JP4980653B2 - 超音波探触子および超音波探触子を有する超音波内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡挿入部の先端に配設される、複数の超音波振動子を配した超音波探触子および超音波探触子を有する超音波内視鏡に関する。

人体などの生体に超音波を送信し、生体の組織で反射したエコー信号を受信して、生体内の断層像を得る超音波診断装置は、非侵襲かつリアルタイムで生体内部の画像情報を得られるため、診断医療の分野において広く用いられ、重要な役割を担っている。

そして、複数の超音波振動子を凸型の円弧状、いわゆるコンベックス形状に配列し、これら超音波振動子を順次一定時間、一定間隔で電子的に高速で切り換えることで断層像を得られるようにした、超音波探触子を有する超音波内視鏡が知られている。

このコンベックス型の超音波探触子を有する超音波内視鏡としては、例えば特許文献１、特許文献２に記載されるものが知られている。これらの超音波内視鏡においては、超音波探触子近傍の先端硬性部に観察光学系を備え、その観察光学系は、前方斜視方向に光軸を有することを特徴とする。
特開平８−１３１４４２号公報 特開２００４−３５０７００号公報

ところで上述の如き超音波探触子は、圧電素子、音響整合層、背面制動層を備えた複数の超音波振動子群の各超音波振動子に対して、信号の送受を行なう信号パターンを配した基板を電気的に接続して構成される。

そしてこの種の超音波探触子を有する超音波内視鏡は、その外形形状を極めて小型化する必要があり、超音波振動子自体における隣り合う素子間隔を狭める必要が有ると共に、これら狭間隔で配置された各超音波振動子にそれぞれ接続される基板上の複数の信号パターンの間隔も極狭間隔に配置せざるを得ない。

また、これら基板上の複数の信号パターンの端部電極部には、複数の超音波振動子に対応した多数の信号線を有する同軸ケーブルが接続されるが、この種の装置においては、これら多数の信号線と信号パターン端部のパッド電極とを１つずつ、たとえば半田により接続する必要があった。

これら多数の信号線とパッド電極との接続部分の大きさは全体でも数ミリ程度であり、極めて難易度の高い接続作業が要求され、また、接続対象部材も高価なものであるため作業ミス等による損失は製品のコストを大幅に増大させる要因となっていた。

さらに近年、超音波探触子を有する超音波内視鏡にはさらなる細径化が嘱望され、複数の超音波振動子に対応する信号パターンを配したプリント基板についてもさらなる細径化が望まれている。

しかしながら、上述したプリント基板を細径化するためには、超音波振動子の素子数を減らすか、あるいは上述した信号パターンおよび信号パターン端部のパッド電極の間隔をよりを狭めることも考えられるが、上述したように、これらの間隔を狭めることは困難である。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、超音波探触子を有する超音波内視鏡において、超音波内視鏡の細径化を図ると共に、超音波振動子から延出される信号線に係る電気的な接続を確実かつ容易に行い得る、超音波探触子および超音波探触子を有する超音波内視鏡を提供することを目的とする。

本発明の第１の超音波探触子は、超音波内視鏡の挿入部の先端部に複数の超音波振動子を配した超音波探触子において、前記挿入部の先端部内において前記挿入部軸方向に沿って配設されたプリント基板であって、前記複数の超音波振動子に対して信号の送受を行なう信号パターンを配した超音波振動子用プリント基板と、前記複数の超音波振動子に対向する、前記超音波振動子用プリント基板の先端部に配設された複数の電極部で構成された第１の電極群と、前記第１の電極群における一部の電極群から延出した各信号パターンの端部に接続された複数の電極部で構成された電極群であって、前記超音波振動子用プリント基板の長手軸方向で、かつ前記挿入部軸方向に沿って列設された第２の電極群と、前記第２の電極群における各電極部と、前記第１の電極群における前記一部の電極部との間に接続され、前記第１の電極群における前記一部の電極部から当該超音波振動子用プリント基板の基端側に向けて延出したのちに前記長手軸方向とは異なる角度方向に向けて曲折し、さらに前記第２の電極群における各電極部に向けて延出する第１の信号パターン群と、前記第２の電極群における各電極部に一端部が接続可能な第２の信号パターン群であって、当該一端部から前記長手軸方向とは異なる角度方向に向けて延出したのちに当該延出方向とは異なる角度方向に向けて曲折し、さらに当該長手軸方向に前記基端部に向けて延出する第２の信号パターン群を配した信号パターン方向変換プリント基板と、を具備したことを特徴とする。

本発明の第２の超音波探触子は、前記第１の超音波探触子において、前記第１の電極群における他部の電極群から延出した各信号パターンの端部に接続された複数の電極部で構成された電極群であって、前記超音波振動子用プリント基板の幅方向に列設された第３の電極群と、前記第３の電極群における各電極部と、前記第１の電極群における前記他部の電極群との間に接続され、当該超音波振動子用プリント基板の基端側に向けて前記長手軸方向に沿って延出する第２の信号パターン群と、をさらに備えることを特徴とする。

本発明の第３の超音波探触子は、前記第１または第２の超音波探触子において、前記複数の超音波振動子は、凸型の円弧状に配列されたことを特徴とする。

本発明の超音波探触子は、内視鏡の挿入部先端に前記第１〜第３のいずれか一の超音波探触子を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、超音波探触子および超音波内視鏡の細径化を図ると共に、超音波振動子から延出する信号線に係る電気的な接続を確実かつ容易に行い得る、超音波探触子および超音波探触子を有する超音波内視鏡を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

