JP5358695B2

JP5358695B2 - 体腔内プローブ

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Publication number: JP5358695B2
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Inventors: 英司笠原
Original assignee: Hitachi Aloka Medical Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
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Publication date: 2013-12-04
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Also published as: JP2012071178A

Description

本発明は体腔内プローブに関し、特に、生体に挿入されて生体組織を観察するための体腔内プローブの構造に関する。

体腔内プローブは、生体の体腔内から内部の臓器等を観察するための超音波プローブである。体腔内プローブに分類されるものには、経食道プローブ、経直腸プローブ、経尿道プローブ、経膣プローブ、などが挙げられる。このようなプローブの共通点は、生体の内部に挿入され、生体内の診断部位まで近接させてから（あるいは移動中においても）超音波の送受信を行なうことにある。

体腔内プローブを使用する場合には、体腔用プローブを操作する機構が体外にあり、超音波を送受信する部分は体内にあるため、超音波の送受信面の位置を操作するのは一般には難しい。しかも、明瞭な超音波画像を得るために、超音波の送受信面を生体組織に密着させなければならない。そこで、生体組織との密着度を改善することを目的として以下の特許文献１に示すような技術が開示されている。

特許文献１には、体腔内に挿入する超音波プローブが開示されている。生体組織への密着度を改善するために、そのプローブの先端部には、外部から押圧力を加えられると屈曲する弾性体を設けることが示されている。また、特許文献２には、硬い生体組織に穿刺針を刺すために用いられる超音波内視鏡が開示されており、生体に挿入する挿入管をＳ字状又は波状に変形することが示されている。特許文献１及び２に記載の超音波プローブは、いずれも体腔内においてプローブ自体を曲げることができるものであり、体内へ挿入させるプローブの先端部分に超音波の送受信部を備えるものである。

特開平１−２４４７３９号公報特開２００４−１０５２８９号公報

前述のとおり、体腔内プローブと体腔との間に隙間が発生すると超音波の送受経路が形成されないので良好な超音波画像が得られない。この問題は特に経食道プローブにおいて顕著に表れる。なお、例えば、経食道プローブを口から挿入しようとする場合には出来るだけ被検者の負担が軽減されるように挿入することが望ましい。従来の体腔内プローブは先端部分が固定形状であり、その形を変えることができなかったため、被検者と操作者の双方の要望を必ずしも満たすものではなかった。

本発明の目的は、体腔内プローブにおける先端部の形状可変の自由度を拡大することである。

望ましくは、体腔内プローブが、生体の体腔内に挿入され、生体内に超音波を送受信する超音波送受信部と、前記超音波送受信部の後方側に設けられ、形状が変化する後方関節部と、前記超音波送受信部の前方側に設けられ、形状が変化する前方関節部と、を有する。

上記構成によれば、超音波送受信部の後方に後方関節部を設け、前方に前方関節部を設けたので、２つの関節部の形状を変化させることで３つの部分の相対的位置を変化させて、様々な形状を形成することができる。また、前方関節部と後方関節部のいずれか一方の関節部を動かすことによっても体腔内プローブの先端部分の形状を変えられる。

望ましくは、体腔内プローブは前記後方関節部と前記前方関節部は少なくとも同一の特定平面上で屈曲することを特徴とする。上記構成によれば、２つの関節部を用いた屈曲運動を少なくとも特定の平面上で行なうことにより、運動の方向性が与えられる。

望ましくは、体腔内プローブは、前記後方関節部と前記前方関節部の同時屈曲により、前記後方関節部から前記前方関節部にわたる先端部がブリッジ形態を形成することを特徴とする。上記構成によれば、先端部の形状がブリッジ形態であるので、先端部が空間内に占める実質的な体積を増やすことができる。例えば、体腔内においてブリッジ形態を形成することにより、超音波送受信部を体腔の壁に向けて突き出して密着させられる。

