JP2006075531A - 超音波プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で口金の後端側の開口を封止して超音波媒体の漏れを防ぐとともに、組立て性を向上することができる超音波プローブを提供すること。
【解決手段】本発明の超音波プローブ１は、口金３６の基端側の開口端より、内部に充填された超音波媒体５２の漏れを防ぐためのＯリング３７ａを挿入するとともに、このＯリング３７ａの上から前記口金３６の開口端を覆うように接着剤４３ａを設けることにより、前記口金３６の開口端を封止する。また、この接着剤４３ａは、フレシキブルシャフト２７内から延設される同軸ケーブル２７ａを前記口金３６の内部に固定する同時に前記口金３６の開口端をコネクタ本体５２に固定する。
【選択図】図２２

Description

本発明は、内視鏡の処置具挿通チャンネル等を介して体腔内に導入され、この体腔内で超音波の送受信を行って超音波断層像を得る超音波プローブに関する。

従来より、超音波振動子から生体組織に対して超音波を送受信して生体組織の断層像を得る超音波診断装置が種々提案されている。このような超音波診断装置は、細径の超音波プローブを内視鏡の処置具挿通チャンネル等を介して体腔内に導入し、体腔内の病変を超音波画像としてモニタ画面上に表示させて超音波観察を行うものがある。

また、近年では、体腔内の病変の形状や体積、周辺臓器との位置関係などの把握を容易に行える３次元画像を得られる３次元走査型の体腔内用細径超音波プローブも使用されている。

このような３次元画像を得られる超音波プローブの構造の一例が、例えば特開２０００−１５７５４６号公報の超音波診断装置に開示されている。
この超音波診断装置の超音波プローブの先端部の構造は、前記公報明細書中に示されているように、超音波プローブの挿入部を構成する外シースの先端部に超音波振動子を設けたハウジングが配置されている。このハウジングの基端側には滑り軸受が固設されており、この滑り軸受の回転軸には基端側から延在するフレキシブルシャフトの先端部が一体的に固定されている。また、前記滑り軸受の摺動部には基端側から延在する、前記ハウジングの外形寸法と同じ或いはやや大きな外径寸法で構成された内シースの先端部が一体的に固定されている。そして、これらハウジング、滑り軸受、フレキシブルシャフト、内シースは、超音波媒体とともに外シース内に収められている。

この構成により、超音波プローブが接続される図示しない駆動ユニットの動作に応答して、つまりフレキシブルシャフトの回転及び内シースのリニア進退により、超音波振動子を設けたハウジングは回転動作しながらリニア進退動作して、３次元的な超音波走査を行える。

この種の超音波プローブは、前記駆動ユニットからの回転動力を前記内シース内のフレキシブルシャフトに伝達する必要がある。図３５にこのような駆動ユニットからの回転動力をフレキシブルシャフトに伝達するための伝達機構を示す従来の超音波プローブの構成例が示されている。

図３５に示すように、従来の超音波プローブ９０は、前記内シースの基端部が固定されるインナ本体９１と、フレキシブルシャフトの基端部が接続されて前記インナ本体９１内に回転可能に配置された口金９２と、この口金９２の基端部に固定して回転動力を伝達するとともに、口金９２内に挿通された同軸ケーブルを接続するためのコネクタ本体９３とを有している。

このインナ本体９１の基端部にはベアリング９６が設けられ、このベアリング９６が前記インナ本体９１から外れないようにインナ本体９１の基端側側面部に設けた固定穴９１ｃからノックピン９８を挿入することにより固定している。また、前記インナ本体９１の基端面と前記コネクタ本体９３の先端面との間には、前記インナ本体９１と前記コネクタ本体９３との電気的導通を確保するための導通バネ９７が配置されている。この構成により、図示しない駆動ユニットからの回転動力が前記コネクタ本体９３と前記口金９２を介して前記フレキシブルシャフトに伝達される。

前記口金９２の内部は、同軸ケーブル２７を挿通した状態で超音波媒体が充填されている。また、前記コネクタ本体９３に接続され且つ基端側に開口を有する前記口金９２の基端側内部には、シール剤９９と接着剤９９ａが設けられている。この構成より、前記口金９２の開口を封止して内部の超音波媒体の漏れを防止している。

前記超音波媒体の封止手段に関する従来例としては、例えば特開平１０−２７７０３６号公報に記載の超音波プローブがある。
この提案による超音波プローブは、超音波媒体を充填した外シースの先端部開口端より、外シースの溶解点より高く且つ断熱性の高い材質のチップを挿入するとともに、このチップ先端の形状に合わせて、覆うように外シースを熱溶解させ、外シース開口端を封止している。

このような超音波プローブでは、組立て性の向上化及び製造コストの低減化を目的として簡単な組立て手順で確実に超音波媒体を封止することが好ましい。
特開２０００−１５７５４６号公報 特開平１０−２７７０３６号公報

しかしながら、図３５に示す従来例では、口金９２の基端側から、同軸ケーブル２７ａが挿通されている状態にて内部にシール剤９９を充填して水密にした後、接着剤９９ａを設けることにより、同軸ケーブル２７ａを口金９２に固定し且つこの口金９２の開口から超音波媒体が漏れないように封止していたため、作業しづらく、また、超音波媒体の封止状態も確認できないといった問題点があった。

また、前記インナ本体９１の側面上に設けた穴９１ｂは、超音波媒体を内部に注入して、シール剤９９を塗布した開閉ネジ９４によって封止するためのもので、内部の回転体である口金９２を仮止めすることができず、この口金９２と前記コネクタ本体９３との組立て作業が困難であった。

前記特開２０００−１５７５４６号公報の従来例では、前記口金９２の後端側の超音波媒体の封止に関する具体的な技術についてはなんら開示されてはおらず、また、前記特開平１０−２７７０３６号公報の従来例では、超音波プローブにおける外シースの先端部開口端の封止に関する技術であって、前記従来例と同様に、前記口金９２の後端側の超音波媒体の封止に関する具体的な技術についてはなんら開示されていない。

そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で口金の後端側の開口を封止して超音波媒体の漏れを防ぐとともに、組立て性を向上することができる超音波プローブを提供することを目的とする。

本発明の超音波プローブは、体内へ挿入される挿入部を構成する、超音波媒体が充填されるチューブ状のシースと、前記シースの先端部側に配置され、超音波振動子を配設した回転可能なハウジングと、前記ハウジングの基端側に結合され、前記ハウジングを回転動作させるフレキシブルシャフトと、前記フレキシブルシャフト内に挿通されたケーブルと、前記フレキシブルシャフトの基端側が内包されるインナユニットと、前記インナユニット内に回転可能に配置され、前記フレキシブルシャフトの基端側が結合された管状の口金とを有する超音波プローブにおいて、前記口金の基端側の開口端にＯリングを配置し、前記Ｏリングの外周に前記口金が密着するように構成するとともに前記Ｏリングの内周には前記ケーブルが密着して挿通するように構成し、さらに前記Ｏリング及び前記口金の開口端を封止したことを特徴とするものである。

本発明の超音波プローブによれば、簡単な構成で口金の後端側の開口を封止して超音波媒体の漏れを防ぐとともに、組立て性を向上することができるといった利点がある。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１乃至図１３は本発明の一実施例の超音波プローブの構成を説明するためのもので、図１は超音波プローブの断面図、図２は図１の挿入部の先端部の拡大図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図、図４は図１のＢ−Ｂ線断面図、図５は図１のＣ−Ｃ線断面図、図６はハウジングとフレシキブルシャフトとの結合部分の断面図、図７は従来の超音波プローブのハウジングとフレシキブルシャフトとの結合部分の断面図、図８は図１の先端部を含む外シースの断面図、図９は図１の内シースの断面図、図１０は図１のハウジングを含む先端部の断面図、図１１は従来の超音波プローブのハウジングを含む先端部の断面図、図１２はハウジングを含む先端部の変形例を示す断面図、図１３は変形例に対応する従来例のハウジングを含む先端部の断面図である。

図１に示すように、本実施例の超音波プローブ１は、体腔内へ挿入される挿入部を構成する、先端が閉塞されたチューブ状の外シース２と、この外シース２の先端部２０側に配置され、挿入軸方向を中心にして回転及び進退動作可能な略円柱形状で、超音波振動子３ａを設けたハウジング３ｂを有する振動子ユニット３と、前記ハウジング３ｂを回転動作させる多層コイルで形成したフレキシブルシャフト２７を内包して前記ハウジング３ｂを進退動作させるチューブ状の内シース２１と、前記外シース２の基端側を接続して図示しない駆動ユニットと着脱自在に接続するためのコネクタ部４と、を有している。そして、この外シース２内には蒸留水や流動パラフィン等、超音波伝達性と流動性を有する液体である超音波媒体５２が充填されている。

前記超音波プローブ１は、前記駆動ユニット（図示せず）から前記コネクタ部４を介して前記超音波振動子３ａに、回転、もしくはリニア進退させる駆動力及び電子信号の伝達が行われるようになっている。

前記外シース２の先端部２０の具体的な構成が図２に示されている。図２に示すように、先端部２０には、ルーメン（以降、ＧＷ用ルーメンと称す）３Ａが設けられている。このＧＷ用ルーメン３Ａは、前記超音波プローブ１の挿入部を管腔に安全且つ容易に挿入させるためにガイドワイヤを挿通させるためのものである。なお、本実施例では、前記ＧＷ用ルーメン３Ａがない構成であっても良い。

前記振動子ユニット３のハウジング３ｂの形成する凹部には、超音波振動子３ａが配設されている。これにより、この超音波振動子３ａからは、挿入軸方向に対して側方に超音波が出射される。

前記ハウジング３ｂの基端側は、内シース２１内のフレキシブルシャフト２７の先端部に接着固定されている。この接着方法及び構造ついては後述する。一方、前記内シース２１は、前記コネクタ部４内の第１インナー本体３３（図１９参照）に固定されている。したがって、前記フレキシブルシャフト２７を回転させることによって前記ハウジング３ｂが回転動作して超音波振動子３ａは回転走査を行う。

図１に示すように、前記コネクタ部４は、主に、前記外シース２、内シース２１及びフレキシブルシャフト２７とを連接して内装されるコネクタユニット６１と、このコネクタユニット６１の外装体であるグリップ４ａと、このコネクタ部４を図示しない駆動ユニットに接続するための接続リング５と、を有している。

前記コネクタユニット６１は、前記ハウジング３ｂと外シース２の先端部内面との間のクリアランスＣＬ１（図２参照）を小さく調節することができる調整機構を有している。つまり、前記コネクタユニット６１の先端側には、調整機構としての前記外シース２の基端部を固定する第２ホルダ７と、この第２ホルダ７を軸方向に移動可能に収容するとともに、任意の位置で固定可能な第１ホルダ６とが設けられている。
また、前記第１ホルダ６の基端側には第３ホルダ８が接合され、この第３ホルダ８の基端側にはＯリング１０ｃによって内シース２１の外周を水密にするための第４ホルダ９が設けられている。

前記第２ホルダ７の先端側はテーパー形状に形成され、このテーパー形状に形成された部分に前記外シース２が装着される。そして、第２ホルダ７のテーパー形状部分とで前記外シース２を挟持するようにテーパー管１１が設けられている。このテーパー管１１は、その内面が前記第２ホルダ６のテーパー形状部分に合わせた形状で形成されている。また、前記第２ホルダ６の先端側のテーパー形状部分近傍にはネジ溝が形成されており、このネジ溝を介してシース留め１２が嵌合される。これにより、前記外シース２の基端部が第２ホルダ６に固定されるようになっている。

前記第２のホルダ７の外周面にはネジ溝が形成されており、このネジ溝と前記第１ホルダ６の先端側内周面に形成したネジ溝とが螺合することにより、前記第２ホルダ７が前記第１ホルダ６に対して軸方向に移動可能となっている。
すなわち、後述する超音波プローブ１の組み立て時に、前記第１ホルダ６に対し前記第２ホルダ７を螺合により軸方向に移動させることで、この第２ホルダ７と連接する外シース２の長さを調節することができる。これにより、予めコネクタユニット６１との接合により内シース２１の長さが決定されているので、外シース２の先端部内面との間のクリアランスＣＬ１を小さくするようにハウジング３ｂを配置することができる。