本発明は、超音波探触子を有する超音波内視鏡において、当該超音波探触子における複数の超音波振動子に対応する信号ラインをパターンとして配したプリント基板、および当該プリント基板に接続されるフレキシブルプリント基板に特徴を有するものであるが、これら基板を説明するに先立って、当該基板等を備える超音波探触子を有する超音波内視鏡について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態である超音波探触子を有する超音波内視鏡の全体構成示した外観図、図２は、第１の実施形態である超音波探触子を有する超音波内視鏡の先端部の構成を示した要部拡大斜視図、図３は、第１の実施形態である超音波探触子を有する超音波内視鏡の先端部の構成を示した要部拡大正面図、図４は、第１の実施形態である超音波探触子を有する超音波内視鏡の先端部の縦断面図、図５は、第１の実施形態である超音波探触子を有する超音波内視鏡の超音波観測領域を示した、超音波内視鏡の先端部の要部拡大断面図である。

図１に示すように本実施形態の超音波内視鏡(以下、内視鏡とも記載する)１は、体腔内に挿入される細長の挿入部２と、この挿入部２の基端に設けられた操作部３と、この操作部３の側部から延出するユニバーサルコード４とを備えて構成されている。

前記ユニバーサルコード４の他端には内視鏡コネクタ５が設けられている。内視鏡コネクタ５の側部からは超音波ケーブル６が延出している。超音波ケーブル６の他端には超音波コネクタ７が設けられている。

前記挿入部２は、先端側から順に硬質部材で形成された先端硬性部２ａと、湾曲自在に構成された湾曲部２ｂと、この湾曲部２ｂの基端から操作部３の先端に至る長尺で可撓性を有する可撓管部２ｃとを連接して構成されている。

前記操作部３には湾曲操作を行うためのアングルノブ３ａが設けられている。また、操作部３には送気及び送水の操作を行う送気送水ボタン３ｂと、吸引を行う吸引ボタン３ｃとが設けられている。さらに、操作部３には処置具を体腔内に導くための処置具挿入口３ｄが設けられている。

なお、符号１０はコンベックス型の超音波走査面を有する超音波探触子を含む超音波ユニットである。この超音波ユニット１０は、内視鏡挿入軸方向に対して前方方向を走査する超音波走査範囲１０Ａを形成する。

図２、図３に示すように挿入部２の先端硬性部２ａには超音波による音響的画像情報を得るための超音波ユニット１０が設けられている。超音波ユニット１０は、筐体であるノーズピース１１と、超音波探触子１２とを備えて構成されている。超音波探触子１２はノーズピース１１の略中央部に形成された切り欠き部に一体的に配設されている。この図に示すようにノーズピース１１を構成する組織当接面１１ａ、及び超音波探触子１２の音響レンズ面１２ａは、先端硬性部２ａの先端面２１よりも突出する形状で構成されている。

図４、図５に示すように超音波探触子１２は、凸型の円弧状、いわゆるコンベックス形状に配列された複数の超音波振動子９と、音響レンズ１２ａと、図示しない電気的な配線を有し、観測装置に接続すると超音波画像が得られる。

一方、先端硬性部２ａの先端面２１には、図２、図３に示すように観察光学系２２を構成する観察窓２２ａと、照明光学系２３を構成する照明窓２３ａと、穿刺針等の処置具が導出される処置具導出口２４と、観察窓２２ａに向けて水や空気等の流体を噴出する送気送水ノズル２５と、前方に向けて送水を行うための副送水チャンネル口２６とが設けられている。なお、副送水チャンネル口２６を設ける代わりに、該副送水チャンネル口２６を第２処置具導出口として構成するようにしても良い。

処置具導出口２４の中心軸は、処置具導出口２４から導出される処置具が超音波探触子１２で得られる超音波走査範囲１０Ａ内に収まるように、超音波探触子１２の中心線Ｌ２と同一直線上に配列してある。

観察窓２２ａ、照明窓２３ａ、及び送気送水ノズル２５は、処置具導出口２４に対して例えば図中右側にまとめて配置され、超音波走査範囲１０Ａより外側に配置されている。そして、観察窓２２ａは、照明窓２３ａ、送気送水ノズル２５のうち、該送気送水ノズル２５の配置位置を、超音波観測領域１０Ａから最も離れた位置となるように設定している。また、本実施形態においては、照明窓２３ａ、観察窓２２ａ、及び送気送水ノズル２５の配置位置を、観察性能の向上、洗滌性の向上、及び内視鏡先端部外径寸法の小径化を図る目的を考慮して、一直線上に配置している。

観察窓２２ａは、観察光学系２２の観察視野範囲(図４の一点鎖線で示す符号２２Ａの範囲参照)を有している。照明窓２３ａは、照明光学系２３の照明光照射範囲(図４の二点鎖線で示す符号２３Ａの範囲参照)を有している。観察視野範囲２２Ａ、照明光照射範囲２３Ａは、その範囲内に超音波探触子１２が含まれないように構成される。

なお、観察窓２２ａ、及び照明窓２３ａは、先端面２１より僅かに突出して構成された観察部用先端面２１ａ内に設けられている。また、副送水チャンネル口２６は、観察窓２２ａ、照明窓２３ａ、及び送気送水ノズル２５が配置されている処置具導出口２４を挟んで一面側とは反対側の他面側であって、超音波走査範囲１０Ａより外側に配置されている。この副送水チャンネル口２６を第２処置具導出口として構成する場合、チャンネル径の寸法を使用する処置具に合わせて径寸法を設定する。

