JPH05176931A - 体腔内超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な超音波画像を得られる体腔内超音波診
断装置を提供する。 【構成】 体腔内超音波診断装置１の挿入部２の先端側
に位置する先端構成部６は、先端部本体２１と、音響窓
２２を有する先端カバー２３と、超音波振動子２４など
から構成されている。超音波振動子２４は、操作部３内
の走査駆動用動力源からの回転トルクをガイドチューブ
３０内を挿通して伝達する駆動軸２６とジョイント部材
２５を介して接続されることにより回転自在となる。先
端部本体透孔２１ａ及び油溜まり部材透孔２８ａは、ジ
ョイント部材２５及び硬性シャフト２７が回転自在とな
るようにベアリング３１及びシール部材３２で軸止され
ると共に、二つの液密な空間に分離されている。そし
て、先端カバー部空間３３には、超音波伝達媒体を注入
され、ガイドチューブ内空間３４には潤滑効果及び緩衝
効果を有する媒体が注入されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、体腔内で超音波ビーム
を走査して超音波診断画像を得る体腔内超音波診断装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、超音波探触子から生体内に超
音波パルスを繰り返し送信し、生体内から反射される超
音波パルスのエコーを同一、あるいは、別に設けた超音
波探触子で受信し、この超音波パルスを送受信する方向
を少しづつずらすことによって、生体内の複数方向から
収集した情報を可視像の超音波診断画像として表示する
ことができるようにした超音波診断装置が種々提案され
ている。

【０００３】一般に、体腔内超音波診断装置には、超音
波ビームの走査方式によって電子走査式と機械走査式と
に大別できる。電子走査式の体腔内超音波診断装置は、
挿入部の先端構成部に設ける送受信部が大きくなるとい
う問題を有している。これに対して、機械走査式の体腔
内超音波診断装置は、設置スペースを要する超音波ビー
ム走査駆動用動力源を例えば手元側の操作部に設けるこ
とにより、挿入部を細径化することが可能となるので、
体腔内への挿入を容易にすると共に、被検者の苦痛を和
らげることができる。

【０００４】前記体腔内超音波診断装置では、従来よ
り、良好な超音波画像を得るための方法が提案されてい
る。

【０００５】例えば、実公平１−２７７６７号公報及び
実公平２−２３２８７号公報には、前記体腔内超音波診
断装置の挿入部の先端構成部をシール部材などによって
液密にすると共に、この液密となった先端構成部に超音
波伝達媒体を満たして良好な超音波画像を得るようにし
ている。

【０００６】また、特公昭６３−２９５４４号公報及び
実公昭６４−６８１８号公報には、体腔内超音波診断装
置の挿入部の先端構成部と挿入部内に設けられているガ
イドチューブとを連通させた一体の空間に、液状の超音
波伝達媒体を封入することによって、この超音波伝達媒
体に前記ガイドチューブ内を挿通する可撓性駆動軸の潤
滑材の役割を兼ねるようにさせたものもある。このよう
にすることにより、ガイドチューブ内に封入されている
超音波伝達媒体は、可撓性の駆動軸とガイドチューブと
の接触による摩擦力を低減させたり、可撓性の駆動軸の
捻れを防止するなど潤滑・緩衝剤としての役割をするこ
とにより、回転トルクが正確に伝達されて良好な超音波
画像が得られる。

【０００７】さらに、特開平２−２８６１４３号公報に
は、上述の特公昭６３−２９５４４号公報及び実公昭６
４−６８１８号公報の改良案として、超音波送受信部を
包囲する先端カバーと駆動軸とを連結する連結部に形成
されている超音波伝達媒体の流通通路に、先端カバー内
への超音波ビームの散乱や減衰の原因となる気泡及び粉
塵などの流入を阻止するトラップ手段を設けたものが提
案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記実
公平１−２７７６７号公報及び実公平２−２３２８７号
公報に示されるような体腔内超音波診断装置の先端構成
部内だけに超音波伝達媒体を満たすようにした装置で
は、操作部に設けた超音波ビーム走査駆動用動力源から
の回転トルクを超音波送受信部に伝達するために挿入部
内を挿通している可撓性のガイドチューブとこのガイド
チューブ内を挿通している駆動軸とが接触して摩擦力が
発生することによって駆動軸が捻れたり、超音波ビーム
走査駆動用動力源の回転トルクを正確に超音送受信部に
伝達されなくなって良好な超音波画像が得られなくなる
場合がある。

