JP3307219B2 - 超音波プローブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、体腔内に挿入され
て超音波検査を行う超音波プローブであって、特に複数
の超音波振動子を列設した超音波トランスデューサを、
その送受信面と直交する方向に回転軸線を有する回転体
に装着して、この回転体を回転させることによって、所
望の方向の超音波断層像を取得できるようにした超音波
プローブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】超音波プローブとして、多数の超音波振
動子を列設した超音波トランスデューサを回転させて、
様々な方向の超音波断層像を取得できるようにしたマル
チプレーン式の超音波プローブは、例えば特開平６−２
６１９０１号公報に示されているように、従来から知ら
れている。そこで、この従来技術による超音波プローブ
を図１乃至図３に基づいて説明する。

【０００３】まず、図１に超音波プローブの全体構成を
示す。図中において、１は体腔内への挿入部であって、
この挿入部１は、先端側から先端部本体１ａ，アングル
部１ｂ及び軟性部１ｃとなっている。先端部本体１ａに
は超音波トランスデューサ２が設けられており、アング
ル部１ｂはこの超音波トランスデューサ２を設けた先端
部本体１ａを所望の方向に向けるために湾曲操作が可能
なものである。軟性部１ｃは、体腔内への挿入経路に沿
って任意の方向に曲がる軟性構造体であり、この軟性部
１ｃの基端部に本体操作部３が連設されている。また、
本体操作部３からはケーブルコード４が延在されてお
り、このケーブルコード４の端部には、コネクタ部５が
設けられており、このコネクタ部５は図示しない超音波
観測装置に着脱可能に接続される。

【０００４】超音波トランスデューサ２は電子走査を行
うものであり、短冊状の超音波振動子２ａを多数列設し
たものから構成される。この超音波トランスデューサ２
を作動させると、一定のライン状に超音波走査を行うこ
とができる。超音波トランスデューサ２は、その送受信
面の中央部を中心として水平方向に回転できるようにな
っており、所定角度回転させると、超音波走査ラインを
回転方向に変位させることができる。従って、超音波ト
ランスデューサ２を回転させながら、所定角度毎に超音
波走査を行えば、体内における所定の円柱状（リニア走
査の場合）または円錐状（セクタ走査の場合）の範囲に
おいて立体的に把握できる組織断層情報を取得できる。

【０００５】図２及び図３に超音波トランスデューサ２
の回転駆動機構を示す。まず、図２には先端部本体１ａ
の断面が示されており、１０は先端部本体１ａのケーシ
ングを示し、このケーシング１０内に超音波トランスデ
ューサ２が設けられている。この超音波トランスデュー
サ２は、積層体からなり、この積層体は、最下層がバッ
キング材１１で、このバッキング材１１上に超音波振動
子２ａが積層されている。また、超音波振動子２ａ上に
は音響整合層１２が、さらに音響整合層１２上には音響
レンズ１３が積層されている。超音波トランスデューサ
２は、そのバッキング材１１が回転体１４上に固着され
ている。音響レンズ１３はケーシング１０に設けた開口
１０ａに装着した音響窓１５に臨んでおり、音響窓１５
とケーシング１０との間及びケーシング１０と音響レン
ズ１３との間にはシール部材１６が装着されて、音響レ
ンズ１３と音響窓１５との間は密閉されて、その内部に
は流動パラフィン等の音響伝達媒体が封入されている。

