JP3231390B2 - 超音波内視鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、挿入部先端に超音波探
触子を備えたメカニカル走査式の超音波内視鏡に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、挿入部の先端に超音波探触子を回
転自在に設け、手元操作部から延在するフレキシブルシ
ャフト等を介して駆動部等により上記超音波探触子を回
動しながらメカニカルスキャンする超音波内視鏡が使用
されている。

【０００３】このような超音波内視鏡では、例えば図８
に示すような、超音波プローブ１が内蔵されており、こ
の超音波プローブ１のフレキシブルシャフト２の先端側
には軸受け３を介して超音波探触子４が接続され、上記
フレキシブルシャフト２の後端側（手元操作部側）には
硬質シャフト５が接続されてモータ等の駆動軸と連結さ
れるようになっている。そして、図９に示すように、超
音波内視鏡の先端に上記超音波探触子４を包含する先端
キャップ６が設けられ、この超音波探触子４が上記先端
キャップ６内で回転自在に支持されている。また、上記
先端キャップ６内には、上記超音波探触子４から発せら
れた超音波が効率良く伝わるように超音波伝達媒体が封
入されている。

【０００４】ところで、上記超音波内視鏡を弯曲させる
と、図９に示すように、超音波プローブ１のフレキシブ
ルシャフト２は内視鏡弯曲部内の最短距離を通ろうとす
るため、上記フレキシブルシャフト２に対して圧縮力や
摩擦力等が作用し、このフレキシブルシャフト２の回転
に抵抗が発生して、回転方向と逆方向にねじれが発生す
る。

【０００５】このため、実開昭６１−１０６２０８号公
報および実開昭６２−１４２３０７号公報において、超
音波プローブが弯曲しても超音波探触子にスムーズに回
転力を伝達するため駆動部と超音波探触子との間に回転
力を伝達しながらフレキシブルシャフトをスラスト方向
へ移動可能とするスプライン等のスライド機構を設けた
技術が示され、また、特開昭６１−１６８３３７号公報
では、超音波内視鏡を弯曲させるためのアングル操作量
を検出して回転ずれを補正するように、手元側にあるエ
ンコーダの原点信号を補正する技術が示されている。

【０００６】さらに、このような超音波内視鏡として、
図１０に示すように、超音波プローブ１の硬質シャフト
５をスライド軸１３に固定するとともに、モータやエン
コーダ（図示せず）に接続された駆動軸１１に、上記ス
ライド軸１３の軸方向に形成したガイド溝１４に突出さ
せてピン１２を設け、上記スライド軸１３が、上記ピン
１２により上記駆動軸１１から駆動力を伝達されるとと
もに、上記ガイド溝１４にガイドされて軸方向に移動可
能とするスライド機構を設けたものが知られている。

【０００７】上述のような技術を適用することにより、
超音波内視鏡を弯曲させる際、フレキシブルシャフト２
に作用する圧縮力に対して上述のスライド機構が働き、
回転を滑らかにするとともに安定させることが可能とな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術によるスライド機構を備えた超音波内視鏡では、回転
はスムーズになるものの、アングルのストレート状態に
比べ、フレキシブルシャフトには摩擦力や曲げによる抵
抗が発生し、回転方向とは逆方向にねじれが発生して、
超音波画像は回転方向とは逆方向に回転ずれを生じてし
まう。この回転方向のずれは単純に軸方向にフレキシブ
ルシャフトをスライドしただけでは防止することは困難
である。

