JP3142649B2 - 生体挿入用プローブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は生体挿入用プローブに関
し、特に、例えば、生体内での超音波診断に用いる生体
挿入用プローブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、外科手術の術式の大幅な進歩によ
り、従来は開腹によって行われていた種々の手術の一部
が腹部に小さな穴（直径５mm〜１cm程度）を数か所開け
るだけで開腹せずに行われるようになってきている。こ
のような術式の進歩の裏には、その穴より腹腔鏡などの
内視鏡や超音波プローブなどを挿入し、体内の様子を外
部のモニタなどによって観察できるようになったことが
大きく貢献している。

【０００３】特に、そのような術式の中でも胆嚢摘出手
術は実用段階に達しており、この術式を用いた場合の術
後回復が従来の手術に比べて非常に良いことから、急速
に普及している。従って、この術式を他の臓器、例え
ば、肝臓、胃、腎臓、子宮などへ適用してゆくことも大
いに期待されている。

【０００４】さて上記の胆嚢摘出手術の場合、ポイント
となるのは胆嚢摘出の切り取り箇所となる胆嚢管の特定
である。従来はこの切り取り箇所の特定は、術中胆道造
影法（患部に造影剤を注入して位置の特定をする方法）
を用いてなされていたが造影剤使用の危険性を考慮し
て、最近では体内に挿入された超音波プローブを使用し
て胆嚢管を特定する試みがなされている。

【０００５】このような超音波プローブは、腹部に開け
た小さな穴からプローブを挿入して手術の目的となる部
位をよく観察するために、（１）プローブ径が小さいも
のであること（上述の術式に従うなら、小さな穴は直径
５mm〜１cm程度なので、少なくとも、プローブ径は１cm
未満であること）（２）部位観察のための視野が広いこ
と、或は、視野が可変であること、（３）体外からの遠
隔操作性に優れていることなどが要求されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の要
件を満足する超音波プローブは現在まで見当たらなかっ
た。例えば、実願昭６３−１３０００９号に開示されて
いる超音波プローブは、その設計思想が従来の開腹手術
を前提としたものであるためプローブ径がかなり太いと
いう欠点がある。また、実願昭６２−１９４３０５号や
実願平１−６２８０８号などに開示されている超音波探
触子は、プローブ先端部が折り曲がって異なる角度に対
する診断を行うことが可能となっているが、体外で使用
することが前提となっているためプローブ自体が太く腹
腔内に挿入できるような構造とはなっていない。

【０００７】また上記従来例に共通して言えることであ
るが、プローブ視野を変化させるために、その先端部を
直接手動操作することが必要であり手術中において手術
部位を適切に観察するという観点からすれば、極めて操
作性の悪いものであった。

【０００８】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、遠隔操作性に優れた生体挿入用プローブを提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の生体挿入用プローブは、以下の様な構成から
なる。即ち、生体に開けた小さな穴より一部を挿入して
生体の診断に用いる生体挿入用プローブであって、折り
曲げ可能な柔軟性を有する細径棒状の診断トランスデュ
ーサと、前記診断トランスデューサを挿入する硬性細径
棒状のパイプと、前記パイプの一端に回動自在に取り付
けられ前記診断トランスデューサの一端を固定するトラ
ンスデューサ取り付け部材と、前記トランスデューサ取
り付け部材が取り付けられた前記パイプの一端とは別の
端にあって、前記トランスデューサ取り付け部材の回動
を制御する制御部と、前記制御部による制御を前記トラ
ンスデューサ取り付け部材に伝達する伝達部とを有し、
前記制御部の制御に従って、前記トランスデューサ取り
付け部材は、生体挿入時には前記パイプの長手方向に延
びて前記診断トランスデューサをまっすぐに伸ばし、生
体診断時には回動して前記診断トランスデューサの先端
を折り曲げることを特徴とする生体挿入用プローブを備
える。

【００１０】

【作用】以上の構成により、本発明は、生体への挿入時
と生体の診断時には、制御部の制御に従って、トランス
デューサ取り付け部材が回動してパイプの長手方向に延
びたり、パイプの長手方向から傾いて、診断トランスデ
ューサの先端を伸ばしたり折り曲げたりするよう動作す
る。