望ましくは、前記前方関節部は、先細りの形状であることを特徴とする。上記構成によれば、体腔内への先端部の挿入にあたり、干渉の少ない誘導と円滑な挿入が期待される。

望ましくは、体腔内プローブが、生体の体腔内に挿入され、生体内に超音波を送受信する超音波送受信部と、前記超音波送受信部の前方側に設けられ、形状が変化する前方関節部と、前記前方関節部を体外から操作する前方関節操作部と、を有する。上記構成によれば、体外から前方関節操作部を操作することで、前方関節部を操作できるので、先端部が取り得る形状の自由度が高まる。
本発明に係る体腔内プローブは、生体の体腔内に挿入され、生体内に超音波を送受信する超音波送受信部と、前記超音波送受信部の挿入方向の前方側又は後方側に設けられ、操作者の操作により形状が変化する関節部と、を有し、前記関節部はＳ字形状に変化する、ことを特徴とする。望ましくは、前記関節部に取り付けられた操作用の一対のワイヤを有し、前記関節部は前記挿入方向に連接された複数の駒からなる駒列を有し、前記一対のワイヤは、前記駒列の内で、前記挿入方向の先頭の駒に固定され、且つ、それに続く複数の駒に通され、前記一対のワイヤが前記関節部の途中で交差しており、これによって前記一対のワイヤの操作によって前記関節部がＳ字形状に変化する。
本発明に係る体腔内プローブは、生体の体腔内に挿入され、生体内に超音波を送受信する超音波送受信部と、前記超音波送受信部の挿入方向の後方側に設けられ、操作者の操作によって形状が変化する後方関節部と、前記超音波送受信部の挿入方向の前方側に設けられた挿入端部であって、操作者の操作によって形状が変化する前方関節部と、を含み、前記後方関節部及び前記前方関節部がそれぞれＳ字形状に変化する、ことを特徴とする。望ましくは、前記後方関節部と前記前方関節部が同一平面上で同時にＳ字形状に屈曲することにより、前記後方関節部から前記前方関節部にわたる先端部がブリッジ形態を形成する。

以上説明したように、本発明によれば、体腔内プローブにおける先端部の形状可変の自由度を拡大できる。

本発明の実施形態に係る経食道プローブの外観図である。経食道プローブの先端部の構造を示す断面図である。経食道プローブがブリッジ形態となった形状を示す断面図である。経食道プローブを咽喉に挿入する状態を示した図である。操作部に実装されるＬＥＤの実装の態様を示した図である。超音波診断装置の装置本体側の画像表示部に表示される先端部の状態表示機能を示す図である。超音波診断装置の装置本体側の画像表示部に表示される画像において、部分画像について他の表示例を示した図である。ワイヤの変位量を検出するための第１の回路構成例である。ワイヤの変位量を検出するための第２の回路構成例である。ワイヤの変位量を検出するための第３の回路構成例である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る経食道プローブ１０の外観図である。経食道プローブ１０は体内に挿入される先端部１２、体外で先端部１２を操作する操作部１６、信号線を装置本体４０に接続するためのコネクタボックス１９等からなる。先端部１２は、超音波を送受信する超音波送受信部２０、超音波送受信部２０の前方に設けられた挿入端部としての前方関節部２２、超音波送受信部２０の後方に設けられた後方関節部１５を有する。本実施形態において、後方関節部１５は円筒管状の外観を示し、後方関節部１５とほぼ同一直径の挿入管１４に連なって接続される。挿入管１４は、中空のフレキシブルチューブ等から構成され、操作部１６と接合される。操作部１６には、後方関節部１５と前方関節部２２とを操作するためのハンドル３５が設けられる。ハンドル３５は２段階に構成され、後方関節用ハンドル２８と前方関節用ハンドル３０とからなる。本実施形態では２段のハンドル２８，３０を用いて２つの関節部２２，１５を操作するが、より段数の多いハンドルを装備して２つの関節部を上下左右の方向に自由に屈曲できるようにしてもよい。操作部１６の内部には、２段のハンドル２８，３０と連動して回転する２つのプーリ（図示せず）が設置される。２つのプーリにはそれぞれにワイヤ（図示せず）が架けられ、後方関節用ハンドル２８に連動して牽引される１本のワイヤの両端は、共に挿入管１４の内部を通じて、後方関節部１５までつながっている。前方関節用ハンドル３０に連動して牽引されるもう一本のワイヤの両端も、共に挿入管１４の内部を通じて、前方関節部２２までつながっている。なお、各々のワイヤ（図示せず）には、それぞれに可変抵抗器（図示せず）の摺動片が接合される。また、操作部１６の表面には２個のＬＥＤ３３，３５が装備される。ＬＥＤ３５は前方関節部の屈曲状態を、ＬＥＤ３３は後方関節部の屈曲状態を視認するために設けてある。操作部１６は、信号ケーブル１７を通じてコネクタボックス１９と電気的に接続される。経食道プローブ１０はコネクタボックス１９を介して、超音波診断装置の装置本体４０と接続されている。

