JP4056643B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波プローブをアウターシース内に挿入配置して超音波走査する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、超音波振動子から生体組織内に超音波パルスを繰り返し送信し、生体組織から反射される超音波パルスのエコーを同一あるいは別体に設けた超音波振動子で受信して、この超音波パルスを送受信する方向を徐々にずらすことによって、生体内の被検部位における複数の方向から収集したエコー情報を二次元的な可視像の超音波断層画像として表示して、病気の診断等に用いることができるようにした超音波診断装置が種々提案されている。
【０００３】
このような超音波診断装置としては、体外式超音波プローブによるものが一般的であるが、細径の超音波プローブを内視鏡の処置具挿通チャンネル等に挿通して内視鏡を介して体腔内へ導入し、内視鏡観察下において癌化した粘膜組織、ポリープ等の病変部を含む被検部位の超音波断層画像を得るようにしたものなどの体内式超音波プローブを備えた内視鏡装置も用いられている。
【０００４】
また、近年では被検体にできている腫瘍などの形状を把握したり、体積を計測したりできるように三次元像が得られる三次元走査用超音波プローブも種々提案されており、例えば、特開平８−５６９４７号公報には手元側操作部での駆動操作による先端部の追従性を向上させる三次元走査用超音波プローブが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平８−５６９４７号公報等に示されている三次元走査用超音波プローブでは、先端を封止し、超音波伝達媒体を封入したシースの中に、超音波振動子、信号ケーブル、回転駆動伝達軸を設けて２次元超音波ラジアルプローブを構成し、この２次元超音波ラジアルプローブをさらにアウターシースに挿通配置して進退移動させる構造であった。
【０００６】
このため、以下に示すような不具合があった。
【０００７】
（１）三次元走査用超音波プローブにおいて、体腔内プローブに要求されている細径化及び超音波の深達度の向上を追求すると、それぞれの構成要素を細く又は小さくしなければならないが、超音波振動子を小さくすることにより、減衰が大きくなって超音波の深達度が悪化する。
【０００８】
（２）超音波振動子から送波される超音波が、シース内の超音波伝達媒体、シース、アウターシース内の超音波伝達媒体、アウターシースを通過して外部に出力されていくので、これらの部分で超音波の減衰が生じていた。そして、超音波振動子から送波される超音波が通過するシース及びアウターシース内の超音波伝達媒体の中に気泡が存在していると、この気泡によって、超音波がさらに減衰されてしまう。
【０００９】
（３）超音波プローブ又は体腔内プローブを、回転駆動及び進退駆動させるために、回転駆動用モータと進退駆動用モータとを設けることによって、収納スペースが大きくなって装置が大型化するとともに、モータ駆動時の電気ノイズが微弱な超音波信号に悪影響を及ぼすのを防止するためそれぞれのモータに施すノイズ対策がコストＵＰの要因になるとともに、モータの数だけ位置検出及び駆動制御機構が必要になって装置が複雑になるという問題があった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、超音波振動子を小さくすることなく挿入部の細径化が可能で、超音波深達度に優れ、かつ小型で安価な超音波診断装置を提供することを目的にしている。
【００１１】
また、駆動部に設けた１つの駆動手段によってスパイラル走査の可能な小型でかつ、構造が単純で、安価な超音波診断装置を提供することを目的にしている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波診断装置は、被検体を観察するための超音波振動子を有する超音波プローブ備えた超音波診断装置であって、前記超音波振動子を駆動するための駆動源を備えた駆動部と、前記駆動部に着脱自在に接続され、前記駆動源からの駆動力を伝達する中空の駆動軸と、前記駆動軸の先端に固設された超音波振動子と、前記駆動軸を内設すると共に外径寸法が前記超音波振動子の回転直径と略同径で、先端面が前記超音波振動子より基端側に位置するシースと、中空の内孔を形成した円筒形状を呈し外周面が前記シース先端部の内周面に一体的に固定されたパイプ部と、を備えた超音波プローブと、前記シースが挿入配置される先端を封止した内孔を有し、基端部が前記駆動部に着脱自在で、前記内孔内に超音波伝達媒体が充填されるアウターシースと、を備え、前記駆動軸は、先端部分を構成する先端側駆動軸と、前記先端側駆動軸の基端側外周面に外嵌された駆動力伝達軸と、を有し、前記先端側駆動軸は、前記パイプ部の内孔内において少なくとも挿入軸方向に移動自在に挿通され、前記駆動力伝達軸は、前記シースの内径より細く前記パイプ部の内径より太い外径を呈し、前記シース内において少なくとも挿入軸方向に移動自在に挿通され、前記駆動軸に印加される先端方向への付勢力により当該シース内において先端方向に移動され前記パイプ部の基端面に当接した際は、当該先端方向への付勢力により前記シースを一体的に挿入軸方向に移動せしめることを特徴とする。
【００１３】
また、前記駆動部は１つの駆動手段を備え、この駆動手段と前記駆動軸とを、前記超音波プローブの駆動軸に固設された超音波振動子を同時に挿入軸方向に対して回転させるとともに挿入軸方向に進退させる、進退回転手段を介して連結している。
【００１４】
この構成によれば、アウターシース内に超音波プローブを配置したとき、超音波プローブのシースの先端面より先端側に位置する超音波振動子はアウターシースによってのみ覆われた状態になり、この超音波振動子から送波される超音波は、アウターシース内の超音波伝達媒体、アウターシースを通過して外部に出力される。
【００１５】
また、１つの駆動手段の駆動力を進退回転手段を介して駆動軸に伝達することにより、超音波振動子は回転しながら進退移動する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図９は本発明の第１実施形態に係り、図１は超音波診断装置の概略構成を説明する図、図２は超音波プローブの全体図、図３は超音波プローブの先端部の構成を説明する拡大図、図４はアウターシースを説明する図、図５はアウターシースに超音波プローブを挿通配置したとの先端部の状態を説明する図、図６は超音波プローブのプローブコネクタの構成を説明する断面図、図７はアウターシース用コネクタを説明する図、図８は駆動部の内部構造を説明する図、図９は体腔内プローブ構成状態を示す図である。
なお、図４（ａ）はアウターシースの全体図、図４（ｂ）はアウターシースの主要部の構成を説明する図、図７（ａ）はアウターシース用コネクタの上面外観図、図７（ｂ）はアウターシース用コネクタの側面断面図、図８（ａ）は駆動前状態における駆動部の位置関係を説明する図、図８（ｂ）はスパイラル走査中における が最も基端側に位置している状態を説明する図、図８（ｃ）は前記図８（ａ）に示すＣ−Ｃ断面である。
【００１７】
図１に示すように本実施形態の超音波診断装置は、それぞれが着脱自在な超音波プローブ１、アウターシース２、アウターシース用コネクタ３を備え、これら超音波プローブ１、アウターシース２、アウターシース用コネクタ３を組み付けて構成される体腔内プローブ４と、この体腔内プローブ４の基端部が着脱自在に接続され、後述する超音波振動子を挿入軸方向に対して回転駆動させたり、進退駆動或いは回転及び進退駆動させる駆動手段を備えた駆動部５と、超音波信号を制御する観測装置６と、前記駆動部５の駆動制御部及び画像処理部を有する画像処理装置７と、この画像処理装置７から出力される映像信号を基に超音波画像を表示するモニタ８とで主に構成されている。
【００１８】
前記駆動部５は、支持アーム９の端部に固定されている。この駆動部５からは基端部が二股に分かれる信号ケーブル５ａが延出しており、この信号ケーブル５ａの端部にはそれぞれ前記観測装置６に電気的に接続される観測装置用コネクタ５ｂと前記画像処理装置７に電気的に接続される画像処理装置用コネクタ５ｃとが設けられている。そして、前記観測装置６、前記画像処理装置７、前記モニタ８、前記支持アーム９はカート１０に載置されている。
【００１９】
なお、前記観測装置６と前記画像処理装置７と及び前記画像処理装置７と前記モニタ８とは、背面パネルの図示しない信号ケーブルを介してそれぞれ電気的に接続されている。
【００２０】
図２に示すように前記超音波プローブ１は、超音波振動子を配設した先端部１１と、この先端部１１に連設する可撓性を有する細長な挿入部１２と、この挿入部１２の基端に配設され、前記駆動部５に接続されるプローブコネクタ１３と、このプローブコネクタ１３と前記挿入部１２との連続個所に設けられた硬質パイプ１４とで構成されている。
【００２１】
図３に示すように前記先端部１１は、中空パイプの側面を切り欠いて形成した金属製のハウジング１５と、このハウジング１５に圧電素子、電極、音響レンズ、パッキング材等を配置して構成した超音波振動子１６とで主に構成されている。
【００２２】
前記超音波振動子１６からは前記プローブコネクタ１３に至る同軸ケーブル１７が延出している。この同軸ケーブル１７は、前記ハウジング１５の基端部に一端部を一体的に固定した可撓性を有するコイルパイプなどで形成した可撓性駆動軸１８内に挿通配置されている。
【００２３】
前記可撓性駆動軸１８は、前記同軸ケーブル同様、プローブコネクタ１３内まで延出して駆動部５内に設けられている図示しない駆動手段である進退駆動用モータによって進退駆動や駆動手段である回転駆動用モータによって回転駆動したり、前記進退駆動用モータ及び回転駆動用モータとを設けて同時に進退及び回転駆動させたり、１つの駆動手段に後述する進退回転手段を設けて同時に進退及び回転駆動されるようになっている。
【００２４】
前記可撓性駆動軸１８は、先端部分を構成する細径の先端側駆動軸１８ａと、この先端側駆動軸１８ａに外嵌配置された駆動力伝達軸１８ｂとで構成されており、前記先端側駆動軸１８ａは滑り性の良いパイプ部材１９の内孔内に挿通配置されるようになっている。
【００２５】
前記パイプ部材１９は、前記プローブコネクタ１３まで延出して挿入部１２を構成する可撓性を有するテフロン、ウレタン、超弾性パイプ等、滑り性が良い、又は軸方向への追従性の良い材質で形成されたシース２０の内孔先端部に一体的に固定されている。
【００２６】
前記パイプ部材１９の内径寸法は、可撓性駆動軸１８の先端側駆動軸１８ａの外径寸法より僅かに大きく、外径寸法は前記可撓性駆動軸１８の駆動力伝達軸１８ｂの外径寸法より大きく設定されている。そして、前記シース２０の外径寸法は、前記超音波振動子１６の回転直径と同じ、或いは回転直径より僅かに大きく設定されている。このことにより、前記超音波振動子１６は、常にシース２０の先端面２０ａより先端側に位置するようになっている。
【００２７】
図４（ａ）に示すように前記アウターシース２は、細長で前記超音波プローブ１の先端部１１及び挿入部１２が挿通される内孔を有するシース挿入部４１と、このシース挿入部４１の後端に位置して前記アウターシース用コネクタ３と一体的に固定される接続部４２とで構成されている。
【００２８】
図４（ｂ）に示すように前記シース挿入部４１は、可撓性を有し超音波透過性を有するシースで形成され、内孔の先端部が半球形状に封止されている。このシース挿入部４１の内径寸法は、前記超音波プローブ１の先端部１１及び挿入部１２の外径寸法よりも大きく設定されている。また、このシース挿入部４１の基端部には口金４４を介し雄側注射器テーパ４５が接続されている。つまり、前記接続部４２は、口金４４と雄側注射器テーパ４５とで構成されている。
【００２９】
このことにより、前記アウターシース２のシース挿入部４１内に前記超音波プローブ１の先端部１１及び挿入部１２を挿通配置すると、図５に示すようにシース２０の先端面２０ａより先端側に位置するハウジング１５に配置されている超音波振動子１６がシース挿入部４１内に配置される。そして、この超音波振動子１６の周囲の空間部が超音波伝達媒体９９で満たされるようになっている。
【００３０】
このため、超音波振動子１６から送波される超音波は、アウターシース２内の超音波伝達媒体９９と、アウターシース２のシース挿入部４１を通過して外部に出力されていく。
【００３１】
このように、超音波プローブの超音波振動子をシースの先端面から突出させる構成にしたことによって、超音波振動子の回転直径をシースの外径寸法程度まで大径にすることができる。このことにより、従来技術に比較すると、超音波振動子の大きさを変更することなく、シース及び回転駆動軸を細くするだけで、深達度を低下させることなく細径化が可能になる。
【００３２】
また、超音波振動子から送波される超音波は、超音波伝達媒体と、アウターシースのシース挿入部を通過するだけなので、超音波減衰を少なくすることができる。このことによって、超音波の深速度のさらなる向上を図れる。
【００３３】
つまり、体腔内へ挿入される挿入部の細径化が可能で、かつ、超音波の深達度の向上が図った、超音波振動子を挿入軸方向に進退駆動させるリニア走査、又は超音波振動子を回転駆動させるラジアル走査、又は超音波振動子を挿入軸方向に対して回転及び進退駆動させるスパイラル走査による超音波診断装置の提供が可能である。
【００３４】
さらに、超音波プローブのシースに超音波透過性を考慮する必要がなくなって滑り性が良い、又は軸方向への追従性の良い材質を使用してリニア走査性を大幅に向上させることができる。
【００３５】
図６に示すように前記超音波プローブ１のプローブコネクタ１３は、樹脂製の第１カバー２１及び第２カバー２２を接着固定して形成したコネクタ本体２３を備え、このコネクタ本体２３内に回転コネクタユニット２４を配置している。
