JP3925098B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、体腔内への挿入部の先端に設けられ、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少なくとも２つの異なる駆動モードで回転させることができるようにした超音波診断装置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６−２６１９０３号公報に示されているように、従来から知られている。
【０００３】
この種、マルチプレーン式の超音波プローブは、挿入部と本体操作部とを備え、挿入部の先端に電子走査を行うために、短冊状の超音波振動子を多数配列することにより構成される超音波トランスデューサを設けている。超音波トランスデューサは、その送受信面を円形に形成し、この送受信面と直交する方向に回転軸を設けて、この回転軸をその軸回りに回転させることによって超音波トランスデューサの送受信面を回転させることができるように構成している。
【０００４】
このように構成される超音波トランスデューサはリニアまたはセクタ走査を行うものであり、従って体内組織に関する情報として、超音波振動子の並び方向の断層像を取得するものである。そして、回転軸を回転させながら超音波走査を行うことによって、マルチプレーン超音波走査を行うことによって、体内における円柱状または円錐状の組織断層データを取得することができる。従って、得られたデータを画像処理することによって体内組織についての３次元画像を生成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したマルチプレーン式の超音波プローブにおいて、超音波トランスデューサを回転駆動しながら超音波走査を行うようになし、この超音波トランスデューサを１８０°回転させる間に所定数の超音波断層像を取得することによって、前述した体内組織の３次元画像を取得できるが、このためには超音波トランスデューサを均一な回転速度で回転させ、かつ回転速度もできるだけ速くするのが望ましい。一方、超音波トランスデューサの作動により得られる体内組織の断層に関して、２次元画像データを取得して診断を行う場合においても、挿入部を動かさずに、体内組織の断層位置を変えるために、超音波トランスデューサを回転させることもある。この場合には、超音波トランスデューサを低速で回転させ、好ましくは所定の角度毎のステッピング動作で回転するのが望ましい。しかしながら、前述した従来技術においては、超音波トランスデューサの回転を高速、低速に切り換えたり、また連続回転と間欠回転とに切り換えたりするように構成されてはいなかった。このために、超音波トランスデューサにより超音波走査を行う際に、この超音波トランスデューサを回転させる目的等によっては、その回転制御性が悪いという欠点があった。
【０００６】
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、超音波トランスデューサを２種類の作動モードで回転駆動できるようになし、しかもこの作動モードの切り換えを極めて容易に、しかも安定した状態で行えるようにすることにある。
【０００７】
【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、本体操作部に連結した挿入部の先端に、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可能に装着し、この超音波トランスデューサに一対の操作ワイヤを連結し、これらの操作ワイヤを前記本体操作部内に延在させて、電動モータにより回転駆動される回転部材に巻回させて、この電動モータにより前記超音波トランスデューサを回転駆動するものであって、前記本体操作部に設けられ、前記電動モータを、非作動状態と、第１の作動モードと、第２の作動モードとの間に作動モードを切り換えるために、それぞれ弾性変形可能な第１，第２のばね状接点と、固定接点とを備えたスイッチユニットと、前記本体操作部のケーシングから突出させて設けられ、前記スイッチユニットの第１のばね状接点と第２のばね状接点とを当接させる１段目の押圧ストロークと、これら両ばね状接点を当接させた状態で、第２のばね状接点を固定接点に当接させる２段目の押圧ストロークとの２段押し操作が可能な操作ユニットとを備え、前記操作ユニットは、第１，第２のばね状接点を押圧する作動ロッドと、この作動ロッドを直進方向に変位するようにガイドするロッドガイド部材と、前記作動ロッドの上部を覆い、前記作動ロッドを押圧操作するための弾性操作部材とからなり、かつこれら弾性操作部材と作動ロッドとの接離部の少なくとも一方側には、球面形状となり、前記作動ロッドを前記ロッドガイドによるガイド方向に直進移動させるための調芯部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。
