JP3042332B2 - 体腔内挿入型超音波診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、体腔内に挿入されて、
超音波診断を行う体腔内挿入型超音波診断装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】体腔内に挿入される挿入部に超音波振動
子を設けて、体腔内でこの超音波振動子を作動させて、
体内の組織状態に関する情報を取得するようにした超音
波診断装置は、例えば超音波内視鏡等として、広く用い
られている。ここで、体腔内で超音波の送受信を行うに
当っては、超音波振動子の損傷や汚損等を防止すると共
に、ラジアル走査を行う場合における体腔内壁の巻き込
み等を防止するために、挿入部の先端にキャップを設け
て、このキャップ内に超音波振動子を設けるようにした
ものがある。

【０００３】ところで、超音波振動子による超音波の送
受信信号の減衰を極力抑制するには、まずキャップは音
響特性に優れたもので形成しなければならない。ここ
で、例えば硬質ポリエチレン，ポリイミド，塩化ビニ
ル，エポキシ樹脂，ウレタン樹脂等は音響特性に優れた
ものであり、キャップの材質としては、これらから選択
して用いられる。また、空気中では超音波を著しく減衰
させることから、キャップの内部には、流動パラフィン
その他の超音波伝達媒体を封入する。さらに、超音波走
査を行う際に、キャップが直接体腔内壁と密着しておれ
ば良いが、必ずしもキャップを体腔内壁に完全に密着で
きずに、その間に空気が介在するおそれがあるから、キ
ャップと体腔内壁との間に空気が介在しないようにする
ために、バルーンが用いられる。バルーンはラテックス
等のように、可撓性及び音響特性の著しく良好な薄膜体
から構成されるもので、キャップを囲繞する状態に装着
され、このキャップの内部に、超音波伝達媒体として、
例えば脱気水等を供給して所定程度膨出させるようにな
っている。

【０００４】而して、挿入部の先端における超音波振動
子の装着部分には、バルーンが装着されるが、体腔内へ
の装着時や取り出し時には、細く、しかも複雑に曲がっ
た経路に挿入されることから、バルーンに予め超音波伝
達媒体を充填して膨出させた状態にすることはできな
い。従って、バルーンを収縮させた状態で体腔内に挿入
し、超音波診断を行う際に、バルーン内に超音波伝達媒
体を供給するようにしている。このために、挿入部にお
けるバルーン装着部の内部の位置には、超音波伝達媒体
を供給する通路を開口させるようにしている。

【０００５】体腔内でバルーンの内部に超音波伝達媒体
を供給する際に、空気を含まないようにしなければなら
ない。しかしながら、バルーンを挿入部に装着した時
に、その間から空気を確実に排除するのは極めて困難で
ある。また、超音波伝達媒体を供給する通路にも空気が
含まれていることがある。そこで、超音波伝達媒体の供
給経路に加えて、排出経路も設けるように構成したもの
もある。このように構成すれば、まず体腔内において、
バルーン内に一度ある程度まで超音波伝達媒体を供給し
て、供給経路全体に空気が含まない状態にするようにな
し、この時にバルーン内における超音波伝達媒体と空気
とが混在する流体を排出し、然る後に供給経路から超音
波伝達をバルーン内に送り込むことによって、バルーン
内には空気を含まない超音波伝達媒体のみを充填した状
態にすることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、排出経路を
介してバルーン内の流体を排出するために、この排出経
路を負圧状態にした時に、バルーンがこの排出経路に吸
引されてしまうと、それ以上の流体の排出を行うことが
できなくなってしまう。このために、少なくとも排出経
路を挿入部の側面に直接開口させず、凹部を円周状に形
成して、この凹部内に開口するように構成したものも知
られている。しかしながら、バルーンは極めて可撓性に
富んだものであり、しかもこのバルーン内に超音波伝達
媒体を供給しない状態では、キャップに密着するように
して装着されている。従って、たとえ排出経路を凹部に
開口させたとしても、流体を排出する際に、バルーンの
排出経路が形成されている部位の近傍でキャップに密着
してしまうと、やはりそれ以上の流体の排出が不能とな
ってしまう。

【０００７】以上のことから、例えば特公平６−９０に
は、先端硬質部に超音波振動子を外部に露出する状態に
装着して、この超音波振動子の装着部分の前後の位置に
筒状のバルーンの両端を止着し、かつ先端硬質部の超音
波振動子が開口する側とは反対側に軸線方向に向けて溝
を形成し、この溝を超音波振動子の装着部の位置にまで
延在させるように構成したものが知られている。