【００３６】
前記回転コネクタユニット２４の先端部２４ａからは硬質シャフト２５が突出しており、この硬質シャフト２５の先端部には前記可撓性駆動軸１８の後端部が一体的に連結固定されている。この硬質シャフト２５は、コネクタ本体２３内に配置した口金部材２６の後端部に配設されているベアリング２７に保持されている。このことにより、硬質シャフト２５が回転することによって前記可撓性駆動軸１８が回転し、前記先端側駆動軸１８ａの先端に配置されているハウジング１５が回転するようになっている。
【００３７】
また、前記可撓性駆動軸１８を内包しているシース２０の基端部は、前記硬質パイプ１４内を挿通して前記口金部材２６の細径先端部２６ａに被覆配置されている。そして、この状態で弾性部材２８を内設した固定リング２９を、前記口金部材２６に螺合していくことにより、前記弾性部材２８が圧縮されて外周方向に膨張変形して、前記シース２０が口金部材２６に一体的に押圧固定されている。
【００３８】
一方、前記回転コネクタユニット２４の後端部にはオス型の同軸ピン３１及びこの同軸ピン３１の同心円上に設けた回転トルク伝達ピン３２が突設しており、前記超音波振動子１６から延出して前記可撓性駆動軸１８内を挿通してプローブコネクタ１３まで延出した同軸ケーブル１７の基端が前記回転コネクタユニット２４内で図示しないマッチングコイルを介してこの同軸ピン３１に電気的に接続されている。
【００３９】
なお、符号３０は前記ベアリング２７より先端側に配置されて前記硬質シャフト２５と口金部材２６との間の水密を保持するのＯリングであり、本実施形態においては２つ配置してある。また、前記回転コネクタユニット２４の外周側には回転保護用パイプ３３が配置されており、この回転保護用パイプ３３は前記口金部材２６にビス３４によって一体的に固定されている。さらに、前記第１カバー２１の先端部には前記硬質パイプ１４を軸方向に安定的に固定するためのストッパ部２１ａが設けてあり、このストッパ部２１ａに前記硬質パイプ１４の後端部に形成した前記ストッパ部２１ａの内径より大きく径方向に拡開した拡開部１４ａが押圧配置されている。
【００４０】
図７（ａ），（ｂ）に示すようにはアウターシース用コネクタ３は、基端側に位置して使用者が把持する太径で略パイプ形状のグリップ部５８と、このグリップ部５８の先端側に接続固定された細長でパイプ形状のコネクタ本体部５１と、このコネクタ本体部５１の外周面に対して摺動自在に配置されるパイプ形状のスライダ４８と、このスライダ４８の先端部に配置固定され、前記コネクタ本体部５１の先端側に位置する略パイプ形状の口金受け４７と、この口金受け４７の先端部に一体的に固定され透孔を有し前記アウターシース２の雄側注射器テーパ４５との接続部となる雌側注射器テーパ４６とで主に構成されている。
【００４１】
前記コネクタ本体部５１の内孔先端部には前記超音波プローブ１の硬質パイプ１４の外径寸法より僅かに大きな内径寸法の内孔を有する金属パイプ５４が先端側に突出するように接着固定されている。
【００４２】
前記スライダ４８には平面部４９が形成されており、この平面部４９の軸方向中心位置には軸方向に対して細長なスライド溝５０が形成されている。そして、前記スライド溝５０には前記コネクタ本体部５１の先端部に中心軸に対して直交するように突設した円柱状で外周面に雄ネジを形成したポスト５２が配置されており、このポスト５２の雄ネジにツマミ５３を螺合配置させている。
【００４３】
このことにより、前記ツマミ５３を緩めた状態にすることによって、スライダ４８をスライド溝５０の長さ分だけ軸方向に自由移動させることができるようになっている。そして、前記スライダ４８を自由移動させて所望の位置に突出した状態になったとき、前記ツマミ５３を締め付けることによって、図６（ｂ）の下断面図に示すように移動したスライダ４８を所望の位置に固定配置することができるようになっている。
【００４４】
前記口金受け４７の内孔基端部には前記金属パイプ５４と口金受け４７との間の水密を確保するＯリング５５が設けられている。また、前記コネクタ本体部５１より先端側に突出した金属パイプ５４の突出長は、前記口金受け４７内に延在する長さでかつ、前記スライダ４８を最も先端側に移動させた状態のとき前記口金受け４７と金属パイプ５４との間の水密が保持される長さに設定してある。
【００４５】
前記コネクタ本体部５１の中途部側方には内孔に連通する孔部が設けてあり、この孔部に雄型注射器テーパ形状の口金５６が螺合固定されている。また、前記コネクタ本体部５１の内孔基端部には前記超音波プローブ１の硬質パイプ１４の外径寸法より僅かに小さな内径寸法のＯリング５７が配置されている。
【００４６】
なお、前記グリップ５８の基端部には把持性を向上させるための軸方向に細長な溝５９が円周方向に複数設けてあり、この溝５９よりさらに基端側にはこのアウターシース用コネクタ３を前記駆動部５へ取り付ける際の目印になる指標６０が設けてある。また、前記コネクタ本体部５１は、例えば２本のビスで前記グリップ５８の先端部に固定され、前記グリップ５８の内孔には例えば２つのビスによって前記超音波プローブ１の固定及び駆動部５への固定を行うための接続リング６１が固定されている。さらに、前記グリップ５８の先端側外周面にはグリップ５８中心から６０°回転した位置に固定したプランジャー（図示しない）を覆うカバー６３が固定してある。
【００４７】
ここで、図８を参照して超音波振動子を挿入軸方向に対して回転及び進退駆動させる１つの駆動手段を有する駆動部５の構成を説明する。
【００４８】
図８（ａ）に示すように駆動部５内には前記アウターシース用コネクタ３と接続される中空でこの駆動部５に固設されたシース接続コネクタ６４と、このシース接続コネクタ６４に対して同軸に配置され、前記超音波プローブ１のプローブコネクタ１３に接続され駆動部５内を軸方向に所定距離だけ移動可能な軸受であるプローブ固定コネクタ６５と、１つの駆動手段であり回転駆動源である両軸タイプで正転・逆転可能なモータ８１とが進退回転手段を介して連結されている。
【００４９】
前記進退回転手段は、前記プローブ固定コネクタ６５内には電気接点を有する図示しない回転部が設けられ、この回転部の後端に固定され前記プローブ固定コネクタ６５の基端側から突出する細長で中空な回転伝達シャフト６６と、この回転伝達シャフト６６の基端に回転自在で、軸方向への移動を規制して配置される進退運動伝達手段である回転支持部材６７と、この回転支持部材６７の側周面に一端部を固定したアーム６８と、このアーム６８の他端部に固定され、回転運動を進退運動に変換する運動切換手段であるボールネジ６９を構成する固定軸７１に移動自在に螺合配置されるボールネジ６９を構成する可動部７０と、前記固定軸７１の基端面に固定された平歯車８０と、前記回転伝達シャフト６６の後端側同軸上に固定され同図（ｃ）に示す中空部７２ａを有し回転運動伝達手段であるスプライン機構７２と、このスプライン機構７２に固設され、前記平歯車８０に噛合し、かつ前記平歯車８０と同じ歯数の歯部７７を設けたボス７６とで構成されており、前記平歯車８０の中心軸上には前記両軸タイプのモータ８１の一方の軸が固定されている。
【００５０】
なお、前記スプライン機構７２は、前記中空部７２ａを有する軸部７３と、この軸部７３に設けた軸方向に細長な溝７４と、この溝７４に係入する前記ボスに形成したキー７５とで構成されている。また、前記モータ８１の他方の軸にはモータ８１の軸の回転角度を検出する回転角度検出手段であるエンコーダ８２が設けられている。さらに、前記回転伝達シャフト６６及び軸部７３の中空部分には前記プローブ固定コネクタ６５内の電気接点に接続する信号ケーブル７８が挿通しており、前記軸部７３の中空部７２ａから延出した信号ケーブル７８の端部がスリップリング７９に接続されている。この信号ケーブル７８は、スプライン機構７２が進退移動した際にストレスを受けることを防止するため、図７（ｂ）に示すように十分な弛みが持たせてある。
【００５１】
このことにより、モータ８１を所定の方向に回転させることによって、このモータ８１の一方の軸に固定されている前記平歯車８０が回転して、この平歯車８０に固定されている固定軸７１が回転して可動部７０が軸方向に移動することによって、この可動部７０に固定されているアーム６８の一端部に固定されている回転支持部材６７が前記可動部７０と同方向に進退移動するとともに、前記平歯車８０の回転が噛合している歯部７７に伝達されてボス７６が回転してキー７５を介して一体的な軸部７３が回転して、この回転が回転伝達シャフト６６を回転させる。
【００５２】
つまり、前記モータ８１を回転させて、平歯車８０を回転させることによって、この平歯車８０の固定軸７１に配置させた可動部７０を軸方向に移動させて、この可動部７０にアーム６８を介して一体な回転支持部材６７を介して回転伝達シャフト６６に一体的に固定されているプローブ固定コネクタ６５を軸方向に移動させるとともに、前記平歯車８０に噛合している歯部７７を有する７６のキー７５によって回転する軸部７３に固定している回転伝達シャフト６６に固定された回転部を介してプローブ固定コネクタ６５を回転させられるようになっている。
【００５３】
上述のように構成した超音波診断装置の作用を説明する。
（１）体腔内プローブ４の組立てについて説明する。
【００５４】
超音波プローブ１、アウターシース２、アウターシース用コネクタ３を用意する。
【００５５】
まず、前記アウターシース２の内孔へ例えば細いチューブ等を使用して超音波伝達媒体９９を充填しておく。
【００５６】
次に、超音波プローブ１の先端部１１をアウターシース用コネクタ３の中へ挿入し、アウターシース用コネクタ３の接続リング６１にプローブコネクタ１３の第１カバー２１が突き当たるまで挿入し、当接したならプローブコネクタ１３を半時計周りに回転させて超音波プローブ１とアウターシース用コネクタ３とを一体的に固定する。
【００５７】
このとき、超音波プローブ１の挿入部１２の基端部に設けた硬質パイプ１４は、アウターシース用コネクタ３内部のＯリング５７と密着した状態に水密が保持される。また、前記超音波プローブ１とアウターシース用コネクタ３とを一体的に固定したことによって、超音波プローブ１とアウターシース用コネクタ３とは矢印に示すように軸方向に相対移動可能になる。
【００５８】
次いで、アウターシース用コネクタ３に接続された超音波プローブ１を、超音波伝達媒体９９で満たされたアウターシース２のシース挿入部４１内へ挿入していき、アウターシース２の雄側注射器テーパ４５を、アウターシース用コネクタ３の雌側注射器テーパ４６へ時計周りにねじって取り付ける。このことによって、図９に示す体腔内プローブ４が構成される。
【００５９】
そして、前記アウターシース２先端の封止部と、前記超音波プローブ１先端との間が僅かに空く程度のクリアランス（図５参照）となるようにスライダ４８の位置を調整した後、アウターシース用コネクタ３のツマミ５３を締め付け固定して体腔内プローブ４の組み立てを完了する。
【００６０】
（２）体腔内プローブ４の駆動部５への接続について説明する。
まず、体腔内プローブ４を駆動部５へ取り付ける際、一体の状態であるアウターシース用コネクタ３の接続リング６１と、超音波プローブ１のプローブコネクタ１３とを、それぞれ駆動部５のシース接続コネクタ６４、プローブ固定コネクタ６５に差し込んだ後、アウターシース用コネクタ３がロックされるまで回転させて行う。この回転動作によって、アウターシース用コネクタ３は、シース接続コネクタ６４に、超音波プローブ１はプローブ固定コネクタ６５に対して固定される。このことにより、アウターシース用コネクタ３内で前記超音波プローブ１が相対軸移動可能になる。
【００６１】
（３）駆動力の伝達について説明する。
まず、回転駆動の伝達について説明する。
【００６２】
駆動部５内のモータ８１を回転させる。すると、このモータ８１の回転は、平歯車８０に噛合しているボス７６に設けた歯部７７に伝達され、前記ボス７６のキー７５によって一体なスプライン７２の軸部７３を介して回転伝達シャフト６６、プローブ固定コネクタ６５内の回転部に伝達される。そして、この回転部の回転が、前記超音波プローブ１側の回転トルク伝達ピン３２、回転コネクタユニット２４、硬質シャフト２５、更に可撓性駆動軸１８へ伝達されて超音波振動子１６を回転させる。
【００６３】
次に、進退駆動の伝達について説明する。
駆動部５内のモータ８１を回転させる。すると、このモータ８１の回転は、平歯車８０に固定されているボールネジ６９の固定軸７１に伝達され、この固定軸７１が回転する。この固定軸７１が回転することによって、この固定軸７１に螺合している可動部７０が軸方向に進退運動し、この可動部７０にアーム６８を介して連結されている回転支持部材６７が同様に軸方向に移動していく。
【００６４】
つまり、モータ８１の回転力は、ボールネジ６９によって軸方向の進退運動に変換され、この進退運動がアーム６８、回転支持部材６７、回転伝達シャフト６６を経て、プローブ固定コネクタ６５へ伝達される。そして、この進退運動は、超音波プローブ１全体に伝達され、その結果、超音波振動子１６はアウターシース３の中を軸方向に進退運動する。
【００６５】
したがって、前記モータ８１を回転させることによって、超音波振動子１６はアウターシース３内で回転しながら進退移動する。
【００６６】
なお、前記超音波プローブ１の先端部の進退移動に対する抵抗が、湾曲等により増大して、可撓性駆動軸１８に引っ張り力が作用した場合、可撓性駆動軸１８がある程度伸びた時点で、駆動力伝達軸１８ｂがシース２０先端に設けたパイプ部材１９に突き当たり、この時点で可撓性駆動軸１８の代わりにシース２０が超音波振動子１６を進退運動させる伝達軸になって超音波振動子１６はスムーズに進退運動するようになっている。
【００６７】
（４）超音波走査について説明する。
