JP2009183511A - 超音波プローブ用バルーン - Google Patents

Abstract

【課題】混入した気泡を簡単に除去できる超音波プローブ用バルーンを提案する。
【解決手段】超音波プローブの外壁に弾性力で圧着する弾性リング４１と４２と隔離帯４４が設けられる。弾性リング４１と隔離帯４４の間に形成され、内部に超音波振動子３０と給水口５１が配置されて、給水口５１から供給される超音波伝達液によって膨張して体腔内壁に密着し、前記超音波伝達液を通して超音波振動子３０と体腔内壁との間で超音波が伝達されるように形成された超音波伝達液収容部４３と、弾性リング４２と隔離帯４４の間に形成され、隔離帯４４を前記外壁から引き離すように引っ張ることにより超音波伝達液収容部４３と連通して超音波伝達液とともにそこに含まれる気泡を受け入れ、隔離帯４４を前記超音波プローブの外壁に圧着させることにより超音波伝達液収容部４３との連通が断たれるように形成された気泡収容部４５を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は体内挿入型の超音波検査装置用プローブに関し、特に、超音波の減衰を抑制するための超音波伝達液を封入するために挿入部先端に設けられる超音波プローブ用バルーンに関するものである。

超音波プローブとして、体腔内に挿入される挿入部を有し、この挿入部の先端に超音波振動子を設け、超音波検査を行うべき部位にまで超音波振動子を導いて、体腔内壁から超音波パルスを発信し、その反射エコーを受信して、受信信号を外部にて所定の信号処理を行いモニタ装置に超音波画像を表示するように構成したものが、従来から広く知られている。

超音波信号は空気中では減衰が激しいので、超音波振動子と体腔内壁との間に超音波伝達液を介在させるためにバルーンが用いられる。バルーンは可撓膜体からなるバルーン本体部を有し、このバルーン本体部が前記超音波振動子を覆うように装着され、可撓膜体内に水等の超音波伝達液が注入されて膨張することによって、体腔内壁に密着させるようにしている。

バルーンは人の体内に挿入するものであるため検査の度に新しいものが装着される。この装着によってバルーン本体部の中には空気が入ってしまう。また、超音波伝達液である水などを前記バルーン本体部へ送水するときに送水管の中に空気（気泡）が残留していると空気が水と一緒にバルーン本体部内に入る。バルーン本体部内に空気が混入すると超音波のエコーが乱れ、モニタ装置に映し出される超音波画像に乱れが生じる。

これに対しては種々の対策が検討され、例えば、下記特許文献１には、バルーン本体部に送水する送水管とバルーン本体部から排水する吸引管をバルーン本体部への送液口の手前で合流させ、送水管と吸引管のそれぞれに弁を設け、送水管に気泡の混入が確認された場合、弁を操作して吸引管より水とともに気泡を排出してバルーン本体内へ気泡が入ることを阻止し、弁を切替えて新たに水を給水する方法が示されている。

また、下記特許文献２には、送水管と吸引管とそれぞれに設けた弁によってバルーン本体内に混入した気泡を水ごと排出して気泡の混入していない新たな水を供給するとともに、弁を切替えてプローブ先端内へも給水し、プローブ先端内の気泡も排出できるようにした超音波診断装置のプローブの挿入部が示されている。
特開平０９−１３５８３４号公報 特開２００１−０４６３７５号公報

しかしながら、超音波伝達液である水を供給する供給通路と気泡とともに水を排出する排出通路とを設けると、プローブ挿入部の先端の構造が複雑になり、かつ太径化することになる。挿入部は体腔内に挿入されるものであるから、その先端が太径化すると、挿入操作性が悪くなり、また患者の苦痛が増大するなどの不都合が生じることになる。また、バルーン本体から気泡の排出をより確実に行うには、バルーン本体から気泡を排出した後に、この排出通路の内部も超音波伝播媒体で満たす必要がある。このため排出通路を負圧源に接続して、吸引を行うようにするのが好ましく、この点からもバルーン本体と超音波伝達液の供給及び気泡の排出を行う機構を含めたバルーン装着部分の全体構成が複雑になるという問題も生じる。

