JP2950128B2 - 超音波プローブ用バルーン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、体腔内に挿入される超
音波プローブにおいて、超音波ビームの特性上、体腔内
壁までの距離を確保するために、その挿入部材の先端に
設けた超音波振動子による超音波送受信信号の減衰を極
力抑制するために装着される超音波プローブ用バルーン
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】体腔内に挿入されて、体腔内壁から体内
に向けて超音波信号を送信して、体内組織断層部からの
反射エコーを受信して、この受信信号を処理して超音波
画像を生成し、この超音波画像をモニタ装置に表示する
ように構成した超音波プローブは従来から用いられてい
る。この超音波プローブにより体腔内壁から超音波信号
を送受信する際に、超音波振動子と体腔内壁との間に所
定の距離を確保すると共に、その間で超音波の送受信信
号が減衰するのを可及的に抑制するためにバルーンが用
いられる。即ち、超音波プローブにおける挿入部材の先
端部の超音波振動子を設けた部位に可撓膜体を装着し
て、この可撓膜体内に脱気水等の超音波伝播媒体を封入
して膨出させることによって、超音波振動子から送信さ
れ、また超音波振動子により受信される超音波信号を超
音波伝播媒体を介して伝送することによって、減衰を極
力抑制するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】例えば、電子走査を行
ったり、また機械式の走査であっても、ラジアル走査や
セクタ走査を行う場合のように、挿入部材の先端部分を
静止させた状態で走査する場合には、バルーンを構成す
る可撓膜体を膨出させて、この可撓膜体を体腔内壁に密
着させれば良い。しかしながら、例えばメカニカルリニ
ア走査を行う場合には、挿入部材を軸線方向に移動させ
なければならないが、可撓膜体を膨出させて、体腔内壁
に押し当てた状態で、挿入部材を移動させようとする
と、可撓膜体が体腔内壁と摺接することになり、その間
の摺動抵抗により円滑な移動が損なわれ、体腔内壁から
浮き上がったり、強い押し付け力が作用して移動できな
くなったりするおそれがある。

【０００４】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、バルーンを構成する
可撓膜体を膨出させて、この可撓膜体を体腔内壁に密着
させた状態で円滑にメカニカルリニア走査を行えるよう
にすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、体腔内に挿入される挿入部材の先端
に超音波振動子を装着し、この挿入部材の超音波振動子
を設けた部位の前後位置に両端を固着した可撓膜体を装
着し、この可撓膜体内に超音波伝播媒体を封入するよう
にしたものであって、この可撓膜体は、前後の部位が薄
膜状で、中間部分を前記挿入部材の軸線方向に向けて所
定の長さだけ厚肉状に形成する構成としたことをその特
徴とするものである。

【０００６】

【作用】超音波プローブを用いて行われる検査部位とし
ては、例えば消化管等のように体腔管の内部を超音波検
査する場合がある。このように、体腔管の内部におい
て、バルーンを構成する可撓膜体内に超音波伝播媒体を
供給して膨出させた時に、厚肉となっている中間部分が
体腔管内壁に当接することになり、この体腔管内壁に当
接する状態になると、それ以上は膨出しなくなる。一
方、体腔管はその長さ方向に空間があり、可撓膜は、そ
の前後の部位が薄膜となっていることから、ある量以上
の超音波伝播媒体を供給すると、可撓膜体はこの体腔管
の長さ方向に膨出し、可撓膜体の挿入部材への固着部位
を越えて前後に方向に向けて膨出することになる。

【０００７】可撓膜体の挿入部材への固着部から軸線方
向への膨出長さ分だけ挿入部材を前後方向に動かして
も、可撓膜体が体腔管内壁と摺動することはない。従っ
て、可撓膜体に所定量の超音波伝播媒体を供給した後
に、挿入部材を押し込むか、または引き出す方向に変位
させて、その軸線方向への膨出部を前後いずれかの方向
に片寄せた状態から、反対方向に挿入部材を移動させる
と、所定のストローク分だけは可撓膜体は体腔管内壁と
は摺動せずに、体腔管内壁の当接部分が移行するだけで
ある。従って、この体腔管内壁と摺動せずに超音波振動
子を変位できる範囲をメカニカルリニア走査における走
査ストロークとする。これによって、超音波振動子の移
動が極めて安定的に行うことができ、しかもこの走査中
において、超音波振動子と体腔管内壁との間を所定の間
隔離間させると共に、に超音波伝播媒体を介在させた状
態に保持できて、超音波の送受信信号の減衰は極力防止
できるようになる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。なお、この実施例においては、内視鏡をガ
イドとして体腔内に挿入される超音波プローブとして構
成したものを示す。ただし、超音波プローブとしては、
内視鏡以外のガイド手段にガイドさせて体腔内に導いた
り、または格別のガイド手段を用いずに直接体腔内に挿
入するように構成することもできる。また、超音波検査
を行う部位としては、消化管の内部としたが、これ以外
の体腔管内の超音波検査を行う場合にも用いることがで
きるのは言うまでもない。