【０００９】また、回転ずれを補正すべくエンコーダを
備えても、この回転位置を検出するエンコーダは、挿入
部先端部の細径化を図るため手元側操作部に設けるよう
にしているため、弯曲した際、フレキシブルシャフトと
ガイドチューブとの間に摩擦抵抗が生じ、フレキシブル
シャフトがねじれ、先端の超音波探触子の向きが手元操
作部のエンコーダでは正確に検出することができず、得
られた超音波画像は回転方向にずれてしまう。この回転
方向のずれにより、オリエンテーションがつけにくくな
るばかりか、検査するべき目的部位を見失う可能性があ
る。また、単にアングル操作のアングル量を検知して回
転ずれを補正するだけでは、弯曲部がストレートで、か
つ、軟性部が屈曲している場合には、回転ずれを生じて
しまうという不具合がある。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、簡単な構造で、弯曲操作時や、軟性部の屈曲があっ
ても、超音波画像に回転方向のずれを生じず、安定した
超音波画像を得ることのできる超音波内視鏡を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による超音波内視鏡は、挿入部先端に回転自在な
超音波探触子を設け、手元操作部に設けた駆動部と上記
超音波探触子とをフレキシブルシャフトで連結した超音
波内視鏡において、上記駆動部と上記超音波探触子との
間に上記駆動部からの回転力を伝達しながら上記フレキ
シブルシャフトをスラスト方向に移動可能とするととも
に、このフレキシブルシャフトのスラスト方向の移動と
同期して、このフレキシブルシャフトを相対回転可能な
連結部材を設けたものである。

【００１２】

【作 用】上記構成において、手元操作部に設けた駆動
部からの回転力は、フレキシブルシャフトを介して挿入
部先端の超音波探触子に伝達され、この超音波探触子が
回転させられる。

【００１３】そして、超音波内視鏡の弯曲操作や屈曲等
により、上記フレキシブルシャフトに対してスラスト方
向の力が加わり、このフレキシブルシャフトがスラスト
方向に移動させられると、連結部材により、このスラス
ト方向の移動に同期して、上記フレキシブルシャフトが
上記連結部材により相対回転され、回転方向のずれが効
果的に防止される。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１〜図３は本発明の第一実施例を示し、図１
（ａ）はフレキシブルシャフトと駆動軸との連結部の拡
大説明図、図１（ｂ）は図１（ａ）の断面説明図、図２
は超音波内視鏡の全体説明図、図３は超音波内視鏡の先
端ブロックの拡大説明図である。

【００１５】図２において、符号２０は超音波内視鏡を
示し、この超音波内視鏡２０の手元側操作部２１の前方
には細長の挿入部２２が延設され、また、この操作部２
１の側部にはユニバーサルコード２３が延設されてお
り、このユニバーサルコード２３の端部は、ユニバーサ
ルコネクタ２４を介して図示しない光源装置と接続され
ている。

【００１６】また、この超音波内視鏡２０には、超音波
プローブ２５がガイドチューブ（図示せず）等内を介し
て組み込まれており、上記挿入部２２の先端部２６に
は、先端キャップ２７に覆われて、上記超音波プローブ
２５の超音波探触子２８が設けられ、上記先端キャップ
２７をさらに覆うようにバルーン２９が取り付けられて
いる。

【００１７】さらに、上記超音波内視鏡２０には、上記
バルーン２９を膨脹させるためのバルーン送水管路３０
および上記バルーン２９を収縮させるためのバルーン吸
引管路３１が設けられており、上記バルーン２９への送
水は送水ボタン３２の操作で、また、上記バルーン２９
からの吸引は吸引ボタン３３を操作することにより行な
うようになっている。ここで、上記バルーン送水管路３
０への水の供給は、上記ユニバーサルコード２３内に延
在した送水チューブ３４により行なわれる。

【００１８】上記ユニバーサルコード２３の端部に設け
られたユニバーサルコネクタ２４には、光源装置から供
給される空気を取り入れるための口金３５や、図示しな
い吸引器と接続される吸引口金３６および給水タンク３
７と接続されるタンク接続用口金３８等が設けられてい
る。上記給水タンク３７には、上記ユニバーサルコネク
タ２４の口金３５と連通される加圧管路３９と、上記ユ
ニバーサルコード２３内の送水チューブ３４と連通され
る給水管路４０とが設けられており、上記給水タンク３
７内の水は、上記ユニバーサルコネクタ２４の口金３５
から取り入れられた空気により加圧され、上記給水管路
４０を通じて上記ユニバーサルコード２３の送水チュー
ブ３４に給水される。

