JPH0690954A

JPH0690954A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH0690954A
Application number: JP4244397A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Ueno; 進一郎植野; Akihisa Adachi; 明久足立; Masahiko Hashimoto; 雅彦橋本; Toshiharu Sato; 利春佐藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-09-14
Filing date: 1992-09-14
Publication date: 1994-04-05
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: JPH07108291B2

Abstract

(57)【要約】【目的】微細径構造の超音波プローブを用いる超音波
診断装置に関するもので、従来の診断方向の制限による
診断情報の不十分性を解決でき、周囲方向と前方方向の
２種類の超音波断層像を同時に取得し表示できる高精度
な走査形態を持つ超音波診断装置を実現することを目的
とする。【構成】駆動部５で発生した回転力を伝達するトルク
伝達軸１８と、トルク伝達軸１８先端側に接続固定され
周囲方向用超音波振動子２１とミラー２２を対向させて
固定し軸受１７に対し回転される回転子２０と、回転子
２０先端側に固定された偏心軸２３と、後端側に偏心軸
２３が挿入される溝５９を持つ振動子ホルダ２４と振動
子ホルダ２４の動作軸であるピボットシャフト２９とを
設け、トルク伝達軸１８の回転により周囲方向用超音波
振動子２１とミラー２２が回転子２０により回転され周
囲方向への超音波の走査を、偏心軸２３の回転により振
動子ホルダ２４のピボットシャフト２９に対する前方扇
形走査が可能となり、同時に２方向の超音波断層像を取
得表示できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波送受波方向を機
械的に変更させながら被検体内に超音波信号を送受波
し、反射信号を用いて被検体の周囲方向または前方扇形
方向または両方の超音波断層像を得る特に、血管のよう
な極めて細い生体の体腔内に挿入可能な超音波診断装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、血管内の狭窄や閉塞などの疾患に
対し、血管内に挿入可能な柔軟性材料、例えば高分子材
料、で構成された中空管先端部に微小超音波振動子を配
置し、外部にある駆動部で発生した回転力によりこの微
小超音波振動子を機械的に２次元走査、または中空管先
端外周部に複数の微小超音波振動子を配置し電子的に２
次元走査させ、中空管軸に対し直交する面の周囲方向の
超音波断層像を得るものがある。また血管の狭窄や閉塞
部の血管内部からの治療法としては、狭窄部位で風船を
膨らますバルーン拡張法（バルーンアンギオプラステ
イ：ＢａｌｌｏｏｎＡｎｇｉｏｐｌａｓｔｙ）、機械
的に切除する手法（アセレクトミー：Ａｔｈｅｒｅｃｔ
ｏｍｙ）、ヤグ、ＣＯ、エキシマレーザ等の照射による
熱的除去、蒸散法（レーザアンギオプラステイ：Ｌａ
ｓｅｒＡｎｇｉｏｐｌａｓｔｙ）、拡張用部品の患部
への放置法（ステンツ：Ｓｔｅｎｔｓ）などがある。

【０００３】前述の超音波を用いた診断法は、Ｘ線透過
診断法や可視光による血管内視鏡手法に対し、超音波の
有益な特徴の一つである被検体内部の情報取得が可能と
なるため、治療前においては、治療法の選択に対し有用
な情報をもたらし治療効果を向上させることが可能とな
り、治療後では術後経過診断が行え次の治療に対し早期
見極めができるなど極めて有用な診断手法であり注目さ
れている。この血管内部から超音波の送受波を行い診断
する超音波診断装置としては、例えば米国特許５、０４
９、１３０号公報に「システムアンドメソードフ
ォープレッシャーファイリングキャセター：ＳＹ
ＳＴＥＭＡＮＤＭＥＴＨＯＤＦＯＲＰＲＥＳＳ
ＵＲＥＦＩＬＬＩＮＧＯＦＣＡＴＨＥＴＥＲＳ」
として記載されている構成が知られている。

【０００４】以下、図５１を用いて従来の血管内の２次
元超音波診断装置に関して説明する。図５１は、血管内
の２次元超音波断層像を得るための超音波プローブ１６
１の断面図である。

【０００５】図５１において、超音波プローブ１６１は
先端側１６２と後端側１６３に大きく分けられる。先端
側１６２において、１６４は柔軟性の例えば高分子材料
で構成された中空構造のカテーテルで、血管内に挿入す
ることを想定した場合その外径は３Ｆから１２Ｆ（Ｆ：
１／３ミリ）程度の太さにする必要がある。１６５はカ
テーテル１６４内に伸延され外部にある図示してない駆
動部で発生した回転力を伝達する可撓性のトルク伝達
軸、１６６はトルク伝達軸１６５先端部に固定され一体
に回転され超音波を反射させるミラー、１６７はミラー
１６６の反射面、１６８は軸受部材、１６９は超音波を
送受波する超音波振動子、１７０は図示してない外部に
ある送受信部と電気的に接続する信号線、１７１は薄い
膜からなる音響窓、１７２はガイドワイヤ、１７３は伝
搬空間、１７４は排液口、１７５は後端側１６３にある
Ｙ型分岐、１７６はトルク伝達軸１６５後端側に固定さ
れた接続部で使用時は図示してない駆動部と接続され
る。１７７はＹ型分岐１７５で分岐された伝搬媒体注入
口である。

【０００６】以上のように構成された超音波プローブ１
６１について、以下その動作について説明する。

【０００７】まず、先端側１６２を血管内に挿入し目的
とする部位にガイドワイヤ１７２を挿入させる。その
後、先端側１６２をガイドワイヤ１７２に沿うように患
部に挿入させる。先端側１６２が患部に到達したら、駆
動部で回転力を発生させ接続部１７６を介しトルク伝達
軸１６５を回転させる。トルク伝達軸１６５は、駆動部
で発生した回転力を先端側に伝達させ、結果として軸受
部材１６８に対しミラー１６６を回転させる。このよう
にミラー１６６を回転させている状態で外部にある送信
部で発生させた送信電気信号は信号線１７０を通し超音
波振動子１６９に供給される。送信電気信号を受けた超
音波振動子１６９は、電気信号を超音波に変換し送波さ
せる。

【０００８】超音波振動子１６９から送波された超音波
は、伝搬空間１７３に充満された伝搬媒体、例えば生理
食塩水内を伝搬しミラー１６６の反射面１６７に到達す
る。反射面１６７に到達した超音波は、送波方向とミラ
ー１６６の傾斜角に応じた方向に、図では矢印で示した
カテーテル１６３軸に対して直交する方向に反射され、
血管壁に伝搬する。血管壁に到達した超音波は、血管壁
表面または内部の音響インピーダンスの差から順次反射
され、送波時と逆の経路を伝搬し、超音波振動子１６９
で受波され電気信号に変換され信号線１７０を通じ受信
部に転送される。

【０００９】この受信信号の取得をミラー１６６の回転
中に複数回行い、画像構成処理を施し図示してないモニ
タ上に表示することで、超音波断層像を得ることが可能
となる。超音波断層像を構成する上で必要となるミラー
１６６の走査角情報は、駆動部において、例えばエンコ
ーダを用いることで測定することが可能となる。伝搬媒
体は、後端側１６３にある伝搬媒体注入口１７７より伝
搬媒体を注入することでカテーテル１６４とトルク伝達
軸１６５との隙間を通り、伝搬空間１７３内を充満させ
ることが可能となる。ここで余分な伝搬媒体は、排液口
１７４を介し外に排出される。

【００１０】ガイドワイヤ１７２は、先端側１６２に固
定されているため使いづらい面があるが、米国特許５、
０２４、２３４号公報に記載のモノレール方式などより
実用的なものが知られている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来構成では、血管軸に対して直交する平面の周囲方向の
断層像しか得られないと言う課題を有していた。特に病
変部位では、血管が細くなっており、このような状態で
上記超音波プローブの先端側を患部まで挿入しようとす
る場合には、先端側の径を更に細くしなければならな
い。このような細径化は、各構成要素の縮小化に通じ、
加工が極めて困難になり現実的ではないし、また超音波
振動子の小径化に伴う感度劣化も無視できないものとな
る。また、周囲方向走査型では完全閉塞病変にはまった
く適応不可能となる。また、レーザ光を照射する治療法
での照射位置の決定に従来方式を用いる場合には、前述
の周囲方向の断層像では有用な情報を得ることができな
いと言う大きな課題を有していた。

【００１２】また別の課題として、超音波断層像を構成
するのに必要となる走査角情報を外部の駆動部により得
る方式では、先端側に位置するミラーの走査形態と異な
ると言う課題を有していた。即ち、複雑な形状である血
管に柔軟に対応させるため、トルク伝達軸はトルク伝達
性を犠牲にし可撓性を持たせる必要があり、このため駆
動部で発生した回転力がトルク伝達軸で吸収され、先端
側に精度良く伝達できない。従って、実際の走査形態と
超音波断層像の関係がずれると言ういわゆる画像歪が生
じると言う課題を有していた。先端側に例えばエンコー
ダのような角度測定器を配置させれば解決する問題であ
るが、超音波プローブの大きさが制限されているため、
先端側の径の増加を許容しないで角度測定器を構成する
ことは極めて困難である。別の走査角情報取得法の構成
としては米国特許ＵＳ５、０５４、４９２号に開示され
ているマーカがあるが、貴重なる画像領域を制限してし
まい、有用な方式とは言えない。

【００１３】更に、従来例で開示されているトルク伝達
軸に関しては、詳しく説明されていないが、適応しよう
とする血管形状の特性、例えば冠状動脈に挿入する場合
は先端側ほど可撓性を必要とする等、を利用し、回転安
定性を向上させようとする思想がなく、回転安定性が良
くないと言う課題を有していた。

【００１４】また、伝搬媒体の注入法において、後端側
伝搬媒体注入口から伝搬媒体を注入し余分な伝搬媒体等
は排液口から外に排出する方式を示しているが、先端側
の構成が複雑になる事と、余分な伝搬媒体が血管内に排
出されるため伝搬媒体が通過する部位を完全に滅菌する
必要があると言う課題を有していた。この伝搬媒体の注
入は、伝搬空間に存在し超音波の伝搬に対し阻害要因と
なる微小気泡を排出させると言う意味では非常に有益な
手法と考えられるが、前記課題と生体への安全性の課題
も有している。

【００１５】超音波診断法において有益な情報の一つ
は、得られた超音波断層像から生体の音速や反射信号の
送信電気信号からの時間差により計算することが可能な
距離情報が有り、本超音波診断装置においても通常の超
音波診断装置で用いられているいわゆるキャリパ機能を
応用できるが、トルク伝達軸の特性により容易に画像歪
を引き起こすこのような装置では、計算結果に対し信頼
性が良くないと言う課題を有していた。

【００１６】更に、このような装置に用いられる超音波
振動子は、形状が極めて小さくなり、感度等の特性が悪
いと言う課題を有していた。

【００１７】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、血管のような極めて複雑な形状かつ細径の体腔内か
ら優れた超音波断層像を得る超音波診断装置を提供する
ことを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の超音波診断装置は大きく分けて、血管のよう
な体腔細径管内に挿入し超音波を送受波し機械的に２次
元反射信号を得る超音波プローブと、超音波プローブで
得られた反射信号より超音波断層像を構成、表示また超
音波プローブの駆動力を発生する本体部の２つの部分か
ら構成される。超音波プローブは、可撓性を有する中空
細管構造のカテーテル材と、カテーテル先端側に固定さ
れた中空構造のシャフトと、シャフトに接続固定された
中空構造の軸受と、軸受中空部に配置された回転軸と、
回転軸後端側に接続固定されカテーテル内に配置された
細長く中空多層スプリング構造の可撓性を有するトルク
伝達軸と、回転軸先端側に固定された周囲方向用超音波
振動子と反射ミラーを内部に対向して配置させた回転子
と、回転子先端側で回転子軸方向に対して中心軸が偏心
した円柱状の偏心軸と、偏心軸を抱え込むような溝を後
端側に設け先端側には前方方向用超音波振動子を配置さ
せた振動子ホルダと、振動子ホルダの扇形走査の中心軸
であるピボットシャフトと、ピボットシャフトを固定す
る軸受に固定されたキャップと、超音波プローブの少な
くともジョイント部分より先端側を被う薄膜で構成され
た保護膜を有する。

【００１９】一方本体部は、トルク伝達軸の後端側に接
続され回転力を発生供給し、回転形態を得る機能ならび
に周囲方向用超音波振動子と電気的に接続された信号線
の捻れを発生させずに電気的接続を可能とする信号コン
タクト部を有する駆動部と、駆動部に接続された周囲方
向用超音波振動子に電気的に接続された周囲方向用送受
信部と、この送受信部に接続され周囲方向の円形の超音
波断層像を構成する周囲方向用画像構成部と、駆動部に
接続された前方方向用超音波振動子に電気的に接続され
た前方方向用送受信部と、この送受信部に接続され前方
方向の扇形走査に対する超音波断層像を構成する前方方
向用画像構成部と、周囲方向用画像構成部と前方方向用
画像構成部とに接続された画像メモリ部と、画像メモリ
部接続され超音波断層像を表示するモニタと、本体部の
種々の制御を行うＣＰＵ等から構成された制御部と、制
御部に接続され操作状態を入力するキーボードやマウス
またはスイッチからなるオペレーション部と、制御部に
接続され出力を画像メモリ部に転送する距離計算部から
なる。

【００２０】また別な構成として、超音波プローブ先端
側のキャップ内側で振動子ホルダの一往復の扇形走査に
対し、その後端側の一部が一回接触する用に固定配置さ
れた薄膜形状の高分子圧電材料からなる位置検出センサ
と、本体部内にあり位置検出センサと電気的に接続され
た位置検出部からなる。

【００２１】また、前記位置検出センサが、振動子ホル
ダの一往復の扇形走査に対しその後端側の一部が非接触
な位置に固定配置されている構成からなる。

【００２２】また、トルク伝達軸が、各層毎に素線巻き
方向が逆である多層スプリング構造で、最も内側の層が
後端側から先端側に対し途中までしかない構成からな
る。

【００２３】また、トルク伝達軸が、各層毎に素線巻き
方向が逆である多層スプリング構造で、その径が後端側
に対して先端側の方が細い構成からなる。

【００２４】また、トルク伝達軸の最外層が、複数の素
線を並列に並べた状態で巻かれ、かつこの複数の素線を
並列に並べた状態を１つのユニットとして、各ユニット
間に隙間を持たせると共に、この隙間の任意の間隔毎に
突起または切り込み部を前記ユニットを構成する素線の
内１本に設けた構成からなる。

【００２５】また、超音波プローブの先端側と後端側の
途中部分に、中空構造の中間軸受があり、この中空部分
にトルク伝達軸が挿入され、中間軸受先端側において超
音波プローブの先端側カテーテルと接続固定され、かつ
中間軸受後端側において超音波プローブの後端側カテー
テルと接続固定され、中間軸受の先端側から後端側に微
小かつ複数のルーメンがあり、超音波プローブ先端側に
位置する超音波振動子と本体部の送受信部とを電気的に
接続する信号線をルーメン内部に通過させた構成からな
る。