前記第２ホルダ７は、前記ハウジング３ｂが小さいクリアランスＣＬ１となるように位置調整後、図３に示すように、前記第１ホルダ６に設けられたネジ溝１６ａにネジ１６を螺合することにより前記第１ホルダ６に固定される。なお、このネジ溝１６ａ及びネジ１６には水密となる処理が施されるようになっている。
そして、前記第２ホルダ７の先端側外周面の一部にはネジ溝が形成されており、このネジ溝と管部材１３の先端側内周面に形成したネジ溝とが螺合することにより、前記管部材１３が前記シース留め１２を収容した状態で前記第２ホルダ７に固定される。
また、前記第２ホルダ７の基端側にはＯリング１０ｂが設けられており、このＯリング１０ｃによって前記第１ホルダ６の内面との間を水密にしている。

前記第１ホルダ６の中央部には、図１及び図４に示すように、固定溝１７及び２つの係合溝１８が設けられており、この固定溝１７に固定ピン２２を、前記係合溝１８に係合ピン１９を嵌入しあるいは螺合することにより、前記第１ホルダ６が接続リング５の先端側のホルダ係合部５Ａに固定されるようになっている。なお、前記固定溝１７は、前記固定ピン２２の嵌入後、充填剤１５が充填されて水密となる。

前記第１ホルダ６の基端側内周面にはネジ溝が形成されており、このネジ溝と第３ホルダ８の先端側外周面に形成したネジ溝とが螺合することにより、前記第１ホルダ６が前記第３ホルダ８に固定されるようになっている。

前記コネクタユニット６１の先端側外周面には、図５に示すように、係合ピン２３が設けられており、この係合ピン２３は前記接続リング５の内周面に設けた係合溝に係合するようになっている。また、前記接続リング５及びグリップ４ａの外周の一部には、プランジャ２４が配置されており、このプランジャ２４は、水密に取付けられたプランジャカバ２４Ａによってカバされている。

前記構成のコネクタユニット６１には、図１に示すように、前記グリップ４ａが取付けられ、このグリップ４ａの先端側には前記管部材１３を収容するように充填剤１５を内部に充填した状態で折れ止め１４が装着されるようになっている。
なお、前記第２ホルダ７の外周面と前記管部材１３の内周面との接触部分には、全周にわたって充填剤１５が配されるようになっている。
また、前記第１ホルダ６の先端側外周面と前記グリップ４ａの先端側内周面とは、Ｏリング１０ａによって水密になっている。

次に、本実施例の超音波プローブ１におけるハウジング３ｂとフレキシブルシャフト２７との結合部分を構成について図６及び図７を参照しながら説明する。

図７に示すように、従来の超音波プローブでは、ハウジング１００とフレシキブルシャフト１０２との結合は、ハウジング１００の内周面と、この内周面に嵌入されるフレシキブルシャフト１０２の先端側外周面とを半田等で固定されている。この場合、ハウジング１００の一部に設けられた孔１００ａを介して半田を注入することにより、固定されることになる。

通常、フレシキブルシャフト１０２は、細径のコイルで形成された内側コイル層と、この内側コイル層に巻回され、太径のコイルで形成された外側コイル層とで構成されており、回転性を向上させている。また、フレシキブルシャフト１０２の特性は、捻り力が加わった場合、前記外側コイル層が強く、内側コイル層が弱いといった特性を有している。

従来例では、前記ハウジング１０２の結合面１０２ｂは、前記フレシキブルシャフト１０２の内側コイル層に結合されており、また、フレシキブルシャフト１０２の外側コイル層との結合面１０２ａは、結合面積が極めて小さいものとなっている。したがって、従来の超音波プローブでは、ハウジング１００とフレシキブルシャフト１０２の結合が弱く、例えば捻り力が加わった場合には外れてしまう虞もあり、結合強度を大きくすることが望まれている。

そこで、本実施例では、図６に示すように、ハウジング３ｂの基端側に一体形成された結合部２５は、その先端側内周面がテーパー形状（円錐形状）に形成されたテーパー部２５ｄを有し、このテーパー部２５ｄを、このテーパー部２５ｄと同じテーパー形状に形成されたフレキシブルシャフト２７の外側コイル層に半田等で固定するようにしている。なお、前記結合部２５は、従来例と同様に半田注入用の孔２５ｃを有し、この孔２５ｃを介して半田を注入することにより、固定されることになる。

この構成より、前記ハウジング３ｂとフレキシブルシャフト２７の外側コイル層との結合面積が従来よりも大きくなり、さらに、図６に示すように、例えば３層構造のコイル層を有するものである場合には、内側コイル層よりも太径のコイル層に対して結合部２５の内周面を結合させることができる。これにより、ハウジング３ｂとフレキシブルシャフト２７との結合強度を大きくすることができ、捻り力が加わったとしても外れることはなく、安定した回転性能が得られることになる。

本実施例の超音波プローブ１は、リニア走査の追従性を向上するための改良もなされている。図８及び図９を参照して説明する。
通常の超音波プローブは、外シース内を内シースが進退動作することにより超音波振動子をリニア走査しているが、外シースの内周面と内シースとの外周面との摩擦係数が大きい場合には、超音波振動子のリニア走査の追従性に悪影響を及ぼしてしまう虞がある。

そこで、本実施例では、超音波プローブ１の前記外シース２の内周面に、摩擦係数が少なく滑りやすい特性の樹脂層２ｂを設けている。つまり、図８に示すように、本実施例で用いられる外シース２は、ハウジング３ｂの摺動範囲に対応する長さで、通常のナイロン系樹脂等で形成された先端部２Ａと、この先端部２Ａとの境界から基端側にかけて延設され、ナイロン系樹脂等で形成された外側層２ａの内周面に樹脂層２ｂを設けて形成された本体部２Ｂとを有して構成されている。