上記のような構成の経食道プローブ１０は、その先端部１２を動作させる場合に次のような操作が行われる。操作部１６上にある後方関節用ハンドル２８を回転させると、操作部１６の内部に設けられたプーリ（図示せず）とワイヤ(図示せず)が連動して回転する。ワイヤの両端は後方関節部１５に接続されているので、ワイヤの変位量に応じて後方関節部１５が屈曲動作する。そのワイヤが変位すると可変抵抗器（図示せず）の摺動片が移動し、可変抵抗器の抵抗値の変化に伴ってＬＥＤ３３が発光する。また、前方関節用ハンドル３０を回転させた場合も同様に、ワイヤの変位量に応じて前方関節部２２が屈曲動作し、ワイヤの変位に応じてＬＥＤ３５が発光する。

次に、経食道プローブ１０の先端部１２の構造について示す。図２は、先端部１２の内部構造を示す断面図である。先端部１２は直線状に伸びた伸長状態となっており、生体の食道に挿入した状態が示されている。管状の食道の一方向の膜壁を６０Ａ、反対方向の膜壁を６０Ｂとして表している。

図２に示すように、先端部１２は、超音波送受信部２０と後方関節部１５及び前方関節部２２とからなる。超音波送受信部２０は、硬質樹脂製のハウジング６２と、そのハウジング６２の上面に設けられた当接面６４と、当接面６４を介して超音波を送受信する振動子６６等を有する。当接面６４は、超音波を伝播する素材で形成されており、ハウジング６２に密着している。本実施形態においては、超音波送受信部２０を小型にするために振動子６６には２Ｄアレイ振動子が用いられる。２Ｄアレイ振動子以外には１Ｄアレイ振動子と回転機構と組み合わせて使用してもよい。振動子６６を構成している振動素子には、電気信号を伝達するための信号線が接続される。

後方関節部１５は、複数の駒が連なって連接された駒列７６を有する。駒列７６は、柔軟で防水性がある被覆管８０に覆われている。駒列７６を構成する各駒は、中空の円筒部とその円筒部から突出した形状の２つの凸部を有する王冠に似た形態の部品である。互いに連接する２つの駒は、一方の駒の２つの凸部に設けられた支軸が、他方の駒の円筒部にある孔に嵌め込まれて結合されている。各々の駒は、支軸を中心にある程度回転するので、駒列７６全体としては柔軟に屈曲可能な構成となっている。図２に示す配置では、Ｘ軸方向へ揺動する動きが制限され、ＹＺ平面と平行な面内で振れる屈曲運動となる。個々の駒は硬質で変形しないが、駒列７６全体としては柔軟に屈曲可能な構成となっている。駒列７６の各駒の円筒部内側には４本のワイヤ６８Ａ，６８Ｂ，７２Ａ，７２Ｂが通されている。図中においては、上記４本のワイヤが図示されているが、これらは２ずつのペアになっている。その中の２本のワイヤ６８Ａ，６８Ｂは、駒列７６の駒の中で、ハウジング６２に最も近い駒の上にある結節点７０Ａ，７０Ｂにそれぞれ固結される。このワイヤ６８Ａとワイヤ６８Ｂは、本来、操作部の内部のプーリによって折り返される１本のワイヤ６８であるが、説明の便宜上、２本として図示したものである。ワイヤ７２Ａとワイヤ７２Ｂも本来は１本のワイヤ７２である。