【０００９】而して、図１において、１は内視鏡、１０
は超音波プローブをそれぞれ示し、内視鏡１は、周知の
ように、本体操作部２に体腔内への挿入部３を連設して
なるものであって、本体操作部２における挿入部３への
連設部近傍には鉗子等の処置具を処置具挿通チャンネル
４に導き入れるための処置具導入部４ａが設けられてい
る。この処置具挿通チャンネル４は、挿入部３の全長に
及び、この挿入部３の先端面に開口している。

【００１０】超音波プローブ１０は、可撓性チューブか
らなる挿入部材１１に操作部１２を連設してなるもので
あって、挿入部材１１の先端部は先端硬質部１１ａとな
っており、この先端硬質部１１ａには超音波振動子１３
が装着されている。ここで、超音波プローブ１０は内視
鏡１の処置具挿通チャンネル４をガイドとして体腔内に
挿入されるものであるから、この処置具挿通チャンネル
４の内径より細いものであり、従って先端硬質部１１ａ
に設けられた超音波振動子１３は、単板振動子からなる
ものであり、挿入部材１１を軸線方向に変位させてリニ
ア走査を行うようになっている。なお、図中において、
１３ａはバッキング材、１３ｂは音響レンズである。

【００１１】このために、操作部１２には押し引き操作
杆１４が設けられており、この押し引き操作杆１４に
は、超音波プローブ１０の挿入部材１１を係脱可能に把
持する把持爪１５が設けられている。また、押し引き操
作杆１４の先端には指掛け部１４ａが設けられており、
この指掛け部１４ａに指を通して、押し込むことによっ
て、押し引き操作杆１４と共に把持爪１５が軸線方向に
移動して、挿入部材１１は内視鏡１の挿入部３の先端か
ら突出する方向に変位する。この押し引き操作杆１４に
よる挿入部材１１の変位は、操作部１２内に設けたエン
コーダ（図示せず）により検出され、所定間隔移動する
毎に超音波トリガ信号を超音波振動子１３に印加するこ
とによって、体腔内壁から体内に向けて超音波信号を発
信させる。この超音波信号が発信されると、体内の組織
断層部分で反射して、超音波振動子１３によりこの反射
エコー信号を受信する。そして、この超音波振動子１３
の受信信号は挿入部材１１内に挿通した信号ケーブル１
６を介して外部に取り出されて、超音波観測装置により
所定の信号処理を行った上で、モニタ装置に超音波画像
が表示されることになる。

【００１２】ところで、超音波振動子１３の送受信面と
体腔内壁との間に所定間隔のスタンドオフを持たせると
共に、超音波信号は空気中においては著しく減衰するこ
とから、超音波振動子１３と体腔内壁との間に超音波信
号を脱気水等からなる超音波伝播媒体を介在させる。こ
のために、図２に示したように、超音波伝播媒体を封入
するためのバルーン２０が用いられる。バルーン２０
は、超音波振動子１３が装着されている挿入部材１１の
先端硬質部１１ａを囲繞するように設けたラテックス等
からなる可撓膜体２１を有し、この可撓膜体２１の両端
には弾性リング２２ａ，２２ｂが設けられて、先端硬質
部１１ａにおいて、超音波振動子１３の配設位置の前後
に設けた円環状の凹溝２３ａ，２３ｂに嵌合・固定され
ている。そして、先端硬質部１１ａの表面には流体供給
通路２４が開口しており、この流体供給通路２４は挿入
部材１１内に挿通されて、その他端は脱気水等の超音波
伝播媒体の供給機構に接続されている。従って、この流
体供給通路２４に超音波伝播媒体を圧送すると、バルー
ン２０を構成する可撓膜体２１を膨出させることができ
る。

【００１３】可撓膜体２１は、その弾性リング２２ａ，
２２ｂへの連設部から所定の長さ分は薄膜部２１ａ，２
１ｂとなっており、中間部には円環状の肉厚部２１ｃが
形成されている。従って、可撓膜体２１内に超音波伝播
媒体を供給した時に、図３に示したように、肉厚部２１
ｃがある程度拡径すると、それ以上拡径方向、即ち挿入
部材１１の軸線と直交する方向には膨出せず、挿入部材
１１の軸線方向に膨出するようになる。この挿入部材１
１の軸線方向への膨出は弾性リング２２ａ，２２ｂの凹
溝２３ａ，２３ｂへの嵌合部分を越えて前後に膨出する
ことになる。