前記樹脂層２ｂは、例えば熱可塑性フッ素樹脂（以下、ＰＦＡ樹脂と称す）であり、このＰＦＡ樹脂は、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体からなる、完全フッ素化された熱可塑性フッ素樹脂である。このＰＦＡ樹脂の特性は、低摩擦性、非粘着性に優れ、成型品の表面平滑性を向上させることで、流動体の抵抗を小さくするなどの特性を有している。

したがって、上記特性の有する樹脂層２ｂを外シース２の内周面に設けたことにより、内部に挿通された内シース２１の外周面との摩擦係数を小さくすることができるので、この内シース２１の進退動作が円滑になり、結果として、超音波振動子３ａのリニア走査の追従性を向上させることができる。

なお、本実施例では、前記樹脂層２ｂを外シース２の内周面に設けた場合について説明したが、これに限定されることはなく、径が大きくならない範囲で前記内シース２１の外周面に設けても良く、あるいは、外シース２の内周面と内シース２１の外周面との双方に設けて構成しても良い。

また、リニア走査の向上化に伴い、さらに、超音波プローブ１の挿入性を良好にして観察精度を向上させるために、ＧＷ用ルーメン３Ａの下部を所定のＲ形状に構成するとともに、ガイド溝３Ｂの後端側の上部を、ガイド溝３Ｂのガイドワイヤ挿通出口の断面形状に対応する任意のＲ形状に構成されている。

本実施例の超音波プローブ１は、挿入部の細径化の改良もなされている。
つまり、図９に示すように、前記内シース２１は、前記ハウジング３ｂと接合する接合部分２１Ｄと、この接合部分２１Ｄからコネクタ部４内の基端側にかけて配される本体部２１ｃとを有しているが、この本体部２１ｃの略全体が樹脂内にブレードを１層含浸してなるブレード入りシースとして構成されている。

従来の内シースは、前記本体部２１ｃに相当する部分がブレードを一層含浸した樹脂層とステンレス層との２層で構成されている。したがって、本実施例での内シース２１は、ブレードを１層含浸したブレード入りシースのみで構成されているので、従来の内シースよりも細径となり、結果として挿入部の細径化図ることが可能となる。
なお、内シース２１の基端側は、細径化を図る必要がない箇所については、図１０に示すように、例えばさらにブレードを１層含浸した樹脂層を外周上に設けて２層とした２層内シース２１Ａ、さらに、前記樹脂層を設けて３層とした３層内シース２１Ｂとして構成しても良い。

ところで、本実施例では、超音波振動子３ａのリニア走査に伴い発生する虞のある超音波媒体内の気泡の発生を抑制して良好な超音波画像を得るための改良もなされている。

通常、超音波振動子３ａのリニア走査時は、ハウジング３ｂの回転及び進退動作したとき、この動作に伴い超音波媒体５２も移動する。このとき、ハウジング３ｂと外シース２との隙間及び内シース２１と外シース２との隙間が僅かであると、超音波媒体５２の移動が妨げられる。すると、挿入部である外シース２の先端側と基端側とで超音波媒体５２の圧力に差が生じる。特にハウジング３ｂを基端方向へ移動させた場合、ハウジング周辺に圧力が最も低下して、超音波媒体５２内に気泡が発生する。そして、この気泡が超音波振動子３ａ上に位置すると超音波の送受信が妨げられて、画像抜けなど超音波画像の画質が低下してしまう虞がある。
そこで、このような不都合を解消するための従来例としては、例えば特開２００３−１９０１６９号公報に開示された超音波プローブがある。この提案による超音波プローブは、図１１に示すように、ハウジング１０３ｂの先端面に球状部材１０４を接着剤や溶接で固定することにより、流路の断面積が徐々に変化して、超音波媒体５２がハウジング１０３ｂと外シース２との隙間を先端側から、もしくはその逆に流れる際、超音波媒体５２の圧力低下を穏やかにして、気泡の発生を抑えている。

ところが、前記従来例では、前記球状部材１０４を設けているため、この球状部材１０４の径に対応した大きさの台座を有するハウジング１０３ｂを構成しなければならず、必然的にハウジング１０３ｂが大きくなってしまう。また、これに伴って、外シース２とハウジング１０３ｂとの隙間ＣＬｘは極めて狭くなってしまい、さらに超音波媒体５２の圧力を低下するためにはこの隙間ＣＬｘ、すなわち流体面積を大きくすることが望ましい。

本実施例の超音波プローブ１は、図１０に示すように、従来用いられていた球状部材１０４を削除することによって台座を無くして、基台のみの小型化のハウジング３ｂとして構成した。すなわち、前記ハウジング３ｂの断面面積は、従来のハウジング１０３ｂよりも小さくなる。
これにより、外シース２とハウジング３ｂとの隙間ＣＬ２を前記従来例（隙間ＣＬｘ）よりも広くすることができ、すなわち、超音波媒体５２の流体面積を大きくすることができるので、ハウジング３ｂ周辺の圧力変化を抑えることができ、その結果、気泡の発生を抑制することができる。こうして、良好な超音波画像を得ることができる。
また、前記構成によれば、ハウジング３ｂの基台上に超音波振動子３ａを載せて接着剤２８により接着するのみで良いので、製造工程の簡略化を図ることも可能である。

なお、本実施例では、外シース２の先端内面とハウジング３ｂの先端部との間のクリアランスＣＬ１は、従来の超音波プローブのクリアランスＣＬ０よりも小さくなっているので、従来例よりも深部の観察部位を観察することができ、つまり、観察範囲を拡大することが可能となる。

また、本実施例の超音波プローブ１では、前記はハウジング３ｂは、図１２に示すように、球状部材１０４を削除する他に、後端部上部の一角を切り欠いた切欠き部３ｃを形成するとともに、超音波振動子３ａの基端部とハウジング３ｂの基端部との寸法ＣＬ３を図１３に示す従来のクリアランスＣＬｚよりも短縮するように形成されている。すなわち、ハウジング３ｂ自体の全長は、従来のハウジング３ｂよりも短くなっている。

