JP2006034743A - 超音波内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】 円環状または円弧状に超音波振動子を配列した超音波振動子アレイに接続されるケーブルの固定性及び安定性を確保し、かつ超音波観測手段の挿入部への組み込みを容易に行なえるようにする。
【解決手段】 フレキシブル基板２８を段付き円筒形状となし、このフレキシブル基板２８は、その大径部２８ａがバッキング層２２に、小径部２８ｂがバッキング層２２から張り出した小径部２２ａに貼り付けられ、大径部２８ａは超音波振動子２１の電極２６とバッキング層２２との間に挟持されて、第１の端子部２９ａが円環状に配列した超音波振動子２１に形成した電極２６に電気的に接続され、小径部２８ｂの第２の端子部２９ｂにはそれぞれケーブル２７が電気的に接続されている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、挿入部の先端硬質部に、この先端硬質部の前方に観察視野を有する内視鏡観察手段と、この先端硬質部の軸線と直交する円周状または円弧状の超音波走査面を有する電子走査式の超音波観測手段とを設けた超音波内視鏡に関するものである。

超音波内視鏡は、体腔内等への挿入部の先端硬質部に内視鏡観察手段と超音波観測手段とを装着する構成としたものであり、この超音波観測手段による走査態様として、多数の超音波振動子を所定の方向に配列して、これら超音波振動子を順次駆動する、所謂電子走査式としたものは、従来から広く用いられている。そして、内視鏡観察手段における観察視野としては、挿入部の先端硬質部の前方を視野とする直視内視鏡となし、また超音波観測手段による超音波走査面をラジアル方向、つまり円周状または所定の角度範囲とした円弧状としたものは、例えば特許文献１に記載されている。

この特許文献１にある超音波内視鏡は、例えば食道，十二指腸等の上部消化管や、大腸等の下部消化管といった体腔管内に挿入されて、挿入方向の前方を内視鏡観察手段により観察し、その結果病変部等といった関心領域が検出されたときには、この関心領域と対面するように超音波観測手段を位置させて、その部位の体内組織に関する情報を取得することができる。
特開２００１−３１４４０３号公報

ところで、前述したタイプの超音波内視鏡において、超音波振動子アレイを構成する超音波振動子の数としては、解像度の点から数十個乃至それ以上としている。そして、これら各超音波振動子の電極に対してはそれぞれケーブルを接続することになるが、このケーブルの接続は、通常、樹脂フィルムからなるフレキシブル基板を介して行なうように構成されている。そして、前述した特許文献１ではフレキシブル基板を複数枚に分割して、これら各フレキシブル基板を挿入部の途中位置まで延在させて、ケーブルと接続する構成としている。ここで、挿入部は内視鏡観察手段及び超音波観測手段を装着した先端硬質部にアングル部及び軟性部を順次連結する構造となっており、前述したフレキシブル基板とケーブルとの接続はアングル部を通過して、軟性部に入り込んだ位置としている。そして、このケーブルが接続されるフレキシブル基板の基端側端部は自由状態となっている。

このように構成した場合に、超音波観測手段を挿入部に組み込むに当っては、フレキシブル基板に予めケーブルに接続させておいた状態で挿入部内に挿通されることになるが、超音波振動子アレイが挿入部の先端に配置されるまでケーブルの基端部を挿入部の基端側から引っ張り込むように挿通させる。そして、フレキシブル基板に対するケーブル接続の安定性を確保するために、フレキシブル基板にある程度の腰を持たせる必要があることから、フレキシブル基板のエッジ部分が挿入部内への挿通時に他の部材に引っ掛かりながら挿通されることになり、挿通操作性が悪いものとなり、しかもケーブルをあまり強く引き込むように操作すると、ケーブルの断線等のおそれもある。

また、挿入部に超音波観測手段及び内視鏡観察手段が組み込まれることから、挿入部の内部は高い充填率となる。そして、アングル部は湾曲操作により急激に湾曲されることから、端部が自由状態となり、かつ腰のあるフレキシブル基板がアングル部の湾曲時に強制的に曲げられて、その端部が他の部材、例えば内視鏡観察手段を構成するライトガイドに押し付けられて、エッジにより極細の光ファイバからなるライトガイドや固体撮像素子に接続したケーブルを断線させるおそれがあり、さらに処置具挿通チューブや送気送水チューブを座屈させたり、損傷させたりするおそれがある等といった問題点が生じる。

