JP3671725B2 - Ultrasonic probe - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は体腔内等に挿入されて、超音波振動子を回転駆動することにより超音波検査を行う超音波プローブに関するものであり、特にそのケーブルに静電ノイズが取り込まれるのを防止した超音波プローブに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
超音波検査装置としては、体表皮の外側から体内に向けて超音波信号を送信するようにしたタイプのものと、体腔内に導かれて、体腔内壁から患部等の至近位置から超音波の送受信を行うように構成したものがある。体内挿入型の超音波検査装置の代表的なものとして超音波内視鏡があり、また内視鏡とは別個に細径の超音波プローブを構成し、この超音波プローブを内視鏡の処置具挿通チャンネルをガイド手段として体内に導くようにしたもの、つまり経内視鏡的に挿入される超音波プローブもある。
【0003】
いずれにしろ、体腔内に挿入される超音波検査装置において、超音波振動子を回転駆動する間に、所定の角度毎に超音波パルスを体内に向けて送信して、体内断層部からの反射エコーを取得するようにした、所謂メカニカルラジアル超音波走査を行うように構成したものがある。そして、メカニカルラジアル超音波走査を行うに当って、超音波振動子を遠隔操作で回転駆動するように構成したものがある。この操作は一般にコントロールケーブルを用いて行う構成としている。コントロールケーブルは、可撓性のあるスリーブ内にフレキシブルシャフトを挿通して、このフレキシブルシャフトの先端に超音波振動子を連結し、基端部にはモータ等の駆動手段を接続する構成としたものである。この駆動手段によってスリーブ内でフレキシブルシャフトを軸回りに回転駆動すると、この回転が先端にまで伝達されて、超音波振動子が回転することになる。超音波振動子に駆動信号を印加し、またこの超音波振動子が受信した反射エコー信号を外部に取り出すためにケーブルが接続される。このケーブルは、途中でロータリコネクタ等を介して超音波観測装置に接続されるようになっており、超音波観測装置には超音波の送受信回路や、スキャンコンバータ等の超音波信号を処理して超音波画像を生成する回路等が設けられる。
【0004】
超音波受信信号は極めて微弱な信号であり、従ってこの微弱な超音波受信信号を超音波観測装置に伝送する際に、僅かなノイズが取り込まれただけでも超音波画像の画質に極めて大きな影響が生じる。超音波内視鏡にしろ、また経内視鏡的に挿入される超音波プローブであるにしろ、内視鏡の観察手段として固体撮像装置を用いた電子内視鏡の場合には、挿入部の先端に装着した固体撮像素子に対する信号の授受を行うためのケーブルが接続されており、このケーブルを介して固体撮像素子を駆動し、また固体撮像素子からの映像信号をプロセッサにまで伝送する。従って、固体撮像素子に接続したケーブルは、超音波振動子に接続したケーブルと共に挿入部内に挿通されているから、固体撮像素子に伝送されるクロックパルス等の信号が超音波振動子から伝送される超音波受信信号に対するノイズ源となる可能性がある。以上のことから、超音波振動子に接続したケーブルを電磁的にシールドする等によってノイズ対策がなされるのが一般的である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、超音波受信信号伝送用のケーブルとして、前述したようなシールドケーブルを用いると、外乱ノイズの取り込みが抑制される。しかしながら、シールドケーブルを用いたとしても、なおノイズの発生を完全に防止することはできない。特に、超音波振動子を直線的に移動させることにより行うメカニカルリニア走査と比較して、超音波振動子を回転駆動するメカニカルラジアル走査を行う時の方がノイズの発生度合いが多いという傾向がある。
【0006】
以上の点に鑑みて、本発明者は鋭意研究を行った結果、超音波振動子を回転駆動する際に、静電気が原因となる静電ノイズが発生することを知見して本発明を完成するに至った。つまり、超音波振動子を遠隔操作で回転駆動するためには、フレキシブルシャフトの先端に超音波振動子を連結するが、このフレキシブルシャフトは一般に金属線材を密着コイル状に巻回してなるものであり、この内部にケーブルが挿通されるが、ケーブルはフレキシブルシャフトに対してある程度の余長を持たせた状態にして挿通させることによって、無理な引っ張り力が作用して断線するのを防止するのが一般的である。そして、フレキシブルシャフトを回転させた時には、当然ケーブルもそれに追従して回転するが、ケーブルに余長を持たせている分だけフレキシブルシャフトと摺動することになる。
【0007】
ケーブルの最外層部分は絶縁被覆であり、この絶縁物であるケーブルの被覆が金属からなるフレキシブルシャフトと摺動することにより生じる静電気がケーブルに対するノイズ源となる。つまり、絶縁被覆がフレキシブルシャフトと摺動することにより滞電した静電気がある瞬間に放電されるが、この静電気の放電時に生じる静電ノイズが信号の伝送時に取り込まれるおそれがある。また、ケーブルは、少なくとも芯線とシールド線とから構成されるが、芯線を絶縁チューブに挿通させる等により芯線とシールド線との間にも絶縁層が介在する構造となっており、フレキシブルシャフトの回転時に、ケーブルがこのフレキシブルシャフトと摺動する際にケーブル自体を捩る方向の力が作用する結果、シールド線と絶縁層との間にも相対摺動が生じることになる。従って、このシールド線と絶縁層との間の相対摺動によっても静電気が発生することになる。しかしながら、シールド線と絶縁層との間の相対摺動による静電気に対しては、従来は何等の対策もなされていなかった。
