JP3187889B2 - 体腔内超音波プローブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は体腔内超音波プローブに
関するものである

【０００２】

【従来の技術】挿入部の先端に超音波探触子を回転自在
に設けて、手元操作部から延在するフレキシブルシャフ
ト等を介して回動しながらメカニカルスキャンする体腔
内超音波プローブを有した体腔内超音波内視鏡診断装置
は既知である。この種の超音波プローブとしては、特開
平２−２８６１４４号公報に提案されている様に内視鏡
機能を付加した超音波内視鏡などがある。

【０００３】図５にこの体腔内超音波内視鏡診断装置に
おける超音波内視鏡の平面図を示す。同図において、内
視鏡の挿入部１００は先端部１０１、湾曲部１０２、可
撓性部１０３からなり、この内視鏡挿入部１００の先端
部１０１のさらに先端には超音波探触子を内蔵した硬質
の先端キャップ１０４が設けられている。上記超音波探
触子は円盤状（あるいは方形状、楕円状）であり、先端
キャップ（ポリエチレン製）１０４内で、該キャップ内
壁面に接触することなく回転自在に支持されている。

【０００４】内視鏡操作部１０５は上記挿入部１００の
後端に設けられており、この内視鏡操作部１０５には前
記湾曲部１０２を湾曲操作する湾曲操作ノブ１０６、送
気送水ボタン１０７ａ、吸引ボタン１０７ｂ等が設けら
れている。さらにユニバーサルコード１０８が接続され
ている。そして、上記ユニバーサルコード１０８の先端
には図示しない光源装置に接続されるコネクタ１０９が
設けられている。前記内視鏡の操作部１０５の後端に
は、超音波探触子を駆動操作する副操作部１１０が設け
られている。この副操作部１１０には電気ケーブルコー
ド１１１が接続され、電気ケーブルコード１１１の先端
には図示しない超音波観測装置に接続されるコネクタ１
１２が設けられている。なお、接眼部１１３は副操作部
１１０の後端に設けられており内視鏡操作部１０５の重
心位置の上方に位置している。

【０００５】図６は、超音波内視鏡の挿入部１００が、
実際に生体１１４内に挿入され、超音波を走査している
様子を示す図である。図７は、図６をＡ−Ａ断面から見
た図で、前述の硬質の先端キャップ１０４内には、超音
波探触子１１５から発せられた超音波が効率よく伝わる
ように超音波伝達媒体１１６が封入されている。上記体
腔内超音波プローブでの超音波の伝達経路は、超音波探
触子１１５から超音波伝達媒体１１６を介して、先端キ
ャップ１０４を通り、生体１１４に達する。そしてその
反射波が先端キャップ１０４を通り、超音波伝達媒体１
１６を介して、超音波探触子１１５に達する。また先端
キャップ１０４と生体１１４の間にバルーン等を設けて
生体に密着させる方法もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来は先端キャップが
硬質ポリエチレンで形成されていたため、音響インピー
ダンスが高く、そのため、先端キャップ−超音波伝達媒
体間の音響インピーダンスの差及び先端キャップ−生体
の音響インピーダンスの差が大きくなってしまい、先端
キャップの多重エコー（先端キャップと超音波探触子の
間を音波が繰り返し反射するために生じるエコー）や超
音波エネルギーのロスが生じてしまっていた。多重エコ
ーは画像診断上のノイズとなり、超音波エネルギーのロ
スは、感度不足をもたらす。また感度を補うため、探触
子のパワーを上げると、より多くの多重エコーが発生し
てしまう不具合がある。上記状況下では、術者は的確な
診断を下せないばかりか、検査時間が長くなり術者の疲
労及び被検者に与える苦痛も大きかった。

【０００７】また先端キャップが硬質で変形をしないた
め、キャップ内径は探触子の回転径より大きくする必要
がある。その結果、先端部が太くなり、挿入性が悪かっ
た。本願は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、多重エコーを少なく、超音波エネル
ギーのロスを小さくすることによって、ノイズの少な
い、感度の高い（診断深さの深い）超音波画像を得ると
ともに、挿入性を向上させた体腔内超音波プローブを提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願では上記目的を達成
するため超音波探触子を液密的に包み込むように、先端
キャップを引き裂き強度が強く、音響インピーダンスが
生体に近い弾性体（例えばウレタンゴム）で形成するも
のである。