超音波振動子１６へモータ８１の駆動力を伝達することにより、超音波振動子１６は回転運動とともに進退運動を行ってスパイラル運動を行う。このスパイラル運動は、駆動部５内のモータ８１の回転方向を切り替えることによって、往復のスパイラル運動になる。
【００６８】
そして、駆動部５内のモータ８１に直結されているエンコーダ８２の出力信号に同期させて超音波駆動用のパルスを発生させる。このパルスは、スリップリング７９、信号ケーブル７８によってプローブ固定コネクタ６５に送られ、更に超音波プローブ側の回転トルク伝達ピン３２、回転コネクタユニット２４、同軸ケーブル１７を介して、超音波振動子１６に伝送されて超音波駆動する。このことにより、往復のスパイラル走査を行う。
【００６９】
このように、駆動部に設けた１つのモータの駆動力を進退回転手段を介して超音波プローブのプローブコネクタが接続されているプローブ固定コネクタに伝達することにより、前記超音波プローブの超音波振動子を回転駆動及び進退駆動させてスパイラル走査を行うことができる。このことによって、駆動部の小型化及びコストダウン、システムの簡略化を図れる。
【００７０】
ここで、良好な超音波走査を行うため、体腔内プローブ４内に存在する気泡の除去について説明する。
図１０を参照してアウターシース２内の超音波伝達媒体９９内に存在している気泡の動きと、アウターシース２内で移動する超音波プローブ１の動作との関係を説明する。
【００７１】
なお、図１０（ａ）はアウターシース内の超音波振動子が最先端位置から基端側へ移動しようとしている状態を示す図、図１０（ｂ）は超音波振動子が基端側へ移動している状態を示す図、図１０（ｃ）は超音波振動子が基端側位置から再び先端側へ移動しようとしている状態を示す図、図１０（ｄ）は超音波振動子が先端側へ移動している状態を示す図、図１０（ｅ）は超音波振動子が再び最先端へ到達した状態を示す図である。
【００７２】
図１０（ａ）に示すようにアウターシース２の内径寸法をφＡ［ｍｍ］、超音波プローブ１の外径寸法をφＢ［ｍｍ］、超音波プローブ１の移動速度をＶp1［ｍｍ／ｓ］、ストロークをＬ［ｍｍ］とする。
【００７３】
このとき、超音波プローブ１の移動時間ｔ1 ［ｓ］、超音波プローブ１の軸方向移動によるアウターシース２内の超音波伝達媒体の流量Ｑ［ｍｍ3］、アウターシース２と超音波プローブ１で形成されるクリアランス部分の面積Ｓ［ｍｍ2］、このクリアランス部分の超音波伝達媒体の流速Ｖm1［ｍｍ／ｓ］は、それぞれ次式で表すことができる。
【００７４】

Figure 0004056643
【００７５】
一方、図１０（ｃ）に示すように超音波プローブ１の移動速度をＶp2［ｍｍ／ｓ］とし、クリアランス部分の超音波伝達媒体の流速をＶm2［ｍｍ／ｓ］とすると、同様に、
Figure 0004056643
【００７６】
ここで、アウターシース２と超音波プローブ１とのクリアランス部分に充填されている超音波伝達媒体９９中には、媒体内に浮遊する浮遊気泡８４と、アウターシース２の内周面に付着する付着気泡８５との２種類が存在している。
【００７７】
これら浮遊気泡８４及び付着気泡８５にはそれぞれ超音波伝達媒体の流速Ｖm1，Ｖm2に応じた力、ｆ（Ｖm1），ｆ（Ｖm2）が働く。
【００７８】
媒体中に浮遊している浮遊気泡８４自体には抵抗がほとんどない。このため、この浮遊気泡８４は、超音波プローブ１が移動したとき、この超音波プローブ１の移動方向とは逆向きの方向に、超音波伝達媒体９９の流速Ｖm1，Ｖm2で移動する。
【００７９】
これに対して付着気泡８５には、アウターシース２の内周面との間の摩擦抵抗及び表面張力が作用している。このため、超音波伝達媒体の流速Ｖm1，Ｖm2によって前記付着気泡８５は移動しない。
【００８０】
このため、アウターシース２との間の摩擦係数をμ、付着部分の面積をＳa［ｍｍ1］、表面張力をＦ’［Ｎ］として、前記付着気泡８５を移動させるために必要な力Ｆを求める。すると、
Ｆ＝μｘＳa＋Ｆ’となる。
【００８１】
ここで、前記超音波伝達媒体の流速Ｖm1，Ｖm2は、超音波プローブ１の移動速度Ｖp1，Ｖp2によって決まる値であるので、超音波伝達媒体の流速Ｖm1，Ｖm2に応じた力であるｆ（Ｖm1），ｆ（Ｖm2）を、それぞれ、ｆ（Ｖp1），ｆ（Ｖp2）と置きかえる。
【００８２】
そして、本実施形態において、前記付着気泡８５を移動させるために必要な力Ｆと、超音波伝達媒体の流速Ｖm1，Ｖm2に応じた力であるｆ（Ｖm1），ｆ（Ｖm2）との間に、
｜ｆ（Ｖp1）｜＜Ｆ＜｜ｆ（Ｖp2）｜
の関係を設定し、この設定状態で超音波プローブ１が移動する用にモータ８１の正転方向の回転速度及び逆転方向の回転速度を設定する。
【００８３】
アウターシース２内で、超音波プローブ１を１往復させた場合の気泡８４、８５の動きを説明する。
まず、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように超音波プローブ１が最先端位置（原点位置とする）から、ストロークＬの最基端側位置まで速度Ｖp1で移動するとき、浮遊気泡８４は速度Ｖm1＝ＣｘＶp1［ｍｍ／ｓ］で基端側から先端側へ移動していく。しかし、超音波振動子１６の先端が通りすぎて外れた時点で流れがなくなることによりその位置で停止する。
【００８４】
一方、付着気泡８５は、｜ｆ（Ｖp1）| ＜Ｆの関係により、移動することなくアウターシース２に付着したままの状態を保持する。
【００８５】
次に、図１０（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示すように超音波プローブ１の移動方向を反転させて、基端側位置から先端位置（原点位置）まで、今度は速度Ｖp2で移動させる。すると、浮遊気泡８４は超音波振動子１６の先端が重なり合った時点から、速度Ｖm2＝ＣｘＶp2［ｍｍ／ｓ］で先端側から基端側へ移動して、超音波振動子１６が原点位置に戻ったとき略移動前の位置（図１０（ａ））に止まる。
【００８６】
この後、前記超音波プローブ１は、速度Ｖp1で再び原点位置から基端側へ移動し往復運動を繰り返す。このとき、速度Ｖp2から速度Ｖp1へ反転する時間（図１０（ｅ）から図１０（ａ）に切り替わる時間）を、速度Ｖp1から速度Ｖp2へ反転する時間（図１０（ｃ））より長くすることにより、超音波伝達媒体９９に慣性の流れが生じ、この反転時間の差分、すなわち距離α1 だけ、浮遊気泡８４はさらに基端側に移動する。
【００８７】
一方、前記付着気泡８５については、Ｆ＜｜ｆ（Ｖp2）｜の関係であることにより、超音波プローブ１の移動によって基端側方向に距離βだけ移動し、速度Ｖp2から速度Ｖp1へ反転する時の慣性流れによって、距離α2 だけ基端側に加算された位置に移動する。
【００８８】
したがって、この超音波プローブ１の１回の往復運動により、浮遊気泡８４については距離α1 、付着気泡８５については距離β＋α2 だけ、超音波振動子１６に対して基端側に移動する。
【００８９】
このため、この超音波プローブ１の往復運動を繰り返し行うことにより、浮遊気泡８４、付着気泡８５を超音波振動子１６より基端側方向にのみ移動させて、超音波振動子面に気泡が重なることをなくせる。
【００９０】
実際に検討を行った結果、
アウターシースの材質：ポリエチレン，内径φ２、８ｍｍ
超音波プローブの外径φ２、４ｍｍ
超音波プローブのストローク５０ｍｍのとき、
アウターシース内に付着したφ１ｍｍ程度の気泡を除去するためには、超音波プローブを先端から基端側に速度を５ｍｍ／ｓで移動させ、その後超音波プローブを基端側から先端側に速度を１０ｍｍ／ｓ程度で移動させれば良いことが解っている。
【００９１】
また、この気泡の除去は、超音波走査を行う前、つまり超音波振動子を駆動させる前段階で行っても良いし、また、超音波プローブを先端から基端側に移動させる際に超音波駆動を行い、基端側から先端へ移動させる際には超音波駆動を停止させその分スピードを速くするようにしてもよい。
【００９２】
このように、超音波プローブの軸方向への進退動作において、超音波プローブの先端側から基端側への移動速度をアウターシース内に付着した気泡が移動しない速度にする一方、引き続き超音波プローブを基端側から先端側への移動させる移動速度をアウターシース内周面に付着した気泡が移動する速度に設定することにより、超音波伝達媒体中でアウターシース内周面に付着している気泡を振動子面より基端側に移動させて気泡による超音波減衰を防止することができる。
【００９３】
また、先端側への移動から基端側への移動に反転する時間を、基端側への移動から先端側への移動に反転する時間より長く設定することにより、超音波伝達媒体中に浮遊している気泡を振動子面より基端側に移動させて気泡による超音波減衰を防止することができる。
【００９４】
これらのことより、超音波伝達媒体中に気泡が発生している場合、気泡による超音波減衰をなくして、良好な超音波画像を得られる。
【００９５】
なお、上述した気泡の除去においては体腔内プローブを駆動部に取り付けて、モータの正回転と逆回転との回転速度を変化させて気泡の除去を行っているが、この気泡の除去を手動操作で行うようにしてもよい。
【００９６】
この場合、体腔内プローブを駆動部に取り付ける前に以下のように行う。
まず、アウターシース用コネクタ３を一方の手で把持し、他方の手で超音波プローブ１のプローブコネクタ１３を把持する。
【００９７】
次に、前記アウターシース用コネクタ３とプローブコネクタ１３との軸方向のロックを解除し、プローブコネクタ１３をアウターシース２内に付着した気泡が動かない速度でゆっくりと移動させて、硬質パイプ１４がアウターシース用コネクタ３内のＯリング５７から外れない程度まで引き出す。
【００９８】
次いで、アウターシース用コネクタ３の中へプローブコネクタ１３を押し込む。このとき、アウターシース２内に付着した気泡が移動する速度で行う。
【００９９】
そして、超音波振動子１６部分に気泡のないことを確認し、もし、気泡が存在している場合には引き出す行程及び押し込む行程を繰り返し行って気泡を基端側に移動させる。このことにより、気泡の除去を駆動部に取り付ける前に行うので、駆動部に気泡除去のためのスピード制御部を不必要にして制御の簡単化を図れる。
【０１００】
図１１は本発明の第２実施形態に係る駆動部の他の構成例を示す説明図である。なお、前記第１実施形態と同部材には同符合を付して説明を省略する。また、図１１（ａ）はラジアル走査状態を示す図、図１１（ｂ）はスパイラル走査状態を示す図、図１１（ｃ）はリニア走査状態を示す図、図１１（ｄ）は走査状態を、ラジアル走査状態又はリニア走査状態又はスパイラル走査状態に切り換える切換スイッチを説明する図である。
【０１０１】
図１１（ａ）に示すように本実施形態の第１平歯車８８の先端側には外径寸法の異なる先端側平歯車８９が一体的に設けられている。そして、この先端側平歯車８９に噛合する同じ歯数の第２平歯車９０が前記ボールネジ６９を構成する軸部の基端側端部に設けられている。また、前記モータ８１にはリニア走査、ラジアル走査、スパイラル走査を選択する走査切換手段となるレバー９１が取り付けてある。なお、レバー９１付きモータ８１、エンコーダ８２及び第１平歯車８８は軸方向に所定の距離だけ一体的に移動可能になっている。
【０１０２】
同（ｄ）に示すように前記レバー９１は、前記駆動部５の外表面９２から突出していて、このレバー９１の突出位置を３つのモードから選択することによって、所定の走査を行うようになっている。
【０１０３】
つまり、同図（ｄ）においてレバー９１をラジアル位置に一致させることによって、同図（ａ）に示すように第１平歯車８８とボス７６の歯部７７とが噛合状態になる一方、先端側平歯車８９と第２平歯車９０とが非噛合状態になってラジアルモードになる。
【０１０４】
そして、レバー９１をスパイラル位置にすることによって、前記モータ８１、エンコーダ８２及び第１平歯車８８が軸方向先端側に移動して同図（ｂ）に示すように第１平歯車８８の先端側平歯車８９と第２平歯車９０とが噛合するとともに、ボス７６の歯部７７と第１平歯車８８とが噛合してスパイラルモードになる。
【０１０５】
また、レバー９１をリニア位置にすることによって、前記モータ８１、エンコーダ８２及び第１平歯車８８がさらに軸方向先端側に移動して同図（ｃ）に示すように先端側平歯車８９と第２平歯車９０とが噛合状態になる一方、第１平歯車８８とボス７６の歯部７７とが非噛合状態なってリニアモードになる。
【０１０６】
このように、駆動部に走査方法を切り換える切換手段として、モータ、エンコーダ及び第１平歯車を軸方向に一体的に移動させるレバーを設けたことによって、スパイラル走査のみならず、ラジアル単独走査及びリニア単独走査を選択的に行うことができる。
【０１０７】
図１２は超音波プローブの先端部の他の構成を説明する図である。
【０１０８】
図に示すように本実施形態の超音波プローブ１においては、ハウジング１５の後端部に可撓性を有する駆動軸８６を設けてあり、この駆動軸８６の外周側にはシース８７が前記駆動軸８６が回転可能に被覆してある。
【０１０９】
このシース８７の外径寸法は、前記ハウジング１５と略同径で、内径寸法は前記駆動軸８６の外径寸法より僅かに大きくなっている。このことにより、シース８７内で駆動軸８６は回転可能であるが、軸方向へ進退移動する際には駆動軸８６とシース８７との間の摩擦抵抗によって、略一体になるように構成してある。
【０１１０】
このことにより、シースと駆動軸とのクリアランスを狭くして軸方向移動時に一体となるように構成したことによって、部品点数が少なくかつ構成の簡単な超音波プローブを提供することが可能になる。
【０１１１】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【０１１２】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【０１１３】
（１）駆動手段を備えた駆動部と、