【００２６】また、可撓性を有する中空細管構造のカテ
ーテル材と、カテーテル先端側に固定された中空構造の
シャフトと、シャフトに接続固定された中空構造の軸受
と、軸受中空部に配置された回転軸と、回転軸後端側に
接続固定されカテーテル内に配置された細長く中空多層
スプリング構造のトルク伝達軸と、回転軸先端側に中心
軸が固定された絶縁性の材料でその円周状の一部が導電
性の材料で構成された円盤形状の円盤電極と、この電極
に接触するようにかつ超音波プローブ先端側を被うよう
にかぶせられた高分子圧電膜と、高分子圧電膜全体にか
ぶせられたまたはコートされた絶縁性薄膜材の保護膜か
ら構成された超音波プローブで、超音波振動子の外側面
は一面に電極が形成させ、内側面の電極はカテーテル軸
方向に対し長い複数の短冊形状からなりその一部が前記
円盤電極に接触し、円盤電極にはトルク伝達軸内に配置
され電気的に本体部と接続された信号線に接続され、超
音波振動子外側電極に接続されている信号線はカテーテ
ルに構成された微小ルーメンまたはカテーテル内側とト
ルク伝達軸との隙間に配置され本体部に接続された構成
からなる。

【００２７】また、円盤電極円周上に構成された電極部
が複数からなり、そのうち中心部分の電極は円盤電極内
にて所望の遅延特性を有する遅延素子に接続され、遅延
素子ならびに残りの電極が信号線に結合されている構成
からなる。

【００２８】また、可撓性を有する中空細管構造のカテ
ーテル材と、カテーテル先端側に固定された中空構造の
ジョイントと、ジョイントに接続固定された中空構造の
軸受と、軸受中空部に配置された回転軸と、回転軸後端
側に接続固定されカテーテル内に配置された細長く中空
多層ズプリング構造のトルク伝達軸と、回転軸先端側に
固定された表面形状が平面または凹面形状でかつ円周方
向を向いている回転電極部と、この回転電極部に接触す
るようにかつ超音波プローブ先端側を被うようにかぶせ
られた高分子圧電膜と、高分子圧電膜全体にかぶせられ
たまたはコートされた絶縁性薄膜材の保護材の構成から
なる。

【００２９】また、高分子圧電膜を用いた超音波振動子
において、音波出射面側は一体の電極構造であり、反対
面上の電極が、微小でかつ隣接の電極と電気的に絶縁さ
れており、電極有効面積が全体の面積に対して比率が大
きな形状、例えば四角形、の複数の電極が設けられてい
る構成からなる。

【００３０】また、高分子圧電膜型超音波振動子を用い
た超音波プローブにおいて前記回転電極部に微小かつ複
数の微小孔を設け、この微小孔に対し接続されトルク伝
達軸内に配置された微細中空管と、この微細中空管の後
端部に接続されて内部の圧力を変化させる本体部にある
吸引制御部から構成されている。

【００３１】また、二つの傘歯車にて回転電極部の回転
方向をカテーテル軸と同じ平面内に変換し、前方方向の
扇形走査が可能な構成からなる。

【００３２】また、高分子圧電膜型超音波振動子を用い
た超音波プローブにおいて前記回転電極部の表面上に高
分子圧電膜を形成し、回転電極部上の高分子圧電膜の分
極方向が前記高分子圧電膜の分極方向と逆で、回転電極
部が、前記高分子圧電膜音波出射面に形成されている電
極と同電位になるように接続される構成からなる。

【００３３】また、本体部において、画像メモリ部に接
続されたプリ画像メモリ部と、プリ画像メモリ部と画像
メモリ部に接続され出力を制御部に接続された相関比較
部を有する構成からなる。

【００３４】また、トルク伝達軸本体側に固定され駆動
部側の本体側コネクタと勘合するプローブ側コネクタに
設けられた１つの球状のヘコミと、本体側コネクタに前
記プローブ側コネクタを接続した場合に前記ヘコミに対
応する位置に所望の応力で押し付ける球を持つ構成から
なる。

【００３５】また、超音波プローブ先端部に内包されて
いる周囲方向用超音波振動子と前方方向用超音波振動子
の一方または両方が、背面負荷材、圧電セラミックまた
は圧電結晶、高分子圧電膜の３層構造からなり、圧電セ
ラミックまたは圧電結晶からなる圧電素子で送波し、高
分子圧電膜で受波するための送受信部を設け、高分子圧
電膜の表面に形成した電極が中心軸に対し対称な形状で
複数の部分に分割され、そのうち半分が残りの部分の分
極方向と逆であり、２分割された電極は電気的に差動方
式で受信部に接続される構成からなる。

【００３６】

【作用】本発明はこの構成によって、駆動部で発生した
回転力がトルク伝達軸を介し超音波プローブ先端部の回
転子を軸受に対し回転させ、かつ回転子先端側に設けら
れた偏心軸を中心軸に対して回転させる。振動子ホルダ
は、この偏心軸の回転動作の内上下動作のみを選択的に
取り出し、ピボットシャフトを中心に振動子ホルダを扇
形走査させる。この動作中に、周囲方向用超音波振動子
を送受波させることで周囲方向の超音波断層像を、また
前方方向用超音波振動子を送受波させることで前方扇形
方向の超音波断層像が、一方または同時に取得し表示す
ることが可能となる。

【００３７】また、位置検出用圧電振動子により、トル
ク伝達軸の特性による伝達力の位相遅れに影響すること
なく、振動子ホルダの位置を同定することが可能とな
り、実際の状態と整合した超音波断層像を取得し、表示
することが可能となる。

【００３８】また、適応する患部、例えば大動脈から冠
状動脈、の特性に対し、トルク伝達軸の後端側の層数が
先端側に対して内側部分で多い構成にすることで、後端
側では伝達性を高め、先端側では柔軟性を高めた特性を
持たせることができ、患部の形状に対し適するトルク伝
達軸を構成することができ、駆動部で発生した回転力を
精度良く超音波プローブの先端部に伝達することが可能
となる。

【００３９】また、トルク伝達軸の形を後端側に対して
先端側を細くすることで、後端側では伝達性を高め、先
端側では柔軟性を高めた特性を持たせることができ、患
部の形状に対し適するトルク伝達軸を構成することがで
き、駆動部で発生した回転力を精度良く超音波プローブ
の先端部に伝達することが可能となる。

【００４０】また、トルク伝達軸の最外層に隙間を持た
せるようにし、その隙間を構成する素線の側面に突起部
また切り込み部を構成することで、後端側から注入した
伝搬媒体が、トルク伝達軸の回転により前記突起部また
は切り込み部により発生する水流により先端側に伝搬媒
体を送ることが可能となる。

【００４１】また、カテーテルの途中に中空構造の中間
軸受を設け、その中空部にトルク伝達軸を設けると共
に、先端部のカテーテルと後端部カテーテルを接続し、
この軸受部に設けられて微小ルーメン中に超音波振動子
と本体部とを電気的に接続する信号線を通すことで、回
転中にカテーテル内壁とトルク伝達軸との空隙で生じる
トルク伝達軸の捻れや振動による伝達性の劣化を防ぎ、
駆動部で発生した回転力を精度良く超音波プローブの先
端部に伝達することが可能となる。

【００４２】また、超音波プローブの先端側回転子に一
部が導電性電極で構成された絶縁性の円盤電極を固定す
ることで、駆動部の発生する回転力により円盤電極を回
転させることができ、音波出射面に一様の電極が形成さ
れ裏面は軸方向の対して長手方向の複数の短冊型電極で
構成されている高分子圧電膜が超音波プローブ先端側側
面が形成され、前記円盤電極が裏面電極に回転しながら
接触することで、機械的な回転動作で複数の短冊型電極
が電気的に切り替えられ、軸方向に対して周囲方向の超
音波の走査が可能となる。

【００４３】更に、上記円盤型電極に構成された導電性
電極を複数個並べて設け、それらの内中心部位の導電性
電極を円盤電極内にて遅延素子に接続させれ、同時に送
信電気信号を発生させることで、中心部位に位置する超
音波振動子はその他の部位に対して遅れて送受波され、
前記遅延素子の特性に応じた位置に送波超音波を集束さ
せることができる。

【００４４】また、音波出射面に一様の電極が形成され
ている高分子圧電膜を超音波プローブ先端側側面に形成
し、超音波プローブの先端側回転軸に表面形状が平面ま
たは凹面形状でカテーテル軸に対して円周方向を向いて
いる回転電極部を前記高分子圧電膜内側と接触しながら
回転させることで、回転電極と表面の一様な電極とで挟
まれた部分のみが励振され、軸方向に対して周囲方向の
超音波の走査が可能となる。

【００４５】また、超音波プローブ先端側側面に構成さ
れた高分子圧電膜の裏面に微小でかつ隣接する電極と電
気的に絶縁された例えば四角形の複数の電極を設けるこ
とで、回転電極との接触抵抗を低減でき、効率良く電気
的エネルギーを超音波振動子に入力させることができ、
総合的に感度が良好な超音波振動子を構成することがで
きる。

【００４６】また、回転電極部に設けられた複数の微小
孔を介し、送受波時に吸引制御部を制御し低圧にするこ
とにより、回転電極と超音波振動子の密着性を高め、効
率良く電気的エネルギーを超音波振動子に入力させるこ
とができ、総合的に感度が良好な超音波振動子を構成す
ることができるまた、回転電極部表面上に形成された高
分子圧電膜を、超音波プローブ先端側側面に構成された
高分子圧電膜の分極方向と逆向きになるように分極処理
しその表面に一様の電極を構成し、超音波プローブ先端
側側面に形成された高分子圧電膜の音波出射面側電極と
回転電極とを電気的に接続させることで、超音波振動子
の等価的電気インピーダンスを低減でき、効率良く電気
的エネルギーを超音波振動子に入力させることができ
る。

【００４７】また、本体部の画像メモリ部にプリ画像メ
モリ部を接続し、プリ画像メモリ部に記憶してある画像
が、画像メモリ部に記憶されている画像に対して過去の
画像であるように制御部が制御し、画像メモリ部とプリ
画像メモリ部に接続された相関比較部において、両画像
の一部または全部から相関関係を計算し、設定したスレ
ッシュホールド値に対して両画像が異なると判断した場
合に、制御部が画像静止機能を無視することで、トルク
伝達軸の特性による画像歪を自動的に検出し誤診断を低
減できる。

【００４８】また、超音波プローブ後端側と本体部の駆
動部との接続において、トルク伝達軸後端側に固定され
球形のヘコミを有するプローブ側コネクタと、駆動部に
設けられた前記接続部のヘコミに勘合し一定の応力で押
し付ける球を持つ本体側コネクタを設けることで、駆動
部で発生する回転力をヘコミとコンタクト部によりトル
ク伝達軸の伝達すると共に、トルク伝達軸が何等かの異
常で回転不可能になった時、球を押し付ける応力に応じ
た力以上の回転力が発生した場合に、ヘコミと球が外
れ、トルク伝達軸に駆動部で発生する回転力を伝達させ
ないようにすることができる。

【００４９】また、超音波プローブ先端側に配置された
周囲方向用超音波振動子、前方方向用超音波振動子の一
方または両方を、背面負荷材、圧電セラミックまたは圧
電結晶、高分子圧電膜の多層構造で構成し、送波時には
圧電セラミックまたは圧電結晶を使用し、受波時は中心
軸に対し対称形状で分極方向を逆にしてある高分子圧電
膜を使用することで、受信感度特性の優れた高分子圧電
材料で受波できると共に差動型の受信によりランダムノ
イズを低減でき、Ｓ／Ｎの良い超音波振動子を構成する
ことができる。

【００５０】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００５１】図１は本発明の第１の実施例における超音
波診断装置の概略ブロック図である。図１において、１
は被検体である例えば血管内に挿入する超音波プロー
ブ、２は本体部で、本発明の超音波診断装置は大きく、
超音波プローブ１、本体部２に分けられる。３は超音波
プローブ２の先端側、４は後端側，５は駆動力を発生す
るモータや位置検出器からなる駆動部、６は駆動部５に
接続された周囲方向用送受信部、７は周囲方向送受信部
に接続された周囲方向用画像構成部、８は駆動部５に接
続された前方方向用送受信部、９は前方方向用送受信部
に接続された前方方向用画像構成部、１０は周囲方向用
画像構成部７と前方方向用画像構成部９に接続された画
像メモリ部、１１は画像メモリ部１０に接続された超音
波断層像を表示するモニタ、１２は各種制御指令を入力
するキーボードやマウスまたはスイッチからなるオペレ
ータ部、１３はオペレータ部１２に接続された制御部、
１４は制御部１３に接続された距離計算部、１５は血管
等の被検管であり、駆動部５、周囲方向送受信部６、周
囲方向画像構成部７、前方方向用送受信部９、前方方向
用画像構成部１０、画像メモリ部１１、オペレータ部１
２、制御部１３、距離計算部１４により本体部２は構成
されている。

【００５２】図２（ａ）は図１における超音波プローブ
１の先端側３の透視図、図２（ｂ）は同２Ｂ線の断面図
である。

【００５３】図２において、１５は可撓性を有する中空
管構造（例えばポリエチレン、テフロン、ナイロン等の
高分子系樹脂）で構成されたカテーテル、１６はカテー
テル１５先端側に固定された中空構造のシャフト、１７
はシャフト１６中空部分に差し込まれた中空構造の軸
受、１８は本体部２内の駆動部５で発生した回転力を先
端側３まで伝達させる多層スプリング構造の可撓性を有
するトルク伝達軸、１９は軸受１７中空部に挿入されト
ルク伝達軸１８先端に固定された回転軸、２０は回転軸
１９先端側に固定され音波出射方向が開口された円筒形
状の回転子、２１は回転子２０内に配置され音波出射方
向が超音波プローブ１軸方向である周囲方向用超音波振
動子、２２は回転子２０内の周囲方向用超音波振動子２
１と対向し周囲方向用超音波振動子２１から送波された
超音波が回転子２０の開口された方向に反射するような
反射角度、例えば４５゜に反射面が構成されたミラー、
２３は回転子２０先端側に一体成形、または挿入された
偏心軸、２４は偏心軸２３との接触面に勘合する溝５９
をもつ振動子ホルダ、２５は振動子ホルダ２４の扇形走
査中心軸を持ち軸受１７に梁２７で接続固定されたキャ
ップ、２６はキャップ２５前面に設けられた前方方向用
超音波の音響窓、２８は振動子ホルダ２４に固定された
前方方向用超音波振動子、２９は振動子ホルダ２４の扇
形走査中心軸であるピボットシャフト、３０は先端側３
の少なくともシャフト１６より先端側にかぶせられた保
護膜、３１は保護膜３０の内側に構成された空隙部、３
２はカテーテル１５肉厚部に構成された複数のルーメ
ン、３３はルーメン３２内に配置された前方方向用超音
波振動子２８用信号線、３４はトルク伝達軸内側に配置
された周囲方向用超音波振動子２１用信号線である。

【００５４】図３は、図１における超音波プローブ１の
後端側４と本体部６の駆動部５との接続部分の透視図で
ある。

【００５５】図３において、３５はＹ字型に分岐したカ
テーテル１５のトルク伝達軸１８の内包されたない分岐
側で伝搬媒体注入口、３６はプローブ側取付部、３７は
駆動部５に固定された本体側取付部、３８はトルク伝達
軸１８に接続固定されたプローブ側コネクタ、３９はプ
ローブ側コネクタ３８に勘合し回転力を伝達する本体側
コネクタ、４０はモータ、４１はモータ４０の回転形態
を得るため例えばエンコーダからなる位置検出器、４２
はモータ４０の回転軸に接続された第１のプーリ、４３
は本体側コネクタ３９を回転させる第２の回転軸、４４
は第２の回転軸４３に接続された第２のプーリ、４５は
第１のプーリ４２の回転力を第２のプーリ４４に伝達さ
せる駆動ベルト、４６は第２の回転軸４３に設けられた
いわゆるスリップリング方式の信号コンタクト部、４７
本体側取付部３７内の設けられ超音波プローブ内に充満
している伝搬媒体が駆動部５内に流入してくるのを防止
するオイルシール材である。