このことによって、内視鏡観察下において２つの処置具を使用した手技を行える。このため、第２処置具導出口から突出させ、内視鏡観察下で使用する処置具と、処置具導出口２４から突出させ、超音波診断下で使用する処置具とを組み合わせて、効率良く、診断、治療を行う構成が可能になる。

図４に示すように先端硬性部２ａの基端側には湾曲部２ｂを構成する先端湾曲駒８ａが接続固定されている。先端湾曲駒８ａには複数の湾曲駒(不図示)が連接されている。そして、これら湾曲駒をつなげて構成される湾曲部２ｂの中心を結ぶ直線が内視鏡挿入軸Ｌ１である。

先端湾曲駒８ａの所定位置には、上下左右用の湾曲ワイヤ８ｗのそれぞれの先端部が固設されている。したがって、術者が、アングルノブ３ａを適宜操作することにより、その操作に対応する湾曲ワイヤ８ｗが牽引弛緩されて、湾曲部２ｂが湾曲動作するようになっている。これら複数の湾曲駒は湾曲ゴム８ｇによって被覆されている。湾曲ゴム８ｇの先端部は、先端硬性部２ａに設けられる糸巻き接着部８ｈによって一体的に固定されている。

先端硬性部２ａの先端面２１、及び観察部用先端面２１ａは、内視鏡挿入軸Ｌ１に対して直交して構成されている。先端硬性部２ａには処置具導出口２４を構成する処置具挿通用チャンネル孔(以下、処置具用孔と略記する)２７、及び配置孔３０が形成されている。

なお、先端硬性部２ａには、孔２７、３０の他に図示は省略しているが、観察光学系が設けられる貫通孔、照明光学系が設けられる貫通孔、送気送水ノズル２５から噴出される流体を供給する送気送水用の貫通孔、副送水チャンネル口２６を構成する貫通孔等が備えられている。

処置具用孔２７の長手方向中心軸Ｌ４は、内視鏡挿入軸Ｌ１に対して略平行に形成されている。配置孔３０の長手方向中心軸Ｌ５は、内視鏡挿入軸Ｌ１に対して略平行に形成されている。また、超音波内視鏡１に備えられる観察光学系の光軸Ｌ６、及び照明光学系の光軸Ｌ７も内視鏡挿入軸Ｌ１に対して平行である。

したがって、本実施形態の超音波内視鏡１に備えられている観察光学系は、観察視野を前方正面、言い換えれば内視鏡挿入軸Ｌ１の前方側である挿入方向に設定した、いわゆる直視型である。

処置具用孔２７の基端側には所定量傾斜して形成されたチューブ連結パイプ２８の一端部が連通されている。チューブ連結パイプ２８は、その他端部に処置具挿通用チャンネルを構成するチャンネルチューブ２９の一端部を連通配置している。チャンネルチューブ２９の他端部は、前記処置具挿入口３ｄに連通している。

そして、処置具挿入口３ｄを介して挿通された処置具は、チャンネルチューブ２９、チューブ連結パイプ２８、処置具用孔２７内をスムーズに移動して処置具導出口２４から導出される。処置具導出口２４から導出される処置具は、内視鏡挿入軸Ｌ１に対して平行に、挿入部２の挿入方向である前方に向けて導出される。

つまり、処置具用孔２７内に例えば処置具として穿刺針の先端部を配置した状態において、穿刺針を構成する針管を突出させる。すると、針管は、処置具導出口２４から内視鏡挿入軸Ｌ１に対して略平行に、観察窓２２ａを通して観察されている前方正面に向かって突出される。

一方、先端硬性部２ａには配置孔３０が設けられている。配置孔３０内に超音波ユニット１０が嵌合されて、ノーズピース１１の当接面と先端硬性部２ａの突き当て面３６が当接することによって、超音波ユニット１０の配置孔３０に対する位置決めが行われる。超音波ユニット１０の他端側からは、超音波探触子１２に接続された超音波ケーブル３４が導出している。

先端硬性部２ａの突き当て面３６から先端に至る外形(図２の符号１１ｂの面)は、超音波探触子１２のエレベーション幅Ｗと当接面１１ａとを備えて、図２に示すように先端硬性部２ａの先端外形寸法と略同寸法に設定されている。

このため、超音波観察の際に超音波ユニット１０を体組織に押し当てたとき、内視鏡挿入軸Ｌ１の方向に操作部３を把持する操作者の力量が確実に超音波ユニット１０まで伝達される。このことによって、組織当接面１１ａと音響レンズ面１２ａとを略均一に体組織に密着させることができる。このように、超音波ユニット１０の組織当接面１１ａと音響レンズ面１２ａとを体組織に対して安定した状態で押し当てて、良好な超音波観察像を得ることができる。

図４、図５に示す超音波探触子１２は、例えばバッキング材、圧電振動子、整合層、音響レンズを積層した複数の超音波振動子９を複数配列し、ケーブルなどの電気的な配線を施して構成される。

前記複数の超音波振動子９は、処置具突出口に対して最も近位に配置されたて超音波を放射する第１超音波振動子９Ｆから処置具突出口から数えて最も遠方の最終超音波振動子９Ｌまで所定間隔ｐで配列されている。そして、図５に示すように超音波探触子１２の円弧の曲率中心Ｏ１は、先端硬性部２ａに設けられた処置具導出口２４の開口面２４ａよりも基端側に位置するように構成されている。なお、超音波振動子９には、圧電素子の代わりにＭＵＴ(Micromachined Ultrasound Transducer)素子を使用してもよい。