【0008】
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、超音波振動子に接続したケーブルに静電気が滞電するのを防止して、この静電気によるノイズを生じさせないようにすることにある。
【0009】
【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、スリーブ内に金属線材を密着コイル状に巻回したフレキシブルシャフトを挿通させ、このフレキシブルシャフトの先端に超音波振動子を連結して設け、前記スリーブ内で前記フレキシブルシャフトを軸回りに回転させることによって、前記超音波振動子を回転駆動することによるメカニカルラジアル走査を行うようにした超音波プローブであって、前記フレキシブルシャフト内に前記超音波振動子に接続したケーブルを挿通させ、このケーブルの少なくとも最外層を構成する絶縁被覆の外周面にアース電位とした導電膜を形成する構成としたことをその特徴とするものである。
【0010】
また、ケーブルは1または複数の芯線と1または複数のシールド線と、これら芯線とシールド線との間に絶縁層を介装したものから構成されるが、ケーブルの最外層である絶縁被覆に加えて、さらにこの絶縁層の外周面にもアース電位とした導電膜を設けるようにすると、静電気の発生防止の点、またシールド機能の向上の点からも望ましい。ここで、導電膜は金属箔を巻き付けるようにしたり、表面をコーティングする等の手段で形成でき、例えばカーボンコーティングを施すことによって、薄膜の導電膜を容易に形成できることになる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について説明する。ここで、体腔内に挿入して超音波検査を行うシステムの一例として、例えば図1に示したものがある。同図において、1は超音波プローブ、2は超音波操作ユニット、3は超音波観測装置(図示せず)に着脱可能に接続されるコードである。超音波プローブ1は、例えば内視鏡4の挿入部5に設けた処置具挿通チャンネル6に挿通されるものであり、また超音波操作ユニット2は内視鏡4の本体操作部7に設けた処置具導入部8に固定されるようになっている。
【0012】
超音波プローブ1及び超音波操作ユニット2は、図2に示した構成となっている。超音波プローブ1は可撓性を有するスリーブ10の先端に先端キャップ11を連結して設け、先端キャップ11内には回転基板12に搭載した超音波振動子13が配置されている。回転基板12にはフレキシブルシャフト14が連結して設けられ、このフレキシブルシャフト14はスリーブ10の概略全長に及ぶ長さを有するものである。そして、このフレキシブルシャフト14の基端部は接続コネクタ15に連結して設けられ、この接続コネクタ15はスリーブ10の基端部から所定の長さ突出している。
【0013】
超音波操作ユニット2は、処置具導入部8に着脱可能に取り付けられる取付部16と、この取付部16に連結して設けたケーシング17とを有し、このケーシング17には、超音波プローブ1の接続コネクタ15が着脱可能に接続される回転軸18が設けられている。回転軸18には、一対のプーリ19,20が装着されており、一方のプーリ19には伝達ベルト21を介してモータ22が接続され、また他方のプーリ20には伝達ベルト23を介してエンコーダ24が接続されている。従って、モータ22を回転させると、回転軸18が回転し、この回転が接続コネクタ15に伝達されて、フレキシブルシャフト14がスリーブ10内で軸回りに回転する結果、回転基板12に搭載した超音波振動子13が回転駆動され、かつ所定角度回転する毎に超音波振動子13から超音波の送信が行われ、また体内組織からの反射エコーが受信される。これがメカニカルラジアル走査である。
【0014】
従って、超音波振動子13にはエンコーダ24により検出される所定角度毎に駆動信号が入力されて超音波パルスを送信する。また、体内組織の断層部からの反射エコーが超音波振動子13に取り込まれるが、この受信信号は超音波観測装置に伝送する。このために、超音波振動子13にはケーブル25が接続されており、このケーブル25はフレキシブルシャフト14の内部に挿通されている。ケーブル25の基端部は接続コネクタ15を介して回転軸18に着脱可能に接続される。従って、回転軸18は回転伝達手段であると共に、信号の伝送経路としても機能する。回転軸18はロータリコネクタ26に接続されており、このロータリコネクタ26にはコード3から引き出されたケーブル27が接続されている。従って、コード3側のケーブル27は回転方向には固定され、また超音波振動子13に接続され、この超音波振動子13と共に回転するケーブル25とロータリコネクタ26により相対回転可能に接続される。
【0015】
