JPH01242049A - 超音波プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、人体内腔又は機械の管の内空に挿入し、その
周囲を超音波検査する超音波プローブに係わり、詳しく
は多数個の超音波振動子を円環状に配列したいわゆる電
子ラジアル走査型の超音波プローブにおける、コンパク
トでしっかりとした超音波ヘッドの組み付けを実現する
為の組み付は構造に関するものである。

［従来の技術］ 硬性の棒状体に超音波振動子を組み込んで人体内腔や機
械の管の内空に挿入し、その周囲を超音波検査する超音
波プローブは以前より存在しており、特に挿入軸方向に
対し垂直に超音波を送受信しながら回転走査するいわゆ
るラジアル走査型のものは、周囲全周を広く走査できる
事から大いに利用されている。又、このラジアル走査型
のものの中で多数個の超音波振動子を円環状に配列した
いわゆる電子ラジアル走査型のものは、振動子製作技術
が進歩し、より多数個の超音波振動子を小さな径で配列
したものができるようになり、機械走査型のものに比ベ
メカが不要のため故１囁が少なくコンパクトにできる事
から、大いに期待されるようになってきている。

この超音波プローブは近年、挿入部が軟性なカテーテル
や内視鏡に超音波振動子を組み込んだものが開発され、
屈曲した管の奥まで挿入が可能になってきた事により、
挿入性をより向上させる為超音波振動子を組み込んだ超
音波へ・ソドを挿入部にいかにコンパクトに組み込むか
が問題となってきている。又、特に医療用の超音波プロ
ーブでは、体腔内での超音波ヘッドの脱落は安全上極め
て大きな問題である為、コンパクトにそしていかにしっ
かりと組み込むかが問題となっている。

多数個の超音波振動子を円環状に配列したいわゆる電子
ラジアル走査型の超音波プローブにおける従来の技術と
して特許出願公告昭５７−１７５．３２がある。これは
第４図に示すように、表面に導電層を設けた円筒状の絶
縁体３７の外周に多数個（３０〜４０個）の超音波振動
子３８を円環状に配列し、この超音波振動子３８に接続
される給電線を、共通電極に接続される給電線３つと各
超音波振動子細々の電極に接続される給電線４０とに分
けて、一方を絶縁体３７の内空を挿通させて導くような
構造の超音波ヘッド４１を、超音波ヘッド４１の基台と
なる連結部材４２に円筒状の絶縁体３７を嵌合させて接
続すると言う構造が収られている。特許出願公告昭５７
−１７５３２にはこの接続方法は詳述されていないが、
接着剤で固定するのが一般的であり、その図からも容易
にそれが推測できる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし上記のような構造では、３０〜４０個レベルの超
音波振動子数ならまだしも、良好な超音波断層像を得る
ために、例えば２５６個等４０個以上の超音波振動子数
を持つ超音波探触子の場合は、共通電極側が１〜数本の
ケーブル（給電線）でよいのに対し、各超音波振動子細
々の電極に接続されるものは数十から数百に及ぶ為、そ
の接続部が繁雑かつ巨大化し、超音波ヘッドを大形化し
てしまうと言う問題がある。又、超音波ヘッドを基台に
接着固定する方法は、機械の管や胃等の消化管等の丈夫
にできている管腔では押し込む時に強い外力を受ける事
、又、腔内が水等で満たされている場合が多く接着面の
強度不足等からも生じる水洩れを防止し水密性をしつか
り確保する必要がある事等から、十分な接着強度を確保
する為、超音波ヘッドと基台の接着の為の嵌合しろを長
く取らなくてはならず、これも又超音波ヘッド周辺を大
形化してしまうと言う原因になっていた。又この事は大
形化を極力避けるべく接着の嵌合しろを必要最小限に止
どめる為、接着層の劣化による接着強度の低下、これに
よる超音波ヘッドの脱落の危険を持たざるを得なかった
。

本発明は上記問題を鑑み発明したものであり、多数個の
超音波振動子を円環状に配列したいわゆる電子ラジアル
走査型の超音波プローブにおける、コンパクトでしっか
りとした超音波ヘッドの組み付けを実現する為の組み付
は構造を提供する事を目的にしたものである。

更には上記コンパクトでしっかりとした超音波ヘッドの
組み付けを実現した上に、この超音波プローブに超音波
検査以外の機能をも併設可能な構造を提供する事を目的
にしたものである。

［課題を解決す、る為の手段］ 本発明の超音波プローブの特徴は、円筒状の絶縁体の外
周に多数個の超音波振動子を円環状に配列した円環状超
音波探触子、上記円筒状の絶縁体の内部を通過し上記円
環状超音波探触子の一端面から各超音波振動子細々の電
極に接続される第１の信号線群、上記円環状超音波探触
子の他端面から各超音波振動子細々の電極に接続される
第２の信号線群、上記円筒状の絶縁体の内部に設けた芯
部材、とからなる超音波ヘッドと、上記超音波ヘッドを
収り付ける基台とを有し、少なくとも上記芯部材と上記
基台とを、上記両信号線群が挿通ずる空間を有する連結
部で連結した事である。