このように、超音波探触子１２の円弧の曲率中心Ｏ１を、処置具導出口２４の開口面２４ａより基端側に設けることによって、内視鏡１の先端硬質長が短くなる。このため、内視鏡の体腔内への挿入性が向上する。また、内視鏡１の観察視野範囲内に超音波探触子１２が配置されない構成であるため、内視鏡画像の一部が超音波探触子１２によって欠けるという不具合が解消される。さらに、内視鏡１の照明光照射範囲内にも超音波探触子１２が入らないので、照明光の一部が超音波探触子１２によって遮られることがなく、内視鏡１の観察視野範囲内に照明光が行き渡って、良好な内視鏡画像を得られる。

超音波探触子１２において、第１超音波振動子９Ｆが音線の中心軸ＬＦの方向は、先端硬性部２ａの先端面２１(具体的には処置具導出口２４を備える先端面２１)を基準にして、該先端面２１に対して角度θ１だけ先端側に傾いて設定されている。

次に、本発明の第１の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における、複数の超音波振動子に対応する信号ラインをパターンとして配したプリント基板、および当該プリント基板に接続されるフレキシブルプリント基板について説明する。

図６は、本発明の第１の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における、複数の超音波振動子に対応する信号ラインを配したプリント基板（以下、超音波振動子用プリント基板と記す）を上面から見た平面図である。

図に示すように、超音波振動子用プリント基板１０１は、当該超音波内視鏡の挿入部２における前記先端硬性部２ａ内において当該挿入部軸方向に沿って配設された長尺な略矩形形状を呈するプリント基板であって、超音波探触子の組み立て時に高精度な位置決め部材としての利用ができるため、好ましくは硬性部材で形成されたプリント基板である。

当該超音波振動子用プリント基板１０１の先端側には、コンベックス形状に配列された複数の前記超音波振動子９に対向する複数の振動子配線用パッド群１０２が、当該超音波振動子９の配列に応じたコンベックス形状に配列される。

前記複数の振動子配線用パッド群１０２の各々のパッドからは、当該超音波振動子用プリント基板１０１の基端側に向けて、第１信号パターン群１０５および第２信号パターン群１０６が延出されている。

前記第１信号パターン群１０５は、振動子配線用パッド群１０２のうち、基板の一側面側の約半数のグループに属するパッドに一端が接続された後、超音波振動子用プリント基板１０１の長手軸方向に沿って当該超音波振動子用プリント基板１０１の基端部１０３に向けて延出されている。

この基端部１０３には、前記第１信号パターン群１０５の他端部に接続される第１フレキシブルプリント基板配線用パッド群１０７が、超音波振動子用プリント基板１０１の幅方向（短手軸方向、すなわち、超音波振動子用プリント基板１０１の長手軸方向に対して略直角の方向。内視鏡の挿入軸に対して直交する方向。）に列設されている。なお、これら第１フレキシブルプリント基板配線用パッド群１０７は、超音波内視鏡の細径化に伴い数ミリの範囲内に配列されるが、後述するフレキシブルプリント基板における複数の信号線とは確実に接続される距離を確保して配設される。

なお、前記第１フレキシブルプリント基板配線用パッド１０７よりさらに基端側には、製造時の確認用の信号パターンが配設されている。

一方、前記第２信号パターン群１０６は、振動子配線用パッド群１０２のうち、基板の他側面側の約半数のグループに属するパッドに一端が接続された後、一旦、超音波振動子用プリント基板１０１の長手軸方向に向けて延出し、その後、当該超音波振動子用プリント基板１０１における先端突出部１０４に向けて略９０度曲折して延出されている。

この先端突出部１０４は、超音波振動子用プリント基板１０１における、前記第１フレキシブルプリント基板配線用パッド群１０７の配列には影響を及ぼさない基板の側面に沿って形成された部分である。そして、この先端突出部１０４には、上述した第２信号パターン群１０６の他端部に接続される第２フレキシブルプリント基板配線用パッド群１０８が、超音波振動子用プリント基板１０１の長手軸方向に沿って列設されている。

なお、これら第２フレキシブルプリント基板配線用パッド群１０８も、上記第１フレキシブルプリント基板配線用パッド１０７同様、後述するフレキシブルプリント基板における複数の信号線とは確実に接続される距離を確保して配設されるが、そもそも超音波振動子用プリント基板１０１の長手軸方向に列設されるため、当該第１フレキシブルプリント基板配線用パッド１０７とは異なり比較的余裕をもって配置することができる。

図７は、本発明の第１の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における超音波振動子用プリント基板に、所定の中継用フレキシブルプリント基板を接続した様子を示した平面図であり、図８は、本発明の第１の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における超音波振動子用プリント基板に接続される信号パターン方向変換用の中継用フレキシブルプリント基板の上面を示した平面図であり、図９は、本発明の第１の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における超音波振動子用プリント基板に接続される信号パターン方向変換用の中継用フレキシブルプリント基板に同軸ケーブル群を接続した様子を示した平面図であり、図１０は、本発明の第１の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における超音波振動子用プリント基板に、所定の複数の中継用フレキシブルプリント基板を接続した様子を示した平面図である。