この駆動部に着脱自在に接続され、前記駆動手段からの駆動力を伝達する中空の駆動軸の先端に固設された超音波振動子及び前記駆動軸を内包する外径寸法が前記超音波振動子の回転直径と略同径で、先端面が前記超音波振動子より基端側に位置するシースを備えた超音波プローブと、
前記シースが挿入配置される先端を封止した内孔を有し、基端部が前記駆動部に着脱自在で、前記内孔内に超音波伝達媒体が充填されるアウターシースと、
を具備する超音波診断装置。
【０１１４】
（２）前記駆動部は１つの駆動手段を備え、
この駆動手段に、前記超音波プローブの駆動軸に固設された超音波振動子を、挿入軸方向に対して回転させるとともに、挿入軸方向に進退させる進退回転手段を設けた付記１記載の超音波診断装置。
【０１１５】
（３）前記駆動軸、超音波プローブのシース及びアウターシースは、可撓性を有する付記１記載の超音波診断装置。
【０１１６】
（４）前記駆動軸、超音波プローブのシース及びアウターシースは、前記駆動部に対して着脱自在である付記１記載の超音波診断装置。
【０１１７】
（５）前記アウターシースは、前記駆動軸及び前記シースに対して着脱自在である付記１記載の超音波診断装置。
【０１１８】
（６）前記駆動軸の外径寸法は、先端部が他の部位より細径である付記１記載の超音波診断装置。
【０１１９】
（７）前記シースは、内径寸法が駆動軸の外径寸法より大径で、先端内孔に前記駆動軸の先端部を挿通配置するパイプ部材を配置した付記１記載の超音波診断装置。
【０１２０】
このことにより、前記駆動軸が挿入部の湾曲動作などによって伸びた状態になったとき、駆動軸がパイプ部材に当接して、前記シースを駆動軸とともに一体的に軸方向に移動させる。
【０１２１】
（８）前記シースに設けた駆動軸を、回転自在でかつ軸方向に一定距離だけ移動可能な軸受に取り付けた付記２記載の超音波診断装置。
【０１２２】
（９）前記駆動手段は、前記超音波振動子を挿入軸方向に進退させる進退手段であり、
前記超音波振動子を先端側から基端側に向かって移動させるとき、超音波伝達媒体中に存在してシース内面に付着した気泡がその状態を保持するように前記超音波振動子を移動させる一方、
超音波振動子を基端側から先端側に向かって移動させるとき、超音波伝達媒体中に存在してシース内面に付着した気泡がシース内面から離脱して移動するように前記超音波振動子を移動させる付記１記載の超音波診断装置。
【０１２３】
このことにより、超音波振動子が先端側から基端側に向かって移動するときには超音波伝達媒体に基端側から先端側へ向かう流れが生じる。このときの流れの強さは、気泡をシース内面から離して移動させるに必要な力量であるシース内面に対する摩擦抵抗力と表面張力との和より小さいので、超音波伝達媒体中に存在してシース内面に付着している気泡は移動することなくその位置にとどまる。
【０１２４】
一方、超音波振動子が基端側から先端側に向かって移動するときには超音波伝達媒体に先端側から基端側へ向かう流れが生じる。このときの流れの強さは、気泡をシース内面から離して移動させるに必要な力量であるシース内面に対する摩擦抵抗力と表面張力との和より大きいので、超音波伝達媒体中に存在してシース内面に付着していた気泡はシース内面から離れて超音波伝達媒体の流れる方向である基端側に移動していく。つまり、超音波伝達媒体内に存在してシース内面に付着した気泡は、超音波振動子が進退運動することによって、超音波振動子よりも基端側方向に移動していく。
【０１２５】
（１０）前記超音波振動子が先端側から基端側に移動するときのみ、超音波走査を行う付記９記載の超音波診断装置。
【０１２６】
（１１）前記進退動作を、超音波走査をしない状態で数回繰り返して気泡を超音波振動子から基端側に移動させた後、所定の進退速度で超音波走査を開始する付記９記載の超音波診断装置。
【０１２７】
（１２）前記駆動軸の進退動作によって、前記超音波振動子が先端側方向に向かう移動から基端側方向へ向かう移動に切換わるときの切り換え時間を、超音波振動子が基端側方向に向かう移動から先端側方向へ向かう移動に切換わるときの切り換え時間より長く設定した付記９記載の超音波診断装置。
【０１２８】
このことにより、超音波振動子が先端側から基端側に移動する際に超音波伝達媒体に発生する基端側から先端側への流れによって、超音波伝達媒体中に存在して浮遊する流れに対して抵抗力のない気泡は超音波伝達媒体の流れと同方向に、流速と同じ速度で基端側から先端側へ移動していく。
【０１２９】
そして、先端側から基端側に移動していた超音波振動子の移動方向が基端側から先端側へ切換わるとき、超音波伝達媒体には慣性による流れが生じるが、このときの切換え時間が短いため、ほとんど慣性流れが生じないので気泡の位置は変化しない。
【０１３０】
次に、超音波振動子が基端側から先端側に移動を開始する。このときには、超音波伝達媒体には先端側から基端側への流れが発生し、この流れによって、超音波伝達媒体中に存在して浮遊する流れに対して抵抗力のない気泡は、超音波伝達媒体流れと同じ速度で先端側から基端側へ移動し元の位置に戻ってくる。
【０１３１】
次いで、基端側から先端側に移動していた超音波振動子の移動方向が先端側から基端側へ切換わるとき、超音波伝達媒体に同様な慣性流れが生じる。このときの切り換え時間は、先端側から基端側に移動していた超音波振動子の移動方向が基端側から先端側へ切換わるときの切り換え時間より長いので、発生する慣性流れによって、浮遊していた気泡は元の位置よりも基端側に移動する。つまり、超音波伝達媒体に存在して浮遊していた気泡は、超音波振動子の進退運動時の切換え時間の差によって、超音波振動子よりも基端側方向に移動していく。
【０１３２】
（１３）前記駆動手段は、正転・逆転可能な回転駆動源である付記２記載の超音波診断装置。
【０１３３】
（１４）前記回転駆動源は、回転角度検出手段を有する付記１３記載の超音波診断装置。
【０１３４】
（１５）前記進退回転手段は、
前記回転駆動源の回転運動を超音波振動子に回転運動として伝達する回転運動伝達手段と、
前記回転駆動源の回転運動を進退運動に変換する運動切換手段と、
この運動切換手段によって得られた進退運動を超音波振動子に進退運動として伝達する進退運動伝達手段と、
を具備する付記２記載の超音波診断装置。
【０１３５】
（１６）前記回転運動伝達手段は、スプライン機構である付記１５記載の超音波診断装置。
【０１３６】
（１７）前記運動切換手段は、ボールネジである付記１５記載の超音波診断装置。
【０１３７】
（１８）前記進退回転手段を、選択的に、回転運動伝達状態、進退運動伝達状態、又は、回転運動及び進退運動伝達状態のどれか１つに切換える走査切換え手段を有する付記１５記載の超音波診断装置。
【０１３８】
このことによって、スパイラル捜査に加えて、ラジアル走査単独、リニア走査単独の超音波走査を行える。
【０１３９】
（１９）超音波伝達媒体を充填したシース先端部内に駆動軸を介して配置された超音波振動子をシース内面に付着した気泡が動かない速度で引っ張る引き戻し工程と、
この引き戻し行程によって基端側に移動した超音波振動子を前記駆動軸を介してシース内面に付着した気泡が動く速度で押し込む押し込み行程と、
を有する超音波プローブの超音波伝達媒体に存在する気泡の除去方法。
【０１４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、超音波振動子を小さくすることなく挿入部の細径化が可能で、超音波深達度に優れ、かつ小型で安価な超音波診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ないし図９は本発明の第１実施形態に係り、図１は
超音波診断装置の概略構成を説明する図
【図２】超音波プローブの全体図
【図３】超音波プローブの先端部の構成を説明する拡大図
【図４】アウターシースを説明する図
【図５】アウターシースに超音波プローブを挿通配置したとの先端部の状態を説明する図
【図６】超音波プローブのプローブコネクタの構成を説明する断面図
【図７】アウターシース用コネクタを説明する図
【図８】駆動部の内部構造を説明する図
【図９】体腔内プローブ構成状態を示す図
【図１０】アウターシース内の超音波伝達媒体内に存在している気泡の動きと、アウターシース内で移動する超音波プローブの動きとの関係を説明する図
【図１１】本発明の第２実施形態に係る駆動部の他の構成例を示す説明図
【図１２】超音波プローブの先端部の他の構成を説明する図
【符号の説明】
１…超音波プローブ
２…アウターシース
１５…ハウジング
１６…超音波振動子
１８…可撓性駆動軸
２０…シース
４１…シース挿入部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that performs ultrasonic scanning by inserting an ultrasonic probe into an outer sheath.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, ultrasonic pulses are repeatedly transmitted from an ultrasonic transducer into a living tissue, and echoes of the ultrasonic pulses reflected from the living tissue are received by an ultrasonic transducer provided in the same or separate body. By gradually shifting the direction of transmitting and receiving sound pulses, echo information collected from multiple directions at the test site in the living body is displayed as an ultrasonic tomographic image of a two-dimensional visible image to diagnose diseases, etc. Various ultrasonic diagnostic apparatuses that can be used in the field have been proposed.
[0003]
As such an ultrasonic diagnostic apparatus, an external ultrasonic probe is generally used, but a thin ultrasonic probe is inserted into a treatment instrument insertion channel or the like of an endoscope through an endoscope. An internal ultrasonic probe such as a mucosal tissue that has been introduced into a body cavity and cancerized under endoscopic observation, or an ultrasonic tomographic image of a region to be examined including a lesion such as a polyp, etc. Endoscopic devices are also used.
[0004]
In recent years, various three-dimensional ultrasonic probes for obtaining a three-dimensional image so that the shape of a tumor or the like formed in a subject can be grasped or a volume can be measured have been proposed. Japanese Laid-Open Patent Application No. 8-56947 discloses a three-dimensional scanning ultrasonic probe that improves the followability of the distal end portion by a driving operation at the proximal side operation portion.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the ultrasonic probe for three-dimensional scanning disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-56947, etc., an ultrasonic transducer and a signal cable are sealed in a sheath in which a tip is sealed and an ultrasonic transmission medium is enclosed. The rotary drive transmission shaft is provided to form a two-dimensional ultrasonic radial probe, and the two-dimensional ultrasonic radial probe is further inserted into the outer sheath to move forward and backward.
[0006]
For this reason, there are the following problems.