超音波プローブ1は、内視鏡4の処置具挿通チャンネル6に挿通されるが、この処置具挿通チャンネル6は体腔内における曲がった経路に挿入される挿入部5に設けられているから、超音波プローブ1を体腔内に導いた状態では処置具挿通チャンネル6に追従して任意の方向に曲がることになる。フレキシブルシャフト14はスリーブ10内に、またケーブル25がフレキシブルシャフト14内に挿通されているが、スリーブ10の内径とフレキシブルシャフト14の外径との間、及びフレキシブルシャフト14の内径とケーブル25の外径との間には、それぞれ所定の径差を持たせるようにしている。また、超音波プローブ1の全長は、処置具挿通チャンネル6より長尺であり、通常は2m乃至それ以上の長さを有するものである。
【0016】
以上のことから、スリーブ10内でフレキシブルシャフト14に所定の余長を持たせることによりこのフレキシブルシャフト14を円滑に回転させるようになし、またフレキシブルシャフト14内でもケーブル25にもある程度の余長を持たせるようになし、もって超音波プローブ1が曲げられた状態で作動する際等にケーブル25に張力が作用して断線する等の事態が生じないようにしている。フレキシブルシャフト14はスリーブ10内で軸回りに回転するものであるから、その回転時にフレキシブルシャフト14がスリーブ10の内面に接離する結果、フレキシブルシャフト14が振動して、その内部で余長を持たせた状態で挿通されているケーブル25との間が相互に摺動することになる。
【0017】
図3にフレキシブルシャフト14内に挿通されているケーブル25の構成を示す。ケーブル25は、その中心位置に芯線30が配置されており、この芯線30の周囲は絶縁層31で覆われている。そして、絶縁層31の外周部にはシールド線32が網目状に編成する等により被着されており、さらにこのシールド線32は絶縁被覆33で覆われる。これがケーブル25の基本的構成であり、芯線30とシールド線32とを圧電素子からなる超音波振動子13の両電極に接続して、これらの電極間に所定の電圧を印加すると、超音波の送信が行われ、また超音波振動子13が反射エコーにより振動すると、この超音波振動子13に電圧が発生することになり、この電圧信号が芯線30から取り出される。
【0018】
ここで、絶縁層31の外側表面と、絶縁被覆33の外側表面とには、それぞれカーボンコーティング等からなる導電膜34,35が形成されている。そして、これら両導電膜34,35は共にアース電位となるようにしている。これら導電膜34,35は、例えばディッピング等の手段で形成することができ、従って容易に極めて薄い膜として形成され、全体としてのケーブル25が格別太径化するようなことはない。
【0019】
而して、絶縁層31の外周には、この絶縁層31とは独立のものとして編成等により形成したシールド線32が設けられており、このシールド線32は金属で形成されている。これによって、導電膜34はシールド線32が直接電気絶縁物からなる絶縁層31と接触しないように保持される。また、絶縁被覆33は金属線材を密着コイル状に巻回したフレキシブルシャフト14内に挿通されていることから、その絶縁被覆33が金属からなるフレキシブルシャフト14に直接接触するのを防止するために、絶縁被覆33の外周に導電膜35を積層するようにしている。
【0020】
メカニカルラジアル走査を行うために、超音波振動子13を回転駆動する際には、フレキシブルシャフト14を軸回りに回転させるが、この時には超音波プローブ1の全体が振動することになる。この結果、ケーブル25の外周面とフレキシブルシャフト14の内面との間に摺動が生じることになる。しかしながら、ケーブル25の表面には導電膜35が形成されているので、摺動は導電体同士のものなり、しかも導電膜35はアース電位に保持されている。従って、この摺動する両部材のいずれにも静電気が滞電するおそれはない。また、絶縁層31とシールド線32とは固着関係となっているのではなく、実質的にはシールド線32を絶縁層31に被着させたものであるから、ケーブル25の振動により捩られると、絶縁層31とシールド線32との間に相対的な動きが生じて、相互に摺動することになる。しかしながら、絶縁層31の外表面にも導電膜34が形成され、この導電膜34もアースされているので、シールド線32が直接絶縁層31と摺接することによる静電気の発生を確実に防止できる。
【0021】
さらに、絶縁層31の外表面には導電膜34が、また絶縁被覆33の外表面には導電膜35が形成されているが、これらの間は固着されていることから、ケーブル25に振動や捩れ等が生じたとしても、相対摺動するようなことはなく、静電気が発生することはない。以上のことから、芯線30は、シールド線32に加えて、導電膜34,35により覆われているので、外乱ノイズが取り込まれるのをより確実に防止できる。
【0022】
この結果、フレキシブルシャフト14内に挿通しているケーブル25は2層の薄膜の導電膜34,35を形成するだけで、つまりケーブル25を実質的に太径化することなく、このケーブル25を介して伝送される微弱な信号である超音波反射信号にノイズが生じるのをほぼ完全に防止できる。従って、反射エコー信号に基づいて超音波画像信号を生成する際におけるS/N比の向上が図られて、モニタにこの超音波画像を表示した時に、極めて鮮明な画像となり、検査や診断を正確に行える。
【0023】