前記構成により、前記挿入部の先端部を狭い管腔の屈曲を通させる場合でも、前記ハウジング３ｂの全長が短く形成されているので、前記屈曲部の通過性を向上させることができ、ハウジング３ｂ近傍の外シース２を傷めることもない。また、ＧＷ用ルーメン３Ａを有する超音波プローブ１でも、狭い管腔の屈曲部における３次元走査を容易に行うことができる。

また、従来、超音波振動子３ａへの配線作業は、ハウジング３ｂに対して半田ごての先端部７０を所定角度に配置して行われていたが、ハウジング３ｂの全長を短くしても、ハウジング３ｂの後端部上部の一角に切欠き部３ｃを設けたことにより、半田ごての先端部７０を所定角度に配置することができるので、簡単に超音波振動子３ａへの配線作業を行うことができる。これにより、作業性を向上させることができる。

次ぎに、本実施例の超音波プローブ１のさらに詳細な構成、及び組み立て方法について図１４〜図３４を参照しながら説明する。
図１４乃至図３４は本実施例の超音波プローブの詳細な構成及び組み立て方法を説明するためのもので、図１４はハウジングとフレシキブルシャフトとの結合工程の説明図、図１５乃至図１７は図１４の工程により結合された振動子ユニットの構成を示し、図１５は振動子ユニット部分の上面図、図１６は図１５の振動子ユニット部分の断面図、図１７（ａ）は図１６のＤ−Ｄ線断面図、図１７（ｂ）は図１６のＥ−Ｅ線断面図である。図１８及び図１９は振動子ユニットに内シースを取付ける取付工程を説明するもので、図１８は振動子ユニット及び内シースを第１インナ本体に取付けたインナユニット全体の断面図、図１９（ａ）はハウジングと内シースとの固定部分の断面図、図１９（ｂ）は図１９（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。図２０は図１８のインナユニットとＯリングを装着した口金との取付工程を説明するための断面図、図２１は図２０の取付工程後のインナユニットに第２インナ本体を取付ける工程を説明する断面図、図２２は第２インナ本体と口金との仮止め工程及び第２インナ本体、口金に対するコネクタ本体の取付工程を説明するための断面図、図２３は図２２のＧ−Ｇ線断面図、図２４は図２２のＨ−Ｈ線断面図である。図２５はコネクタ本体内の電気部品等の取付工程を説明するための断面図、図２６は図２５のＩ−Ｉ線断面図、図２７は図２５のＪ−Ｊ線断面図、図２８は図２５の基板部４８の拡大図、図２９は図２５のＫ矢視図である。図３０は図２２の仮止め工程により位置決めされた後、第２インナ本体と口金との本固定工程を説明するための断面図、図３１は図３０のＬ−Ｌ線断面図、図３２は図３０のインナユニットに本体カバー等の部材を組み立てて構成されたコネクタユニットの取付工程を説明するための断面図、図３３は図３２のＭ−Ｍ線断面図、図３４は図３２のＮ−Ｎ線断面図、である。

本実施例の超音波プローブ１では、図１４に示すように、作業者は、超音波振動子３ａを装着するハウジング３ｂとフレキシブルシャフト２７とを半田を用いて結合する。この場合、本実施例では、前記したようにハウジング３ｂの基端側に一体形成された結合部２５は、その先端側内周面がテーパー形状（円錐形状）に形成されたテーパー部２５ｄを有し、このテーパー部２５ｄを、フレキシブルシャフト２７の前記テーパー部２５ｄと同形状の外側コイル層に半田等で固定するようにしている。なお、前記テーパー部２５ｄを含む結合部２５は、半田注入用の孔２５ｃを介して半田を注入することにより、固定されることになる。
この構成より、前記ハウジング３ｂとフレキシブルシャフト２７の外側コイル層との結合面積が従来よりも大きくなり、さらに、図１４に示すように、例えば３層構造のコイル層を有するものである場合には、内側コイル層よりも太径のコイル層に対して結合部２５の内周面を結合させることができる。これにより、ハウジング３ｂとフレキシブルシャフト２７との結合強度を大きくすることができ、捻り力が加わったとしても外れることはなく、安定した回転性能が得られることになる。

次に、図１５及び図１６に示すように、作業者は、ハウジング３ｂに結合されたフレキシブルシャフト２７に同軸ケーブル２７ａを挿通し、ハウジング３ｂに超音波振動子３ａを載せて前記同軸ケーブル２７ａを半田を用いて配線する。そして、作業者は、超音波振動子３ａをハウジング３ｂの底面上に設けられた半田部３０上に接着剤２８を用いて接着固定する（図１７（ｂ）参照）。また、超音波振動子３ａの超音波を送受信する面以外は、接着剤２８を盛りつけることにより接着固定する。

前記同軸ケーブル２７ａの一方の先端部の編組線部は、図１６及び図１７（ａ）に示すように、前記ハウジング３ｂの基台上の半田部３０を介して超音波振動子３ａの先端部及びこれに導通している電気端子２９ａに電気的に接続される。また、前記同軸ケーブル２７ａの一方の先端部の芯線部は、図１６に示すように、前記超音波振動子３ａの後端部の電気端子２９ｂに電気的に接続される。これらの接続部分には前記接着剤２８が盛りつけられることにより封止して、これら接続部分の電気端子２９ａ、２９ｂ間を電気的にショートしないようにしている。 こうして、振動子ユニット２６の組み立てを完了する。

そして、作業者は、図１８及び図１９（ａ）、図１９（ｂ）に示すように、組み立てられた振動子ユニット２６に内シース２１を組み付ける。
この場合、図１９（ａ）、図１９（ｂ）に示すように、内シース２１のハウジング３ｂ側先端部は、フランジを形成した軸受け部３２を介してハウジング３ｂの結合部２５及びフレシキブルシャフト（図１８参照）が回転可能に固定される。

そして、作業者は、図１８に示すように、前記内シース２１の基端部を第１インナ本体３３の先端側にねじ込んで組み付ける。この第１インナ本体３３の外周の一部にはＯリング３４が装着されている。