【０００８】
ここで、電動モータによる超音波トランスデューサの作動モードとしては、例えば超音波トランスデューサをステップ的に回転させる第１の作動モードと、この超音波トランスデューサを連続回転させる第２の作動モードとすることができる。また、これ以外にも、例えば超音波トランスデューサを高速回転させる第１の作動モードと、この超音波トランスデューサを低速回転させる第２の作動モードとすることができる。作動ロッドを直進方向にガイドするために設けられる調芯部の構成としては、作動ロッドの上端部に連設され、弾性操作部材側に向けて凸球面状となった押圧部で構成したり、また弾性操作部材に固定して設けられ、作動ロッドに接離する鋼球から構成する等としても良い。さらに、ロッドガイド部材には、弾性操作部材による作動ロッドの１段目の押圧時と２段目の押圧時との間に操作感触に差を持たせるように構成するのが望ましい。このためには、例えばロッドガイド部材には、２段目の押圧ストローク時に弾性変形する押し込み抵抗発生部を設ければ良い。
【０００９】
さらに、第２の発明としては、操作者が把持可能に構成された本体操作部と、前記本体操作部に接続され、体腔内に挿入可能に構成された挿入部と、前記挿入部の先端に回転可能に装着され、複数の超音波振動子を列設することにより電子走査が行われる超音波トランスデューサと、前記超音波トランスデューサを回転駆動する電動モータと、前記本体操作部に並べて設けられ、押圧によるストローク量に応じて少なくとも３つの状態を検出する２個のスイッチと、前記スイッチの検出状態に応じて、非作動状態、第１の動作モード、第２の動作モードの間で動作モードを切り換えて前記電動モータを駆動するモータ制御手段とからなり、前記電動モータは前記超音波トランスデューサを１８０°以上、３６０°以下の角度を回転駆動するものであり、前記２個のスイッチは前記超音波トランスデューサを異なる方向に回転駆動するものであり、これら各スイッチは、それぞれ弾性変形可能な第１，第２のばね状接点と、固定接点とを備えたスイッチユニットと、前記本体操作部のケーシングから突出させて設けられ、前記スイッチユニットの第１のばね状接点と第２のばね状接点とを当接させる１段目の押圧ストロークと、これら両ばね状接点を当接させた状態で、第２のばね状接点を固定接点に当接させる２段目の押圧ストロークとの２段押し操作が可能な操作ユニットとを備え、この操作ユニットは、第１，第２のばね状接点を押圧する作動ロッドと、この作動ロッドを直進方向に変位するようにガイドするロッドガイド部材と、前記作動ロッドの上部を覆い、前記作動ロッドを押圧操作するための弾性操作部材とからなり、かつこれら弾性操作部材と作動ロッドとの接離部の少なくとも一方側には、球面形状となり、前記作動ロッドを前記ロッドガイドによるガイド方向に直進移動させるための調芯部を形成したものから構成され、前記第１の動作モードは、前記超音波トランスデューサを、その方向を調整可能とするために、ステップ回転させる作動モードであり、また前記第２の動作モードは、３次元超音波画像を取得するために、前記超音波トランスデューサを一方向とそれとは反対方向に連続回転させるものであることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。まず、図１に超音波プローブの全体構成を模式的に示す。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、基端側から順に軟性部１ａ，アングル部１ｂ及び先端硬質部１ｃとなっている。このように構成される挿入部１において、その軟性部１ａの基端部は、術者等が手で把持する本体操作部２が連結して設けられる。
【００１１】
超音波トランスデューサ１０は先端硬質部１ｃに設けられており、アングル部１ｂはこの先端硬質部１ｃ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１ａ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１ａの基端部に本体操作部２が連設されている。また、本体操作部２からはコード３が延在されており、このコード３の端部には、コネクタ部４が設けられる。コード３は、超音波トランスデューサ１０に接続した信号ケーブルを図示しない超音波観測装置に接続するためのものである。
【００１２】