【００１９】また、上記給水管路４０の中途部には、シ
リンジ４１等が接続できるように、例えば、ルア口金等
の形状の外部開口部４２が形成され、この給水管路４０
の分岐した部分に、送水源方向を決定（外部開口部４２
のシリンジ４１等から送水するか、あるいはタンク内か
ら送水するかを決定）する切り替えコック４３が設けら
れている。この切り替えコック４３は、通常、タンク内
と上記ユニバーサルコード２３内の送水チューブ３４と
が連通するように設定され、光源装置のポンプ（図示せ
ず）が故障したり、上記ユニバーサルコネクタ２４の口
金３５と光源装置のソケット部（図示せず）のゴムの劣
化等により十分な送水圧が得られない場合に、上記切り
替えコック４３を外部開口部４２側と送水チューブ３４
とが連通するように切り替え、上記外部開口部４２にシ
リンジ４１等を接続して送水できるようにしたものであ
る。

【００２０】また、図３に示すように、上記超音波内視
鏡２０の先端部２６には、先端キャップ２７内に前記超
音波プローブ２５の超音波探触子２８が超音波伝達媒体
とともに封入されており、上記超音波探触子２８は、先
端部２６の先端ブロック４４に、滑り軸受け４５ａ，４
５ｂによって回転自在に支持され、この滑り軸受け４５
ｂを介して接続された超音波プローブ２５を構成するフ
レキシブルシャフト４６の回転により回転させられるよ
うになっている。

【００２１】さらに、上記先端キャップ２７内側と上記
超音波プローブ２５のフレキシブルシャフト４６側と
は、Ｏリング４７，４８によってシールされている。ま
た、上記先端ブロック４４の後端側近傍には、弯曲の際
に上記超音波プローブ２５のフレキシブルシャフト４６
が傾き、上記滑り軸受け４５ａ，４５ｂのかじりが発生
するのを防止するために、スペーサ４９が設けられてい
る。

【００２２】一方、図１に示すように、上記超音波内視
鏡２０に内蔵された上記超音波プローブ２５のフレキシ
ブルシャフト４６の基端には硬質シャフト５０が取り付
けられている。

【００２３】また、図示しない駆動部の駆動軸５１内に
は、連結部材としてのスライド軸５２が、上記駆動軸５
１内面と上記スライド軸５２外面との間に摺動可能なク
リアランスを設けてスライド自在に挿入されており、こ
のスライド軸５２内には、上記超音波プローブ２５の硬
質シャフト５０が挿入されてビス等により固定されてい
る。

【００２４】上記スライド軸５２の外側表面には、所定
のねじれ角（スライドストロークＳと回転角Ａ）に設定
された螺旋状溝５３が形成されており、この螺旋状溝５
３内に、上記駆動軸５１からピン５４が突出して設けら
れている。上記螺旋状溝５３の螺旋の形状および方向
は、弯曲の際に上記超音波プローブ２５の超音波探触子
２８が、回転遅れ（位相ずれ）を生じるのをキャンセル
するように設定されており、例えば、アングル操作時
に、上記フレキシブルシャフト４６が１０mmスライドし
回転遅れが９０度発生する場合には、図１中のスライド
ストロークＳを１０mm、回転角Ａを９０度に設定する。

【００２５】また、上記超音波プローブ２５のフレキシ
ブルシャフト４６は多重多条のコイルからなっており、
回転の追従性を向上させるために、内側コイル４６ａと
外側コイル４６ｂとは１点もしくは数点でスポット溶接
５５が施されている。

【００２６】上記構成の超音波内視鏡２０でアングルを
かけると、超音波プローブ２５のフレキシブルシャフト
４６は、この超音波内視鏡２０の操作部２１側にスライ
ドするとともに、回転方向にスライド軸５２の螺旋状溝
５３にガイドされ、駆動軸５１に対し回転方向に回転さ
せられる。

【００２７】また、上記超音波内視鏡２０の先端部２６
に配設されている上記超音波プローブ２５の超音波探触
子２８には、挿入部２２内のガイドチューブ（図示せ
ず）との摩擦や上記フレキシブルシャフト４６自体の弯
曲によりねじりが加わっているが、上記駆動軸５１との
連結側では、上記駆動軸５１より、上記超音波プローブ
２５が連結されたスライド軸５２の方が位相が進んでい
るため、先端の抵抗による位相ずれがキャンセルされ
る。