[0007]
(1) In the ultrasonic probe for three-dimensional scanning, when pursuing the reduction in diameter and the improvement of the ultrasonic penetration required for the body cavity probe, each component must be made thin or small. By reducing the size of the ultrasonic transducer, the attenuation increases and the depth of ultrasonic waves deteriorates.
[0008]
(2) Since the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transducer passes through the ultrasonic transmission medium in the sheath, the sheath, the ultrasonic transmission medium in the outer sheath, and the outer sheath, and is output to the outside. The ultrasonic attenuation occurred in the part. If bubbles exist in the ultrasonic transmission medium in the sheath and the outer sheath through which the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transducer pass, the ultrasonic waves are further attenuated by the bubbles.
[0009]
(3) In order to rotationally drive and advance / retreat the ultrasonic probe or the body cavity probe, a rotational drive motor and a forward / backward drive motor are provided, so that the storage space is increased and the apparatus is increased in size. In order to prevent electrical noise during driving from adversely affecting weak ultrasonic signals, noise countermeasures applied to each motor increase the cost, and position detection and drive control mechanisms are required for the number of motors. There was a problem that the device became complicated.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can reduce the diameter of the insertion portion without reducing the size of the ultrasonic transducer, and is excellent in ultrasonic penetration and is small and inexpensive. The purpose is to provide.
[0011]
It is another object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that is small in size, simple in structure, and inexpensive, capable of spiral scanning by a single driving unit provided in a driving unit.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  The ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention isAn ultrasonic diagnostic apparatus including an ultrasonic probe having an ultrasonic transducer for observing a subject, the driving source for driving the ultrasonic transducerA drive unit comprising:SaidRemovably connected to the drive unit,Driving sourceHollow drive shaft that transmits drive force fromAnd the drive shaftUltrasonic transducer fixed to the tipWhen,The drive shaftAs well asA sheath whose outer diameter is substantially the same as the rotational diameter of the ultrasonic transducer and whose distal end surface is located on the proximal side of the ultrasonic transducerAnd a pipe portion that has a cylindrical shape with a hollow inner hole and whose outer peripheral surface is integrally fixed to the inner peripheral surface of the sheath tip,An ultrasonic probe provided with an inner hole sealed at the distal end where the sheath is inserted, the base end is detachable from the drive unit, and an ultrasonic transmission medium is filled in the inner hole. An outer sheathThe drive shaft includes a distal end side drive shaft constituting a distal end portion, and a driving force transmission shaft that is externally fitted to a base end side outer peripheral surface of the distal end side drive shaft, and the distal end side drive shaft is The driving force transmission shaft is thinner than the inner diameter of the sheath and has an outer diameter that is larger than the inner diameter of the pipe portion, and at least within the sheath. When it is movably inserted in the insertion axis direction and is moved in the distal direction in the sheath by the urging force applied in the distal direction applied to the drive shaft and comes into contact with the proximal end surface of the pipe portion, it moves in the distal direction. The sheath is integrally moved in the insertion axis direction by the urging force.
[0013]
In addition, the drive unit includes one drive unit, and simultaneously rotates the ultrasonic transducer fixed to the drive shaft of the ultrasonic probe with respect to the insertion axis direction. It is connected via an advancing / retracting means for advancing / retreating in the insertion axis direction.
[0014]
According to this configuration, when the ultrasonic probe is disposed in the outer sheath, the ultrasonic transducer positioned on the distal side of the distal end surface of the ultrasonic probe sheath is covered only by the outer sheath, The ultrasonic wave transmitted from the acoustic transducer passes through the ultrasonic transmission medium in the outer sheath and the outer sheath and is output to the outside.
[0015]
Further, by transmitting the driving force of one driving means to the driving shaft via the advancing / retracting rotating means, the ultrasonic transducer moves forward and backward while rotating.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 9 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus, FIG. 2 is an overall view of an ultrasonic probe, and FIG. 3 is a distal end portion of the ultrasonic probe. FIG. 4 is a diagram for explaining the outer sheath, FIG. 5 is a diagram for explaining the state of the tip when the ultrasonic probe is inserted into the outer sheath, and FIG. 6 is a probe of the ultrasonic probe. 7 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the connector, FIG. 7 is a diagram illustrating the outer sheath connector, FIG. 8 is a diagram illustrating the internal structure of the drive unit, and FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration state of the body cavity probe.
4A is an overall view of the outer sheath, FIG. 4B is a diagram for explaining the configuration of the main portion of the outer sheath, FIG. 7A is a top external view of the outer sheath connector, and FIG. b) is a side sectional view of the outer sheath connector, FIG. 8 (a) is a diagram for explaining the positional relationship of the drive unit in the pre-drive state, and FIG. 8 (b) is located at the most proximal side during spiral scanning. FIG. 8C is a cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG. 8A.
[0017]
As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus of this embodiment includes an ultrasonic probe 1, an outer sheath 2, and an outer sheath connector 3 that are detachable, and the ultrasonic probe 1, outer sheath 2, and outer sheath. An intracorporeal probe 4 constructed by assembling the connector 3 and a proximal end portion of the intracavitary probe 4 are detachably connected, and an ultrasonic transducer (to be described later) is driven to rotate in the insertion axis direction, and is advanced or retracted. A driving unit 5 having driving means for driving or rotating and moving back and forth, an observation device 6 for controlling an ultrasonic signal, an image processing device 7 having a driving control unit and an image processing unit for the driving unit 5, and the image It is mainly composed of a monitor 8 that displays an ultrasonic image based on a video signal output from the processing device 7.
[0018]
The drive unit 5 is fixed to the end of the support arm 9. A signal cable 5a having a base end portion divided into two branches extends from the drive unit 5. The signal cable 5a has an observation device connector 5b and an observation device connector 5b electrically connected to the observation device 6, respectively. An image processing device connector 5c that is electrically connected to the image processing device 7 is provided. The observation device 6, the image processing device 7, the monitor 8, and the support arm 9 are placed on a cart 10.
[0019]
The observation device 6, the image processing device 7, and the image processing device 7 and the monitor 8 are electrically connected to each other via a signal cable (not shown) on the rear panel.
[0020]
As shown in FIG. 2, the ultrasonic probe 1 includes a distal end portion 11 on which an ultrasonic transducer is disposed, a flexible elongated insertion portion 12 connected to the distal end portion 11, and the insertion portion 12. The probe connector 13 is connected to the drive unit 5 and the rigid pipe 14 is provided at a continuous portion of the probe connector 13 and the insertion unit 12.
[0021]
As shown in FIG. 3, the distal end portion 11 is configured by arranging a metal housing 15 formed by cutting a side surface of a hollow pipe, and a piezoelectric element, an electrode, an acoustic lens, a packing material, and the like disposed in the housing 15. The ultrasonic transducer 16 is mainly configured.
[0022]
A coaxial cable 17 extending from the ultrasonic transducer 16 to the probe connector 13 extends. The coaxial cable 17 is inserted into a flexible drive shaft 18 formed of a flexible coil pipe or the like having one end integrally fixed to the base end portion of the housing 15.
[0023]
Like the coaxial cable, the flexible drive shaft 18 extends into the probe connector 13 and is driven forward / backward by a forward / backward drive motor, which is a drive means (not shown) provided in the drive unit 5. Rotation is driven by a drive motor, the advance / retreat drive motor and the rotation drive motor are provided for simultaneous advance / retreat and rotation drive, and one drive means is provided for advancing / retreating rotation means, which will be described later, and is simultaneously advanced / retracted and rotated It has become so.
[0024]
The flexible drive shaft 18 includes a small-diameter tip side drive shaft 18a constituting a tip portion, and a driving force transmission shaft 18b externally disposed on the tip side drive shaft 18a. The side drive shaft 18a is inserted and disposed in the inner hole of the pipe member 19 having good slipperiness.
[0025]
The pipe member 19 is made of a material having good sliding property or good axial followability, such as a flexible Teflon, urethane, or superelastic pipe that extends to the probe connector 13 and constitutes the insertion portion 12. The sheath 20 is integrally fixed to the tip end portion of the inner hole.
[0026]
The inner diameter of the pipe member 19 is slightly larger than the outer diameter of the distal drive shaft 18a of the flexible drive shaft 18, and the outer diameter is the outer diameter of the driving force transmission shaft 18b of the flexible drive shaft 18. It is set larger than the dimension. The outer diameter of the sheath 20 is set to be the same as or slightly larger than the rotational diameter of the ultrasonic transducer 16. As a result, the ultrasonic transducer 16 is always positioned on the distal end side with respect to the distal end surface 20 a of the sheath 20.
[0027]
As shown in FIG. 4A, the outer sheath 2 is an elongated sheath insertion portion 41 having an inner hole through which the distal end portion 11 and the insertion portion 12 of the ultrasonic probe 1 are inserted, and the sheath insertion portion 41. It is comprised by the connection part 42 located in a rear end, and being fixed to the said outer sheath connector 3 integrally.
[0028]
As shown in FIG. 4B, the sheath insertion portion 41 is formed of a flexible and ultrasonically transparent sheath, and the tip of the inner hole is sealed in a hemispherical shape. The inner diameter dimension of the sheath insertion portion 41 is set larger than the outer diameter dimensions of the distal end portion 11 and the insertion portion 12 of the ultrasonic probe 1. A male-side syringe taper 45 is connected to the proximal end portion of the sheath insertion portion 41 via a base 44. In other words, the connecting portion 42 includes a base 44 and a male syringe taper 45.
[0029]
Accordingly, when the distal end portion 11 and the insertion portion 12 of the ultrasonic probe 1 are inserted and disposed in the sheath insertion portion 41 of the outer sheath 2, as shown in FIG. The ultrasonic transducer 16 disposed in the housing 15 is disposed in the sheath insertion portion 41. The space around the ultrasonic transducer 16 is filled with the ultrasonic transmission medium 99.
[0030]
For this reason, the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transducer 16 passes through the ultrasonic transmission medium 99 in the outer sheath 2 and the sheath insertion portion 41 of the outer sheath 2 and is output to the outside.
[0031]
As described above, by adopting a configuration in which the ultrasonic transducer of the ultrasonic probe protrudes from the distal end surface of the sheath, the rotational diameter of the ultrasonic transducer can be increased to the outer diameter of the sheath. As a result, as compared with the prior art, it is possible to reduce the diameter without reducing the depth of penetration only by thinning the sheath and the rotation drive shaft without changing the size of the ultrasonic transducer.
[0032]
Moreover, since the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transducer only passes through the ultrasonic transmission medium and the sheath insertion portion of the outer sheath, ultrasonic attenuation can be reduced. As a result, it is possible to further improve the ultrasonic deep velocity.
[0033]
In other words, linear scanning or ultrasonic waves that drive the ultrasonic transducer forward and backward in the direction of the insertion axis, enabling the diameter of the insertion portion to be inserted into the body cavity to be reduced and improving the depth of ultrasonic waves. It is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus by radial scanning for rotationally driving the vibrator or spiral scanning for rotating and moving the ultrasonic vibrator forward and backward with respect to the insertion axis direction.
[0034]
Furthermore, it is not necessary to consider the ultrasonic transmission property in the sheath of the ultrasonic probe, and the linear scanning performance can be greatly improved by using a material having good slipperiness or good followability in the axial direction.
[0035]
As shown in FIG. 6, the probe connector 13 of the ultrasonic probe 1 includes a connector body 23 formed by bonding and fixing a first cover 21 and a second cover 22 made of resin, and a rotary connector is provided in the connector body 23. A unit 24 is arranged.
[0036]
A hard shaft 25 protrudes from the distal end portion 24 a of the rotary connector unit 24, and the rear end portion of the flexible drive shaft 18 is integrally connected and fixed to the distal end portion of the hard shaft 25. The hard shaft 25 is held by a bearing 27 disposed at the rear end portion of the base member 26 disposed in the connector main body 23. Accordingly, the flexible drive shaft 18 is rotated by the rotation of the hard shaft 25, and the housing 15 disposed at the distal end of the distal end side drive shaft 18a is rotated.
[0037]
Further, the base end portion of the sheath 20 containing the flexible drive shaft 18 is inserted through the hard pipe 14 and is disposed on the small-diameter distal end portion 26 a of the base member 26. In this state, the fixing ring 29 in which the elastic member 28 is provided is screwed into the base member 26, whereby the elastic member 28 is compressed and expanded and deformed in the outer peripheral direction, so that the sheath 20 is The base member 26 is integrally pressed and fixed.
[0038]
On the other hand, a male-type coaxial pin 31 and a rotational torque transmission pin 32 provided on a concentric circle of the coaxial pin 31 protrude from the rear end portion of the rotary connector unit 24 and extend from the ultrasonic transducer 16. The proximal end of the coaxial cable 17 that is inserted through the flexible drive shaft 18 and extends to the probe connector 13 is electrically connected to the coaxial pin 31 via a matching coil (not shown) in the rotary connector unit 24. It is connected.
