線方向に延
在させた状態で、無理に曲げることなく、その配線58
a,58bを分岐配線62a,62bの端部a3,b3
と容易に接続できる。その結果、同軸ケーブル58の引
き回しを容易に行うことができ、かつ部分的に膨出する
部位が生じることはない。これによって、基板55の裏
面側に突出する部材はコイル57だけになるので、超音
波プローブ50により回転方向に超音波走査を行う際
に、先端キャップ52内に設けた部材がこの先端キャッ
プ52の内面と接触するおそれはない。従って、先端キ
ャップ52の保護が図られる。
a,58bは、バッキング材53cの側面であって、基
板55と連結した筒体56との間で分岐配線62a,6
2bの端部a3,b3と接続されているので、この配線
接続部に外力等が作用することはない。従って、同軸ケ
ーブル58に断線等が生じるおそれがなくなる。さら
に、この配線接続部は筒体56の近傍乃至その大径部5
6bの内部において行われるので、超音波振動子53を
筒体56に近接した位置に配置することができる。その
結果、先端キャップ52の軸線方向の長さ寸法を短縮す
ることができるようになる。ここで、超音波プローブ5
0を内視鏡に組み込んだ時に、その挿入部の先端から少
なくとも先端キャップ52が突出しており、この状態の
まま体腔内に挿入されることになる。従って、先端キャ
ップ52の長さが短縮されると、体腔内への挿入操作性
が良好になる。
示すものであって、この実施の形態においては、分岐配
線162a,162bにおける分岐部は、超音波振動子
153における圧電素子153aの裏面側に積層したバ
ッキング材153cの側面と、筒体との間のスペースの
位置に分岐部が配置されており、この分岐部からコイル
に接続される側の部分がバッキング材153cの内部に
埋設されている。このように構成することによっても、
同軸ケーブルが先端キャップの内部で無理に曲げられる
ことがなくなり、先端キャップの内面側に膨出する部分
を無くすことができる。
振動子が装着される基板の裏面側にコイルを設けた超音
波プローブにおいて、超音波振動子及びコイルに接続さ
れるケーブルを無理なくコンパクトに引き回すことがで
きる等の効果を奏する。
ブにおける先端部分の断面図である。
る。
である。
て、超音波振動子及び一部がそのバッキング材の内部に
設けられる分岐配線を示す構成説明図である。
超音波プローブを備えた超音波診断装置の全体構成図で
ある。
面図である。
合の等価回路図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 上下両面に電極を設けた圧電素子の下面
にバッキング材を積層させることにより構成される超音
波振動子を回転可能な基板に装着し、この基板を可撓性
スリーブ内に挿通させた密着コイルと連結し、この密着
コイル内に同軸ケーブルを挿通させて、前記超音波振動
子と接続する構成とした超音波プローブにおいて、 前記基板の前記超音波振動子の装着面とは反対側の面に
コイルを取り付け、 それぞれ前記超音波振動子の電極に第1の端部が接続さ
れ、また前記コイルに第2の端部が接続された分岐配線
を設け、この分岐配線の一部は前記バッキング材の内部
に埋入させ、 前記分岐配線の第3の端部を前記バッキング材の前記密
着コイルと対面する側面から導出させて、前記同軸ケー
ブルと接続する構成としたことを特徴とする超音波プロ
ーブ。 - 【請求項2】 前記分岐配線は、バッキング材の内部で
分岐させる構成としたことを特徴とする請求項1記載の
超音波プローブ。 - 【請求項3】 前記分岐配線は、前記バッキング材の前
記密着コイルと対面する側面から導出させた位置で分岐
させる構成としたことを特徴とする請求項1記載の超音
波プローブ。
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2001
- 2001-08-20 JP JP2001248613A patent/JP4674425B2/ja not_active Expired - Fee Related
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