【０００６】超音波トランスデューサ２を回転させるた
めに、回転体１４は回転軸１７に回転自在に支承されて
いる。この回転軸１７は、超音波トランスデューサ２の
送受信面と直交する方向に延在させて、ケーシング１０
に固着して設けられている。回転体１４は遠隔操作によ
り回転駆動されるものであり、このために回転体１４に
は一対の超音波操作ワイヤ１８，１８が連結されてお
り、一方の超音波操作ワイヤを引っ張り、他方の超音波
操作ワイヤを押し出すことによって、回転体１４が回転
する。また、超音波操作ワイヤ１８に加えて、アングル
部１ｂを湾曲操作するために、やはり一対からなるアン
グル操作ワイヤ１９，１９が設けられる。超音波操作ワ
イヤ１８及びアングル操作ワイヤ１９は、挿入部１から
本体操作部３内にまで延在されて、この本体操作部３の
ケーシング内に設けてプーリ２０，２１に巻回されてい
る。そして、これらプーリ２０，２１の回転軸２０ａ，
２１ａはケーシングから突出されて、それぞれ操作ノブ
２０ｂ，２１ｂに連結されている。従って、操作ノブ２
０ｂ，２１ｂを回転操作することによって、それぞれ一
対からなる操作ワイヤ１８，１９を押し引き操作され
る。

【０００７】図２に示したように、超音波操作ワイヤ１
８は、ケーシング１０に装着した挿通パイプ２２に挿通
され、この挿通パイプ２１には密着コイル等からなる可
撓スリーブ２３が連結されており、アングル部１ｂ及び
軟性部１ｃ内の部位においては、この可撓スリーブ２２
内に挿通されて、全体としてコントロールケーブルとな
っている。また、アングル操作ワイヤ１９は、アングル
部１ｂを構成する最先端のアングルリングまたは先端部
本体１ａのケーシング１０に固定して設けられ、アング
ル部１ｂ内では円周方向における所定の位置に位置決め
した状態で延在されており、アングル部１ｂと軟性部１
ｃとの連設部で連結パイプを介してやはり密着コイル等
からなる可撓スリーブに挿通されて、コントロールケー
ブルを構成している。さらに、超音波トランスデューサ
２を構成する各超音波振動子２ａにはケーブルが接続さ
れており、このケーブルはアングル部１ｂ及び軟性部１
ｃ内では、電気絶縁性のあるテープ等を用いて束ねるこ
とにより、ケーブル束２４の状態にして挿通される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、超音
波操作ワイヤ１８及びアングル操作ワイヤ１９は、それ
ぞれコントロールケーブルの構造として軟性部１ｃ内に
設けられ、これら以外にも、ケーブル束２４が軟性部１
ｃ内に挿通されている。これらの挿通部材はいずれも自
由状態で軟性部１ｃ内に挿通されており、これらのう
ち、超音波トランスデューサ２は電子走査を行うもので
あるから、ケーブル束２４は最も断面形状が大きいもの
であり、軟性部１ｃ内でケーブル束２４が中央に位置し
ていると、超音波操作ワイヤ１８及びアングル操作ワイ
ヤ１９は周辺部に位置することになる。軟性部１ｃが体
腔内への挿入経路に沿って曲がると、その内側が縮み、
外側は伸びることなり、内側に沿うように位置している
部材は弛み、外側に位置している部材は伸長する。

【０００９】例えば、一対からなる超音波操作ワイヤ１
８の一方が内側に位置し、他方が外側に位置している
と、プーリ２０が回転していないにも拘らず、超音波操
作ワイヤ１８，１８が押し引きされたと同じ状態になっ
て超音波トランスデューサ２が回転してしまう。図３に
も示したように、プーリ２０の外周部にはギア２５が設
けられ、このギア２５にエンコーダ２６の入力ギア２７
を噛合させて、プーリ２０の回転をエンコーダ２６で検
出して超音波トランスデューサ２の位置を検知するよう
に構成している場合には、このエンコーダ２６で検出し
た超音波トランスデューサ２の回転方向の位置と、実際
の超音波トランスデューサ２の位置とにずれが生じると
いう問題点がある。また、一対からなるアングル操作ワ
イヤ１９においても同様であり、一方のアングル操作ワ
イヤが曲がった部分の内側に、他方のアングル操作ワイ
ヤが外側に位置していると、アングル操作を行っていな
いにも拘らず、アングル部１ｂが湾曲し、先端部本体１
ａが意図しない方向に向いてしまうという問題点もあ
る。

