JP2795105B2 - 超音波プローブ - Google Patents
超音波プローブInfo
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Description
超音波検査を行うための超音波プローブに関するもので
ある。
れる超音波検査装置は、体外皮から超音波を送受信する
ものに加えて、近年においては、体腔内に挿入して、体
内腔壁から直接超音波の送受信を行うようにしたものが
実用化されている。この種、体内に挿入される超音波検
査装置としては、挿入経路に沿って自由に曲がる可撓性
コードの先端に超音波振動子を設けてなる超音波プロー
ブと、この超音波振動子にトリガ信号を供給し、また超
音波振動子で受信された反射エコー信号に基づいて超音
波画像信号を作り出して、モニタ装置にそれを表示する
超音波観測装置とから構成される。
所定の超音波検査が行われる位置にまで確実に、しかも
正確に導くための監視手段として内視鏡が用いられる。
その一例として、超音波プローブを内視鏡と一体に組み
込んだ超音波内視鏡がある。また、内視鏡に設けられて
いる鉗子その他の処置具を挿通するための処置具挿通チ
ャンネルをガイドとして利用したものも知られている。
即ち、内視鏡の観察窓による観察を行いながら、処置具
挿通チャンネルから超音波プローブを所定長さ突出させ
て、患部等の体内腔壁の位置に導いて、その位置で超音
波の送受信を行うようになっている。さらには、内視鏡
とは別個に、しかも内視鏡と共に体内に挿入されて、こ
の内視鏡による監視下で、超音波プローブを患部等の位
置に正確に位置決めするようにしたものもある。
Aモード法,Bモード法,Mモード法,ドップラ法等が
あり、またBモード法においても、リニア走査,ラジア
ル走査,セクタ走査,コンベックス走査等により行わ
れ、さらに機械走査式と電子走査式とがある。いずれの
方式であっても、超音波振動子が体内腔壁における所定
の検査位置に配置する必要があることは当然として、円
周方向の全方向に走査させるラジアル走査による検査方
式を除いて、超音波振動子が体内腔壁に対して所定の方
向を向くように位置決めすることも正確な検査を行う上
で重要である。内視鏡の監視により、この超音波振動子
の正確に位置決めが可能となる。
されて、超音波の送受信を行うことから、しかも超音波
の送受信時に体内腔壁に沿って移動させることもあるの
で、患者保護及び超音波振動子の保護等の観点から、超
音波振動子を設けた部分を先端キャップで覆うようにし
たものは、従来から用いられている。そして、超音波振
動子の向きの調整を可能とするために、超音波振動子を
先端部本体に装着し、この先端部本体に多重または多
条、さらには多重かつ多条の密着コイルばね等からなる
フレキシブルシャフトの一端を連結して、それを軟性チ
ューブ内に回転自在に挿通させるようになし、先端キャ
ップをこの軟性チューブに連結する構成としている。
シブルシャフトの基端側の部位を軸回りに回転させるこ
とによって、その回転力を先端部本体にまで及ぼさせ
て、超音波振動子の方向を調整することができることに
なる。
子は先端キャップ内に位置して、この先端キャップ内で
回転することから、その方向性を先端キャップの外から
視認することが実質的に不可能になり、フレキシブルシ
ャフトにより方向調整を行っても、超音波振動子の位置
の確認を行えない。ここで、この超音波振動子の位置の
確認を行うために、例えば、フレキシブルシャフトの基
端部における術者が視認可能な位置に回転方向の位置を
表示するマーク等を設けることも可能ではあるが、フレ
キシブルシャフトは密着コイルばねからなり、しかもか
なりの長さを持っていることから、それを回転させた時
に、基端側と先端側との間に回転方向に位置ずれするお
それがあり、このために超音波振動子の正確な方向制御
を行うことができないという問題点がある。
を解決するためになされたものであって、その目的とす
るところは、超音波振動子を先端キャップにより覆った
状態で、その方向性を確実かつ正確に確認できるように
することにある。
ために、本発明は、超音波振動子を設けた先端部本体
に、この先端部本体を回転させるためのフレキシブルシ
ャフトを連結し、このフレキシブルシャフトを軟性チュ
ーブ内に挿通させ、この軟性チューブに先端キャップを
連結した超音波プローブであって、内視鏡による監視下
で前記超音波振動子を検査を行うべき部位に位置させる
ようにして超音波の送受信を行うものにおいて、先端キ
