JP2010012007A - 超音波検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成および容易な操作で超音波送受信部を所定の方向に振れるようにした超音波検査装置を提供する。
【解決手段】超音波検査装置１は、被検体に挿入される挿入部２と、前記挿入部２の後端に連なって設けられた把持部３と、前記挿入部２および前記把持部３にまたがって配設されたワイヤ１５と、を備えている。前記挿入部２は、その先端部に設けられた超音波送受信部１２と、前記超音波送受信部１２の後側に設けられた湾曲部１１と、を含み、前記ワイヤ１５の一方の端部が前記湾曲部１１に接合され、該ワイヤ１５が牽引されるのに伴って前記湾曲部１１が湾曲する。そして、押圧操作によって前記ワイヤ１５を牽引する操作手段が前記把持部３に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波検査装置に関する。

医療分野で消化管等の管腔や体腔などに挿入され、組織の表面および深部を検診する用途や、あるいは工業分野で配管などに挿入され、それらの物の表面および深部を検査する用途などに超音波検査装置が用いられている。

従来の超音波検査装置は、典型的には、被検体に挿入される挿入部の先端部に超音波送受信部が設けられており、この超音波送受信部で発生する超音波を被検体に当て、その超音波エコーを超音波送受信部で受信する。受信された超音波エコーは画像化され、その画像は被検体の表面および深部の状態の診断に供される。

ここで、超音波送受信部と被検体の観察部位との間に空気などの気体が介在すると、超音波が減衰してしまい、画像を生成するための超音波エコーが得られなくなる。そこで、ワイヤを用いた遠隔操作により、超音波送受信部が設けられた挿入部の先端部を上下あるいは左右に振り、それにより超音波送受信部を被検体の観察部位に押し付けるように構成した超音波検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、ワイヤに替えて、流体圧により伸縮する圧力袋やバルーンなどを用いたものも知られている（例えば、特許文献２〜５参照）。

特許文献１に記載された検査装置では、超音波変換機が位置する探触子に連なって屈曲部が設けられている。そして、把持部には、回転操作されるノブと、このノブと一体に回転するプーリとが設けられており、このプーリを周回して折り返されたケーブルが、屈曲部及び挿入部の上下の両側縁に沿って、あるいは左右の両側縁に沿って配設されている。プーリが回転されることにより、折り返されたケーブルの一端側は長く、他端側は短くなり、それにより屈曲部が屈曲し、探触子の先端部が上下、あるいは左右に振られる。

また、例えば特許文献２に記載された検査装置は、挿入部の径方向両側に２つの可撓性の細長い圧力袋を備えており、両圧力袋はポンプなどの圧力源に接続されている。両圧力袋に圧力差が生じると、一方の圧力袋が他方の圧力袋に比べて長くなり、挿入部は、長い圧力袋が外径側となるように湾曲する。それにより、挿入部の先端部が振られる。
特開平９−５２５号公報 特表２００１−５２１８０６号公報 特開平４−８３３７号公報 特開平４−１３５５７０号公報 特開平７−２０４１５９号公報

上記特許文献１に記載された検査装置は、屈曲部の上下の両側縁に沿って、あるいは左右の両側縁に沿って複数箇所にワイヤが配設されており、その構成が比較的複雑である。また、屈曲部の複数箇所にワイヤを配設しているため、屈曲部が太くなり易い。また、ワイヤ操作のためのプーリが把持部に設けられており、把持部が大型なものとなり易い。また、把持部を把持するのと同じ手でノブを回転させる操作は、一般に困難である。

上記特許文献２〜５に記載された検査装置は、いずれもポンプやシリンジなどの外部機器である圧力源に接続して圧力袋やバルーンなどに流体を供給しており、装置が大型なものとなり易く、また、操作も煩雑なものとなり易い。

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、簡易な構成および容易な操作で超音波送受信部を所定の方向に振れるようにした超音波検査装置を提供することを目的とする。