【０００９】また、特公昭６３−２９５４４号公報及び
実公昭６４−６８１８号公報に示されるような体腔内超
音波診断装置の先端構成部内と駆動軸を挿通しているガ
イドチューブ内などの双方に超音波伝達媒体を満たすよ
うにした装置では、媒体の種類によって、例えば、脱気
水や蔗糖水などのように超音波伝達媒体としては減衰が
少なく適するが、粘性が少ないために可撓性の駆動軸と
可撓性のガイドチューブとの潤滑媒体としてはあまり効
果の無いものや、この逆にひまし油，シリコンオイルな
どのようにある程度の粘性を持ち潤滑媒体としては適す
るが、減衰が大きために超音波伝達媒体としては適さな
い媒体もある。

【００１０】さらに、特開平２−２８６１４３号公報に
示されるような先端構成部内と駆動軸との連結部に形成
されている超音波伝達媒体の流通通路に先端カバー内へ
の気泡及び粉塵などの流入を阻止するトラップ手段を設
けた装置では、トラップ手段として逆止弁を設けている
ので、この逆止弁を設ける一方で挿入部を細径化させる
ために駆動軸とガイドチューブとのクリアランスを狭く
するなどしてガイドチューブの細径化を図っている。こ
の結果、駆動軸とガイドチューブとの摩擦抵抗が増大し
て駆動軸の回転不良による画像揺れや画像流れが生じた
り、駆動軸の捻れによる位相のずれによって良好な超音
波画像を得ることができないという問題点を有してい
る。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、超音波振動子またはミラーと駆動軸とをそれぞれに
適する特性の媒体で封入することによって画像揺れや画
像流れのない良好な超音波画像を得ることのできる体腔
内超音波診断装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による体腔内超音
波診断装置は、超音波ビーム走査駆動用動力源の回転ま
たは揺動トルクを、可撓性のガイドチュー内を挿通する
可撓性の駆動軸を介し、体腔内に挿入される挿入部の先
端構成部に配設された超音波振動子またはミラーに伝達
することによって、前記超音波振動子またはミラーを回
転または揺動させて超音波画像を得る体腔内超音波診断
装置において、前記先端構成部内の超音波振動子または
ミラーを配設した先端空間部と可撓性の駆動軸を挿通す
る駆動軸空間部とシール部材で分離・区画すると共に、
この二つに分離・区画された先端空間部と駆動軸空間部
とにそれぞれに適する特性を有する媒体を封入する

【００１３】

【作用】この構成で、先端部空間に超音波伝達媒体を封
入し、駆動軸部空間に潤滑及び緩衝効果媒体を封入する
ことにより、潤滑・緩衝媒体により駆動軸とガイドチュ
ーブとの接触抵抗が減少し、駆動軸が安定回転すると共
に、超音波伝達媒体による超音波の減衰が減少するので
良好な超音波画像が得られる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１及び図４は本発明の第１実施例に係り、図１
は体腔内超音波診断装置の挿入部及び操作部の一部を説
明する断面図、図２は体腔内超音波診断装置の概略構成
を説明する構成図、図３は操作部の概略構成を示す断面
図、図４は硬性シャフトと信号ケーブルとの接続を説明
する硬性シャフト部の断面図である。

【００１５】図２に示すように体腔内超音波診断装置１
は、体腔内に挿通される細長で可撓性を有する挿入部２
と、この挿入部２の後端に連設された太径の操作部３
と、この操作部３の側方から延出される電気ケーブルコ
ード４及び可撓性のユニバーサルコード５などにより構
成されている。

【００１６】前記細長な挿入部２は、先端側より先端構
成部６，湾曲管７，可撓管８を順次連接して構成されて
いる。前記湾曲管７は、前記操作部３に設けられている
湾曲操作ノブ９を回転操作することにより、前記挿入部
２内に挿通されている図示しない操作ワイヤを進退させ
て湾曲させると共に、先端構成部６の向きを自由に選定
することができるようになっている。