ャップの少なくとも一部を、内視鏡の観察窓からこの先
端キャップを介して先端部本体の形状を観察可能な程度
の透明度を持たせると共に、この先端部本体に前記超音
波振動子の方向を表示するマーカを設け、かつ先端本体
部のこのマーカを設けた部位を突出させて、前記先端キ
ャップの内面との間の隙間を小さくすることにより前記
先端キャップを介してマーカを視認可能な構成としたこ
とをその特徴とするものである。
ない要件としては、超音波の伝播特性、即ち音響特性が
優れたものであるというのが必須のものである。このた
めには、その材質としては、硬質ポリエチレンが最も優
れ、それ以外では、ポリイミド,塩化ビニル,エポキシ
樹脂,ウレタン樹脂等も用いることができる。これらの
材質には、材質自身にある程度の光透過性を備えている
ものもあるが、なお内部を完全に見透かせる程度の透明
度は有しないのが通常である。
ャップの備える要件として、単に音響特性に優れたもの
というだけでなく、その内部に設けられている部材、即
ち超音波振動子を装着した先端部本体が外部から視認で
きる程度にまでの透明度を持たせるようにしている。こ
こで、先端キャップに透明度を持たせるには、例えば内
部を視認したい位置の厚みを薄くするか、また成形条件
を調整すること等のような処理を施せば良い。このよう
に、先端キャップに透明度を持たせることによって、内
視鏡の観察窓を介して先端キャップの外側から超音波振
動子の方向を確認できるようになり、確実に患部等に対
面させることができる。
波振動子の方向の確認を行うのはある程度は可能である
が、より正確に超音波振動子の位置が確認できるように
するためにマーカを設けるようにしている。さらに、先
端キャップの外からこのマーカをさらに明確に視認でき
るようにするために、先端本体部におけるマーカを設け
た部位を太径化させることによって、先端キャップの内
面との間の隙間を小さくしている。そして、このマーカ
は先端部本体の表面における超音波振動子の配設位置の
裏面側に設けるようにすれば、直接的に超音波振動子の
方向の確認を行える。
に説明する。図1には超音波プローブの全体構成を、図
2にその先端部分の拡大断面図を、図3には先端部本体
の背面図をそれぞれ示す。これらの図において、1は超
音波プローブ、2は操作手段である。超音波プローブ1
はプローブ本体3と、操作手段2への接続コネクタ部4
とから構成され、また操作手段2にはモータ等からなる
回転駆動手段が内蔵されており、接続コネクタ部4を操
作手段2に接続した状態で、回転駆動手段を作動させる
ことによって、ラジアル走査を行うことができるように
なっている。また、プローブ本体3を、その軸線方向に
変位させれば、リニア走査を行うこと等も可能である。
この超音波プローブ1は、内視鏡Sの鉗子等の処置具を
挿通するために設けられている処置具挿通チャンネルの
処置具導入部Cを介して体内に導いて、必要に応じてラ
ジアル走査またはリニア走査を行わせる構成となってい
る。
超音波振動子であって、この超音波振動子10は、内視
鏡Sの処置具挿通チャンネルに挿入される関係から、こ
の挿入操作を円滑に行わせるために、極めて小型のも
の、即ち単板振動子で構成される。この超音波振動子1
0は先端部本体11に固着して設けられている。先端部
本体11は、その全体が略円柱状の部材からなり、その
周胴部は、一部分面取りされており、この面取りされて
平坦となった部位が超音波振動子10を載置する載置部
11aとなっている。また、この載置部11aの反対側
は円弧状のプロファイルを有する円弧部11bとなって
いる。超音波振動子10の載置部11aの基端側の部位
は円形部11cとなっており、この円形部11cの内部
には、一端が接続コネクタ部4における回転部4aに連
結したフレキシブルシャフト12の他端が連結されてい
る。このフレキシブルシャフト12は、接続コネクタ4
における回転部4aの回転力を先端部本体11にまで伝
達するためのものであって、金属線材を多重または多
条、さらには多重かつ多条に巻回してなる密着コイルば
ねにより構成されている。そして、超音波振動子10に
接続されて、それにトリガ信号を印加したり、またこの
超音波振動子10が受信した反射エコー信号を超音波観
測装置に伝送するための信号ケーブル13がフレキシブ
ルシャフト12の内部に挿通されて、接続コネクタ部4
を構成する電気コネクタ部4bに接続されている。
ブ14内に挿通されている。この軟性チューブ14は、
その一端が接続コネクタ4において、操作手段2に非回