【００２８】このように、本実施例によれば、アングル
操作時および軟性部を屈曲させた際においても、画像の
回転方向のずれが有効にキャンセルされるとともに、超
音波プローブのフレキシブルシャフトにストレスも掛か
らず、安定した画像を得ることが可能となる。

【００２９】次に、図４〜図６は本発明の第二実施例を
示し、図４はスライド軸の形状説明図、図５はスライド
軸と駆動軸との連結部の断面説明図、図６は図５のＶＩ
−ＶＩ線断面図である。尚、この第二実施例は、駆動軸
に対するスライド軸の相対回転量をスライド軸の外形形
状により行なうようにしたことが前記第一実施例とは異
なる。

【００３０】すなわち、図４に示すように、連結部材と
してのスライド軸６１は、正方形断面の軸を回転方向に
所定量ねじった形状に形成されており、このスライド軸
６１内には、超音波プローブ２５の硬質シャフト５０が
挿入されてビス等により固定されている。また、図５お
よび図６に示すように、駆動軸６２内には、上記スライ
ド軸６１が、回転しながらスライドできるように挿入さ
れており、この駆動軸６２の端面には、上記スライド軸
６１の回転量を規制するため方形状の開口部６２ａが形
成されている。

【００３１】上記スライド軸６１のねじれ部分のねじり
角および軸方向長さは、前記第一実施例と同様、ねじり
角度は回転ずれを生じる角度量で、軸方向長さは、アン
グル時および軟性部を屈曲させたときに超音波プローブ
２５のフレキシブルシャフト４６が操作部２１側にスラ
イドする分のストロークをとる。

【００３２】上記構成の超音波内視鏡でアングルをかけ
ると、超音波プローブ２５のフレキシブルシャフト４６
は、この超音波内視鏡２０の操作部２１側にスライドす
るとともに、回転方向にスライド軸６１のねじれと駆動
軸６２の開口部６２ａとにガイドされ、駆動軸６２に対
し回転方向に回転させられる。

【００３３】また、上記超音波内視鏡の先端部２６に配
設されている上記超音波プローブ２５の超音波探触子２
８には、挿入部２２内のガイドチューブ（図示せず）と
の摩擦や上記フレキシブルシャフト４６自体の弯曲によ
りねじりが加わっているが、上記駆動軸６２との連結側
では、上記駆動軸６２より、上記超音波プローブ２５が
連結されたスライド軸６１の方が位相が進んでいるた
め、先端の抵抗による位相ずれがキャンセルされる。

【００３４】なお、他の構成および作用は、前記第一実
施例と同様であるため説明を省略する。

【００３５】この第二実施例によれば、前記第一実施例
で述べた効果に加え、駆動軸に対するスライド軸の相対
回転量をスライド軸の外形形状により行なうようにした
ため、駆動軸からの動力をスライド軸へ確実に安定して
伝達することが可能となる。

【００３６】次に、図７は本発明の第三実施例によるス
ライド軸と駆動軸との連結部の縦断面説明図である。
尚、この第三実施例は、前記第二実施例と同様、駆動軸
に対するスライド軸の相対回転量をスライド軸の外形形
状により行なうようにしたものであるが、スライド軸の
断面形状を異なった形状にしたものである。

【００３７】すなわち、図７に示すように、連結部材と
してのスライド軸６５は、楕円形状の断面の軸を回転方
向に所定量ねじった形状に形成されており、このスライ
ド軸６５内には、超音波プローブ２５の硬質シャフト５
０が挿入されて、ビス等により固定されている。また、
駆動軸６６内には、上記スライド軸６５が、回転しなが
らスライドできるように挿入されており、この駆動軸６
６の端面には、上記スライド軸６５の回転量を規制する
ため、長円形状の開口部６６ａが形成されている。上記
スライド軸６５のねじれ部分のねじり角および軸方向長
さは、前記第二実施例と同様に設定する。