要するに、多数の超音波振動子にそれぞれケーブルを接続するに当って、フレキシブル基板を用いる際において、このフレキシブル基板の一部を自由状態にすると、挿入部の組み込み時のみならず、超音波内視鏡としての作動時にも、この自由状態となったフレキシブル基板のエッジ部や角隅部等が他の部材と干渉して、これら他の部材を圧迫したり、損傷させたりする等のおそれがある。

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、超音波振動子アレイに接続されるケーブルの固定性及び安定性を確保し、かつ超音波観測手段の挿入部への組み込みを容易に行なえるようにすることにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、挿入部の先端硬質部に、その先端面に少なくとも照明部と観察部とを備えた内視鏡観察手段を装着し、この内視鏡観察手段の装着部の外周部に電子走査式の超音波観測手段を装着した超音波内視鏡であって、前記超音波観測手段は、複数の超音波振動子を円筒形または円弧形状に配列した超音波振動子アレイと、その内面側に円筒形状となるように形成したバッキング層を設け、前記各超音波振動子アレイと前記バッキング層との間には、前記各超音波振動子の各電極に接続される複数の一方側端子と、それぞれケーブルが接続される他方側端子と、これら両端子間に形成される配線パターンとを形成したフレキシブル基板を配設し、前記フレキシブル基板は前記一方側端子が形成された大径部と、前記他方側端子が形成された小径部とを有する段差構造となし、この小径部の内側に円環状の支持部を設ける構成としたことをその特徴とするものである。

超音波振動子アレイを構成する多数の超音波振動子と各々のケーブルとの間はフレキシブル基板を介して電気的に接続するが、このフレキシブル基板は支持部材に装着される。このようにフレキシブル基板を支持部材に装着することによって、このフレキシブル基板の全体が固定され、エッジや角隅部が突出するようなことはない。ただし、フレキシブル基板と超音波振動子との接続部をそのまま真っ直ぐ延在させてケーブルと接続すると、このケーブルの接続部の外径寸法が大きくなってしまう。そこで、フレキシブル基板を段差構造として、その大径部が超音波振動子への接続側となし、小径部にケーブルを接続することによって、フレキシブル基板とケーブルとの接続部の直径が大きくなるのを抑制できる。

超音波振動子アレイの内面側にはバッキング層が設けられるが、このバッキング層の厚み寸法はできるだけ厚い方が望ましい。フレキシブル基板の小径部を支持する支持部材は独立の部材で構成しても良いが、バッキング層自体を支持部材として機能させることもできる。この場合には、バッキング層の構成としては、超音波振動子アレイの端部より先端硬質部の基端側に向けて所定の長さだけ張り出すようになし、かつこの張り出し部の外周面を縮径することにより段差構造となし、この段差による縮径部を支持部とする。

フレキシブル基板を以上のように構成すると、フレキシブル基板が段差構造となることから、その大径部から段差部への移行部と、段差部から小径部への移行部との２箇所に曲折部が生じる。フレキシブル基板を予め段付き円筒形状とすることもできるが、そうすると、このフレキシブル基板に形成される端子部や配線を印刷手段で形成するのが困難になってしまう。そこで、フレキシブル基板を１枚の平板状の樹脂フィルムで構成することが印刷によるパターン形成を行なう上で有利である。

フレキシブル基板を平板状の樹脂フィルムで形成した場合には、２箇所において折り曲げる必要があり、この折り曲げ角は、通常、９０°とすることになる。フレキシブル基板の大径部は全体が円筒形状となるので、連続部で構成されるが、段差部への移行部分から小径部の端部までは少なくともに所定のピッチ間隔毎に切り込みを入れなければならない。ただし、切り込みだけとすれば、小径部の部位でフレキシブル基板が部分的にオーバーラップしてしまう。従って、フレキシブル基板に、小径部の円周方向の長さを有するように複数の帯状に分割する。ここで、帯状の分割部は一定のピッチ間隔毎に形成し、連続部から段差部への移行部の位置にまで延在させるようにするが、各分割部の幅寸法は均一なものとすることもでき、また必要に応じて先端側から小径部への移行部の位置まで拡開する形状とすることもできる。

前述した分割部には２箇所にわたって折り曲げを形成するが、この曲げは直角となし、全体または部分的に皺や凹凸等が生じないシャープな曲折形状とする必要がある。もし、折り曲げ部がバッキング層から部分的に浮いていたりすると、フレキシブル基板のバッキング層への固着強度が低下するだけでなく、超音波振動子への接続不良が生じたり、また超音波振動子に無理な外力が作用して損傷したりする等の不都合を生じる。そこで、フレキシブル基板の分割部に、例えば大径部から段差部への移行部と、段差部から小径部への移行部とに折り曲げ線に沿うように複数の微小孔や切り込み等を形成する構成とすれば、シャープな曲折状態とすることができる。