図２に示したように、超音波トランスデューサ１０は電子走査を行うものであり、短冊状の超音波振動子１０ａ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１０を構成する各超音波振動子１０ａを順次駆動すると、その並び方向にリニア電子走査することができ、また各超音波振動子１０ａの駆動タイミングを調整することによって、セクタ電子走査を行える。従って、この電子走査により、超音波トランスデューサ１０が対面する体内組織の断層像が得られるが、この超音波断層像は、図２に示した断層面Ｐのものとなる。
【００１３】
挿入部１を動かすことなく超音波トランスデューサ１０の走査で得られる断層面を変えるために、超音波トランスデューサ１０は、その送受信面の中心Ｏを中心として水平方向に回転可能としている。従って、この超音波断層面は図２の矢印方向に回転させることができ、超音波トランスデューサ１０を少なくとも１８０°回転させ、この間に所定角度毎に超音波走査を行えば、体内を円柱状（リニア走査の場合）または円錐状（セクタ走査の場合）の範囲にわたって立体的に把握できる３次元組織断層情報を取得できる。
【００１４】
超音波トランスデューサ１０は、図３に示したように、先端硬質部１ｃを構成するケーシング５内に設けられている。このケーシング５の一側面は開口しており、この開口部には、超音波の透過性が良好な部材で形成した音響窓６が装着されている。ケーシング５内に装着されている超音波トランスデューサ１０は積層構造のものから構成される。最下層はバッキング材１１であり、このバッキング材１１上に圧電素子からなる超音波振動子１０ａが積層される。また、超音波振動子１０ａ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。バッキング材１１は回転体１４上に固着されている。音響レンズ１３は音響窓６に臨んでおり、音響窓６とケーシング５との間及びケーシング５と音響レンズ１３との間にはシール部材７が装着されて、音響レンズ１３と音響窓６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。図示した音響レンズ１３は凸曲面形状となっているが、多数設けた超音波振動子１０ａは実質的に同一平面となるように配列されており、従って以下の説明では、この平面を超音波の送受信面という。
【００１５】
超音波トランスデューサ１０を回転させるために、回転体１４は回転軸１５に回転自在に支承されている。回転軸１５は、超音波トランスデューサ１０の送受信面と直交する方向に延在されて、ケーシング５に固定的に保持されている。回転体１４は本体操作部２から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には一対の操作ワイヤ１６，１６が連結されており、一方の操作ワイヤを引っ張り、他方の操作ワイヤを押し出すことによって、回転体１４を回転させることができる。その結果、超音波トランスデューサ１０を、その送受信面と直交する方向に回転駆動することができ、もって超音波走査による体内組織の断層面を回転方向に変えることができる。
【００１６】
超音波トランスデューサ１０を構成する各超音波振動子１０ａにはそれぞれ信号ケーブル１７が接続されており、これら信号ケーブル１７は挿入部１から本体操作部２を経てコード３内に延在されて、コネクタ部４にまで引き回される。多数の信号ケーブル１７は、少なくとも挿入部１内では可撓性のあるチューブ１８内に挿通されている。これによって、アングル部１ｂを湾曲させた時等に各信号ケーブル１７が絡み合ったり、湾曲操作ワイヤ等と擦れあったりするのを防止している。また、操作ワイヤ１６は少なくとも挿入部１内では、可撓性スリーブとしての密着コイル１９内に挿通されてコントロールケーブルを構成する。
【００１７】
一対からなる操作ワイヤ１６，１６は本体操作部２内で押し引き操作されるようになっている。このために、本体操作部２に回転操作機構が設けられる。この回転操作機構の構成を図４及び図５に示す。
【００１８】
回転操作機構はプーリアセンブリ２０と、このプーリアセンブリ２０を回転駆動するための電動モータ２１とを有するものである。プーリアセンブリ２０は、図４から明らかなように、プーリ２２を備え、プーリ２２はプーリハウジング２３内に回転可能に装着されている。プーリハウジング２３には、２つのワイヤ通路が形成されており、これら各ワイヤ通路路には、一対からなる操作ワイヤ１６がそれぞれ挿通されている。そして、これら各操作ワイヤ１６は所定角度分だけプーリ２２に巻回されている。従って、プーリ２２を回転させると、一方の操作ワイヤが引き込まれ、他方の操作ワイヤが繰り出されることになる結果、超音波トランスデューサ１０を装着した回転体１４が遠隔操作で回転駆動される。電動モータ２１の出力軸２１ａには傘歯車２４が連結して設けられ、またプーリ２２の入力軸２２ａにも傘歯車２５が連結されている。これら両傘歯車２４，２５は相互に噛合しており、電動モータ２１を駆動すると、傘歯車２４，２５の噛合によりプーリ２２に動力が伝達されて、このプーリ２２が回転駆動される。