転状態に連結されるキャップ部4cに連結されており、
他端はフレキシブルシャフト12に対しても、また先端
部本体11に対して相対回転自在となっている。そし
て、軟性チューブ14の先端には、内部に先端部本体1
1を収容した先端キャップ15が連結されている。
ルシャフト12を回転させた時に、それを円滑に摺動さ
せるために、また超音波プローブ1を内視鏡Sの処置具
導入部Cから処置具挿通チャンネル内に円滑に挿通させ
るために、極めて滑りの良い部材、例えばフッ素樹脂等
から構成される。これに対して、先端キャップ15は、
それを介して超音波信号の送受信が行われる関係から、
この超音波信号の伝播が良好な部材、即ち音響特性に優
れた部材であって、しかも電気絶縁性の部材で形成され
ていなければならない。従って、この先端キャップ15
は樹脂材で形成されるが、音響特性の優れた樹脂材とし
ては、硬質ポリエチレンが最も優れており、ポリイミ
ド,塩化ビニル,エポキシ樹脂,ウレタン樹脂等も用い
ることができる。
ャップ15とは別個の部材で形成して、両者を連結する
ように構成している。このために、金属リングからなる
連結リング16が用いられる。この連結リング16は、
その先端側が先端キャップ15の内側に挿嵌されるキャ
ップ連結部16aとなっており、基端側は軟性チューブ
14の外部に嵌合されるチューブ連結部16bとなって
いる。そして、これらキャップ連結部16a及びチュー
ブ連結部16bに、それぞれ先端キャップ15及び軟性
チューブ14を連結して、接着剤により固定するように
している。
に示したように、超音波プローブ1を内視鏡Sの処置具
挿通チャンネルに挿入して、その先端部をこの処置具挿
通チャンネルから所定の長さ突出させて、超音波振動子
10が超音波検査を行う患部等の体内腔壁に配置して、
超音波振動子10から超音波パルスを体内に向けて入射
して、その反射エコー信号を受信し、この受信信号を信
号ケーブル13を介して超音波観測装置に伝送して所定
の信号処理を行うことによって、体内の組織断層に関す
る超音波画像をモニタ装置に表示できる。
べき部位に位置させるには、内視鏡Sを操作して、その
挿入部Iの先端における処置具挿通チャンネルの導出口
Eの方向を調整すると共に、超音波プローブ1の導出口
Eからの突出長さを調整する。以上の操作は、挿入部I
の先端に、導出口Eに近接して設けられている観察窓W
から得られる映像(電子内視鏡を用いた場合)または接
眼部を介して目視される被写体像(光学式内視鏡を用い
た場合)を手懸かりとして行われ、超音波プローブ1の
先端部分は、この観察窓Wを介して確実に把握できる。
ここで、ラジアル走査を行う場合には、超音波振動子1
0が所定の位置に配置されておれば、それがどの方向を
向いていても、走査を行う上では格別支障を来すことは
ない。然るに、リニア走査や、セクタ走査,コンベック
ス走査等を行う場合や、Aモード法,Mモード法,ドッ
プラ法による検査する場合には、超音波振動子10の方
向を調整する必要がある。このためには、先端部本体1
1に連結されているフレキシブルシャフト12を回転さ
せることにより遠隔操作による超音波振動子10の位置
調整が可能となっている。
1は先端キャップ15内に設けられており、この先端キ
ャップ15は超音波振動子10の位置調整を行う際には
回転することはない。このために、先端キャップ15
に、その内部に設けた先端部本体11を確実に視認でき
る程度の透明度を持たせるようにしている。しかも、先
端部本体11の外径はフレキシブルシャフト12の外径
より大きくなっており、従ってその超音波振動子10を
載置した載置部11aとは反対側は、先端キャップ15
との間の隙間が極めて小さくなるように突出した状態と
なっており、この部位に超音波振動子10の位置を示す
指標としてのマーカ17を表示しておく。このマーカ1
7を先端キャップ15を介して視認することによって、
超音波振動子10の方向性を確認できる。
せるためには、それを成形する際における成形条件、例
えば温度条件や圧力条件を適宜調整することによって、
より光透過率の高い部材とすることができる。また、こ
の先端キャップ15の厚みを薄くすれば、やはり光透過
率が高くなる。ただし、先端キャップ15の厚みを薄く
すると、その保形性に問題が生じるが、先端面の部位は
格別内部の視認を可能にする必要がないので、先端面部
分15aを厚肉にして、内部の視認が必要な周胴部分1
5bのみを薄肉化するように構成し、かつ先端キャップ
15の内部には、流動パラフィン等の超音波伝播性が良