本発明は下記のとおりである。
（１）被検体に挿入される挿入部と、前記挿入部の後端に連なって設けられた把持部と、前記挿入部および前記把持部にまたがって配設されたワイヤと、を備え、前記挿入部は、その先端部に設けられた超音波送受信部と、前記超音波送受信部の後側に設けられた湾曲部と、を含み、前記ワイヤの一方の端部が前記湾曲部に接合され、該ワイヤが牽引されるのに伴って前記湾曲部が湾曲し、押圧操作によって前記ワイヤを牽引する操作手段が前記把持部に設けられている超音波検査装置。
（２）前記操作手段は、前記把持部の外殻に設けられ該外殻の内部に向けて弾性的に変位する操作部を含み、前記ワイヤの他方の端部が前記操作部に保持されている超音波検査装置。
（３）前記ワイヤの他方の端部は、前記操作部の下部を介して、その突端を前記把持部の挿入部側とは反対側の端部に固定されており、前記操作部の変位によって前記ワイヤが牽引される超音波検査装置。
（４）前記操作手段は、前記把持部の外殻に設けられ該外殻の内部に向けて弾性的に変位する操作部と、前記操作部の変位を回転運動に変換して回転する回転部と、を含み、前記ワイヤの他方の端部が前記回転部に巻き付けられている超音波検査装置。
（５）前記回転部は、前記操作部と一体に変位するラックと、前記ラックに噛み合うピニオンと、を有している超音波検査装置。
（６）前記ラックの歯が、間欠的に設けられている超音波検査装置。

本発明によれば、把持部に設けられた操作手段を押圧操作することで、ワイヤを牽引して湾曲部を湾曲させることができる。そして、操作手段の押圧操作は、把持部を把持するのと同じ手で容易に行うことができる。よって、超音波送信部を振るための構成を簡易なものとすることができ、また、超音波送信部を振るための操作を容易なものとすることができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の超音波検査装置の一例を示す縦断面図、図２は図１の検査装置の動作を示す断面図である

図１に示すように、超音波検査装置１は、被検体に挿入される挿入部２と、挿入部２の後端部に連なって設けられた把持部３と、挿入部２と把持部３とに跨って配設されたワイヤ１５とを備えている。

挿入部２は、円筒状に成形された硬性の基部１０と、基部１０の先端側に設けられた湾曲部１１と、この湾曲部１１の先端側に設けられた超音波送受信部１２とを有している。

超音波送受信部１２には、電気信号と超音波とを相互に変換する超音波トランデューサが設けられている。この超音波トランデューサは、挿入部２内を挿通された配線を介して図示しない処理装置から入力される駆動信号に基づいて被検体に向け超音波を発生する。そして、上記の超音波トランデューサは、被検体で反射された超音波エコーを受信し、これを電気信号に変換して、上記の配線を介して上記の処理装置に出力する。処理装置は、入力された電気信号から超音波エコー画像を生成し、これを図示しないモニタに表示させる。

湾曲部１１は、複数の節輪２０ａ，２０ｂ，・・・と、筒体２１と、を有している。複数の節輪２０は、一列に整列して配置され、隣り合う２つの節輪２０は、連結ピン２２によって互いに連結される。各節輪２０は略円筒状に成形されており、その軸方向の端部に、連結ピン２２によって連結される被連結部２４が連設されている。被連結部２４は、節輪２０の端縁から軸方向に突出して径方向に互いに対向するように設けられた一組の舌片で構成されており、各舌片には連結ピン２２が挿通される挿通孔が形成されている。

隣り合う２つの節輪２０は、被連結部２４を互いに重ね合わせ、そこに連結ピン２２を貫通されて互いに連結され、連結ピン２２を回転軸として相体回転可能である。そして、複数の節輪２０の並びの一端をなす節輪２０ａは基部１０に固定され、他端をなす節輪２０ｂは超音波送受信部１２に固定されている。

尚、図示の例では、節輪２０は２つであるが、３つ以上あってもよい。節輪２０が３つ以上ある場合に、それらの節輪２０は複数の連結ピン２２によって連結されるが、複数の連結ピン２２は互いに平行に配置され、各節輪２０の回転方向は所定の方向に統一される。複数の節輪２０は全体として略円弧状をなすように湾曲する。