ここで、超音波振動子13に接続されるケーブルとしては、図3に示した構成のものの他、図4に示したケーブル40や図5に示したケーブル50等様々な構成のものが用いられる。図4に示したケーブル40は、超音波振動子13の2つの電極に接続される芯線41a,41bを有し、これら両芯線41a,41bは絶縁層42a,42b内に挿通されるが、これらはさらに第2の絶縁層43内に挿通され、この第2の絶縁層43の外周部にシールド線44が設けられるが、この第2の絶縁層43の外周に導電膜45が形成される。さらにシールド線44の外周部には絶縁被覆46が設けられるが、この絶縁被覆46の外面にも導電膜47が積層される。この構成では、超音波振動子として表面積の大きいものを用いる場合に使用される。つまり、芯線41a及び41bは超音波振動子13の両電極に接続されものであり、これにより両電極間に生じる電位差を大きくすることができる。従って、この構成では、シールド線44は電磁シールド機能を発揮させるものである。
【0024】
また、図5に示したケーブル50はシールド強化型のケーブルであって、大きなノイズが発生する環境下で使用する場合等に特に有効に用いられる。即ち、最中心側に設けた芯線51の外側に、第1の絶縁層52、第1のシールド線53、第2の絶縁層54、第2のシールド線55及び絶縁被覆56を順次積層するようにして構成されるが、第1の絶縁層52と第1のシールド線53との間、第2の絶縁層54と第2のシールド線55との間及び絶縁被覆56の外側にそれぞれ導電膜57,58,59を形成する。この場合には、芯線51と第1のシールド線53とが、それぞれ超音波振動子13の両電極に接続される。また、第2のシールド線55は電磁シールド機能を発揮させるためのものである。なお、第1の絶縁層52と第1のシールド線53との間には殆ど摺動する可能性がないので、導電膜57は省略しても良い。
【0025】
【発明の効果】
本発明は、ケーブルの少なくとも外周側における絶縁被覆の外周面にアース電位とした導電膜を形成する構成としたので、ケーブルを格別太径化することなく、超音波振動子に接続したケーブルの電磁シールド機能を向上させると共に、ケーブル自体に静電気が滞電するのを防止でき、もってケーブルを介して伝送される微弱信号である超音波反射エコー信号のノイズを著しく低減させることができて、この超音波反射信号を処理して得られる超音波画像を極めて鮮明なものとすることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態を示す超音波プローブを備えた超音波検査装置の概略構成図である。
【図2】超音波プローブとその超音波操作ユニットとの断面図である。
【図3】第1の実施の形態を示す超音波プローブ用のケーブルの構成説明図である。
【図4】第2の実施の形態を示す超音波プローブ用のケーブルの構成説明図である。
【図5】第3の実施の形態を示す超音波プローブ用のケーブルの構成説明図である。
【符号の説明】
1 超音波プローブ 2 超音波操作ユニット
10 スリーブ 11 先端キャップ
13 超音波振動子 14 フレキシブルシャフト
25,40,50 ケーブル 30,41a,41b,51 芯線
31,42a,42b,43,52,54 絶縁層
32,44,53,55 シールド線
33,46,56 絶縁被覆
34,35,45,47,57〜59 導電膜
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic probe that is inserted into a body cavity or the like and performs ultrasonic inspection by rotationally driving an ultrasonic transducer, and in particular, an ultrasonic wave that prevents electrostatic noise from being taken into the cable. It relates to the probe.
[0002]
[Prior art]
Ultrasound inspection devices include those that transmit ultrasonic signals from the outside of the body epidermis into the body, and those that are guided into the body cavity to transmit and receive ultrasound from the closest location such as the affected area from the inner wall of the body cavity There is something configured to do. There is an ultrasonic endoscope as a representative example of an intracorporeal ultrasonic inspection apparatus, and a small-diameter ultrasonic probe is configured separately from the endoscope, and this ultrasonic probe is used as an endoscope treatment. There is also an ultrasonic probe that is inserted into the body using the instrument insertion channel as a guide means, that is, inserted transendoscopically.
