JPH01259846A - 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、特に経膣部や直腸部等の観察に好適な超音波
プローブに関する。

〔従来の技術〕

従来の経膣部や直腸部等を観察する超音波プローブは、
超音波ビーム　第５０回研究発表会　講演論文集　１ペ
ージ（講演番号５Ｏ−ＰＬ−１）に記載で５本明細書第
２図（ａ）、（ｂ）に示すように１体内への挿入部は非
柔軟性のプラスチック製であり、かつ直線的に構成され
ている。

また、体腔内走査を特徴とする特公昭６１−３７９４６
号記載のような超音波プローブは、ワイヤー等で引っ張
る、あるいは押す等の力を挿入部に加えることによって
湾曲する構成であり、特定の曲げしかできなかった。加
えて、プローブの挿入部の外径が小さい構成となってい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、経膣部や直腸部が自然な状態において
非直線的であることについて配慮がされておらず、前者
のような構造のプローブでは挿入部分に柔軟性がないた
め、さらに、後者のような構成のプローブでは任意に曲
げることができないため、プローブ挿入時や診断時に被
検体に苦痛を与えるという問題があった。

また、このように被検体体内に挿入して臓器や組織を観
察するプローブの使用においては、プローブを検査の度
に滅菌する必要がある。この手間を省くために、プロー
ブを被覆するディスポーザブルなカバー、例えばゴム製
避妊具等を用いる場合があるが、第２図（ｂ）及び特公
昭６１−３７９４６号記載のように挿入部の径が細い構
成のものではディスポーザブルなカバーがプローブに適
合しない。

あるいは、プローブが挿就部の内径に適合しない等の理
由によりプローブの超音波送受信部分と内壁との間にす
き間を生じて、超音波が観察部位まで届かない等といっ
た問題があった。

本発明の目的は、プローブの挿入部に柔軟性を持たせて
挿入経路に沿って曲がるようにすることにより、被検体
の苦痛を和らげるとともに、柔軟になったことにより挿
入部の外径をある程度大きくすることができるので、こ
れによりディスポーザブルなカバー及び挿入経路内壁と
の適合性を向上させることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、プローブの被検体への挿入部を柔軟な構成
とすることにより達成される。

〔作用〕

柔軟な挿入部は、外部から力を受けることによってその
力の方向に曲がる。したがって、挿入経路内壁に、挿入
経路方向とは別の方向に挿入しようとする力を加えると
、内壁からの反作用力で自然に該経路方向に曲がってい
く。

また、数１程度の適当な径の挿入部は１例えば、ゴム製
避妊具のようなディスポーザブルなカバーをすき間なく
容易に装着することができ、かつ経膣部や直腸部の内壁
との接触性もよいので、超音波を送受信する上で障害と
なる空気層の介在を排除することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。

第１図は、本発明の特徴をよく表わす図で、同図（ａ）
は外力が加わらない定常状態におけるプローブの様子を
示したものであり、同図（ｂ）は外力が加えられること
により湾曲した状態におけるプローブの様子を示したも
のである。

同図において、プローブは被検体々内への非挿入部５と
、この非挿入部５に接続された挿入部４と、さらにこの
挿入部４の先端部３に設けられた超音波送受信２．及び
超音波送受信部２に送受信信号を伝達する信号線を納め
たケーブル６とから構成されている。ここで、非挿入部
５は１手で握りやすい大きさ及び形状をした１例えばプ
ラスチック製、挿入部４は柔軟性のある材料、例えばゴ
ムのようなもの、先端部３はプラスチックやゴム等でで
きており、非挿入部５や先端部３は従来のプローブに使
用されているものである。該プローブを用いて被検体々
内を観察する場合、プローブ先端部３に設けられた超音
波送受信部２から超音波ビームを送受信し、例えば、電
子的に超音波ビームを偏向させて扇状の超音波ビーム走
査面１を形成し、その扇状の範囲内に存在する部位につ
いて診断をおこなうことができる。