【０００８】勿論、以上のように構成すれば、バルーン
内の流体の排出は円滑に行えるが、キャップ内に超音波
振動子を設けるようにしたものにあっては、樹脂材で形
成したキャップは比較的薄肉に形成されており、しかも
ある程度柔軟性のあるものであることから、このような
溝を形成するのは極めて困難である。また、特にラジア
ル超音波走査を行わせる場合には、超音波振動子を収容
するキャップに凹凸を形成すると、この凹凸部において
超音波が乱反射することになるから、所謂アーチファク
トと呼ばれるノイズが発生するおそれがある等の問題点
がある。

【０００９】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、超音波振動子をキャ
ップ内に収容させて、このキャップにおける超音波振動
子の配設部位を囲繞するようにバルーンを装着したもの
において、このバルーン内の流体を速やかに排出できる
ようにすることにある。

【００１０】

【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、体腔等に挿入される挿入部の先端部
本体に音響特性に優れたキャップを連結するように装着
して、このキャップ内に超音波振動子を装着し、かつこ
のキャップにバルーンを装着して、このバルーン内で、
前記先端部本体の外面に超音波伝達媒体の給排部を設け
るようにしたものであって、前記キャップの超音波振動
子の配設より基端部側の部位に、このキャップの前記先
端部本体への連結部を囲繞するようにして、このキャッ
プの変形防止を図るための補強リングを嵌合させて設
け、この補強リングの外面には、その軸線方向の全長に
及び、前記給排部に凹部が連なるようになった凹凸部を
形成し、かつ前記給排部の先端側の壁部を前記凹部より
低い位置に配置する構成としたことをその特徴とするも
のである。

【００１１】

【作用】キャップには、その基端部に補強リングを設け
て、このキャップの変形防止等を図るようにする。補強
リングをキャップに嵌合させる時に、滑り止めを行うた
めにその外表面に凹凸部を形成する。そして、この凹凸
部において、その基端側端部と先端側端部とは凹部が連
なるようにしている。従って、バルーンにおけるこの補
強リングと対面する部位は、たとえその表面にバルーン
が密着しても、凹部からなる通路が形成されるから、流
体の排出が不能になることはない。

【００１２】

【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。まず、図１に超音波診断装置として、超音
波観測機構に加えて、内視鏡観察機構を一体に組み込ん
だ超音波内視鏡を示す。ただし、本発明は、超音波内視
鏡に限定されるものではなく、要は体腔内に挿入され、
かつバルーンが装着される超音波診断装置に適用できる
ものである。

【００１３】而して、図１において、１は挿入部を示
し、この挿入部は先端側から先端部本体１ａ，アングル
部１ｂ及び軟性部１ｃから構成され、その大半の長さは
軟性部１ｃとなっている。挿入部１における軟性部１ｃ
の基端部には本体操作部２が、またこの本体操作部２に
はユニバーサルコード３が連設されている。ユニバーサ
ルコード３の先端部は、３本に分岐しており、１本は光
源装置４に着脱可能に接続される光源コネクタ３ａであ
って、この光源コネクタ３ａを光源装置４に接続するこ
とによって、ユニバーサルコード３から本体操作部２を
経て挿入部１内に延在したライトガイドによって照明光
を伝送できるようになっている。また、もう１本はプロ
セッサ５に着脱可能に接続される電気コネクタ３ｂであ
る。この超音波内視鏡は、挿入部の先端に固体撮像素子
を設け、この固体撮像素子によって観察対象部の像を電
気信号に変換して、プロセッサ５にまで伝送して、この
プロセッサ５により信号処理が行われて、モニタ５ａに
体腔内の映像が表示されるようになってる。残りの１本
は超音波コネクタ３ｃであって、この超音波コネクタ３
ｃは超音波観測装置６に着脱可能に接続されるようにな
っている。超音波観測装置６では、超音波反射エコー信
号を処理する信号処理部６ａと、この信号処理により生
成された超音波画像が表示されるモニタ６ｂとを備えて
いる。