【００５６】図４は、超音波プローブ１を冠状動脈に挿
入した時の様子を示す透視図である。図４において、４
８は心臓、４９は大動脈、５０は冠状動脈、５１は冠状
動脈内の病変部である狭窄部、５２はガイドカテーテル
である。

【００５７】以上のように構成された超音波診断装置に
関し、図１から図４、更には図４から図７を用いその動
作を説明する。

【００５８】まず、ガイドカテーテル５２を大動脈から
挿入し冠状動脈５０の入り口に引っかけ固定する。この
ガイドカテーテル５２内に超音波プローブ１を挿入し、
超音波プローブ１を冠状動脈内に挿入する。このように
ガイドカテーテル５２を用いることで、安全かつ迅速に
超音波プローブ１または治療用カテーテルを患部に配置
させることが可能となる。

【００５９】患部近傍に先端部３が位置したら、オペレ
ータ部１２より制御部１３を介し、駆動部５内のモータ
４０を駆動させる。モータ４０の回転力は、第１のプー
リ４２、駆動ベルト４５、第２のプーリ４４、第２の回
転軸４３を回転させる。後端側４は治療前に、プローブ
側取付部３６と本体側取付部３７を用い接続され、本体
側コネクタ３９とプローブ側コネクタ３８で第２の回転
軸４３の回転力はトルク伝達軸１８に伝達される。ま
た、カテーテル１５内は伝搬媒体、例えば生理食塩水
を、伝搬媒体注入口３５より注入され、先端側３の空隙
部３１内に充満されている。

【００６０】トルク伝達軸１８に伝達された回転力は、
先端側３内部のカテーテル１５にシャフト１６と共に固
定された軸受１７に対し、回転軸１９、回転子２０を回
転させる。軸受１７は、ボールベアリングやロットベア
リングなどが望ましいが、冠状動脈５０に先端側３を挿
入させる場合にはカテーテル１５外径を９Ｆ（Ｆ：１／
３ミリ）以下、更に望めば６Ｆ以下にする必要があり、
このような小さな形状のベアリングを構成することは非
常に困難である。従って軸受１７は、摩擦係数の小さな
フッ素系のプラスチック材料等を用いて構成する。

【００６１】回転子２０が回転している間に、周囲方向
用送受信部６で送信電気信号を発生し信号線３４を介し
周囲方向超音波振動子２１に伝え、周囲方向超音波振動
子２１で電気信号を超音波に変換する。周囲方向超音波
振動子２１は、図５に示すような構成からなる。

【００６２】図５は超音波振動子の断面図であり、超音
波振動子は背面負荷材５３、電極５５、５６に挟まれた
圧電セラミックまたは圧電結晶または高分子圧電膜で形
成された圧電素子５４、想定する超音波の周波数に対し
１／４λ厚みの複数の層からなる音響整合層５７と、電
極５５、５６に接続された信号線５８から構成されてい
る。音響整合層５７は、圧電素子５６で発生した超音波
を効率良く伝搬媒体中に送受波させることを目的に、通
常圧電素子５６と伝搬媒体との中間の音響インピーダン
スを持つ材料で構成される。

【００６３】周囲方向超音波振動子２１で送波されて超
音波は、空隙部３１内に充満された伝搬媒体内を伝播
し、ミラー２２により図２に示した超音波プローブ１軸
に直交する方向に反射され回転子２０の開口より保護膜
３０を透過し、血管壁方向に送波される。保護膜３０
は、超音波に対し反射物体にならないように、薄く音響
インピーダンスが伝搬媒体や血液に近く、減衰の少ない
材料、例えばポリエチレンやシリコン等で構成されてい
る。信号線３４は、駆動部５内の信号コンタクト部４６
で回転に対し捻れることなく周囲方向用送受信部と接続
されている。

【００６４】血管壁方向に送波された超音波は、血管壁
表面や内部で順次反射されその一部は送波と同じ伝搬経
路を辿り、周囲方向超音波振動子２１で受波され周囲方
向用送受信部６で所望の処理、例えば増幅、検波等を受
け、その出力は周囲方向用画像構成部７に出力される。
この送受波動作を回転子２０の回転中に繰り返し行うこ
とで周囲方向の走査が可能となる。位置検出器４１の出
力を用い、いわゆる通常の超音波診断装置で構成されて
いるデジタルスキャンコンバージョン手法により周囲方
向の画像を構成し、画像メモリ部１０に記憶させ、モニ
タ１１に表示する。

【００６５】一方、トルク伝達軸１８で回転されて回転
子２０は、その先端に位置する偏心軸２３を回転させ、
偏心軸２３をはさみ込む溝５９を有する振動子ホルダ２
４をピボットシャフト２９に対して扇形走査させる。こ
の動作をより詳細に図６を用い説明する。

【００６６】図６は、偏心軸２３と振動子ホルダ２４を
拡大した斜視図で、実際には偏心軸２３は、振動子ホル
ダ２４に構成された溝５９に挿入され、振動子ホルダ２
４はピボットシャフト２９により図示してないキャップ
２５に固定される。偏心軸２３は、矢印に示すように回
転され、溝５９およびピボットシャフト２９によりこの
回転動作の内図６の上下方向だけの動きを抜き出し、振
動子ホルダ２４を扇形走査させ、振動子ホルダ２４先端
に固定されて前方方向用超音波振動子２８から送波され
る超音波を２次元走査させる。この扇形走査時に、周囲
方向の断層像の取得と同等の処理を、前方方向用送受信
部８、前方方向用画像構成部９で行うことにより、先端
側３に対し前方の扇形走査用断層像を画像メモリ１０に
記憶させモニタ１１に表示することができる。信号線３
２は、カテーテル１５とトルク伝達軸１８の間に配置し
ても良い。

【００６７】この扇形走査は、偏心軸２３の回転を振動
子ホルダ２４の溝５９で接触しながら行うため、偏心軸
２３と溝５９との接触部での摩擦抵抗が、扇形走査の精
度を左右する。従って偏心軸２３と振動子ホルダ２４の
両方または、一方を摩擦抵抗の少ない例えばフッ素系樹
脂材で構成しても良い。

【００６８】また図７（ａ）に示すように、偏心軸２３
に対し中心軸に孔を設け、円筒状の回動軸受６０をピン
６１で、偏心軸２３に対し回動軸受６０が回転するよう
に圧入または接着することで、図７（ｂ）に示すように
振動子ホルダ２４の溝５９内で回動軸受６０が回転しな
がら偏心軸２３が回転され、より滑らかな走査変換が可
能となる構成としても良い。

【００６９】なお、周囲方向と前方扇形走査方向の２種
類の断層像の取得表示は制御部１３により容易に、同時
またはどちらか一方の制御が可能である。更に、制御部
１３より画像静止機能、いわゆるフリーズ機能を働か
せ、静止画像に対し距離計算部１４で例えば血管壁厚み
を測定した定量評価値も超音波断層像から得られる形態
診断と合わせて重要な情報となる。以上のように先端側
３の周囲方向、前方扇形走査方向の超音波断層像を判断
しながら、操作者は超音波プローブ１を患部である狭窄
部５１に対し移動させ種々の断層像を得、例えば治療手
法の選択に必要な情報を得ることで、治療効果を向上さ
せることが可能となる。従って、周囲方向走査のみの超
音波プローブ１では、不可能であった完全閉塞や、非常
に細い狭窄部の診断も前方方向用超音波振動子２８で行
える。

【００７０】以上説明したように、周囲方向用超音波振
動子２１とミラー２２を対向させ一体に回転させる回転
子２０で周囲方向の周囲方向超音波断層像を、キャップ
２５の梁２７による画像取得不可能領域を多少有するも
のの得ることができ、同時にその欠点を補うに十分な回
転子２０の先端に固定された偏心軸２３と振動子ホルダ
２４およびピボットシャフト２９により前方扇形走査方
向の超音波断層像を得ることができる。

【００７１】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。

【００７２】図８は本発明の第２の実施例における超音
波診断装置の要部である超音波プローブ１の先端側３の
断面図、図９は同偏心軸２３と振動子ホルダ２４の拡大
断面図である。図８に記載していないその他の部分は図
２に示した第１の実施例と同じ構成である。

【００７３】図８において、２０は回転子、２１は周囲
方向用超音波振動子、２２はミラー、２３は回転子２０
先端側に設けられた偏心軸、２４は振動子ホルダ、２５
はキャップ、２８は前方方向用超音波振動子、２９はピ
ボットシャフト、３０は保護膜、６２は偏心軸２３に挿
入された回動軸受、６１はピンである。図９に示すよう
に回動軸受６２は図７に示した回動軸受６２に対して外
形が球面形状したもので、摩擦係数の小さいフェッ素系
樹脂材料で構成することが望ましい。

【００７４】実施例１に示した偏心軸２３と振動子ホル
ダ２４の関係による前方扇形走査方向走査は、走査角の
変化に対し偏心軸２３と振動子ホルダ２４との接触位置
が変わることと、走査角が０゜近傍で偏心軸２３と振動
子ホルダ２４との間に生じる隙間が最大となり、走査角
が正確に同定できないと言う現象が存在する。

【００７５】図１０に示す実施例１における偏心軸２３
と振動子ホルダ２４との各走査状態での位置関係を示す
概念図を用い説明すると、図１０（ａ）に示すように、
走査角度がθ（ｍｉｎ）の最小値では、偏心軸２３と振
動子ホルダ２４とがＡ点で接触しているのに、同図
（ｂ）に示す走査角度がθ（ｍａｘ）の最大値では接触
点がＢ点に変化する。

【００７６】この変化は、走査角度が０゜（接触点が変
化する走査角度）で、走査状態が変化することを示し、
前方扇形走査方向の超音波断層像を取得するのに、具体
的には走査角度を同定するのにはあまり望ましくない特
性である。

【００７７】また、図１１（ａ）に示すように走査角度
０゜近傍での偏心軸２３と振動子ホルダ２４との隙間６
３は最大になり、偏心軸２３と振動子ホルダ２４は同図
（ｂ）に示すような走査角度θ１か、同図（ｃ）に示す
ような走査角度θ２になる２つの場合が存在する。これ
らの原因は、偏心軸２３が円筒形状をしていること、振
動子ホルダ２４の溝５９の偏心軸２３側から見た見かけ
上の幅が、走査角度に依存して変化することによる。取
得する超音波断層像に対する要求としてそれほど高精度
なものを要求しないなら、冠状動脈５０に挿入可能な微
細な先端側３に内包する要素として偏心軸２３が円筒形
状である実施例１の構成は、加工の面から容易であり、
その欠点は補える。

【００７８】図８と図９を用い第２の実施例の動作につ
いて説明する。まず、トルク伝達軸１８で回転された回
転子２０は、その先端に位置する偏心軸２３を回転さ
せ、偏心軸２３をはさみ込む溝を有する振動子ホルダ２
４をピボットシャフト２９に対して扇形走査させる。偏
心軸２３には、外形が球面形状でその直径が溝５９幅と
等しいか小さい回動軸受６２がピン６１により脱落しな
いようにかつ回動軸受６２は偏心軸２３に対し回転可能
状態に止めてある。従って、振動子ホルダ２４の溝５９
に挟み込まれた偏心軸２３は、回動軸受６２を回転させ
ながら動作するため、容易に振動子ホルダ２４を扇形走
査させることが可能となる。また、回動軸受６２の外形
が球面形状しているため走査角度の変化に対しても、ほ
ぼ一定の部分で偏心軸２３と溝５９が常に接触し、安定
した走査形態を得ることが可能となる。扇形走査時に、
前方方向用送受信部８、前方方向用画像構成部９で超音
波の送受波と画像構成を行うことにより、先端側３に対
し前方の扇形走査方向断層像を画像メモリ１０に記憶さ
せモニタ１１に表示することができる。

【００７９】図１２に安定した前方扇形走査方向走査形
態を示す別な構成を示す。図１２は第２の実施例におけ
る超音波プローブ１先端側３の別な構成の断面図であ
る。図１２において２０は回転子、２１は周囲方向用超
音波振動子、２２はミラー、２３は偏心軸、２４は振動
子ホルダ、２５はキャップ、２８は前方方向用超音波振
動子、２９はピボットシャフト、３０は保護膜、６４は
振動子ホルダ２４後端側に設けられた接触部位が球形の
接触子、６５は接触子６４が常に偏心軸６４に接触する
ように設けられたバネである。

【００８０】以上のような構成で以下その動作を説明す
る。振動子ホルダ２４はバネ６５によりその後端部に固
定された接触子６４が常に偏心軸２３に接触するように
制限され、前方に対し前方方向用超音波振動子２８を接
触子６４、バネ６５、偏心軸２３できまる方向に向け
る。トルク伝達軸１８で回転された回転子２０は、その
先端に位置する偏心軸２３を回転させ、接触子６４を図
１２（ａ）の上下方向に動作させ、振動子ホルダ２４を
扇形走査させる。所望の走査形態、例えば滑らかな変化
を得るため、偏心軸２３の断面形状を図１２（ｂ）に示
すように非円形の形状にしてもかまわない。

【００８１】以上のように本発明の第２の実施例によれ
ば、偏心軸２３に挿入された球面形状回動軸受６２を、
ピン６１で回動可能に止めることで、トルク伝達軸１８
の回転による走査角度の変化に対しても、ほぼ一定の部
分で偏心軸２３（回動軸受６２）と溝５９が常に接触
し、高精度な超音波断層像の取得表示にに対して、安定
した走査形態を得ることが可能となる。

【００８２】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図１３は本発明の
第３の実施例における超音波診断装置の要部である超音
波プローブ１の先端側３の断面図である。

【００８３】図１３において、２４は振動子ホルダ、２
５はキャップ、２６は音響窓、２８は前方方向用超音波
振動子、２９はピボットシャフト、３０は保護膜、６６
は位置検出センサ、６７は位置検出センサに接続された
信号線、６８は位置検出センサ６６をキャップ２５内側
に固定し保護するための絶縁材料からなるコート材であ
る。位置検出センサ６６は、振動子ホルダ２４の走査に
伴い走査角度が最大になる時点で、振動子ホルダ２４後
端部が接触するキャップ２５内側にコート材６８で固定
されている。図１３に記載していないその他の部分は図
２に示した第１の実施例と同じ構成である。

【００８４】図１４は本体部２における第３の実施例に
特有な構成を示したもので、記載されてない部分に関し
ては、図１に示した実施例１の本体部２と同じ構成であ
る。

【００８５】図１４において、６９は位置検出部、７０
は駆動部５に接続され信号線６７に電気的に接続された
受信部、７１はスレッシュホールド値発生部、７２はス
レッシュホールド値発生部と受信部６９に接続された比
較部、７３は比較部７２に接続された位置検出信号発生
部で、受信部７０、スレッシュホールド値発生部７１、
比較部７２、位置検出信号発生部７３で位置検出部６９
は構成されている。

【００８６】実施例１または実施例２で説明した前方扇
形走査方向型超音波断層像の取得表示において、前方方
向用超音波振動子２８の走査角度の測定は、駆動部５内
のモータ４０に接続された例えばエンコーダからなる位
置検出器４１で行っている。しかし、トルク伝達軸１８
は可撓性を有する多層スプリング構造であるため、モー
タ４０で発生した回転力を先端側３に伝達するした場
合、駆動部５側と先端側３で位相遅れを生じる。この位
相遅れが、常に一定であるならこの値で補正することで
前方方向用超音波振動子２８の走査角度を同定すること
が可能であるが、超音波プローブ１の状態を変化させ
る、例えばより複雑な形状の被検管に挿入した場合な
ど、この位相遅れも変化していまい、前述の補正を用い
ることが不可能となり、モニタ１１に表示した前方扇形
走査方向型超音波断層像は実際のものと異なる。

