JPH05237110A

JPH05237110A - 超音波プローブ用駆動部

Info

Publication number: JPH05237110A
Application number: JP4043479A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Abe; 匡志阿部
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1993-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】簡素な構成でありながら、リニア走査または
ラジアルリニア同時走査を可能とする超音波プローブ用
駆動部とする。【構成】駆動力を受けるピニオンギア（１２）と、こ
のピニオンギア（１２）に噛合する歯数の異なる第１の
ギアＡ（１３）および第２のギアＢ（１４）と、第１の
ギアＡ（１３）に固定され第２のギアＢ（１４）に接
触、離隔自在なカム（１９）を設け、第１のギアＡ（１
３）、第２のギアＢ（１４）を同軸上に移動可能にする
ことにより、超音波プローブ先端の超音波探触子（２
０）をラジアルリニア同時走査可能にしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、体腔内等を超音波診断
する際に用いる超音波プローブの駆動部に関する。

【０００２】

【従来の技術】体腔内等の超音波診断を行う方法として
は、超音波を送信し、エコーを受信する超音波振動子を
ラジアルまたはリニア駆動し得られたエコー信号を画像
処理した後、モニタ上に超音波断層像として抽出させる
方法が一般的に知られている。この場合、超音波プロー
ブ内に設けてある超音波振動子によって超音波走査をす
る際は駆動部によって超音波振動子を動作させることに
よって行う。

【０００３】ところで、超音波走査を行う場合、走査方
法によって得られる超音波断層像も異なる。特に近年で
は、三次元走査を行うことにより得られた超音波断層像
から三次元像を立体構築して、超音波診断を行うことが
提案されている。これは、従来の二次元断層像に比較し
て被検対象に生じている腫瘍部の大きさ等を立体的に把
握できるので、その医学的有用性が高く評価されてい
る。

【０００４】この三次元走査を行うための、超音波プロ
ーブの駆動部については種々提案されているが、例えば
実開昭６３−７４１０８号公報には、体腔に対する挿入
方向と直交方向の断層像を得ることができる超音波送受
波部がケースの挿入方向に沿って移動可能に支持された
超音波探触子が開示されている。また、特開昭５７−９
４３９号公報には、超音波プローブを保護筺体内でシフ
ト可能な構造とすることにより、超音波プローブのシフ
トを行うだけで断層面位置を変えることができ、位置決
めを行いやすくした超音波スキャナが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例に示したも
のはラジアル走査に加え、ラック及びピニオンまたはボ
ールネジにより超音波探触子を移動させ、リニア走査を
も行わせるようにしたものである。しかしながら、これ
らの方法はリニア走査する場合、モータを正転、逆転さ
せる必要があり、駆動部にそのための回路を設けなけれ
ばならないとともに、モータに与える負荷も大きい。ま
た、駆動部にはラジアル走査する機構とリニア走査する
機構を独立して設けなければならないので、構造は複雑
で大型化し、コストアップを招くという不具合がある。

【０００６】本発明は、上記の不具合を解決すべく提案
されるもので、超音波探触子をメカニカルスキャンさせ
る駆動部において、簡素な構成でありながらリニア走査
またはラジアルリニア同時走査を可能とする超音波プロ
ーブ用駆動部を提供することを目的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的の達
成するために、駆動力を受けるピニオンギアと、このピ
ニオンギアに噛合する歯数の異なる第１のギアおよび第
２のギアと、第１のギアに固定され第２のギアに接触、
離隔自在なカムを設け、第１のギア、第２のギアを同軸
上に回転可能にすることにより、超音波プローブ先端の
超音波探触子をラジアルリニア同時走査可能にした超音
波プローブ用駆動部とした。また、第１のギア、第２の
ギアを保持する軸に軸動作規制手段を設けることによ
り、超音波探触子をラジアル走査、リニア走査、ラジア
ルリニア同時走査を選択的に実施可能にした超音波プロ
ーブ用駆動部とした。