筒体２１は、伸縮性のある樹脂材料で形成されており、可撓である。尚、伸縮性のある材料で形成することに替えて、例えば蛇腹状あるいは波状に成形するなどして構造的に可撓としてもよい。そして、筒体２１は、複数の節輪２０を挿通させ、一方の開口端部２１ａを基部１０に固定され、他方の開口端部２１ｂを超音波送受信部１２に固定されている。複数の節輪２０は、筒体２１により覆われている。

各節輪２０の内周面には、これらの節輪２０が全体として略円弧状をなすように湾曲した際に外径側あるいは内径側のいずれかとなる部位に、軸方向に延びるガイドパイプ２３が添設されている。複数の節輪２０が一列に整列して配置された際には、それらのガイドパイプ２３は一続きをなす。ワイヤ１５は、その先端部を、超音波送受信部１２に固定された節輪２０にろう付け等の適宜の手段で固定され、そして、複数の節輪２０を順次経由するように、一続きをなす複数のガイドパイプ２３にそれぞれ通されて基部１０内に導入されている。

基部１０に導入されたワイヤ１５は、基部１０内及び基部１０に連なる把持部３内において、基部１０の軸に沿って略直線状に配設されている。ワイヤ１５は、把持部３内への導入部で支点部材３３により支持されており、また、後端を把持部３の後端部に固定されている。

把持部３には、押圧操作によってワイヤ１５を牽引する操作手段が設けられており、この操作手段は、操作部３１を含んでいる。操作部３１は、弾性を有する樹脂材料で形成され、把持部３の外殻３０に設けられている。操作部３１は、押圧されることによって外殻３０の内側に向うように変位する。操作部３１の下部には挿通孔３２が形成されており、操作部３１は、支点部材３３に支持された箇所から後端までの間のワイヤ１５の後端部を挿通孔３２に挿通させてワイヤ１５を保持している。

次に、図２を参照して、超音波検査装置１の動作を説明する。
図２（Ａ）に示すように、操作部３１が押圧されていない状態を初期状態として、ワイヤ１５及び複数の節輪２０は略直線状に配設されている。よって、湾曲部１１もまた略直線状をなしている。

図２（Ｂ）に示すように、操作部３１が押圧され外殻３０の内側に向けて弾性的に変位すると、操作部３１に保持されたワイヤ１５の後端部もまた外殻３０の内側に向けて変位する。ワイヤ１５は、その後端が把持部３に固定されていることから、先端部が後退するように牽引される。それに伴い、隣り合う２つの節輪２０のガイドパイプ２３を相互に接近させるように先端側の節輪２０ｂが後端側の節輪２０ａに対して所定の方向Ａに回転する。そこで、複数の節輪２０は全体として略円弧状をなすように湾曲し、湾曲部１１もまた同様に湾曲する。それにより、超音波送受信部１２が所定の方向に振られる。

操作部３１の押圧が解除されると、操作部３１は初期状態に復元する。それに伴い、ワイヤ１５が先端側に向けて押し出され、隣り合う２つの節輪２０のうち先端側の節輪２０ｂが、ワイヤ１５の先端部に押圧され、後端側の節輪２０ａに対してＡ方向とは逆の方向に回転する。そこで、複数の節輪２０は、初期状態と同様に略直線状に配設され、湾曲部１１もまた略直線状となる。それにより、超音波送受信部１２は上記所定の方向とは逆方向に振られる。尚、基部１０内及び把持部３内においてワイヤ１５の弛みを防止するガイド部材を適宜設けるのが好ましい。

以上説明したように、超音波検査装置１によれば、把持部３に設けられた操作部３１を押圧操作することで、ワイヤ１５を牽引して湾曲部１１を湾曲させることができる。そして、操作部３１の押圧操作は、把持部３を把持するのと同じ手で容易に行うことができる。よって、超音波送信部１２を振るための構成を簡易なものとすることができ、また、超音波送信部１２を振るための操作を容易なものとすることができる。さらに、超音波検査装置１によれば、ワイヤ１５を牽引するにあたり、操作部３１が弾性変形可能であれば足りるため、その構成が簡易であり、把持部３の小型化が図られる。