更には、上記芯部材を円筒状で超音波ヘッドの内部を貫
通するものとした事である。

［作用］ 本発明の超音波プローブにおいては、各Ｂｉ音波振動子
細々の電極に接続される複数本の信号線を、円筒状の絶
縁体の内部を通過し円環状超音波探触子の一端面から各
超音波振動子個々の電極に接続される第１の信号線群と
円環状超音波探触子の他端面から各超音波振動子個々の
電極に接続される第２の信号線群とに分ける事により、
その接続部分が２分化され簡素化されてコンパクトに接
続される事になり、又、円筒状の絶縁体の内部に設けた
芯部材と超音波ヘッドを取り付ける基台とを上記両信号
線群が挿通する空間を有する連結部で連結した事により
超音波ヘッドと基台との脱落の心配のない強固な接続が
コンパクトになされる事となる。

更には、芯部材を円筒状とし、超音波ヘッドの内部を貫
通させた事により、その内部空間に内視鏡機能等の超音
波検査以外の機能をも併設可能な構造となる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第３図は本発明の全体構成図であり、本装置は先端部１
．湾曲部２．蛇管部３からなる挿入部４と、湾曲操作部
５．送気送水吸引操作部６．チーＶンネルロ７１等の内
視鏡機能等を有する操作部８、更には信号線等が通るコ
ード９１本装置と図示しないｆｌｕ測装蓋装置つなぐ為
のコネクタ一部１０から構成されている。

先端部１の詳細な側面断面図である第１図、及び第１図
のＡ−Ａ断面図である第２図により、先端部１の構造を
詳述する。先端部１には円筒状の絶縁体１１が設けてあ
り、この絶縁体１１の外周には多数個の超音波振動子１
２が円環状に配列されており超音波探触子を形成してい
る。絶縁体１１は超音波振動子１２のダンパー層として
はたらくもので、タングステン、鉄２等の金属やその他
の固形物の微粉末を混ぜ込んだゴム状体、又はＩＡ脂材
でできている。尚この絶縁体１１は超音波振動子に高分
子振動子を用いる場合は単なる絶縁体としての樹脂材で
できたものでも良い。

超音波振動子１２と絶縁体１１の間には各月１（波振動
子１２の個々の電極に個別に接続されるぶ電層１３が設
けである。導電層１３は配列された超音波振動子１２の
一つおきのものに対応するものが一方に、残りの一つお
きのものが他方にと分けられており、超音波振動子１２
の幅より外側まで導かれそこで信号ケーブル１４に接続
される。

この導電層１３と信号ケーブル１４とで超音波振動子１
２への信号線を形成する。

２つに分けられた両信号ケーブル群のうち、超音波探触
子の先端側から出るものは絶縁体１１の内部を貫通する
孔部１５を通り操作部８（！ｔｌＩへ導かれる。超音波
振動子１シの外周にはシリコンゴム等からなる断面凸状
の音響レンズ１６が全周に渡り設けである。超音波振動
子１２．絶縁体１１゜導電層１３．信号ケーブル１４と
導電層１３との接続部周辺は絶縁材１７で封し込められ
ている。

絶縁体１１の内部を貫通する孔部１５には信号ケーブル
１４以外に芯部材としてのプローブ支持部材１８が設け
てあり、以上１１〜１８及び後述の２３；２４で超音波
ヘッド３６を構成している。

このプローブ支持部材１８は金属あるいは硬質のプラス
チックでできており、この後端（！！りは超音波ヘッド
を保持する部材としての基台１つに分離可能裏に連結部
２０において連結されている。この連結部２０における
基台１９の内部には信号ケーブル１４を操作部８側へ導
くための挿通孔２１が形成されている。尚この挿通孔２
１はプローブ支持部材１８の後端をフランジ状に広げて
基台１つに突き合わせる構造とした上でプローブ支持部
材１８の内部に設けるようにしたものでも良い、又、プ
ローブ支持部材１８と基台１つとの連結は第１図のよう
にネジで連結したが、連結法はこれに１恨定されるもの
ではない、更に又、分解不可能に溶接したりプローブ支
持部材と基台とを一体で作っても良い。

２２は基台］９と超音波ヘッドの接合部において外部か
らの水等の侵入を防止する為のシール部であり、ンリコ
ンコンバウンド等のシール剤、接着剤等によりシールさ
れている。尚、このシールはＯリングにより行なっても
良い、２３は、絶縁材１７の表面に凹凸が多い為、基台
１９との接触が良好に保てるようにする為のリングで有
り、絶縁材成形時に一体的に接着したものである。シー
ルに０リングを使用する場合はこのリングにＯリング装
着溝を設ける事も有効である。

プローブ支持部材１８は円筒状であり、その内部空間２
４は貫通しており、この内部空間２４には観察光学系の
信号ケーブル２５．照明光学系２６、吸引管路２７．送
気送水管路２８１等が挿通されており、各々先端面に設
けた内視鏡光ｆ４Ａ機能構成要素である対物レンズ部２
９及びこれに連成るＣＣＤ撮像素子３０．照明レンズ部
３１．吸引ロ３２．送気送水ノズル３３．につながって
いる。