【００１１】

【実施例】以下添付図面を参照して本発明の好適な実施
例を詳細に説明する。

【００１２】［超音波プローブ装着鉗子の外観説明（図
１〜図２）］図１は、本発明の代表的な実施例である超
音波プローブを装着した鉗子を示す外観図である。図１
に示されるように、鉗子１のパイプ部２の内部を貫通す
る鉗子穴３に超音波プローブ４が挿入され、パイプ部２
の先端部５に超音波プローブ４の一端がクリップ９によ
って固定される。また、先端部５は軸６を中心として回
転自在となっており、パイプ部２に取りつけられたワイ
ヤ７を介して、鉗子１のグリップ部８を操作することに
よって、先端部５が回転し、超音波プローブ４の視野を
変化させることができるようになっている。本実施例の
場合、このパイプ部２と先端部５の直径は１cm弱であ
る。

【００１３】グリップ部８は、支持体８２と、握り部８
３と、握り部８３の回転の中心となる支点８４と、支持
体８２と握り部８３との間に設けられ両者の間の距離を
保とうとするバネ部材８５（板バネ８５ａと板バネ８５
ｂとを組み合わせて構成される）と、支点８４を介して
握り部８３の握り方向とは逆方向に移動して握り部８３
の動きを先端部５に伝えるワイヤ止メ８６（ワイヤ７は
ワイヤ止メヒンジ８１に固定される）及び滑車８７と、
支持体８２と握り部８３との間隔を調節し先端部５の曲
がり具合を保持する調整部８８とで構成されている。握
り部８３には滑り止めのために凹凸が、また調整部８８
には握り部８３を握ったときのグリップロックとしてス
トッパ８９が設けられている。

【００１４】さらに調整部８８は軸９５を中心としてＡ
方向及びＢ方向に回転可能となっている。ここで、調整
部８８に対してＡ方向の力を何も加えないなら、板バネ
８５ａの弾性力によって調整部８８は常にＢ方向の力が
加えられており、その結果、握り部８３を常にロックす
るように作用する。図２は、鉗子１の先端部５の拡大図
である。図２に示されているように、パイプ部２と先端
部５とは軸６においてヒンジ６１によって接続されてい
るが、板バネ６２によってもパイプ部２と先端部５は接
続される。また、ワイヤ７はワイヤ止メ６３で先端部５
に固定される。ここで、図２（ａ）は、先端部５がパイ
プ部２に対して約９０°の角度で傾いて、板バネ６２が
反っている状態を、図２（ｂ）は先端部５がパイプ部２
に対して一直線となって板バネ６２が直線になっている
状態を示す。本実施例の先端部５は、ワイヤ７を引くこ
とによって、パイプ部２に対して傾き、ワイヤ７を緩め
ることによって板バネ６２の弾性力によって、先端部５
がパイプ部２に対して一直線の状態に戻るような構造に
なっている。本実施例では先端部５はパイプ部２に対し
て、０°〜９０°の角度で傾けることができる。

【００１５】鉗子１は握り部８３に何も力を加えない状
態（これを初期状態という）では、先端部５はパイプ部
２の中心線１０に対して平行に（即ち、パイプ部２と先
端部５が一直線になる）保持されるようになっている。
この初期状態より鉗子グリップ部８の支持体８２をもち
握り部８３を握って図１の矢印９０方向に握り部８３を
動かすと、ワイヤ止メ８６は支点８４を中心として矢印
９０とは逆方向の矢印９２方向に移動する。この動きは
滑車８７及びワイヤ７を介して先端部５に伝えられ、先
端部５に対しては引っ張り力として作用する。この結
果、先端部５は図２（ｂ）に示すような状態になる。

【００１６】これに対して、調整部８８をＢ方向に回転
させてストッパ８９を緩めてグリップロックを解除する
と、バネ部材８５の弾性力によって握り部８３は図１の
矢印９１方向に動いて、ワイヤ止め８６を矢印９３の方
向に動かすことになり、ワイヤ７による先端部５への引
っ張り力を緩めるように作用する。この結果、先端部５
は図２（ａ）に示すような初期状態に戻る。この場合、
ストッパ８９が完全に緩んだ状態ではなく、途中の状態
でグリップロックを行って、図２（ｃ）に示すような中
間状態に先端部５を固定することもできる。

【００１７】［超音波プローブの外観説明（図３）］図
３は、鉗子１から取り出した超音波プローブ４のみを示
す図である。図３（ａ）は超音波プローブ４の上面図で
あり、図３（ｂ）は超音波プローブ４の側面図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）において、３０は音響レンズ
であり、内部にリニアアレイ型の超音波トランスデュー
サが組み込まれている。図３に示されているように、超
音波プローブ４はケーブル部１５と先端走査部２０によ
り構成され、先端走査部２０はケーブル部１５に比べて
やや太く成型されている。このような形状をもつことに
よって、超音波プローブ４が鉗子１の先端部５の回転に
合わせて折り曲がったとき、その屈折部２５が盛り上が
ったりすることを防いでいる。また、この形状によっ
て、屈折部２５にストレスがかかることが防止され、耐
久性のある超音波プローブを提供することができる。こ
の超音波プローブ４のケーブル部１５の外面は塩化ビニ
ル或はシリコンなどの伸縮性に富む折り曲げに強い物質
でできている。一方、先端走査部２０は硬性部となって
いる。