【００１０】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、挿入部を構成する軟
性部が曲がっても、超音波トランスデューサの位置が変
わることがないようにすることにある。

【００１１】

【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、少なくとも超音波操作ワイヤを含む
コントロールケーブルを軟性の内側挿通部材内に挿通さ
せ、この内側挿通部材の外周には超音波トランスデュー
サに接続した多数の信号ケーブルを囲繞させるように配
置し、この信号ケーブルの外側に軟性の外側挿通部材に
挿通させたバンドル部材となし、このバンドル部材を挿
入部における軟性構造の部位に挿通する構成としたこと
をその特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】軟性部をどの方向に、どの程度曲
げたとしても、その軸芯部分の長さは実質的に変わらな
い。従って、超音波操作ワイヤを軟性部内において、そ
の軸芯部乃至軸芯に極めて近い位置に配置されておれ
ば、軟性部の姿勢状態により超音波操作ワイヤが動くよ
うなことがなく、超音波トランスデューサが回転方向に
位置ずれすることはない。超音波操作ワイヤを軟性部内
で所定の位置に位置決めすることも考えられるが、そう
すると、軟性部内の内蔵物が増えることになり、その細
径化を図れなくなり、また軟性部の柔軟性を低下させ
る。従って、超音波操作ワイヤを位置決めするのではな
く、軟性部内の最も嵩張る部材であるケーブル束を利用
して、できるだけ軟性部の軸芯に近い位置に配置する。

【００１３】ケーブル束は多数の信号ケーブルを束ねた
ものであるが、このケーブル束を信号ケーブルだけで形
成するのではなく、超音波操作ワイヤを含むコントロー
ルケーブルと共に束ねて、バンドル部材となしこのバン
ドル部材のほぼ中央に超音波操作ワイヤを位置させる。
これによって、このバンドル部材を軟性部内に挿通した
時に、超音波操作ワイヤは軟性部のほぼ軸芯を通る位置
に配置され、または軸芯からずれても、このバンドル部
材と軟性部の内面との間の隙間分以下に抑制できるか
ら、軟性部が曲げられても、みだりに超音波トランスデ
ューサが回転方向に位置ずれすることはない。超音波操
作ワイヤは可撓スリーブ内に挿通され、しかもこの可撓
スリーブは密着コイルで形成するのが一般的である。

【００１４】そこで、コントロールケーブルを信号ケー
ブルと単純に混在させておくと、信号ケーブルに傷がつ
いたり、また超音波操作ワイヤが中心からずれるおそれ
もある。そこで、一対からなる可撓スリーブ内にコント
ロールケーブルを挿通させた状態で、内側挿通部材内に
挿通させる。そして、この内側挿通部材の外周を囲繞す
るように多数の信号ケーブルを配置し、その外周を外側
挿通部材で囲繞させる。このように、２重の挿通部材を
設けることにより、超音波操作ワイヤの位置ずれが防止
される。内側及び外側の各挿通部材はチューブ状のもの
であっても良く、またテープ状の部材を巻きつけるよう
にしても良い。

【００１５】超音波操作ワイヤを含むコントロールケー
ブルは一対設けられるが、２本のコントロールケーブル
を内側挿通部材で完全に一本化すると、たとえ内側挿通
部材を極めて柔軟な部材で構成したとしても、ばらばら
に挿通させる場合より硬さが増す。また、信号ケーブル
も束ねて一本化すると硬くなる。これに対して、軟性部
はできるだけ柔軟な構造となっていなければならない。
従って、コントロールケーブルを内側挿通部材に挿通す
る際に、また信号ケーブルが挿通される外側挿通部材に
挿通する際にも、ある程度の余裕を持たせた遊嵌状に挿
通するように構成すれば、軟性部の硬さが増すのを極力
抑制できる。例えば、内側挿通部材を軟性チューブで形
成して、この軟性チューブ内に２本のコントロールケー
ブルを遊嵌状に挿通させ、内側挿通部材を囲繞するよう
に設けた多数の信号ケーブルをテーピング体である程度
緩く巻きつけるようにすれば、軟性部の柔軟性が損なわ
れなくなる。