以上の構成を採用することによって、支持部材に固定したフレキシブル基板にケーブルを固定することから、このケーブルの接続作業を容易に行なうことができ、しかも強固に固定できて、安定性も確保されることになり、超音波観測手段を挿入部に組み込む作業を円滑かつ容易に行なうことができ、操作時に他の部材を圧迫したり、損傷させたりすることはない等といった効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、図１に示したように、超音波内視鏡は本体操作部１，挿入部２及びユニバーサルコード３で大略構成されている。そして、この超音波内視鏡には、光源装置と、映像信号処理装置と、超音波観測装置とが接続されて、全体としてのシステムが構成される。ユニバーサルコード３は本体操作部１から引き出されて、その途中で枝分かれして、光源装置に着脱可能に接続される接続コネクタ３ａ，映像信号処理装置に着脱可能に接続される接続コネクタ３ｂ及び超音波観測装置に着脱可能に接続される接続コネクタ３ｃを備えている。

本体操作部１は、術者等が片手で把持できるものであり、アングル操作手段４及び処置具導入部５が設けられており、また送気送水ボタン６，吸引ボタン７等の操作ボタンが装着されており、さらに各種のスイッチ類８も備えている。

挿入部２は、本体操作部１に連結して設けた所定長さを有するコード状の部材であり、被験者の体内等に挿入されるものである。この挿入部２は、本体操作部１への連結部から大半の長さ分は体腔内等における挿入経路に沿って任意に曲がる軟性部２ａとなっており、この軟性部２ａの先端にアングル部２ｂが連結されており、このアングル部２ｂに先端硬質部２ｃが連結されている。そして、アングル部２ｂは、先端硬質部２ｃを所望の方向に向けるために、遠隔操作により上下及び左右に湾曲操作できるようになっている。このために、本体操作部１にはアングル操作手段４が設けられており、術者の操作でアングル部２ｂを湾曲させて、先端硬質部２ｃを所望の方向に向くように制御される。

図２に挿入部２の先端部分を示し、また図３に挿入部２における先端硬質部２ｃの先端面の構成を示す。これらの図から明らかなように、先端硬質部２ｃにはその軸線の延長線方向、つまり先端硬質部２ｃの前方を視野とし、所定の視野角Ｖを有する内視鏡観察手段と、この内視鏡観察手段の視野より基端側の位置で円形若しくは円弧状の超音波走査面Ｗを有する電子ラジアル走査式の超音波観測手段とが設けられている。

図４に挿入部２の先端部分の断面を示す。この図及び図３から明らかなように、内視鏡観察手段は、照明部１０と観察部１１とから構成され、照明部１０は観察部１１を挟んだ両側の位置に配設されている。照明部１０は先端硬質部２ｃの先端面に臨む照明用レンズ１０ａと、ライトガイド１０ｂ（図５〜図８参照）とを有する構成となっている。ライトガイド１０ｂは、極細い光学繊維を多数束ねたものからなり、ユニバーサルコード３の接続コネクタ３ａから挿入部２の先端硬質部２ｃにまで延在されて、その照明光出射端が照明用レンズ１０ａと対面する位置に臨んでいる。一方、観察部１１は対物レンズ１１ａと、この対物レンズ１１ａからの光路を９０°を曲げるプリズム１１ｂとからなり、対物レンズ１１ａは鏡筒１２内に設けられ、プリズム１１ｂは鏡筒１２に固着して設けられる。そして、プリズム１１ｂには固体撮像素子１３が接合されており、固体撮像素子１３の基板１３ａには信号線が所定数接続されている。この信号線は束ねられて１本の映像ケーブル１４としてユニバーサルコード３の接続コネクタ３ｂにまで延在されている。

挿入部２の先端硬質部２ｃにおける先端面には、さらに鉗子その他の処置具を導出するための処置具導出用開口１５が設けられており、この処置具導出用開口１５には本体操作部１に設けた処置具導入部５からの処置具挿通チューブが接続される接続パイプ１６が装着されている。また、処置具挿通チューブは本体操作部１の内部で吸引通路と合流させるように構成する。さらに、先端硬質部２ｃには観察部１１における対物レンズ１２の先端面が体液等で汚損されたときに、洗浄するためのノズル１７が装着されている。そして、このノズル１７には送気送水ボタン６により操作される洗浄用流体供給チューブ９（図５〜図８参照）が接続されている。