[0003]
In any case, in the ultrasonic inspection apparatus inserted into the body cavity, while the ultrasonic transducer is rotationally driven, an ultrasonic pulse is transmitted toward the body at a predetermined angle and reflected from a tomographic part in the body. Some are configured to perform so-called mechanical radial ultrasonic scanning in which echoes are acquired. In performing mechanical radial ultrasonic scanning, there is one configured to rotationally drive an ultrasonic transducer by remote operation. This operation is generally performed using a control cable. The control cable has a structure in which a flexible shaft is inserted into a flexible sleeve, an ultrasonic vibrator is connected to the distal end of the flexible shaft, and a driving means such as a motor is connected to the proximal end portion. It is. When the flexible shaft is driven to rotate around the axis within the sleeve by this driving means, this rotation is transmitted to the tip, and the ultrasonic transducer rotates. A cable is connected to apply a drive signal to the ultrasonic transducer and to extract a reflected echo signal received by the ultrasonic transducer to the outside. This cable is connected to the ultrasonic observation apparatus through a rotary connector or the like in the middle, and the ultrasonic observation apparatus processes ultrasonic signals such as an ultrasonic transmission / reception circuit and a scan converter. A circuit for generating an ultrasonic image is provided.
[0004]
The ultrasonic reception signal is a very weak signal. Therefore, when transmitting this weak ultrasonic reception signal to the ultrasonic observation apparatus, even if a small amount of noise is captured, the image quality of the ultrasonic image is greatly affected. Arise. Whether it is an ultrasonic endoscope or an ultrasonic probe inserted transendoscopically, in the case of an electronic endoscope using a solid-state imaging device as an observation means of the endoscope, an insertion portion A cable for transmitting / receiving a signal to / from a solid-state image pickup device attached to the tip of the solid-state image pickup device is connected. The solid-state image pickup device is driven via this cable, and a video signal from the solid-state image pickup device is transmitted to the processor. Accordingly, since the cable connected to the solid-state imaging device is inserted into the insertion portion together with the cable connected to the ultrasonic transducer, a signal such as a clock pulse transmitted to the solid-state imaging device is transmitted from the ultrasonic transducer. There is a possibility of becoming a noise source for the ultrasonic reception signal. From the above, noise countermeasures are generally taken by electromagnetically shielding the cable connected to the ultrasonic transducer.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when a shielded cable as described above is used as a cable for transmitting ultrasonic reception signals, disturbance noise can be prevented from being captured. However, even if a shielded cable is used, the generation of noise cannot be completely prevented. In particular, compared to mechanical linear scanning performed by linearly moving the ultrasonic transducer, there is a tendency that noise is generated more frequently when performing mechanical radial scanning that rotationally drives the ultrasonic transducer. .
[0006]
In view of the above points, the present inventor completed the present invention by knowing that electrostatic noise is generated due to static electricity when the ultrasonic vibrator is rotationally driven as a result of earnest research. It came to. In other words, in order to rotationally drive the ultrasonic vibrator by remote control, the ultrasonic vibrator is connected to the tip of the flexible shaft, and this flexible shaft is generally formed by winding a metal wire in a close coil shape. The cable is inserted inside, but the cable is inserted with a certain length of the flexible shaft in order to prevent disconnection due to excessive pulling force. It is common. When the flexible shaft is rotated, the cable naturally follows the rotation, but slides with the flexible shaft as much as the cable has an extra length.
[0007]
The outermost layer portion of the cable is an insulation coating, and static electricity generated when the insulation of the cable, which is an insulator, slides on a flexible shaft made of metal becomes a noise source for the cable. That is, although the insulation coating slides on the flexible shaft, it is discharged at the moment when there is static electricity that is stagnant, but there is a possibility that electrostatic noise generated at the time of discharging the static electricity is taken in at the time of signal transmission. The cable is composed of at least a core wire and a shield wire, and the insulation layer is interposed between the core wire and the shield wire by inserting the core wire through an insulating tube, etc. Sometimes, when the cable slides with the flexible shaft, a force in the direction of twisting the cable itself acts, resulting in relative sliding between the shield wire and the insulating layer. Accordingly, static electricity is also generated by the relative sliding between the shield wire and the insulating layer. However, conventionally, no countermeasure has been taken against static electricity caused by relative sliding between the shield wire and the insulating layer.
[0008]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to prevent static electricity from stagnating in a cable connected to an ultrasonic vibrator and to prevent noise caused by this static electricity. There is in doing so.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a sleeve in which a flexible shaft in which a metal wire is wound in a close coil shape is inserted into a sleeve, and an ultrasonic vibrator is connected to the tip of the flexible shaft. An ultrasonic probe that performs mechanical radial scanning by rotating the ultrasonic transducer by rotating the flexible shaft around the axis, wherein the ultrasonic transducer is inserted into the flexible shaft. The cable is inserted into a cable, and a conductive film having a ground potential is formed on the outer peripheral surface of the insulating coating constituting at least the outermost layer of the cable.