当該超音波内視鏡においては、前記超音波コネクタ７（図１参照）に対して電気的に接続された図示しない信号ケーブルが挿入部２内を挿通して前記超音波振動子用プリント基板１０１の近傍にまで達している。この信号ケーブル３４（図４参照）は、好ましくは前記複数の超音波振動子９に対応した複数の同軸ケーブルで構成される。

図７に示すように、本実施形態の超音波内視鏡は、これら複数の同軸ケーブルのうちの一部の信号ケーブルであって、前記第１信号パターン群１０５に対応する第１同軸ケーブル群１１４と、当該第１同軸ケーブル群１１４と前記第１信号パターン群１０５とを中継する第１中継フレキシブルプリント基板１１１を備える。

前記第１中継フレキシブルプリント基板１１１は、前記超音波振動子用プリント基板１０１より幅が細い矩形形状を呈し、前記第１信号パターン群１０５と同数の信号パターン群１１２が配設される。当該信号パターン群１１２の先端は、いわゆるフライングリード構造により基板端面より突出したフライングリード部１１２ａとなっており、前記第１フレキシブルプリント基板配線用パッド群１０７にそれぞれ半田付け等により接続可能となっている。一方、前記信号パターン群１１２の他端側には前記第１同軸ケーブル群１１４を接続するための第１同軸ケーブル配線用パッド群１１３が列設されている。

また、前記第１中継フレキシブルプリント基板１１１の接地パッド１１５に、第１同軸ケーブル群１１４のシールド線（接地線）１１６がまとめて半田付けなどにより結線された構成となっている。

そして、本実施形態においては、予め前記第１同軸ケーブル配線用パッド群１１３に前記第１同軸ケーブル群１１４の芯線（信号線）が第１同軸ケーブル配線用パッド１１３に接続された第１中継フレキシブルプリント基板１１１を、超音波振動子用プリント基板１０１に接続する。すなわち、前記フライングリード部１１２ａを前記第１フレキシブルプリント基板配線用パッド群１０７にそれぞれ半田付け等により接続する。

図８、図９に示すように、本実施形態の超音波内視鏡は、上述した複数の同軸ケーブルのうちの一部の信号ケーブルであって、前記第２信号パターン群１０６に対応する第２同軸ケーブル群１２４と、当該第２同軸ケーブル群１２４と前記第２信号パターン群１０６とを中継する第２中継フレキシブルプリント基板１２１を備える。

前記第２中継フレキシブルプリント基板１２１は、前記超音波振動子用プリント基板１０１の幅と同じか僅かに狭い幅の矩形形状を呈する基端部と、当該基端部の側面方向に向けて僅かに突出した突出部を形成した先端部とを有し、これにより略Ｌ字形状を呈する。

また、第２中継フレキシブルプリント基板１２１には、前記略Ｌ字形状に沿って、前記第２信号パターン群１０６と同数の信号パターン群１２２が配設される。当該信号パターン群１２２の先端は、上記同様のフライングリード部１２２ａを形成し、前記第２フレキシブルプリント基板配線用パッド群１０８にそれぞれ半田付け等により接続可能となっている。

また、当該信号パターン群１２２は、前記第２フレキシブルプリント基板配線用パッド群１０８との接続部より、すなわちフライングリード部１２２ａより一旦、基板の一側方に向けて延出した後に信号パターンの途中で略９０度曲折し、基板の基端部に向けて延出する。そして、当該信号パターン群１２２の他端側には前記第２同軸ケーブル群１２４の芯線を接続するための第２同軸ケーブル配線用パッド群１２３が基板の幅方向（短手軸方向）に列設されている。

また、前記第２中継フレキシブルプリント基板１２１の接地パッド１２５に、第２同軸ケーブル群１２４のシールド線（接地線）１２６がまとめて半田付けなどにより結線された構成となっている。

このように、前記信号パターン群１２２は、前記超音波振動子用プリント基板１０１の長手軸方向に沿って列設された前記第２フレキシブルプリント基板配線用パッド群１０８から延出される信号パターンの方向（当該長手軸方向に対して略９０度の角度をなす方向）を、当該超音波振動子用プリント基板１０１の長手軸方向に変換する。

すなわち、第２中継フレキシブルプリント基板１２１は、比較的間隔に余裕をもって配置することが可能な第２フレキシブルプリント基板配線用パッド群１０８からの信号パターンの方向を、超音波振動子用プリント基板１０１の長手軸方向（挿入部２の軸方向）に変換する方向変換機能の役目を果たす。

そして、本実施形態においては、前記第１中継フレキシブルプリント基板１１１を前記超音波振動子用プリント基板１０１に接続した後に（図７に示す状態）、予め前記第２同軸ケーブル配線用パッド群１２３に前記第２同軸ケーブル群１２４が接続された第２中継フレキシブルプリント基板１２１を、超音波振動子用プリント基板１０１に接続する（図１０に示す状態）。すなわち、前記フライングリード部１２２ａを前記第２フレキシブルプリント基板配線用パッド群１０８にそれぞれ半田付け等により接続する。

なお、上述した例においては、前記超音波振動子用プリント基板１０１は、図６に示すように、上面側のみに上述した各信号パターンおよび配線用パッドを配設するものとしたが、これに限らず、裏面側にも、上述した各信号パターンおよび配線用パッドと同様な構成要素を対称となる位置に配設する構成を採っても良い。すなわち、片面基板として構成するに限らず両面基板として構成しても良い。