内視鏡観察手段は以上のように構成されるが、これら内視鏡観察手段を構成する各部材の先端部分は、内視鏡装着部材１８に固定的に保持されるようになっている。内視鏡装着部材１８は、前述した内視鏡観察手段を構成する各部材を挿通させる透孔を複数形成したステンレス等の金属材からなり、この内視鏡装着部材１８には先端キャップ１９が嵌合されている。この先端キャップ１９によって、金属材から構成される内視鏡装着部材１８が外部に露出しないようになし、これら内視鏡装着部材１８と先端キャップ１９とで先端ブロックが構成される。そして、先端キャップ１９には、図５に示したように、その厚み方向に向けて２箇所のねじ孔１９ａが形成されており、これらのねじ孔１９ａに止めねじ２０が螺挿されて、この止めねじ２０の先端を内視鏡装着部材１８に圧接させると共に内視鏡装着部材１８と先端キャップ１９との当接面を接着することによって、内視鏡装着部材１８と先端キャップ１９とからなる先端ブロックが一体化されている。

先端硬質部２ｃにおける先端キャップ１９の基端側位置にラジアル方向の走査面を有する超音波観測手段が装着されている。この超音波観測手段は、図６から明らかなように、多数の超音波振動子２１を円周方向に配列した超音波振動子アレイからなり、超音波振動子２１は円周状若しくは円弧状（例えば２７０°程度）に配列されて、電子走査を行なうように構成したものである。このように配列した超音波振動子２１の内周側にはバッキング層２２が、また外周側には音響レンズ２３が装着されており、これら多数の超音波振動子２１とバッキング層２２及び音響レンズ２３により超音波送受信ユニット２４が構成される。

各超音波振動子２１はそれぞれ２個の電極２５，２６を有するものであり、一方の電極２５は全ての（若しくは所定数毎の）超音波振動子２１に共通の共通電極であり、また他方の電極２６は各超音波振動子２１に個別のものである。そして、これら超音波振動子２１の個別電極２６は、後述するように、フレキシブル基板２８に形成した配線パターンと電気的に接続されることになる。また、図７に示したように、所定数からなるケーブル２７を個別電極２６とはフレキシブル基板２８を介してそれぞれ電気的に接続されている。一方、フレキシブル基板２８と共通電極２５からのケーブルとの接続は原理的には１本で良いものであり、図示は省略するが、このケーブルの接続は超音波振動子２１の先端側で行なうようにしている。

以上のように、超音波送受信ユニット２４は概略円筒形状となっており、その内周面がトンネル状通路となっている。内視鏡観察手段を構成する各部材はこの超音波送受信ユニット２４によるトンネル状通路の内部に挿通されて、この超音波送受信ユニット２４より先端側に位置しており、先端キャップ１９により覆われた内視鏡装着部材１８に固定されている。そして、超音波送受信ユニット２４の先端部はこの先端キャップ１９の端面と当接しており、また基端側は連結部材３０の端面と当接している。連結部材３０は先端硬質部２ｃにおけるアングル部２ｂへの連結部を構成するものである。

さらに、連結部材３０の内側には架橋部材３１が設けられており、アングル部２ｂの構造体を構成するアングルリングにおける最先端リング３２が連結部材３０と架橋部材３１とに連結されるようになっている。このために、図８から明らかなように、連結部材３０と架橋部材３１との間は複数のねじ３３により連結されており、また最先端リング３２は複数のねじ３４により連結されている。

そして、架橋部材３１は、先端硬質部２ｃの最も基端側に配置されている連結部材３０と共にアングル部２ｂの最先端位置を構成する先端リング３２とを連結する機能と、超音波送受信ユニット２４を先端硬質部２ｃの軸線と直交する方向における位置規制を行なう機能と、内視鏡装着部１８と先端キャップ１９との結合体に対する連結機能とを発揮することになる。従って、この架橋部材３１は高い強度を備える必要があり、また外部に露出しない部材であるから、ステンレス等の金属で形成される。そして、架橋部材３１は、図９に示したように、ねじ３３及び３４により連結部材３０及びアングル部２ｂの最先端リング３２に連結される部位は筒状部３１ａとなっているが、この筒状部３１ａには複数本（本実施の形態においては３本）の連結アーム３１ｂが先端側に向けて延在されている。