【００１７】また、前記電気ケーブルコード４は、内部
に図示しない超音波信号ケーブル類を挿通する一方、パ
ルス発生回路１０や超音波診断装置本体１１及び超音波
断層像を表示する表示装置１２と機械的及び電気的に接
続されている。さらに、前記ユニバーサルコード５は、
内部に図示しないライトガイドバンドル，吸引・送気・
送水用のチューブ，固体撮像素子作動用ケーブルなどを
挿通する一方、ビデオプロセッサ１３や内視鏡画像を表
示する表示装置１４に接続されるようになっている。

【００１８】図１に示すように前記挿入部２の先端側に
位置する先端構成部６は、先端部本体２１の後端部を湾
曲管７の先端部に接続すると共に、前記先端部本体２１
の先端部には全周に音響窓２２を備えた硬質ポリエチレ
ンなどで形成された先端カバー２３が液密に接続されて
いる。そして、前記先端カバー２３内には、例えば、超
音波送受信素子である超音波振動子２４が回転自在とな
るように配設されるようになっている。

【００１９】前記超音波振動子２４は、この超音波振動
子２４に連結されているジョイント部材２５を介して中
空可撓性の駆動軸２６と接続されている。前記超音波振
動子２４は、例えば、前記操作部３内に設けられている
図示しない超音波ビーム走査駆動用動力源からの回転ト
ルクを硬性シャフト２７，駆動軸２６，ジョイント部材
２５に伝達することによって、ジョイント部材２５と一
体となって回転するようになっている。このとき、前記
硬性シャフト２７と駆動軸２６とは、油溜まり部材２８
に設けられている透孔内で接続される一方、駆動軸２６
とジョイント部材２５とは、先端部本体内２１に設けら
れている透孔内で接続されている。また、前記駆動軸２
６は、前記油溜まり部材２８及び先端部本体２１に設け
られている接続パイプ２９に液密に連結されているウレ
タンなどの耐摩耗性に優れた材質で形成されるガイドチ
ューブ３０内を挿通して前記硬性シャフト２７の回転ト
ルクをジョイント部材２５に伝達するようになってい
る。

【００２０】このように構成することによって、体腔内
超音波診断装置１には、前記先端カバー２３から先端部
本体透孔２１ａ，ガイドチューブ３０，油溜まり部材透
孔２８ａに至る一体の空間が形成されることになる。前
記空間は、前記ジョイント部材２５が配設されている先
端部本体透孔２１ａ及び硬性シャフトが配設されている
油溜まり部材透孔２８ａを前記ジョイント部材２５及び
硬性シャフト２７が回転自在となるようにベアリング３
１及びシール部材３２で軸止すると共に、液密にシール
することによって、二つの液密な空間である先端空間部
３３及び駆動軸空間部３４に分離される。

【００２１】そして、前記先端カバー２３には、前記先
端カバー部空間３３に減衰が少なく音響窓２２や生体或
いは水との音響整合性の良い超音波伝達媒体３６（脱気
水，蔗糖液，流動パラフィン，エチレングリコール・プ
ロピレングリコールなどの多価アルコール，オリーブオ
イルなど）を注入するための開口部を設ける一方、前記
先端空間部３３に超音波伝達媒体３６を注入し、この開
口部をシール部材を備えた封止ネジ３５で螺合すること
によって、先端空間部３３に封入した超音波伝達媒体３
６が外部に流出しないようにしている。また、前記先端
部本体２１及び油溜まり部材２８には、駆動軸空間部３
４に潤滑効果及び緩衝効果を有する媒体３７（ひまし
油，シリコンオイル，マシン油，モリコートなどの潤滑
粒子入りオイルなど）を注入するための開口部を設ける
一方、前記駆動軸空間部３４にシリコンオイルなどの媒
体３７を注入し、この開口部をシール部材を備えた封止
ネジ３５を螺合することによって、駆動軸空間部３４に
封入した媒体３７が外部に流出しないようにしている。