【０００９】

【作用】本願では、超音波伝達媒体−先端キャップ間、
あるいは先端キャップ−生体の音響インピーダンス差も
小さくなり、探触子の回転に伴い、弾性体が、液密的に
包み込んだ状態で弾性変形をする

【００１０】

【実施例】図１、図２は、本発明の第１実施例に係わる
メカニカルラジアルスキャン方式の超音波内視鏡の先端
部の拡大図である。超音波内視鏡の全体構成図の説明は
前述で述べた従来例と同様なため省略する。図１に示す
ように挿入先端部１の側部には、体腔内を観察する役目
を果たす観察窓２、該観察窓２を介して結像可能になる
範囲を照明するために照明光が出射される照明窓３、内
視鏡的処置時に用いられる鉗子チャンネル４、レンズ面
の洗浄や体内に空気を送り込む時に用いられる送気送水
ノズル５が設けてある。上記先端部１の先端側には、引
き裂き強度が強く、音響インピーダンスが生体に近いウ
レタンゴム（引張強さ：２００〜４５０ｋｇ／ｃｍ2
）、叉はフッ素ゴム（引張強さ：１６２〜２１７ｋｇ
／ｃｍ2 ）からなる先端キャップ６が超音波内視鏡の挿
入先端部に糸巻された後、接着（図の黒帯部分）して固
定され、円盤形状の探触子７を液密的に包み込んで設け
てある。

【００１１】このとき、先端キャップは、その内径をひ
ろげて、探触子７を液密的に包み込んで、装着され、先
端キャップ６の内径は、探触子７の回転径以下になって
いる。つまり先端キャップ６は探触子７に密着するよう
になっている。探触子７と先端キャップ６の間には超音
波伝達媒体８（例えば流動パラフィン）を介在させ、探
触子７と先端キャップ６内面に残ったわずかな空気を排
除している。本実施例の超音波内視鏡の挿入部の外観と
しては、先端キャップ６の部分のみ断面長方形となり、
そこから操作部の手前の可撓部まで断面が円形状とな
る。図２は、図１のＢ−Ｂ断面図であるが、超音波探触
子７が、先端キャップ６内に超音波伝達媒体８を介して
回動自在に支持されている。振動子９の前面側には音響
レンズ層１０、裏面側には、振動子９の裏側へ出る音を
吸収する役目を果たすバッキング層１１が設けられてい
る。さらには、それらが枠体１２にて左右に接着して支
えられている。先端キャップ６の内面と接する探触子７
の稜部には先端キャップ６内面を傷付けないよう面取り
が施されている。

【００１２】

【作用】上記先端部１が体腔内に挿入され、先端キャッ
プ６が探触子７に密着して、先端キャップ６が変形しつ
つ振動子９が回転し、超音波を走査する。探触子７から
発せられた超音波は、超音波伝達媒体８を介して先端キ
ャップ６を通り、生体に到達する。そして、生体に入射
された超音波は、生体で随時反射され、先端キャップ
６、超音波伝達媒体８を介して探触子７に受信される。
前記超音波伝達媒体８は探触子７稜部とキャップ内面の
摩擦を軽減する潤滑剤の役割も果たす。また、振動子９
の裏面側に発生した超音波は、バッキング層１１により
吸収される。

【００１３】

【効果】本実施例によれば、超音波伝達媒体−先端キャ
ップ間、あるいは先端キャップ−生体の音響インピーダ
ンスの差が小さいため従来に比べ、多重エコーが少な
く、感度の高い超音波画像が得られ、より的確な診断が
可能となる。さらには、従来の硬質の先端キャップのよ
うに先端キャップ内径を振動子の回転径より余裕を持た
せて大きくし、結果として先端キャップの外形が太くな
っていたが、本実施例では先端キャップが常に振動子に
密着するように構成したので先端キャップ外径を小さく
する事が可能となり挿入性が向上しているため、患者に
与える苦痛も軽減された。

【００１４】図３は本発明の第２実施例に係わるもの
で、第１実施例と構成の異なるところのみ説明し、共通
部分については同一符号を付す。先端キャップ６の前方
部と後方部には、それぞれゴム等の弾性材料にて薄膜上
に形成したバルーン１３を装着するための硬質の材料で
出来たバルーン係止部１４、１５を設け、それによっ
て、バルーン１３は超音波を通過する先端キャップの部
分を覆うように設けられている。前方側バルーン係止部
１４と後方側バルーン係止部１５の間には、バルーンを
膨張・縮小するための脱気水を注入、吸引する注入孔１
６ａ、吸引孔１６ｂが設けてある。それぞれの孔は操作
部（図示せず）まで連通され、操作部に設けた注入、吸
引切り換え手段（図示せず）により注入、吸引操作が可
能となっている。