【００１９】
本体操作部２のケーシング内には支持板２６が設けられており、プーリアセンブリ２０は、この支持板２６の一側面に設けられ、また電動モータ２１は支持板２６の他側面に取り付けられている。電動モータ２１からプーリ２２への回転力の伝達に傘歯車２４，２５とからなる傘歯車伝達手段を用いたのは、回転力の伝達方向を９０°方向転換させるためである。
【００２０】
図６に示したように、本体操作部２の側面にはスイッチが設けられている。図６に示した例では、４個のスイッチ２７〜３０が取り付けられている。これらのうち、例えばスイッチ２７は超音波トランスデューサ１０を右方向に回転させるものであり、またスイッチ２８は左回転させるためのものである。さらに、スイッチ２９は画像フリーズ制御用のものであり、スイッチ３０は３次元画像用のスイッチである。そして、本体操作部２内には、図４に示したように、スイッチ制御基板３１とモータ制御基板３２とが設けられている。なお、３３は超音波トランスデューサ１０の受信信号を処理するエコーブースタである。
【００２１】
スイッチ２７〜３０のうち、スイッチ２９，３０はＯＦ，ＯＦＦ制御するものであり、スイッチ２９，３０を押し込むと、それらがＯＮして、超音波画像モニタに表示されている超音波画像がフリーズしたり、また超音波トランスデューサ１０を回転しながら走査して得られた所定枚数の超音波画像に基づいて３次元超音波画像が表示されることになる。
【００２２】
一方、超音波トランスデューサ１０を左右方向に回転駆動するためのスイッチ２７，２８は２段スイッチとなっており、これらのスイッチ２７，２８を１段目として押し込むと、第１の作動モードで、つまり超音波トランスデューサ１０が所定角度毎に間欠的に回転する、所謂ステップ回転モードで作動する。また、２段目まで押し込むと、第２の作動モード、即ち超音波トランスデューサ１０が連続回転する、連続回転モードで作動する。ここで、１段目と２段目とでは、電動モータ２１の駆動態様が変化するものであり、ステップ回転モードと連続回転モードとの間に変化するものだけでなく、例えば低速回転モードと高速回転モード等というように、他の態様の変化を持たせるように構成することもできる。
【００２３】
以上のように、スイッチ２７，２８は２段押し操作により超音波トランスデューサ１０を非作動状態と、第１の作動モードによる作動状態と、第２の作動モードによる作動状態とに切り換えるものである。そして、スイッチ２７は超音波トランスデューサ１０を一方向に回転させ、スイッチ２８は反対方向に回転させるものである。従って、これらスイッチ２７，２８は全く同じ構造のものとなっている。従って、以下の説明では、スイッチ２７の構成を図７乃至図１０に基づいて具体的に説明する。
【００２４】
図７及び図８にはスイッチ２７の全体構成を示し、図９及び図１０にはそのスイッチボックスの構造を示す。まず、図７及び図８において、４０はスイッチボックス、４１はスイッチ基板であり、これらでスイッチユニットが構成される。このスイッチユニットはスイッチホルダ４２に装着される。また、４３は作動ロッド、４４はスライドガイド、４５は弾性操作部材であり、これらによって操作ユニットが構成される。
【００２５】
まず、スイッチボックス４０は、図９及び図１０に示したように、四角形のボックスからなり、その内部には、３つの接点４６〜４８が装着されており、これら各接点４６〜４８は、スイッチボックス４０の外周部に設けた端子４９〜５１に接続されている。なお、もう１つ設けた端子５２はグランド端子である。接点４８はスイッチボックス４０の底面の概略中央位置に設けられており、接点４７は凸湾曲形状をしたばね状接点であり、この接点４７は接点４８の上部を覆っている。さらに、接点４６は接点４７より曲率半径の大きい凸湾曲形状のばね状接点であり、この接点４６の外周縁部は接点４７上に絶縁部材５３を介して積層されている。そして、スイッチボックス４０の上部は弾性シート５４により密閉されている。なお、弾性シート５４は接点４６〜４８間等に塵埃等が入り込むのを防止するためのものであって、スイッチ全体が気密に保持されておれば、この弾性シートを装着する必要はない。
【００２６】