このように両面基板として構成する場合、前記第１中継フレキシブルプリント基板１１１および第２中継フレキシブルプリント基板１２１等もそれぞれ両面に接続することができ、このとき、図１０におけるＸＶＩ−ＸＶＩ断面は、図１６に示す構成をなす。

以上説明したように、本第１実施形態の超音波探触子を用いた超音波内視鏡においては、
（１）超音波振動子用プリント基板において、複数の超音波振動子から延出した複数の信号パターンを２つの群に分散し、
（２）１の信号パターン群については、超音波振動子用プリント基板の長手軸方向に沿って延出したのち、先端部のパッド電極部を当該基板の短手軸方向に列設し、当該パッド電極部から基端側に向かう信号ラインを、当該長手軸方向に延出するようにし、
（３）他の信号パターン群については、一旦、超音波振動子用プリント基板の長手軸方向に沿って延出したのちに略９０度曲折し、先端部のパッド電極部を当該基板の長手軸方向に沿って列設すると共に、方向変換基板を介することにより、当該パッド電極部から当該短手軸方向に向かって延出する信号ラインを当該長手軸方向に方向変換させて延出する。

これにより、超音波探触子および超音波内視鏡の細径化を図ると共に、超音波振動子から延出される信号線に係る電気的な接続を確実かつ容易に行い得る、超音波探触子および超音波探触子を有する超音波内視鏡を提供することができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。

図１１は、本発明の第２の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における、複数の超音波振動子に対応する信号ラインを配したプリント基板の上面を示した平面図であり、図１２は、本発明の第２の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における超音波振動子用プリント基板に接続される信号パターン方向変換用の第１の中継用フレキシブルプリント基板の上面を示した平面図であり、図１３は、本発明の第２の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における超音波振動子用プリント基板に、信号パターン方向変換用の第１の中継用フレキシブルプリント基板を接続した様子を示した平面図であり、図１４は、本発明の第２の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における超音波振動子用プリント基板に、信号パターン方向変換用の所定の複数の中継用フレキシブルプリント基板を接続した様子を示した平面図である。

図１１に示すように、第２実施形態における超音波振動子用プリント基板２０１は第１実施形態における前記超音波振動子用プリント基板１０１と同様な機能を果たすが、第１実施形態と異なり、２つに分けた信号パターン群のいずれもが、一旦、長手軸方向に延出したのちに曲折し、角度を略９０度変え、先端部のパッド電極部を長手軸方向に沿って列設すると共に、いずれもが方向変換基板を介することにより、当該パッド電極部から当該短手軸方向に向かって延出する信号ラインを当該長手軸方向に方向変換させて延出することを特徴とする。

その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、ここでは差異のみについて説明する。

第２実施形態における超音波振動子用プリント基板２０１の先端側には、振動子配線用パッド群１０２と同様の複数の振動子配線用パッド群２０２が配列され、これら複数の振動子配線用パッド群２０２の各々のパッドからは、当該超音波振動子用プリント基板２０１の基端側に向けて、第１信号パターン群２０５および第２信号パターン群２０６が延出されている。

前記第１信号パターン群２０５は、振動子配線用パッド群２０２のうち、基板の一側面側の約半数のグループに属するパッドに一端が接続された後、超音波振動子用プリント基板２０１の長手軸方向に沿って基端部２０３に向けて延出するが、基端部２０３において他側面に向けて略９０度曲折する。

この基端部２０３には、前記第１信号パターン群２０５の他端部に接続される第１フレキシブルプリント基板配線用パッド群２０７が、超音波振動子用プリント基板２０１の長手軸方向に沿って列設されている。

一方、前記第２信号パターン群２０６は、振動子配線用パッド群２０２のうち、基板の他側面側の約半数のグループに属するパッドに一端が接続された後、一旦、超音波振動子用プリント基板２０１の長手軸方向に向けて延出し、その後、当該超音波振動子用プリント基板２０１における先端突出部２０４に向けて略９０度曲折して延出されている。

この先端突出部２０４には、第１実施形態における第２フレキシブルプリント基板配線用パッド群１０８と同様な第２フレキシブルプリント基板配線用パッド群２０８が、超音波振動子用プリント基板２０１の長手軸方向に沿って列設されている。

図１２、図１３に示すように、前記第１フレキシブルプリント基板配線用パッド群２０７には、第１実施形態における第２中継フレキシブルプリント基板１２１と同様な役目を果たす第１中継フレキシブルプリント基板２１１（図１２参照）が接続される（図１３参照）。

さらに、図１４に示すように、前記第２フレキシブルプリント基板配線用パッド群２０８には、同じく第１実施形態における第２中継フレキシブルプリント基板１２１と同様な役目を果たす第２中継フレキシブルプリント基板２２１が接続される。この際、第１実施形態と同様に、第１中継フレキシブルプリント基板２１１が接続された後に、第２中継フレキシブルプリント基板２２１が接続されるようになっている。

以上説明したように、本第２実施形態の超音波内視鏡においては、
（１）超音波振動子用プリント基板において、複数の超音波振動子から延出した複数の信号パターンを２つの群に分散し、
（２）いずれの信号パターン群についても、一旦、超音波振動子用プリント基板の長手軸方向に沿って延出したのちに略９０度曲折し、先端部のパッド電極部を当該基板の長手軸方向に沿って列設すると共に、方向変換基板を介することにより、当該パッド電極部から当該短手軸方向に向かって延出する信号ラインを当該長手軸方向に方向変換させて延出するようにする。