【００１６】ただし、内側挿通部材内でコントロールケ
ーブルがあまり自由に動き、また内側挿通部材と外側挿
通部材との間でも信号ケーブルが自由に動ける状態とな
っていると、軟性部が曲がった時に、バンドル部材全体
が変形する等により超音波操作ワイヤが軟性部の軸芯か
らずれてしまうことになる。従って、内側，外側の挿通
部材は、軟性部の柔軟性を損なわない範囲で、バンドル
部材全体が大きく変形しない程度に規制する必要があ
る。また、これらの挿通部材の挿通をあまり緩くしすぎ
ると、バンドル部材が嵩張ることになるから、軟性部の
細径化の観点から好ましくはない。

【００１７】軟性部内に挿通される操作ワイヤとして
は、超音波操作ワイヤだけでなく、挿入部にアングル部
を設けている場合には、このアングル部を湾曲操作する
アングル操作ワイヤも挿通されている。アングル操作ワ
イヤは、アングル部内においては、所定の位置に位置決
めされなければならないが、軟性部内では格別の位置決
めを必要とはしない。しかも、アングル操作ワイヤが軟
性部の軸芯から離れた位置を通っていると、やはり軟性
部が曲がった時に、このアングル操作ワイヤがあたかも
押し引きされたと同様の状態になって、アングル部が湾
曲してしまうことになる。そこで、このアングル操作ワ
イヤ及びそれが挿通される可撓スリーブからなるコント
ロールケーブルも、超音波操作ワイヤを含むコントロー
ルケーブルと共にバンドル部材を構成する内側挿通部材
内に挿通させることもできる。これによってアングル部
の姿勢も安定する。

【００１８】

【実施例】以下、図４及び図５に基づいて本発明の実施
例について説明する。なお、以下の説明においては、挿
入部における超音波トランスデューサを設けた先端部本
体の構成は前述した従来技術のものと格別の差異はない
ので、以下の説明においては、本体操作部に設けられる
超音波トランスデューサの回転操作機構についてのみ説
明し、挿入部側の部材における従来技術と同一または均
等な部材については、同一の符号を用いて説明する。

【００１９】図４には、挿入部１を構成する軟性部１ｃ
の断面が示されており、この軟性部１ｃ内には超音波ト
ランスデューサ２に接続した多数の信号ケーブル３０，
それぞれ一対からなる超音波操作ワイヤ３１及びアング
ル操作ワイヤ３２が挿通されている。また、超音波操作
ワイヤ３１及びアングル操作ワイヤ３２は、それぞれ可
撓スリーブ３３，３４内に挿通されて、それぞれ超音波
用コントロールケーブル３５，アングル用コントロール
ケーブル３６を構成している点については、前述した従
来技術のものと格別の差異はない。

【００２０】然るに、それぞれ一対からなる各コントロ
ールケーブル３５，３６は軟性部１ｃ内でばらばらに挿
通されているのではなく、信号ケーブル３０と共に一本
化されている。即ち、内側挿通部材３７を設けて、この
内側挿通部材３７内に各一対、合計４本のコントロール
ケーブル３５，３６を挿通させる。そして、内側挿通部
材３７の外周には多数の信号ケーブル３０を囲繞させる
ように配置する。ここで、各信号ケーブル３０は、内側
挿通部材３７の外周をできるだけ均一に取り巻くように
配置する。さらに、この信号ケーブル３０の外周部には
外側挿通部材３８を設ける。このようにして４本のコン
トロールケーブル３５，３６と多数の信号ケーブル３０
を内側，外側の挿通部材３７，３８を用いて束ねて、１
本のバンドル部材３９とした状態で、軟性部１ｃ内に挿
通されている。