弾性シート５４を上方から押圧すると、この弾性シート５４が撓んで、まず第１段目として、接点４６が弾性変形して接点４７と当接し、その結果端子４９，５０間が電気的に導通する。弾性シート５４をさらに押し込むと、両接点４６，４７が共に弾性変形することになり、第２段目として、接点４７が接点４８と当接することになるために、端子４９，５０，５１間が電気的に導通する。従って、第１段目の作動時には、電動モータ２１が駆動されて、超音波トランスデューサ１０を所定角度毎に間欠的に回転するステップ回転モードとなり、また第２段目の作動時には、電動モータ２１により超音波トランスデューサ１０が連続回転する連続回転モードとなるように制御される。そして、スイッチボックス４０はスイッチ基板４１に搭載されており、このスイッチ基板４１と本体操作部２内のスイッチ制御基板３１との間は接点と同数設けたケーブル５５とワイヤリング５５ａを介して電気的に接続され（図８参照）、さらにこのスイッチ制御基板３１はモータ制御基板３２に接続されており、このモータ制御基板３２により電動モータ２１が駆動されることになる。
【００２７】
スイッチボックス４０とスイッチ基板４１とは相対的に位置決めされた状態にして装着される。このために、スイッチボックス４０の下面に２箇所の位置決め突起４０ａを設け、またスイッチ基板４１には２箇所の凹部４１ａが形成されており、スイッチボックス４０をスイッチ基板４１上に載置して、位置決め突起４０ａをスイッチ基板４１の凹部４１ａに嵌合させることによって、両者は相対的に位置決めした状態に組み込まれる。
【００２８】
スイッチボックス４０とスイッチ基板４１とからなるユニットは、スイッチホルダ４２内に挿入される。また、スイッチホルダ４２内にスライドガイド４４が装着される。スライドガイド４４はスイッチ基板４１の上面に当接しており、またその肩部はスイッチホルダ４２の上端に設けたフランジ部４２ａに当接している。そして、スイッチホルダ４２の下端部にはリングナット５６が螺合されるようになっており、このリングナット５６とスイッチホルダ４２の上部に設けた内向きのフランジ部４２ａとの間に、スイッチ基板４１，スイッチボックス４０及びスライドガイド４４が挾持されるように組み付けられる。
【００２９】
スライドガイド４４はその中心部に上下方向に貫通するガイド孔４４ａが形成されており、このガイド孔４４ａ内に作動ロッド４３が挿嵌されている。ここで、作動ロッド４３の配設位置は、スイッチボックス４０における接点４８の上部位置であり、凸湾曲形状となった接点４６，４７の最突出部に対応する位置である。従って、図１０に示したように、常時には、スイッチボックス４０の弾性シート５４と当接しており、この状態から、ストロークＳａだけ押圧すると、接点４６，４７間が接触して、その間が電気的に導通することになる。また、この位置からストロークＳｂだけ押圧すると、接点４６，４７間が接触した状態を保ったまま、接点４７が接点４８と当接することになる。その結果、３つの接点４６〜４８が電気的に接続される。弾性操作部材４５はスイッチホルダ４２に嵌合された弾性部材からなり、本体操作部２を把持する手の指で押圧変形されるものである。そして、この弾性操作部材４５が押圧変形されると、作動ロッド４３がスライドガイド４４のガイド孔４４ａに沿って移動することになる。
【００３０】
弾性操作部材４５を手指等で押圧変形すると、作動ロッド４３が前述したストロークＳａ＋Ｓｂ分下降することになり、その全体のストロークはある程度長いものとなる。本体操作部２を把持している手の指で弾性操作部材４５を押圧変形させると、作動ロッド４３の軸線方向に向けて真直ぐに押圧操作できず、斜め方向に荷重が作用する場合がある。一方、作動ロッド４３により押圧変形される接点４６，４７は凸湾曲形状となったばね状接点であるから、作動ロッド４３から受ける荷重をその突出端部に確実に作用させなければ、接点４６，４７が無理に変形する等により正確な作動が損なわれ、また接点４６，４７を変形させたりする可能性がある。
【００３１】
そこで、作動ロッド４３の上端部には上面が凸円弧形状となった受圧部４３ａが形成されている。この受圧部４３ａの外周は作動ロッド４３の直径より大きくなっており、その円弧面の曲率中心は作動ロッド４３の軸心の延長線の位置となっている。そして、作動ロッド４３の受圧部４３ａは弾性操作部材４５から離間しており、この弾性操作部材４５が押圧された時には、この受圧部４３ａのどの部位に最大の荷重が作用しても、作動ロッド４３は確実に軸線方向に変位するようになる。その結果、作動ロッド４３はスライドガイド４４のガイド孔４４ａに沿って確実にその軸線方向に変位することになり、軽い操作力により円滑な動きを行わせることができる。従って、ばね状接点からなる接点４６，４７に無理な力等が作用することはない。
【００３２】