【００２２】上述のように構成されている体腔内超音波
診断装置１の作用を説明する。まず、体腔内超音波診断
装置１の挿入部２を体腔内の管腔形状に沿って湾曲させ
ながら目的部位まで挿入後、管腔内に脱気水を注入する
か、或いは、音響窓２２の周囲に被せたバルーン内に水
を充満させて先端カバー２３を体腔壁に密着させる。そ
して、パルス発生回路１０を作動させると共に、超音波
ビーム走査駆動用動力源を作動させる。図２及び図３に
示すように前記超音波ビーム走査駆動用動力源４１で発
生する回転トルクは、図示しない減速機構を介してスラ
イドシャフト部組４２，硬性シャフト２７，可撓性の駆
動軸２６を経てジョイント部材２５に伝達して、このジ
ョイント部材２５に連結されている超音波振動子２４を
回転するようになっている。前記超音波振動子２４は、
この超音波振動子２４の回転に同期させてた信号の送受
を前記駆動軸内を挿通する信号ケーブルを介して行うこ
とによって表示装置１２に良好な超音波断層像が表示さ
れるようになっている。

【００２３】このように、超音波振動子２４が配設され
る先端カバー２３内の先端空間部３３に超音波伝達媒体
３６を封入することによって気泡の発生や粉塵の流入に
よる超音波振動子２４の感度の低下がなくなるので良好
な超音波画像を得ることができる。

【００２４】また、超音波ビーム走査駆動用動力源４１
で発生する回転トルクを伝達する駆動軸２６が挿通して
いる駆動軸空間部３４に潤滑効果及び緩衝効果を有する
媒体３７を封入することによって、駆動軸２６のガイド
チューブ３０内での微動及びねじれを防止できるので回
転トルクは正確に伝達されると共に、駆動軸２６とガイ
ドチューブ３０との摩擦抵抗も低減できることにより駆
動軸２６の回転不良による画像揺れ、画像流れ、位相ず
れなどを防止或いは減少することによって良好な超音波
画像を得られる。

【００２５】さらに、可撓性の駆動軸２６の回転トルク
伝達性が向上するので駆動軸２６の細径化を図ることが
できると共に、ガイドチューブ３０の細径化及び駆動軸
２６とガイドチューブ３０とのクリアランスも少なくす
ることが可能となるので挿入部２の細径化により、被検
者の苦痛を和らげることができる。

【００２６】また、内視鏡機能が附随されている体腔内
超音波診断装置１においては、挿入部径を太くすること
なく従来よりも太径の鉗子チャンネルや１ランクうえの
観察光学系を設けることができる。

【００２７】さらに、前記媒体３７は、駆動軸２６にひ
び割れなどが生じて、駆動軸２６内空間部に媒体３７が
進入して、この駆動軸２６内を挿通する信号ケーブルと
の隙間を通って外部に流出する虞があったが、図４に示
すように、信号ケーブル５１の外皮を硬性シャフト２７
内で一部除去するとともにこの除去された部分５２及び
硬性シャフト２７の内部に接着剤５３を流し込んで固定
することによってガイドチューブ３０内の液密を完全に
保つことができるようになっている。

【００２８】ところで、体腔内超音波診断装置の超音波
画像の乱れを減少させるためには、体腔内超音波診断装
置の構成を次のようにすることもできる。

【００２９】図７に示すように、超音波ビーム走査駆動
用動力源４１で発生する回転トルクを硬性シャフト２７
に伝達する金属性のスライドシャフト６１は、金属性の
ガイドバン６２に支持されているが、前記スライドシャ
フト６１が回転しながらスライドするときなどにこのス
ライドシャフト６１とガイドバン６２とが接触するとき
に超音波画像に乱れが生じることがあった。これは、前
記ガイドバン６２が体腔内超音波診断装置のＧＮＤと同
電位であり、スライドシャフト６１が超音波振動子のＧ
ＮＤと同電位であるが、スライドシャフト６１とガイド
バンド６２との間にわずかではあるが電位差があるため
にお互いが接触したときに信号に雑音が乗るためであっ
た。そこで、前記ガイドバン６２とスライドシャフト６
１が接触する可能性のなるガイドバン６２内面に、マイ
ラーシートなどの絶縁部材６３を貼り付けることによっ
て雑音の発生を防止することができる。なお、前記ガイ
ドバン６２を絶縁部材で形成しても同様の効果がある。