尚、超音波検査装置１では、隣り合う２つの節輪２０のうち先端側の節輪２０ｂをワイヤ１５の先端部で押圧して、湾曲した湾曲部１１を初期状態に復元させる構成を説明したが、これに替えて、あるいはこれと併用して、筒体２１を弾性材料で形成し、あるいは隣り合う２つの節輪２０の間にコイルバネなどの弾性部材を介在させる構成とし、それらの弾性力により、湾曲した湾曲部１１を初期状態に復元させる構成としてもよい。

次に図３及び図４を参照して、本発明の実施形態の超音波検査装置の他の例を説明する。
図３は本発明の実施形態の超音波検査装置の他の例を示す断面図、図４は図３の検査装置の動作を示す断面図である。尚、上述した超音波検査装置１と共通する構成要素については同一符号を付することにより説明を省略あるいは簡略する。

図３に示すように、超音波検査装置１０１は、被検体に挿入される挿入部２と、挿入部２の後端部に連なって設けられた把持部１０３と、挿入部２と把持部１０３とに跨って配設されたワイヤ１５とを備えている。

把持部１０３には、押圧操作によってワイヤ１５を牽引する操作手段が設けられており、この操作手段は、操作部１３１と、回転部１３４とを含んでいる。操作部１３１は、弾性を有する樹脂材料で形成され、把持部１０３の外殻１３０に設けられている。操作部１３１は押圧されることによって外殻１３０の内側に向うように変位する。

回転部１３４は、ラック１３５と、ピニオン１３６と、プーリ１３７と、を有している。ラック１３５は、操作部１３１に取り付けられており、操作部１３１と一体に変位する。そして、ラック１３５には、その移動方向に連なる歯列が形成されている。ピニオン１３６は、把持部１０３に回転可能に支持されており、ラック１３５に噛み合って、ラック１３５の変位を回転運動に変換する。

プーリ１３７は、ピニオン１３６と同軸に把持部１０３に回転可能に支持されており、ピニオン１３６と一体に回転する。そして、プーリ１３７には、ワイヤ１５の一端部が巻き付けられている。

次に、図４を参照して、超音波検査装置１０１の動作を説明する。
図４（Ａ）に示すように、操作部１３１が押圧されていない状態を初期状態として、ワイヤ１５及び複数の節輪２０は略直線状に配設されている。よって、湾曲部１１もまた略直線状をなしている。

図４（Ｂ）に示すように、操作部１３１が押圧され外殻１３０の内側に向けて弾性的に変位すると、操作部１３１と一体にラック１３５が変位し、ラック１３５に噛み合うピニオン１３６が所定の方向に回転する。ピニオン１３６の回転に伴ってプーリ１３７も同方向に回転し、ワイヤ１３５は、プーリ１３７に巻き取られて、先端部が後退するように牽引される。それに伴い、隣り合う２つの節輪２０のガイドパイプ２３を相互に接近させるように先端側の節輪２０ｂが後端側の節輪２０ａに対して所定の方向Ａに回転する。そこで、複数の節輪２０は全体として略円弧状をなすように湾曲し、湾曲部１１もまた同様に湾曲する。それにより、超音波送受信部１２が所定の方向に振られる。

操作部１３１の押圧が解除されて操作部１３１が初期状態に復元すると、操作部１３１と一体にラック１３５も変位し、ピニオン１３６及びプーリ１３７が回転する。プーリ１３７の回転に伴って、ワイヤ１５が先端側に向けて繰り出され、隣り合う２つの節輪２０のうち先端側の節輪２０ｂが、ワイヤ１５の先端部に押圧され、後端側の節輪２０ａに対してＡ方向とは逆の方向に回転する。そこで、複数の節輪２０は、初期状態と同様に略直線状に配設され、湾曲部１１もまた略直線状となる。それにより、超音波送受信部１２は上記所定の方向とは逆方向に振られる。

以上説明したように、超音波検査装置１によれば、把持部１０３に設けられた操作部１３１を押圧操作することで、ワイヤ１５を牽引して湾曲部１１を湾曲させることができる。そして、操作部１３１の押圧操作は、把持部１０３を把持するのと同じ手で容易に行うことができる。よって、超音波送信部１２を振るための構成を簡易なものとすることができ、また、超音波送信部１２を振るための操作を容易なものとすることができる。