【００１４】本実施例は以上のように構成されるもので
あって、次にその作動について説明する。まず、内視鏡
１の挿入部３を体腔内において、図４に示したように、
消化管内に挿入して、この消化管内を内視鏡１による観
察を行う。そして、この消化管の内壁において、消化管
内壁より内部に患部である可能性のある部位が発見され
た時には、挿入部３の処置具挿通チャンネル４内に超音
波プローブ１０を挿入して、この超音波プローブ１０の
挿入部材１１を突出させて、超音波検査を行う。なお、
超音波プローブ１０を処置具挿通チャンネル４内に挿通
させる際には、その挿通性を良好ならしめるために、図
４から明らかなように、バルーン２０内には流体を供給
せず、このバルーン２０を構成する可撓膜体２１を先端
硬質部１１ａに密着させておく。

【００１５】超音波プローブ１０の挿入部材１１を、バ
ルーン２０を装着した部位が完全に突出する状態となっ
た時に、流体供給通路２４から脱気水等の超音波伝播媒
体をバルーン２０の可撓膜体２１内に供給することによ
って、可撓膜体２１を膨出させる。ここで、可撓膜体２
１には、その中間部分が肉厚部２１ｃとなり、かつこの
肉厚部２１ｃがある程度膨出した時に、肉厚部２１ｃは
消化管壁に当接することから、可撓膜体２１の外方向へ
の膨出は所定の制限範囲に抑制される。一方、肉厚部２
１ｃの両側は薄膜部２１ａ，２１ｂとなっているので、
この薄膜部２１ａ，２１ｂがさらに膨出して、凹溝２３
ａ，２３ｂに嵌合している弾性リング２２ａ，２２ｂの
位置より挿入部材１１の軸線方向に向けて膨出する。こ
の状態で、挿入部材１１を引き出す方向に所定量移動さ
せると、図５に示した状態となる。即ち、肉厚部２１ｃ
を挟んだ前後の薄膜部２１ａ，２１ｂのうち、先端側の
薄膜部２１ａは弾性リング２２ａへの連設部より前方に
向けて大きく膨出し、基端側の薄膜部２１ｂは弾性リン
グ２２ｂの位置から基端側には膨出しない状態となる。

【００１６】そこで、挿入部材１１に緩みがないように
して、押し引き操作杆１４に連結して設けた把持爪１５
により挿入部材１１を把持させる。そして、指掛け部１
４ａに指を掛けて、押し引き操作杆１４を操作部１２内
に押し込むように操作を行う。これによって、挿入部１
１が処置具挿通チャンネル４から突出する方向に移動す
ることになり、超音波振動子１３を装着した先端硬質部
１１ａがその軸線方向に移動する。この先端硬質部１１
ａが所定量移動する毎に、超音波振動子１３から消化管
内壁に向けて超音波パルスが送信され、体内に音響特性
の異なる組織断層部があると、この組織断層部で反射し
て、この反射エコー信号が超音波振動子１３により受信
される。この受信信号は外部に取り出されて、超音波観
測装置に伝送され、この超音波観測装置により所定の信
号処理が行われて、モニタ装置に超音波画像が表示され
る。この超音波信号の送受信はバルーン２０内に封入し
た超音波伝播媒体を介して行われるので、その減衰が抑
制される。

【００１７】以上のようにして超音波振動子１３による
リニア走査が行われるが、バルーン２０における可撓膜
体２１は、この走査を行っている間は消化管内壁に当接
していなければならない。しかしながら、可撓膜体２１
は消化管内壁と摺動すると、円滑な走査を行うことがで
きない。然るに、走査ストローク開始位置では、図５に
示したように、可撓膜体２１は、挿入部材１１の軸線方
向において、先端側に向けて大きく膨出した状態となっ
ているから、挿入部材１１を押し出すように移動させる
と、この可撓膜体２１における基端側の薄膜部２１ｂが
順次消化管内壁から離れ、先端側の薄膜部２１ａが消化
管内壁と当接することになり、可撓膜体２１全体として
は、消化管内壁とは摺動しない状態で、図６に示したよ
うに、先端側の薄膜部２１ａは弾性リング２２ａの位置
から前方への膨出部がなくなり、基端側の薄膜部２１ｂ
は弾性リング２２ｂから基端側に向けて最大限に膨出し
た状態となる位置まで移動できるようになる。そこで、
図５に示した状態と、図６に示した状態との間を走査ス
トロークとして設定して、挿入部材１１をこの間で往復
移動させながら、超音波走査を行うことによって、バル
ーン２０が体腔内壁と摺動することなく、超音波振動子
１３によるリニア走査を行わせることができる。しか
も、このリニア走査を行っている間は、常に超音波振動
子１３と体腔内壁との間に超音波伝播媒体を介在させた
状態に保持できる。さらに、肉厚部２１ａにおける膨出
量は一定になるから、超音波振動子１３と体腔内壁との
間に所定の幅のスタンドオフを持たせることができる。