そして、超音波送受信ユニット２４は連結アーム３１ｂに嵌合させることによって、その軸線と直交する方向の位置決めがなされる。また、各連結アーム３１ｂの先端部と内視鏡装着部材１８との間はねじ３５で連結される。架橋部材３１の筒状部３１ａの外周面には段差３１ｃが形成されており、この段差３１ｃより基端側が大径になっている。また、連結部材３０の内周面にも段差３０ａが形成されて、この段差３０ａより基端側の内周面の直径が大きくなっている。この段差３１ｃと３０ａとを接合させることにより超音波送受信ユニット２４が先端キャップ１９と連結部材３０との間に挟持されるようになっている。そして、これら超音波送受信ユニット２４の両端面と先端キャップ１９の基端面及び連結部材３０の先端面とを接着することによって、超音波送受信ユニット２４の軸線方向の位置決め及び回転止めがなされ、もって超音波送受信ユニット２４は所定位置に固定的に保持されることになる。なお、アングル部２ｂの外皮層３６は連結部材３０の基端側の外周面部にまで延在されており、この外皮層３６の先端部は糸巻き及び接着剤からなる固着機構３７によって、先端硬質部２ｃの連結部材３０に固着されている。

前述したように、多数設けた超音波振動子２１とケーブル２７とはフレキシブル基板２８を介して電気的に接続されている。このために、超音波振動子２１とケーブル２７との間に挟持されるようにしてフレキシブル基板２８が介装されている。そして、フレキシブル基板２８は、図１０に展開して示したように、所要の配線パターンが印刷等の手段により形成されている。この配線パターンとしては、超音波振動子２１の個別電極２６にそれぞれ電気的に接続される第１の端子部２９ａと、ケーブル２７にハンダ付け等の手段で電気的に接続される第２の端子部２９ｂと、これら各第１，第２の端子部２９ａ，２９ｂ間を接続する配線２９ｃとから構成される。このフレキシブル基板２８は全体としては円筒形状となるようにして先端硬質部２ｃに組み込まれるが、図１１にも示したように、円環状に配列した超音波振動子アレイを構成する各超音波振動子２１とそのバッキング層２２への接合部側（つまり第１の端子部２９ａ形成側）が大径部２８ａで、ケーブル２７が接続される側（つまり第２の端子部２９ｂの形成側）が小径部２８ｂであり、その間に段差による鉛直部２８ｃとなっている。

このように、フレキシブル基板２８は段付き円筒形状となし、このフレキシブル基板２８はバッキング層２２に貼り付けられる。ここで、バッキング層２２の外周面に超音波振動子２１が円環状に配列されており、フレキシブル基板２８における第１の端子部２９ａがこれら各超音波振動子２１に形成した電極２６に対して電気的に接続されることになる。従って、フレキシブル基板２８の大径部２８ａは、バッキング層２２とほぼ同じ円筒形状として、この大径部２８ａは超音波振動子２１の電極２６とバッキング層２２との間に挟持されるようにして装着されている。

ここで、図４から明らかなように、超音波振動子２１の内周面は連結部材３０の外周面より外側に位置しており、従ってフレキシブル基板２８をそのまま真っ直ぐ基端側に延在させると、連結部材３０と干渉することになる。筒状にしたフレキシブル基板２８の基端側に小径部２８ｂを設けたのはこのためである。また、この小径部２８ｂには第２の端子部２９ｂが形成されており、これら各第２の端子部２９ｂには、それぞれケーブル２７がハンダ付け等の手段により電気的に接続されている。そして、この小径部２８ｂは自由状態とするのではなく、その内面は支持部材に当接させて、この支持部材の外面に接着等の手段で固着されている。この支持部材としては、バッキング層２２と一体に連設され、このバッキング層２２の外周面を縮径した小径部２２ａにより形成される。

ここで、支持部材としては、バッキング層２２と別部材で構成し、このバッキング層２２の内径からなるトンネル状通路の内部に挿入することも考えられるが、そうするとバッキング層２２の厚みが薄くなり、かつバッキング層２２と支持部材との音響インピーダンスの差から超音波の反射作用が生じることになる。そこで、バッキング層２２の厚みを大きくするために、格別バッキング機能を発揮させる訳ではなく、フレキシブル基板２８の小径部２８ｂを支持する支持部材としての機能を発揮させるために、バッキング層２２を基端側に延在させ、かつこの延在部を縮径して小径部２２ａとなし、この小径部２２ａにフレキシブル基板２８の小径部２８ｂを接着により固定している。さらにバッキング層２２の段差壁とフレキシブル基板２８の大径部２８ａから小径部２８への移行部である鉛直部２８ｃとの間も接着により固定的に保持されるようになっている。

