JP2941882B2 - 体腔内超音波診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、振動子を駆動するフレキシブルシャフトを
ガイドするチューブ状ガイドを備えた体腔内超音波診断
装置に関する。

（従来の技術） 超音波を発生する振動子を筒状の挿入部内に回転自在
に配置し、挿入部を体内の食道や腸又は血管等の腔部内
に挿入して、振動子を回転させながら超音波を発生させ
いわゆるラジアル走査を行って超音波診断を行うように
した体腔内超音波診断装置が知られている。

第４図はこのような体腔内超音波診断装置の一例とし
て特公昭63−34737号公報に示されている構造を示すも
のである。筒状の挿入部１内の空間には超音波伝播媒体
液４が満たされて、この媒体液４内には回転子５によっ
て保持された振動子６が回転自在に配置されている。振
動子６はその超音波発生面6aが挿入部１の軸方向Ｘと直
交する向きに配置されており、これによって超音波発生
時回転子５によって回転されたとき、周囲に放射状に超
音波を発生するのでラジアル走査を行うことができる。
21は回転子５の振動子６の裏側の空間に充填されたダン
パー材である。回転子５はベアリング７を介して筒状の
挿入部１内に回転可能に保持されている。

回転子５の端部には駆動軸23の一端が固定されてい
る。駆動軸23は例えば導電性バネが二重に巻かれたフレ
キシブルシャフトから成り、これは互いに巻方向が異な
る金属線のコイル9a,9bが二重に重ねられて形成されて
いる。このように互いに逆方向に巻いた二重バネを用い
ることにより、回転中ねじり剛性を高めることができる
ので、回転力を正確に伝達することができる。この二重
バネから成る駆動軸23は可撓性（フレキシビリティ）に
富んでおり、これでもって挿入部１を被検体の体腔内に
挿入して超音波を発生するとき、いかなる腔部位に挿入
されてもそのフレキシビリティを生かすことによって、
どのような湾曲具合にも十分に対処させることができる
ようになっている。またこれによって二重バネの内部は
中空になっている。また駆動軸23は可撓性材料から成る
チューブ状ガイド13内に挿通されて形状が保持されるよ
うになっている。

振動子６には駆動信号を印加するための一対の信号線
25a,25bが接続され、この信号線の他端は上記回転子５
の孔5a内及び駆動軸23の中空室23a内を挿通されて操作
部に導かれている。操作部にはモータ14が設けられ、こ
のモータ14の回転力は一対の歯車14a,14bを介して回転
軸26に伝達される。そしてこの回転軸26の端部には上記
二重バネから成る駆動軸23の他端が固定されている。

回転軸26の側壁には一対の回転端子27a,27bが設けら
れており、これら回転端子27a,27bに対して上記中空室2
3a内を挿通された一対の信号線25a,25bの他端が接続さ
れている。また回転軸26の周囲の上記回転端子27a,27b
に対応した位置には、一対の接触子28a,28bが配置され
これら接触子28a,28bは超音波送受信回路に接続されて
いる。

以上のような構成によれば、モータ14の回転力は回転
軸26から二重バネから成る駆動軸23を介して回転子５に
伝達されることにより、振動子６は回転子５と一体に回
転されるので、ラジアル走査を行うことができる。また
振動子６の回転中これに接続されている一対の信号線25
a,25bは、駆動軸23の中空室23aを挿通して上記回転軸26
と一体に回転する回転端子27a,27bに接続されているの
で、振動子６と一体に回転することができる。そして振
動子６に対する駆動信号の供給及び振動子６で受信され
てエコー信号の取出しは、一対の回転端子27a,27bとこ
れらに対応する一対の接触子28a,28bとの可動的接触に
よって行われる。

ここで回転力を振動子６に伝達する働きを行う駆動軸
23はその形状を保持するためにチューブ状ガイド13内に
ガイドされているが、湾曲状況によってはチューブ状ガ
イド13との摩擦によって十分に伸縮性が得られない場合
があり、このためスムーズな回転が行えない事態が生ず
る。

このような欠点を避けるためにチューブ状ガイド又は
駆動軸を軸方向にスライド自在とするようにした改善策
が例えば特開昭61−64240号公報に開示されている。第
３図はここに示されている改善策の一例を説明するもの
で、チューブ状ガイド13の先端部に、外周面にフランジ
29を設けた接続金具30を接続する一方、挿入部１に上記
フランジ29の形状に対応した円筒状の空間部31を形成し
て、この空間部31内にフランジ29と共に接続金具30を矢
印方向に移動させることによりチューブ状ガイド13を軸
方向にスライド自在に構成するようにしたものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら従来技術に示されている改善策を実現す
るには、軸受等を含めたスライド機構の構成が複雑にな
り、また駆動軸の小さな曲げＲに対してはチューブ状ガ
イドがつぶれるおそれが生じる。このため両者間の摩擦
が大きくなるので、回転力を振動子にスムーズに伝達す
るのが困難となる。