本発明は、掛かる課題に対して、混入した気泡を簡単に除去できるバルーンを提供することで、超音波プローブから排水管を取り除き給水管のみとした簡単な構造の超小型超音波プローブの実現を可能とする超音波プローブ用バルーンを提案するものである。

本発明による超音波プローブ用バルーンは、全体が筒状に形成され、超音波プローブの外壁に弾性力あるいは外力で圧着する一端側の第１の締め付け部と他端側の第２の締め付け部とが設けられる。前記第１の締め付け部と前記第２の締め付け部との間には前記超音波プローブの外壁に弾性力で圧着する第３の締め付け部が設けられる。前記第１の締め付け部と前記第３の締め付け部との間に形成され、内部に超音波振動子と超音波伝達液送液口が配置されて、前記超音波伝達液送液口から供給される超音波伝達液によって膨張して体腔内壁に密着し、前記超音波伝達液を通して前記超音波振動子と体腔内壁との間で超音波が伝達されるように形成された超音波伝達液収容部が設けられる。前記第２の締め付け部と前記第３の締め付け部との間に形成され、前記第３の締め付け部を前記超音波プローブの外壁から引き離すように引っ張ることにより前記超音波伝達液収容部と連通して超音波伝達液とともにそこに含まれる気泡を受け入れ、前記第３の締め付け部を前記超音波プローブの外壁に圧着させることにより前記超音波伝達液収容部との連通が断たれるように形成された気泡収容部が設けられる。前記気泡収容部は、前記超音波伝達液収容部と一体に形成され、前記超音波伝達液収容部より小さい。前記超音波プローブは、超音波伝達液を超音波伝達液収容部へ供給する送液管を備え、前記超音波伝達液を前記超音波伝達液収容部から排出する排液管を備えていない。

本発明による超音波プローブ用バルーンを使用する超音波プローブは、バルーン本体部への水の供給を行う給水管のみで良く排出管を設ける必要がないので、プローブ先端部の構造が簡略化でき小型化が図れる。

図１に示すように、超音波検査装置１０は、体腔内へ挿入される超音波プローブ１１と術者が把持して操作を行う操作部１２を備えた超音波内視鏡１３と、操作部１２に連設されたユニバーサルコード１４に接続された超音波観測装置１５及び内視鏡映像装置１６によって構成される。この他に、超音波伝達液である水１７を収めた貯留容器１８と、水１７を超音波プローブ１１の先端部２０へ送水するための給水装置を備えている。給水装置は、貯留容器１８の内部を加圧して水１７を送水する加圧ポンプ２２と、送水した水１７を一時的に戻すために減圧する吸引ポンプ２３と、加圧と減圧を切替える切替バルブ２４とによって構成される。

超音波観測装置１５は、周知のように、超音波信号の送受信回路と、スキャンコンバータ等からなる受信信号の処理回路とを有し、この処理回路で処理されて得た超音波画像信号に基づいて、モニタに超音波画像を表示する。また、内視鏡映像装置１６は、光源ランプを装着した光源部を有し、超音波プローブ１１の先端部２０に設けられたＣＣＤからの映像信号を処理するプロセッサ及びこのプロセッサで処理されて得た映像信号に基づいてモニタに内視鏡映像を表示する。超音波プローブ１１は、操作部１２への連設側から大半の部分はフレキシブルになっており、その先端に先端部２０が連設されている。