【００２１】バンドル部材３９を構成する内側挿通部材
３７は、コントロールケーブル３５，３６の硬さが増す
のを防止するために、ある程度は遊嵌状に挿通させる。
また、外側挿通部材３８も、同様に、ある程度緩く信号
ケーブル３０を囲繞するように構成する。従って、内側
挿通部材３７は、軟性チューブで構成し、また外側挿通
部材３８はテーピング体で形成するのが好ましい。そし
て、このバンドル部材３９は、柔軟性を保持し、かつ保
形性が良好で、しかもできるだけ嵩張らないようにす
る。

【００２２】ところで、アングル操作ワイヤ３２は、ア
ングル部１ｂ内では、その内周面に沿った所定の位置に
配置されなければならないが、超音波操作ワイヤ３１
は、先端部本体１ａを通過した直後の位置から可撓スリ
ーブ３３内に挿通されて、コントロールケーブル３５が
構成され、かつアングル部１ｂ内においてはその位置は
規制されない。また、信号ケーブル３０も同様である。
そこで、図５に示したように、アングル部１ｂ内の位置
では、１乃至複数箇所において、２本のコントロールケ
ーブル３５を内側のリング状部材（図示せず）により束
ね、そして多数の信号ケーブル３０は、この内側のリン
グ状部材を囲繞させるように配置した上で、規制リング
４０を嵌合させることにより束ねるようになし、この束
をアングル部１ｂのほぼ中央部位に配置する。なお、信
号ケーブル３０は、超音波トランスデューサ２の回転時
に、引っ張られることから、先端部本体１ａ内である程
度の余長を持たせるようにする。

【００２３】本実施例は以上のように構成されるもので
あって、挿入部１における少なくとも軟性部１ｃ内で
は、１本に束ねたバンドル部材３９のみを挿通した状態
となっている。しかも、その中心位置には、押し引き操
作される超音波操作ワイヤ３１及びアングル操作ワイヤ
３２を有する超音波用コントロールケーブル３５及びア
ングル用コントロールケーブル３６が挿通されているこ
とから、実質的にこれらの部材は軟性部１ｃ内では、そ
の軸芯乃至その近傍部位を通るようになる。

【００２４】挿入部１が挿入される体腔内の経路は真直
ぐなものではなく、複雑に曲がっており、軟性部１ｃは
挿入経路の曲がりに応じて任意の方向に曲がる。また、
軟性部１ｃはその全長にわたって体腔内に挿入されるの
ではなく、ある長さ分は体腔の外に位置する。この軟性
部１ｃのうち、体腔の外に位置する部位は必ずしも真直
ぐな状態に保たれる訳ではない。軟性部１ｃがどのよう
に曲がったとしても、バンドル束３９は軟性部１ｃの内
面に当接するが、このバンドル束３９のほぼ中心に位置
する押し引き操作される超音波操作ワイヤ３１及びアン
グル操作ワイヤ３２は、この軟性部１ｃの軸芯位置から
殆どずれないようになり、それらが伸び縮みして押し引
きされた状態になって、回転体１４が回転したり、アン
グル部１ｂが湾曲する等といった不都合は生じない。ま
た、アングル操作ワイヤ３２を押し引き操作すると、ア
ングル部１ｂが湾曲するが、このアングル部１ｂの軸線
方向の長さは比較的短いものであり、その内部では、ア
ングル用コントロールケーブル３５にある程度の余長を
持たせておけば、超音波操作ワイヤ３１に引っ張り力が
作用することはない。