【００８７】この変化は、トルク伝達軸１８の特性に依
存する。トルク伝達軸１８の特性とは、前述の可撓性と
伝達性で、多層スプリング構造の場合、可撓性を持たす
と伝達性が犠牲になり、また逆に伝達性を増加させるこ
とで可撓性が低下する。即ち、位相遅れが生じないよう
に、または生じにくくするためにトルク伝達軸１８の伝
達性を増加させると、可撓性が低下し複雑な、例えば冠
状動脈５０に柔軟に対応できなくなるため、ある程度伝
達性を犠牲にする必要がある。

【００８８】図１３と１４を用いその動作を説明する。
まず、振動子ホルダ２４は、実施例１または実施例２に
示す動作で扇形走査され、１回の扇形走査で、振動子ホ
ルダ２４後端部が位置検出センサ６６に１回接触する。
位置検出センサ６６は、接触による衝撃を応答性良く電
気信号に変換するもので、例えば圧電性材料で構成され
ている。圧電性材料としては、強誘電体のセラミック材
を分極処理したものでは衝撃に弱く破壊される可能性が
あり、対衝撃性が優れ柔軟に形状を変化でき微小に構成
できる、例えばＰＶＤＦやＰＶＤＦ共重合体等の圧電性
を有する高分子圧電材料で構成されている。図１５に位
置検出センサ６６の構造図を示す。

【００８９】図１５において、７４は高分子圧電材料、
７５は高分子圧電材料の両面に設けられている電極で、
２本の信号線６７は、表面、裏面に形成されて電極７５
にそれぞれ電気的に接続されている。位置検出センサ６
６のキャップ２５内側面への固定は、エポキシ樹脂等の
絶縁性を有する接着性の材料を塗布またはコーティング
させたコート材６８で可能となる。なお、キャップ２５
が金属のような導電性材料である場合には、コート材６
８で位置検出センサ６６との絶縁を行う必要がある。

【００９０】振動子ホルダ２４との接触により、位置検
出センサ６６は衝撃に応じ、電気的パルス信号を発生す
る。図１６に位置検出センサ６６の出力の一実施例を示
す。

【００９１】図１６（ａ）に示すように、位置検出セン
サ６６は、扇形走査に回数に応じ１回のパルス信号を発
生する。この出力は信号線６７を介し、駆動部５より位
置検出部６９の受信部７０に入力される。受信部７０で
は、このパルス信号を用い図１６（ｂ）に示すように受
信部７０の出力である包絡線検波波形を、スレッシュホ
ールド値発生部７１で生成したスレッシュホールド値と
比較部７２で比較し、位置信号発生部７３で図１６
（ｃ）に示すような位置検出センサ６６と振動子ホルダ
２４の接触に伴う衝撃に対する位置信号を発生し、制御
部１３に出力する。

【００９２】制御部１３では、この位置検出信号を基
に、各種タイミング信号を生成し、周囲方向用送受信部
６、周囲方向用画像構成部７、前方方向用送受信部８、
前方方向用画像構成部９、画像メモリ部１０に出力す
る。但し、前方扇形走査方向超音波断層像を構成する場
合には、前方方向用超音波振動子２８の送信毎の走査角
度情報があればより正確な画像を構成できるが、トルク
伝達軸１８の回転が１回転中ではほぼ一定速度と仮定で
きることから上記のような基準位置での位置信号だけで
も、画像構成は可能となる。なお、この位置信号は、前
方扇形走査方向超音波断層像の構成だけでなく、周囲方
向用超音波断層像の構成にも用いることが可能である。

【００９３】以上のように本実施例によれば、、振動子
ホルダ２４後端部が接触するキャップ２５内側にコート
材６８で位置検出センサ６６を固定し、接触による衝撃
に応じた出力より、比較部７２でスレッシュホールド値
発生部７１で発生したスレッシュホールド値と比較し位
置検出信号発生部７３で位置信号を発生することで、超
音波プローブ１の状態変化に対するトルク伝達軸１８の
位相遅れに影響せず、振動子ホルダ２４の基準位置を得
ることができ、高精度な画像を構成することができる。

【００９４】（実施例４）以下本発明の第４の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。本発明の第４の実
施例における超音波診断装置の超音波プローブ１は図１
３に示す第３の実施例と同じ構成要素からなる。但し、
第３の実施例では、位置検出センサ６６は、振動子ホル
ダ２４の走査に伴い走査角度が最大になる時点で、振動
子ホルダ２４後端部が接触していたが、第４の実施例で
は、走査角度が最大になる時点で、振動子ホルダ２４後
端部が接触しないようにキャップ２５内側にコート材６
８で固定されている。

【００９５】図１７は本体部２における当該第４の実施
例に特有な構成を示したもので、記載されてない部分に
関しては、図１に示した実施例１の本体部２と同じ構成
である。図１７において、７６は位置検出部、７７はタ
ンミング信号発生部、７８はタイミング信号発生部７７
に接続された送受信部、７９は送受信部７８に接続され
た検波部、８０は検波部７９に接続されたパルス生成
器、８１はパルス生成器８０に接続されたカウンタ部、
８２は基準値生成部、８３はカウンタ部８１と基準値生
成部８２に接続された比較部、８４はタイミング信号発
生部７７に接続された基準ゲート発生部、８５は基準ゲ
ート発生部８４で発生したゲート信号により、比較部８
３の出力を一時保持するラッチで出力は、制御部１３に
接続される。タイミング信号発生部７７、送受信部７
８、検波部７９、パルス生成器８０、カウンタ部８１、
基準値生成部８２、比較部８３、基準ゲート発生部８
４、ラッチ部８５により位置検出部７６は構成されてい
る。

【００９６】以上のような構成で以下その動作を説明す
る。まず、振動子ホルダ２４は、実施例１または実施例
２に示す動作で扇形走査される。この扇形走査の間に、
位置検出部７６のタイミング信号発生部７７が発生する
タイミングにより、送受信部７８は、位置検出センサ６
６に送信電気信号を供給する。送信電気信号を受けた位
置検出センサ６６は、超音波に変換し送波させる。位置
検出センサ６６より出力された超音波は、キャップ２５
内に充満している、例えば生理食塩水などの伝搬媒体中
を伝搬し、位置検出センサ６６から最も近い振動子ホル
ダ２４の外壁部で反射され、反射超音波は位置検出セン
サ６６で受波される。

【００９７】位置検出センサ６６の出力である反射信号
は、送受信部７８で適当に増幅されたのち検波部７９で
検波される。この検波信号よりタイミング信号発生部７
７が出力する送信電気信号から反射信号までの時間を測
定することで、振動子ホルダ２４の位置を同定すること
ができ、実施例３のような基準位置を求めることが可能
となるが、冠状動脈５０のような細管への挿入を想定し
た場合には、先端側３は６Ｆ以下の径にする必要があ
り、振動子ホルダ２４と位置検出センサ６６との距離の
変化は極めて小さい。従って、高い測定精度を要求さ
れ、位置検出センサ６６の高周波数化が必要となる。し
かし、周波数を高くすることは位置検出センサ６６の加
工が困難になることや、高周波化のため、位置検出部７
６内の各構成要素を高周波特性に優れたものにする必要
があり、複雑、高価なものとなる。

【００９８】このため、図１７に示すように位置検出部
７６を構成する。図１８は第４の実施例を説明するのに
用いる位置検出部７６の各構成要素の出力波形を模式的
に示したものである。図１８（ａ）に示すように、振動
子ホルダ２４からの反射信号は、位置検出センサ６６か
ら極めて近くかつ伝搬媒体が減衰の小さなものを用いて
いるため、振動子ホルダ２４と位置検出センサ６６との
距離に対応した多重反射成分が多数得られる。この検波
部７９出力信号より、パルス生成部８０は、図１８
（ｂ）、（ｃ）に示すように多重反射信号を基にパルス
波を生成する。

【００９９】このパルス生成部８０の出力をクロックと
して、カウンタ部８１はパルス数を数える。但し、カウ
ンタ部８１は、タイミング信号発生部７７が出力する送
信電気信号でリセットさせる。カウンタ部８１の出力
は、常に比較部８３で基準値発生部８２が生成する基準
値と比較し、例えば基準値未満ではＬｏｗレベルを、そ
れ以上ではＨｉｇｈレベルを出力する。この比較部８３
の出力は、タイミング信号発生部７７が出力する送信電
気信号に同期した基準ゲート発生部８４が発生させる一
定の幅である基準ゲート信号の例えば立ち上がりで、ラ
ッチ部８５でラッチされ、制御部１３に転送する。

【０１００】図１８（ｂ）は、振動子ホルダ２４と位置
検出センサ６６とが離れているため多重反射信号の間隔
が長い場合を示し、基準ゲート信号の立ち上がり時はカ
ウンタ部８１の出力が、基準値発生部８２が生成する基
準値に比較し小さく、比較部８３出力はＬｏｗレベルと
なり、ラッチ部８５出力もＬｏｗレベルが保持される。
これに対して、図１８（ｃ）は、振動子ホルダ２４と
位置検出センサ６６とが図１８（ｂ）に比べ近いため多
重反射信号の間隔が短くい場合で、基準ゲート信号の立
ち上がり以前に、カウンタ部８１の出力が基準値発生部
８２が生成する基準値より大きくなり、比較部８３出力
はＨｉｇｈレベルに変化し、ラッチ部８５出力はＨｉｇ
ｈレベルに保持される。基準値発生部８２の出力である
基準値と基準ゲート信号発生部８４の出力である基準ゲ
ート信号を調整することで、振動子ホルダ２４が位置検
出センサ６６に最も近づいた時を知ることができ、画像
構成に必要な振動子ホルダ２４の基準位置を得ることが
できる。

【０１０１】以上のように、振動子ホルダ２４の後端部
に接触しないようにキャップ２５内側にコート材６８で
位置検出センサ６６を固定し、多重反射信号からパルス
を生成するパルス生成部８０と、パルス生成部８０の出
力をクロックとしてカウントするカウンタ部８１と、カ
ウンタ部８１の基準ゲート信号生成部８４で生成するゲ
ート信号幅に対応したカウンタ部８１出力を比較部８３
で判定することで、位置検出センサ６６や位置検出部７
６に高い測定精度を要求する事なく、振動子ホルダ２４
と位置検出センサ６６との距離を高精度に測定でき、高
精度な画像を構成することができる。

【０１０２】（実施例５）以下第５の実施例を図面を用
いて説明する。図１９は、本発明の第１の実施例から第
４の実施例における超音波診断装置のの超音波プローブ
１で使用する多層スプリング構造のトルク伝達軸１８の
別な構成を示したものである。

【０１０３】図１９において、８６はトルク伝達軸１８
の１００から５００ミリ程度の長さを有する先端側、８
７はトルク伝達軸の後端側であり、後端側８７の内側層
８８は先端側８６まで巻かれてない構成、即ち先端側８
６は後端側８７に対して層数が少ない構成である。トル
ク伝達軸１８としては、捻り剛性の強い棒状の細径軸、
例えばピアノ線などが可能であるが、可撓性が十分では
ない。そこで従来より、多層スプリング構造のトルク伝
達軸１８が用いられてきた。但し、細管内挿入を想定し
た微細な超音波プローブ１では１層のスプリング構成で
は伝達特性に欠け、各層の巻き方向が逆である多層化さ
れたスプリング構成が用いられている。また、スプリン
グを構成する素線９０の断面が円形の材料でも、伝達特
性に欠けるため四角形の角線を用いたりしている。

【０１０４】しかし簡単に説明すると、この多層スプリ
ング構造のトルク伝達軸１８は可撓性を持たせるがた
め、伝達性を犠牲にしており、駆動部５で発生する回転
力を安定して先端側３に伝達できず、得られた超音波断
層像が歪んだり、リアルタイム表示時に揺れや歪を生じ
たりする。従って、各々の発明者は、所望の特性を有す
るトルク伝達軸１８を構成するため、全体の層数や素線
形状、素線材料、長さ等を最適化している。図４に示す
ように冠状動脈５０に超音波プローブ１を適応させる場
合、後端側４は比較的直線形状の大動脈４９に位置し、
先端側３は複雑な屈曲部を有する冠状動脈５０に挿入さ
れている。

【０１０５】図１９に示したトルク伝達軸１８は、１０
０から５００ミリ程度の長さを有する先端側８６が、後
端側８７に比べ層数が少ないため、伝達性は悪いものの
可撓性に優れる。逆に後端側８７は先端側８６に比べ伝
達性が優れ、前述の大動脈４９や冠状動脈５０の形状的
特性に適する可撓性と伝達性を持つ構成であり、高精度
な超音波断層像を取得、表示することが可能となる。先
端側８５の伝達特性の劣化は、その長さが最大５００ミ
リ程度と短いため、大きな画像劣化要因とはならない。

【０１０６】図１９に示すようなトルク伝達軸１８の加
工法としては、層数の異なる２本の多層スプリングをジ
ョイント部材等で結合することが容易に考えられるが、
加工性や信頼性、例えば使用時に外れる、などの問題か
ら好ましいものではない。図２０を用いて図１９に示す
トルク伝達軸１８の加工法を説明する。

【０１０７】図２０において、８８は内側層、８９は心
材、９０は素線である。まず、図２０（ａ）に示すよう
に、内側層８８を素線９０を用い後端側８７から必要と
なる後端側８７の長さでまで巻く。

【０１０８】次に、図２０（ｂ）に示すように、後端側
８７から、素線９０を用い内側層８８構成時と逆の方向
で、トルク伝達軸１８として必要となる全長分巻き、最
後に心材８９を抜くことで加工でき、先端側８６が後端
側８７に比して１層少ない構造となる。このように構成
された多層スプリング外形は、先端側８６から後端側８
７まで一つの層で構成されているため、２本を結合する
方式に対し滑らかな特性を持ち、回転に対し阻害要因を
低減できる。

【０１０９】この説明では、先端側８６が１層のスプリ
ング構造となり、伝達性が十分でなく、更に同じ方法で
層を重ねていくことが望ましい。素線９０の巻き方とし
ては、図２０（ｃ）に示すように素線９０を複数本、例
えば３本並べ、巻いても良く、この場合は、加工時間が
低減できる。

【０１１０】以上のような方法で、図１９に示すトルク
伝達軸１８を一体的に構成できる。適応患部として、心
冠状動脈５０について説明したが、一般的に患部に近づ
くほど、例えば消化管である胆臓、すい臓内の細い体腔
管を食道から挿入する場合など先端側は複雑な形状にな
ることが想定され、多くの適応部位で高精度な超音波診
断が可能となる。

【０１１１】以上ように本実施例によれば、、後端側８
７の内側層８８が先端側８６まで巻かれてない構成、即
ち先端側８６は後端側８７に対して層数が少なく構成し
た多層スプリング構造を超音波プローブ１のトルク伝達
軸１８に用いることで、適応部位の形状に合わせ駆動部
５で発生した回転力を安定して超音波プローブ１先端側
３に伝達でき、高精度な超音波断層像を得ることが可能
となる。適応患部として、心冠状動脈５０について説明
したが、一般的に患部に近づくほど、例えば消化管であ
る胆臓、すい臓内の細い体腔管を食道から挿入する場合
など、複雑な形状になることが想定され、多くの適応部
位で高精度な超音波診断が可能となる。

【０１１２】（実施例６）以下第６の実施例を図面を用
いて説明する。図２１は、本発明の第１の実施例から第
４の実施例における超音波診断装置の超音波プローブ１
で使用するトルク伝達軸１８の別の構成を示したもの
で、全体の層数は同じであるが、先端側８６の外径が後
端側８７の外径に比べ、細く構成されたものである。多
層スプリング構造のトルク伝達軸１８のトルク伝達特性
は、素線９０形状や層数が同じであるなら、構成する軸
の径に依存し、大きくなる。これは、多層スプリング構
造のトルク伝達軸１８が、ある径の領域内では円筒管と
同じような特性、即ち管径が増加するとトルク伝達力が
向上する特性を有するためである。