[0039]
Reference numeral 30 denotes an O-ring which is arranged on the tip side of the bearing 27 and maintains watertightness between the hard shaft 25 and the base member 26. In the present embodiment, two O-rings are arranged. Further, a rotation protection pipe 33 is disposed on the outer peripheral side of the rotation connector unit 24, and this rotation protection pipe 33 is integrally fixed to the base member 26 with a screw 34. Furthermore, a stopper portion 21a for stably fixing the hard pipe 14 in the axial direction is provided at the front end portion of the first cover 21, and the stopper portion 21a is formed at the rear end portion of the hard pipe 14. An expanded portion 14a that is larger than the inner diameter of the stopper portion 21a and is expanded in the radial direction is pressed.
[0040]
As shown in FIGS. 7A and 7B, the outer sheath connector 3 includes a grip portion 58 having a large diameter and a substantially pipe shape that is positioned on the proximal end side and is gripped by the user. An elongated and pipe-shaped connector main body 51 connected and fixed to the front end side, a pipe-shaped slider 48 slidably disposed on the outer peripheral surface of the connector main body 51, and a tip of the slider 48 A substantially pipe-shaped base receiver 47 positioned and fixed and positioned on the distal end side of the connector main body 51, and a male-side syringe of the outer sheath 2 that is integrally fixed to the distal end portion of the base receiver 47 and has a through hole. It is mainly comprised by the female side syringe taper 46 used as the connection part with the taper 45. FIG.
[0041]
A metal pipe 54 having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the hard pipe 14 of the ultrasonic probe 1 is bonded and fixed to the tip of the inner hole of the connector main body 51 so as to protrude toward the tip. ing.
[0042]
A flat portion 49 is formed on the slider 48, and a slide groove 50 elongated in the axial direction is formed at the axial center position of the flat portion 49. The slide groove 50 is provided with a post 52 having a cylindrical shape projecting from the tip of the connector main body 51 so as to be orthogonal to the central axis and having an external thread formed on the outer peripheral surface. A knob 53 is screwed to the male screw 52.
[0043]
Thus, the slider 48 can be freely moved in the axial direction by the length of the slide groove 50 by setting the knob 53 in a loose state. Then, when the slider 48 is freely moved and protrudes to a desired position, the slider 48 moved as shown in the lower cross-sectional view of FIG. It can be fixedly placed in position.
[0044]
An O-ring 55 that secures water tightness between the metal pipe 54 and the base receiver 47 is provided at the base end of the inner hole of the base receiver 47. Further, the protruding length of the metal pipe 54 protruding from the connector main body 51 toward the front end is a length extending into the base receiver 47 and when the slider 48 is moved to the most front end side. The length is set such that the watertightness between the cap receiver 47 and the metal pipe 54 is maintained.
[0045]
A hole communicating with the inner hole is provided in the middle of the connector main body 51, and a male syringe taper-shaped mouthpiece 56 is screwed and fixed to the hole. An O-ring 57 having an inner diameter slightly smaller than the outer diameter of the hard pipe 14 of the ultrasonic probe 1 is disposed at the inner hole base end of the connector main body 51.
[0046]
A plurality of elongated grooves 59 are provided in the circumferential direction in the base end portion of the grip 58 in order to improve gripping properties, and the outer sheath connector is provided further on the base end side than the grooves 59. An index 60 is provided as a mark when 3 is attached to the drive unit 5. The connector body 51 is fixed to the tip of the grip 58 with two screws, for example, and the ultrasonic probe 1 is fixed to the driving unit 5 with two screws in the inner hole of the grip 58, for example. A connection ring 61 is fixed for performing the fixing. Further, a cover 63 that covers a plunger (not shown) fixed at a position rotated by 60 ° from the center of the grip 58 is fixed to the outer peripheral surface on the front end side of the grip 58.
[0047]
Here, with reference to FIG. 8, the structure of the drive part 5 which has one drive means to rotate and advance / retreat an ultrasonic transducer | vibrator with respect to the insertion-axis direction is demonstrated.
[0048]
As shown in FIG. 8A, in the drive unit 5, a hollow sheath connection connector 64 connected to the outer sheath connector 3 and fixed to the drive unit 5, and the sheath connection connector 64. A probe fixing connector 65, which is a coaxial shaft, is connected to the probe connector 13 of the ultrasonic probe 1, and is movable within the drive unit 5 by a predetermined distance in the axial direction, and a drive means and a rotational drive source. A motor 81 capable of rotating forward and backward with a certain double shaft type is connected via forward / backward rotating means.
[0049]
The advancing / retracting means is provided with a rotating portion (not shown) having an electrical contact in the probe fixing connector 65, and is fixed at the rear end of the rotating portion and is elongated and protrudes from the proximal end side of the probe fixing connector 65. A rotation transmission shaft 66, a rotation support member 67 which is a forward / backward movement transmission means arranged to be freely rotatable at the base end of the rotation transmission shaft 66 and restricted in the movement in the axial direction, and An arm 68 having one end fixed to the side peripheral surface, and a fixed shaft 71 constituting a ball screw 69 which is fixed to the other end of the arm 68 and is a motion switching means for converting a rotational motion into an advancing / retreating motion, is movably screwed. The movable portion 70 constituting the ball screw 69 to be arranged, the spur gear 80 fixed to the base end surface of the fixed shaft 71, and the rear end side coaxial of the rotation transmission shaft 66 are fixed on the same axis. c) a spline mechanism 72 having a hollow portion 72a as shown in FIG. 3C, which is a rotational motion transmission means, and a tooth portion fixed to the spline mechanism 72 and meshing with the spur gear 80 and having the same number of teeth as the spur gear 80. And a boss 76 provided with 77. One shaft of the double shaft type motor 81 is fixed on the central shaft of the spur gear 80.
[0050]
The spline mechanism 72 includes a shaft portion 73 having the hollow portion 72 a, an axially elongated groove 74 provided in the shaft portion 73, and a key 75 formed on the boss engaged with the groove 74. It consists of The other shaft of the motor 81 is provided with an encoder 82 which is a rotation angle detecting means for detecting the rotation angle of the shaft of the motor 81. Further, a signal cable 78 connected to an electrical contact in the probe fixing connector 65 is inserted into the hollow portions of the rotation transmission shaft 66 and the shaft portion 73, and a signal extending from the hollow portion 72 a of the shaft portion 73. The end of the cable 78 is connected to the slip ring 79. The signal cable 78 has a sufficient slack as shown in FIG. 7B in order to prevent the spline mechanism 72 from undergoing stress when the spline mechanism 72 moves back and forth.
[0051]
Thus, by rotating the motor 81 in a predetermined direction, the spur gear 80 fixed to one shaft of the motor 81 is rotated, and the fixed shaft 71 fixed to the spur gear 80 is rotated. When the movable portion 70 rotates and moves in the axial direction, the rotation support member 67 fixed to one end portion of the arm 68 fixed to the movable portion 70 moves forward and backward in the same direction as the movable portion 70. At the same time, the rotation of the spur gear 80 is transmitted to the meshed tooth portion 77, the boss 76 rotates, and the integral shaft portion 73 rotates via the key 75. This rotation causes the rotation transmission shaft 66 to rotate. Rotate.
[0052]
That is, by rotating the motor 81 and rotating the spur gear 80, the movable portion 70 disposed on the fixed shaft 71 of the spur gear 80 is moved in the axial direction, and the arm 68 is moved to the movable portion 70. The probe fixing connector 65 that is integrally fixed to the rotation transmission shaft 66 via the integral rotation support member 67 is moved in the axial direction, and has a tooth portion 77 that meshes with the spur gear 80. The probe fixing connector 65 can be rotated through a rotating portion fixed to a rotation transmission shaft 66 fixed to a shaft portion 73 that is rotated by a key 75.
[0053]
The operation of the ultrasonic diagnostic apparatus configured as described above will be described.
(1) The assembly of the body cavity probe 4 will be described.
[0054]
An ultrasonic probe 1, an outer sheath 2, and an outer sheath connector 3 are prepared.
[0055]
First, the ultrasonic transmission medium 99 is filled into the inner hole of the outer sheath 2 using, for example, a thin tube.
[0056]
Next, the distal end portion 11 of the ultrasonic probe 1 is inserted into the outer sheath connector 3, and is inserted until the first cover 21 of the probe connector 13 abuts against the connection ring 61 of the outer sheath connector 3. Then, the probe connector 13 is rotated counterclockwise to fix the ultrasonic probe 1 and the outer sheath connector 3 integrally.
[0057]
At this time, the rigid pipe 14 provided at the proximal end portion of the insertion portion 12 of the ultrasonic probe 1 is kept in a watertight state in close contact with the O-ring 57 inside the outer sheath connector 3. Further, by integrally fixing the ultrasonic probe 1 and the outer sheath connector 3, the ultrasonic probe 1 and the outer sheath connector 3 can be moved relative to each other in the axial direction as indicated by arrows.
[0058]
Next, the ultrasonic probe 1 connected to the outer sheath connector 3 is inserted into the sheath insertion portion 41 of the outer sheath 2 filled with the ultrasonic transmission medium 99, and the male syringe taper 45 of the outer sheath 2 is inserted. Is attached to the female syringe taper 46 of the outer sheath connector 3 by twisting clockwise. Thus, the body cavity probe 4 shown in FIG. 9 is configured.
[0059]
Then, after adjusting the position of the slider 48 so that a clearance (see FIG. 5) is obtained such that a clearance between the sealing portion at the distal end of the outer sheath 2 and the distal end of the ultrasonic probe 1 is slightly open (see FIG. 5). The knob 53 of the connector 3 is tightened and fixed to complete the assembly of the body cavity probe 4.
[0060]
(2) Connection of the body cavity probe 4 to the drive unit 5 will be described.
First, when attaching the body cavity probe 4 to the drive unit 5, the connection ring 61 of the outer sheath connector 3 and the probe connector 13 of the ultrasonic probe 1 that are in an integrated state are respectively connected to the sheath connection connector 64 of the drive unit 5. Then, after inserting into the probe fixing connector 65, it is rotated until the outer sheath connector 3 is locked. By this rotation operation, the outer sheath connector 3 is fixed to the sheath connection connector 64 and the ultrasonic probe 1 is fixed to the probe fixing connector 65. Thus, the ultrasonic probe 1 can move relative to the outer sheath connector 3.
[0061]
(3) Transmission of driving force will be described.
First, transmission of rotational drive will be described.
[0062]
The motor 81 in the drive unit 5 is rotated. Then, the rotation of the motor 81 is transmitted to the tooth portion 77 provided on the boss 76 meshing with the spur gear 80, and the rotation transmission shaft is connected to the key 75 of the boss 76 via the shaft portion 73 of the integral spline 72. 66, the rotation is transmitted to the rotating part in the probe fixing connector 65. Then, the rotation of the rotating portion is transmitted to the rotational torque transmission pin 32 on the ultrasonic probe 1 side, the rotary connector unit 24, the rigid shaft 25, and further to the flexible drive shaft 18 to rotate the ultrasonic transducer 16. .
[0063]
Next, transmission of advance / retreat driving will be described.
The motor 81 in the drive unit 5 is rotated. Then, the rotation of the motor 81 is transmitted to the fixed shaft 71 of the ball screw 69 fixed to the spur gear 80, and the fixed shaft 71 rotates. As the fixed shaft 71 rotates, the movable portion 70 screwed to the fixed shaft 71 moves forward and backward in the axial direction, and a rotation support member 67 connected to the movable portion 70 via an arm 68 is provided. Similarly, it moves in the axial direction.
[0064]
That is, the rotational force of the motor 81 is converted into an axial advance / retreat motion by the ball screw 69, and this forward / backward motion is transmitted to the probe fixing connector 65 via the arm 68, the rotation support member 67, and the rotation transmission shaft 66. This forward / backward movement is transmitted to the entire ultrasonic probe 1, and as a result, the ultrasonic transducer 16 moves forward / backward in the outer sheath 3 in the axial direction.
[0065]
Therefore, by rotating the motor 81, the ultrasonic transducer 16 moves forward and backward while rotating in the outer sheath 3.
[0066]
When the resistance to the forward and backward movement of the distal end portion of the ultrasonic probe 1 increases due to bending or the like and a tensile force acts on the flexible drive shaft 18, the flexible drive shaft 18 is extended to some extent. Then, the driving force transmission shaft 18b hits the pipe member 19 provided at the distal end of the sheath 20, and at this time, the sheath 20 becomes a transmission shaft for moving the ultrasonic transducer 16 forward and backward instead of the flexible driving shaft 18, and the ultrasonic wave The vibrator 16 moves forward and backward smoothly.
[0067]
(4) The ultrasonic scanning will be described.
By transmitting the driving force of the motor 81 to the ultrasonic transducer 16, the ultrasonic transducer 16 performs a spiral motion by moving forward and backward along with the rotational motion. This spiral motion becomes a reciprocating spiral motion by switching the rotation direction of the motor 81 in the drive unit 5.
[0068]
Then, a pulse for ultrasonic driving is generated in synchronization with an output signal of the encoder 82 directly connected to the motor 81 in the driving unit 5. This pulse is sent to the probe fixing connector 65 by the slip ring 79 and the signal cable 78, and further to the ultrasonic transducer 16 via the rotational torque transmission pin 32 on the ultrasonic probe side, the rotary connector unit 24, and the coaxial cable 17. Transmitted and driven ultrasonically. Thus, reciprocal spiral scanning is performed.