前方関節部２２も駒列７８を有する。駒列７８は、柔軟な防水性がある被覆管８２に覆われている。駒列７８を構成する各駒は、駒列７６とは異なりハウジング６２から離れて行く程、駒の大きさが徐々に小さくなっている。そのため、駒列７８は先端の部分が細く、先細りの形状である。駒列７８の各駒の内側には、２本のワイヤ７２Ａ，７２Ｂが通されており、それらのワイヤの先端は、駒列７８の先端部にある結節点７４Ａ，７４Ｂに固結される。この２本のワイヤ７２Ａ，７２Ｂは前方関節部２２を動かすために使用される。ワイヤ７２Ａとワイヤ７２Ｂについてもプーリで折り返される。本実施形態においては、駒列７８の運動方向は、駒列７６と同様に、ＹＺ平面と平行な一方向である。Ｘ軸方向への揺動する動きは駒列の構造によって制限されている。図２では先端部１２の基本形状を示している。後方関節部１５が直線状態にあるので、後方関節部を動かすためのワイヤ６８Ａと６８Ｂは、いずれにも偏っておらず、それぞれの変位量に差異のない状態となっている。同様に、前方関節部も直線状態にあるので、ワイヤ７２Ａと７２Ｂについてもいずれにも偏っていない平衡状態で図２の形状が形成される。

図３は折れ曲がったブリッジ状態にある場合を示している。このブリッジ形状は、超音波の送受信経路を形成するために、食道の内壁に対して、当接面６４を密着させるために用いられる形状である。図２の状態から図３の状態へ移行する場合、まず、前方関節部２２について、ワイヤ７２Ｂを操作部（図示せず）の方向に牽引する。同時に、ワイヤ７２Ａを弛緩させることで、前方関節部２２を−Ｚ軸方向に屈曲することができる。また、後方関節部１５については、ワイヤ６８Ａを牽引し同時にワイヤ６８Ｂを弛緩させることで、後方関節部１５を＋Ｚ軸方向に屈曲することができる。このように、後方関節部１５と前方関節部２２との双方を逆向き屈曲動作させることにより、図３に示すようなブリッジ形態を形成できる。すなわち、中央のハウジング６２を後方関節部と前方関節部とで挟んで支えるので、ハウジング６２を持ち上げる形状ができる。上下のワイヤを駒列の途中で内部で交差して掛ければ、後方関節部１５あるいは前方関節部２２をＳ字形状に屈曲させることができる。後方関節部１５及び前方関節部２２の両方についてワイヤを駒列の途中で交差させれば、後方関節部１５をＺＹ面上でＳ字形状に屈曲させることができ、かつ、前方関節部２２を同じＺＹ面上でＳ字形状の左右反転形状としての逆Ｓ字形状に屈曲させることができる。これにより、先端部１２全体として、上記ブリッジ形態に近い、Ｓ字形状及び逆Ｓ字形状をつなげた形態を形成できる。なお、単に、ハウジング６２を持ち上げるためのＳ字形状をつくるだけであれば、１本のワイヤを上下に掛けて牽引するだけでもよい。上記＋Ｚ軸方向は図示のように当接面６４が向く方向であり、また振動子６６が向く送信方向である。なお、Ｙ方向は挿入方向であり、Ｘ方向はＺ方向及びＹ方向に直交する方向である。

上記には、ワイヤを用いて前方関節部及び後方関節部を様々な形状に変形させることができることを例示した。但し、各関節部を動作させるためにはワイヤを使用しないで、回転シャフトあるいはマニュピュレ−タのような他の駆動方式を採用することも可能である。屈曲の方向もある一つの平面方向に限定されるわけではない。前方関節部だけを３軸直交座標系の中で任意の方向に屈曲させるような構成であってもよいし、必要に応じてひねり動作等の動きが可能な構成であってもよい。後方関節部においても同様であり、任意方向に屈曲させられる構成であってもよい。特に、前方関節部と後方関節部とを組み合わせて先端部１２が全体として形成する形を利用することで、体腔内に適合した形状をとることができる。その体腔内で取り得る形状とは、超音波送受信部２０から放射される超音波が生体内により伝播し易くするための形態であってよいし、場合によっては、あえて超音波が伝播しないような退避のための形態であってもよい。