[0010]
The cable is composed of one or a plurality of core wires, one or a plurality of shield wires, and an insulating layer interposed between the core wires and the shield wires, but in addition to the insulation coating that is the outermost layer of the cable. Further, it is desirable to provide a conductive film having a ground potential on the outer peripheral surface of the insulating layer from the viewpoint of preventing the generation of static electricity and improving the shielding function. Here, the conductive film can be formed by means such as winding a metal foil or coating the surface. For example, by applying carbon coating, a thin conductive film can be easily formed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. Here, as an example of a system for performing an ultrasonic examination by being inserted into a body cavity, there is one shown in FIG. In the figure, 1 is an ultrasonic probe, 2 is an ultrasonic operation unit, and 3 is a cord that is detachably connected to an ultrasonic observation apparatus (not shown). For example, the ultrasonic probe 1 is inserted into a treatment instrument insertion channel 6 provided in the insertion part 5 of the endoscope 4, and the ultrasonic operation unit 2 is provided in the main body operation part 7 of the endoscope 4. It is fixed to the treatment instrument introduction part 8.
[0012]
The ultrasonic probe 1 and the ultrasonic operation unit 2 have the configuration shown in FIG. The ultrasonic probe 1 is provided by connecting a distal end cap 11 to the distal end of a flexible sleeve 10, and an ultrasonic transducer 13 mounted on a rotating substrate 12 is disposed in the distal end cap 11. A flexible shaft 14 is connected to the rotary substrate 12, and the flexible shaft 14 has a length that covers the entire length of the sleeve 10. The base end portion of the flexible shaft 14 is connected to the connection connector 15, and the connection connector 15 protrudes from the base end portion of the sleeve 10 by a predetermined length.
[0013]
The ultrasonic operation unit 2 includes an attachment portion 16 that is detachably attached to the treatment instrument introduction portion 8, and a casing 17 that is connected to the attachment portion 16, and the casing 17 includes the ultrasonic probe 1. A rotating shaft 18 is provided to which the connecting connector 15 is detachably connected. A pair of pulleys 19 and 20 are mounted on the rotary shaft 18, and a motor 22 is connected to one pulley 19 via a transmission belt 21, and an encoder is connected to the other pulley 20 via a transmission belt 23. 24 is connected. Therefore, when the motor 22 is rotated, the rotating shaft 18 is rotated, and this rotation is transmitted to the connection connector 15, and the flexible shaft 14 rotates around the axis in the sleeve 10, and as a result, the ultrasonic wave mounted on the rotating substrate 12. Each time the vibrator 13 is driven to rotate and rotates by a predetermined angle, ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic vibrator 13 and reflected echoes from the body tissue are received. This is mechanical radial scanning.
[0014]
Accordingly, a drive signal is input to the ultrasonic transducer 13 at every predetermined angle detected by the encoder 24, and an ultrasonic pulse is transmitted. In addition, a reflected echo from a tomographic part of the body tissue is taken into the ultrasonic transducer 13, and this received signal is transmitted to the ultrasonic observation apparatus. For this purpose, a cable 25 is connected to the ultrasonic transducer 13, and the cable 25 is inserted into the flexible shaft 14. The base end portion of the cable 25 is detachably connected to the rotary shaft 18 via the connection connector 15. Therefore, the rotating shaft 18 functions as a rotation transmission means and also functions as a signal transmission path. The rotary shaft 18 is connected to a rotary connector 26, and a cable 27 drawn from the cord 3 is connected to the rotary connector 26. Accordingly, the cable 27 on the cord 3 side is fixed in the rotational direction, is connected to the ultrasonic transducer 13, and is connected to the cable 25 that rotates together with the ultrasonic transducer 13 and the rotary connector 26 so as to be relatively rotatable.
[0015]
The ultrasonic probe 1 is inserted into the treatment instrument insertion channel 6 of the endoscope 4. The treatment instrument insertion channel 6 is provided in the insertion portion 5 that is inserted into a curved path in the body cavity. In a state where the sonic probe 1 is guided into the body cavity, it bends in an arbitrary direction following the treatment instrument insertion channel 6. The flexible shaft 14 is inserted into the sleeve 10 and the cable 25 is inserted into the flexible shaft 14. The flexible shaft 14 is inserted between the inner diameter of the sleeve 10 and the outer diameter of the flexible shaft 14, and between the inner diameter of the flexible shaft 14 and the outer side of the cable 25. A predetermined difference in diameter is provided between each diameter. The total length of the ultrasonic probe 1 is longer than that of the treatment instrument insertion channel 6, and usually has a length of 2 m or more.