【００１８】さらにまた、超音波プローブ４は図１に示
したようにクリップ９によってのみ鉗子１に固定される
ので、超音波プローブ４の折り曲げ時に不要な張力がか
かることを防いでいる。

【００１９】なお、図３（ｂ）に示した領域２８は超音
波診断可能な視野を示している。

【００２０】［超音波プローブの内部構造説明（図
４）］図４は、超音波プローブ４を図３（ａ）の線Ａ−
Ａ′と線Ｂ−Ｂ′に添って切断したときの先端走査部２
０の内部構造を示す断面図である。図４（ａ）が線Ａ−
Ａ′に対する断面図、図４（ｂ）が線Ｂ−Ｂ′に対する
断面図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）において、３
０は音響レンズ、３５はリニアアレイ型に配列した圧電
体素子、４０ａと４０ｂは圧電体素子おのおのに接続さ
れる電極、４５ａと４５ｂは電極４０ａ、４０ｂに接続
されるリード線、５０はこれらの構造を支えるための構
造維持体である。なお、この超音波プローブによる画像
撮影原理は公知のＢモード法であり、圧電体素子３５か
らの出力はリード線４５ａ、４５ｂを経て通常の超音波
診断装置に入力されて処理される。この出力の処理結果
は画像としてディスプレイ（不図示）に表示される ［超音波プローブの動作説明（図５〜図７）］さて次
に、以上のような構成をもつ超音波プローブの動作につ
いて説明する。なお、ここで説明する動作は、従来技術
において説明した腹部に小さな穴を開けて外科手術を行
うことを前提としている。

【００２１】（１）超音波診断の準備（図５） まず超音波プローブ４を鉗子のパイプ部２に通して、そ
の先端走査部２０を先端部５より外に出す。このとき、
鉗子の先端部５は、図５（ａ）に示すように、グリップ
部８の操作によってパイプ部２の中心線１０よりやや外
側に開いた状態としておく。

【００２２】次にグリップ部８の操作によって先端部５
を閉じ、この時、図５（ｂ）に示すようにクリップ９に
よって超音波プローブ４の先端走査部２０の音響レンズ
３０が外側となるように固定する。これによって、先端
部５をパイプ部２に対して９０°傾けた時、鉗子の挿入
方向に対して前方の臓器を診断できることになる。

【００２３】（２）超音波プローブの腹部への挿入と取
り出し（図６） 超音波プローブの腹部への挿入は、図６に示すようにグ
リップ部８の操作によって先端部５がパイプ部２と直線
になるようにして行う。腹部からの取り出し時も同様に
して行う。これによって、超音波プローブの挿入と取り
出しはパイプ部２の直径程度（約１cm）の穴があればよ
いことになる。

【００２４】（３）超音波プローブによる診断（図７） さて、先端部５がパイプ部２と直線になるようにして挿
入したプローブは、鉗子グリップ部８の支持体８２をも
ち握り部８３を図１の矢印９０方向に移動させてワイヤ
７を引っ張る。これによって、先端部５が中心線１０に
対して傾くので診断しようとする対象に対して、最適な
角度でグリップロックする。なお、この際、鉗子１を回
転させて、診断位置を特定できることは言うまでもな
い。

【００２５】従って本実施例に従えば、超音波プローブ
の腹部への挿入と取り出しには鉗子全体が細い棒状とな
り、診断時には鉗子グリップ部の走査によって先端部の
みが回転して視野を広げるので、腹部に小さな穴を開け
て外科手術を行う際に、生体へ挿入が容易で、かつ極め
て操作性に優れた超音波診断を行うことができる。ま
た、鉗子と超音波プローブが簡単に着脱可能なので、診
断目的に合わせて周波数の異なる超音波プローブを選択
して使用したり、所定の使用回数に達した古い超音波プ
ローブを新しい超音波プローブに交換することもでき
る。

【００２６】さらに鉗子と超音波プローブが簡単に着脱
可能なので、ぞれそれ機能を損なわないような最適な滅
菌処理を行えるという利点もある。例えば、超音波プロ
ーブには消毒液による緩やかな滅菌処理を施し、鉗子に
対しては高圧蒸気滅菌を施すことができる。また、場合
によっては超音波プローブのみを使い捨てにすることも
可能である。