前述したように、フレキシブル基板２８に接続した多数のケーブル２７はバッキング層２２の小径部２２ａの外周側に位置しており、これらのケーブル２７は架橋部材３１の配設位置より外周側においてフレキシブル基板２８と接続され、かつケーブル２７が引き出される。一方、図８の位置、つまり先端硬質部２ｃとアングル部２ｂとの連結部の位置ではケーブル２７は架橋部材３１の内側を挿通させている。従って、ケーブル２７は架橋部材３１の厚み方向うに貫通するようにして引き出されることになる。ここで、架橋部材３１における連結アーム３１ｂが分割したことにより形成される間隔部を通過させるようにしている。そして、多数本からなるケーブル２７を複数に、例えば４本程度に分割して束ねるようになし、このようにして束ねたケーブル束２７Ｂは変形自在な形状となって、アングル部２ｂから軟性部２ａに挿通されるようになっている。

また、トンネル状通路となった超音波送受信ユニット２４の内周部には、内視鏡観察手段を構成する各部材が挿通されている。これらのうち、２本に束ねられたライトガイド１０ｂ及び映像ケーブル１４は断面形状が任意となるように変形可能なものである。また、これら以外の挿通部材としては、処置具挿通路を構成する接続パイプ１６及び洗浄用流体供給チューブ９と、後述するバルーン４１内への超音波伝達媒体を供給するためのチューブ４３がある。なお、処置具挿通路を構成する接続パイプ１６は図８の位置より基端側若しくはこの図８に示した位置近傍で、軟性のチューブが連結されている。さらに、前述したように、各超音波振動子２１に接続したケーブル２７は所定本数毎に分割して束ねられているが、ケーブル束２７Ｂもトンネル状通路内を通過してアングル部２ｂ側に延在させるようにしている。

そして、超音波送受信ユニット２４を構成する各超音波振動子２１からは体内に向けて超音波を送信し、体内における組織断層部からの反射エコーを受信するが、このように送受信される超音波の減衰を抑制するために、超音波送受信ユニット２４の装着部を挟んだ前後の位置、つまり先端キャップ１９と連結部材３０との外周面には円環状凹溝４０，４０が設けられており、これら両円環状凹溝４０，４０間には、図２から明らかなように、超音波伝達媒体が封入されることにより膨出するバルーン４１が装着されるようになっている。このバルーン４１は筒状をした可撓膜４１ａからなり、この可撓膜４１ａの両端には円環状凹溝４０に止着される止着リング４１ｂが設けられており、これら止着リング４１ｂは円環状凹溝４０に対して締め付け力が作用するようにして止着される。そして、連結部材３０には、バルーン４１の内部に超音波伝達媒体の給排を行なうための給排通路４２が穿設されており、この給排通路４２にはチューブ４３が接続されている。

このように構成することによって、挿入部２を被験者の体腔内に挿入して、内視鏡観察手段を構成する照明部１０から体腔内に照明光を照射して、観察部１１に装着した対物レンズ１２によって、体腔内の像を固体撮像素子１３に結像させて、この固体撮像素子１３により体腔内の映像信号を取得して、映像信号処理装置に伝送し、この映像信号処理装置において、所定の信号処理を行なうことによって、内視鏡映像表示用のモニタに体腔内の映像が表示される。従って、このモニタを目視することによって、体腔内の状態に関する内視鏡検査を行なうことができる。

そして、この内視鏡検査の結果、病変部等といった関心領域があると、超音波観測手段を構成する超音波送受信ユニット２４をこの関心領域と対面する位置に移動させる。つまり、挿入部２を所定距離だけ前進させることによって、超音波送受信ユニット２４が関心領域に対面する位置に配置される。そして、バルーン４１内に超音波伝達媒体を供給して、その可撓膜４１ａを膨出させて、体腔内壁に密着させる。この状態で、超音波送受信ユニット２４を構成する円周方向に配列した超音波振動子２１を順次作動させて、体内に向けて超音波パルスを送信して、その反射エコーを受信する。ここで、超音波振動子２１は順次１個ずつ作動させることもできるが、複数個の超音波振動子２１を所定の時間遅れを持たせて作動させることによって、例えば電子フォーカスをかけることができる。なお、多数配列した超音波振動子２１を電子走査する方式については、従来から周知であるので、ここではその説明を省略する。

以上のようにして、超音波送受信ユニット２４を構成する各超音波振動子２１により取得した反射エコー信号を超音波観測装置に伝送して、この超音波観測装置で信号処理を行なうことによって、関心領域を含む体内組織の状態に関する断層情報が取得される。そして、この超音波断層像は超音波観測装置に付設したモニタに表示されることになる。これによって、組織内に病変部が含まれるか否か等といった診断が可能になる。

ところで、内視鏡観察手段を構成する各部材、即ちライトガイド１０ｂ，映像ケーブル１４，処置具挿通路を構成する接続パイプ１６及び洗浄用流体供給チューブ９と、超音波観測手段を構成する超音波送受信ユニット２４から引き出されたケーブル束２７Ｂと、バルーン４１内への超音波伝達媒体を供給するためのチューブ４３とは、少なくとも挿入部２から本体操作部１内に挿通させるようにして組み付けられる。