【０００８】

【作用】このように構成してあるので、簡素な構成であ
るが、歯数の異る２つのギアに生じた相対速度によって
一方のギアを他方のギアに対して軸方向に進退動させ、
ラジアルリニア同時走査の実施、また、軸動作規制手段
を設けることにより他の走査方法を選択できるようにな
る。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の各実施例に係る駆動部を用
いた超音波診断装置の使用状態を示したものである。こ
の実施例は胆管内の超音波診断をする場合を示している
が、冠状動脈など、血管内の超音波診断も適宜実施でき
るものであることはいうまでもない。超音波プローブ１
は、駆動部２を介して超音波観測装置３に接続されてお
り、また超音波プローブ１の挿入部はビデオスコープ４
のチャンネルを通って生体内に導かれている。このビデ
オスコープ４は光源装置５によって制御されるようにな
っており、ビデオスコープ４からの光学像はモニタ６に
表示されるようになっている。

【００１０】超音波プローブ１の挿入部1aは、ビデオス
コープ４の鉗子口７からスコープ挿入部８を通って十二
指腸乳頭から総胆管へ挿入する。超音波プローブ１の先
端には、超音波探触子９が配設されており、前記超音波
観測装置３および駆動部２の駆動によって、リニア走
査、ラジアル走査或いは両方の同時走査をすることによ
り腫瘍等の病変の有無、その状態の診断をするのであ
る。

【００１１】図２は、超音波プローブ１の挿入部1aの先
端を示したものである。シース20の生体に挿入される範
囲２９の表面に親水性潤滑処理を施すことによって、生
体への挿入性の向上を図ることができる。したがって、
食道や気管、気管支等の脱気水を溜めることが困難な部
位に対しても、超音波探触子９近傍のシース20を押し当
てるだけで適正な超音波断層像を得ることができるよう
になる。

【００１２】図３は超音波プローブの駆動部の概要を示
したもので、図４は図３におけるギアの斜視図である。
モータ１０にはエンコーダ１１が設けてあり、モータ１
０の出力軸にはピニオンギア１２（歯数１０）が連結さ
れている。ピニオンギア１２にはギアＡ１３（歯数６
１）、ギアＢ１４（歯数６０）を噛合させている。この
うちギアＡ１３は軸受１５によって支持され、軸１６に
対して回転自在になっている。また、ギアＢ１４はギア
直径上に設けてあるカム軸１７によって外周部を支持す
るようにしてあるとともに（図４）、ギア中心部材14a
を介して軸１６を固定している。またギアＢ１４は、ギ
ア中心部材14a 近傍に設けてあるバネ１８によって、ギ
アＡ１３の方向に付勢されている（図３）。なお、ギア
Ａ１３とギアＢ１４は軸１６に同軸上に設けられてい
る。

【００１３】また、ギアＡ１３とギアＢ１４との間には
ギアＡ１３に設けられたカム１９が設けられ、このカム
１９はギアＢ１４のカム軸１７と係合することによりギ
アＢ１４をギヤＡ１３に対して軸方向に移動させるよう
に構成されている。図４Ａは、カム１９とカム軸１７の
接触状態を示している。なお、カム１９の形状は、山
型、鋸歯等の任意の形状であってよい。また、図３に示
すように軸１６の延在方向端部には、先端に超音波探触
子９を設けたコイルシャフト２１を接着または半田付け
により固定する。他方、軸１６の他端にはスリップリン
グ２２を設けてある。超音波探触子９からの信号ケーブ
ル（図示していない）は、コイルシャフト２１の中を通
りスリップリング２２を介して、前記図１に示した観測
装置９に接続されている。