次に、図４を用いて、経食道プローブ１０を被検者の咽喉に挿入する場合を説明する。経食道プローブ１０の先端部１２は、被検者の口９０から挿入されて、舌９４の上を通り、口腔９２の奥まで入れられる。口腔９２の奥には、図示されていないが、気管と食道とが分岐する部分がある。この分岐部分は下咽頭の位置（つまり、のどぼとけの奥側の位置）にあって直視することができない。例えば、もし超音波内視鏡を使用するのであれば、体腔内で先端部が進行する様子をテレビモニタ上で確認することができるが、経食道プローブにあっては送受信部の挿入方向を光学的に写し出すことができない。よって、プローブ操作者は、従来のプローブの先端部分を直視できない状況下で食道の方に挿入させる必要がある。

そのような背景にあって、従来の経食道プローブにおいてはプローブヘッドの後方の関節部を用いて挿入方向を定めるしかなかったが、経食道プローブ１０によれば、後方関節部１５に合わせて前方関節部２２を用いることで先端部１２の挿入方向を定めることができる。咽喉に挿入するための形状が図４に例示されている。このようなＪ字形状（つまり、前方関節部２２が一方向に大きな屈曲半径で屈曲し、後方関節部１５が直線状である形状）は、先端部１２を食道に挿入する上で、先端部１２を体腔（具体的には咽頭あるいは喉頭）の形状に合わせて、挿入を容易にするために利用される形状である。Ｊ字形状以外の形状として、先端部１２を口に入れる前の段階で後方関節部１５と前方関節部２２とを同一方向に曲げて、先端部１２が全体としてなだらかな曲面となるような湾曲形状を形成することもできる。この場合には、少なくとも前方関節部２２をロックするのが望ましい。ロックしておけば、気管と食道がつながる管状の部分において、先端部１２を食道に導くのに適した形状を維持できる。更に、前方関節部２２が先細りの形状となっているので、抵抗の少ないスムーズな挿入が行なえる。よって、食道へ挿入する上での被検者及び操作者の双方の負担を軽減できる。

次に、前方関節部２２及び後方関節部１５が屈曲している状態をプローブの操作者に認識させるための表示機能について説明する。前述したように、経食道プローブ１０は、口から挿入されると直視できなくなるため、前方関節部２２及び後方関節部１５の屈曲状態を視覚的に識別可能にするための表示機能を備えている。その表示機能に関して、まず、経食道プローブ１０の操作部の上に設けられる表示器に関して、図５を用いて例示する。次に、図６を用いて、超音波診断装置の装置本体の画像表示部について示す。

図５は操作部１６の表面上に実装されるＬＥＤについて、実装の態様を４つ例示した図である。まず基本的に、ＬＥＤの実装の位置は操作部を持つ手に隠れてしまわないような位置に配置することが望ましい。（Ａ）に示すＬＥＤ１１６は、流線型形状のケース１０８の面上で、挿入管１４に近い位置に実装される。この１個のＬＥＤ１１６は、緑色あるいは赤色などの単色発光用のＬＥＤであってよいし、複数色の発光素子を１つのパッケージにまとめた複数色発光用のＬＥＤでもよい。（Ｂ）に示すＬＥＤ１１８はハンドル上で、中心軸からずれた位置に取り付けられる。特にハンドルの周辺部が好ましい。この態様によれば、ハンドルの回転に伴ってＬＥＤ１１８の位置が変わるので、先端部１２の屈曲の程度をＬＥＤ１１８の位置によって判断することができる。ちなみに、ハンドルを多回転させる場合には、ＬＥＤを点滅させ、点滅間隔を長短に変化させることで、プローブヘッドの膨らみ具合を判別できるようにしてもよい。（Ｃ）は、ケース１１２の表面で挿入管１４に近い位置に色相の異なる２つのＬＥＤ１２０，１２１を実装した例を示す。（Ｄ）は、ケース１１４の表面に、ＬＥＤ群１２２を直線に並べて実装した例を示す。（Ｄ）の態様においては、可動部の変位量に応じて、ＬＥＤの発光数を増減することにより、レベルメータとしての機能を備えることができる。なお、操作部１６に実装される表示手段としては英数字を表示するための７セグメントディスプレイや液晶パネルなどの発光表示手段を使用してもよい。また、ブザーやスピーカなどの音響生成手段を用いることにより、音を発生させて操作者に注意を促すこともできる。