【００１４】次に、図２に挿入部の先端部分の断面を、
また図３にバルーンを除いた状態の外観をそれぞれ示
す。図中において、１０は照明窓、１１は観察窓であっ
て、照明窓１０には光源装置４からのライトガイド（図
示せず）の出射端が臨んで、体腔内に照明光を照射する
ためのものである。また、観察窓１１には、固体撮像素
子（図示せず）が臨み、この固体撮像素子で観察対象部
を撮影して電気信号に変換されて、プロセッサ５に伝送
されるようになっている。さらに、１２は送気送水ノズ
ルであり、観察窓１１が汚損されると、この送気送水ノ
ズル１２から送水されて、汚損物を除去し、次いで加圧
エアを噴出させて、観察窓１１に付着する水滴が除去さ
れる。そして、これら照明窓１０及び観察窓１１により
内視鏡観察機構が構成され、この内視鏡観察機構は、先
端部本体１ａに設けた平坦部に装着されている。

【００１５】先端部本体１ａの先端面からは超音波観測
機構が突出する状態に設けられている。超音波観測機構
は、先端部本体１ａから突出する状態に設けた音響特性
に優れた樹脂材等からなるキャップ２０を有し、このキ
ャップ２０は先端部本体１ａから延出した連結部２１に
螺合されている。そして、この連結部２１は中空のもの
であって、その中空部２１ａの内部には中空の回転軸２
２が挿通されて、軸受２３により回転自在に支承されて
いる。この回転軸２２の先端には支持台２４が連結され
ており、この支持台２４には超音波振動子２５が取り付
けられている。なお、２６は超音波振動子２５に接続し
たケーブルである。また、キャップ２０の先端部には透
孔２０ａが穿設されており、この透孔２０ａには栓体２
７が螺挿されて、シール部材２８によりシールされてい
る。また、回転軸２２と連結部２１の内面との間にもシ
ール部材２９が介装されており、これによって、キャッ
プ２０における超音波振動子２５を配設した部位は密閉
空間となっており、その内部には流動パラフィン等から
なる超音波伝達媒体が封入されている。この超音波観測
機構を構成する部位は、音響特性に優れた薄膜可撓部
材、例えばラテックス等からなるバルーン３０が装着さ
れている。

【００１６】このバルーン３０は両端に断面円形状の係
止リング部３０ａ，３０ｂと、その間の可撓膜部３０ｃ
とから構成され、一端側の係止リング部３０ａは、キャ
ップ２０の先端側に形成した円環状の凹溝３１に嵌合固
定され、また他端側の係止リング３０ｂは連結部２１の
外周面に形成した円環状の凹溝３２に嵌合固定されてい
る。従って、可撓膜部３０ｃはキャップ２０内の超音波
振動子２５の配設位置を完全に覆うようになっている。

【００１７】バルーン３０の内部には脱気水等の超音波
伝達媒体が供給されるようになっており、このために連
結部２１には供給路３３が穿設されている。この供給路
３３は、挿入部１から本体操作部２を経てユニバーサル
コード３の光源コネクタ３ａにまで延在されて、この光
源コネクタ３ａに設けた接続部３４により超音波伝達媒
体の供給源を接続できるようになっている。そして、供
給路３３は、連結部２１において、凹溝３２の形成部よ
り先端側に位置する円周状乃至円弧状の凹部３５の底面
に開口している。また、この凹部３５の底面には、排出
路３６が開口しており、この排出路３６も供給路３３と
同様、挿入部１から本体操作部２を経てユニバーサルコ
ード３にまで延在され、その光源コネクタ３ａに設けた
接続部３７に通じている。従って、この接続部３７には
吸引源が接続されるようになっている。

【００１８】さらに、図中において、３８は金属等から
なる補強リングを示し、この補強リング３８は、キャッ
プ２０の基端部における連結部２１への螺合部を囲繞す
るようにして固着されており、このようにキャップ２０
を補強リング３８で覆うことによって、このキャップ２
０の連結部２１への螺合部を安定的に保持するようにな
っている。ここで、図３から明らかなように、補強リン
グ３８の外面は平滑面とはなっておらず、その軸線方向
に貫通するようにローレット加工が施されている。これ
によって、キャップ２０を螺合する際に、滑りが防止さ
れて、円滑に所定の位置まで締め込むことができるよう
になっている。

【００１９】以上のように、補強リング３８の外面にロ
ーレット加工を施すことによって、補強リング３８の外
面部は微小な凹凸が多数形成され、図４に示したよう
に、その谷部３８ａは軸線方向に貫通する状態となって
いる。そして、供給路３３及び排出路３６が開口してい
る凹部３５を区画するための先端側の壁部３５ａは、こ
のローレットによる谷部３８ａの底部より低い状態とな
っている。これによって、凹部３５は補強リング３８の
谷部３８ａと通じている。