３４は内視鏡先端機能構成要素を保持する為の内視鏡先
端ブロックである。

３５は先端保護キャップで有り超音波ヘッドに接着及び
プローブ支持部材１８にネジにより連結され、超音波ヘ
ッドを基台１９とこの先端保護キャップ３５ではさみ込
むように固定しである。

以上のように構成された本超音波プローブでは、各超音
波振動子個々の電極に接続される多数本の信号線は超音
波探触子の先端側と後端側に２つに分けられ整然とコン
パクトに接続される。又、超音波ヘッドと基台とはプロ
ーブ支持部材によって、接着構造時の長大な接着嵌合し
ろを必要とぜず、コンパクトに且つしっかりと連結され
る。

尚、本実施例では観察光学系、照明光学系、吸引管路、
送気送水管路２等をプローブ支持部材の内部空間に挿通
させ先端面に導いて内視鏡先端機能構成要素に接続させ
、挿入方向前方の内視鏡的光学観察ができるようにした
が、内視鏡先端機能構成要素を基台の外周面に開口させ
挿入方向に対し側方の内視鏡的光学観察ができるように
しても良い、この場合、プローブ支持部材はあえて円筒
状の必要はなく、中実の物でも良い、又、超音波ヘッド
を貫通する必要もあえてなく、絶縁体の内部を貫通する
孔部内に設けてあれば中実で孔部の途中までのものでも
良い。

更に尚、内視鏡先端機能構成要素は本超音波プローブの
必須要素ではなく、超音波ヘッドが基台に接続されただ
けのものでも良く、この場合においても、プローブ支持
部材は円筒状で超音波ヘッドを貫通する物でも中実で貫
通する物でも中実で孔部の途中までの物でも良い０円筒
状で超音波ヘッドを貫通する物の場合、これにチューブ
を接続し、先端から操作部にまで及ぶ管路を形成して、
管腔内の水を排水あるいは注水できるようにしたり、他
のプローブや処置具等を挿入できるようにする事も有効
である。

又、本実施例では、信号ケーブル１４を操作部８側へ導
くための挿通孔２１を、連結部２０における基台１９の
内部に設けたが、信号ケーブル１４をプローブ支持部材
１８の筒壁を通過させてプローブ支持部材１８の内部空
間２４に導き、この内部空間２４及びこれに連なる基台
１９の内部空間を信号ケーブルの挿通孔としても良い事
は言うまでもない。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の超音波プローブにおいて
は、各超音波振動子個々の電極に接続される複数本の信
号線を、円筒状の絶縁体の内部を通過し円環状超音波探
触子の一端面から各超音波振動子個々の電極に接続され
る第１の信号線群と、円環状超音波探触子の他端面から
各超音波振動子個々の電極に接続される第２の信号線群
とに分ける事により、その接続部分が２分化され簡素化
されてコンパクトに接続される事になり、超音波ヘッド
部をコンパクトにまとめる事ができる。

又、円筒状の絶縁体の内部に芯部材を設け、これと超音
波ヘッドを取り付ける基台とを上記両信号線群が挿通す
る空間を有する連結部で連結した事により超音波ヘッド
と基台との脱落の心配のない強固な接続がなされると共
にコンパクトに接続することができ、これらによってコ
ンパクトでしっかりとした超音波ヘッドの組み付けを実
現する為の組み付は構造が提供できる事となる。

更には、芯部材を円筒状で超音波ヘッドの内部を貫通す
るものとした事により、その内部空間に内視鏡機能等の
超音波検査以外の機能を併設する事が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例における先端部の詳ｍｌな側
面断面図である。 第２図は、第１図のＡ−Ａ断面図である。 第３図は、本発明の実施例の全体構成図である。 第４図は、従来の超音波プローブにおける先端部の側面
断面図である。 １１　絶縁体　　　　　　１９　基台 １２　超音波振動子　　　２０　連結部１４　信号ケー
ブル　　　２１　挿通孔１５　孔部　　　　　　　２４
　内部空間１７　絶縁材　　　　　　３６　超音波ヘッ
ド１８　プローブ支持部材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、円筒状の絶縁体の外周に多数個の超音波振動子を円
   環状に配列した円環状超音波探触子、上記円筒状の絶縁
   体の内部を通過し上記円環状超音波探触子の一端面から
   各超音波振動子個々の電極に接続される第１の信号線群
   、上記円環状超音波探触子の他端面から各超音波振動子
   個々の電極に接続される第２の信号線群、上記円筒状の
   絶縁体の内部に設けた芯部材、とからなる超音波ヘッド
   と、上記超音波ヘッドを取り付ける基台とを有し、少な
   くとも上記芯部材と上記基台とを、上記両信号線群が挿
   通する空間を有する連結部で連結した事を特徴とする超
   音波プローブ。 ２、上記芯部材が円筒状であり、超音波ヘッドの内部を
   貫通している事を特徴とする特許請求項１に記載の超音
   波プローブ。