図２および図３に示すように、前記先端部２０には、観察窓２５および照明窓２６と洗浄水を噴射する噴射口２７とが設けられている。観察窓２５には対物レンズが装着され、対物レンズの結像位置にはＣＣＤ等の固体撮像素子（以下、ＣＣＤと略す）が設けられており、このＣＣＤにはケーブル２８が接続されている。照明窓２６は、内視鏡映像装置１６の光源部からの照明光を伝送するライトガイド２９の射出端であり、ＣＣＤの撮影画像を鮮明にするための照明を行う。噴射口２７から噴射される水は、観察窓２５や照明窓２６を含む先端部２０全体を洗浄する。観察窓２５等が配置された位置の更に先端側に超音波振動子３０が設けられており、前記超音波振動子３０を覆うように超音波プローブ用バルーン（以下、バルーンと略す。）４０が装着される。

図４に示すように、バルーン４０は、伸縮性を有する弾性材によって筒状に形成され、全体が瓢箪型をしており、一端側に弾性リング（第１の締め付け部）４１が他端側に弾性リング（第２の締め付け部）４２が形成され、その間に、超音波伝達液収容部４３、隔離帯（第３の締め付け部）４４、気泡収容部４５が配置される。弾性リング４１，４２および隔離帯４４の内径はバルーン４０が取り付けられる前記先端部２０の外径より相当に小さく、取り付けられた状態ではその弾性力によって先端部２０の外壁面に圧接する。これによってバルーン４０が前記先端部２０に装着されたとき、バルーン４０の内部は密封状態となる。

超音波伝達液収容部４３は筒状の薄膜体であり伸縮性が大きく、一端側に前記弾性リング４１が設けられ他端側に隔離帯４４が設けられている。隔離帯４４には気泡収容部４５の一端側が連設し、気泡収容部４５の他端側に弾性リング４２が形成されている。バルーン４０が前記先端部２０に装着されたときに、隔離帯４４は超音波伝達液収容部４３と気泡収容部４５の間を隔離する。気泡収容部４５は気泡を収容するために外側へ膨らみをもって形成されているが、超音波伝達液収容部４３に比べて、その大きさは小さい。

図３に戻って説明する。前記先端部２０の外壁面には前記超音波振動子３０より先端側に円環状の凹溝４７が形成され、前記操作部１２側となる基端側に隔離帯４４および気泡収容部４５を配置するに十分なスペースをもって凹溝４８が形成されている。凹溝４７，４８に前記弾性リング４１，４２を装着させると超音波振動子３０が弾性リング４１と隔離帯４４の間に位置し、超音波伝達液収容部４３が前記先端部２０に設けられた前記超音波振動子３０と給水口（送液口）５１とを覆うように装着される。前記貯留容器１８に貯留された水１７が超音波プローブ１１内に設けられた給水管（送液管）５２を通って給水口５１から超音波伝達液収容部４３の内部の超音波伝達領域５５に注がれ、超音波伝達液収容部４３を膨張させる。

上記の超音波プローブ用バルーンが装着される超音波プローブは、超音波伝達液を伝達液収容部へ供給する送液管を備えることは必須であるが、前記超音波伝達液を前記伝達液収容部から排出する排液管は備える必要はない。

次に、本発明によるバルーン４０の作用について説明する。上記のように構成された超音波検査装置１０は、超音波プローブ１１を体腔内に挿入し、内視鏡映像装置１６から得られる体腔内の映像を視認しながら、所定の検査，診断を行うべき部位にまで先端部２０を導く。先端部２０が検査，診断を行うべき部位に到達したときに、操作部１２を操作して先端部２０を適宜観察する方向に向けて体腔内の検査を行う。患部等が発見された場合には、超音波振動子３０を作動させて、超音波画像を取得し、これをモニタに表示することにより、体内組織断層に関する情報が得る。