次に、作業者は、図２０に示すように、先に前記第１インナ本体３３内に組み付けられる口金３６に、超音波媒５２の漏れ防止用のＯリング３７を組み付ける。この場合、前記口金の所定位置には、取付凹部３６ｂが形成されており、この取付凹部３６ｂに前記Ｏリング３７が装着されるようになっている。

本実施例では、この口金３６に対するＯリングの装着を容易に行うために、前記取付凹部３６ｂ近傍のＯリング装着方向側の口金部３６ｄを、テーパー斜面を有する円錐面形状としている。これにより、作業者は、前記口金３６の図２０中左方向からＯリング３７を嵌入して装着することになるが、前記口金部３６ｄは円錐面を形成しているので、Ｏリング３７自体を破損させることなく、容易にＯリング３７を前記取付凹部３６ｂまで移動させると同時にこの取付凹部３６ｂに装着することが可能となる。なお、前記装着されるＯリング３７には、超音波媒体５２が塗布されることで装着する際の滑りを容易に行えるようになっている。

そして、作業者は、図２０に示すように、口金３６の内側に前記同軸ケーブル２７ａを挿通し、フレキシブルシャフト２７の基端部と前記口金３６とを接着固定する。この場合、前記口金３６の先端部には、接着剤を注入するための穴３６ａが設けられており、この穴３６ａを介して接着剤を注入することにより、前記フレキシブルシャフト２７と前記口金３６とを接着固定する。

その後、作業者は、前記同軸ケーブル２７ａの基端部から図２０に示す小さなＯリング３７ａを前記口金３６の基端部の内面まで嵌入し、前記同軸ケーブル２７ａと口金３６との隙間を水密にする。
なお、前記口金３６には、後述するが前記口金３６と後述する第２インナ本体３８との仮止め及び固定するための固定溝３６ｃが設けられている。

次に、作業者は、図２０の工程により組み付けたインナユニットに、第２インナ本体３８を組み付ける。この場合、作業者は、図２１に示すように、インナユニットの口金３６の基端部を嵌合するように、図中右側から第２インナ本体３８を組み付け、その後、この第２インナ本体３８の先端側内面に設けられたネジ溝と、第１インナ本体３３の外周面に形成されたネジ溝とを螺合することにより、前記第１インナ本体３３に前記第２インナ本体３８を組み付ける。この第１インナ本体３３と前記第２インナ本体３８との間には、Ｏリング３４が設けられているので、第１インナ本体３３と第２インナ本体３８との間は水密になっている。
なお、前記第２インナ本体３８の外周の一部には、後述するが前記口金３６と前記第２インナ本体３８とが回転しないように固定するためのネジ穴３８ｂが設けられている。

次に、作業者は、図２２に示すように、第２インナ本体３８と口金３６との仮止め工程及び第２インナ本体３８、口金３６に対するコネクタ本体４２の取付工程を行う。
前記仮止め工程では、作業者は、第２インナ本体３８の側面の貫通穴である固定穴３８ｂから、回転止め治具３９を挿通し、内部の口金３６の穴３６ａと係合することにより、口金３６が前記第２インナ本体３８に対して回転しないように仮止めを行う（図２３参照）。

そして、作業者は、その仮止めの状態にて、前記口金３６の基端部にベアリング４０と導通バネ４１を装着し、図２２に示すコネクタ本体４２を前記口金３６の基端部に嵌合しながらねじ込む。この際、前記口金３６は、回転止め治具３９による係合のため回転しないので、第２インナ本体３８を摘みながら前記コネクタ本体４２を回転させることでねじ込むことが可能となる。なお、前記コネクタ本体４２は、その先端部内周面に形成されたネジ溝と、口金３６の基端部外周に形成されたネジ溝とを螺合することにより、装着されるようになっている。

そして、作業者は、前記口金３６及び第２インナ本体３８に前記コネクタ本体４２をねじ込んだら、前記第２インナ本体３８からベアリング４０が外れないように、前記第２インナ本体３８の基端側側面部に設けた固定溝３８ｃからビス４３を螺合して固定する（図２４参照）。また、作業者は、前記コネクタ本体４２の固定状態がゆるまないように、前記口金３６の基端面（開口端）と前記コネクタ本体４２の内周面とを接着剤４３ａによって接着する。このとき、前記接着剤４３ａは、口金３６に組み付けたＯリング３７が外れないようにこのＯリング３７の外側から重ねるように盛りつけられている。

従来例では、図３５に示すように、口金３６には穴３６ａに相当する穴はなく、インナ本体９１に対して口金９２を仮止めできない。また、仮止めされない状態にて、口金３６の基端側から、同軸ケーブル２７ａが挿通されている状態にて内部にシール剤９９を充填して水密にした後、接着剤９９ａを設けることにより、同軸ケーブル２７ａを口金９２に固定し且つこの口金９２の開口から超音波媒体が漏れないように封止していたため、作業しづらく、また、超音波媒体の封止状態も確認できない。
また、この口金９２に嵌合されたコネクタ本体９３と、前記インナ本体９１とは、図３５に示すように、ノックピン９８にて固定していたので、このノックピン９８の取付位置が難しく、取付位置によっては、このノックピン９８の下部と回転するコネクタ本体９３の外周面とが接触する虞があり、このような構造は回転性を向上させるためには好ましくない。

しかしながら、本実施例では、上記構成により、このような従来の不都合を解消しており、すなわち、前記第２インナ本体３８の側面に貫通穴である固定穴３８ｂを設けているので、この固定穴３８ｂから、回転止め治具３９を挿通し、内部の口金３６の穴３６ａと係合することにより、口金３６が前記第２インナ本体３８に対して回転しないように仮止めすることができる。
また、口金３６が仮止め状態にあるので、第２インナ本体３８を摘みながら前記コネクタ本体４２を回転させることでこの口金３６にねじ込むことが可能となる。
さらに、ノックピン９８を使わずに、前記第２インナ本体３８からベアリング４０が外れないように、前記第２インナ本体３８の固定溝３８ｃからビス４３を螺合することにより、コネクタ本体４２を第２インナ本体３８及び口金３６に固定することができる。
さらに、また、前記コネクタ本体４２の固定状態がゆるまないように、前記口金３６の基端面と前記コネクタ本体４２の内周面とは、接着剤４３ａにて固定すると同時に、この接着剤４３ａは口金３６に組み付けたＯリング３７が外れないようにこのＯリング３７の外側を重ねるように盛りつけることにより、同軸ケーブル２７ａを口金３６に固定し且つこの口金３６の開口端から超音波媒体５２が漏れないように封止することができるので、作業が容易となる。また、口金３６の開口端側に接着剤４３ａを設けたので、超音波媒体５２の封止状態も容易に確認できる。
このような構成により、簡単な構成にて、組み立て作業性を向上させることができるとともに、組み立て工程の簡略化からコスト低減に大きく寄与する。