図６は、超音波診断装置の画像表示部に表示される先端部の状態表示機能を模式的に示す図である。図６に示す各表示画像は、先端部を挿入管の軸方向に移動させても良いかどうかについての情報を操作者に提供するものである。（Ａ）が先端部１２が伸張している状態を示しており、（Ｂ）が屈曲している状態を示している。（Ａ）は、超音波診断のための表示器に映し出される１枚の画像１２４を示している。画像１２４の中央には、セクタ形状の超音波画像１２６が写し出される。画像１２４の右上に示されるマークが、先端部の状態を示す部分画像１２８である。部分画像１２８の拡大図を（Ｃ）に示す。この部分画像１２８が表示されていれば、先端部を挿入管の軸方向に動かせる移動許可の状態にあることを示している。（Ｃ）に示すように、先端部を伸張した形状を示したマーク１３２を中央部に配置し、その上下には食道壁を示した直線１３４Ａ，１３４Ｂが記してある。ここで、符号１３２，１３４Ａ，１３４Ｂ，１３６に示される図形を一括して図形１３７とする。その図形１３７の上には丸印１３８が重ねて表示されている。カラー表示が可能な場合には、この丸印１３８は緑色又は青色のような寒色系の色で表示することが好ましい。

伸張状態を示す（Ａ）に対して、（Ｂ）には屈曲状態で表示される画像が示されている。そして、（Ｄ）は（Ｂ）の右上に示した部分画像１３０の拡大図である。（Ｄ）の部分画像１３０は、（Ｃ）との比較で判るように、先端部１２が折れ曲がっている状態のマークの上にバツ印１４０を重ねて表示してある。この（Ｄ）は、先端部が移動禁止の状態にあり、挿入管の軸方向に動かしてはならないことを意味している。カラー表示が可能な場合には、このバツ印１４０は赤色又は桃色のような暖色系の色で表示することが望ましい。このように、図６に示す画像表示は、伸張状態を示すマークの上に丸印１３８を加え、屈曲状態を示すマークの上にバツ印１４０を加えて表示する態様となっている。

他の形態としては、（Ｃ）に示す図形１３７及び丸印１３８の表示色を変える態様であってもよい。つまり、部分画像１２８を全て緑色で表示しておき、屈曲状態に移行した場合には部分画像１２８を部分画像１３０に切り替えた上で、全て赤色に変化させるようにしてもよい。本実施形態においては、伸張状態と屈曲状態とを区別することで、２つの部分画像の表示切り替え処理を行っている。よって、先端部１２がわずかに折れ曲がっただけで、屈曲状態を示す部分画像に切り替わる。ちなみに、部分画像の表示切り替え処理は、先端部がある規定の屈曲レベルを上回ったときに実行されるように、閾値のレベルを高くしてもよい。このような態様によれば、先端部がわずかに折れ曲がっていても屈曲状態には表示が切り替わらず、食道内で安全に動かせる屈曲程度であることを確認しながら、先端部の位置及び姿勢を変えることができる。

このような部分画像の表示機能を備えることによって、画面に写し出される超音波画像を観察しながら、同時に先端部の状態を目視確認できる。また、超音波画像の明瞭さの判断を行なう上で、先端部の曲がり具合を参照することができる。