【００２５】そして、操作ノブ２０ｂ，２１ｂを手指等
で回転操作すると、超音波操作ワイヤ３１及びアングル
操作ワイヤ３２を押し引きできるようになり、超音波ト
ランスデューサ２の走査方向を変えたり、また先端部本
体１ａを所望の方向に向ける操作を行うのに支障を来す
ようなことはない。また、超音波操作ワイヤ３１及びア
ングル操作ワイヤ３２は押し引き操作されるものではあ
るが、それぞれ可撓スリーブ３３，３４内に挿通され
て、コントロールケーブル３５，３６となっており、こ
の操作ワイヤ３１，３２が軸線方向に動いても、可撓ス
リーブ３３，３４には格別の力が作用することはない。
従って、超音波操作ワイヤ３１，アングル操作ワイヤ３
２の操作時に、他の部材に影響を与えるおそれはない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、軟性構
造となった挿入部において、超音波操作ワイヤを含むコ
ントロールケーブルを軟性の内側挿通部材内に挿通させ
た上で、この内側挿通部材の外周に超音波トランスデュ
ーサに接続した多数の信号ケーブルを囲繞させ、さらに
この信号ケーブルの外側に軟性の外側挿通部材に挿通さ
せる構成としたので、挿入部を構成する軟性部が曲がっ
ても、超音波操作ワイヤが押し引きする方向に力が作用
することがなく、超音波トランスデューサの位置を安定
した状態に保持できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術によるマルチプレーン式の超音波プロ
ーブの全体構成を示す説明図である。

【図２】図１の超音波プローブにおける挿入部の先端部
分の断面図である。

【図３】図１の超音波プローブの本体操作部の断面図で
ある。

【図４】本発明の一実施例を示す超音波プローブの挿入
部における軟性部の断面図である。

【図５】挿入部に挿通されている部材の構成説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 挿入部 １ａ 先端部本体 １ｂ アングル部 １ｃ 軟性部 ２ 超音波トランスデューサ ２ａ 超音波振動子 ３０ ケーブル ３１ 超音波操作ワイヤ ３２ アングル操作ワイヤ ３３，３４ 可撓スリーブ ３５ 超音波用コントロールケーブル ３６ アングル用コントロールケーブル ３７ 内側挿通部材 ３８ 外側挿通部材 ３９ バンドル部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 寿 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式 会社東芝 那須工場内 (72)発明者 永井 康隆 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式 会社東芝 那須工場内 (56)参考文献 特開 平６−261901（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−300906（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−116167（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−265310（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−335481（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−22534（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−7205（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 8/12 G01N 29/00 - 29/28 H04R 1/34

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軟性構造の挿入部の先端に硬質部材から
   なる先端部本体を設け、この先端部本体に回転軸を設
   け、この回転軸に回転自在に回転体を支承させて設け、
   この回転体に複数の超音波振動子を列設した超音波トラ
   ンスデューサをその送受信面が前記回転軸と直交する方
   向となるようにして回転可能に装着し、この回転体の回
   転操作を行う超音波操作ワイヤを挿入部から本体操作部
   内に延在させたものにおいて、少なくとも超音波操作ワ
   イヤを含むコントロールケーブルを軟性の内側挿通部材
   内に挿通させ、この内側挿通部材の外周には超音波トラ
   ンスデューサに接続した多数の信号ケーブルを囲繞させ
   るように配置し、この信号ケーブルの外側に軟性の外側
   挿通部材に挿通させたバンドル部材となし、このバンド
   ル部材を挿入部における軟性構造の部位に挿通する構成
   としたことを特徴とする超音波プローブ。
2. 【請求項２】 前記挿入部は、先端部本体にアングル部
   を連設し、かつこのアングル部に軟性部を連設すること
   により構成し、このアングル部を湾曲操作するためのア
   ングル操作ワイヤを設けて、前記バンドル部材の内側挿
   通部材内には、前記超音波操作ワイヤを含むコントロー
   ルケーブルと共にアングル操作ワイヤを含むコントロー
   ルケーブルも挿通させる構成としたことを特徴とする請
   求項１記載の超音波プローブ。
3. 【請求項３】 前記内側挿通部材及び外側挿通部材は、
   軟性チューブまたはテーピング体で形成したことを特徴
   とする請求項１記載の超音波プローブ。
4. 【請求項４】 前記内側挿通部材は軟性チューブで形成
   し、前記各コントロールケーブルをこの内側挿通部材に
   遊嵌状態に挿通し、また前記外側挿通部材はテーピング
   体で形成し、このテーピング体で信号ケーブルを緩く巻
   くようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２
   記載の超音波プローブ。