JP3147318B2 - 前方スキャン型体内用超音波プローブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラカール等を介し
て、被検体内例えば、腹腔内の肝臓等の臓器等を超音波
診断するための前方スキャン型体内用超音波プローブの
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の体腔内プローブとして、実開昭６
３−１６９１１１号公報や特開平１−２４４７３９号公
報のように、挿入軸に対し側方に超音波送受波面を向け
て、側方方向の超音波断層像を得ようとしたものと、挿
入軸の前方方向に超音波送受波面を向けて、前方方向の
超音波断層像を得ようとしたものがある。

【０００３】前者のものとしては、超音波プローブの手
元側に、軟性チューブ等から成る軟性部や湾曲管等から
成る湾曲部を有しているものがある。これらの軟性部や
湾曲部は、側面に向けた超音波送受波面を目的部位に、
平行に向けるために設けられたもので、常に軟性であっ
たり、手元側操作部の湾曲操作により積極的に湾曲させ
るようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】腹腔内超音波プローブ
を用いて開腹しなくても、触診感覚で超音波診断をした
いというニーズがある。このためには、挿入軸は硬質
で、超音波プローブは前方走査ができるように配置した
ものの方が、側方走査タイプより適している。しかし、
指で臓器を押さえる触診と違って、棒状のものを介する
と接触圧の把握が難しく、良好な超音波画像を得ようと
熱中しているうちに、臓器を先端で圧迫しすぎて損傷す
るという不具合が、硬質のものではあった。

【０００５】また、超音波ヘッドと硬質部の間に軟性チ
ューブ等を設けたものは、軟性チューブにより臓器から
の感触が消され、触診感覚のレンポンスのより感触を得
ることはできなかった。

【０００６】本発明は前記事情に着目してなされたもの
で、トラカール等を介して、被検体内、例えば腹腔内臓
器などの超音波診断を行なう際、プローブから圧力が加
わっても被検体の被検部や組織表面を損傷させることな
く、良好な触診感覚と共に、良好な超音波画像を安全に
得ることができる前方スキャン型体内用超音波プローブ
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の前方スキャン型
体内用超音波プローブは、被検体内に挿入する挿入部を
有し、この挿入部は、その先端側に前方方向の超音波断
層像を得るように超音波送受波手段を配置した超音波ヘ
ッド部と、予め規定した一定圧力以下で押し付けても硬
質を保つ一方、一定圧力を越えると屈曲する弾性シース
部と、硬質の硬質シース部とから構成されている。

【０００８】

【作用】本発明は、挿入部に設けた弾性シース部によ
り、予め規定した一定圧力以下では損傷を与えないで硬
質を保つ一方、一定圧力を越えると屈曲するようになっ
ているので、被検体を損傷させることなく、被検体の良
好な触診感覚と共に、良好な超音波画像を安全に得るこ
とができる。

【０００９】

【実施例】図を参照して、本発明の実施例について説明
する。図１ないし図３は第１実施例に係り、図１は前方
スキャン型腹腔内超音波プローブ先端の構成図、図２は
図１のＡ−Ａ線断面図、図３は形状記憶コイルの変形状
態を示す説明図である。

【００１０】図１には、本実施例に係る前方スキャン型
腹腔内超音波プローブ１の挿入部の先端側を示してい
る。図１に示す腹腔内超音波プローブ１は、腹壁４に、
トラカール等のガイド管２を介して、被検体内の肝臓等
の腹腔内臓器３の超音波診断を行なうものである。この
腹腔内超音波プローブ１は、体腔内に挿入される細長の
挿入部９と、図示しない把持部とを有している。

【００１１】この挿入部９は、先端より順に、その内部
に前方の超音波像を得るように回転自在に配置した超音
波送受波部５を持つ超音波ヘッド部６と、弾性シース部
７と、硬質の硬質シース８とを有している。

【００１２】前記弾性シース部７は、予め規定した一定
圧力以下で押し付けても硬質を保ち、一定圧力を越える
と屈曲するように構成されている。

【００１３】前記硬質シース８の手元側には、図示しな
い前記把持部から信号ケーブルと、図示しないコネクタ
とを介して、超音波診断装置を構成する観測装置に接続
されている。前記観測装置は、超音波送受波部５の出力
信号を処理して図示しないモニタに出力し、このモニタ
は超音波断層像を表示するようになっている。