【００３０】また、超音波振動子２４に中心周波数、焦
点距離などの特性の異なる２本の信号ケーブルを可撓性
駆動軸２６内に挿通し、それぞれの信号を送受する体腔
内超音波診断装置１では、２本の信号ケーブルが挿入部
２を屈曲させたときなどに引張力で切れないように余裕
を持たせて挿通されていたために、駆動軸２６回転中に
この駆動軸２６内の信号ケーブルが駆動軸内で暴れてし
まって信号ケーブルに衝撃が働いたときに画像流れなど
が生じることがあった。そこで、図８の（ａ）に示すよ
うに、２本の信号ケーブル７１，７２が駆動軸２６内で
暴れないようにするためにダミーの信号線ケーブル７３
を挿通している。また、このダミーの信号ケーブル７３
の代わりにＳＵＳの細線をより合わせたワイヤなどを挿
通させても良い。また、図８の（ｂ）に示すように、２
本の信号ケーブル７１，７２をまとめてシールド線及び
外皮で被覆するシールド保護部材７４を用いても良い。
さらに、図８の（ｃ）のように、２本の信号ケーブルを
発砲性の可撓性樹脂７５などでまとめても良い。

【００３１】図５は本発明の第２実施例に係る体腔内超
音波診断装置の先端構成部を示す断面図である。

【００３２】本実施例の体腔内超音波診断装置１は、お
もに腹腔内で肝臓などの診断用に用いられる超音波診断
装置であり、挿入部２で可撓性を有するのは湾曲管７だ
けであり、湾曲管７より手元側の挿入部２にはステンレ
スやプラスチックなどの硬質のパイプ状部材が連結さ
れ、観察光学系には他の光学視管を用いて検査するもの
である。

【００３３】図に示すように、体腔内超音波診断装置１
は、先端カバー２３の先端部側に超音波振動子２４がこ
の超音波振動子２４の受発信部有する前面側を挿入軸の
手元側に位置するように固定されている。前記超音波振
動子２４の前面には、超音波パルスの送受信の方向を少
しづつずらすための反射ミラー８１が回転自在となるよ
うに配設されている。前記反射ミラー８１は、ジョイン
ト部材２５を介して超音波ビーム走査駆動用動力源の回
転トルクを伝達する可撓性の駆動軸２６と接続されるこ
とによって回転するようになっている。また、前記超音
波振動子２４に送受される信号ケーブル８２は、パルス
発生回路１０から操作部３，挿入部２，先端部本体２１
を挿通して先端カバー２３の音響窓２２の一部を通って
先端カバー２３の先端部側に固定されている超音波振動
子２４に接続されている。このとき、先端カバー２４内
に挿通されている信号ケーブル８２は、先端空間部３３
内を液密に保つために接着剤８３などで先端部本体２１
に固定されている。また、前記駆動軸２６は、この駆動
軸内２６に信号ケーブルを挿通させる必要がないのでこ
の図のような中空の駆動軸２６を用いなくとも良い。

【００３４】なお、前記ジョイント部材２５は、回転自
在となるようにベアリング３１及びシール部材３２で軸
止されると共に、先端空間部３３と駆動軸空間部３４と
が液密に保たれるようにシールされているが、それぞれ
の空間部３３，３４に封入されている媒体は粘度の異な
る流動パラフィン８４，８５であり、先端空間部３３に
は粘度の低い流動パラフィイン８４がそして駆動軸空間
部３４には粘度の高い流動パラフィイン８５が封入され
るようになっている。その他の構成及び作用・効果は第
１実施例と同様である。

【００３５】図６は本発明の第３実施例に係る体腔内超
音波診断装置の先端構成部を示す断面図である。

【００３６】本実施例の体腔内超音波診断装置１は、お
もに血管９１内や胆管などの細い管腔に挿入して超音波
画像を得ることが可能なカテーテルタイプの超音波診断
装置である。