【０１１３】従って、図２１のようなトルク伝達軸１８
は、後端側８７での伝達力が先端側８６に比して優れて
おり、実施例５で説明したように、適応患部の形状的特
性に一致したものとすることができる。図２１のような
トルク伝達軸１８の加工方法としては、図２２（ａ）、
（ｂ）に示すように心材８９を後端側８７が先端側８６
に対して太い構成として、これに素線９０を多層に巻き
付けることで、構成できる。

【０１１４】以上ように本実施例によれば、トルク伝達
軸１８を先端側８６の外径が後端側８７の外径に比べ、
細く構成することで、適応部位の形状に合わせ駆動部５
で発生した回転力を安定して超音波プローブ１先端側３
に伝達でき、高精度な超音波断層像を得ることが可能と
なる。適応患部として、心冠状動脈５０について説明し
たが、一般的に患部に近づくほど、例えば消化管である
胆臓、すい臓内の細い体腔管を食道から挿入する場合な
ど、複雑な形状になることが想定され、多くの適応部位
で高精度な超音波診断が可能となる。

【０１１５】（実施例７）以下本発明の第７の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図２３は本発明
の第７の実施例における超音波診断装置の要部であるト
ルク伝達軸１８の一部分の拡大図である。

【０１１６】図２３において、９１は外層、９２は隙
間、９３は隙間に設けられた突起部である。図２３に示
したトルク伝達軸１８は、図２０（ｃ）に示す方法でか
つ隙間９２を持つように構成されたものである。隙間９
２に突起部９３を配置させる方法としては、図２４に示
すように外層９１を構成する素線９０の内１本に、突起
部９３を任意の間隔で構成しておくことで可能となる。

【０１１７】以上のような構成で以下その動作を説明す
る。超音波プローブ１内には、実施例１で示すように後
端側４の伝搬媒体注入口３５より伝搬媒体、例えば生理
食塩水を注入し、先端側３内部に充満させる。この時、
駆動部５のモータ４０を回転させ、トルク伝達軸１８を
回転させる。トルク伝達軸１８の回転により、超音波プ
ローブ１とトルク伝達軸１８との隙間に注入された伝搬
液は、突起部９３により積極的に回転方向の水流が発生
し、この水流により伝搬媒体を先端側３に移動させるこ
とが可能となる。

【０１１８】別の構成としては、図２５（ａ）に示すよ
うに素線９０に切り込み部９４を設け、図２５（ｂ）の
示すようにトルク伝達軸１８を構成することで図２１と
同じ効果を得ることができる。

【０１１９】以上のように本実施例によれば、、トルク
伝達軸１８の外層９１を構成する素線９０の内１本に、
突起部９３または切り込み部９４を設け回転させること
で、注入した伝搬媒体に水流を発生させ、伝搬媒体を先
端側３に移動させ充満させることが可能となる。

【０１２０】（実施例８）以下本発明の第８の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図２６は本発明
の第８の実施例における超音波診断装置の要部である超
音波プローブ１の先端側３と後端側４との中間部の断面
図である。

【０１２１】同図において、１５はカテーテル、１８は
トルク伝達軸、３２はカテーテル１５に複数個設けられ
たルーメン、３３はルーメン３２に挿入された先端側３
に位置する前方方向用超音波振動子２８と前方方向用送
受信部８とを電気的に接続する信号線、９５は円筒形状
の中間軸受、９６は中間軸受９５に複数個設けられた微
小ルーメンである。

【０１２２】なお、中間軸受９５は摩擦係数の小さい材
料、例えばフッ素系樹脂から構成され、一方を先端側３
カテーテル１５と他方を後端側４カテーテル１５と固定
されている。信号線３３はカテーテル１５内のルーメン
３２から中間軸受９５近傍で、カテーテル１５内面側に
出、中間軸受９５に設けられたルーメン９６により反対
側のカテーテル１５内のルーメン３２に接続されてい
る。また、他のルーメン９６は後端側４の伝搬液注入後
３５から注入された伝搬媒体の通過管として用いられ、
先端側３への供給を可能としている。図２４に記載され
てない部分は、例えば実施例１で示した構成からなる。

【０１２３】トルク伝達軸１８の回転安定性が得られる
超音波断層像の画質を左右する。このトルク伝達軸１８
の安定性を劣化させる要因の一つに、トルク伝達軸１８
とカテーテル１５との間の空間部分における、回転時の
トルク伝達軸１８の捻れや振動がある。空間部分を少な
くすることで、捻れる空間がなくなり防止することがで
きるように思われるが、トルク伝達軸１８外面とカテー
テル１５内面との接触による摩擦で、安定性が逆に悪化
する。

【０１２４】以下図２６を用いその動作を説明する。ま
ず、超音波プローブ１中間部に位置する中間軸受９５に
より中空部分に挿入されるトルク伝達軸１８の捻れや長
さ方向の振動が抑制され、駆動部５で発生した回転力を
先端側３に安定して伝達させることが可能となる。

【０１２５】以上のように本実施例によれば、中空部分
にトルク伝達軸１８を挿入した中間軸受９５と、カテー
テル１５先端側３と後端側４を中空軸受９５の両端に接
続固定したことにより、トルク伝達軸１８が安定して先
端部３に駆動部５で発生した回転力を伝達でき、高精度
な超音波診断が可能となる。

【０１２６】（実施例９）以下本発明の第９の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図２７は本発明
の第９の実施例における超音波診断装置の要部である超
音波プローブ１の先端側３の断面図である。第９の実施
例は実施例１で示した周囲方向用走査方式の別の構成を
示したものである。

【０１２７】図２７において、１５はカテーテル、３２
はカテーテル１５に構成されたルーメン、１６はカテー
テル１５先端側に固定された中空構造のシャフト、１７
はシャフト１６中空部分に差し込まれた中空構造の軸
受、１８は本体部２の駆動部６で発生した回転力を先端
に伝達させるトルク伝達軸、１９はトルク伝達軸１８先
端側に固定されて回転軸、９７は先端側側面に構成され
た高分子圧電膜、９８は高分子圧電膜９７内側に構成さ
れた複数の短冊形状の内側電極、９９は高分子圧電膜９
７外側に構成された一面形状の外側電極、１００は回転
軸１９に接続された絶縁材料から構成された円盤電極、
１０１は円盤電極１００側面の一部に構成された導電性
の電極、３０は先端側３にかぶせられた保護膜、１０２
は外面電極９９に接続されルーメン３２内に挿入され本
体部２と電気的に接続された信号線、１０３は電極１０
１に接続され円盤電極１００内部からトルク伝達軸１８
内部に挿入され本体部２と電気的に接続された信号線で
ある。

【０１２８】図２８に図２７における高分子圧電膜９７
の構成を示す。高分子圧電膜９７は強誘電性を示す高分
子材料、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やＰ
ＶＤＦの共重合体例えばＰ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）を分極
処理して圧電性を持たせた高分子圧電膜で、この一方の
面に外側電極９９を、例えばスパッタや蒸着で構成す
る。また他方の面には、短冊状の内側電極９８を複数構
成する。一般的に高分子圧電膜９７は、高周波特性に優
れていると言う、微細管構造を診断する本発明のような
超音波プローブ１では有用な特性を持つ。高分子圧電膜
９７の分極処理は、この内側電極９８と外側電極９９で
行ってもよいし、また内側電極９８面に一面の電極を設
け分極処理し、その後この一面電極を除去し、短冊状の
内側電極９８を複数構成しても良い。図２８に示す高分
子圧電膜９７からなる超音波振動子を、図２９に示すよ
うに内側電極９８の長手方向を軸に円筒状に巻き、超音
波プローブ１の先端側３に配置させる。

【０１２９】図３０は、図２７における円盤電極１００
の拡大図で、回転軸１９内に配置された信号線１０３
が、回転軸１９と円盤電極１００との接触部分より、円
盤電極１００内に入り、電極１０１裏面に電気的に接続
されている。この円盤電極１００を先端側３内に配置
し、円周側面が内側電極９８に接触するように配置す
る。

【０１３０】以上のような構成で以下その動作を説明す
る。まず、駆動部５で発生した回転力によりトルク伝達
軸１８は回転され、この回転により回転軸１９は軸受１
７に対して回転され、回転軸１９の先端側３に固定され
た円盤電極１００は、内側電極９８に接触しながら回転
する。本体部２内の制御部１３は、位置検出器４１の出
力より、円盤電極１００の円周上に構成された電極１０
１が丁度内側電極９８の一つの電極に接するタイミング
を求め、周囲方向用送受信部６から送信電気信号を信号
線１０２と１０３に発生させる。横方向に対する結合が
弱いと言う高分子圧電膜９７の特性より、外側電極９９
と電極１０１により電気的に周囲方向用送受信部６と接
続された内側電極９８と挟まれた領域だけが、この送信
電気信号を超音波に変換し被検体内に伝搬させ、伝搬方
向に位置する種々の反射体の位置関係に応じた時間差で
反射信号は受波される。受波された反射信号は、実施例
１に記載された手法で画像構成されモニタ１１に超音波
断層像として表示する。

【０１３１】高分子圧電膜９７に構成されて内側電極９
８に対し、円盤電極１００が接触しながら回転するた
め、例えばスパッタや蒸着で構成した内側電極９８は強
度的に弱くはがれる可能性がある。従って図３１に示す
ような、リング電極１０４で、円盤電極１００が内側電
極９８に直接接触しないような構成にしても良い。図３
１においてリング電極１０４は、例えば樹脂からなる絶
縁部１０５と内側電極９８の幅や間隔に対応した位置に
構成された、例えば金属からなる導電性部１０６から構
成されている。導電性部１０６は、絶縁性部１０５の表
面から裏面まで構成されたもので、この導電性部１０６
に内側電極９８が合致するように高分子圧電膜９７を接
着させ、リング電極１０４内側で、円盤電極１００を接
触させながら回転させる。

【０１３２】以上のように本実施例によれば、トルク伝
達軸１８の回転を伝える回転軸１９に接続された円盤電
極１００と複数の短冊形状の内側電極９８を有する高分
子圧電膜９７を設けることで、円盤電極１００の回転に
より、円盤電極１００に構成された電極１０１が順次短
冊形状の内側電極９８に接し、超音波を周囲方向に走査
させることができ、伝搬媒体を超音波プローブ１内に注
入することなく周囲方向の超音波断層像を得ることがで
きる。

【０１３３】（実施例１０）以下本発明の第１０の実施
例について図面を用いて説明する。図３２（ａ）は本発
明の第１０の実施例における超音波診断装置の要部であ
る円盤電極１０７の斜視図である。

【０１３４】図３２において、１０７は実施例９におけ
る円盤電極１００と同じ機能を有する円盤電極、１０８
は円盤電極１０７円周側面の一部にピッチ１０９で構成
された複数の電極、１０３は電極１０７に電気的に接続
された信号線で、図３２（ａ）に記載されていないその
他の構成は、実施例９と同じである。ピッチ１０９は図
２８に示した超音波振動子の内側電極９８の間隔に対応
している。図３２（ｂ）は、円盤電極１０７の電極１０
８と信号線１０３の電気的接続を示したブロック図で、
円盤電極１０７に構成された電極１０８の位置を考慮
し、複数の電極１０８に対応した高分子圧電膜９７から
送波される超音波を所望の位置に集束させる、いわゆる
フェーズドアレイ法を実現するための遅延素子１１０に
より、電極１０８と信号線１０３は接続されている。

【０１３５】具体的には、複数の電極１０８の中央に位
置する電極１０８に接続された遅延素子１１０の遅延量
が端のそれらに比して大きな構成とする。これらの遅延
素子１１０は、円盤電極１０７内に構成する。図３１で
は、３つの電極１０８の場合について示しているが、こ
の場合には中央に位置する電極１０８のみ遅延素子１１
０が接続されている。以上のような構成で、実施例９に
示した方法で動作させることで、高分子圧電膜９７から
送波された超音波は遅延素子１１０に応じた位置に集束
される。

【０１３６】以上のように本実施例によれば、回転軸１
９に接続された円盤電極１０７と複数の短冊形状の内側
電極９８を有する高分子圧電膜９７を設けることで、円
盤電極１０７の回転により、円盤電極１０７に構成され
た電極１０８が内側電極９８の間隔に応じたピッチ１０
９で構成されているため、順次隣接する複数の内側電極
９８を駆動し、遅延素子１１０に応じた位置に超音波を
集束させながら、超音波を周囲方向に走査させることが
でき、伝搬媒体を超音波プローブ１内に注入することな
く、集束効果による高分解能な周囲方向の超音波断層像
を得ることができる。

【０１３７】（実施例１１）以下本発明の第１１の実施
例について、図面を用いて説明する。図３３は本発明の
第１１の実施例における超音波診断装置の要部である超
音波プローブ１の先端側３の断面図である。第１１の実
施例は実施例１で示した周囲方向走査機構の別の構成を
示したものである。

【０１３８】図３３において、１５はカテーテル、３２
はカテーテル１５に構成されたルーメン、１６はカテー
テル１５先端側に固定された中空構造のシャフト、１７
はシャフト１６中空部分に差し込まれた中空構造の軸
受、１８は本体部２の駆動部６で発生した回転力を先端
に伝達させるトルク伝達軸、１９はトルク伝達軸１８先
端側に固定されて回転軸、１１１は回転軸１９先端側に
固定された表面形状が平面または凹面形状でかつ円周方
向を向いている回転電極部、１１２は先端側側面に構成
された高分子圧電膜、１１３は高分子圧電膜１１２外側
に構成された一面形状の電極、３０は先端側３にかぶせ
られた保護膜、１０２は電極１１３に接続されルーメン
３２に挿入されている信号線、１０３は回転電極部１１
１に接続され回転軸１９およびトルク伝達軸１８中空部
に挿入された信号線である。

【０１３９】図３４に回転電極部１１１の斜視図を示
す。回転電極部１１１表面１１４は、平面はたは凹面形
状に構成され、表面１１４部分または回転電極部１１１
全体が導電性材料から構成され、信号線１０３に接続さ
れている。表面１１４を凹面形状にした場合、高分子圧
電膜１１２から送波される超音波は、被検体内でこの形
状に応じた位置に集束される。また、回転電極部１１１
の材料としては高分子圧電膜１１２の背面負荷材として
の特性を有するもので構成しても良い。

【０１４０】図３５に高分子圧電膜１１２の構成を示
す。高分子圧電膜１１２は強誘電性を示す高分子材料、
例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やＰＶＤＦの
共重合体例えばＰ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）を分極処理して
圧電性を持たせた高分子圧電膜で、この一方の面に電極
１１３を、例えばスパッタや蒸着で構成する。高分子圧
電膜１１２の分極処理は、電極１１３と反対面に一面の
電極を設け、これらの２つの電極を用い行い、図３５に
示す構成は分極処理後この一面電極を除去することで得
られる。これを、電極１１３が外面を位置するように円
筒状に構成し、超音波プローブ１の先端側３に配置させ
る。