【００１８】超音波検査を行うべき部位を変える場合に
は、一度バルーン２０から超音波伝播媒体を排出して、
バルーン２０を縮小させた状態として、挿入部材１１を
移動させるか、または内視鏡１の挿入部３を移動させ
る。そして、超音波検査を行うべき部位にまで移動した
時に、再びバルーン２０内に超音波伝播媒体を供給する
ことによって、前述と同様のリニア走査を行うことがで
きる。また、例えば鉗子等の処置具を処置具挿通チャン
ネル４内に挿入して、患部の摘出等の処置を施す場合に
も、バルーン２０から超音波伝播媒体を排出して縮小さ
せれば、容易に取り出すことができる。

【００１９】このように、バルーン２０に超音波伝播媒
体を供給したり、排出したりする操作を容易に行うよう
にするには、図７に示したような超音波伝播媒体の給排
機構を用いれば良い。即ち、超音波伝播媒体を貯留する
貯留タンク３０における液面下に流体供給通路２４を接
続し、この貯留タンク３０の液面上には空気配管３１を
開口させて設け、この空気配管３１には切換バルブ３２
を設けて、この切換バルブ３２によって、空気配管３１
を、加圧ポンプ３３からの加圧エア供給配管３４に接続
する状態と、吸引ポンプ３５に通じる吸引配管３６に接
続する状態との間に切り換えることができるように構成
する。そして、貯留タンク３０にはリリーフ弁３７を装
着して、この貯留タンク３０内の空気圧が設定値（バル
ーン２０が図３の状態にまで膨出するのに必要な圧力と
する）以上となった時には、このリリーフ弁３７が開く
ようにしておく。

【００２０】このように構成すれば、切換バルブ３２の
切り換えのみによって、バルーン２０を膨出させたり、
縮小させたりすることができ、しかもその膨出状態で
は、常に一定の大きさに保持できるようになる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、バルー
ンを構成する可撓膜体を前後の部位が薄膜状で、中間部
分を前記挿入部材の軸線方向に向けて所定の長さだけ厚
肉状に形成したので、体腔管内において、可撓膜体を所
定量膨出させた状態で、挿入部を軸線方向に変位させる
と、可撓膜体は体腔管内壁とは非摺動状態で挿入部の先
端における超音波振動子を装着した部位が移動すること
になり、しかもこの超音波振動子の移動中においては、
この超音波振動子と体腔管内壁との間には常に超音波伝
播媒体を介在させた状態に保持されることから、超音波
振動子をメカニカルリニア走査するに当って、バルーン
と体腔管内壁との間が密着して円滑な移動が阻害された
り、バルーンが体腔管内壁から離れたりすることがな
く、極めて円滑に走査することができる等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す超音波プローブを内視
鏡に装着した状態を示す構成説明図である。

【図２】超音波プローブの挿入部における超音波振動子
の装着部分の断面図である。

【図３】バルーンの構成説明図である。

【図４】消化管内の超音波検査を行う状態を示す作用説
明図である。

【図５】バルーンの作用説明図である。

【図６】図５とは異なる作動状態を示すバルーンの作用
説明図である。

【図７】バルーンへの超音波伝播媒体の給排機構の構成
説明図である。

【符号の説明】

１ 内視鏡 １０ 超音波プローブ １１ 挿入部材 １１ａ 先端硬質部 １３ 超音波振動子 ２０ バルーン ２１ 可撓膜体 ２１ａ，２１ｂ 薄膜部 ２１ｃ 肉厚部 ２２ａ，２２ｂ 弾性リング ２３ａ，２３ｂ 凹溝 ２４ 流体供給通路

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材の先端に超
   音波振動子を装着し、この挿入部材の超音波振動子を設
   けた部位の前後位置に両端を固着した可撓膜体を装着
   し、この可撓膜体内に超音波伝播媒体を封入するように
   したものにおいて、前記可撓膜体は、前後の部位が薄膜
   状で、中間部分を前記挿入部材の軸線方向に向けて所定
   の長さだけ厚肉状に形成する構成としたことを特徴とす
   る超音波プローブ用バルーン。
2. 【請求項２】 前記可撓膜体の厚肉部分は、この可撓膜
   体の全周に及ぶものである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。