通常、診断をおこなわない状態、すなわち外力が加わら
ない状態においては、同図（ａ）に示すように挿入部４
は直線的な状態が保たれるようになっており、診断にお
いて被検体の経膣部や直腸部に挿入時に、挿入部４を挿
入する力が前述の臓器内壁に与えられ、さらにこれが反
作用力として再び挿入部４に加えられる。これにより、
挿入部４は同図（ｂ）に示すように曲がる。

第３図は、実際に経膣部にプローブを挿入した場合につ
いて示したものである。同図において。

プローブ以外は被検体の臓器や外観的特徴について示す
ものであり、７は膀胱、８は子宮、９は直腸、１０は膣
、１１はでん部である。

本発明のプローブを用いれば、同図に示するように挿入
経路に沿って曲がることができ、かつ、挿入部内壁との
接触性もよい。

第４図は、第１図で示すようなプローブにディスポーザ
ブルなカバーを装着した状態を示す図である。プローブ
構成は第１図と同一であり、挿入部４及び先端部３を全
て覆うようにディスポーザブルなカバー１３が装着しで
ある。さらにディスポーザブルなカバー１３と先端部３
に設けられた超音波送受信部２との間には空気層が介在
して超音波の伝搬をさまたげないように超音波ゼリー１
４が充てんされている。このように、柔軟な材料で挿入
部４を構成すれば、挿入部の直径をある程度大きくする
ことができるので、ディスポーザブルなカバーとの適合
性が向上する。

以上の説明においては、超音波送受信部２は挿入部４の
先端部３にあるものとして扱ってきたが。

本発明はこれに限定されるものではなく、挿入部４に設
けられている場合においても有効であることはいうまで
もない。また、挿入部４及び先端部３は同一径であるか
の如く図示されているが、挿入経路に沿って曲がる構造
となっている限り、径が異なっていても本発明の特徴を
意味するものであり１例えば、挿入部４は直径数ｍで先
端部３が直径数ｌ、あるいは超音波送受信部２が数ケ所
にある場合、その部分の直径は数１で残りの部分はそれ
より細いというような構造となっていても有効である。

さらに、第１図（ａ）においては、外力が加わらない定
常状態では挿入部に直線的であるとしたが、あらかじめ
任意形に曲がっているもの、あるいは定まった形で固定
していないものについても本発明が有効である。

第５図は、挿入部４が単にゴムのような柔軟な材料のみ
でできている構造ではなく、人間の関節と同様の動作を
する自在継手を有する構造となっている場合について示
したものである。

同図において、プローブは、先端部３と非挿入部が自在
継手１７で接続されており、その自在継手１７と信号Ｍ
１．５をゴム等の柔軟な材料でモールドすることにより
挿入部４は形成されている。

信号線１５は、先端部３に設けられた超音波送受信部２
で超音波を送受信して超音波ビーム走査面１を得るため
に、超音波送受信部２と、これを制御するための送受信
回路６とを接続するものである。自在継手１７の関節部
１８は、人間の関節と同様に働き、挿入部４を図示のよ
うに湾曲させる。

このような構造のプローブでは、その柔軟性が自在継手
１７の長さで決まる。したがって、この長さは、任意に
曲げるような場合には最大でも数ｍのオーダーのものが
望ましく、単純に大きな曲率半径で湾曲させるだけであ
れば数１オーダーのものとしてもさしつかえない。

以上、今まで説明してきた本発明の詳細な説明において
は、超音波送受信部２及び送受信回路６が電子的に超音
波ビームを偏向させるセクタ走査のものとして扱ってき
たが、本発明はビームを走査する方式及びその機構につ
いて限定するものではなく１例えば、メカニカルに超音
波送受用振動子を回転、あるいは振り子運動させるメカ
ニカルセクタ走査で超音波を送受信する機構のものまた
、超音波送受信部２の振動子配列面が凸面状の円弧にな
って超音波ビームを走査するコンベックス走査型のもの
、超音波ビームを直線的に走査するリニア走査型のもの
についても有効であることはいうまでもない。

