JP3634262B2

JP3634262B2 - 超音波探触子

Info

Publication number: JP3634262B2
Application number: JP2000398432A
Authority: JP
Inventors: 洋明若林
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2020-12-27
Also published as: JP2002200081A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波探触子に関し、特に超音波探触子に音響媒体を注入する機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
血管等に挿入し、体腔内の超音波診断を行うための細径の超音波探触子が知られている。かかる超音波探触子は、カテーテル形状のシースチューブと、その内部に回転自在に挿入されたトルクワイヤと、そのトルクワイヤの先端部に設けられた超音波振動子とで構成される。トルクワイヤを回転駆動して超音波振動子を機械的に回転走査すると、その超音波振動子にて形成される超音波ビームがラジアルスキャンされる。各ビーム方位の受信信号が超音波診断装置本体に伝送され、その超音波診断装置本体において超音波画像が形成される。なお、トルクワイヤは一般に複数のコイルを積層してなるものであり、その中空内部に信号線が挿通される。
【０００３】
上記の超音波深触子の使用に先だって、超音波を伝達する音響媒体をシースチューブ内に満たす必要がある。音響媒体としては、生理食塩水等が使用されている。従来、シースチューブ内に音響媒体を満たすために、シースチューブの基端部に注入孔を設け、その注入孔にシリンジ等の注入器具を連結させ、その注入器具からシースチューブとトルクワイヤとの間の隙間へ音響媒体が加圧注入される。そして、この注入により、音響媒体はトルクワイヤにおける螺旋状の線間を通ってその内部に入り込む。その場合、トルクワイヤの内部に存在していたエアは、基本的には、音響媒体の浸入によって、トルクワイヤとシースチューブとの間の隙間に追い出され、最終的にシースチューブの先端開口から外界へ放出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の充填方式によると、トルクワイヤとシースチューブとの隙間に最初に音響媒体が充填されて当該隙間が最初に加圧状態になるために、場合によっては、トルクワイヤの内部にエアの一部が残存しやすく、あるいは、そのようなエアが気泡となってトルクワイヤの外表面に付着した状態で残存しがちである。かかる場合において、超音波の送受波経路に気泡が位置すると、超音波伝搬状態が大きく阻害され、超音波画像の画質が著しく劣化する。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、超音波深触子内に音響媒体を注入する際にエアの除去を効果的に行うことにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、音響媒体が注入される超音波探触子を用いて超音波診断を行う場合に超音波画像の画質を向上させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る超音波探触子は、体腔内に挿入されるシースチューブと、前記シースチューブ内に挿入され、超音波の送受波を行う先端部とワイヤ軸方向に沿って形成された流路とを有するトルクワイヤと、前記トルクワイヤの基端部側に設けられ、前記流路に音響媒体を注入する注入手段と、を含み、前記音響媒体が前記流路を介して前記シースチューブ内へ充填されることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、注入手段によりトルクワイヤの内部（すなわち流路）を介して音響媒体が注入されるので、トルクワイヤ内のエアの追い出しを効果的に行うことができる。つまり、トルクワイヤとシースチューブとの間の隙間が先に加圧状態にならず、トルクワイヤの内部を先に加圧状態にできるため、エア追い出しのための合理的な圧力勾配の関係を形成できる。よって、トルクワイヤの内部にエアが残存することを抑制して、その残留エアによる問題を未然に防止することが可能である。なお、トルクワイヤの回転駆動時に、手作業によりあるいは自動的に、トルクワイヤの流路へ音響媒体を一定圧で流し込む構成としてもよい。流路は例えば中空管状に形成され、その直径を信号線の直径よりも媒体通過のためにやや大きくするのが望ましい。
【０００９】
望ましくは、前記トルクワイヤの基端部には前記流路に連通する導入開口が形成される。例えば、その導入開口は基端部の側面に形成され、あるいは、基端部の端面に形成される。
【００１０】