尚、上述した超音波検査装置１０１において、ラック１３５の歯列を間欠的に設けるようにしてもよい。図５に示す例では、ラック１３５の歯列は、第１群の歯列１３５ａと第２群の歯列１３５ｂとで構成されており、それらの間に歯のない欠損部１３５ｃが設けられている。かかる構成によれば、超音波送受信部１２を２段階で振ることができる。

また、上述した超音波検査装置１、１０１では、各節輪２０にガイドパイプ２３を設け、ガイドパイプ２３にワイヤ１５を通す構成を説明したが、ガイドパイプ２３に替えて、図６に示すように、節輪２０の周壁に、周方向に平行に延びる一組のスリットによって区分される帯片２３´を設け、この帯片２３´を内径側に凸となるように塑性変形させ、それによりワイヤ１５を通す挿通路を形成してもよい。

本発明は、例えば直腸用の超音波検査装置に好適に用いられる。即ち、直腸用の超音波検査装置は、検査のしやすさから１００〜１５０ｍｍほどの挿入部に把持部が接続された簡易な構成が望まれ、また、直腸から前立腺の検査を行う場合などに管腔壁に超音波送受信部を押し当てる必要がある。かかる押し当て操作は、検査装置全体を傾けるなどして行うこともできるが、肛門への負担が懸念されるため、超音波送受信部を独立して略１５°程度振れることが望ましい。本発明は、以上の要望を満足することができ、よって、直腸用の超音波検査装置に好適に用いられる。また、本発明は、医療分野においては直腸用の超音波検査装置に限らず、工業分野においては配管用の超音波検査装置など、種々の用途の超音波検査装置に適用できる。

本発明の実施形態の超音波検査装置の一例を示す断面図である。 図１の検査装置の動作を示す断面図である。 本発明の実施形態の超音波検査装置の他の例を示す断面図である。 図３の検査装置の動作を示す断面図である。 図３の検査装置の変形例を示す断面図である。 本発明の実施形態の超音波検査装置の他の例の要部を示す視図である。

符号の説明

１ 超音波検査装置
２ 挿入部
３ 把持部
１０ 基部
１１ 湾曲部
１２ 超音波送受信部
１５ ワイヤ
２０ 節輪
２１ 筒体
２２ 連結ピン
２３ ガイドパイプ
３０ 外殻
３１ 操作部
１０１ 超音波検査装置
１０３ 把持部
１３０ 外殻
１３１ 操作部
１３４ 回転部
１３５ ラック
１３６ ピニオン
１３７ プーリ

Claims (6)

1. 被検体に挿入される挿入部と、前記挿入部の後端に連なって設けられた把持部と、前記挿入部および前記把持部にまたがって配設されたワイヤと、を備え、
   前記挿入部は、その先端部に設けられた超音波送受信部と、前記超音波送受信部の後側に設けられた湾曲部と、を含み、
   前記ワイヤの一方の端部が前記湾曲部に接合され、該ワイヤが牽引されるのに伴って前記湾曲部が湾曲し、
   押圧操作によって前記ワイヤを牽引する操作手段が前記把持部に設けられている超音波検査装置。
2. 請求項１記載の超音波検査装置であって、
   前記操作手段は、前記把持部の外殻に設けられ該外殻の内部に向けて弾性的に変位する操作部を含み、
   前記ワイヤの他方の端部が前記操作部に保持されている超音波検査装置。
3. 請求項２記載の超音波検査装置であって、
   前記ワイヤの他方の端部は、前記操作部の下部を介して、その突端を前記把持部の挿入部側とは反対側の端部に固定されており、
   前記操作部の変位によって前記ワイヤが牽引される超音波検査装置。
4. 請求項１記載の超音波検査装置であって、
   前記操作手段は、前記把持部の外殻に設けられ該外殻の内部に向けて弾性的に変位する操作部と、前記操作部の変位を回転運動に変換して回転する回転部と、を含み、
   前記ワイヤの他方の端部が前記回転部に巻き付けられている超音波検査装置。
5. 請求項４記載の超音波検査装置であって、
   前記回転部は、前記操作部と一体に変位するラックと、前記ラックに噛み合うピニオンと、を有している超音波検査装置。
6. 請求項５記載の超音波検査装置であって、
   前記ラックの歯が、間欠的に設けられている超音波検査装置。

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