【００２７】なお、上述の実施例では、超音波プローブ
の先端走査部は片面にのみ音響レンズがあってその方向
に対してのみ超音波診断が行える場合について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、
超音波プローブの先端走査部の両面に音響レンズを設け
て両方向に超音波診断が可能な超音波プローブを用いる
こともできる。この場合、図８に示すように、鉗子先端
部のクリップ部には音響レンズのサイズに相当する窓３
１が開けられていて、２方向に対する診断ができる構造
となっている。

【００２８】また、上述の実施例では、鉗子の先端部の
回転角度は９０°程度であったが、本発明はこれに限定
されるものではない。例えば、鉗子のパイプ部の両側を
ワイヤ接続可能として、図９（ａ）に示すように鉗子の
先端部の回転角度を１８０°として視野を拡げたような
鉗子を用いることもできる。これによって、図９（ｂ）
に示すように鉗子の挿入方向に対して前方の臓器を観察
できるばかりではなく、図９（ｃ）に示すように鉗子の
挿入方向に対して後方の、例えば、腹壁を内側より観察
することが可能となる。

【００２９】さらに、上述の実施例では超音波プローブ
にリニアアレイ型の超音波トランスデューサを組み込ん
だ場合について説明したが、本発明はこれに限定される
ものではない。例えば、電子コンベックス型プローブや
電子セクタ型プローブを用いることもできる。

【００３０】さらにまた、上述の実施例では超音波プロ
ーブを鉗子に取り付ける場合について説明したが本発明
はこれに限定されるものではなく、柔軟性に富む細径棒
状のトランスデューサであれば超音波トランスデューサ
以外のもの、例えば、光分析センサなどでも良い。

【００３１】上述の説明では、本発明の好適な実施例の
みが示された。様々な態様が、本明細書に記載の特許請
求の範囲によつてのみ限定される本発明の範囲から逸脱
することなく、当業者には明らかである。それ故に、本
発明はここで示され説明された実施例のみに限定される
ものではない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、生
体への挿入時と生体の診断時などには、制御部の制御に
従って、トランスデューサ取り付け部材が回動してパイ
プの長手方向に延びたり、パイプの長手方向から傾くこ
とにより、診断トランスデューサの先端を伸ばしたり折
り曲げたりするので、小さな穴からの生体への挿入が容
易になるばかりではなく、制御部を生体外に、トランス
デューサ取り付け部材を生体内に置くことによって、遠
隔的に体外より診断トランスデューサの折り曲げを制御
することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施例である超音波プローブ
を装着した鉗子を示す外観図である。

【図２】鉗子先端部の拡大図である。

【図３】超音波プローブの外観図である。

【図４】超音波プローブの断面図である。

【図５】超音波プローブを鉗子に取りつけるときの手順
を示す図である。

【図６】生体への挿入時の超音波プローブを装着した鉗
子の形状を示す図である。

【図７】生体内で超音波診断を行う時の超音波プローブ
を装着した鉗子の形状を示す図である。

【図８】２方向に対する診断可能な超音波プローブを装
着した鉗子の先端部を示す図である。

【図９】鉗子先端部の他の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１ 鉗子 ２ パイプ部 ３ 鉗子穴 ４ 超音波プローブ ５ 先端部 ６ 軸 ７ ワイヤ ８ グリップ部 ９ クリップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福与 恒雄 東京都文京区本郷２丁目12番２号 有限 会社新興光器製作所内 (56)参考文献 特開 昭57−107148（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−74348（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 8/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体に開けた小さな穴より一部を挿入し
   て生体の診断に用いる生体挿入用プローブであって、 折り曲げ可能な柔軟性を有する細径棒状の診断トランス
   デューサと、 前記診断トランスデューサを挿入する硬性細径棒状のパ
   イプと、 前記パイプの一端に回動自在に取り付けられ前記診断ト
   ランスデューサの一端を固定するトランスデューサ取り
   付け部材と、 前記トランスデューサ取り付け部材が取り付けられた前
   記パイプの一端とは別の端にあって、前記トランスデュ
   ーサ取り付け部材の回動を制御する制御部と、 前記制御部による制御を前記トランスデューサ取り付け
   部材に伝達する伝達部とを有し、 前記制御部の制御に従って、前記トランスデューサ取り
   付け部材は、生体挿入時には前記パイプの長手方向に延
   びて前記診断トランスデューサをまっすぐに伸ばし、生
   体診断時には回動して前記診断トランスデューサの先端
   を折り曲げることを特徴とする生体挿入用プローブ。