[0069]
Thus, the ultrasonic vibration of the ultrasonic probe is transmitted by transmitting the driving force of one motor provided in the driving unit to the probe fixing connector to which the probe connector of the ultrasonic probe is connected via the forward / backward rotation means. Spiral scanning can be performed by rotating and driving the child. This can reduce the size and cost of the drive unit and simplify the system.
[0070]
Here, in order to perform good ultrasonic scanning, the removal of bubbles present in the body cavity probe 4 will be described.
With reference to FIG. 10, the relationship between the movement of the bubbles existing in the ultrasonic transmission medium 99 in the outer sheath 2 and the operation of the ultrasonic probe 1 moving in the outer sheath 2 will be described.
[0071]
FIG. 10A shows a state where the ultrasonic transducer in the outer sheath is about to move from the most advanced position to the proximal end side, and FIG. 10B shows the state where the ultrasonic transducer moves to the proximal end side. FIG. 10C is a diagram showing a state where the ultrasonic transducer is moving from the proximal end position to the distal end side again, and FIG. 10D is a diagram showing the ultrasonic transducer being the distal side. FIG. 10E is a diagram showing a state where the ultrasonic transducer has reached the forefront again.
[0072]
As shown in FIG. 10A, the inner diameter of the outer sheath 2 is φA [mm], the outer diameter of the ultrasonic probe 1 is φB [mm], the moving speed of the ultrasonic probe 1 is Vp1 [mm / s], Let the stroke be L [mm].
[0073]
At this time, the moving time t 1 [s] of the ultrasonic probe 1, the flow rate Q [mm 3] of the ultrasonic transmission medium in the outer sheath 2 due to the axial movement of the ultrasonic probe 1, and the outer sheath 2 and the ultrasonic probe 1 are formed. The area S [mm 2] of the clearance portion to be measured and the flow velocity Vm 1 [mm / s] of the ultrasonic transmission medium in this clearance portion can be expressed by the following equations, respectively.
[0074]
Figure 0004056643
[0075]
On the other hand, when the moving speed of the ultrasonic probe 1 is Vp2 [mm / s] and the flow velocity of the ultrasonic transmission medium in the clearance portion is Vm2 [mm / s] as shown in FIG.
Figure 0004056643
[0076]
Here, in the ultrasonic transmission medium 99 filled in the clearance portion between the outer sheath 2 and the ultrasonic probe 1, the floating bubbles 84 floating in the medium and the adhesion attached to the inner peripheral surface of the outer sheath 2. There are two types of bubbles 85.
[0077]
Forces f (Vm1) and f (Vm2) corresponding to the flow velocity Vm1 and Vm2 of the ultrasonic transmission medium act on the floating bubbles 84 and the attached bubbles 85, respectively.
[0078]
The floating bubble 84 itself floating in the medium has almost no resistance. For this reason, when the ultrasonic probe 1 moves, the floating bubbles 84 move in the direction opposite to the moving direction of the ultrasonic probe 1 at the flow speeds Vm1 and Vm2 of the ultrasonic transmission medium 99.
[0079]
On the other hand, frictional resistance and surface tension with the inner peripheral surface of the outer sheath 2 are acting on the attached bubble 85. For this reason, the attached bubble 85 does not move due to the flow velocity Vm1, Vm2 of the ultrasonic transmission medium.
[0080]
Therefore, the force F required to move the attached bubble 85 is obtained by setting the coefficient of friction with the outer sheath 2 as μ, the area of the attached portion as Sa [mm 1], and the surface tension as F ′ [N]. . Then
F = μxSa + F ′.
[0081]
Here, since the flow speeds Vm1 and Vm2 of the ultrasonic transmission medium are values determined by the moving speeds Vp1 and Vp2 of the ultrasonic probe 1, f (Vm1) is a force corresponding to the flow speeds Vm1 and Vm2 of the ultrasonic transmission medium. ) And f (Vm2) are replaced with f (Vp1) and f (Vp2), respectively.
[0082]
In this embodiment, between the force F required to move the attached bubble 85 and f (Vm1) and f (Vm2) which are forces corresponding to the flow velocity Vm1 and Vm2 of the ultrasonic transmission medium. ,
| F (Vp1) | <F <| f (Vp2) |
And the rotational speed in the forward direction and the rotational speed in the reverse direction of the motor 81 are set for the ultrasonic probe 1 to move in this set state.
[0083]
The movement of the bubbles 84 and 85 when the ultrasonic probe 1 is reciprocated once in the outer sheath 2 will be described.
First, as shown in FIGS. 10A, 10 </ b> B, and 10 </ b> C, when the ultrasonic probe 1 moves from the most advanced position (the origin position) to the most proximal end position of the stroke L at the speed Vp <b> 1. The floating bubble 84 moves from the proximal end side to the distal end side at a speed Vm1 = CxVp1 [mm / s]. However, when the tip of the ultrasonic transducer 16 passes and comes off, the flow stops and the robot stops at that position.
[0084]
On the other hand, the attached bubble 85 is kept attached to the outer sheath 2 without moving due to the relationship of | f (Vp1) | <F.
[0085]
Next, as shown in FIGS. 10C, 10D, and 10E, the moving direction of the ultrasonic probe 1 is reversed, and from the proximal end position to the distal end position (origin position), this time at the speed Vp2. Move. Then, the floating bubble 84 moves from the distal end side to the proximal end side at the speed Vm2 = CxVp2 [mm / s] from the time when the distal ends of the ultrasonic transducers 16 overlap, and the ultrasonic transducer 16 returns to the origin position. When this happens, it stops at the position before the movement (FIG. 10A).
[0086]
Thereafter, the ultrasonic probe 1 moves again from the origin position to the base end side at the speed Vp1 and repeats reciprocating motion. At this time, the time for reversing from the speed Vp2 to the speed Vp1 (the time for switching from FIG. 10E to FIG. 10A) is longer than the time for reversing from the speed Vp1 to the speed Vp2 (FIG. 10C). As a result, an inertial flow is generated in the ultrasonic transmission medium 99, and the floating bubble 84 further moves to the proximal end side by the difference between the inversion times, that is, the distance α1.
[0087]
On the other hand, since the attached bubble 85 has a relationship of F <| f (Vp2) |, the ultrasonic probe 1 moves by a distance β in the direction of the proximal end, and reverses from the velocity Vp2 to the velocity Vp1. Due to the inertial flow at the time, it moves to the position added to the base end side by the distance α2.
[0088]
Therefore, the single reciprocating motion of the ultrasonic probe 1 moves the floating bubble 84 toward the proximal end with respect to the ultrasonic transducer 16 by the distance α1 and the attached bubble 85 by the distance β + α2.
[0089]
For this reason, by repeating this reciprocating motion of the ultrasonic probe 1, the floating bubbles 84 and the attached bubbles 85 are moved only in the proximal direction from the ultrasonic transducer 16, and the bubbles overlap the ultrasonic transducer surface. I can get rid of it.
[0090]
As a result of actual examination,
Outer sheath material: polyethylene, inner diameter φ2, 8mm
Ultrasonic probe outer diameter φ2, 4mm
When the stroke of the ultrasonic probe is 50 mm,
In order to remove bubbles with a diameter of about 1 mm attached in the outer sheath, the ultrasonic probe is moved from the distal end to the proximal end side at a speed of 5 mm / s, and then the ultrasonic probe is moved from the proximal end side to the distal end side. It has been found that it may be moved at about 10 mm / s.
[0091]
Further, this bubble removal may be performed before ultrasonic scanning, that is, before the ultrasonic transducer is driven, or when the ultrasonic probe is moved from the distal end to the proximal end. When driving and moving from the base end side to the tip end, the ultrasonic driving may be stopped and the speed may be increased accordingly.
[0092]
In this way, in the forward / backward movement of the ultrasonic probe in the axial direction, the moving speed from the distal end side to the proximal end side of the ultrasonic probe is set to a speed at which bubbles attached in the outer sheath do not move, while the ultrasonic probe continues. Bubbles attached to the inner peripheral surface of the outer sheath in the ultrasonic transmission medium by setting the moving speed to move the base from the proximal end side to the distal end side to the speed at which the bubbles attached to the inner peripheral surface of the outer sheath move. Can be moved to the base end side from the transducer surface to prevent ultrasonic attenuation due to bubbles.
[0093]
In addition, the time for reversing from the movement toward the distal end to the movement toward the proximal end is set longer than the time for reversing from the movement toward the proximal end to the movement toward the distal end, thereby floating in the ultrasonic transmission medium. It is possible to prevent the ultrasonic bubbles from being attenuated by the bubbles by moving the bubbles to the base end side from the vibrator surface.
[0094]
For these reasons, when bubbles are generated in the ultrasonic transmission medium, it is possible to obtain a good ultrasonic image by eliminating ultrasonic attenuation due to the bubbles.
[0095]
In the above-described bubble removal, the probe in the body cavity is attached to the drive unit, and the bubbles are removed by changing the rotation speed between the normal rotation and the reverse rotation of the motor. You may make it carry out.
[0096]
In this case, it is performed as follows before attaching the body cavity probe to the drive unit.
First, the outer sheath connector 3 is held with one hand, and the probe connector 13 of the ultrasonic probe 1 is held with the other hand.
[0097]
Next, the outer sheath connector 3 and the probe connector 13 are unlocked in the axial direction, and the probe connector 13 is slowly moved at a speed at which bubbles attached to the outer sheath 2 do not move. Pull out to the extent that it does not come off the O-ring 57 in the outer sheath connector 3
[0098]
Next, the probe connector 13 is pushed into the outer sheath connector 3. At this time, it is performed at a speed at which bubbles attached to the outer sheath 2 move.
[0099]
Then, it is confirmed that there are no bubbles in the ultrasonic transducer 16 part. If bubbles are present, the drawing process and the pushing process are repeated to move the bubbles to the proximal end side. As a result, since the bubbles are removed before being attached to the drive unit, the speed control unit for removing bubbles is not required in the drive unit, and the control can be simplified.
[0100]
FIG. 11 is an explanatory diagram showing another configuration example of the drive unit according to the second embodiment of the present invention. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. FIG. 11A shows a radial scanning state, FIG. 11B shows a spiral scanning state, FIG. 11C shows a linear scanning state, and FIG. 11D shows a scanning state. FIG. 6 is a diagram illustrating a changeover switch for switching to a radial scanning state, a linear scanning state, or a spiral scanning state.
[0101]
As shown in FIG. 11A, a distal spur gear 89 having a different outer diameter is integrally provided on the distal end side of the first spur gear 88 of the present embodiment. A second spur gear 90 having the same number of teeth that meshes with the distal end side spur gear 89 is provided at the proximal end of the shaft portion constituting the ball screw 69. The motor 81 is provided with a lever 91 serving as a scanning switching means for selecting linear scanning, radial scanning, and spiral scanning. The motor 81 with the lever 91, the encoder 82, and the first spur gear 88 are integrally movable by a predetermined distance in the axial direction.
[0102]
As shown in (d), the lever 91 protrudes from the outer surface 92 of the drive unit 5, and a predetermined scanning is performed by selecting the protruding position of the lever 91 from three modes. ing.
[0103]
That is, by matching the lever 91 with the radial position in FIG. 4D, the first spur gear 88 and the tooth portion 77 of the boss 76 are engaged with each other as shown in FIG. The spur gear 89 and the second spur gear 90 are disengaged to enter the radial mode.
[0104]
Then, by setting the lever 91 to the spiral position, the motor 81, the encoder 82 and the first spur gear 88 move to the front end side in the axial direction, and as shown in FIG. The spur gear 89 and the second spur gear 90 mesh with each other, and the tooth portion 77 of the boss 76 and the first spur gear 88 mesh with each other to enter a spiral mode.
[0105]
Further, when the lever 91 is set to the linear position, the motor 81, the encoder 82 and the first spur gear 88 are further moved to the front end side in the axial direction, and as shown in FIG. While the two spur gears 90 are engaged, the first spur gear 88 and the teeth 77 of the boss 76 are disengaged to enter the linear mode.
[0106]
As described above, by providing a lever for integrally moving the motor, the encoder and the first spur gear in the axial direction as switching means for switching the scanning method to the drive unit, not only spiral scanning but also radial single scanning and linear A single scan can be selectively performed.
[0107]
FIG. 12 is a diagram illustrating another configuration of the distal end portion of the ultrasonic probe.
[0108]
As shown in the figure, in the ultrasonic probe 1 of the present embodiment, a flexible drive shaft 86 is provided at the rear end of the housing 15, and a sheath 87 is provided on the outer peripheral side of the drive shaft 86. A shaft 86 is rotatably covered.
[0109]
The outer diameter of the sheath 87 is substantially the same as that of the housing 15, and the inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the drive shaft 86. As a result, the drive shaft 86 can rotate within the sheath 87, but when it moves forward and backward in the axial direction, it is configured so as to be substantially united by the frictional resistance between the drive shaft 86 and the sheath 87. is there.