【００１４】以上のごとく構成されている本実施例の動
作を説明すると、モータ１０の回転動によってピニオン
ギア１２を介しギアＡ１３とギアＢ１４が回転する。こ
の場合、ギアＡ１３とギアＢ１４の歯数は６１と６０な
ので、同軸上を回転しながら互いに相対速度を有するこ
とになる。すなわち、ギアＡ１３が６１回転した時、ギ
アＢ１４は６０回転しかしないので、ギアＡ１３はギア
Ｂ１４に対して１回転したこととなる。この間、カム軸
１７はギアＡ１３に設けられたカム１９と接触している
ので、軸方向に固定されたギアＡ１３に対してギアＢ１
４は、軸方向にカム１９の高さＨを往復運動することに
なる（図３）。

【００１５】つまり、駆動部を動作させることにより生
体２３ａ内に挿入した超音波プローブ１の挿入部1aの内
部で、超音波探触子９をラジアル走査させながら、同時
に前記ギアＢ１４の移動分Ｈの範囲をリニア走査させる
ことができる。矢印Ｘ、矢印Ｙはそれぞれラジアル動
作、リニア動作している状態を示している。このように
して、生体２３ａの患部２３に対して三次元的診断を行
うことができるようになる。

【００１６】なお、モータ１０は１方向に定回転させる
だけでよいので、複雑な回路構成を必要とせず、モータ
１０に正逆転による過負荷を与えることもない。また、
ギアＢ１４を進退させる範囲もカム１９の高さＨだけで
決まるので、リミットスイッチのセンサを要することが
ない。したがって、簡素な構成でラジアルとリニアの両
走査を同時に行えるのである。

【００１７】図５は、本発明の第２実施例を示したもの
で、第１実施例と対応する箇所には同一符号を付してい
る（以下の実施例についても同様である）。本実施例で
は、軸１６のスリップリング２２寄りに溝２４を形成
し、この溝２４の近傍に進退動することにより溝２４に
係合したり、係合解除するピン２５を設けてある。ここ
で、溝２４はピン２５が溝２４に係合した時、カム軸１
７とカム１９とが接触しない位置に設けられている。他
の構成については、第１実施例と同様であるので、説明
を省略する。

【００１８】以上のごとく構成されている本実施例の動
作を説明すると、モータ１０を回転動しピニオン１２を
介してギアＡ１３、ギアＢ１４を回転させる。この場
合、軸１６の溝２４にピン２５を係合させておくと、カ
ム１９とカム軸１７とは非接触状態であるのでギアＢ１
４は軸方向に進退動しないので、ラジアル走査のみを行
うこととなる。つまり、軸１６およびこれに連結されて
いるコイルシャフト２１は、軸方向に移動することが抑
止されている。そこで、ギアＢ１４を介して軸１６を回
転させると、コイルシャフト２１を介して先端に設けて
ある超音波探触子９が矢印Ｙ方向に回転しながらラジア
ル走査をすることができる。

【００１９】溝１６とピン２５とを係合させない状態に
おいては、軸１６の回転動、進退動は第１実施例と同様
であるので、ラジアル走査、リニア走査を実施できるこ
とはいうまでもない。このように本実施例では、簡素な
構成によりラジアル走査のみを行いたい場合の要求に容
易に対応できるのである。

【００２０】図６は、本発明の第３実施例を示したもの
である。本実施例では、ギアＢ１４を軸１６に対して固
定する箇所に、軸受２６を設けている。この軸受２６
は、ギアＢを軸１６に対して回転自在であるが、軸１６
方向には移動できないようになっている。また、軸１６
のスリップリング２２寄り位置の外周部でかつ、カム１
９の高さＨのギアＢ１４方向端部よりもスリップリング
２２寄りにキー溝２７を軸方向に長く形成する。このキ
ー溝２７の近傍には、係合、解除可能に構成してあるキ
ー２８が設けてあり、図６のようにキー２８が係合する
ように付勢されると、軸１６は回転動を抑止され、軸方
向に進退動のみすることとなる。他の構成については、
第１実施例と同様である。