【０１４１】以上のような構成で以下その動作を説明す
る。駆動部５で発生した回転力によりトルク伝達軸１８
とトルク伝達軸１８に固定された回転軸１９は軸受１７
に対して回転される。回転軸１９に接続固定された回転
電極部１１１は、表面１１４を高分子圧電膜１１２に接
触しながら回転される。この回転動作中に、本体部２の
周囲方向用送受信部６から送信電気信号を信号線１０２
と信号線１０３に発生させる。横方向に対する結合が弱
いと言う高分子圧電膜１１２の特性より、電極１１３と
高分子圧電膜１１２との接触面である回転電極部１１１
の表面１１４に挟まれた領域だけが送信電気信号を超音
波に変換し、被検体内に送波する。種々の時間差で得ら
れた反射信号は、高分子圧電膜１１２で受波され、実施
例１に記載された手法で画像構成されモニタ１１に超音
波断層像として表示する。また、表面１１４の形状を凹
面にすることで、集束効果を持たすことも可能であり高
い分解能の断層像を得ることができる。

【０１４２】回転電極部１１１の表面１１４を高分子圧
電膜１１２の内側に接触させ送信電気信号を供給する本
実施例の動作法では、表面１１４と高分子圧電膜１１２
の内側を密着させる必要があり、先端側３内に比して外
側の圧力が高い部位、例えば血管内での適応は有効であ
る。

【０１４３】以上のように本実施例によれば、トルク伝
達軸１８の回転を伝える回転軸１９に接続された回転電
極部１１１と電極１１３を外側に有する高分子圧電膜１
１２を設けることで、回転電極部１１１の回転により、
表面１１４と電極１１３に挟まれた高分子圧電膜１１２
が励振され、超音波を周囲方向に走査させることがで
き、伝搬媒体を超音波プローブ１内に注入することな
く、高分解能な周囲方向の超音波断層像を得ることがで
きる。

【０１４４】（実施例１２）以下本発明の第１２の実施
例について図面を参照しながら説明する。図３６は本発
明の第１２の実施例における超音波診断装置の要部であ
る高分子圧電膜１１２の斜視図である。図３６に記載し
ていないその他の部分は実施例１１に示したものと同じ
である。

【０１４５】図３６において、１１２は高分子圧電膜、
１１３は高分子圧電膜１１２の一方の面に構成された一
面形状の電極、１１５は回転電極部１１１の表面１１４
の大きさに対して非常に小さな面積で、隣接した電極間
どうしで電気的に絶縁されており、全体の面積に対して
電極部分の合計面積の比率が大きな形状、例えば四角
形、からなる複数の微小電極である。微小電極１１５
は、分極処理用の電極を外した高分子圧電膜１１２の面
に、構成したい電極の形状を加工したマスクを用いて、
スパッタや蒸着で構成できる。

【０１４６】以上のような構成で以下その動作を説明す
る。本実施例における送波超音波の周囲方向走査と超音
波の送受波法は、実施例１１と同じである。微小電極１
１５により、回転電極部１１１の表面１１４と高分子圧
電膜１１２との接触抵抗が低減でき、効率良く電気的エ
ネルギーを高分子圧電膜１１２に入力させることができ
る。

【０１４７】以上のように本実施例によれば、高分子圧
電膜１１２の回転電極部１１１との接触面に、微小かつ
複数の微小電極１１５を設けることで、接触抵抗を低減
でき効率よく電気信号を回転電極部１１１から高分子圧
電膜１１２に入力させることができ、総合的な感度を向
上させることができ、高精度な超音波断層像を取得する
ことができる。

【０１４８】（実施例１３）以下本発明の第１３の実施
例について図面を参照しながら説明する。図３７は本発
明の第１３の実施例における超音波診断装置の要部であ
る回転電極部１１１の斜視図である。図３７に記載して
いないその他の部分は実施例１１または１２に示したも
のと同じである。

【０１４９】図３７において、１１１は回転電極部、１
０３は回転電極部１１１に接続された信号線、１１４は
回転電極部１１１の高分子圧電膜１１２との接触面であ
る表面、１１６は表面１１４に設けられた複数の極めて
小さな微小孔で回転電極部１１１内で一つにまとめられ
ている。１１７は回転電極部１１内でまとめられた微小
孔１１６に接続された微細中空管で、１１８は本体部２
内で微細中空管１１６に接続された吸引制御部である。

【０１５０】以上のような構成で以下その動作を説明す
る。本実施例における送波超音波の周囲方向走査と超音
波の送受波法は、実施例１１と同じである。回転電極部
１１１の回転走査中に、吸引制御部１１８から微弱に微
細中空管１１７を介し吸引する。この吸引により微細中
空管１１７に接続された微小孔１１６は、高分子圧電膜
１１２を引きつけ、表面１１４と高分子圧電膜１１２と
の密着性を高める。

【０１５１】以上のように本実施例によれば、回転電極
部１１１の表面１１４に、微小かつ複数の微小孔１１６
を設け、吸引制御部１１８で微弱な力で高分子圧電膜１
１２を引きつけることで、表面１１４と高分子圧電膜１
１２との密着性を高め接触抵抗を低減でき効率よく電気
信号を回転電極部１１１から高分子圧電膜１１２に入力
させることができ、総合的な感度を向上させることがで
き、高精度な超音波断層像を取得することができる。

【０１５２】（実施例１４）以下本発明の第１４の実施
例について図面を参照しながら説明する。図３８は本発
明の第１４の実施例における超音波診断装置の要部であ
る超音波プローブ１の先端側３の断面図である。

【０１５３】図３８において、１５は中空構造の可撓性
を有する高分子材料からなるカテーテル、３２はカテー
テル１５に設けられたルーメン、１６はカテーテル１５
先端側に固定されたシャフト、１７はシャフト１６に固
定された軸受、１８は駆動部５で発生する回転力を先端
側３に伝達するための可撓性を有するトルク伝達軸、１
９はトルク伝達軸１８に固定され軸受１７中空部に挿入
された回転軸、１１９は軸受１７先端側３に固定された
キャップ、１２０は回転軸１９に固定された傘歯車Ａ、
１２１は傘歯車Ｂに勘合された傘歯車Ｂ、１２２は傘歯
車Ｂの中心軸である回転軸Ａ、１２３はキャップ２５内
側に設けられた回転軸Ａ１２２用の２つの軸受Ａ、１２
４は回転軸Ａに設けられたプーリＡ、１２５は回転軸
Ｂ、１２６は回転軸Ｂに設けられたプーリＢ、１２７は
キャップ２５内側に設けられた回転軸Ｂ１２６用の２つ
の軸受Ｂ、１２８は回転軸Ｂ１２５の中心に設置された
回転電極部、１２９はプーリＡ１２４の回転をプーリＢ
１２６に伝達する駆動ベルト、１３０は回転電極部１２
８に設けられたリング電極１３３に接するような導電性
材料からなるブラシ、１３１は図３５または図３６に示
した構造の高分子圧電材料からなる超音波振動子、３０
は先端側３にかぶせられた保護膜である。超音波振動子
１の電極１１３は、先端側３の外側になるように配置さ
れている。信号線１０２はこの電極１１３に信号線１０
３はブラシ１３０に接続され、ルーメン３２内を通り本
体部２に接続されている。

【０１５４】図３９は、図３８における回転電極部１２
８の斜視図である。図３９において、回転電極部１２８
は絶縁性材料で構成され、円周上の一部に導電性の電極
１３２が構成されている。また、側面上には円管状のリ
ング電極１３３が構成され、回転電極部１２８内で、電
極１３２とリング電極１３３は接続されている。リング
電極１３３は、回転電極部１２８の回転時に常にブラシ
１３０に接触し、信号線１０３を捻ることなく電気的に
信号線１０３と電極１３２を接続させる、いわゆるスリ
ップリングの働きを有する。本実施例は、実施例１１や
実施例１２に示した回転電極部１１１による周囲方向走
査を、回転電極部１１１の回転方向を９０゜変化させ、
前方方向の走査を可能としたもので、本体部２内の構成
は、実施例１に記載した構成を同じである。図４０に先
端側３の斜視図を示す。図４０よりキャップ２５は回転
電極部１２８の動作を阻害しない形状に構成されてい
る。

【０１５５】以上のような構成で以下その動作を説明す
る。駆動部５の発生する回転力により、トルク伝達軸１
８、回転軸１９、傘歯車Ａ１２０は回転される。傘歯車
Ａ１２０の回転により傘歯車Ｂ１２１、回転軸Ａ１２
２、プーリＡ１２４は回転される。傘歯車Ａ１２０と傘
歯車Ｂ１２１の勘合部分は、摩擦力の大きなゴム性の材
料でも良い。プーリＡ１２４の回転は、駆動ベルト１２
９によりプーリＢ１２６、回転軸Ｂ１２５、電極１３２
を超音波振動子１３１裏面に接触させながら回転電極部
１２８を回転させる。この動作中に、信号線１０２と１
０３を用い本体部２が実施例１１に示す方法で超音波の
送受波を行い、回転電極部１２８の一回転の内、前方方
向の反射信号を用い超音波断層像を構成することで、図
４０に示した扇形の走査領域１３４に対応した超音波断
層像をモニタ１１上に表示することができる。

【０１５６】図４１（ａ）は回転電極部１２８の別な構
成を示したもので、複数の電極１３２が角度の異なる円
周平面上に中心軸に対し異なった方向、例えば図４１
（ａ）では３個の電極構成であるため１２０゜毎に構成
され、それに応じた３個のリング電極１３３が、一方の
側面または両面に構成されたものである。この回転電極
部１２８を用い、順次電極１３２を切り替え送受波を行
うことで、図４１（ｂ）に示すように前方方向に対し
て、角度の異なる複数の扇形走査領域１３４を走査する
ことが可能となる。なお、中心軸に対して異なった方向
に電極を構成させることで、送受信をシーケンシャルに
行えることができ、また別の電極から送波された超音波
の反射信号を受波することによる偽像を避けられる。

【０１５７】以上のように本実施例によれば、外側に電
極１１３を有する高分子圧電膜１１２からなる超音波振
動子１３１の内側に回転電極部１２８の電極１３２を接
触させながらトルク伝達軸１８の回転軸方向と９０゜異
なる方向を軸とし回転させ、電極１３２と電極１１３に
挟まれた高分子圧電膜１１２を励振させ反射信号を得る
ことで、伝搬媒体を超音波プローブ１内に注入すること
なく、高分解能な周囲方向の超音波断層像を得ることが
できる。

【０１５８】（実施例１５）以下、本発明の第１５の実
施例を図面を用いて説明する。本実施例は実施例１１や
１２における回転電極部１１１の別の構成に関するもの
である。図４２は本発明の第１５の実施例における超音
波診断装置の要部である回転電極部１１１の斜視図であ
る。

【０１５９】図４２において、１１１は回転電極部、１
１４は回転電極の表面、１３５は表面１１４上に設けら
れて高分子圧電膜、１３６は高分子圧電膜１３５上に設
けられた電極である。

【０１６０】図４３は回転電極部１１１が高分子圧電膜
１１２に接触している部分の電気的な接続法を示すのに
用いる概念図である。図４３において、１１２は高分子
圧電膜、１１３は高分子圧電膜１１２外側面に構成され
て電極、１３７は高分子圧電膜１１２の分極方向を示す
矢印、１１１は回転電極部、１３５は回転電極部１１１
表面１１４上の構成された高分子圧電膜、１３６は高分
子圧電膜１３５上に設けられた電極、１３８は高分子圧
電膜１３５の分極方向を示す矢印、１３９は駆動回路、
３０は保護膜である。高分子圧電膜１１２の電極１１３
と反対面には、図３５に示す微小電極１１５を設けても
よい。電極１１３と回転電極部１１１表面１１４は電気
的に接続され、駆動回路１３９の一端に、また電極１３
６は駆動回路１３９の他端に接続される。

【０１６１】高分子圧電膜の特徴として低周波数化や小
面積化は、電気的インピーダンスの増加を招き、駆動回
路１３９のインピーダンスとの不整合により効率的な電
気エネルギーの供給が阻害され、総合的な感度低下から
超音波断層像の劣化につながる。超音波プローブ１は、
例えば冠状動脈５０のような体腔内の細管への適応を想
定しているため、回転電極部１１１に許容される面積は
小さく、想定する周波数を、例えば２０ＭＨｚと実用レ
ベル内で高めても、上記影響が発生する。本実施例で
は、この影響を低減させるため励振される部分の高分子
圧電膜を常に二層化し、等価的に電気インピーダンスを
低減させることができる。但し、電極１３６と電極１３
６に接触する高分子圧電膜１１２の面とは等電位になる
ため、２つの高分子圧電膜１１２、１３５の分極方向を
矢印１３７、１３８に示すように逆にすることで、各々
の高分子圧電膜１１２、１３５に逆極性の駆動電圧がか
かったとしても、同じ方向の振動形態を行うようにな
る。この構成による超音波断層像の取得表示法に関して
は実施例１１に記載しているため省略する。

【０１６２】以上のように本実施例によれば、回転電極
部１１１表面１１４に高分子圧電膜１３５を構成し、高
分子圧電膜１３５の分極方向１３８を高分子圧電膜１１
２の分極方向１３７と逆にし、各々の高分子圧電膜１１
２、１３５に逆極性の駆動電圧をかけることで、小面積
による電気インピーダンスの増加を低減でき、送受信感
度を高めることが可能となり、高精度な超音波断層像を
取得できる。

【０１６３】（実施例１６）本発明の第１６の実施例を
図面を用いて説明する。図４４は本発明の第１６の実施
例における超音波診断装置の要部である本体部２のブロ
ック結線図を示したものである。

【０１６４】図４４において、５は駆動力を発生するモ
ータや角度検出器からなる駆動部、６は駆動部５に接続
された周囲方向用送受信部、７は周囲方向送受信部に接
続された周囲方向用画像構成部、８は駆動部５に接続さ
れた前方方向用送受信部、９は前方方向用送受信部に接
続された前方方向用画像構成部、１０は周囲方向用画像
構成部７と前方方向用画像構成部９に接続された画像メ
モリ部、１１は画像メモリ部に接続された超音波断層像
を表示するモニタ、１２は各種制御指令を入力するオペ
レータ部、１３はオペレータ部に接続された制御部、１
４は制御部に接続された距離計算部、１４０は画像メモ
リ部１０に接続されたプリ画像メモリ部、１４１は画像
メモリ部１０とプリ画像メモリ部１４０に接続された相
関比較部である。相関比較部１４１の出力は制御部１３
に接続されている。なお、図４４に記載されていない超
音波プローブ１は例えば実施例１に示す周囲方向の超音
波断層像が取得表示できる構成を持つものであれば良
い。

【０１６５】以上のような構成で以下その動作を説明す
る。画像メモリ部１０取り込まれた周囲方向の超音波断
層像のすべてまたは一部を、ｎ回転に一回、プリ画像メ
モリ部１４０と相関比較部１４１に転送する。ｎは周囲
方向の走査回転数に依存するが、例えば３０ｒｐｓの回
転数の場合、ｎ＝１から３０（１／３０秒から１秒）な
どが望ましい。プリ画像メモリ部１４０は、画像メモリ
部１０からの上記画像転送タイミングに同期にて、記憶
されている超音波断層像を相関比較部１４１に転送す
る。即ち、相関比較部１４１では、画像メモリ部１０か
ら転送された超音波断層像と、この超音波断層像取得時
に比してｎフレーム前の超音波断層像がプリ画像メモリ
部１４０から転送される。

【０１６６】相関比較部１４１では、これらの２つの画
像より相関演算を行い、あらかじめ設定してあるスレッ
シュホールド値と比較して結果を制御部１３に出力す
る。計算結果より２つの画像が似てない場合には、制御
部１３はオペレータ部１２からの画像静止指令が転送さ
れたとしても、２つの画像が似ていると言う結果になる
までこの指令を無視する。画像静止機能は、実施例１で
も記載したが、取得画像を静止画にし、この画像より距
離計算部１４で定量的な値を求め、診断に役たてること
を主要の目的にしている。この時の画像が歪んでいる
と、操作者に誤った情報を与え誤診断を引き起こす。本
発明ではすでにいくつかの実施例で画像歪を少なくする
構成を記載しているが、トルク伝達性を犠牲にし可撓性
与えたトルク伝達軸１８を用いる限り画像歪を引き起こ
す可能性が少なからず存在する。

