JP2807402B2 - 超音波プローブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波画像診断を行う
際に使用する超音波プローブの先端構造に係るもので、
超音波プローブを構成するシース内に超音波伝達媒体を
封入した後の先端封止手段に特徴を有する超音波プロー
ブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】体腔内への挿入部の先端に超音波探触子
もしくはミラーを回転自在に設けて、それらを回転駆動
部から延在するフレキシブルシャフト等を介して回動さ
せながらメカニカルスキャンする超音波プローブは既知
である。この種の超音波プローブでは、超音波探触子も
しくはミラーがホルダーを介して支持され、ホルダーの
一端にはフレキシブルシャフトが連結され、このフレキ
シブルシャフトはこれらを包囲するシースとともにプロ
ーブ後端に位置するコネクタ部まで延在している。

【０００３】上記シースの内部には超音波伝達媒体（例
えば流動パラフィン等）が充填されており、超音波ビー
ムの伝達を効率よく行わせ、またシース内のフレキシブ
ルシャフトの動作を円滑に行わせるように潤滑剤の役割
を兼ねている。ところで、この超音波伝達媒体はシース
先端側もしくは後端側からシース内に封入され、シース
先端部は栓を接着固定することで封止するようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、超音波プロ
ーブ内に超音波伝達媒体を封入した状態でシース先端部
の封止を行おうとすると、シース内の超音波伝達媒体に
より接着効果が弱くなったり、場合によっては接着でき
ないことがある。接着が十分でないと、シースから超音
波伝達媒体が漏れ、超音波振動子の回りに気泡が発生
し、その結果超音波画像の画質の劣化や超音波画像が出
なくなる等の不具合が発生する。また、シースから超音
波伝達媒体が漏れないようにシース先端の封止個所を別
部材で十分にカバーしようとすると、挿入部の太径化を
招いてしまうという不具合が発生する。

【０００５】本発明は、挿入部の太径化を伴うことなく
超音波プローブの中の超音波伝達媒体を、確実にしかも
容易にシールすることのできる先端構造を有する超音波
プローブを提供することを目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、可撓性シース内に超音波振動子を設
け、その周囲に超音波伝達媒体を充満させ、超音波走査
することにより超音波画像を得る超音波プローブにおい
て、前記超音波伝達媒体を充填した前記シース先端部
に、前記超音波振動子側端面が平面形成された複数の封
止部材を直列に設ける構成とした。

【０００７】

【作用】本発明は上記のように構成することにより、第
１の封止部材で１次的な封止を行い、シース内を洗滌・
化学処理等の前処理を行った後に、第２の封止部材を固
定するというように少なくとも２段階にわたりシース先
端部を封止したので、簡単かつ確実なシース部先端の封
止が可能となった。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
を詳細に説明していく。図１は、本発明に係る超音波プ
ローブを組み込んだ超音波画像診断システムの全体図で
ある。超音波プローブ１はコネクタ部を介して駆動ユニ
ット２と着脱自在な構造になっている。３はパルサーユ
ニット、４は観測装置、５はモニタ、６は支持アームで
あり、これらはカート７にそれぞれ載置されている。

【０００９】図２に示された超音波プローブは本発明の
第１実施例に係るもので、先端が封止される前の状態の
全体図である。先端部８に連続する挿入部９は、前記駆
動ユニット２に接続するコネクタ１０まで延在してい
る。

【００１０】図３は前記先端部８の拡大断面図である。
シース１１内に金属製のハウジング１２が設けられ、こ
のハウジング１２に後述する電極、音響レンズ、圧電板
等を有する振動子ユニット１３が接着固定されている。
上記振動子ユニット１３は、シリンドルカル状の音響レ
ンズ１４、ＧＮＤ電極１５、＋電極１６、圧電板１７、
バッキング材１８を有しており、圧電板１７の電極は折
り返し電極となっている。電極の極性は音響レンズ側が
ＧＮＤとなるようになっている。

【００１１】また、振動子ユニット１３への配線は、同
軸ケーブル１９の芯栓１９ａをペースト半田や導電性接
着剤等で＋電極１６へ接続し、ＧＮＤ電極１５への接続
は同軸ケーブルのシールド線１９ｂを金属製のハウジン
グ１２に半田や導電性接着剤等で接続し、ハウジング１
２の後端に同軸ケーブル１９が挿通されたフレキシブル
シャフト２０を接続することによって行っている。