ここで、スイッチ２７は２段押し操作されるもので、第１段目の押圧操作、つまりストロークＳａだけ作動ロッド４３が押圧されると、接点４６，４７間が接触して第１の作動モードに切り換わり、次いでこの位置から作動ロッド４３がストロークＳｂだけ押圧されると、第２段目の押圧操作となって、接点４６，４７間が接触した状態を保ったままで接点４７が接点４８に当接することによって、第２の作動モードに切り換わる。スイッチ２７を操作するに当って、図７に示した非操作状態から、図１１に示した１段目の押圧操作と、図１２に示した２段目の押圧操作との間で操作者に操作感触を付与するために、スライドガイド４４の上面には弾性変形可能な突部からなる操作感触付与部５７が形成されている。この操作感触付与部５７は、作動ロッド４３の押圧ストロークの全体のうち、ストロークＳｂの途中位置において、この作動ロッド４３に連設した受圧部４３ａの下面が当接する。操作感触付与部５７に押圧力が作用すると、それが弾性変形することになるので、受圧部４３ａが操作感触付与部５７に当接した後には、作動ロッド４３の動きに対する抵抗が増大することになる。なお、スライドガイド４４の全体を弾性部材で構成し、ガイド孔４４ａの内面に滑りの良い部材でコーティングするか、または操作感触付与部５７の部分をゴム等の弾性部材で形成し、それ以外を硬質プラスチック等の部材で形成するようにしても良い。
【００３３】
従って、操作者が超音波トランスデューサ１０を第１の作動モードで、つまり超音波トランスデューサ１０を間欠的に回転させようとする場合には、弾性操作部材４５を、その抵抗変化位置、つまり作動ロッド４３の受圧部４３ａが操作感触付与部５７に当接する位置まで押圧し、この位置に保持すれば良い。その結果、スイッチボックス４０内に設けた接点４６と接点４７とが当接し、しかも接点４７は接点４８から離間した状態に保持される。このように、接点４６と接点４７とが導通し、しかも接点４７と接点４８とが非導通状態になると、この信号がモータ制御基板３２に取り込まれて、電動モータ２１が所定時間間隔毎に間欠的に作動し、超音波トランスデューサ１０は所定角度毎に間欠回転する。これによって、この超音波トランスデューサ１０を走査させて得られる超音波断層面の位置が回転方向にステップ的に変化する。そして、超音波トランスデューサ１０による超音波断層面が体内における関心のある位置となるように調整された時に、弾性操作部材４５から手を離せば、当該の位置で繰り返し超音波走査することができる。
【００３４】
また、体内組織を立体的に表示できる超音波断層情報を取得する場合には、弾性操作部材４５を強く押圧する。これによって、作動ロッド４３に連設した受圧部４３ａが操作感触付与部５７を弾性変形させて、そのストローク端位置まで変位することになる。その結果、作動ロッド４３は接点４６を接点４７に当接させた上で、さらに接点４７が接点４８と当接することになる。このように、３つの接点４６〜４８が導通したことがモータ制御基板３２により検出されると、このモータ制御基板３２により電動モータ２１を連続回転させることになる。なお、超音波トランスデューサ１０には信号ケーブル１７が接続されているので、その回転時には信号ケーブル１７が回転体１４に巻き付けられる。従って、超音波トランスデューサ１０の回転をある程度規制しなければ、信号ケーブル１７が断線する等のおそれがある。そこで、回転体１４には、その回転位置を検出するエンコーダやポテンショメータ等を設け、この回転位置検出手段からの信号をモータ制御基板３２に取り込むようになし、超音波トランスデューサ１０の回転角を規制するように設定するのが望ましい。ここで、超音波トランスデューサ１０が回転できる範囲は、３次元超音波画像を取得するために少なくとも１８０°以上が必要であり、また先端硬質部１ｃ内での信号ケーブル１７の余長分をできるだけ短くするために、３６０°以下とする。そして、回転方向に所定枚数取得した２次元超音波画像のうち、実際に３次元超音波画像として利用されるのは、超音波トランスデューサ１０の回転角のうち、１８０°分のものとする。
【００３５】
スイッチ２７によって、電動モータ２１は一方向に回転させるが、もう一つ設けたスイッチ２８を操作すれば、電動モータ２１を反対方向に回転させることができる。従って、スイッチ２７，２８を交互に操作することによって、超音波トランスデューサ１０を両方向に回転させて、挿入部１を動かさずに同じ位置で、また挿入部１を動かすことにより異なる位置で、超音波トランスデューサ１０の走査位置を回転方向に変えることによって、体内組織に関する３次元化処理が可能な超音波画像を複数取得できるようになる。
【００３６】