特に、電子的に超音波ビームを走査する場合。

先端部３において、前記振動子配列面を凸面状の円弧に
する構成、あるいは、挿入部４に外力が加わらない定常
状態で振動子を非挿入部から先端部にかけて、一部分に
直線的に設けた構成及び円周方向に凸面状に円弧配列し
た構成とすれば、ディスポーザブルなカバーとの適合性
が向上するので望ましい。

次に本発明の別の実施例について述べる。これまで述べ
たような体腔内挿入用の超音波プローブでは、挿入部の
温度と被検体部位の温度とが異なっている場合に被検体
の苦痛や過大な異和感を与えるという問題点があった。

そこで、プローブの挿入部に加温手段及び温度センサを
設け、挿入前に予め体温程度に加温しておき、挿入後も
体腔内とほぼ同じ温度に保っておけばこれらの苦痛や異
和感を低減することができる。

以下、実施例を図を用いて説明する。

第６図は本発明の基本構成を示すブロック図である。同
図において、点線部分は超音波プローブを示しており、
被検体への非挿入部５と、非挿入部に接線された挿入部
４で構成されている。挿入部４には、超音波像を得るた
めに超音波ビームの送受信をおこなう配列振動子２と、
被検体の被挿入部位の温度を検出するための温度センサ
３と、配列振動子２と温度センサ３を除く他の挿入部４
をカバーするようにヒーター７が設けられている。

超音波像の撮像に際しては、まず配列振動子２で送信あ
るいは受信される超音波ビームの所望の制御（例えば、
ビームの偏向やフォーカス設定等）が送受波回路８でお
こなわれる。その結果得られたエコー信号は信号処理回
路１０で１例えば、増幅処理、検波処理や辺縁強調処理
等のイシ号処理がほどこされて画像表示装置】１に超音
波像として表示される。

ここで、超音波プローブの被検体への挿入においては、
あらかじめ挿入部４の表面温度が被検体の体温程度（例
えば、３６℃）となるように、温度コントローラー９に
よって温度制御されたヒーター７で加熱されている。こ
の温度コントローラー９は、仮に挿入部４の表面温度が
初期値として設定した被検体の体温温度より上昇した場
合、ヒーター７への電流供給を停止、あるいは弱めるよ
うな動作をおこない、常に挿入部４の表面温度が設定値
付近となるように動作をおこなう。

超音波プローブが被検体に挿入されると、挿入部４に設
けた温度センサ３により被検体の温度が計測され、その
情報が温度コントローラー９に送信される。温度コント
ローラー９では、その情報に基づいて再びヒーター７へ
の電流供給量を制御し、挿入部４の表面温度が温度セン
サ３で検出された温度程度となるようにする。検査終了
時までこの動作がくり返されることにより、常に挿入部
４の表面温度を被検体温度程度とすることができる。し
たがって、被検体は超音波プローブ挿入にともなう冷た
さから生じる異和感や苦癌を感じることがなくなる。

ここで、温度センサ３としては、被検体が放射する遠赤
外線を検出することにより温度を計測するタイプのもの
、被検体に接触させて熱伝導により温度を検出するタイ
プのもの、あるいは被検体が放射するマイクロ波を検出
することにより温度を検出するタイプのもの等が考えら
れる。

また、ヒーター７としては電熱線、パイプの中に温水を
流すタイプのもの、例えば金属が酸化する際に発生する
熱を利用するタイプのもの、化学薬品が反応する際に発
生する熱を利用するタイプのもの、あるいはセラミック
を利用したセラミックヒータ−のようなもの等が考えら
れる。

なお、本実施例の説明においては、ヒーター７が電熱性
であるものとして温度コントローラー９の動作説明をお
こなったが、ヒータの種類が異なればそれに対応して温
度コントローラーの制御方法も異なり、例えば、温水量
を制御する。酸化の割合を制御する等の方法が考えられ
る。