【００２０】本実施例は以上のように構成されるもので
あって、この挿入部１は体腔内に挿入されて、その先端
部本体１ａが所定の観察対象部にまで導かれる。なお、
この挿入部１の体腔内への挿入時にはバルーン３０は収
縮状態に保持しておく。そして、照明窓１０を介しての
照明下で、観察窓１１を介して得られる観察対象部を観
察することによって、内視鏡検査を行うことができる。
そして、予め予定されていたか、または内視鏡検査の結
果に基づいて、所定の部位における体内の組織状態に関
する情報を取得する超音波診断が行われる。このために
は、前述した内視鏡観察機構による観察を行いながら、
まず先端部本体１ａから突出する状態に設けたキャップ
２０をこの超音波診断を行うべき部位に配置する。

【００２１】超音波診断を実行するに先立って、バルー
ン３０内に超音波伝達媒体を供給して、所望の程度に膨
出させる。このために、供給路３３から超音波伝達媒体
を供給するが、この時に、バルーン３０内及び供給路３
３内に空気が存在している場合には、まずこの空気を排
出しなければならない。

【００２２】そこで、一度供給路３３から超音波伝達媒
体を送り込んで、少なくとも供給路３３から空気を排出
する。そして、供給路３３から空気が完全に排除される
と、排出路３６内を負圧にすることによって、バルーン
３０に送り込まれた超音波伝達媒体と空気とからなるバ
ルーン内流体を吸引除去する。ここで、バルーン３０内
に吸引力が作用すると、バルーン３０は収縮することに
なり、このバルーン３０の可撓膜部３０ｃはキャップ２
０に密着しようとする。ただし、排出路３６を設けた凹
部３５から所定の部位までは補強リング３８で覆われて
おり、しかもこの補強リング３８には凹部３５に連なる
谷部３８ａを持ったローレットが形成されているから、
たとえバルーン３０の可撓膜部３０ｃが補強リング３８
に密着したとしても、流体の排出路３６への吸引に支障
を来すようなことはない。

【００２３】ところで、補強リング３８が図２にＤで示
したように、超音波信号の送受信領域には及ばないよう
にする必要があり、このために、キャップ２０の先端側
においては、バルーン３０の可撓膜部３０ｃはキャップ
２０と対面しているから、この部位で密着が生じること
はあるが、補強リング３８の部位では、そのローレット
が全周にわたって形成されていることから、凹部３５に
連なる谷部３８ａによる小さな通路が全周に及ぶことに
なり、しかもこの通路はキャップ２０の面に沿う方向と
なっている。従って、バルーン３０の可撓膜部３０ｃと
キャップ２０との間に流体が介在してる限りは、バルー
ン３０がキャップ２０の表面に押し付ける方向に吸引力
が作用することはないので、たとえ可撓膜部３０ｃの先
端側の部位が直接キャップ２０に対面していたとして
も、流体の排出を大きく妨げるようなことはない。

【００２４】なお、バルーン３０内の流体において、排
出しなければならないのは空気であり、超音波伝達媒体
が残存していても、格別問題とはならないから、アング
ル部１ｂを湾曲させて、キャップ２０が下向きとなるよ
うな姿勢を取らせた状態にして流体の排出を行えば、少
なくとも空気は完全に排出できる。

【００２５】排出路３６による流体の排出を行うことに
よって、バルーン３０内の流体、特に空気が完全に排出
されると、排出路３６と吸引源との接続を遮断して、供
給路３３から再び超音波伝達媒体を供給することによっ
て、図２に仮想線で示したように、バルーン３０を所望
の状態にまで膨出させる。

【００２６】以上の状態で、回転軸２２を回転させなが
ら、超音波振動子２５から所定の角度毎に超音波パルス
を体内に向けて送信し、その反射エコーを受信させ、こ
の反射エコー信号を超音波観測装置６にまで伝送するこ
とによって、この超音波観測装置６における信号処理部
６ａにおいて所定の信号処理を行った上で、モニタ６ｂ
に超音波画像が表示される。なお、この場合には、ラジ
アル超音波画像を取得できるが、超音波振動子を直線方
向に移動させれば、リニア走査を行うことができ、さら
に機械的乃至電子的に種々の方向に走査できるようにな
る。而して、前述したように、超音波振動子２５を作動
させるに当って、バルーン３０内には空気が含まない状
態となることから、超音波信号の減衰が著しく抑制され
ることになり、モニタ６ｂに表示される超音波画像の画
質は極めて良質なものとなる。