【００１４】図２は、前記挿入部９の先端付近の詳細断
面図である。図２に示すように、前記超音波ヘッド部６
は、先端が半球状で筒状に形成されたヘッドカバー６ａ
と、このヘッドカバー６ａの後端側に装着されたヘッド
本体部材６ｂとを有している。前記超音波ヘッド部６
は、その内部中途に、信号ケーブル１０に接続された超
音波振動子１１に対向させて、超音波モータ等の小型モ
ータ１２の回転軸１２ａに取り付けた反射ミラー１４が
取り付けてある。前記超音波振動子１１及び小型モータ
１２は、ヘッドカバー６ａとヘッド本体部材６ｂとによ
り挟持されている。前記超音波振動子１１、及び回転軸
１２ａは、前記ヘッド本体部材６ｂに対し、Ｏリング等
のシール部材１５により水密に保持されている。

【００１５】前記超音波振動子１１は、信号ケーブル１
０及び前記コネクタを介して、前記観測装置に接続され
ており、観測装置の制御の基で、超音波を送受波するよ
うになっている。超音波振動子１１から出射された超音
波は、回転する反射ミラー１４で反射され、腹腔内臓器
３に出射されるようになっている。また、腹腔内臓器３
からの超音波の反射エコーは、反射ミラー１４で反射さ
れ、超音波振動子１１で受信されるようになっている。
尚、超音波振動子１１は、その走査範囲が図１に示すよ
うに前方であり、セクタスキャン型のものである。

【００１６】また、前記超音波ヘッド部６のヘッドカバ
ー６ａは、その先端に形成された半球状のドームが音響
窓を兼ねるようになっており、ドーム内部には超音波伝
達媒体液１７が充填してある。

【００１７】前記超音波ヘッド部６のヘッド本体部材６
ｂは、その後端に、連結部材６ｃを介して、前記弾性シ
ース部７が連結されている。この弾性シース部７は、そ
の外周囲に、水密・保護用の軟性チューブまたは弾性ゴ
ム等の被覆層１８が形成されている。この被覆層１８の
先端は、前記連結部材６ｃに装着されている一方、その
後端は前記硬質シース８に連結されている。

【００１８】前記弾性シース部７の被覆層１８は、その
内部に、図３（ａ）に示すように、通電時は密着し硬質
となり、図３（ｂ）に示すように、通電を解除すると延
びて粗巻となり可撓性を有する形状記憶合金コイル２０
が、４本等間隔で、軸方向に挿通されている。前記形状
記憶合金コイル２０は、それぞれ、先端がヘッド本体部
材６ｂと連結部材６ｃとにより固定されている。また、
形状記憶合金コイル２０の後端は、それぞれ、前記硬質
シース８に挟まれて固定されている。

【００１９】前記ヘッドカバー６ａは、圧力検知性樹脂
または圧力センサを組み込んだ構造となっており、圧力
を感知するようになっている。ヘッドカバー６ａの例え
ば圧力センサは、検知信号電送ケーブル２１ａ及び前記
コネクタを介して、前記把持部または観測装置内に設け
た通電制御部２２に、電気的に接続されている。また、
前記形状記憶合金コイル２０は、通電制御用ケーブル２
１ａ及び前記コネクタを介して、通電制御部２２に電気
的に接続され、図示しない電源からの通電が制御される
ようになっている。

【００２０】前記通電制御部２２は、前記圧力センサの
検知信号を受け、予め定めた一定圧力を越えると形状記
憶合金コイル２０への通電を切り、一定圧力以内になる
と通電する制御を行うようになっている。

【００２１】前記構成で、超音波振動子１１から出射さ
れた超音波は、回転する反射ミラー１４で反射され、腹
腔内臓器３に出射される。腹腔内臓器３からの超音波の
反射エコーは、反射ミラー１４で反射され、超音波振動
子１１で受信される。