本発明は以上のような問題に対処してなされたもの
で、簡単な構成で駆動軸のどのような湾曲具合にも追随
して伸縮できるようにしたチューブ状ガイドを備えた体
腔内超音波診断装置を提供することを目的とするもので
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、体腔内に挿入さ
れる挿入部を有しこの挿入部内に振動子が回転自在に配
置され、この振動子に対してチューブ状ガイド部材内を
挿通するフレキシブルシャフトを介して回転力を伝達す
る体腔内超音波診断装置において、前記チューブ状ガイ
ド部材をバネ作用を有するコイル状金属巻線によって構
成したことを特徴とするものである。

（作 用） バネ作用を有するコイル状金属巻線によってチューブ
状ガイドを構成してこれで駆動軸（フレキシブルシャフ
ト）をガイドする。この構造によればチューブ状ガイド
がバネ作用を有することにより、駆動軸がどのような具
合に湾曲してもこれに追随してチューブ状ガイドが伸縮
できるので、簡単な構成で回転力をスムーズに振動子に
伝達することができる。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の体腔内超音波診断装置の実施例を示
す断面図で、第２図は特に挿入部を示すものである。１
は筒状の挿入部で先端部には音響窓２が設けられると共
にこの音響窓２にはケース３が一体に取付けられてい
る。これら音響窓２及びケース３は体腔内に挿入されて
直接その腔壁に触れるものであり、音響窓２は音響特性
に優れた材料から成り、またケース３はポリウレタン等
から成っている。音響窓２内の空間には超音波伝播媒体
液４が満たされて、この媒体液４内には回転子５によっ
て保持された振動子６が回転自在に配置されている。

振動子６はその超音波発生面6aが挿入部１の軸方向Ｘ
と直交する向きに配置されており、これによって超音波
発生時回転子５によって回転されたとき周囲に放射状に
超音波を発生するのでラジアル走査を行うことができ
る。回転子５はベリアング７を介して軸受け８と摺動自
在に取付けられており、これによって挿入部１内で回転
可能に保持されている。

回転子５の端部には例えば銅被覆鋼線から成るコイル
9a,9bが二重に巻かれた導電性二重バネの駆動軸（フレ
キシブルシャフト）９の一端が固定されている。この駆
動軸９はモータからの回転力を回転子５を介して振動子
６に伝達するためのもので、２つのコイル9a,9bは回転
時のねじり剛性を高めるために互いに巻方向が異なるよ
うに形成されている。このように導電性二重バネでもっ
て駆動軸９を構成することにより可撓性（フレキシビリ
ティ）を持たせることができ、これでもって被検体の体
腔内に挿入するときいかなる腔部位に挿入されてもその
フレキシビリティを生かすことにより、どのような湾曲
具合にも十分に対処させることができるようになってい
る。

10は可撓性のある絶縁部材で例えばPTFEから成り、２
つのコイル9a,9b間に介装されて両コイルを電気的に絶
縁している。振動子６には駆動信号を印加する一対のリ
ード線11a,11bが接続され、これらリード線は各々上記
コイル9a,9bに接続される。

12はチューブ状ガイドで金属線等から成るバネ作用を
有するコイル状巻線から構成され、駆動軸９をこの内部
にガイドすることにより駆動軸９のいかなる湾曲具合に
も追随して伸縮自在になっている。このチューブ状ガイ
ド12の一端はケース３と軸受け８との間に取付けられて
いる。このチューブ状ガイド12を構成するコイル状巻線
は例えば図のように長方形状の断面を有して、駆動軸９
を囲繞している。一例としてチューブ状ガイド12は0.5m
m径の金属線が用いられて駆動軸９の外径より0.2mm程大
きな内径のコイル巻線から成っている。

14はモータで中空状の回転軸15を有し、この回転軸15
の中空室15aの内壁には前記駆動軸９の他端が固定され
ている。またこの駆動軸９の外周はチューブ状ガイド12
によって囲繞されている。16はロータリートランスでロ
ータ16aとステータ16bとから成り、ステータ16bは軸受
け17に固定されている。回転軸15と軸受け17とはベアリ
ング18を介して摺動している。