【００１２】図４は前記コネクタ部１０の詳細を示した
断面図、およびこの断面図におけるＸ−Ｘ断面図であ
る。前記フレキシブルシャフト２０の後端は、ベアリン
グ２１に支持された硬質シャフト２２に接続され、フレ
キシブルシャフト２０を内包しているシース１１は口金
２３に接続されている。

【００１３】前記硬質シャフト２２は、更にコネクタユ
ニット２４に接続されている。このコネクタユニット２
４は、前記駆動ユニット２からの回転力の伝達と超音波
振動子から駆動ユニット２への信号の授受、及び前記振
動子ユニット１３の電気的なマッチングを行なう機能を
有している。なお、上記電気的なマッチングは、コネク
タユニット２４内に設けられたマッチングコイル２５で
行う。また、コネクタユニット２４を金属製のパイプ２
６内に設けることによりシールド性を高めている。この
金属製のパイプ２６は、前記ベアリング２１を支持して
いる口金２３に設けられた超音波伝達媒体注入用の開口
部２７のシールを行うゴム栓２８の抜け止め機能も果た
している。

【００１４】また、コネクタユニット２４に設けられた
プラスチックリング２９（例えばポリアセタール、テフ
ロン等）は、コネクタユニット２４の回転時にパイプ２
６内面との摺動抵抗を少なくしている。更にコネクタユ
ニット２４のシール効果を安定させるために、コネクタ
ユニット２４と摺動するようにパイプ２６に支持された
コイルバネ３０が設けられている。

【００１５】次に、このように構成された第１実施例の
超音波プローブ１内に超音波伝達媒体を封入する場合を
説明する。先ず、シース１１の先端もしくは口金２３の
開口部２７から超音波伝達媒体をシース１１内に充填す
る（図３、図４）。その後、図５に示すように、シース
１１先端からアレイ状の第１封止部材３１をハウジング
１２から数ミリ離れた位置まで押し込みシール固定す
る。この場合、第１封止部材３１は超音波伝達媒体３２
がシース１１最先端側に一時的（後述する第２の封止部
材を固定するまでの間）に漏れてこなければシール効果
は十分である。その後、シース１１先端側を洗滌したり
接着の前処理を行い、第２の封止部材３３を図６に示す
ようにシース１１最先端に接着固定する。

【００１６】このようにして、シース１１内に超音波伝
達媒体３２を充填した後、２段階にわたって封止部材を
設けるので、第２の封止部材３３をシース１１に接着固
定する前に接着の前処理（洗滌・化学処理等）が十分に
でき、その過程で超音波伝達媒体３２の付着もないので
第２の封止部材３３を確実に接着固定できることにな
る。また、超音波伝達媒体３２がシール１１外に漏れて
しまうことによる超音波伝達媒体１１中への気泡の混入
を防止することも可能となる。また、この実施例の構成
では、挿入部の太径化を招くこともない。

【００１７】次に、本発明の第２実施例を説明する。図
７は、第２実施例の超音波プローブの先端が封止された
状態を示したものである。第１実施例と構成の異なると
ころのみを説明し、対応する個所には同一符号を付し
た。振動子ユニット１３がマウントされたハウジング１
２に接続されたフレキシブルシャフト２０の途中には、
ＩＣアンプ３４が第２ハウジング３５にマウントされて
いる。また、第１封止部材３１はシース１１内径よりわ
ずかに大きい外径をもつ円柱状のゴム栓とし、第２封止
部材３３は第１実施例と同様に形成する。他の構成につ
いては、第１実施例と同様である。

【００１８】次に、このように構成された第２実施例の
超音波プローブ内に超音波伝達媒体を封入する場合を説
明する。先ず、第１実施例と同様にシース先端もしくは
口金部の開口部から超音波伝達媒体３２をシース１１内
に充填し、シース１１先端からゴム栓である第１封止部
材３１をハウジング１２から所定距離離れた位置まで押
し込み、シール固定する。この場合のシール固定は、第
１封止部材３１の弾性変形により行われる。その後、シ
ース１１先端側を洗滌したり接着の前処理を行い、第２
の封止部材３３をシース１１最先端に接着固定する。

【００１９】本実施例は、このように構成してあるの
で、第１実施例と同様の効果を奏する他、第１封止部材
３１の接着固定は第１実施例に比較し、簡単にしかも安
価にできる。さらに、ＩＣアンプ３４を振動子ユニット
１３の近傍に、しかもフレキシブルに設けたので、超音
波プローブのフレキシブル性を保ったまま、エコー信号
の受信感度の向上と外来ノイズによる支障の軽減化を図
った。