次に、作業者は、図２５に示すように、前記コネクタ本体４２の基端側に電気信号用のコネクタ（プラグ）４４と回転伝達用の回転ピン４５を取り付け、そして、前記コネクタ本体４２内部に基板４６やコイル４７等の電気部品を設置するとともに、同軸ケーブル２７ａ及び駆動ユニットから延設されるケーブル２７ｂの配線を行う。

この場合、前記基板４６には、前記コイル４７の両側の電気端子４７ａが半田４６ａによって接続される。そして、この基板４６は、図２６に示すように、ビス４９の螺合により前記コネクタ本体４２に固定される。

また、前記基板４６近傍の基板部４８の具体的な構成が図２８に示されており、また、図２５中のＫ視野図が図２９に示されている。これら図２８及び図２９に示すように、基板４６の裏面側の一方の端子（基端側の電気端子４７ａ）にはケーブル２７ｂの信号線が半田４６ａにて接続され、また、他方の端子（先端側の電気端子４７ａ）には、前記ケーブルの信号線が半田４６ａにて接続される。この先端側の電気端子４７ａは、振動子ユニット側の同軸ケーブル２７ａの信号線が半田４６ａを介して電気的に接続されるようになっている。このような構成により、振動子ユニット側の同軸ケーブル２７ａと駆動ユニット側のケーブル２７ｂとが電気的に導通される。
なお、前記回転ピン４５は、図２７に示すように、上下一対取り付けられており、さらに、これら回転ピン４５の側面側のコネクタ本体４２内には固定パイプ５０が接着剤５０ａによって固定されるようになっている。

次に、作業者は、図３０に示すように、内シース２１の外れ防止のために、ゴムリング５１Ａを第１インナ本体３３の先端側に取り付けるとともに、この取り付けたゴムリング５１Ａの上からリング押え５１を前記第２インナ本体３８に取り付ける。この場合、リング押え５１の内周面に設けられたネジ溝と、第２インナ本体３８の先端側外周面に設けられたネジ溝とを螺合することにより、固定する。

そして、作業者は、前記リング押え５１を取り付けた後、前記固定穴３８ｂから前記回転止め治具３９を外し、その固定穴３８ｂをから内部に超音波媒体５２を注入して満たした後、前記超音波媒体５２が漏れないように、開閉ネジ５３により封止する（図３１参照）。
こうして、組み付けられた内部ユニット５５は、次に、図３２及び図３４に示すように、前記内部ユニットの５５の外側に第２パイプ５６が組み付けられた後、この第２パイプ５６の外側には本体カバ５９が組み付けられる。この場合、前記第２パイプ５６と前記本体カバ５９との基端側の内部にはＯリング５７が設けられており、このＯリング５７によって前記第２パイプ５６と前記本体カバ５９との間を水密にしている。

一方、作業者は、図３２に示すように、前記内部ユニット５５の先端側に位置する前記第２パイプ５６を内部に押さえつけるように押えリング部材５８を取り付けた後、この押えリング部材５８の外側から折れ止めカバ６０を嵌合し前記本体カバ５９の先端側に接着固定する。

このようにして各部材が組み付けられることにより図１に示すコネクタユニット６１となる。なお、組み付け完了後の前記口金３６の開閉ネジ５３近傍のコネクタユニット６１の断面が図３３に示されている。

次に、作業者は、図１に示すように、前記コネクタユニット６１の外側に、前記接続リング５を組み付け、さらに、グリップ４ａを組み付ける。
そして、作業者は、前記コネクタユニット６１の先端側から外シース２を組み付ける。この場合、本実施例では、前記第１ホルダ６に対し前記第２ホルダ７を螺合により軸方向に移動させることができるので、この第２ホルダ７と連接する外シース２の長さを調節することができる。これにより、予めコネクタユニット６１との接合により内シース２１の長さが決定されているので、外シース２の先端部内面との間のクリアランスＣＬ１を小さくするようにハウジング３ｂを配置することができる（図２参照）。
こうして、本実施例における３次元走査用の超音波プローブ１の組み立てを完了する。

したがって、本実施例によれば、口金３６の基端側の開口端より、内部に充填された超音波媒体５２の漏れを防ぐためのＯリング３７ａを挿入するとともに、このＯリング３７ａの上から前記口金３６の開口端を覆うように接着剤４３ａを設けることにより、前記口金３６の開口端を封止でき、また、この接着剤４３ａによって、フレシキブルシャフト２７内から延設される同軸ケーブル２７ａを前記口金３６の内部に固定する同時に前記口金３６の開口端をコネクタ本体５２に固定することができる。これにより、簡単な構成で口金３６の後端側の開口を封止して超音波媒体５２の漏れを防ぐとともに、組立て性を向上することができる超音波プローブ１の実現が可能となる。
また、超音波プローブ１の前記外シース２の内周面に、摩擦係数が少なく滑りやすい特性の樹脂層２ｂを設けたことにより、内部に挿通された内シース２１の外周面との摩擦係数を小さくすることができるので、この内シース２１の進退動作が円滑になり、結果として、超音波振動子３ａのリニア走査の追従性を向上させることができる。
また、前記内シース２１の本体部２１ｃの略全体を、樹脂内にブレードを１層含浸してなるブレード入りシースとして構成することにより、従来の内シースよりも細径となり、結果として挿入部の細径化を図ることができる。
また、従来用いられていたハウジングの球状部材１０４を削除することによってハウジング３ｂの小型化を図りハウジング３ｂの断面面積を小さくしたことにより、超音波媒体５２の流体面積を大きくすることができるので、ハウジング３ｂ周辺の圧力変化を抑えて、気泡の発生を抑制することができる。また、ハウジング３ｂの全長を小さく構成することができるので、挿入部の先端部を狭い管腔の屈曲を通させる場合でも、この屈曲部の通過性を向上させることができ、さらに、超音波振動子３ａの取り付け作業も容易となる。
さらに、前記第１ホルダ６に対し前記第２ホルダ７を螺合により軸方向に移動させることができるので、この第２ホルダ７と連接する外シース２の長さを調節することができ、外シース２の先端部内面との間のクリアランスＣＬ１を小さくするようにハウジング３ｂを配置することができる。これにより、挿入部の外シース２の先端部とその内部のハウジング３ｂの先端部との間のクリアランス部分に生じる虞のある折れの発生を防止できる。

なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

図１乃至図１３は本発明の一実施例の超音波プローブの構成を説明するためのもので、図１は超音波プローブの断面図。 図１の挿入部の先端部の拡大図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 図１のＢ−Ｂ線断面図。 図１のＣ−Ｃ線断面図。 ハウジングとフレシキブルシャフトとの結合部分の断面図。 従来の超音波プローブのハウジングとフレシキブルシャフトとの結合部分の断面図。 図１の先端部を含む外シースの断面図。 図１の内シースの断面図。 図１のハウジングを含む先端部の断面図。 従来の超音波プローブのハウジングを含む先端部の断面図。 ハウジングを含む先端部の変形例を示す断面図。 変形例に対応する従来例のハウジングを含む先端部の断面図。 図１４乃至図３４は本実施例の超音波プローブの詳細な構成及び組み立て方法を説明するためのもので、図１４はハウジングとフレシキブルシャフトとの結合工程の説明図。 図１５乃至図１７は図１４の工程により結合された振動子ユニットの構成を示し、図１５は振動子ユニット部分の上面図。 図１５の振動子ユニット部分の断面図。 図１７（ａ）は図１６のＤ−Ｄ線断面図、図１７（ｂ）は図１６のＥ−Ｅ線断面図。 図１８及び図１９は振動子ユニットに内シースを取付ける取付工程を説明するもので、図１８は振動子ユニット及び内シースを第１インナ本体に取付けたインナユニット全体の断面図。 図１９（ａ）はハウジングと内シースとの固定部分の断面図、図１９（ｂ）は図１９（ａ）のＦ−Ｆ線断面図。 図１８のインナユニットとＯリングを装着した口金との取付工程を説明するための断面図。 図２０の取付工程後のインナユニットに第２インナ本体を取付ける工程を説明する断面図。 第２インナ本体と口金との仮止め工程及び第２インナ本体、口金に対するコネクタ本体の取付工程を説明するための断面図。 図２２のＧ−Ｇ線断面図。 図２２のＨ−Ｈ線断面図。 コネクタ本体内の電気部品等の取付工程を説明するための断面図。 図２５のＩ−Ｉ線断面図。 図２５のＪ−Ｊ線断面図。 図２５の基板部４８の拡大図。 図２５のＫ矢視図。 図２２の仮止め工程により位置決めされた後、第２インナ本体と口金との本固定工程を説明するための断面図。 図３０のＬ−Ｌ線断面図。 図３０のインナユニットに本体カバー等の部材を組み立てて構成されたコネクタユニットの取付工程を説明するための断面図。 図３２のＭ−Ｍ線断面図。 図３２のＮ−Ｎ線断面図。 駆動ユニットからの回転動力をフレキシブルシャフトに伝達するための伝達機構を示す従来の超音波プローブの断面図。

符号の説明

１…超音波プローブ、
２…外シース、
２ａ…外側層、
２ｂ…樹脂層、
３…振動子ユニット、
３Ａ…ＧＷ用ルーメン、
３Ｂ…ガイド溝、
３ａ…超音波振動子、
３ｂ…ハウジング、
４…コネクタ部、
１２…シース留め、
１３…管部材、
１５…充填剤、
２０…先端部、
２１…内シース、
２５…結合部、
２５ｃ…孔、
２５ｄ…テーパー部、
２７…フレキシブルシャフト、
２７ａ…同軸ケーブル、
２７ｂ…ケーブル、
２８…接着剤、
３６ａ…穴、
３６ｂ…嵌合溝、
３６ｃ…固定溝、
３６ｄ…口金部、
３７ａ…Ｏリング、
３８ａ、３８ｂ…固定穴、
３８ｃ…固定溝、
３９…回転止め治具、
４２…コネクタ本体、
４３…ビス、
４３ａ…接着剤、
５２…超音波媒体、
５３…開閉ネジ、
５５…内部ユニット、
５９…本体カバ、
６１…コネクタユニット。
代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (3)

1. 体内へ挿入される挿入部を構成する、超音波媒体が充填されるチューブ状のシースと、前記シースの先端部側に配置され、超音波振動子を配設した回転可能なハウジングと、前記ハウジングの基端側に結合され、前記ハウジングを回転動作させるフレキシブルシャフトと、前記フレキシブルシャフト内に挿通されたケーブルと、前記フレキシブルシャフトの基端側が内包されるインナユニットと、前記インナユニット内に回転可能に配置され、前記フレキシブルシャフトの基端側が結合された管状の口金とを有する超音波プローブにおいて、
   前記口金の基端側の開口端にＯリングを配置し、前記Ｏリングの外周に前記口金が密着するように構成するとともに前記Ｏリングの内周には前記ケーブルが密着して挿通するように構成し、さらに前記Ｏリング及び前記口金の開口端を封止したことを特徴とする超音波プローブ。
2. 前記Ｏリング及び前記口金の開口端を封止することによって、前記ケーブルを前記口金に対して固定することを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
3. 前記口金の基端側と結合して前記口金とともに回転可能に配置されたコネクタ本体とを有し、
   前記Ｏリング及び前記口金の開口端を封止することによって、前記口金の開口端と前記コネクタ本体とを固定することを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。

Images