ことで、超音波振動子用プリント基板の形状等によっては第１実施形態よりさらに超音波内視鏡の細径化を図ることができる。

なお、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に両面基板として構成してもよい。

さらに、上述した第１、第２実施形態の超音波内視鏡においては、曲折する信号パターン群の曲げる角度を略９０度としたが、超音波振動子用プリント基板の長手軸方向に沿って配設されるフレキシブルプリント基板配線用パッド群に有効に接続することができる角度で有ればこれに限らず、たとえば、６０度程度でも上述した効果を奏することができる。

さらに、上述した第１、第２実施形態の超音波内視鏡においては、超音波振動子から延出した信号パターンを２つの群に分けたが、これに限らず、３つ以上の群に分けても良い。この場合、角度を変える信号パターン群と角度を変えない信号パターン群とは、超音波振動子用プリント基板等の大きさ、形状またはコスト等に鑑み、如何様に組み合わせても良いことは言うまでもない。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。

図１５は、本発明の第３の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における、複数の超音波振動子に対応する信号ラインを配したプリント基板の上面を示した平面図である。

図１５に示すように、第３実施形態における超音波振動子用プリント基板３０１は、超音波振動子からの信号パターンを配設する点においては第１実施形態における前記超音波振動子用プリント基板１０１と同様な機能を果たすが、第１実施形態と異なり、複数に分けた信号パターン群を、基板の両側方に分けて曲折するようし、また、先端部のパッド電極部も、基板の両側方に分けて長手軸方向に沿って列設すると共に、いずれもが方向変換基板を介することにより、当該パッド電極部から当該短手軸方向に向かって延出する信号ラインを当該長手軸方向に方向変換させて延出することを特徴とする。

その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、ここでは差異のみについて説明する。

第３実施形態における超音波振動子用プリント基板３０１の先端側には、振動子配線用パッド群１０２とはその形状は異にするものの、当該パッド群１０２と同様に複数の振動子配線用パッド群３０２がコンベックス形状に配列され、これら複数の振動子配線用パッド群３０２の各々のパッドからは、当該超音波振動子用プリント基板３０１の基端側に向けて、複数の信号パターン群が延出されている。

また、超音波振動子用プリント基板３０１の一側部には、第１フレキシブルプリント基板配線用パッド群３０７が、超音波振動子用プリント基板３０１の長手軸方向に沿って列設されている。

一方、超音波振動子用プリント基板３０１の他側部には、第２フレキシブルプリント基板配線用パッド群３０８が、超音波振動子用プリント基板３０１の長手軸方向に沿って列設されている。

前記複数の信号パターン群は、いずれも、一旦、超音波振動子用プリント基板３０１の長手軸方向に沿って基端部３０３に向けて延出したのち、両側方部のいずれかに配設された、第１フレキシブルプリント基板配線用パッド群３０７または第２フレキシブルプリント基板配線用パッド群３０８に向けて曲折して延出し接続される。

なお、図示はしないが、前記第１フレキシブルプリント基板配線用パッド群３０７および第２フレキシブルプリント基板配線用パッド群３０８には、前記第１実施形態における第２中継フレキシブルプリント基板１２１と同様な役目を果たす、方向変換用の中継フレキシブルプリント基板が接続され、第１、第２実施形態と同様に、超音波振動子用プリント基板３０１の長手軸方向に配設される同軸信号ケーブルに適切に接続されるようになっている。

以上説明したように、本第３実施形態の超音波内視鏡においては、
（１）超音波振動子用プリント基板において、複数の超音波振動子から延出した複数の信号パターンを複数の群に分散し、
（２）いずれの信号パターン群についても、一旦、超音波振動子用プリント基板の長手軸方向に沿って延出したのちに所定角度曲折し、先端部のパッド電極部を当該基板の長手軸方向に沿って列設すると共に、方向変換基板を介することにより、当該パッド電極部から略短手軸方向に向かって延出する信号ラインを当該長手軸方向に方向変換させて延出する。

これにより、超音波振動子用プリント基板の形状等によっては第１、第２実施形態よりさらに超音波探触子および超音波内視鏡の細径化を図ることができる。

なお、第３実施形態においても、第１実施形態と同様に両面基板として構成してもよい。

また、上述した実施形態においては、１枚の超音波振動子用プリント基板を使用する例について説明したが、これに限らず、複数の超音波振動子用プリント基板を組み合わせて使用することも可能である。この場合、たとえば、１枚の超音波振動子用プリント基板１０１を使用する場合は、図１７に示すように、超音波振動子用プリント基板１０１の先端部を超音波探触子ユニット１５０に向けて係合するが、２枚の超音波振動子用プリント基板１０１、１０１ａを使用する場合は、図１８に示すように、これら超音波振動子用プリント基板１０１、１０１ａを平面方向に重ねるように並設して、その先端部を超音波探触子ユニット１５０に向けて係合するよう配設する。

このとき、２枚の超音波振動子用プリント基板１０１、１０１ａのうち、超音波振動子用プリント基板１０１が両面基板構成であり、超音波振動子用プリント基板１０１ａは片面基板構成であるとすると、図１９に示す如くそれぞれの振動子配線用パッド群と超音波振動子（圧電素子）１５１とがワイヤ１５３によって接続される。なお、図１９中、符号１５２、１５４，１５５は、それぞれ音響整合層、バッキング材、音響レンズを示す。