【００２２】超音波振動子１１で受信された反射エコー
信号は、信号ケーブル１０介して、前記観測装置に入力
される。観測装置は、腹腔内臓器３の断層画像をモニタ
にて表示する。

【００２３】ところで、超音波の通りをよくし、良好な
断層画像を得るため、超音波振動子１１の超音波ヘッド
部６は、腹腔内臓器３に接触させた状態で、走査が行わ
れる。また、断層画像を得る前に、超音波ヘッド部６を
被検体に接触し、その触診感覚で、被検体の患部を探る
ことも行われる。

【００２４】予め患者に対して安全で、良好な触診感覚
や超音波断層画像を得るには、腹腔内臓器３に加わる圧
力が、一定の圧力以内であれば良いので、この一定圧力
を通電制御部２２にセットしておく。つまり、このセッ
トした圧力値は、被検体を傷つけない程度の圧力である
と共に、良好な触診感覚と良好な断層画像が得られるに
十分な範囲であれば良い。

【００２５】例え術者が熱中しすぎて、腹腔内臓器３に
ヘッド部６を強く押し付けすぎても、一定圧力を越える
と、通電制御部２２は、四つの形状記憶合金コイル２０
への通電を解除するので、形状記憶合金コイル２０は、
延びて粗巻となり可撓性が生じる。弾性シース部７は屈
曲し、腹腔内臓器３にかかる圧力が軽減されるので、腹
腔内臓器３が損傷することが防止でき、患者は安全であ
る。そして、本実施例では、良好な超音波断層画像を患
者の臓器などを損傷させることなく、安全に得ることが
できる。

【００２６】また、本実施例では、超音波検査と合わせ
て、安全に腹腔内臓器の触診感覚の反応を得ることがで
きる。

【００２７】尚、検査対象としては、腹腔内臓器に限定
されるものではない。

【００２８】図４ないし図８は本発明の第２実施例に係
り、図４は超音波プローブの先端構成図、図５は図４の
Ｂ−Ｂ線断面図、図６は図５のＣ方向矢視図、図７はモ
ニタ表示の一例を示す説明図、図８はモニタ表示の他の
一例を示す説明図である。

【００２９】図４に示す本実施例のプローブ２５は、弾
性シース部が、第１実施例の形状記憶合金コイル２０に
代えて、カゴ状支柱２３で形成されている。その他、第
１実施例と同様の構成及び作用については、同じ符号を
付して説明を省略する。

【００３０】図４に示すように、超音波プローブ２５
は、弾性シース部７Ａの骨格が、竹や弾性プラスチック
等のようにある一定圧力までは屈曲せず、ある一定圧力
以上になるとしなる材質でできたカゴ状支柱２３で形成
されている。カゴ状支柱２３には、軸方向に複数のスリ
ットが形成されている。このため、図４（ｂ）に示すよ
うに、カゴ状支柱２３は、軸方向の一定圧力以上で、ス
リットが形成された部分が、カゴ状に開き、加わった圧
力を吸収するようになっている。すなわち、ヘッド部か
ら被検体に加わる圧力を軽減できる。

【００３１】前記カゴ状支柱２３の内側には、可撓性を
有すると共に、防水のための前記被覆層１８が形成さ
れ、内部の部材などが被覆されている。

【００３２】また、先端の超音波ヘッド部６Ａは、図５
に示すように、先端側から順に、表面の保護とシール層
を兼ねたシリコン等の材質で形成され、かつ最先端がド
ーム状の音響レンズ部２４と、複数の短冊状（アレイ
状）の音響整合層２５と、複数の振動子群からなる超音
波振動子２６と、支持台を兼ねたダンパー層２７と、ヘ
ッド本体部材６ｂ′とを有している。ドーム状の音響レ
ンズ部２４に沿って配置された複数の音響整合層２５に
は、対向して複数の超音波振動子２６が配置されてい
る。複数の超音波振動子２６は、ケーブル２８の複数の
信号線が接続され、このケーブル２８は、前記観測装置
に電気的に接続されている。