【００３８】上記構成の超音波内視鏡でアングルをかけ
ると、超音波プローブ２５のフレキシブルシャフト４６
は、この超音波内視鏡２０の操作部２１側にスライドす
るとともに、回転方向にスライド軸６５のねじれと駆動
軸６６の開口部６６ａとにガイドされ、駆動軸６６に対
し回転方向に回転させられる。

【００３９】また、上記超音波内視鏡の先端部２６に配
設されている上記超音波プローブ２５の超音波探触子２
８には、挿入部２２内のガイドチューブ（図示せず）と
の摩擦や上記フレキシブルシャフト４６自体の弯曲によ
りねじりが加わっているが、上記駆動軸６６との連結側
では、上記駆動軸６６より、上記超音波プローブ２５が
連結されたスライド軸６５の方が位相が進んでいるた
め、先端の抵抗による位相ずれがキャンセルされる。

【００４０】なお、他の構成および作用は、前記第二実
施例と同様であるため説明を省略する。

【００４１】この第三実施例によれば、スライド軸およ
び駆動軸の加工を容易にするとともに、細径化すること
が可能となる。

【００４２】尚、本発明は、観察光学系を有する超音波
内視鏡および観察光学系の無い超音波内視鏡のいずれに
おいても適応可能である。

【００４３】また、上記各実施例に限られるものではな
く、超音波プローブのフレキシブルシャフトの先端にミ
ラーを用いたミラー反射タイプでもよく、スライド軸の
形状は長円、長方形、多角形、スプライン等でもよく、
駆動軸の形状もスライド軸の形状に合わせ種々変更可能
である。

【００４４】さらに、ねじれ角度、ストロークも挿入部
の特性に合わせ選択して使用することにより、いかなる
使用状況においても安定した超音波画像を得ることが可
能である。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、超
音波内視鏡において、駆動部と超音波探触子との間に駆
動部からの回転力を伝達しながらフレキシブルシャフト
をスラスト方向に移動可能とするとともに、このフレキ
シブルシャフトのスラスト方向の移動と同期して、この
フレキシブルシャフトを相対回転可能な連結部材を設け
たので、簡単な構造で、弯曲操作時や、軟性部の屈曲が
あっても、超音波画像に回転方向のずれを生じず、安定
した超音波画像を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例によるフレキシブルシャフ
トと駆動軸との連結部の拡大説明図

【図２】本発明の第一実施例による超音波内視鏡の全体
説明図

【図３】本発明の第一実施例による超音波内視鏡の先端
ブロックの拡大説明図

【図４】本発明の第二実施例によるスライド軸の形状説
明図

【図５】本発明の第二実施例によるスライド軸と駆動軸
との連結部の断面説明図

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図

【図７】本発明の第三実施例によるスライド軸と駆動軸
との連結部の縦断面説明図

【図８】従来技術による超音波プローブの説明図

【図９】従来技術による超音波内視鏡の弯曲時の作用説
明図

【図１０】従来技術によるスライド機構を備えた超音波
内視鏡の説明図

【符号の説明】

２０ 超音波内視鏡 ２１ 操作部 ２２ 挿入部 ２５ 超音波プローブ ２６ 先端部 ２８ 超音波探触子 ４５ａ 滑り軸受け ４５ｂ 滑り軸受け ４６ フレキシブルシャフト ５０ 硬質シャフト ５１ 駆動軸 ５２ スライド軸 ５３ 螺旋状溝 ５４ ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−49753（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−64240（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−265536（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−277446（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−9734（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−285143（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−106208（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−142307（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】 挿入部先端に回転自在な超音波探触子を
   設け、手元操作部に設けた駆動部と上記超音波探触子と
   をフレキシブルシャフトで連結した超音波内視鏡におい
   て、 上記駆動部と上記超音波探触子との間に上記駆動部から
   の回転力を伝達しながら上記フレキシブルシャフトをス
   ラスト方向に移動可能とするとともに、このフレキシブ
   ルシャフトのスラスト方向の移動と同期して、このフレ
   キシブルシャフトを相対回転可能な連結部材を設けたこ
   とを特徴とする超音波内視鏡。