超音波検査を行う際には、先端部２０に設けられた超音波振動子３０を検査すべき体腔内壁６０に対面させるが、この時に超音波振動子３０と体腔内壁６０との間に空気が介在していると超音波信号が著しく減衰するため、モニタに表示される超音波画像が極めて不鮮明となってしまう。そこで、図５に示すように、バルーン４０の超音波伝達液収容部４３内に水１７を注入し超音波伝達液収容部４３を膨張させて超音波伝達液収容部４３を体腔内壁６０に密着させる。このように空気の介在を排除するようにしても超音波伝達液収容部４３の内部に気泡が混入していたのでは、混入した気泡が超音波信号を乱すのでやはりモニタに表示される超音波画像は不鮮明となってしまう。

そこで、超音波検査を行う前に前記加圧ポンプ２２を作動して前記貯留容器１８内の水１７を給水管５２によって前記先端部２０へ送水し、送られた水が給水口５１から出てくることを確認した後で前記先端部２０にバルーン４０を装着する。これによって給水管５２の内部の空気が概ね排出される。バルーン４０が前記先端部２０に装着された後、超音波伝達液収容部４３に包まれた超音波伝達領域５５に水１７を注入し、超音波伝達液収容部４３が所定の大きさになるまで膨張させる。このとき超音波伝達液収容部４３の内部には、バルーン４０を取り付ける際に包み込んだ空気や注入された水１７に混入していた気泡が含まれている。

そこで、図６に示すように、前記先端部２０の姿勢を気泡収容部４５が上になるような姿勢にすると超音波伝達液収容部４３の内部に溜まった気泡は上方に移動し隔離帯４４の真下に集まる。気泡が集まった隔離帯４４の近傍の超音波伝達液収容部４３の一部を手指で摘んで引っ張り、隔離帯４４の内側に気泡が超音波伝達液収容部４３から気泡収容部４５に移動可能な連通路５６を形成する。超音波伝達液収容部４３は給水によって膨張しているから、超音波伝達液収容部４３の内部に溜まっていた気泡は、水１７とともに連通路５６を通って気泡収容部４５に移動する。超音波伝達液収容部４３から全ての気泡が気泡収容部４５に移動したことを確認した後に、超音波伝達液収容部４３の一部を引っ張っていた手指を離せば超音波伝達液収容部４３と気泡収容部４５との連通は断たれ、気泡収容部４５に収容された気泡および水１７は超音波伝達液収容部４３に戻ることができなくなる。隔離帯４４のプローブへの締め付け力を弾性リング４１，４２より小さくしておくと、隔離帯４４を引っ張ったときに、弾性リング４１，４２が外れにくく、作業性が向上する。

超音波伝達液収容部４３の内部に溜まった気泡を直接外へ排出させようとしても水１７が出てしまい、気泡を完全に出すことは難しいが、このように水１７が充満した中で気泡を移動させることで、超音波伝達液収容部４３の内部に溜まった気泡を全て気泡収容部４５へ移動させることができ、超音波伝達液収容部４３の内部を気泡の全くない状態にすることができる。このとき、超音波伝達液収容部４３の内部に溜まっていた気泡の量が多く、一度に全ての気泡を気泡収容部４５に収容できない場合は、気泡収容部４５を引っ張って弾性リング４２に隙間を作り、気泡収容部４５内の気泡（空気）を除去した後に、再び超音波伝達液収容部４３を引っ張って超音波伝達液収容部４３に溜まっている気泡を気泡収容部４５に移動させれば良い。更に、弾性リング４２あるいは隔離帯４４にタグを一体成形によって設けておけば、作業性が更に良くなる。

気泡が全くない状態となった超音波伝達液収容部４３の内部から、前記切替バルブ２４を減圧側に切替え前記吸引ポンプ２３を作動して、水１７を前記貯留容器１８へ戻し、超音波伝達液収容部４３を所定の大きさまで縮小させる。この状態で、前記超音波プローブ１１を体腔内へ挿入し、所定の部位にまで先端部２０を導いた後に、超音波伝達液収容部４３に再び水１７を給水する。この時に給水される水１７は先ほどの作業によって気泡が全くない状態となっているので、超音波伝達液収容部４３の内部に気泡が混入することはない。この後、前記操作部１２を操作して体腔内の検査を行う。