望ましくは、前記注入手段は、前記トルクワイヤの基端部を回転可能に保持し、かつ、前記導入開口の周囲にシールされた媒体室を形成する軸受機構と、前記媒体室に音響媒体を加圧充填するシリンジと、を含む。この構成によれば、トルクワイヤの回転保持を行いつつ、音響媒体の注入を可能にできる。媒体室は音響媒体を一時的にバッファリングするチャンバとして機能するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る超音波探触子を図面に従って説明する。
【００１２】
図１は本実施形態に係る細径型の超音波探触子１０の断面図であり、この超音波探触子１０は本実施形態においては血管内に挿入され、血管内で超音波の送受波を行って超音波診断を実行するプローブである。この超音波探触子１０は、大別して、血管内に挿入される挿入部１２と基端部１４とからなる。挿入部１２はシースチューブ１６、トルクワイヤ本体１８及び超音波振動子２０を含んで構成される。
【００１３】
シースチューブ１６は、柔軟な樹脂などの透明材料によって形成され、例えば、１．２〜１．６ｍ程度の長さを有しており、その直径は例えば１．０ｍｍ程度である。先端部１６ａは軸方向先端にいくに従って先細のテーパ形状をなしており、また、その先端には開口１６ｂが設けられている。開口１６ｂは、音響媒体注入時にはシースチューブ１６内に存在する空気を外界へ放出する出口として機能する。超音波診断時には、体腔内の血液が開口１６ｂを通って挿入部１２内に進入しないように、シースチューブ１６内の音響媒体をやや加圧状態にしておく必要がある。このため、シースチューブ１６内から開口１６ｂを介して血管内へ音響媒体（例えば生理食塩水など生体に安全なもの）が少量流される。これ自体は公知の構成である。なお、開口１６ｂが形成されない場合において、別途エアの抜き取りが行えるような場合にも、本発明は適用可能である。
【００１４】
一方、シースチューブ１６の端部１６ｃは、軸方向基端部１４側にいくに従って、やや肥大した根本形状を有している。その端部１６ｃは後述の操作部本体２４に連結固定されている。
【００１５】
トルクワイヤ本体１８は筒状であって、シースチューブ１６内に挿通される。本実施形態においては、トルクワイヤ本体１８は線状部からなるコイルを３層重ね巻きすることにより形成されており、各層はその巻き方向が互い違いになるよう巻かれている。これはトルク伝達を確実にしてねじれを防止するためである。また、層の数はトルクワイヤ本体１８の端部１８ｂ側から先端部１８ａにいくに従って段階的に減少されており、端部１８ｂ側が３層、中間部１８ｃは２層、先端部１８ａ側では１層となっている。
【００１６】
トルクワイヤ本体１８は上記のような構造をしているので、隣接する各巻線間に隙間が必然的に形成されており、音響媒体はトルクワイヤ本体１８内部と外部との間を通過することができる。トルクワイヤ本体１８内部の軸方向には送信信号及び受信信号を伝送する１又は複数の信号線２２が挿通されている。トルクワイヤ本体１８の内径は、１又は複数の信号線２２を挿通した状態でも、なお隙間を有する程度の大きさである。
【００１７】
超音波振動子２０は超音波の送受波を行う単振動子又はアレイ振動子であり、トルクワイヤ本体１８の先端部１８ａに固定設置される。トルクワイヤ本体１８がその端部１８ｂ側でモータ２３により回転駆動されると、先端部１８ａに固定された超音波振動子２０が機械的に回転する。これにより、超音波ビームがラジアルスキャンされる。その結果得られる各ビーム方位ごとの受信信号に基づいて、いわゆる二次元のラジアルスキャン画像などが形成される。但し、本発明は超音波振動子が必ずしも回転駆動されないタイプの超音波探触子にも適用することができる。
【００１８】
基端部１４は、操作部本体２４と、操作部本体２４内に音響媒体を注入する着脱可能なシリンジ２５とで構成される。操作部本体２４は挿入部１２の軸方向に直交する方向に突出した注入管２６と、シースチューブ１６の端部１６ｃを取り付けるためのシースチューブ保持部３０とを備える。ここで、シリンジ２５は、例えば手動操作で動作する注射器や自動的に注入動作を実行する注入装置として構成するようにしてもよい。望ましくは、注入圧の調整及び維持が可能なものである。
【００１９】
操作部本体２４の内部は中空に形成されており、注入管２６の注入口２６ａにはシリンジ２５が取り付けられる。また、操作部本体２４内部とシースチューブ１６の内部とは連通している。
【００２０】
操作部本体２４の内部にはトルクワイヤ本体１８とモータ２３の回転軸を連結するトルクワイヤ基端部３１が設けられている。トルクワイヤ基端部３１は中空であって、その端部３１ａには操作部本体２４側に延びたトルクワイヤ基端部１８ｂが挿入固定されている。トルクワイヤ基端部３１は、その周囲がベアリング機構などによって構成される一対の軸受３２，３４により回転可能に保持されている。軸受３２，３４は、後述する開口３１ｂの両側に設けられ、トルクワイヤ基端部３１の開口３１ｂ形成部分の周囲に形成される媒体室３５の水密性を保持するシール機能を発揮している。そのシール機能を発揮するため、例えば、部材接合部分にＯリングが設けられる。以上のように、軸受３２，３４は、回転保持機能とシール機能の両機能を発揮するものである。よって、それらの機能が得られる限りにおいて、他の構成を採用することもできる。