【００２７】さらに、超音波診断が終了した後には、や
はりバルーン３０内の超音波伝達媒体を排出しなければ
ならないが、この時にも、排出路３６を作動させること
によって、少なくとも挿入部１を体腔から取り出す際
に、患者に苦痛を与えない程度にはバルーン３０を収縮
できる。

【００２８】ここで、前述した実施例においては、補強
リング３８の外周面に軸線方向に向けての一文字ローレ
ットを形成するように構成したものを示したが、図５に
示したように、補強リング４０の外周面に軸線に対して
斜めに交差する、所謂あやめローレットを形成するよう
にすることもでき、また図６に示したように、補強リン
グ４１の外周面に多数の微小突起を形成することもでき
る。なお、これら図５及び図６において、第１の実施例
と同一または均等な部材には同一の符号が付されてい
る。要するに、補強リングの外周面には、キャップを先
端部本体の連結部に螺合する際に、滑り止め機能を発揮
すると共に、その一側の端部から他側の端部に向けて微
小な通路が全周にわたって形成されておれば良い。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、超音波
振動子が内蔵されているキャップの先端部本体への連結
部を囲繞するようにして、このキャップの変形防止を図
るために嵌合される補強リングの外面に、その軸線方向
の全長に及び、給排部に凹部が連なるようになった凹凸
部を形成し、しかも給排部の先端側の壁部を凹部より低
い位置に配置する構成としたので、超音波振動子をキャ
ップ内に収容させて、このキャップにおける超音波振動
子の配設部位を囲繞するようにバルーンを装着したもの
において、このバルーン内の流体を速やかに排出できる
ようになり、バルーン内に超音波伝達媒体を供給して膨
出させた時に、内部に空気が入り込まないようにするこ
とができ、かつキャップを先端部本体に着脱する際に、
補強リングの外面の凹凸部が滑り止めとしての機能を発
揮する等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波診断装置を超音波内視鏡として
構成した場合の全体構成図である。

【図２】本発明の第１の実施例における挿入部の先端部
分の断面図である。

【図３】バルーンを取り除いて示す図２の外観図であ
る。

【図４】図２の要部拡大図である。

【図５】本発明の第２の実施例を示す図３と同様の外観
図である。

【図６】本発明の第３の実施例を示す図３と同様の外観
図である。

【符号の説明】

１ 挿入部 １ａ 先端部本体 ６ 超音波観測装置 ２０ キャップ ２１ 連結部 ２４ 支持台 ２５ 超音波振動子 ３０ バルーン ３１，３２ 凹溝 ３３ 供給路 ３５ 凹部 ３６ 排出路 ３８，４０，４１ 補強リング ３８ａ 谷部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 体腔等に挿入される挿入部の先端部本体
   に音響特性に優れたキャップを連結するように装着し
   て、このキャップ内に超音波振動子を装着し、かつこの
   キャップにバルーンを装着して、このバルーン内で、前
   記先端部本体の外面に超音波伝達媒体の給排部を設ける
   ようにしたものにおいて、前記キャップの超音波振動子
   の配設より基端部側の部位に、このキャップの前記先端
   部本体への連結部を囲繞するようにして、このキャップ
   の変形防止を図るための補強リングを嵌合させて設け、
   この補強リングの外面には、その軸線方向の全長に及
   び、前記給排部に凹部が連なるようになった凹凸部を形
   成し、かつ前記給排部の先端側の壁部を前記凹部より低
   い位置に配置する構成としたことを特徴とする体腔内挿
   入型超音波診断装置。
2. 【請求項２】 前記給排部は、超音波伝達媒体の供給路
   と排出路とが開口する円弧状乃至円環状の凹部で形成し
   たことを特徴とする請求項１記載の体腔内挿入型超音波
   診断装置。
3. 【請求項３】 前記キャップは、前記先端部本体に螺合
   させ、また前記補強リングはこのキャップの螺合部のほ
   ぼ全長を囲繞する金属リングで形成し、この補強リング
   に設けられる凹凸部は、軸線方向に貫通する状態に形成
   した一文字ローレット、補強リングの軸線方向に貫通す
   る状態に形成したあやめローレットまたは補強リングの
   外周全面に形設した微小突起のいずれかであることを特
   徴とする請求項１または２記載の体腔内挿入型超音波診
   断装置。