好で、潤滑性のある透明な液体が封入されることから、
この液体をある程度の圧力で封入する等によって、保形
性は確保できる。
対物レンズは、視野を広くするために、広角レンズが用
いられることから、マーカ17の視認性をより良好にす
るためには、図5に示したように、先端部本体11にお
ける観察窓Wに最も近い基端側の位置、即ち円形部11
cの位置にマーカ17を形成すると共に、この円形部1
1cをさらに太径化することにより突出する部位を形成
して、円形部11cの外面と先端キャップ15との間の
ギャップをできるだけ少なくすると良い。また、図6に
示したように、先端キャップ15を、この先端部本体1
1の太径化された円形部11cが位置する部位のみに薄
肉部15cを形成して、当該の部位を他より光透過率を
高くするようにしてもよい。
下で、超音波振動子10の位置及び方向をより正確に制
御できるようになる。従って、必要とする部位の超音波
画像情報を円滑に、しかも容易に得ることができること
になる。また、マーカ17は先端キャップ15に完全に
覆われた状態となっているので、その材質の人体等に対
する影響等を考慮する必要がなくなり、位置を表示する
指標としての機能を遺憾なく発揮させることができるよ
うなもの、例えば蛍光塗料等、視認性に優れたものを用
いることができる。しかも、その剥離や損傷等のおそれ
もないことから、長期間にわたって安定した位置表示機
能を発揮させることができる。
す。この実施例においては、先端部本体11の超音波振
動子10が装着されている位置の反対側にマーカ17が
設けられているが、このマーカ17は円形部11cに設
けられている。一方、先端キャップ15には、マーカ1
7を位置合わせすることによって、超音波振動子10の
位置と方向とを識別可能とする照準表示20が設けられ
ている(図7においては、マーカ17と照準表示20と
を区別するために、マーカ17は点線で、また照準表示
20は実線で示している。また、先端部本体11は仮想
線で示す。)。この照準表示20としては、超音波振動
子10の位置、特にその超音波ビームの中心軸の位置を
示す円からなる位置表示部20aと、この位置表示部2
0aを等分に分割する目盛線表示部20bとから構成さ
れる。
1cが連結リング16の先端面により規制されているこ
とから、軸線方向においては、ほぼ固定的に保持され
る。然るに、先端部本体11は回転可能となっているの
で、超音波振動子10から出射される超音波ビームの中
心軸は、先端キャップ15の軸線方向のある位置におい
て、回転方向のいずれかの位置を透過することになる。
従って、照準表示20として、先端キャップ15の表面
に、この超音波ビームの中心軸が通る位置を円を描くこ
とによって位置表示部20aとする。また、この位置表
示部20aを等しい角度毎に目盛線表示部20bの表示
を設ける。ここで、目盛線表示部20bは、例えば位置
表示部20aを60°毎に区切る6本の線から構成し、
この目盛線表示部20bは軸線方向に所定の長さを持た
せる。この長さは、マーカ17の先端部が位置する部位
までの長さを持たせると、照準機能を発揮させる上で好
ましい。
を内視鏡Sの処置具挿通チャンネルの導出口Eから所定
長さ突出させて、その観察窓Wを介しての視野に入った
時に、先端キャップ15に外面に設けた照準表示20が
観察される。従って、まずこの照準表示20における位
置表示部20aを患部等超音波検査を行うべき部位に位
置させる。この状態で、目盛線表示部20bを手懸かり
として、先端部本体11の回転方向の調整を行う。ここ
で、目盛線表示部20bは6本形成されていることか
ら、観察窓Wから観察した時に、映像上にはこの目盛線
表示部20bが3本現れるか、または2本現れるかのい
ずれかである。図8に示したように、目盛線表示部20
bが3本現れて、そのうちの1本が中央位置にあると、
この中央の目盛線表示部20bの位置にマーカ17を合
わせると、位置表示部20aと当該の目盛線表示部20
bとの交点位置の反対側に超音波振動子10の超音波ビ
ームの中心軸が位置することになる。また、目盛線表示
部20bが2本現れている場合には、図9に示したよう
に、その中間の位置が中央位置となるので、この位置に
マーカ17を合わせれば良い。さらに、目盛線表示部2
0bは必ずしも図8や図9の状態となっているとは限ら
ないが、この場合でも、目盛線表示部20bを目安にす
ることによって、超音波振動子10を容易に照準させる
ことができる。また、体腔内壁の状態や検査を行うべき
部位等によっては、超音波振動子10を体腔内壁に正対
