JP6142741B2 - 超音波内視鏡プローブ - Google Patents
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Description
しかしながらこの構成では、軸方向のスキャンを行うには超音波振動子を実際にその同じ距離だけスライドさせねばならず、動作が遅かった。実際の医療機関における診断では、超音波内視鏡のデータ取り込み中に血流を停止させて行う場合等があり、診断装置の動作が遅いことは致命的欠陥であった。また、超音波トランスデューサの回転軸は、軸受で回転自在に支持されているが、軸受のオイルが音響結合流体と混合すると軸受の潤滑が乏しくなり、回転の滑らかさが失われ、異常な回転ムラにより超音波振動子の発振、及び受信に欠落が生じ、人体患部の詳しい診断が行えなかった。また軸受オイルと音響結合流体が溶解できない場合には気体の泡が発生しやすくなり、超音波トランスデューサが発振した超音波を泡が反射してしまうため、超音波の放射に支障が出て、観察が行えない場合もあった。
しかしながらこの構成においても、軸方向のスキャンを行うには超音波振動子をその実寸法だけスライドさせねばならず、走査の動作が遅かった。
この構成によれば、超音波トランスデューサが90度を超える広い角度範囲(例えば135度)に揺動可能となるため、カテーテルの前方から側面までの広範囲な観察が可能となり、超音波トランスデューサに揺動動作と前記回転テーブルの回転だけで広範囲に走査できるので、超音波内視鏡プローブの3次元の観察画像をトランスデューサをスライド移動させずに高速かつスムーズに得ることができる。
この構成によれば,360度回転した場合も信号線や電線が走査の影になって妨害する事がなく、広範囲の超音波の発振と走査が一度に高速に行える。また第1モータの回転時に信号線や電線が擦れないので、回転伝達遅れやトルク損失等の発生が軽減され空間分解能が高い3次元の観察画像を得ることができる。
この構成によれば,超音波トランスデューサが90度を超える広範囲に揺動しても信号線や電線のねじれや折れが生じないので、広範囲な3次元観察画像を一度に捉えることができる。
この構成により、軸受に油膜切れが生じないため、回転振れと回転摩擦抵抗の変動を防止し、また、キャビティ内でのバブルの発生を防止するので空間分解能が高い良好な画質の3次元画像が得られる。
この構成により、第2モータを短く設計できるので、前記回転テーブルを含む回転体を小さく軽くする事で超音波内視鏡プローブをコンパクトに構成でき,かつスムーズに回転駆動できる。
この構成によりキャビティ内からバブルや残存気体を排除し、軸受に高精度な回転が得られるとともに超音波走査を残存気体が妨害する事を防止し、高画質な3次元画像が得られる。
図1は本発明に係る超音波内視鏡プローブの断面図、図2はその主要部の構成図であり、いずれも内視鏡の先端部分を示している。モータケース1に第1軸受2a、2bが取り付けられ、ロータ磁石5を取付けた中空形状の第1回転軸4を回転自在に支持している。モータケース1にはモータコイル3が取り付けられ、電線6から電力が供給されて、ロータ磁石5が回転トルクを発生する第1モータ31を構成している。
第1モータ31の第1回転軸4の穴には、第2モータ32の電線14、超音波トランスデューサ20の給電板21からつながる信号線36が挿通され、第1回転軸4と共に回転し、第1回転軸4に取り付けられた第2給電リング23に第2ブラシユニット24が当接して、電気信号の授受を行う。
第1モータ31及び回転テーブル7に固定された第2モータ32、超音波トランスデューサ20等の構成部材は略チューブ状のカテーテル25の内部に入れられ、さらにシール板28とシール剤29でシールされるので、結果的にシールされたキャビティ35内に封入される。また前記第2ブラシユニット24は、カテーテル25の内周面に固定されている。
カテーテル25のキャビティ35につながる一部分には注入穴26が開けられ、キャビティ35内は音響結合流体30が封入され栓27で封止されている。
この構成によりキャビティ35内からバブルや残存気体を排除することで、超音波トランスデューサ20による走査を内部気体が妨害することが防止され、高画質な3次元画像が得られる。
2a、2b 第1軸受
3 モータコイル
4 第1回転軸(中空軸)
5 ロータ磁石
6 電線
7 回転テーブル
8 回転カバー
9a、9b 第2軸受
10 第2回転軸
11 可振子
11a スリット
12a、12b、12c 電歪素子
13a、13b、13c 電極
14 電線
15 ウォームギヤ
16 ラックギヤ
17 揺動軸
18 揺動ステージ
19 ピニオンギヤ
20 トランスデューサ
21 第1給電リング
22 第1ブラシユニット
23 第2給電リング
24 第2ブラシユニット
25 カテーテル(チューブ)
26 注入穴
27 栓
28 シール板
29 シール剤
30 音響結合流体
31 第1モータ
32 第2モータ
33a 動圧発生溝
34 走査範囲
35 キャビティ
36 信号線
Claims (6)
- 超音波を発振し、反射する音波波形を捉える超音波内視鏡プローブにおいて、
テーブルを回転駆動する第1モータと、
ウォームギヤを正逆方向に回転駆動する第2モータと、
前記第2モータの軸方向に直動可能なラックギヤと、
略円弧形状のピニオンギヤが取り付けられた超音波トランスデューサとを備え、
前記第2モータは、前記テーブルに固定されており、
前記ウォームギヤは、前記ラックギヤと係合しており、
前記ピニオンギヤは、前記ラックギヤと係合しており、
前記超音波トランスデューサが揺動および回転することを特徴とする超音波内視鏡プローブ。
- 前記第1モータの回転軸は中空形状であり、この中空穴に第2モータの配線、または超音波トランスデューサの信号線を挿通し、前記第1モータの回転軸に第1給電リングを取付け、第1給電ブラシが前記第1給電リングに導通し電力の供給と信号の授受を行うと共に、第1給電リング、第1モータ、第2モータ、超音波トランスデューサを一直線上に配置した請求項1記載の超音波内視鏡プローブ。
- 前記超音波トランスデューサは第2給電リングを一体に有し、第2ブラシユニットとの間で通電させると共に、前記第2ブラシユニットを前記回転テーブルの固定した請求項1又は2記載の超音波内視鏡プローブ。
- 前記超音波トランスデューサ、第1モータ及び第2モータは、略チューブ状のカテーテルの一部を密封して設けたキャビティ内に収納され、前記キャビティ内は音響結合流体で充満し、前記第1のモータおよび前記第2モータのいずれか一方または両方モータの軸受は、軸と軸受スリーブからなり前記音響結合流体が流入可能な隙間を設けると共に、前記軸受スリーブの内周面には動圧発生溝を形成した請求項1〜3何れか1項記載の超音波内視鏡プローブ。
- 前記第2モータは、圧電効果を利用した圧電式アクチュエータであって、前記圧電式アクチュエータは、進行波を発生させる可振子を備え、前記可振子は、略多角柱形状であって、その中心線上に貫通穴を有し、前記貫通穴に前記第2回転軸が挿通され、前記貫通穴には中心軸から放射状に伸びるスリット部を有し、前記可振子の外周面には電極を有する圧電素子を、前記スリット部を略面対称に配置して貼り付け、前記圧電子に電圧を順次印加する事で、前記回転軸に回転を与えることを特徴とする請求項1から4何れか1項記載の超音波内視鏡プローブ。
- 前記キャビティを構成するカテーテルの側面には音響結合流体の流入穴を設けた請求項1〜5何れか1項記載の超音波内視鏡プローブ。
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