【００２１】
トルクワイヤ基端部３１には、その側面に貫通孔としての開口３１ｂが設けられている。注入口２６ａから注入された音響媒体は、上記の媒体室３５を満たしつつ、開口３１ｂを介してトルクワイヤ基端部３１の内部空間に注入される。開口３１ｂは、トルクワイヤ本体１８の回転に伴って回転するが、上記のようにその周囲に媒体室３５が形成されているため、その回転角度によらずに、常に媒体注入を行える。なお、前述のトルクワイヤ基端部１８ｂは開口３１ｂが設けられる位置の手前まで延びている。
【００２２】
また、開口３１ｂが設けられた位置よりも後方には、信号線を挿通させた弾性体等からなるパッキング３６が設けられており、トルクワイヤ基端部３１内に導かれた音響媒体が後方に流れ込むのを防いでいる。
【００２３】
図２は、シースチューブ１６の先端部１６ａ及び操作部本体２４の拡大図である。前述したように、トルクワイヤ本体１８内部には信号線２２が挿通しているが、信号線２２の径はトルクワイヤ本体１８の内径より小さい。ここで、トルクワイヤ本体１８の内部空間は媒体注入路としての流路３８を構成する。なお、信号線２２とトルクワイヤ本体１８との隙間は少なくとも媒体の加圧注入を行いうる程度の隙間でなければならず、例えば０．１〜０．２ｍｍ程度である。
【００２４】
次に、図２に基づいて、上記の超音波探触子１０の血管への挿入（超音波診断前操作）に先だって、挿入部１２に音響媒体を注入する方法を説明する。
【００２５】
注入口２６ａにシリンジ２５を装着し、そのシリンジ２５を利用して上記媒体室３５内へ音響媒体を連続的に加圧注入すると（図中、Ｉ矢印参照）、音響媒体が開口３１ｂを介してトルクワイヤ基端部３１内に導入され、更に、そのトルクワイヤ基端部３１内から基端孔３８ａを介して、トルクワイヤ本体１８内の流路３８へ送り込まれ、その流路３８に音響媒体が満たされることになる（図中、ＩＩ矢印参照）。その際、流路３８からトルクワイヤ本体１８の全体に生じている個々の隙間（隣接する巻線間の隙間）を通って、音響媒体がトルクワイヤ本体１８とシースチューブ１６との間の隙間へ湧出する（図中、トルクワイヤ本体１８内の矢印参照）。
【００２６】
ここで、流路３８に対する音響媒体の加圧注入により、その流路３８内に存在していたエアは上記隣接する巻線間の隙間から外側へ自然に追い出される。流路３８が音響媒体で満たされた時点では、エアの全部が基本的に外部に追い出される。
【００２７】
このような過程の中で、トルクワイヤ本体１８とシースチューブ１６との間の隙間にはエア及び音響媒体が浸出し、最終的には、その隙間に音響媒体が充満し、またエアは先端開口１６ａから自然に外界へ放出される。よって、超音波画像の画質低下要因となる残留エアを効果的に防止可能である。
【００２８】
上記の音響媒体の注入の完了後、挿入部１２が所望の血管内に挿入され、従来同様に超音波診断が実行される。
【００２９】
ちなみに、超音波診断の準備時間はできる限り短い方が望ましいが、本実施形態の手法によれば、従来よりも注入作業を円滑に行って、注入完了までに要する時間を短縮化することも可能である。
【００３０】
なお、上記実施形態において、シースチューブ１６の基端側にエア抜きのための開閉可能な弁などの構造を設けるようにし、音響媒体を先端側から還流させる構成を採用してもよい。上記の内部流路充填方式は、他の体腔内型超音波探触子に適用することもできる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、超音波深触子内に音響媒体を注入する際にエアの除去を効果的に行うことができる。したがって、音響媒体が注入される超音波探触子を用いて超音波診断を行う場合に超音波画像の画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る超音波探触子を示す図である。
【図２】音響媒体をシースチューブ内に注入する方法を示す図である。
【符号の説明】
１６シースチューブ、１８トルクワイヤ本体、２０超音波振動子、２５シリンジ、３１トルクワイヤ基端部、３１ｂ開口、３５媒体室。

Claims

体腔内に挿入されるシースチューブと、
前記シースチューブ内に挿入され、超音波の送受波を行う先端部とワイヤ軸方向に沿って形成された流路とを有するトルクワイヤと、
前記トルクワイヤの基端部側に設けられ、前記流路に音響媒体を注入する注入手段と、
を含み、
前記音響媒体が前記流路を介して前記シースチューブ内へ充填されることを特徴とする超音波探触子。
請求項１記載の超音波探触子において、
前記トルクワイヤの基端部には前記流路に連通する導入開口が形成されたことを特徴とする超音波探触子。
請求項２記載の超音波探触子において、
前記注入手段は、
前記トルクワイヤの基端部を回転可能に保持し、かつ、前記導入開口の周囲にシールされた媒体室を形成する軸受機構と、
前記媒体室に音響媒体を加圧充填するシリンジと、
を含むことを特徴とする超音波探触子。