前記実施形態は、超音波伝達液収容部４３に連設された弾性リング４１が超音波プローブ１１の先端側に、気泡収容部４５に連設された弾性リング４２が基端側に配置されるようにバルーン４０を装着した例で説明したが、弾性リング４１が基端側に配置されるような超音波プローブに本発明によるバルーン４０を装着しても差し支えない。

前記実施形態は、バルーン４０の第１の締め付け部及び第２の締め付け部を、弾性リング４１と弾性リング４２によって形成したが、前記第１の締め付け部及び第２の締め付け部は、必ずしも自身の弾性力によって圧接する弾性リングである必要はなく、バルーン４０の両端部を糸で縛ったり別の弾性リングで圧着固定する方法でも良い。

前記実施形態は、超音波プローブの先端部側面方向で超音波を走査させる方式の超音波内視鏡を例に説明したが、本発明は、超音波プローブの先端方向で超音波を走査させる前方走査式の超音波内視鏡に用いても差し支えない。

本発明による超音波プローブ用バルーンを使用した超音波検査装置の構成を示す図である。 本発明による超音波プローブ用バルーンを装着した超音波プローブの先端部を示す斜視図である。 図２の断面図である。 装着前の超音波プローブ用バルーンの断面図である。 バルーンを体腔内壁へ押し付けた状態を示す図である。 本発明による超音波プローブ用バルーンの気泡除去方法を示す図である。

符号の説明

１０ 超音波検査装置
１１ 超音波プローブ
１２ 操作部
１３ 超音波内視鏡
１５ 超音波観測装置
１６ 内視鏡映像装置
１７ 水（超音波伝達液）
１８ 貯留容器
２０ 先端部
２５ 観察窓
２６ 照明窓
２７ 噴射口
３０ 超音波振動子
４０ バルーン（超音波プローブ用バルーン）
４１ 弾性リング（第１の締め付け部）
４２ 弾性リング（第２の締め付け部）
４３ 超音波伝達液収容部
４４ 隔離帯（第３の締め付け部）
４５ 気泡収容部
４７，４８ 凹溝
５１ 給水口（送液口）
５２ 給水管（送液管）
５６ 連通路
６０ 体腔内壁

Claims (3)

1. 超音波プローブの外壁に圧着する一端側の第１の締め付け部と他端側の第２の締め付け部とが設けられた筒状の超音波プローブ用バルーンにおいて、
   前記第１の締め付け部と前記第２の締め付け部との間に配置され、前記超音波プローブの外壁に弾性力で圧着する第３の締め付け部と、
   前記第１の締め付け部と前記第３の締め付け部との間に形成され、内部に超音波振動子と超音波伝達液送液口が配置されて、前記超音波伝達液送液口から供給される超音波伝達液によって膨張して体腔内壁に密着し、前記超音波伝達液を通して前記超音波振動子と体腔内壁との間で超音波が伝達されるように形成された超音波伝達液収容部と、
   前記第２の締め付け部と前記第３の締め付け部との間に形成され、前記第３の締め付け部を前記超音波プローブの外壁から引き離すように引っ張ることにより前記超音波伝達液収容部と連通して超音波伝達液とともにそこに含まれる気泡を受け入れ、前記第３の締め付け部を前記超音波プローブの外壁に圧着させることにより前記超音波伝達液収容部との連通が断たれるように形成された気泡収容部と、
   を備えたことを特徴とする超音波プローブ用バルーン。
2. 前記気泡収容部は前記超音波伝達液収容部より小さいことを特徴とする請求項１記載の超音波プローブ用バルーン。
3. 前記超音波伝達液を前記超音波伝達液収容部へ供給する送液管を備え、前記超音波伝達液を前記超音波伝達液収容部から排出する排液管を備えていない超音波プローブに装着して使用されることを特徴とする請求項１または２記載の超音波プローブ用バルーン。

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