この組み付けに当っては、挿入部２を本体操作部１から分離した状態で、まずアングル部２ｂの先端において、連結部材３０に接続されているチューブ４３と、超音波送受信ユニット２４に接続されているケーブル束２７Ｂをアングル部２ｂの先端開口側から挿入して、このアングル部２ｂから軟性部２ａの内部に挿通させる。ここで、チューブ４３は可撓性を有するものであり、またケーブル２７は所定本数毎に束ねられており、このようにして束ねたケーブル束２７Ｂは容易に挿入部２の軟性部２ａにおける基端側に引き出すことができる。しかも、ケーブル束２７Ｂは曲げ方向に可撓性を有するものであり、しかも束ねた状態では変形自在であるから、挿入部２内への挿通は極めて容易に行なうことができ、アングル部２ｂを構成するアングルリングやその他の部材に引っ掛かることがなく、円滑に挿通させることができる。

次に、内視鏡装着部材１８に内視鏡観察手段を構成する各部材を組み付け、かつこの内視鏡装着部材１８をねじ２０により先端キャップ１９に連結して一体の先端ブロックを形成した状態で、ライトガイド１０ｂ，映像ケーブル１４，接続パイプ１６及び洗浄用流体供給チューブ９を超音波送受信ユニット２４により構成されるトンネル状通路からアングル部２ｂ及び軟性部２ａの内部に順次挿通させるようにする。このときに、架橋部材３１は予め内視鏡装着部材１８に連結し、ねじ３５により連結状態に固定しておく。

このように、先端ブロックに連結した架橋部材３１がトンネル状通路内に挿通されると、超音波送受信ユニット２４の両端部をそれぞれ連結部材３０及び先端ブロックを構成する先端キャップ１９に接着することにより固定し、次いでねじ３３により連結部材３０と架橋部材３１とを連結固定する。さらに、ねじ３４によって、連結部材３０を連結固定した架橋部材３１をアングル部２ｂにおける最先端リング３２に固定する。これにより超音波観測手段を構成する各部が挿入部２に組み付けられる。

以上のようにして挿入部２が組み付けられるが、超音波内視鏡の挿入部２を体腔内等に挿入して、その操作を行なうに当って、アングル部２ｂを湾曲させると、その内部における挿通部材が移動しようとするが、このアングル部２ｂ内における挿通部材は全て曲げ方向に可撓性を有するものであり、しかもライトガイド１０ｂ，映像信号用ケーブル１４を束ねたもの及び複数に分割されて束ねられたケーブル束２７Ｂは断面形状が変形自在となっているので、アングル部２ｂの湾曲操作時に前述した各部材が他の部材に押し付けられたとしても、断線，座屈，損傷等が生じるおそれはない。

而して、フレキシブル基板２８は、予め段付き円筒形状となるように成形したものを使用することもできるが、このフレキシブル基板２８には、その表面に端子部２９ａ，２９ｂ及び配線２９ｃといったパターンが形成される。これらのパターンは印刷手段により行なうようにするのが望ましい。そこで、この段付き円筒形状のフレキシブル基板２８に印刷手段でパターンを形成するためには、図１２（ａ）に示したように、長尺状態の樹脂フィルム５０を用い、この樹脂フィルム５０において、平板状態で端子部２９ａ，２９ｂ及び配線２９ｃからなるパターンを印刷することができる。

ここで、段付き円筒形状とすることから、樹脂フィルム５０は、その一端側から所定の深さで、所定の幅を有する切り欠き５１を形成することによって、連続部５０ａと一定のピッチ間隔毎の分割部５０ｂを形成する。そして、図１２（ｂ）に示したように、この樹脂フィルム５０の連続部５０ａの両端部を接合させることによりリング状とする。このようにしてリング状とした部位がフレキシブル基板２８の大径部２８ａを形成することになる。そして、この図１２（ｂ）において仮想線で示したように、連続部５０ａから分割部５０ｂへの移行部を９０°内側に折り曲げ、かつ分割部５０ｂの中間位置を９０°折り返すことによって、図１２（ｃ）に示したように、フレキシブル基板２８における大径部２８ｂと、小径部２８ｂ及びその間の移行部である鉛直部２８ｃが形成される。そして、切り欠き部５１の幅と数とを適宜設定することによって、小径部２８ｂは実質的に連続した円筒形状とすることができる。