また、本実施形態では、細径化に大きな効果が顕れるコンベックス形状に配列した振動子を有する超音波探触子および超音波探触子を有する超音波内視鏡について一例として記載したが、振動子が一直線上に配列したリニア形状、または２次元に配列した振動子においても同様な効果が得られる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

本発明の第１の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡の全体構成示した外観図である。 第１の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡の先端部の構成を示した要部拡大斜視図である。 第１の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡の先端部の構成を示した要部拡大正面図である。 第１の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡の先端部の縦断面図である。 第１の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡の超音波観測領域を示した、超音波内視鏡の先端部の要部拡大断面図である。 第１の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における超音波振動子用プリント基板の上面を示した平面図である。 第１の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における、超音波振動子用プリント基板に所定の中継用フレキシブルプリント基板を接続した様子を示した平面図である。 第１の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における、超音波振動子用プリント基板に接続される信号パターン方向変換用の中継用フレキシブルプリント基板の上面を示した平面図である。 第１の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における、超音波振動子用プリント基板に接続される信号パターン方向変換用の中継用フレキシブルプリント基板に同軸ケーブル群を接続した様子を示した平面図である。 第１の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における超音波振動子用プリント基板に、所定の複数の中継用フレキシブルプリント基板を接続した様子を示した平面図である。 本発明の第２の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における、複数の超音波振動子に対応する信号ラインを配したプリント基板の上面を示した平面図である。 第２の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における超音波振動子用プリント基板に接続される信号パターン方向変換用の第１の中継用フレキシブルプリント基板の上面を示した平面図である。 第２の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における超音波振動子用プリント基板に、信号パターン方向変換用の第１の中継用フレキシブルプリント基板を接続した様子を示した平面図である。 第２の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における超音波振動子用プリント基板に、信号パターン方向変換用の所定の複数の中継用フレキシブルプリント基板を接続した様子を示した平面図である。 本発明の第３の実施形態である超音波探触子を備える超音波内視鏡における、複数の超音波振動子に対応する信号ラインを配したプリント基板の上面を示した平面図である。 図１０におけるＸＶＩ−ＸＶＩ断面を示した断面図である。 第１実施形態における超音波振動子用プリント基板と超音波探触子ユニットとの係合状態を示した外観斜視図である。 第１実施形態の変形例における超音波振動子用プリント基板と超音波探触子ユニットとの係合状態を示した外観斜視図である。 第１実施形態の変形例における超音波振動子用プリント基板と超音波探触子ユニットとの係合状態を示した要部拡大断面図である。

符号の説明

１…超音波内視鏡
２ａ…先端硬性部
９…超音波振動子
１０…超音波ユニット
１２…超音波探触子
１０１…超音波振動子用プリント基板
１０２…振動子配線用パッド群
１０３…基端部
１０４…先端突出部
１０５…第１信号パターン群
１０６…第２信号パターン群
１０７…第１フレキシブルプリント基板配線用パッド群
１０８…第２フレキシブルプリント基板配線用パッド群
１１１…第１中継フレキシブルプリント基板
１１３…第２同軸ケーブル配線用パッド群
１１４…第１同軸ケーブル群
１２１…第２中継フレキシブルプリント基板
１２２…信号パターン群
１２３…第２同軸ケーブル配線用パッド群
１２４…第２同軸ケーブル群

Claims (4)

1. 超音波内視鏡の挿入部の先端部に複数の超音波振動子を配した超音波探触子において、
   前記挿入部の先端部内において前記挿入部軸方向に沿って配設されたプリント基板であって、前記複数の超音波振動子に対して信号の送受を行なう信号パターンを配した超音波振動子用プリント基板と、
   前記複数の超音波振動子に対向する、前記超音波振動子用プリント基板の先端部に配設された複数の電極部で構成された第１の電極群と、
   前記第１の電極群における一部の電極群から延出した各信号パターンの端部に接続された複数の電極部で構成された電極群であって、前記超音波振動子用プリント基板の長手軸方向で、かつ前記挿入部軸方向に沿って列設された第２の電極群と、
   前記第２の電極群における各電極部と、前記第１の電極群における前記一部の電極部との間に接続され、前記第１の電極群における前記一部の電極部から当該超音波振動子用プリント基板の基端側に向けて延出したのちに前記長手軸方向とは異なる角度方向に向けて曲折し、さらに前記第２の電極群における各電極部に向けて延出する第１の信号パターン群と、
   前記第２の電極群における各電極部に一端部が接続可能な第２の信号パターン群であって、当該一端部から前記長手軸方向とは異なる角度方向に向けて延出したのちに当該延出方向とは異なる角度方向に向けて曲折し、さらに当該長手軸方向に前記基端部に向けて延出する第２の信号パターン群を配した信号パターン方向変換プリント基板と、
   を具備したことを特徴とする超音波探触子。
2. 前記第１の電極群における他部の電極群から延出した各信号パターンの端部に接続された複数の電極部で構成された電極群あって、前記超音波振動子用プリント基板の幅方向に列設された第３の電極群と、
   前記第３の電極群における各電極部と、前記第１の電極群における前記他部の電極群との間に接続され、当該超音波振動子用プリント基板の基端側に向けて前記長手軸方向に沿って延出する第２の信号パターン群と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
3. 前記複数の超音波振動子は、凸型の円弧状に配列されたことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波探触子。
4. 内視鏡の挿入部先端に請求項１乃至３のいずれか一に記載の超音波探触子を備えたことを特徴とする超音波探触子を有する超音波内視鏡。

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