[0110]
As a result, it is possible to provide an ultrasonic probe with a small number of parts and a simple configuration by narrowing the clearance between the sheath and the drive shaft so as to be integrated when moving in the axial direction.
[0111]
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
[0112]
[Appendix]
According to the embodiment of the present invention as described above in detail, the following configuration can be obtained.
[0113]
(1) a drive unit provided with drive means;
An ultrasonic vibrator fixedly attached to the tip of a hollow drive shaft that is detachably connected to the drive unit and transmits a drive force from the drive means, and an outer diameter dimension that includes the drive shaft is the ultrasonic vibration. An ultrasonic probe comprising a sheath having a diameter approximately the same as the rotational diameter of the child and having a distal end surface located on the proximal side of the ultrasonic transducer;
An outer sheath having an inner hole sealed at a distal end where the sheath is inserted and disposed, a base end portion detachably attached to the driving unit, and an ultrasonic transmission medium filled in the inner hole;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
[0114]
(2) The driving unit includes one driving unit,
The supersonic wave as set forth in Supplementary note 1, wherein the driving means is provided with an advancing / retracting rotating means for rotating the ultrasonic transducer fixed to the driving shaft of the ultrasonic probe with respect to the insertion axis direction and moving the ultrasonic transducer forward and backward in the insertion axis direction. Ultrasonic diagnostic equipment.
[0115]
(3) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 1, wherein the drive shaft, the sheath of the ultrasonic probe, and the outer sheath have flexibility.
[0116]
(4) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 1, wherein the drive shaft, the sheath of the ultrasonic probe, and the outer sheath are detachable from the drive unit.
[0117]
(5) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 1, wherein the outer sheath is detachable with respect to the drive shaft and the sheath.
[0118]
(6) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 1, wherein the outer diameter of the drive shaft is smaller in diameter at the tip than at other parts.
[0119]
(7) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 1, wherein the sheath has an inner diameter dimension larger than an outer diameter dimension of the drive shaft, and a pipe member that inserts and arranges the distal end portion of the drive shaft in the distal end inner hole is disposed.
[0120]
Thus, when the drive shaft is extended due to the bending operation of the insertion portion or the like, the drive shaft comes into contact with the pipe member and moves the sheath together with the drive shaft in the axial direction.
[0121]
(8) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 2, wherein the drive shaft provided in the sheath is attached to a bearing that is rotatable and movable by a fixed distance in the axial direction.
[0122]
(9) The drive means is advance / retreat means for advancing / retreating the ultrasonic transducer in the insertion axis direction,
When the ultrasonic transducer is moved from the distal end side toward the proximal end side, the ultrasonic transducer is moved so that bubbles existing in the ultrasonic transmission medium and attached to the inner surface of the sheath maintain the state. on the other hand,
When moving the ultrasonic transducer from the proximal end side toward the distal end side, the ultrasonic transducer is moved so that bubbles that are present in the ultrasonic transmission medium and adhere to the inner surface of the sheath move away from the inner surface of the sheath. The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 1, which is moved.
[0123]
Thus, when the ultrasonic transducer moves from the distal end side toward the proximal end side, a flow is generated in the ultrasonic transmission medium from the proximal end side toward the distal end side. The strength of the flow at this time is smaller than the sum of the frictional resistance force and the surface tension against the sheath inner surface, which is the amount of force required to move the bubbles away from the sheath inner surface, and is therefore present in the ultrasonic transmission medium. Bubbles adhering to the inner surface remain in that position without moving.
[0124]
On the other hand, when the ultrasonic transducer moves from the proximal end side toward the distal end side, a flow from the distal end side toward the proximal end side occurs in the ultrasonic transmission medium. The strength of the flow at this time is greater than the sum of the frictional resistance force and the surface tension against the sheath inner surface, which is the amount of force required to move the bubbles away from the sheath inner surface, and is therefore present in the ultrasonic transmission medium. The bubbles adhering to the inner surface move away from the sheath inner surface and move to the proximal end side in which the ultrasonic transmission medium flows. That is, bubbles that are present in the ultrasonic transmission medium and attached to the inner surface of the sheath move toward the proximal side of the ultrasonic transducer as the ultrasonic transducer moves forward and backward.
[0125]
(10) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 9, wherein ultrasonic scanning is performed only when the ultrasonic transducer moves from the distal end side to the proximal end side.
[0126]
(11) The advancing / retreating operation is repeated several times in a state where ultrasonic scanning is not performed, and after the bubble is moved from the ultrasonic transducer to the proximal end side, the ultrasonic scanning is started at a predetermined advancing / retreating speed. Ultrasonic diagnostic equipment.
[0127]
(12) The switching time when the ultrasonic transducer is switched from the movement toward the distal end side to the movement toward the proximal end direction by the forward / backward movement of the drive shaft is determined. The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 9, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is set longer than a switching time when switching from the moving toward the moving toward the tip side.
[0128]
As a result, the flow that exists in the ultrasonic transmission medium and floats by the flow from the proximal end to the distal end that occurs in the ultrasonic transmission medium when the ultrasonic transducer moves from the distal end to the proximal end. On the other hand, bubbles without resistance move in the same direction as the flow of the ultrasonic transmission medium from the proximal end side to the distal end side at the same speed as the flow velocity.
[0129]
Then, when the moving direction of the ultrasonic transducer that has moved from the distal end side to the proximal end side is switched from the proximal end side to the distal end side, a flow due to inertia occurs in the ultrasonic transmission medium. Since the inertial flow hardly occurs, the position of the bubble does not change.
[0130]
Next, the ultrasonic transducer starts moving from the proximal end side to the distal end side. At this time, a flow from the distal end side to the proximal end side occurs in the ultrasonic transmission medium, and this flow causes bubbles that are present in the ultrasonic transmission medium and have no resistance to the floating flow to be ultrasonic waves. It moves from the distal end side to the proximal end side at the same speed as the transmission medium flow and returns to the original position.
[0131]
Next, when the moving direction of the ultrasonic transducer that has moved from the proximal end side to the distal end side is switched from the distal end side to the proximal end side, a similar inertial flow is generated in the ultrasonic transmission medium. The switching time at this time is longer than the switching time when the moving direction of the ultrasonic transducer moving from the distal end side to the proximal end side is switched from the proximal end side to the distal end side. The bubble that has moved moves to the base end side from the original position. That is, the air bubbles that existed in the ultrasonic transmission medium and have floated move in the proximal direction relative to the ultrasonic transducer due to the difference in switching time during the forward and backward movement of the ultrasonic transducer.
[0132]
(13) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 2, wherein the drive means is a rotational drive source capable of normal rotation and reverse rotation.
[0133]
(14) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 13, wherein the rotational drive source includes a rotational angle detection unit.
[0134]
(15) The forward / backward rotation means includes:
Rotational motion transmitting means for transmitting the rotational motion of the rotational drive source to the ultrasonic vibrator as rotational motion;
Motion switching means for converting the rotational motion of the rotational drive source into a forward and backward motion;
Forward / backward movement transmitting means for transmitting the forward / backward movement obtained by the movement switching means to the ultrasonic vibrator as forward / backward movement;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 2, comprising:
[0135]
(16) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 15, wherein the rotational motion transmission means is a spline mechanism.
[0136]
(17) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 15, wherein the motion switching means is a ball screw.
[0137]
(18) The ultrasonic wave according to appendix 15, further comprising scan switching means for selectively switching the forward / backward rotation means to any one of a rotational motion transmission state, a forward / backward motion transmission state, or a rotational motion and a forward / backward motion transmission state. Diagnostic device.
[0138]
As a result, in addition to the spiral investigation, ultrasonic scanning of radial scanning alone or linear scanning alone can be performed.
[0139]
(19) A pulling back step of pulling the ultrasonic transducer disposed in the sheath distal end filled with the ultrasonic transmission medium via the drive shaft at a speed at which bubbles attached to the inner surface of the sheath do not move;
A pushing process of pushing in the ultrasonic transducer moved to the proximal end side by the pulling process at a speed at which bubbles attached to the sheath inner surface move through the drive shaft;
A method for removing bubbles present in an ultrasonic transmission medium of an ultrasonic probe having a point.
[0140]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the diameter of the insertion portion without reducing the size of the ultrasonic transducer, and to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that is excellent in ultrasonic depth and is small and inexpensive. be able to.
[Brief description of the drawings]
1 to 9 relate to a first embodiment of the present invention, and FIG.
The figure explaining schematic structure of an ultrasound diagnosing device
FIG. 2 is an overall view of an ultrasonic probe.
FIG. 3 is an enlarged view illustrating the configuration of the distal end portion of the ultrasonic probe.
FIG. 4 is a diagram illustrating an outer sheath
FIG. 5 is a diagram for explaining a state of a distal end portion when an ultrasonic probe is inserted into an outer sheath.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a probe connector of an ultrasonic probe
FIG. 7 is a diagram illustrating an outer sheath connector
FIG. 8 is a diagram for explaining the internal structure of a drive unit;
FIG. 9 is a view showing a configuration state of a probe in a body cavity
FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between the movement of bubbles existing in the ultrasonic transmission medium in the outer sheath and the movement of the ultrasonic probe moving in the outer sheath.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing another configuration example of the drive unit according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating another configuration of the distal end portion of the ultrasonic probe.
[Explanation of symbols]
1 ... Ultrasonic probe
2. Outer sheath
15 ... Housing
16 ... Ultrasonic transducer
18 ... Flexible drive shaft
20 ... Sheath
41. Sheath insertion part

Claims (2)

被検体を観察するための超音波振動子を有する超音波プローブ備えた超音波診断装置であって、
前記超音波振動子を駆動するための駆動源を備えた駆動部と、
前記駆動部に着脱自在に接続され、前記駆動源からの駆動力を伝達する中空の駆動軸と、前記駆動軸の先端に固設された超音波振動子と、前記駆動軸を内設すると共に外径寸法が前記超音波振動子の回転直径と略同径で、先端面が前記超音波振動子より基端側に位置するシースと、中空の内孔を形成した円筒形状を呈し外周面が前記シース先端部の内周面に一体的に固定されたパイプ部と、を備えた超音波プローブと、
前記シースが挿入配置される先端を封止した内孔を有し、基端部が前記駆動部に着脱自在で、前記内孔内に超音波伝達媒体が充填されるアウターシースと、
を備え、
前記駆動軸は、先端部分を構成する先端側駆動軸と、前記先端側駆動軸の基端側外周面に外嵌された駆動力伝達軸と、を有し、
前記先端側駆動軸は、前記パイプ部の内孔内において少なくとも挿入軸方向に移動自在に挿通され、
前記駆動力伝達軸は、前記シースの内径より細く前記パイプ部の内径より太い外径を呈し、前記シース内において少なくとも挿入軸方向に移動自在に挿通され、前記駆動軸に印加される先端方向への付勢力により当該シース内において先端方向に移動され前記パイプ部の基端面に当接した際は、当該先端方向への付勢力により前記シースを一体的に挿入軸方向に移動せしめる
ことを特徴とする超音波診断装置。 An ultrasound diagnostic apparatus comprising an ultrasound probe having an ultrasound transducer for observing a subject,
A drive unit comprising a drive source for driving the ultrasonic transducer ;
Removable is freely connected to the driving part, a hollow drive shaft for transmitting the driving force from the driving source, an ultrasonic transducer which is fixed to the distal end of the drive shaft, while the inner set of said drive shaft The outer diameter is substantially the same as the rotational diameter of the ultrasonic transducer, the distal end surface is located on the proximal side of the ultrasonic transducer , and the outer peripheral surface has a cylindrical shape with a hollow inner hole. An ultrasonic probe comprising a pipe portion integrally fixed to the inner peripheral surface of the sheath tip portion ,
An outer sheath having an inner hole sealed at a distal end where the sheath is inserted and disposed, a base end portion detachably attached to the driving unit, and an ultrasonic transmission medium filled in the inner hole;
Bei to give a,
The drive shaft has a distal end side drive shaft that constitutes a distal end portion, and a drive force transmission shaft that is externally fitted to the proximal end side outer peripheral surface of the distal end side drive shaft,
The distal end side drive shaft is inserted through the inner hole of the pipe portion so as to be movable at least in the insertion axis direction,
The driving force transmission shaft is thinner than the inner diameter of the sheath and has an outer diameter larger than the inner diameter of the pipe portion. The driving force transmission shaft is inserted into the sheath so as to be movable at least in the direction of the insertion axis and toward the distal end applied to the driving shaft. When the urging force is moved in the distal direction within the sheath and comes into contact with the proximal end surface of the pipe portion, the urging force in the distal direction moves the sheath integrally in the insertion axis direction. Ultrasound diagnostic device. 前記駆動部は１つの駆動手段を備え、
前記駆動手段と前記駆動軸とを、前記超音波プローブの駆動軸に固設された超音波振動子を同時に挿入軸方向に対して回転させるとともに挿入軸方向に進退させる、進退回転手段を介して連結したことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。The driving unit includes one driving means,
And said drive shaft and said drive means, said to rotate with respect to simultaneously insert axis ultrasonic transducers fixed to the drive shaft of the ultrasonic probe is moved in the insertion axis direction, through the forward and backward rotation means The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is connected.
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