第７図は１本発明の超音波プローブの外観を示す一実施
例であり、同図（ａ）は直腸部検査用。

同図（ｂ）は経膣部検査用のタイプを示すものである。

第７図において、１は超音波ビームの走査面であり、こ
の扇状の範囲の超音波像が表示される。

２は超音波ビームを送受信する配列振動子、３は被検体
の温度を検出する温度センサであり、４及び５は第１図
と同一である。同図（ａ）、（ｂ）に示す超音波プロー
ブは、いずれも非挿入部５の部分が挿入部４の部分より
筐体の直径が大きい構成となっている。したがって、第
１図においては、温度コントローラーを外部に具備して
いたが、この非挿入部５に容易に具備することができる
。

第８図は、第６図及び第７図で示した被検体への挿入部
４の構成を詳細に表わした断面図である。

同図において、１，２及び３は第６図と同一であり、Ｏ
ｓは温度センサ３で検出される温度情報を温度コントロ
ーラーまで送信するための信号線、Ｕｓは配列振動子２
を励振駆動するための駆動信号を送受波回路８から伝送
する、あるいは受信された信号を送受波回路８に伝達す
るための信号線である。同図のような構成によれば、耐
熱性のプラスチック筺体６に、温センサ３と、配列振動
子２及び離散的に配設されたヒーター７が固定接着され
ている。さらに、ヒーター７の上部（被検体との接触面
側）には、ヒーター７の熱が挿入部全域に均一に広がる
ような熱伝導性のカバー４′が設けられている。したが
って、挿入部４を被検体側から目視した場合、温度セン
サ３．配列振動子２、熱伝導性カバー４′のみが観察で
きる。

なお、第６図〜第８図を用いた一実施例の説明において
は、超音波ビームの送受信を配列振動子を用いて電子的
な制御によりおこなうとして述べたが１機械的に振動子
を振り子運動、あるいは回転運動させることにより超音
波ビームを送受信する構成の超音波プローブであっても
本発明を実施する上で何ら問題はない。

第９図は、点線で示す温度センサ３の設置位置について
示す図であり、２〜５の記号は第１図と同一である。同
図（ａ）は、温度センサ３を挿入部４の先端でなく、他
の位置に設置した場合について示したものであり１本実
施例では配列振動子２の反対側に設置した。経膣部や直
腸部をＮｉｌ察する超音波プローブにおいては、温度セ
ンサ３を先端部に設けるよりも、より被検体と接触しや
すい同図（ａ）のような挿入部４の側面に設置するのが
望ましい。また同図（ｂ）は、温度センサ３を複数個設
けた場合について示したものである。同図（ｂ）のよう
な構成とすれば、常にいずれかの温度センサ３により被
検体の温度を計測することが可能であり、例えば、全温
度センサ３で計測された温度の平均値を用いて被検体の
温度とする方法や所望の部分の温度センサ３で計測され
た温度を被検体の温度とする方法等により温度コントロ
ールすることができる。

第１０図は、ヒーター７を分割して挿入部４に設置した
一例であり、２，５及び７の信号は第６図と同一である
０本実施例では、ヒーター７を挿入方向に沿って４分割
しており、例えば、加熱温度を先端部から非挿入部の方
向に沿って３６℃。

３５．５℃、３５℃、３４．５℃という具合に個々に別
々の温度とすることもできる。

第１１図は、複数の温度センサを用いて複数のヒーター
を温度コントロールする一実施例について示したもので
あり、７１〜７５は分割されたヒーター、３及び３′は
温度センサ、９及び９′は温度コントローラーである。