【０１６７】時間差のある２つの超音波断層像の相関関
係を求める本実施例の動作により、同一部位で同じよう
な動作で得られた場合のみ、画像静止機能を許容させる
ことができ、異なった部位の場合は当然として、同一部
位でも異なる動作、例えば駆動部５で発生した回転力を
安定して先端側３に伝達できなかった場合でも、画像静
止機能を制限でき、人間では判断不可能な先端側３の回
転動作形態を自動的に判断でき、誤診断の可能性を低減
できる。

【０１６８】図４５は周囲方向超音波断層像の概念図で
ある。図４５において、１４２は回転中心、１４３は血
管壁、１４４は血管壁内部の構造であるスペックルパタ
ーン、１４５は領域Ａ、１４６は領域Ｂである。相関比
較部１４１で比較する画像の領域としては、図４５に示
す周囲方向超音波断層像の領域全体でも良いが、計算量
の低減のため限られた領域、例えば領域Ａ１４５でも良
い。計算領域としては、血管壁内部のスペックルパター
ン１４４が望ましく、血管壁１４３内部の領域Ｂ１４６
は、血液中の断層像を示し構造物がないため暗い画像と
なり、比較するには好ましくない領域となる。従って比
較領域が領域Ａ１４５になるようにあらかじめ相関比較
部１４１に設定しておくか、制御部１３から設定する。

【０１６９】以上のように本実施例によれば、本体部２
内に画像メモリ部１０に接続されたプリ画像メモリ部１
４０と、プリ画像メモリ部１４０と画像メモリ部１０に
接続された相関比較部１４１を設け、相関比較部１４１
の結果に応じ制御部１３がオペレータ部１２からのフリ
ーズ指令を制御することができ、操作者の誤診断の可能
性を低減することができる。

【０１７０】（実施例１７）以下、本発明の第１７の実
施例を図面を用いて説明する。図４６は本発明の第１７
の実施例における超音波診断装置の超音波プローブ１の
後端側４の斜視図である。本実施例は例えば実施例１に
示すような構成における超音波プローブ１と本体部２の
接続部における別な構成に関するものである。

【０１７１】図４６において、１８はトルク伝達軸、３
８はプローブ側コネクタ、３６はプローブ側取付部、４
５はオイルシール材、４６は信号コンタクト部、３９は
本体側コネクタ、１４７はプローブ側コネクタ３８先端
部に設けられた溝、１４８はスプリング、１４９は球、
１５０はスプリング押さえである。

【０１７２】図４７に、図４６における本体側コネクタ
３９の詳細な斜視図を示す。図４７において、１５１は
本体側コネクタ３９に設けられた孔、１５２は本体側コ
ネクタ３９の中空部で、プローブ側コネクタ３８が挿入
される。球１４９、スプリング１４８は孔１５１に挿入
されスプリング押さえ１５０で押さえられる。図４８
は、プローブ側コネクタ３８先端の図で、円周上に設け
られた溝１４７は、途中に球１４９形状に応じたヘコミ
１５３を有している。

【０１７３】以上のような構成で以下その動作を説明す
る。超音波プローブ１後端側４を本体部２に接続する場
合、プローブ側取付部３６と図示してない本体側取付部
３７で全体を接続するとともに、トルク伝達軸１８の接
続は、プローブ側コネクタ３８を本体側コネクタ３９の
中空部１５２、球１４９とヘコミ１５３の位置を合わせ
て挿入することで完了する。駆動部５で発生した回転力
は本体側コネクタ３９を回転させ、球１４９とヘコミ１
５３によりプローブ側コネクタ３８ならびにトルク伝達
軸１８を回転させ、先端側３に伝達させ超音波の２次元
走査が可能となる。トルク伝達軸１８を回転するのに、
スプリング１４８の押し付け力に応じた応力以上が必要
になった場合には、球１４９はヘコミ１５３から外れ溝
１４７に沿って回転する。従って、本体側コネクタ３９
の回転はトルク伝達軸１８に伝達されない。

【０１７４】回転に必要な力が、スプリング１４８に応
じた応力以上に必要にるな場合とは、先端側３に何らか
の問題が生じた時で、このような状態でトルク伝達軸１
８を回転させ続けることは、回転に伴う力をトルク伝達
軸１８に蓄積させ更に重大問題の発生原因になる。

【０１７５】以上のように本実施例によれば、プローブ
側コネクタ３８に溝１４７とヘコミ１５３を設け、本体
側コネクタ３９にスプリング１４８、球１４９とスプリ
ング押さえ１５０を設けることで、駆動部５の回転力を
トルク伝達軸１８に伝達させる共に、先端側３に何等か
ら問題が発生しトルク伝達軸１８を回転させることが不
可能になった場合には、本体側コネクタ３９がプローブ
側コネクタ３８に対して回転され、回転力が伝達しない
ようにでき、重大な問題発生を防ぐことが可能となり、
安全な接続方法を構成することができる。

【０１７６】（実施例１８）本発明の第１８の実施例を
図面を用いて説明する。図４９は第１８の実施例におけ
る超音波振動子の斜視図である。本実施例は例えば実施
例１に示すような構成における周囲方向用超音波振動子
２１や前方方向用超音波振動子２８の別な構成に関する
ものでる。

【０１７７】図４９において、５３は背面負荷材、１５
５は電極Ａ、５４は圧電素子、１５６は電極Ｂ、１５４
は高分子圧電膜、１５７は電極Ｃ、１５８は電極Ａ１５
５に接続された信号線、１５９は電極Ｂ１５６に接続
された信号線、１６０は電極Ｃに接続された信号線であ
る。電極Ｃ１５７、高分子圧電膜１５４、電極Ｂ１５
６、圧電素子５４、電極Ａ１５５、背面負荷材５３の層
構造で超音波振動子は構成されている。更に図５０に示
すように、高分子圧電膜１５４の矢印で示す分極方向は
中心軸に対し対称な形状で逆方向に分極処理され、電極
Ｃ１５７は分極形状に合わせ分割されている。

【０１７８】超音波プローブ１を冠状動脈５０に適応さ
せる場合には前述のように外径を、例えば６Ｆ以下にし
なければならない。この大きさの制限により周囲方向用
超音波振動子２１や前方方向用超音波振動子２８は、必
然的に小さくならざるおえない。このことは超音波振動
子２１や２８の有効面積の縮小に伴う感度低下を引き起
こし、超音波断層像の劣化につながる。高分子圧電材料
は、無機系圧電材料に比して、受信特性や高周波特性に
優れている反面、低周波や小面積化に対し電気的インピ
ーダンスの増加をもたらし、送信特性は良くない。

【０１７９】以上のような構成で以下その動作を説明す
る。超音波送波時は信号線１５８と１５９を用い駆動電
気信号を圧電素子５４に供給する。圧電素子５４は、圧
電セラミックや圧電材料等の送信特性の優れたもので構
成されている。圧電素子５４表面の高分子圧電膜１５４
は音響整合層の役目をはたし、圧電素子５４から送波さ
れた超音波を効率良く伝搬媒体中に伝搬させられる。受
波時は、受信特性の優れた高分子圧電膜１５４の応力変
化に対する変換された電気信号を信号線１５６と１６０
を用いて取得する。更に、図５０に示すように高分子圧
電膜１５４の分極方向に応じた信号をそれぞれ受信す
る。分極方向が逆である各々の出力は、応力変化に対し
電気的に逆な特性となり、この２つの受信信号をいわゆ
る差動増幅型の受信方式で得ることで電気的なノイズを
相殺し、小面積による感度劣化を補うことが可能とな
る。

【０１８０】以上のように本実施例によれば、電極Ｃ１
５７、高分子圧電膜１５４、電極Ｂ１５６、圧電セラミ
ック等から構成される圧電素子５４、電極Ａ１５５、背
面負荷材５３の層構造で超音波振動子を構成し、更に高
分子圧電膜１５４の矢印でしめす分極方向は中心軸に対
し対称ないくつかの形状に分割し逆方向に分極処理する
ことで、小面積による感度劣化を補い、Ｓ／Ｎ特性の優
れた超音波振動子を構成することが可能となる。

【０１８１】

【発明の効果】以上のように本願発明は、周囲方向用超
音波振動子とミラーを対向させ一体に回転させる回転子
により周囲方向の超音波断層像を、回転子先端に設けら
れた偏心軸と振動子ホルダとピボットシャフトにより前
方方向の扇形走査超音波断層像を一方または両方同時に
取得表示することができる優れた超音波診断装置を実現
できるものである。

【０１８２】また振動子ホルダ後端側に対応するキャッ
プ内側に高分子圧電材料から構成された位置検出センサ
を設け、振動子ホルダの走査状態に対する位置信号を得
ることができ、トルク伝達軸の特性に影響されずに、位
置信号を得高精度な超音波断層像を取得表示することが
できる超音波診断装置を実現できる。

【０１８３】またトルク伝達軸の先端側が後端側に対し
層状態を少なくすることで、先端側が複雑な形状である
適応部位でも回転力を安定して伝達させることができ、
高精度な超音波断層像を取得表示することができる超音
波診断装置を実現できる。

【０１８４】また、超音波プローブ先端側に高分子圧電
膜を形成し、円盤電極や回転電極部で高分子圧電膜内側
を接触させながら回転させることで、伝搬媒体を超音波
プローブ内に充満させることなく、高精度な超音波断層
像を取得表示できる超音波診断装置を実現できる。

【０１８５】また、本体部の画像メモリ部に接続された
プリ画像メモリ部と、画像メモリ部とプリ画像メモリ部
に接続された相関比較部を設けることで、相関比較部の
計算結果に応じ画像静止機能を制限させることができ、
誤診断の少ない超音波診断装置を実現できる。

【０１８６】また、プローブ側コネクタに溝およびヘコ
ミを設け、本体側コネクタに一定の応力で押される球を
設けることで、安全性の高い超音波診断装置を実現でき
る。

【０１８７】さらに、電極、高分子圧電膜、電極、圧電
セラミック等から構成される圧電素子、電極、背面負荷
材の層構造で超音波振動子を構成し、中心軸に対し対称
な複数の領域に分割し、この分割されて領域を中心軸に
対し対称になるように高分子圧電膜の分極方向を逆方向
にし、差動型の受信を行うことでることで、小面積によ
る感度劣化を補い、Ｓ／Ｎ特性の優れた超音波振動子を
構成でき、高精度な超音波断層像を取得表示できる超音
波診断装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における超音波診断装置
の概略ブロック結線図