【００２１】このように構成してある本実施例の動作を
説明すると、モータ１０を回転動させるとピニオンギア
１２を介してギアＡ１３、ギアＢ１４が回転する。ギア
Ａ１３、ギアＢ１４は前記のように歯数が１つ異なるの
で、相対速度を生じカム１９がカム軸１７に接触し、バ
ネ１８がギアＢ１４をカム１９の方向へ押しつける。す
ると、ギアＢ１４はカム形状に沿って軸方向に進退動
し、コイルシャフト２１先端の超音波探触子２０をリニ
ア走査させる。この場合、軸１６はキー溝２７にキー２
８が係合しており、軸１６は回転動を抑止されているの
で、ラジアル走査が行われずリニア走査のみが行われる
こととなる。

【００２２】

【発明の効果】以上のごとく本発明によれば、異なる歯
数のギアを同軸上に設け、それらの相対速度を利用する
とともに、カムを介して簡単な構成で進退動させなが
ら、リニア走査、ラジアルリニア同時走査を実施でき
る。また、これらの動作を実施するための駆動源である
モータの回転は一方向でよいので、モータへの負荷の軽
減も図れる。さらに、ステッピングモータのような複雑
な回路も必要ないので、装置の大型化を招くおそれもな
くコストダウンを図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る駆動部を使用した超音波診断状態
の概要図である。

【図２】超音波プローブ挿入部先端の斜視図である。

【図３】第１実施例に係る駆動部の概要を示した断面図
である。

【図４】図３におけるギアの斜視図である。

【図５】第２実施例に係る駆動部の概要を示した断面図
である。

【図６】第３実施例に係る駆動部の概要を示した断面図
である。

【符号の説明】

1a 挿入部１０モータ１１エンコーダ１２ピニオンギア１３第１のギアＡ１４第２のギアＢ１５軸受１６軸１７カム軸１８バネ１９カム２０超音波探触子２１コイルシャフト２３腫瘍 23a 生体

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【手続補正書】

【提出日】平成４年５月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】体腔内等の超音波診断を行う方法として
は、超音波を送信し、エコーを受信する超音波振動子を
ラジアルまたはリニア駆動し得られたエコー信号を画像
処理した後、モニタ上に超音波断層像として描出させる
方法が一般的に知られている。この場合、超音波プロー
ブ内に設けてある超音波振動子によって超音波走査をす
る際は駆動部によって超音波振動子を動作させることに
よって行う。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】つまり、駆動部を動作させることにより生
体２３ａ内に挿入した超音波プローブ１の挿入部1aの内
部で、超音波探触子９をラジアル走査させながら、同時
に前記ギアＢ１４の移動分Ｈの範囲をリニア走査させる
ことができる。矢印Ｘ、矢印Ｙはそれぞれラジアル走
査、リニア走査している状態を示している。このように
して、生体２３ａの患部２３に対して三次元的診断を行
うことができるようになる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】

【発明の効果】以上のごとく本発明によれば、異なる歯
数のギアを同軸上に設け、それらの相対速度を利用する
とともに、カムを介して簡単な構成で進退動させなが
ら、リニア走査、ラジアルリニア同時走査を実施でき
る。また、これらの走査を実施するための駆動源である
モータの回転は一方向でよいので、モータへの負荷の軽
減も図れる。さらに、ステッピングモータのような複雑
な回路も必要ないので、装置の大型化を招くおそれもな
くコストダウンを図れる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動力を受けるピニオンギアと、このピ
ニオンギアに噛合する歯数の異なる第１のギアおよび第
２のギアと、第１のギアに固定され第２のギアに接触、
離隔自在なカムを設け、第１のギア、第２のギアを同軸
上に回転可能にすることにより、超音波プローブ先端の
超音波探触子をラジアルリニア同時走査可能にしたこと
を特徴とする超音波プローブ用駆動部。
【請求項２】第１のギア、第２のギアが移動する軸に
軸動作規制手段を設け、超音波探触子をラジアル走査、
リニア走査、ラジアルリニア同時走査を選択的に実施可
能にしたことを特徴とする請求項１記載の超音波プロー
ブ用駆動部。