させるのではなく、ある程度の角度を持たせた方が良い
場合もある。この場合にも目盛線表示部20bが設けら
れていると、超音波振動子10の方向指標機能が発揮さ
れるので、それを所望の方向に向ける制御を行う上で極
めて有利である。
なされているにしても、先端部本体11に施されている
マーカ17は、この先端キャップ15及びその内部に充
填されている流動パラフィン等の超音波伝播媒体を介し
て観察されるものであり、しかも照明は斜め後方から照
射され、さらには観察窓Wに設けた対物レンズは広角レ
ンズが用いられることから、マーカ17のみを設け、し
かもこのマーカ17を先端部本体11の先端側に形成し
ていると、その視認は可能であるにしても、困難なこと
がある。然るに、マーカ17を先端部本体11の基端
側、即ちその円形部11cに設けることは、その視認性
が良好となり、また先端キャップ15の外面にこのマー
カ17との関係で、超音波振動子10の位置の正確な確
認を可能とする照準表示20を形成することは、超音波
振動子10の位置及び方向を制御する上で極めて有利と
なる。
プローブを内視鏡の処置具挿通チャンネルを介して体内
に導くように構成したものについて説明したが、観察窓
等の内視鏡としての機能を有し、かつ超音波プローブと
しての機能をも発揮する超音波内視鏡においても、超音
波振動子を先端キャップ内に配置して、この超音波振動
子を回転させるように構成されている場合にも適用で
き、また内視鏡とは別の経路から挿入される超音波プロ
ーブであって、それを患部等にまで導く上で、内視鏡の
監視下で行われるような場合にも適用できる。さらに、
処置具挿通チャンネルに挿入される関係から、超音波振
動子を単板振動子で形成するようにしたが、例えば電子
走査タイプのものとして構成することもできる。
なくとも一部を、内視鏡の観察窓からこの先端キャップ
を介して超音波振動子を装着した先端部本体の形状を観
察可能な程度の透明度を持たせ、かつ先端部本体に超音
波振動子の方向を表示するマーカを設けて、このマーカ
を設けた部位と先端キャップの内面との隙間を小さくす
ることにより、先端キャップの外部からマーカを明確に
視認できるように構成としたので、超音波振動子を先端
キャップで保護できると共に、マーカにより超音波振動
子を患部その他、超音波検査を行うべき部位に向くよう
に、容易に、しかも正確に方向調整することができる等
の諸効果を奏する。
一部を断面にして示す全体構成図である。
先端部分の断面図である。
先端部分の断面図である。
先端部分の外観図である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 超音波振動子を設けた先端部本体に、こ
の先端部本体を回転させるためのフレキシブルシャフト
を連結し、このフレキシブルシャフトを軟性チューブ内
に挿通させ、この軟性チューブに先端キャップを連結し
た超音波プローブであって、内視鏡による監視下で前記
超音波振動子を検査を行うべき部位に位置させるように
して超音波の送受信を行うものにおいて、前記先端キャ
ップの少なくとも一部を、前記内視鏡の観察窓からこの
先端キャップを介して先端部本体の形状を観察可能な程
度の透明度を持たせると共に、この先端部本体に前記超
音波振動子の方向を表示するマーカを設け、かつ先端本
体部のこのマーカを設けた部位を突出させて、前記先端
キャップの内面との間の隙間を小さくすることにより前
記先端キャップを介してマーカを視認可能な構成とした
ことを特徴とする超音波プローブ。 - 【請求項2】 前記マーカは、前記先端部本体の超音波
振動子を装着した部位とは反対側の面に設ける構成とし
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】 前記先端キャップのうち、前記先端部本
体のマーカを設けた部位に対面する部位を薄肉化する構
成としたことを特徴とする請求項1記載の超音波プロー
ブ。 - 【請求項4】 前記先端部本体の超音波振動子を装着し
た部位とは反対側の面に、この超音波振動子の方向を表
示するマーカを設け、また前記先端キャップには、超音
波振動子の軸線方向の位置を表示する円と、この円を等
しい角度毎に分割する軸線方向の目盛線とからなる照準
表示を設け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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