[0016]
From the above, by giving the flexible shaft 14 a predetermined extra length in the sleeve 10, the flexible shaft 14 is smoothly rotated, and a certain extra length is provided in the flexible shaft 14 and the cable 25. Therefore, when the ultrasonic probe 1 is operated in a bent state, the cable 25 is not broken due to tension applied to the cable 25. Since the flexible shaft 14 rotates around the axis in the sleeve 10, the flexible shaft 14 vibrates and contacts with the inner surface of the sleeve 10 during the rotation, so that the flexible shaft 14 vibrates and has an extra length inside. The cable 25 that is inserted in this state slides with each other.
[0017]
FIG. 3 shows the configuration of the cable 25 inserted through the flexible shaft 14. The cable 25 has a core wire 30 disposed at the center thereof, and the periphery of the core wire 30 is covered with an insulating layer 31. A shield wire 32 is attached to the outer peripheral portion of the insulating layer 31 by knitting in a mesh shape, and the shield wire 32 is further covered with an insulating coating 33. This is the basic configuration of the cable 25. When the core wire 30 and the shield wire 32 are connected to both electrodes of the ultrasonic transducer 13 made of piezoelectric elements, and a predetermined voltage is applied between these electrodes, the ultrasonic wave When transmission is performed and the ultrasonic vibrator 13 is vibrated by the reflected echo, a voltage is generated in the ultrasonic vibrator 13, and this voltage signal is taken out from the core wire 30.
[0018]
Here, conductive films 34 and 35 made of carbon coating or the like are formed on the outer surface of the insulating layer 31 and the outer surface of the insulating coating 33, respectively. Both the conductive films 34 and 35 are set to the ground potential. These conductive films 34 and 35 can be formed by means such as dipping, for example, and therefore are easily formed as extremely thin films, and the cable 25 as a whole does not have a particularly large diameter.
[0019]
Thus, a shield wire 32 formed by knitting or the like that is independent of the insulating layer 31 is provided on the outer periphery of the insulating layer 31, and the shield wire 32 is formed of metal. Accordingly, the conductive film 34 is held so that the shield wire 32 does not directly contact the insulating layer 31 made of an electrical insulator. In addition, since the insulating coating 33 is inserted into the flexible shaft 14 in which the metal wire is wound in a close-contact coil shape, in order to prevent the insulating coating 33 from coming into direct contact with the flexible shaft 14 made of metal, A conductive film 35 is laminated on the outer periphery of the insulating coating 33.
[0020]
In order to perform mechanical radial scanning, when the ultrasonic transducer 13 is rotationally driven, the flexible shaft 14 is rotated around the axis. At this time, the entire ultrasonic probe 1 vibrates. As a result, sliding occurs between the outer peripheral surface of the cable 25 and the inner surface of the flexible shaft 14. However, since the conductive film 35 is formed on the surface of the cable 25, the sliding is between the conductors, and the conductive film 35 is held at the ground potential. Therefore, there is no possibility that static electricity is stagnated in any of the sliding members. In addition, the insulating layer 31 and the shield wire 32 are not in a fixed relationship, but are substantially formed by attaching the shield wire 32 to the insulating layer 31. A relative movement occurs between the insulating layer 31 and the shield wire 32, and they slide on each other. However, since the conductive film 34 is also formed on the outer surface of the insulating layer 31 and this conductive film 34 is also grounded, it is possible to reliably prevent the generation of static electricity due to the shield wire 32 being in direct contact with the insulating layer 31.
[0021]
In addition, a conductive film 34 is formed on the outer surface of the insulating layer 31 and a conductive film 35 is formed on the outer surface of the insulating coating 33. Even if twisting or the like occurs, there is no relative sliding and static electricity is not generated. From the above, since the core wire 30 is covered with the conductive films 34 and 35 in addition to the shield wire 32, it is possible to more reliably prevent disturbance noise from being captured.
[0022]
As a result, the cable 25 inserted into the flexible shaft 14 only forms the two thin film conductive films 34 and 35, that is, the cable 25 does not substantially increase in diameter and passes through the cable 25. Thus, it is possible to almost completely prevent noise from being generated in the ultrasonic reflected signal, which is a weak signal transmitted in this manner. Therefore, the S / N ratio is improved when the ultrasonic image signal is generated based on the reflected echo signal, and when this ultrasonic image is displayed on the monitor, the image becomes extremely clear and accurate examination and diagnosis can be performed. Can be done.