【００３３】前記音響レンズ部２４と、音響整合層２５
と、超音波振動子２６と、ダンパー層２７とから、コン
ベックス状電子走査型の超音波送受波部２９が構成され
ている。この超音波送受波部２９は、ヘッド本体部材６
ｂ′に、接着剤３０により固定されている。そして、前
記観測装置では、図５に示す超音波走査範囲Ｄの間で、
図７に示す超音波断層像３２が得られるようになってい
る。

【００３４】また、超音波ヘッド部６には、先端方向
（Ｃ方向矢視）から見た図６の如く、音響レンズ部３３
の中央に固定した圧力センサ３３と、音響レンズ部２４
の周囲に固定した二つの圧力センサ３４と、先端ドーム
から側面の境界付近に固定した二つ圧力センサ３５が装
着、固定されている。これら圧力センサ３３ないし３４
は、ケーブル２８を介して、前記観測装置に電気的に接
続されて、一定圧力以上であることを知らせる警告用の
センサとして用いられている。

【００３５】本実施例では、術者が強く、腹腔内臓器３
表面に超音波ヘッド部６を押し付けても、カゴ状支柱２
３がある一定圧以上になると、しなるので臓器を損傷す
ることがない。

【００３６】また、本実施例では、超音波ヘッド部６Ａ
に設けた圧力センサ３３ないし３５の圧力検知により、
図７に示す押し付け力量の数値表示３６や、図８に示す
青→黄→赤のような色表示３７や、加えて警告ブザーに
より、視覚、聴覚的に危険を知らせる安全機構を設けて
いるので、より安全に検査できる。数値表示３６は、例
えば圧力センサ３３が検知した圧力量である。あるい
は、圧力センサ３３ないし３５の検知量の加算値でも良
い。

【００３７】また、色表示３７は、圧力センサ３３の検
知量に応じて色を変えるようにしても良い。あるいは、
圧力センサ３３、３４、３５と圧力が検出されるに従っ
て、色を変えるようにしても良い。すなわち、圧力セン
サ３３のみの接触は青、圧力センサ３４も接触すると
黄、圧力センサ３５も接触すると赤色の表示をする。加
えて、圧力センサ３５も接触すると、警告ブザーが鳴る
ように構成しても良い。

【００３８】その他の効果は、第１実施例と同様で、説
明を省略する。

【００３９】図９ないし図１０は第３実施例に係り、図
９は超音波プローブの先端構成図、図１０は湾曲動作と
連動した超音波走査の説明図である。

【００４０】図９に示す超音波プローブ３７は、前記各
実施例と異なり、側視型のものである。その他、第１実
施例と同様の構成及び作用については、同じ符号を付し
て説明を省略する。

【００４１】図９に示す電子リニア走査型の超音波プロ
ーブ３８は、腹腔内臓器３の表面に、先端側面の超音波
走査面を安定して密着させ、広い範囲の良好な超音波画
像を得るためのものである。

【００４２】図９（ａ）に示すように、超音波プローブ
３７の挿入部９は、先端から順に、側面方向に超音波走
査面を向けた超音波送受波部３８を内蔵する超音波ヘッ
ド部３９と、軟性シース部４０と、湾曲部４１と、硬性
シース部８とで構成されている。

【００４３】図９（ｂ）の側断面図に示すように、前記
挿入部９には、超音波ヘッド部３９において、超音波送
受波部３８の超音波走査面の背面側に、超音波ヘッド部
３９を屈曲させる牽引ワイヤ４２を挿通している。超音
波送受波部３８には、ケーブル２８Ａを介して、前記観
測装置に接続されている。

【００４４】図９（ａ）に示すように、前記ガイド管２
へのプローブ３７の挿脱時は、挿入部９の全長にわたっ
てストレートにする。図９（ｂ）に示すように、腹腔内
で、牽引ワイヤ４２を引っぱり、臓器３表面に超音波送
受波部３８側面を対向させた後、図９（ｃ）の如く牽引
ワイヤ４２の牽引力を解除する。軟性シース部４０の弾
性力により、常に臓器表面に圧力が加わり、超音波送受
波部３８の走査面側が、適度な力で臓器３に接触する。