図７は、超音波画像の画像表示部に表示される画像の右上の位置の部分画像について、他の表示例を示した図である。（Ａ）が伸張状態において表示される部分画像であり、（Ｂ）が屈曲状態として表示される部分画像を示す。（Ａ）には、先端部が伸張状態であることを意味する模式的なマーク１５８が記されている。このマーク１５８は緑色で表示される。マーク１５８は、３つのパーツ１５８Ａ，１５８Ｂ，１５８Ｃが組み合わされた形状である。（Ｂ）には、先端部が屈曲状態であることを示すマーク１６２が記されている。このマーク１６２は赤色で表示される。マーク１６２も同様に、３つのパーツ１６２Ａ，１６２Ｂ，１６２Ｃが組み合わされた形状である。この表示例では、色相の区別を利用しているので、安全色と危険色とを直感的に認識できる。可変抵抗器の抵抗の変化を連続的な数値の変化として検知することによって、直線状態から屈曲状態へ推移する中間の状態を判別して、緑と赤の中間色（例えば黄色や橙色）で中間状態を表示してもよい。それぞれのマーク１５８，１６２は３つのパーツから構成されているので、先端部１２の実際の屈曲の状態に合わせて、（Ａ）に示す状態から（Ｂ）に示す状態に（あるいは逆方向に）徐々に折れ曲がっていく態様を表示してもよい。

次に、図８，９，１０を用いて、前方関節部２２及び後方関節部１５の屈曲状態を検出するための機能について示す。具体的には、ワイヤ６８，７２の変位量を検出するために可変抵抗器を利用した回路構成を示す。図８，図９は、表示手段としてＬＥＤを用いる場合の回路構成例を示している。図１０は表示手段として、超音波診断装置本体の画像表示部を用いる場合の回路構成例を示している。図８，９，１０で例示される回路は、前方関節部２２の屈曲動作を検出する場合、あるいは後方関節部１５の屈曲動作を検出する場合のいずれにも用いられる。

図８には、第１の回路構成例を示す。この回路は、操作部１６の上に実装された緑色のＬＥＤ３と赤色のＬＥＤ４の輝度の強弱を変化させるための回路である。（前述した図５（Ｃ）の２つのＬＥＤの実施態様に対応する。）緑色のＬＥＤ３の輝度は可変抵抗器ＶＲ１の抵抗値の大小によって決定され、赤色のＬＥＤ４の輝度は可抵抵抗器ＶＲ２の抵抗値の大小によって決定される。ここで、図８の回路図において、二重破線１６８が示してある。これは、２つの可変抵抗器ＶＲ１とＶＲ２の摺動片が機械的に連結されていることを意味する。つまり、ＶＲ１の摺動片がノード１７０に一致すれば、ＶＲ１と機械的に結合されたＶＲ２の摺動片はノード１７４に一致することを意味している。この回路構成において、可変抵抗器ＶＲ１の抵抗成分が増えれば、同時に、可変抵抗器ＶＲ２の抵抗成分は減ることになる。よって、２つの摺動片に機械的な作用が働くことにより、例えば緑色のＬＥＤ３の輝度が減少すれば、赤色のＬＥＤ４の輝度は増加することになる。つまり、この回路構成によれば、ＬＥＤ３及びＬＥＤ４の輝度を連続的に変化させるグラデーション表示ができる。２色の発光素子が組み込まれたＬＥＤを用いれば、互いの輝度を連続的に変化させて２色の中間色を表示させることができる。