他の記号は第１図と同一である。

同図において、挿入部先端に設けられた温度センサ３は
温度コントローラー９を介してヒーター７１及び７２の
温度調整する系をなしており、挿入部側面に設けられた
温度センサ３′は温度コントローラー９′　を介してヒ
ーター７３．７４及び７５の温度調整をする系をなして
いる。したがって、温度センサ３では挿入部先端の温度
を、また温度センサ３′では側面の温度を各々制御、調
整する。なお、本実施例においては、１個の温度センサ
で複数のヒーターを制御する構成となっていたが、本発
明はこれに限定されるべきものではなく、１個の温度セ
ンサで１個のヒーターを制御する構成や、複数の温度セ
ンサで１個のヒーターを制御する構成についても有効で
あることはいうまでもない、また、被検体の温度があま
り変動しないような部位への応用を考えた場合は、温度
センサはなくてもさしつなえない。

以上１本発明の詳細な説明においては、温度の設定を被
検体の温度程度とするものとして扱ったが本発明はこれ
に限定されるものではなく、被検体の被挿入部表面付近
にガン細胞があり、これを加温により消滅させるような
場合にも対処できるような構成２例えば、挿入部の一部
分の温度を４０℃〜４３℃程度まで高くできる構成につ
いても有効であることはいうまでもない。また、配列振
動子面にはヒーターがないものとして扱っていたが、音
響レンズやマツチング層を加温する構成やヒーターが直
接設けられている構成についても何ら問題はなく、本発
明の範囲であることはいうまでもない。又、本実施例で
は加温について述べたが、部位によってはあらかじめ設
定した温度よりも低い部分がある場合、ペルチェ素子な
ど周知の冷却手段によってプローブ温度を低下させても
よい、加えて、体膣内用の超音波プローブを取り上げて
説明をおこなっていたが、腹部や心臓の診断に用いられ
るリニア走査式、セクタ走査式及びコンベックス走査式
超音波プローブにおいても本発明は有効である。

以上述べて実施例によれば、超音波プローブの被検体と
の接触部分を加温することができるので、被検体体温と
超音波プローブの温度との温度差から生じる不快感や苦
痛といったものを取り除くことができる効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、プローブの挿入経路に沿ってプローブ
挿入部を曲げることができるので、特に経膣部や直腸部
等の診断において、被検体の苫癌を和らげる効果がる。

また、プローブ挿入部の外径をある程度大きくすること
ができるので、ディスポーザブルなカバーとの適合性も
よくなる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特徴を表わすプローブの外観図、第２
図は従来のプローブ外観を表わす図、第３図は本発明の
プローブで被検体を診断する様子を表わした図、第４図
はディスポーザブルなカバーを装着した様子を表わす図
、第５図は本発明の一実施例を表わす図、第６図〜第１
１図はそれぞれ本発明の別の実施例を示す図である。 １・・・超音波ビーム走査面、２・・・超音波送受信部
、３・・・プローブの挿入部先端、４・・・本発明プロ
ーブの挿入部、５・・・プローブの非挿入部、６・・・
ケーブル、７・・・膀胱、８・・・子宮、９・・・直腸
、１０・・・膣。 １１・・・でん部、１２・・・従来プローブの挿入部。 １３・・・ディスポーザブルなカバー、１４・・・超音
波ゼリー、１５・・・信号線、１６・・・超音波送受信
回路、１７・・・自在継手、１８・・・関節部。 第　３　口 第　２　図 （０２）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＜
ｂ）ｌ　８＠液ビーム ？・−配列↑原動５ Ｓ　　超音波７゛ロー１Ｊト紳べ仲 第　４　口 第　、５　昭 ／７・・臼在超手 １３・・関′ｒＰ軒 第　６　り も　δ　臼 第　７　日 憔ン　　　　　　　　　　　　　　　　　（ト９！　　
超奮湛ビーム、Ｌ畳面 Ｓ　−・プロー７の非挿入郭 第１０す 羊　／Ｊ　ＣＪ ３．３′　　５８ａ辷りす

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被検体への非挿入部と、非挿入部に接続された挿入
   部と、挿入部に設けられた超音波振動子により超音波ビ
   ームを送受信する超音波プローブにおいて、挿入部が挿
   入経路に沿つて曲がることを特徴とする超音波プローブ
   。