従って、スイッチ２７，２８の２段押し操作により、２次元的に表示される超音波画像の位置を容易に調整できると共に、３次元化処理が可能な超音波画像に関するデータを取得することができる。しかも、スイッチ２７，２８を押圧する操作がたとえ斜め方向であっても、作動ロッド４３を正確に直進させることができる。従って、スイッチ２７，２８の操作が極めて容易になり、かつ安定的に操作され、スイッチボックス４０内に設けられ、ばね状接点からなる接点４６，４７の押圧変形を円滑かつ確実に行わせることができる。従って、接点４６，４７の耐久性が向上することにもなる。しかも、超音波プローブを操作する操作者は、超音波トランスデューサ１０を第１の作動モードで作動させる時と、第２の作動モードによる作動時とで操作感触に明確な差異が得られるので、その操作の確実性が確保される。
【００３７】
また、図１３乃至図１５には、本発明の第２の実施の形態が示されている。この第２の実施の形態においては、弾性操作部材の押圧により作動ロッドを確実に軸線方向に変位させるための機構として、鋼球を用いる構成としている。なお、これ以外の構成については、第１の実施の形態と実質的に同じであるので、それ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。
【００３８】
而して、第２の実施の形態では、弾性操作部材１４５の内面に鋼球１００が固着して設けられている。これに対して、作動ロッド１４３は先端面１４３ａが球面形状となった円柱状のものから構成される。そして、鋼球１００の中心は、作動ロッド１４３の軸心の延長線位置に保持されている。従って、弾性操作部材１４５を押圧すると、鋼球１００が作動ロッド１４３の先端面１４３ａと当接することになるが、鋼球１００から作動ロッド１４３への押圧力の伝達は、必ずその軸線方向に向けられることになり、作動ロッド１４３は、常にスライドガイド１４４に設けたガイド孔１４４ａに沿って円滑に移動する。その結果、弾性操作部材１４５の押圧時における負荷の軽減がなされ、かつスイッチボックス４６の接点４６，４７の保護が図られる。
【００３９】
なお、この第２の実施の形態においも、操作感触付与部は、符号１５７で示したように、スライドガイド１４４の上端部に連設された円環状の弾性部材で構成されている。この操作感触付与部１５７は、図１３の状態から、鋼球１００が下降して、鋼球１００が操作感触付与部１５７に当接する位置では、超音波トランスデューサ１０が第１の作動モードで作動し、図１５に示したように、鋼球１００の押圧により操作感触付与部１５７が外向きに弾性変形することによって、第２の作動モードとなる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、超音波トランスデューサを２種類の作動モードで回転駆動できるようになし、しかもこの作動モードの切り換えを極めて容易に、しかも安定した状態で行え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】超音波トランスデューサの平面図である。
【図３】挿入部における先端硬質部の断面図である。
【図４】本体操作部の断面図である。
【図５】プーリアセンブリの断面図である。
【図６】本体操作部の平面図である。
【図７】スイッチの断面図である。
【図８】図７の底面図である。
【図９】スイッチボックスの平面図である。
【図１０】スイッチボックスの底面図である。
【図１１】スイッチの１段目の操作状態を示す断面図である。
【図１２】スイッチの２段目の操作状態を示す断面図である。
【図１３】スイッチの変形例を示す断面図である。
【図１４】図１３のスイッチの１段目の操作状態を示す断面図である。
【図１５】図１３のスイッチの２段目の操作状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 挿入部 １ａ 軟性部
１ｂ アングル部 １ｃ 先端硬質部
２ 本体操作部 ３ コード
１０ 超音波トランスデューサ
１０ａ 超音波振動子 １４ 回転体
１６ 操作ワイヤ ２０ プーリアセンブリ
２１ 電動モータ ２２ プーリ
２７，２８，２９，３０ スイッチ
３１ スイッチ制御基板 ３２ モータ制御基板
４０ スイッチボックス ４１ スイッチ基板
４２ スイッチホルダ ４３，１４３ 作動ロッド
４３ａ 受圧部 ４４，１４４ スライドガイド
４４ａ，１４４ａ ガイド孔
４５，１４５ 弾性操作部材
４６，４７，４８ 接点 ５４ 弾性シート
５７，１５７ 操作感触付与部 １００ 鋼球

Claims (6)

1. 本体操作部に連結した挿入部の先端に、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可能に装着し、この超音波トランスデューサに一対の操作ワイヤを連結し、これらの操作ワイヤを前記本体操作部内に延在させて、電動モータにより回転駆動される回転部材に巻回させて、この電動モータにより前記超音波トランスデューサを回転駆動するようにした超音波診断装置において、