【００３７】図に示すように、カテーテル型の体腔内超
音波診断装置１は、挿入部２をポリウレタンやテフロン
などの同一材料の中空チューブ９０で形成されている。
前記挿入部２の先端側部の全周に音響窓２２が設けらる
と共に、この音響窓２２に超音波振動子２４が一致する
ように配設するための先端部本体２１が回転及び揺動自
在且つ先端空間部３３をシールするように配設されるよ
うになっている。前記先端部本体２１の先端側を、挿入
部２よりも細径に形成することによって、この挿入部２
と先端部本体２１の先端側との間の隙間に超音波ゲルな
どのゲル状媒体９２が充填できるようになっており、後
端側は、中空可撓性の駆動軸２６と接続されるようにな
っている。そして、前記中空可撓性の駆動軸２６と挿入
部２の内径との間の隙間には、モリコートやデンカボロ
ンなどの固体の減摩剤からなる媒体９３が塗布されるよ
うになっている。なお、前記中空チューブ９０の先端
は、着脱自在なゴム蓋９４で閉塞されている。その他の
構成は、前記第１実施例と同様である。

【００３８】このように構成することによって、本実施
例の超音波診断装置は、超音波振動子２４と音響窓２２
との距離を短くすることができるのでゲル状の媒体９２
を使用しても感度低下が少なくてすむと共に、ゲル状の
媒体９２であることから気泡の混入が極めて困難とな
る。また、万一気泡が混入したときにも先端に設けたゴ
ム蓋９４を外してゲル状媒体を再充填すれば良い。

【００３９】さらに、駆動軸２６周囲の媒体９３が固体
媒体であるために手元側のシールが完全でないときでも
媒体９３が外部に流出することがないので構造の簡略化
も可能である。その他の作用及び効果は第１実施例と同
様である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、超
音波振動子またはミラーと駆動軸とをそれぞれに適する
特性の媒体で封入することによって画像揺れや画像流れ
のない良好な超音波画像を得ることのできる

【図面の簡単な説明】

【図１】図１及び図４は本発明の第１実施例に係り、図
１は体腔内超音波診断装置の挿入部及び操作部の一部を
説明する断面図

【図２】体腔内超音波診断装置の概略構成を説明する構
成図

【図３】操作部の概略構成を示す断面図

【図４】硬性シャフトと信号ケーブルとの接続を説明す
る硬性シャフト部の断面図

【図５】本発明の第２実施例に係る体腔内超音波診断装
置の先端構成部を示す断面図

【図６】本発明の第３実施例に係る体腔内超音波診断装
置の先端構成部を示す断面図

【図７】スライドシャフトと金属性のガイドバンとの関
係を説明する断面図

【図８】駆動軸内を挿通する信号ケーブルの構成を説明
する断面図であり、（ａ）はダミーの信号ケーブルを用
いたときの説明断面図（ｂ）はシールド保護部材を用い
たときの説明断面図（ｃ）は発砲性の可撓性樹脂で一体
にしたときの説明断面図

【符号の説明】

１… 体腔内超音波診断装置 ２１… 先端部本体 ２３… 先端カバー ２４… 超音波振動子 ２５… ジョイント部材 ２６… 駆動軸 ２７… 硬性シャフト ２８… 導電性膜 ３０… ガイドチューブ ３３… 先端空間部 ３４… 駆動軸空間部 ３６… 超音波伝達媒体 ３７… 媒体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波ビーム走査駆動用動力源の回転ま
   たは揺動トルクを、可撓性のガイドチュー内を挿通する
   可撓性の駆動軸を介し、体腔内に挿入される挿入部の先
   端構成部に配設された超音波振動子またはミラーに伝達
   することによって、前記超音波振動子またはミラーを回
   転または揺動させて超音波画像を得る体腔内超音波診断
   装置において、 前記先端構成部内の超音波振動子またはミラーを配設し
   た先端空間部と可撓性の駆動軸を挿通する駆動軸空間部
   とシール部材で分離・区画すると共に、この二つに分離
   ・区画された先端空間部と駆動軸空間部とにそれぞれに
   適する特性を有する媒体を封入することを特徴とする体
   腔内超音波診断装置。