【００４５】また、前記湾曲部４１は、超音波走査と、
左右方向に屈曲する湾曲動作とが連動する図示しない構
成となっており、本実施例では、図１０に示すように左
右に屈曲させて振ることで、広い範囲の良好な超音波断
層像が得られる。

【００４６】図１１は、第４実施例に係る超音波プロー
ブの先端構成図である。

【００４７】本実施例は、第３実施例と同様の目的で、
構成が第３実施例と異なっている。異なる点は、前記超
音波走査面の背面側に、超音波ヘッド部３９、軟性シー
ス部４０、湾曲部４１を真直ぐにする付勢棒（スタイレ
ット）４３が、挿脱自在に挿入できる長孔（またはチャ
ンネル）４４を設けていることである。また、本実施例
では、超音波プローブ３８の走査面側が内側に向くよう
に屈曲する、板バネ等の屈曲付勢バネ４５が、軟性シー
ス部４０内に設けられている。

【００４８】前記構成で、軟性シース部４０に付勢棒４
３が位置していない時は、屈曲付勢バネ４５の働きによ
り、軟性シース部４０が、超音波プローブ３８の走査面
側が内側に向くように屈曲する。

【００４９】挿脱時はプローブ部３９の先端まで付勢棒
４３が位置しているので、挿入部９は、図１１（ａ）の
如く真直ぐとなる。また、超音波検査時は、付勢棒４３
を抜き、鉗子等の把持具４６で、図１１（ｂ）の如く臓
器３を持ち上げて、その下に超音波ヘッド部３９をもぐ
り込ませる。このことにより、臓器３の裏側にて、常超
音波送受波部３８の走査面側が、適度な力で臓器３に接
触する。

【００５０】尚、本実施例では、付勢棒４３の代わり
に、形状記憶合金コイルに通電することで、硬，軟の切
り換えを行なうようにしてもよい。

【００５１】また、本発明の超音波プローブは、メカセ
クタ、電子リニア、コンベックス以外にも電子セクタタ
イプや格子形の２走査断面タイプでもよい。あるいは、
先端にバルーン等の弾性水袋を設けたタイプでもよい。
安全に良好な画像を得られるように種々変形実施が可能
である。

【００５２】

【発明の効果】本発明の前方スキャン型体内用超音波プ
ローブによれば、トラカール等を介して、被検体内、例
えば腹腔内の臓器などの超音波診断を行なう際、プロー
ブから圧力が加わっても被検体の被検部や組織表面を損
傷させることなく、良好な触診感覚と共に、良好な超音
波画像を安全に得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ないし図３は第１実施例に係り、図１は腹
腔内超音波プローブ先端の構成。

【図２】図２は図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】図３は形状記憶コイルの変形状態を示す説明
図。

【図４】図４ないし図８は第２実施例に係り、図４は超
音波プローブの先端構成図。

【図５】図５は図４のＢ−Ｂ線断面図。

【図６】図６は図５のＣ方向矢視図。

【図７】図７はモニタ表示の一例を示す説明図。

【図８】図８はモニタ表示の他の一例を示す説明図。

【図９】図９ないし図１０は第３実施例に係り、図９は
超音波プローブの先端構成図。

【図１０】図１０は湾曲動作と連動した超音波走査の説
明図。

【図１１】図１１は第４実施例に係る超音波プローブの
先端構成図。

【符号の説明】

１…超音波プローブ ２…ガイド管 ３…体腔内臓器 ４…腹壁 ６…超音波ヘッド部 ７…弾性シース部 ８…硬質シース部 １１…超音波振動子 ２０…形状記憶合金コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−107149（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−185139（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−227334（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−115546（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−305935（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−142548（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−90115（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−170707（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−172404（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体内に挿入する挿入部を有し、この
   挿入部は、その先端側に前方方向の超音波断層像を得る
   ように超音波送受波手段を配置した超音波ヘッド部と、
   予め規定した一定圧力以下で押し付けても硬質を保つ一
   方、一定圧力を越えると屈曲する弾性シース部と、硬質
   の硬質シース部とから構成されていることを特徴とする
   前方スキャン型体内用超音波プローブ。