ところで、前述した２箇所の折り曲げ部においては、直線状に折り曲げられるのではなく、円弧状に折り曲げなければならない。このために、単純に折り曲げると、この折り曲げ部にストレスがかかって部分的に皺が生じたり、凹凸が生じたりする可能性がある。このような事態が発生せず、折り曲げ部をシャープに９０°曲げるためには、図１３に示したように、折り曲げ線に沿うように所定数の微小孔５２を形成すると共に、分割部５０ｂの両端部に切り込み５３を形成すれば良い。そして、これら微小孔５２及び切り込み５３は円弧形状に折り曲げる際における応力開放機能を発揮することになり、折り曲げ線をシャープに仕上げることができる。その結果、フレキシブル基板２８をバッキング層２２に貼り付けたときに、その強度が向上すると共に、このフレキシブル基板２８が接続される超音波振動子２１にストレスが作用するのを防止できる。

本発明の実施の一形態を示す超音波内視鏡の全体構成図である。 挿入部の先端部分の外観図である。 先端硬質部の先端面を示す図である。 挿入部の先端部分の縦断面図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 図４のＣ−Ｃ断面図である。 図４のＤ−Ｄ断面図である。 架橋部材の外観斜視図である。 フレキシブル基板の要部展開図である。 超音波振動子及びバッキング層とフレキシブル基板との連結部分を示す拡大断面図である。 平板状の樹脂フィルムから段付き円筒形状のフレキシブル基板を形成するための工程を示す説明図である。 樹脂フィルムの分割部において、その折り曲げの構成を示す拡大正面図である。

符号の説明

１ 本体操作部 ２ 挿入部
２ａ 軟性部 ２ｂ アングル部
２ｃ 先端硬質部 １０ 照明部
１０ａ 照明用レンズ １０ｂ ライトガイド
１１ 観察部 １１ａ 対物レンズ
１１ｂ プリズム １２ 鏡筒
１３ 固体撮像素子 １３ａ 基板
１８ 内視鏡装着部材 １９ 先端キャップ
２１ 超音波振動子 ２２ バッキング層
２３ 音響レンズ ２４ 超音波送受信ユニット
２７ ケーブル ２７Ｂ ケーブル束
２８ フレキシブル基板 ２８ａ 大径部
２８ｂ 小径部 ２８ｃ 鉛直部
２９ａ,２９ｂ 端子部 ２９ｃ 配線
３０ 連結部材 ３１ 架橋部材
３１ａ 筒状部 ３１ｂ 連結アーム
５０ 樹脂フィルム ５０ａ 連続部
５０ｂ 分割部 ５１ 切り欠き部
５２ 微小孔５２ ５３ 切り込み

Claims (4)

1. 挿入部の先端硬質部に、その先端面に少なくとも照明部と観察部とを備えた内視鏡観察手段を装着し、この内視鏡観察手段の装着部の外周部に電子走査式の超音波観測手段を装着した超音波内視鏡において、
   前記超音波観測手段は、複数の超音波振動子を円筒形または円弧形状に配列した超音波振動子アレイと、その内面側に円筒形状に形成したバッキング層を設け、
   前記各超音波振動子アレイと前記バッキング層との間には、前記各超音波振動子の各電極に接続される複数の一方側端子と、それぞれケーブルが接続される他方側端子と、これら両端子間に形成される配線パターンとを形成したフレキシブル基板を配設し、
   前記フレキシブル基板は、それぞれ外面側に前記一方側端子が形成された大径部と、前記他方側端子が形成された小径部とを有する段差構造となし、この小径部の内面側に円環状の支持部を設ける
   構成としたことを特徴とする超音波内視鏡。
2. 前記バッキング層は前記超音波振動子アレイの端部より前記先端硬質部の基端側に向けて所定の長さだけ張り出すようになし、かつこの張り出し部の外周面を縮径することにより段差構造となし、この段差による縮径部を前記支持部とする構成としたことを特徴とする請求項１記載の超音波内視鏡。
3. 前記フレキシブル基板は、前記大径部の円周方向のほぼ全長を覆う長尺部と、小径部の円周方向の長さとほぼ一致する長さを有し、複数の帯状の分割部とからなり、この分割部は前記長尺部から前記段差部への移行部から前記支持部の端部までの長さを有する構成としたことを特徴とする請求項１記載の超音波内視鏡。
4. 前記フレキシブル基板の前記各分割部には、前記大径部から段差部への移行部と、段差部から前記小径部への移行部とに折り曲げ線に沿うように複数の微小孔または切り込みの少なくともいずれかを形成する構成としたことを特徴とする請求項３記載の超音波内視鏡。

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