ロータ16aには一対のリード線19a,19bが接続され、こ
れらリード線は各々上記コイル9a,9bに接続されてい
る。これによってリード線19a,19bは振動子６の駆動電
極に導通したことになる。20a,20bはステータ16bに接続
された一対のリード線で超音波送受信回路に接続され
る。

次に本実施例の作用を説明する。

モータ14の回転力は回転軸15から駆動軸９を介して回
転子５に伝達されることにより、振動子６は回転子５と
一体に回転する。このとき図示しない超音波送受信回路
から送られた駆動信号は、ステータ16bのリード線20a,2
0bから電磁結合によってロータ16aのリード線19a,19bに
伝達され、さらに駆動軸９を構成しているコイル9a,9b
を流れてリード線11a,11bに伝達される。これによって
駆動信号は振動子６の駆動電極に供給されるため、振動
子６は超音波発生面6aから超音波を発生するのでラジア
ル走査が行われる。

次に被検体からのエコー信号は振動子６によって受信
された後、上記超音波発生のときと逆の経路で超音波送
受信回路へ送られる。すなわにエコー信号は振動子６か
らリード線11a,11b,コイル9a,9b,リード線19a,19bへ送
られた後、電磁結合によってロータ16aのリード線19a,1
9bからステータ16bのリード線20a,20bへ伝達されて超音
波送受信回路へ送られる。

このような本実施例によれば、診断状況に応じて駆動
軸９がどのような具合に湾曲してもこの駆動軸９をガイ
ドしているチューブ状ガイド12がバネ作用を有している
ことにより、このチューブ状ガイド12はその湾曲具合に
追随して伸縮することができる。従って従来のように駆
動軸９の湾曲具合によってチューブ状ガイド12がつぶれ
るようなことはなく、よって両者間の摩擦が大きくなら
ないので回転力を振動子６にスムーズに伝達することが
できる。しかも従来のようなスライド機構は不要であ
り、コイル状巻線を用意すればよいので簡単な構成で目
的を達成することができる。なおチューブ状ガイド12は
バネ作用を有するものであれば金属線に限る必要はな
い。また断面形状も長方形に限ることなく種々の形状を
とることができる。

また本実施例によればこのように振動子６に対する駆
動信号の供給及び振動子６で受信されたエコー信号の取
出しを行う場合は、モータ14の回転力を振動子６に伝達
するための駆動軸９のコイル9a,9bを信号線として利用
して行うことができる。これによって信号線を別に用意
することは不要であり、また信号線が高速回転によって
張力を受けたり、バネに挾ってしまうようなことは生じ
ないので断線を防止することができる。また狭い中空室
23aに信号線を挿通させる煩雑な作業も不要となるの
で、超音波プローブの組立効率を向上することができ
る。しかも必ずしもコイル9a,9bを利用する必要はな
く、コイル9a,9bが非導電性材料から成るような場合は
中空室23aを挿通するようにしてもよい。また本実施例
では振動子を回転して超音波診断を行う例で説明した
が、振動子は必ずしも回転する必要はなく固定した状態
で反射ミラーを用いて診断することもできる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、バネ作用を有する
コイル状金属巻線によってチューブ状ガイドを構成して
フレキシブルシャフトをガイドするようにしたので、駆
動軸のどのような湾曲具合にも追随してチューブ状ガイ
ドを伸縮させることができ、回転力をスムーズに振動子
に伝達することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の体腔内超音波診断装置の実施例を示す
断面図、第２図は第１図の主要部の構造を示す拡大図、
第３図及び第４図は従来装置を示す断面図である。 ５……回転子、６……振動子、 ９……駆動軸（フレキシブルシャフト）、 9a,9b……コイル、10……絶縁部材、 11a,11b,19a,19b,20a,20b……リード線、 12……チューブ状ガイド、 16……ロータリートランス、 16a……ロータ、16b……ステータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15 A61B 1/00 - 1/32

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】体腔内に挿入される挿入部を有しこの挿入
   部内に振動子が回転自在に配置され、この振動子に対し
   てチューブ状ガイド部材内を挿通するフレキシブルシャ
   フトを介して回転力を伝達する体腔内超音波診断装置に
   おいて、前記チューブ状ガイド部材をバネ作用を有する
   コイル状金属巻線によって構成したことを特徴とする体
   腔内超音波診断装置。
2. 【請求項２】前記フレキシブルシャフトを二重巻きの導
   電性コイルによって構成するとともに、この導電性コイ
   ルを信号線として使用したことを特徴とする請求項１記
   載の体腔内超音波診断装置。