図９には、第２の回路構成例を示す。この回路は、操作部１６の上に実装された複数のＬＥＤを駆動するための回路である。この回路は、（Ｄ）において示したＬＥＤ群１２２を動作させるための回路に相当する。計１０個のＬＥＤ（ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ２０）は、それぞれがコンパレータ（ＣＭＰ１〜ＣＭＰ１０）の出力に応じて発光あるいは消灯する。各コンパレータに入力される電圧の大小の判定基準は、９個の固定抵抗器（Ｒ１１〜Ｒ１９）によって均等に分圧された電圧値が用いられる。９個の固定抵抗器が直列接続されているので、９個の抵抗値により階段状に増える分圧値が設定されて、それぞれの分圧値が各々のコンパレータに比較の基準電圧として入力されている。可変抵抗器ＶＲ３の抵抗値が変化すると、その抵抗変化に応じた電圧Ｅ１が全てのコンパレータに入力される。各コンパレータは比較の基準電圧と電圧Ｅ１とを比較して動作するので、複数のＬＥＤはいわばデジタル式のレベルメータのように動作する。つまり、この回路構成によれば、点灯するＬＥＤの個数に応じて先端部の屈曲具合を判別することができる。ちなみに、図９に示す回路において、１つのコンパレータを動作させる回路を部分的に取り出して利用すれば、１個のＬＥＤを点灯あるいは消灯させるための動作ができる。そのような部分の回路は（Ａ）あるいは（Ｂ）に示す１個のＬＥＤを駆動させるための回路として使用することができる。

図１０には、第３の回路構成例を示す。この回路は、操作部１６内の可変抵抗器の両端に加わる電圧を、超音波診断装置本体に送出するための回路である。可変抵抗器ＶＲ４に印加されるアナログ電圧Ｅ２は、Ａ／Ｄ変換器１８０によってデジタルデータに変換される。そのデジタルデータは経食道プローブが接続される装置本体側で読み取られる。デジタルデータなので、先端部の屈曲の状態を数値で把握することができる。なお、Ａ／Ｄ変換器１８０から装置本体側に対して出力されるデータは、ｎ本のデータバスを用いて出力するパラレルデータであってもよいし、あるいは時間的に連続したｎビットのシリアルデータであってもよい。

１０経食道プローブ、１２先端部、１５後方関節部、１６操作部、２０超音波送受信部、２２前方関節部、６０Ａ，６０Ｂ膜壁、６２ハウジング、６４当接面、６６振動子、６８Ａ，６８Ｂ，７２Ａ，７２Ｂワイヤ、７０Ａ,７０Ｂ，７４Ａ，７４Ｂ結節点、７６，７８駒列、８０，８２被覆管。

Claims

生体の体腔内である食道内に挿入され、食道内で超音波を送受信する超音波送受信部と、
前記超音波送受信部の挿入方向の後方側に設けられ、操作者の操作により形状が変化する後方関節部と、
前記超音波送受信部の挿入方向の前方側に設けられ、操作者の操作によって形状が変化する前方関節部と、
を有し、
前記超音波の送信方向をＺ方向とし前記挿入方向をＹ方向とした場合において、前記超音波送受信部を間において前記後方関節部と前記前方関節部がそれぞれ前記Ｚ方向及び前記Ｙ方向を含む平面上で同時に屈曲し、その際、前記後方関節部がＳ字形状に屈曲し且つ前記前方関節部が前記Ｓ字形状の左右反転形状としての逆Ｓ字形状に屈曲し、これにより前記後方関節部から前記前方関節部にわたる先端部が前記超音波送受信部を間において前記Ｓ字形状及び前記逆Ｓ字形状をつなげた形態を形成する、
ことを特徴とする体腔内プローブ。
請求項１記載の体腔内プローブであって、
前記後方関節部に取り付けられた後方操作用の一対のワイヤを有し、
前記後方関節部は前記挿入方向に連接された複数の駒からなる後方駒列を有し、
前記後方操作用の一対のワイヤは、前記後方駒列の内で、前記挿入方向の先頭の駒に固定され、且つ、それに続く複数の駒に通され、
前記後方操作用の一対のワイヤが前記後方関節部の途中で交差しており、これによって前記後方操作用の一対のワイヤの操作によって前記後方関節部が前記Ｓ字形状に変化し、
前記前方関節部に取り付けられた前方操作用の一対のワイヤを有し、
前記前方操作用の一対のワイヤは、前記後方駒列の内で、前記挿入方向の先頭の駒に固定され、且つ、それに続く複数の駒に通され、
前記前方操作用の一対のワイヤが前記前方関節部の途中で交差しており、これによって前記前方操作用の一対のワイヤの操作によって前記前方関節部が前記逆Ｓ字形状に変化する、
ことを特徴とする体腔内プローブ。