   前記本体操作部に設けられ、前記電動モータを、非作動状態と、第１の作動モードと、第２の作動モードとの間に作動モードを切り換えるために、それぞれ弾性変形可能な第１，第２のばね状接点と、固定接点とを備えたスイッチユニットと、
   前記本体操作部のケーシングから突出させて設けられ、前記スイッチユニットの第１のばね状接点と第２のばね状接点とを当接させる１段目の押圧ストロークと、これら両ばね状接点を当接させた状態で、第２のばね状接点を固定接点に当接させる２段目の押圧ストロークとの２段押し操作が可能な操作ユニットとを備え、
   前記操作ユニットは、第１，第２のばね状接点を押圧する作動ロッドと、この作動ロッドを直進方向に変位するようにガイドするロッドガイド部材と、前記作動ロッドの上部を覆い、前記作動ロッドを押圧操作するための弾性操作部材とからなり、かつこれら弾性操作部材と作動ロッドとの接離部の少なくとも一方側には、球面形状となり、前記作動ロッドを前記ロッドガイドによるガイド方向に直進移動させるための調芯部を形成する
   構成としたことを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記電動モータによる前記超音波トランスデューサの駆動モードは、前記超音波トランスデューサをステップ的に回転させる第１の駆動モードと、この超音波トランスデューサを連続回転させる第２の駆動モードとであることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
3. 前記調芯部は、前記作動ロッドの上端部に連設され、前記弾性操作部材側に向けて凸球面状となった押圧部で構成したことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
4. 前記調芯部は、前記弾性操作部材に固定して設けられ、前記作動ロッドに接離する鋼球から構成したことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
5. 前記ロッドガイド部材には、前記弾性操作部材による前記作動ロッドの１段目の押圧時と２段目の押圧時との間に操作感触に差を持たせるために、２段目の押圧ストローク時に弾性変形する押し込み抵抗発生部を設ける構成としたことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
6. 操作者が把持可能に構成された本体操作部と、
   前記本体操作部に接続され、体腔内に挿入可能に構成された挿入部と、
   前記挿入部の先端に回転可能に装着され、複数の超音波振動子を列設することにより電子走査が行われる超音波トランスデューサと、
   前記超音波トランスデューサを回転駆動する電動モータと、
   前記本体操作部に並べて設けられ、押圧によるストローク量に応じて少なくとも３つの状態を検出する２個のスイッチと、
   前記スイッチの検出状態に応じて、非作動状態、第１の動作モード、第２の動作モードの間で動作モードを切り換えて前記電動モータを駆動するモータ制御手段とからなり、
   前記電動モータは前記超音波トランスデューサを１８０°以上、３６０°以下の角度を回転駆動するものであり、前記２個のスイッチは前記超音波トランスデューサを異なる方向に回転駆動するものであり、
   これら各スイッチは、それぞれ弾性変形可能な第１，第２のばね状接点と、固定接点とを備えたスイッチユニットと、前記本体操作部のケーシングから突出させて設けられ、前記スイッチユニットの第１のばね状接点と第２のばね状接点とを当接させる１段目の押圧ストロークと、これら両ばね状接点を当接させた状態で、第２のばね状接点を固定接点に当接させる２段目の押圧ストロークとの２段押し操作が可能な操作ユニットとを備え、こ の操作ユニットは、第１，第２のばね状接点を押圧する作動ロッドと、この作動ロッドを直進方向に変位するようにガイドするロッドガイド部材と、前記作動ロッドの上部を覆い、前記作動ロッドを押圧操作するための弾性操作部材とからなり、かつこれら弾性操作部材と作動ロッドとの接離部の少なくとも一方側には、球面形状となり、前記作動ロッドを前記ロッドガイドによるガイド方向に直進移動させるための調芯部を形成したものから構成され、
   前記第１の動作モードは、前記超音波トランスデューサを、その方向を調整可能とするために、ステップ回転させる作動モードであり、また前記第２の動作モードは、３次元超音波画像を取得するために、前記超音波トランスデューサを一方向とそれとは反対方向に連続回転させるものである
   ことを特徴とする超音波診断装置。

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