[0023]
Here, as the cable connected to the ultrasonic transducer 13, various configurations such as the cable 40 shown in FIG. 4 and the cable 50 shown in FIG. 5 are used in addition to the configuration shown in FIG. . The cable 40 shown in FIG. 4 has core wires 41a and 41b connected to two electrodes of the ultrasonic vibrator 13, and both the core wires 41a and 41b are inserted into the insulating layers 42a and 42b. Is further inserted into the second insulating layer 43, and a shield wire 44 is provided on the outer periphery of the second insulating layer 43. A conductive film 45 is formed on the outer periphery of the second insulating layer 43. Further, an insulating coating 46 is provided on the outer periphery of the shield wire 44, and a conductive film 47 is also laminated on the outer surface of the insulating coating 46. This configuration is used when an ultrasonic transducer having a large surface area is used. That is, the core wires 41a and 41b are connected to both electrodes of the ultrasonic transducer 13, thereby increasing the potential difference generated between both electrodes. Therefore, in this configuration, the shield wire 44 exhibits an electromagnetic shielding function.
[0024]
Further, the cable 50 shown in FIG. 5 is a shield-reinforced cable, and is particularly effective when used in an environment where large noise occurs. That is, the first insulating layer 52, the first shield wire 53, the second insulating layer 54, the second shield wire 55, and the insulating coating 56 are sequentially laminated on the outer side of the core wire 51 provided on the most central side. The conductive film is formed between the first insulating layer 52 and the first shield line 53, between the second insulating layer 54 and the second shield line 55, and outside the insulating coating 56. 57, 58, 59 are formed. In this case, the core wire 51 and the first shield wire 53 are connected to both electrodes of the ultrasonic transducer 13, respectively. The second shield wire 55 is for exhibiting an electromagnetic shield function. Note that the conductive film 57 may be omitted because there is almost no possibility of sliding between the first insulating layer 52 and the first shield line 53.
[0025]
【The invention's effect】
In the present invention, since the conductive film having the ground potential is formed on the outer peripheral surface of the insulation coating at least on the outer peripheral side of the cable, the electromagnetic wave of the cable connected to the ultrasonic vibrator is not increased in diameter. In addition to improving the shielding function, it is possible to prevent static electricity from stagnating in the cable itself, thereby significantly reducing the noise of the ultrasonic echo signal that is a weak signal transmitted through the cable. There is an effect that the ultrasonic image obtained by processing the sound wave reflection signal can be made extremely clear.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ultrasonic inspection apparatus provided with an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an ultrasonic probe and its ultrasonic operation unit.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration of a cable for an ultrasonic probe showing the first embodiment;
FIG. 4 is a configuration explanatory diagram of a cable for an ultrasonic probe showing a second embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a configuration of an ultrasonic probe cable according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic probe 2 Ultrasonic operating unit 10 Sleeve 11 Tip cap 13 Ultrasonic vibrator 14 Flexible shaft 25, 40, 50 Cable 30, 41a, 41b, 51 Core wire 31, 42a, 42b, 43, 52, 54 Insulating layer 32 , 44, 53, 55 Shield wire 33, 46, 56 Insulation coating 34, 35, 45, 47, 57-59 Conductive film

Claims (3)

スリーブ内に金属線材を密着コイル状に巻回したフレキシブルシャフトを挿通させ、このフレキシブルシャフトの先端に超音波振動子を連結して設け、前記スリーブ内で前記フレキシブルシャフトを軸回りに回転させることによって、前記超音波振動子を回転駆動することによるメカニカルラジアル走査を行うようにした超音波プローブにおいて、
前記フレキシブルシャフト内に前記超音波振動子に接続したケーブルを挿通させ、このケーブルの少なくとも最外層を構成する絶縁被覆の外周面にアース電位とした導電膜を形成する構成としたことを特徴とする超音波プローブ。
By inserting a flexible shaft in which a metal wire is wound into a close coil into the sleeve, and connecting an ultrasonic vibrator to the tip of the flexible shaft, and rotating the flexible shaft around the axis in the sleeve In the ultrasonic probe adapted to perform mechanical radial scanning by rotationally driving the ultrasonic transducer,
A cable connected to the ultrasonic vibrator is inserted into the flexible shaft, and a conductive film having a ground potential is formed on the outer peripheral surface of the insulating coating constituting at least the outermost layer of the cable. Ultrasonic probe.
前記ケーブルは1または複数の芯線と1または複数のシールド線と、これら芯線とシールド線との間に絶縁層を介装したものからなり、さらにこの絶縁層の外周面にもアース電位とした導電膜を設け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。  The cable is composed of one or more core wires, one or more shield wires, and an insulating layer interposed between the core wires and the shield wire. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein a film is provided. 前記導電膜はカーボンコーティングからなるものである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。  The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the conductive film is made of a carbon coating.
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