【００１５】

【作用】上記先端部１が上記バルーン１３が萎んだ状態
で体腔内に挿入される。そして、検査部位に到達したと
ころで、上記注入孔１６ａを通じて脱気水が上記バルー
ン１３内に注入され、バルーン１３が膨張される。膨張
したバルーン１３を検査部位に押しつけながら第１実施
例と同様に超音波を走査する。走査が終了したら、上記
吸引孔１６ｂより脱気水を吸引し、バルーンを萎ませ、
検査を終了する。

【００１６】

【効果】超音波がバルーンを経由して発せられる以外は
第１実施例とほぼ同様の効果をもたらす。バルーンを用
いる事により、管腔壁（食道、十二指腸、大腸等）の検
査の操作性が向上する。バルーンを超音波プローブに取
り付ける際の作業性はバルーン係止部が硬質であるため
従来と比しても低下することがない。

【００１７】図４は本発明の第３実施例に係わるもの
で、第１実施例と同じものは同一符号を付す。振動子
９、音響レンズ層１０は第１実施例と同様である。バッ
キング層１１は、振動子９を保持する枠体１２を内接す
る内接円内に内包され、さらに、音響レンズ層１０と振
動子９の回転径（φｄ）以下になるように円弧状に設け
てある。先端キャップの材質等は第１実施例と同様な構
成であるため省略する。

【００１８】

【作用】上記先端部１が体腔内に挿入され、先端キャッ
プ６が探触子７に密着して、先端キャップ６が変形しつ
つ振動子９が回転し、超音波を走査する。探触子７から
発せられた超音波は、超音波伝達媒体８を介して先端キ
ャップ６を通り、生体に到達する。そして、生体に入射
された超音波は、生体で随時反射され、先端キャップ
６、超音波伝達媒体８を介して探触子７に受信される。
振動子９の裏面側に発生した超音波は、第１、２実施例
に比べてバッキング層１１に円弧状面を有しているので
振動子９とは別の方向に反射され消失する。

【００１９】第１実施例、第２実施例の効果に加え、超
音波探触子の回転半径が小さくできるため、更に先端キ
ャップを細くすることが可能となった。バッキング層の
一部が、円弧状面を有している事とバッキング層の厚さ
も保たれているので充分に超音波を消失できる。本発明
は以上の実施例に限られたものではなく、ＣＣＤ等の固
体撮像素子を内蔵した電子内視鏡に置き換えても良い。
また内視鏡機能を有さない超音波プローブにも採用でき
る。さらに、超音波探触子を固定し、反射ミラーを回転
させることで体腔内に超音波ビームを出射するタイプの
体腔内超音波プローブの先端キャップとして使用するこ
とも可能であるのはいうまでもない。

【００２０】

【発明の効果】多重エコーが減少し、感度が向上すると
ともに、先端部の細径化が可能となり、術者が短時間に
的確な診断ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係わる超音波内視鏡の先
端部を示す図である。

【図２】本発明の第１実施例に係わる図１のＢ−Ｂ断面
図である。

【図３】本発明の第２実施例に係わる超音波内視鏡の先
端部を示す図である。

【図４】本発明の第３実施例に係わる超音波内視鏡の先
端部の断面図である。

【図５】超音波内視鏡の全体構成図を示す

【図６】超音波プローブの挿入状態を示す図である。

【図７】図６のＡ−Ａ断面を示す図である。

【符号の説明】

１ 挿入先端部 ６ 先端キャップ ７ 探触子

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 体腔内挿入部の先端に超音波探触子を回
   転自在に設けたメカニカルラジアル走査型の体腔内超音
   波プローブにおいて、 前記超音波探触子を液密的に包み込むように、前記先端
   に引き裂き強度が強く、音響インピーダンスが生体に近
   い弾性部材で形成した先端キャップを固定すると共に、
   上記超音波探触子の回転軸に対して垂直な断面において
   該先端キャップにより囲まれる部分の面積を、上記超音
   波探触子の回転軌跡によって形成される回転軸周りの円
   の面積よりも小さく設定したことを特徴とする体腔内超
   音波プローブ。