【００２０】図８は、本発明の第３実施例を示したもの
である。本実施例では、振動子ユニット１３に接続され
たフレキシブルシャフト２０の数カ所にロー付けが施し
てある。さらに、ロー付け部３６にはフレキシブルシャ
フト２０の内外を貫通する貫通孔３７が形成されてい
る。また、第１封止部材３１は、第２実施例と同様のゴ
ム栓とし、第２封止部材３３はシース１１とほぼ同材質
からなるリベットで、シース１１最先端に超音波溶着さ
れている。その他の構成は、第１実施例と同様である。

【００２１】次に、このように構成された第３実施例の
超音波プローブ内に超音波伝達媒体を封入する場合を説
明する。先ず、第１実施例と同様にシース先端もしくは
口金部の開口部から超音波伝達媒体３２をシース１１内
に充填し、シース１１先端からゴム栓である第１封止部
材３１をハウジング１２から所定距離離れた位置まで押
し込みシール固定する。次にシース先端側を十分に洗滌
乾燥させ、第２封止部材３３を差し込んだ後、断面Ｕ状
の穴３８ａを有するホーン３８を介して第２封止部材３
３をシース最先端に超音波溶着する。

【００２２】本実施例は、このように構成してあるの
で、第１実施例と同様の効果を奏する他、第２封止部材
３３を超音波溶着により固定するので、その際に用いる
ホーン３８の穴サイズにより先端部の外径が制御可能と
なり、第２封止部材を接着固定する方法に比較してプロ
ーブ先端の外径が安定してできあがるとともに、第１・
第２実施例に比べ第２封止部材の固定作業も容易にな
る。さらに、フレキシブルシャフト２０に貫通孔３７が
開口されているので、超音波伝達媒体３２がフレキシブ
ルシャフト２０内部まで十分に充填され、シース先端部
封止後の環境変化や、経時変化が働いてもシース１１内
に気泡が発生しにくいという効果がある。なお、第３実
施例では超音波溶着という手段を用いたが、Ｕ字状のヒ
ータを介してでも溶着が可能である。また、第２封止部
材３３はシース１１と同材質でなくても可能で、全く異
種のもの、異種材料をブレンドしたもの、造影剤等をブ
レンドしたものでも溶着性の点で問題なければよい。

【００２３】図９、図１０は本発明の第４実施例を示し
たもので、シース１１最先端側には側方から貫通孔３９
が開口されている。他の構成については、第１実施例と
同様である。次に、このように構成された第４実施例の
超音波プローブ内に超音波伝達媒体を封入する場合を説
明する。先ず、第１実施例と同様にシース先端もしくは
口金部の開口部から超音波伝達媒体３２をシース１１内
に充填し、シース１１先端からゴム栓である第１封止部
材３１をハウジング１２から所定距離離れた位置まで押
し込みシール固定し、一時的に超音波伝達媒体３２の漏
れを防止する（図９Ａ）。

【００２４】次に、シース１１先端にシースと同材質の
第２の封止部材（円柱状）３３を挿入する。そして、こ
の状態で型４０内にシース先端を挿入し、ヒータ等によ
りシース１１と第２封止部材３３を熱溶融させる（図９
Ｂ）。これにより、シースの外径を均一に仕上げること
ができると共に、次工程の先端を丸く成形する作業も安
定して行なえるようになる。この場合、溶融具合のチェ
ックはシース１１に開けられた貫通孔３９が塞がってい
るか否かにより判断する（図９Ｃは貫通孔３９が塞がっ
ている状態を示している）。こうした熱溶融作業後に先
端を丸く成形するには、図１０Ａに示すごとくホーン３
８を介して超音波による成形、また熱による成形を行
う。図１０Ｂは、成形後の先端形状を示したものであ
る。なお、上記熱溶融作業の中でシース１１に貫通孔３
９を設けたが、溶融の条件が安定すれば貫通孔３９を設
ける必要もなくなる。

【００２５】本実施例は以上のように構成されているの
で、第１実施例と同様の効果を奏する他、第２封止部材
３３の長さを短く形成でき、第１〜３実施例に比較し封
止部材全体の硬質長が短くなる。したがって、被検者の
苦痛を減少できるとともに、超音波プローブの操作性の
向上を図ることもできる。

【００２６】図１１は本発明の第５実施例を示したもの
である。本実施例では、第１封止部材３１をシース１１
の内径よりわずかに大きい外径を有するゴム球としてい
る。また、第２封止部材３３はリベットで、そのリベッ
トの茎部端面３３ａを球面状にくぼませ、ゴム球である
第１封止部材３１の表面に適合するように形成してあ
る。その他の構成は第１実施例と同様である。

【００２７】本実施例は以上のように構成してあるの
で、第１実施例と同様の効果を奏する他、第１封止部材
３１がゴム球であるので、第１封止部材３１をシース１
１内に挿入する作業を容易に行え、作業性の向上を図れ
る。また、第３実施例と同様に第２封止部材３３を超音
波溶着により固定するので、その際に用いるホーン３８
の穴サイズにより先端部の外径が制御可能となり、接着
固定に比較してプローブ先端の外径が安定してできあが
るとともに、第２封止部材の固定作業も容易になる。

【００２８】図１２は本発明の第６実施例であり、第１
封止部材３１はシース１１の内径よりわずかに大きい外
径を有するゴム栓とし、第２の封止部材３３はシース１
１とほぼ同材質でできた半球状チップとしたものであ
る。他の構成は、第１実施例と同様である。

【００２９】以上のように構成されている本実施例は、
第１実施例と同様の効果を奏する他に、第３実施例と同
様に第２封止部材３３が半球状となり先端硬質部長が大
幅に短縮される。したがって、被検者の苦痛を減少でき
るとともに、超音波プローブの操作性の向上を図ること
もできる。

【００３０】図１３は本発明の第７実施例を示したもの
で、第１封止部材３１はシース１１の内径よりわずかに
大きい外径を有するゴム栓である。また、第２封止部材
３３には先細のテーパ状で胴部にはガイドワイヤが挿通
可能な貫通孔３３ｂを形成している。他の構成について
は、第１実施例と同様である。

【００３１】本実施例は、以上のように構成されている
ので、第１実施例と同様の効果を有する他、第２封止部
材３３に貫通孔３３ｂが形成されているので、この貫通
孔３３ｂにガイドワイヤを挿通することにより超音波プ
ローブの体腔内への挿通性を大きく向上させることがで
きる。なお、ガイドワイヤを挿通した場合には第２封止
部材３３に力が加わるが、第２封止部材３３はシースに
確実に固定されているので、破損するおそれはほとんど
ない。また、第２封止部材３３は金属製でも、シース１
１とほぼ同材質な樹脂でもよい。金属製の場合は接着固
定し、樹脂製の場合は超音波溶着や熱溶着でも固定可能
である。

【００３２】本発明は以上の実施例に限定されるもので
はなく、幾多の変更、変形が可能である。例えば、超音
波プローブは駆動ユニットからの回転力により超音波振
動子を回転させるものに限らず、ミラーを回転させるこ
とにより超音波走査するミラー回転タイプの超音波プロ
ーブでもよい。また、封止部材は各実施例のように２個
に限定されるものではなく、それ以上であってもよいこ
とはいうまでもない。

【００３３】

【発明の効果】以上のごとく本発明によれば、封止部材
をシース先端部に直列に複数設けることにより、挿入部
の太径化を招くことなく、簡単・確実に超音波プローブ
先端の封止を行うことができ、超音波伝達媒体の漏れ
や、漏れによる超音波振動子近傍の気泡発生を防止でき
る。したがって、明瞭な超音波画像を得ることにより適
正な超音波診断を実施できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】超音波診断システムの全体構成図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る超音波プローブの全
体図である。

【図３】同じく先端部の拡大断面図である。

【図４】同じくコネクタ部の断面図、およびこの断面図
におけるＸ−Ｘ断面図である。

【図５】同じく第１封止部材をシール固定した状態を示
した断面図である。

【図６】同じく第２封止部材をシール固定した状態を示
した断面図である。

【図７】本発明の第２実施例に係る超音波プローブ先端
部の拡大断面図である。

【図８】本発明の第３実施例に係る超音波プローブ先端
部の拡大断面図である。

【図９】本発明の第４実施例に係る超音波プローブ先端
部を封止する状態を示した説明図である。

【図１０】同じく先端形状を成形する状態を示した説明
図である。

【図１１】本発明の第５実施例に係る超音波プローブ先
端部の拡大断面図である。

【図１２】本発明の第６実施例に係る超音波プローブ先
端部の拡大断面図である。

【図１３】本発明の第７実施例に係る超音波プローブ先
端部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１１ シース １２ ハウジング ３１ 第１封止部材 ３２ 超音波伝達媒体 ３３ 第２封止部材

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可撓性シース内に超音波振動子を設け、
   その周囲に超音波伝達媒体を充満させ、超音波走査する
   ことにより超音波画像を得る超音波プローブにおいて、 前記超音波伝達媒体を充填した前記シース先端部に、前
   記超音波振動子側端面が平面形成された複数の封止部材
   を直列に設けたことを特徴とする超音波プローブ。