【図２】同実施例における超音波診断装置の要部である
超音波プローブの透視、及び断面図

【図３】同実施例における超音波診断装置の要部である
超音波プローブ後端側の透視図

【図４】同実施例における超音波診断装置の要部である
超音波プローブ適応状態を示す概念図

【図５】同実施例における超音波診断装置の要部である
超音波振動子の断面図

【図６】同実施例における超音波診断装置の要部である
振動子ホルダと偏心軸の関係を示す斜視図

【図７】同実施例における超音波診断装置の要部である
偏心軸の構成要素を示す斜視図

【図８】本発明の第２の実施例における超音波診断装置
の要部である超音波プローブ先端側の断面図

【図９】同実施例における超音波診断装置の要部である
偏心軸の構成要素を示す斜視図

【図１０】同実施例における超音波診断装置の要部であ
る振動子ホルダの走査形態を示す概念図

【図１１】同実施例における超音波診断装置の要部であ
る振動子ホルダの走査形態を示す概念図

【図１２】同実施例における超音波診断装置の要部であ
る超音波プローブ先端側の別構成の断面図

【図１３】本発明の第３の実施例における超音波診断装
置の要部である超音波プローブ先端側の斜視図

【図１４】本発明の第３の実施例における超音波診断装
置の要部である本体部のブロック結線図

【図１５】本発明の第３の実施例における超音波診断装
置の要部である位置センサの断面図

【図１６】本発明の第３の実施例における超音波診断装
置の要部である位置検出部の出力波形図

【図１７】本発明の第４の実施例における超音波診断装
置の要部である本体部のブロック結線図

【図１８】本発明の第４の実施例における超音波診断装
置の要部の出力波形図

【図１９】本発明の第４の実施例における超音波診断装
置の要部であるトルク伝達軸の斜視図

【図２０】本発明の第５の実施例における超音波診断装
置の要部であるトルク伝達軸の伝達軸加工法を示す斜視
図

【図２１】本発明の第６の実施例における超音波診断装
置の要部であるトルク伝達軸の斜視図

【図２２】本発明の第６の実施例における超音波診断装
置の要部であるトルク伝達軸の伝達軸加工法を示す斜視
図

【図２３】本発明の第７の実施例における超音波診断装
置の要部であるトルク伝達軸の部分斜視図

【図２４】本発明の第７の実施例における超音波診断装
置の要部であるトルク伝達軸を構成する素線形状を示す
斜視図

【図２５】本発明の第７の実施例における超音波診断装
置の要部である素線形状の別構成及びトルク伝達軸の別
構成を示すを示す斜視図

【図２６】本発明の第８の実施例における超音波診断装
置の要部である超音波プローブの断面図

【図２７】本発明の第９の実施例における超音波診断装
置の要部である超音波プローブ先端側の断面図

【図２８】本発明の第９の実施例における超音波診断装
置の要部である高分子圧電膜の斜視図

【図２９】本発明の第９の実施例における超音波診断装
置の要部である高分子圧電膜の超音波プローブ側面への
形成を示す斜視図

【図３０】本発明の第９の実施例における超音波診断装
置の要部である円盤電極の構成を示す斜視図

【図３１】本発明の第９の実施例における超音波診断装
置の要部であるリング電極の構成を示す斜視図

【図３２】本発明の第１０の実施例における超音波診断
装置の要部である円盤電極の構成及びその電極と遅延素
子の電気的接続法を示す図

【図３３】本発明の第１１の実施例における超音波診断
装置の要部である超音波プローブ先端側の断面図

【図３４】本発明の第１１の実施例における超音波診断
装置の要部である回転電極部の構成を示す斜視図

【図３５】本発明の第１１の実施例における超音波診断
装置の要部である高分子圧電膜の構成図

【図３６】本発明の第１２の実施例における超音波診断
装置の要部である高分子圧電膜の構成図

【図３７】本発明の第１３の実施例における超音波診断
装置の要部である回転電極部の斜視、及びブロック結線
図

【図３８】本発明の第１４の実施例における超音波診断
装置の要部である超音波プローブ先端側の断面図

【図３９】本発明の第１４の実施例における超音波診断
装置の要部である回転電極部の構成を示す斜視図

【図４０】本発明の第１４の実施例における超音波診断
装置の要部である超音波プローブ先端側の斜視図

【図４１】本発明の第１４の実施例における超音波診断
装置の要部である回転電極部、及び超音波プローブ先端
側の別な構成を示す図

【図４２】本発明の第１５の実施例における超音波診断
装置の要部である回転電極部の構成を示す斜視図

【図４３】本発明の第１５の実施例における超音波診断
装置の要部である電気的接続を説明するのに用いる概念
図

【図４４】本発明の第１６の実施例における超音波診断
装置の要部である本体部のブロック結線図

【図４５】本発明の第１６の実施例における超音波診断
装置の超音波断層像の概念図

【図４６】本発明の第１７の実施例における超音波診断
装置の要部である超音波プローブ後端側の透視図

【図４７】本発明の第１７の実施例における超音波診断
装置の要部である本体側コネクタの構成を示す斜視図

【図４８】本発明の第１７の実施例における超音波診断
装置の要部であるプローブ側コネクタの構成を示す斜視
図

【図４９】本発明の第１８の実施例における超音波診断
装置の要部である超音波振動子の構成を示す斜視図

【図５０】本発明の第１８の実施例における超音波診断
装置の要部である高分子圧電膜の構成を示す概念図

【図５１】従来の超音波プローブの断面図

【符号の説明】

１超音波プローブ２本体部３先端側４後端側５駆動部６周囲方向用送受信部７周囲方向用画像構成部８前方方向用送受信部９前方方向用画像構成部１０画像メモリ部１１モニタ１２オペレータ部１３制御部１４距離計算部１５カテーテル１６シャフト１７軸受１８トルク伝達軸１９回転軸２０回転子２１周囲方向用超音波振動子２２ミラー２３偏心軸２４振動子ホルダ２５キャップ２６音響窓２７梁２８前方方向用超音波振動子２９ピボットシャフト３０保護膜３１空隙部３２ルーメン３３信号線３４信号線３５伝搬媒体注入口３６プローブ側取付部３７本体側取付部３８プローブ側コネクタ３９本体側コネクタ４０モータ４１位置検出器４２第１プーリ４３第２の回転軸４４第２のプーリ４５駆動ベルト４６信号コンタクト部４７オイルシール材４８心臓４９大動脈５０冠状動脈５１狭窄部５２ガイドカテーテル５３背面負荷材５４圧電素子５５電極５６電極５７音響整合層５８信号線５９溝６０回動軸受６１ピン６２回動軸受６３隙間６４接触子６５バネ６６位置検出センサ６７信号線６８コート材６９位置検出部７０受信部７１スレッシュホールド値発生部７２比較部７３位置検出信号発生部７４高分子圧電材料７５電極７６位置検出部７７タイミング信号発生部７８送受信部７９検波部８０パルス生成器８１カウンタ部８２基準値生成部８３比較部８４基準ゲート発生部８５ラッチ部８６先端側８７後端側８８内側層８９心材９０素線９１外層９２隙間９３突起部９４切り込み部９５中間軸受９６微小ルーメン９７高分子圧電膜９８内側電極９９外側電極１００円盤電極１０１電極１０２信号線１０３信号線１０４リング電極１０５絶縁部１０６導電性部１０７円盤電極１０８電極１０９ピッチ１１０遅延素子１１１回転電極部１１２高分子圧電膜１１３電極１１４表面１１５微小電極１１６微小孔１１７微細中空管１１８吸引制御部１１９キャップ１２０傘歯車Ａ１２１傘歯車Ｂ１２２回転軸Ａ１２３軸受Ａ１２４プーリＡ１２５回転軸Ｂ１２６プーリＢ１２７軸受Ｂ１２８回転電極部１２９駆動ベルト１３０ブラシ１３１超音波振動子１３２電極１３３リング電極１３４走査領域１３５高分子圧電膜１３６電極１３７分極方向を示す矢印１３８分極方向を示す矢印１３９駆動回路１４０プリ画像メモリ部１４１相関比較部１４２回転中心１４３血管壁１４４スペックルパターン１４５領域Ａ１４６領域Ｂ１４７溝１４８スプリング１４９球１５０スプリング押さえ１５１孔１５２中空部１５３ヘコミ１５４高分子圧電膜１５５電極Ａ１５６電極Ｂ１５７電極Ｃ１５８信号線１５９信号線１６０信号線１６１超音波プローブ１６２先端側１６３後端側１６４カテーテル１６５トルク伝達軸１６６ミラー１６７反射面１６８軸受部材１６９超音波振動子１７０信号線１７１音響窓１７２ガイドワイヤ１７３伝搬空間１７４排液口１７５Ｙ型分岐１７６接続部１７７伝搬媒体注入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤利春神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１号松下技研株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可撓性の中空細径管構造で複数の微小ル
ーメンを持つカテーテルと、カテーテル先端側に固定さ
れた中空構造のシャフトと、シャフトに固定された摩擦
係数の小さいフッ素系樹脂で構成された中空構造の軸受
と、シャフトおよび軸受の中空部分に挿入された回転軸
と、回転軸先端側に固定され内部に周囲方向用超音波振
動子と超音波反射ミラーを対向させて設置させ超音波出
射側に開口を持つ円管構造の回転子と、回転子先端側に
固定された偏心軸と、後端側の溝に偏心軸が挿入されピ
ボットシャフトで動作方向が前方扇形走査に制限される
振動子ホルダと、振動子ホルダに内包される前方方向用
超音波振動子と、ピボットシャフトを固定するための軸
受に固定されたキャップと、少なくともシャフトより先
端側にかぶせられた保護膜と、回転軸後端側に固定され
本体部で発生した回転力を伝達するための可撓性を有す
多層スプリング構造のトルク伝達軸と、カテーテルのル
ーメンを通り電気的に前方方向用超音波振動子に接続さ
れた信号線と、トルク伝達軸内を通り電気的に周囲方向
用超音波振動子に接続された信号線と、カテーテル後端
側が２つに分岐し一方が本体側に電気的かつ機械的に回
転力を伝達させるトルク伝達軸後端側に接続されたプロ
ーブ側コネクタとオイルシール材と、他方に設けられた
伝搬媒体注入口との構成要素からなる超音波プローブ
と、超音波プローブに設けられたプローブ側コネクタの
勘合するように設けられた本体側コネクタと、トルク伝
達軸内空に配置された信号線と電気的に接続された信号
コンタクト部と、本体側コネクタに接続された第２の回
転軸と、第２に回転軸を回転させるモータと、モータの
回転状態を検出する位置検出器と、信号コンタクト部に
接続された周囲方向用送受信部と、周囲方向用送受信部
に接続された周囲方向用画像構成部と、カテーテルに設
けられてルーメン内に配置された信号線に接続された前
方方向用送受信部と、前方方向用送受信部に接続された
前方方向用画像構成部と、周囲方向用画像構成部と前方
方向用画像構成部に接続された画像メモリ部と、画像メ
モリ部に接続されたモニタと、種々の指令を入力するオ
ペレーション部と、オペレーション部に接続され本体部
の電気的タイミング信号や画像静止制御、画像構成に必
要なデータを発生する制御部からなる本体部とを具備し
た超音波診断装置。
【請求項２】偏心軸に外形形状が球形で摩擦係数の小
さいフッ素系樹脂で構成された回動軸受をピンで回動可
能に固定させた請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】振動子ホルダに、接触部が球形の接振動
子ホルダ後端側に設けられた接触部と、接触子を偏心軸
に常に接触させる振動子ホルダとキャップに設けられた
バネを備えた請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項４】超音波プローブ先端側に対し、振動子ホ
ルダ後端側が接触するキャップ内側の位置に設けられた
電極で挟まれ分極処理で圧電性を示すＰＶＤＦまたはＰ
ＶＤＦ共重合体の高分子圧電膜からなる位置検出センサ
と、位置検出センサ表面に設けられたコート材と、電極
に接続された信号線と、本体内部に設けられた前記信号
線に接続された受信部と、スレッシュホールド値発生部
と、受信部とスレッシュホールド値発生部に接続された
比較部と、比較部に接続され制御部に結果を出力する位
置検出信号発生部を備えた請求項１、２、あるいは３の
いずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項５】超音波プローブ先端側に対し、振動子ホ
ルダ後端側に近く接触しないキャップ内側の位置に設け
られた電極で挟まれ分極処理で圧電性を示すＰＶＤＦま
たはＰＶＤＦ共重合体の高分子圧電膜からなる位置検出
センサと、位置検出センサ表面に設けられたコート材
と、電極に接続された信号線と、信号線に接続された送
受信部と、出力が送受信部に接続されたタイミング信号
発生部と、送受信部に接続された検波部と、検波部に接
続されたパルス生成部と、パルス生成部に接続されたカ
ウンタ部と、基準値生成部と、カウンタ部と基準値生成
部に接続された比較部と、タイミング信号発生部に接続
された基準ゲート発生部と、基準ゲート発生部と比較部
に接続されたラッチ部を備えた請求項１、２、あるいは
３のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項６】回転力を発生する駆動部や超音波プロー
ブ先端側に配置してある超音波振動子と電気的に接続さ
れ送受信ならびに画像構成、表示を行う本体部と、体腔
細管に挿入可能で先端側に位置する超音波振動子の送波
方向を前記本体部で発生した回転力を用い２次元走査す
る機構を先端側に備え全体を可撓性の中空細管であるカ
テーテルで構成された超音波プローブと、前記駆動部と
前記先端側機構に接続され回転力を伝達する先端側から
１００ないし５００ミリ部分が後端側の構成するスプリ
ング層数に対し少ない多層スプリング構造のトルク伝達
軸を備えた超音波診断装置。
【請求項７】回転力を発生する駆動部や超音波プロー
ブ先端側に配置してある超音波振動子と電気的に接続さ
れ送受信ならびに画像構成、表示を行う本体部と、体腔
細管に挿入可能で先端側に位置する超音波振動子の送波
方向を前記本体部で発生した回転力を用い２次元走査す
る機構を先端側に備え全体を可撓性の中空細管であるカ
テーテルで構成された超音波プローブと、前記駆動部と
前記先端側機構に接続され回転力を伝達する先端側から
１００ないし５００ミリ部分が後端側の構成するスプリ
ング径に対し細い多層スプリング構造のトルク伝達軸を
備えた超音波診断装置。
【請求項８】回転力を発生する駆動部や超音波プロー
ブ先端側に配置してある超音波振動子と電気的に接続さ
れ送受信ならびに画像構成、表示を行う本体部と、体腔
細管に挿入可能で先端側に位置する超音波振動子の送波
方向を前記本体部で発生した回転力を用い２次元走査す
る機構を先端側に備え全体を可撓性の中空細管であるカ
テーテルで構成された超音波プローブと、前記駆動部と
前記先端側機構に接続された素線側面に突起部または切
り込み部を任意の間隔毎に設け、複数の角線形状の素線
を並列に配置した状態で外層を構成した多層スプリング
構造のトルク伝達軸を備えた超音波診断装置。
【請求項９】回転力を発生する駆動部や超音波プロー
ブ先端側に配置してある超音波振動子と電気的に接続さ
れ送受信ならびに画像構成、表示を行う本体部と、体腔
細管に挿入可能で先端側に位置する超音波振動子の送波
方向を前記本体部で発生した回転力を用い２次元走査す
る機構を先端側に備え全体を可撓性の中空細管であるカ
テーテルで構成された超音波プローブと、前記駆動部と
前記先端側機構に接続されたトルク伝達軸と、超音波プ
ローブの中間に、先端側カテーテルと後端側カテーテル
を固定し、信号線または伝搬媒体を通過させる複数の微
小ルーメンを持ち、中空部にトルク伝達軸を通過させた
中間軸受を備えた超音波診断装置。
【請求項１０】可撓性の中空細径管構造で複数の微小
ルーメンを持つカテーテルと、カテーテル先端側に固定
されて中空構造のシャフトと、シャフトの固定された摩
擦係数の小さいフッ素系樹脂で構成された中空構造の軸
受と、シャフトおよび軸受の挿入された回転軸と、回転
軸先端側に固定され円周面の一部に導電正電極を備えた
絶縁材料からなる円盤電極と、外側に一面形状の外側電
極を有し内側にカテーテル軸方向を長手方向とした短冊
状の複数の内側電極を有し内側電極が円盤電極に接する
ように超音波プローブ先端側に形成されたＰＶＤＦまた
はＰＶＤＦ共重合体から構成された高分子圧電膜と、高
分子圧電膜にかぶせられた保護膜と、カテーテルのルー
メンを通り外側電極に電気的に接続された信号線と、ト
ルク伝達軸内を通り円盤電極上の電極部に電気的に接続
された信号線と、トルク伝達軸後端側に接続されたプロ
ーブ側コネクタとからなる超音波プローブと、超音波プ
ローブに設けられたプローブ側コネクタと勘合するよう
に設けられた本体側コネクタと、本体側コネクタに接続
された第２の回転軸と、第２の回転軸を回転させるモー
タと、モータの回転状態を検出する位置検出器と、信号
コンタクト部とルーメン内に配置された信号線に接続さ
れた周囲方向用送受信部と、周囲方向用送受信部に接続
された周囲方向用画像構成部と、周囲方向用画像構成部
に接続された画像メモリ部と、画像メモリ部に接続され
たモニタと、種々の指令を入力するオペレーション部
と、オペレーション部に接続され本体部の電気的タイミ
ング信号や画像静止制御、画像構成に必要なデータを発
生する制御部からなる本体部を備えた超音波診断装置。
【請求項１１】内側電極の間隔に対応した複数の導電
性電極を備えた絶縁性材料からなる円管状のリング電極
を、内側電極と円盤電極との間に備えた請求項１０記載
の超音波診断装置。
【請求項１２】円盤電極円周上に内側電極のピッチに
応じた間隔で複数の電極を備え、円盤電極内に配置した
各々の電極に接続され中央に位置する電極ほど遅延量が
大きい特性を有する複数の遅延素子と、これらの遅延素
子出力に接続されたトルク伝達軸内に配置された信号線
とを備えた請求項１０、あるいは１１のいずれか記載の
超音波診断装置。
【請求項１３】可撓性の中空細径管構造で複数の微小
ルーメンを持つカテーテルと、カテーテル先端側に固定
されて中空構造のシャフトと、シャフトの固定された摩
擦係数の小さいフッ素系樹脂で構成された中空構造の軸
受と、シャフトおよび軸受に挿入された回転軸と、回転
軸先端側に固定され表面が平面または凹面形状で円周方
向を向き表面または全体が導電性材料で構成されたた回
転電極部と、外側に一面形状の外側電極を有し内側が回
転電極部に接触するように超音波プローブ先端側に形成
されたＰＶＤＦまたはＰＶＤＦ共重合体から構成された
高分子圧電膜と、高分子圧電膜にかぶせられた保護膜
と、カテーテルのルーメンを通り外側電極に電気的に接
続された信号線と、トルク伝達軸内を通り回転電極部に
電気的に接続された信号線と、トルク伝達軸後端側に接
続されたプローブ側コネクタとからなる超音波プローブ
と、超音波プローブに設けられたプローブ側コネクタと
勘合するように設けられた本体側コネクタと、本体側コ
ネクタに接続された第２の回転軸と、第２の回転軸を回
転させるモータと、モータの回転状態を検出する位置検
出器と、信号コンタクト部とルーメン内に配置された信
号線に接続された周囲方向用送受信部と、周囲方向用送
受信部に接続された周囲方向用画像構成部と、周囲方向
用画像構成部に接続された画像メモリ部と、画像メモリ
部に接続されたモニタと、種々の指令を入力するオペレ
ーション部と、オペレーション部に接続され本体部の電
気的タイミング信号や画像静止制御、画像構成に必要な
データを発生する制御部からなる本体部を備えた超音波
診断装置。
【請求項１４】高分子圧電膜内側に、微小面積で隣接
した電極間と電気的に絶縁され、全体の面積に対し電極
部分の合計面積の比率が大きな形状で形成された複数の
微小電極を備えた請求項１３記載の超音波診断装置。
【請求項１５】回転電極部表面に設けられた複数の微
小孔と、微小孔に接続され回転軸およびトルク伝達軸中
空部に配置された微細中空管と、本体部内で微細中空管
に接続され制御部により動作を制御される吸引制御部を
備えた請求項１３、あるいは１４のいずれか記載の超音
波診断装置。
【請求項１６】回転電極部の形状を円盤形状にし、回
転方向を９０°変換させる機構を超音波プローブ先端側
に有し、高分子圧電膜を超音波プローブ先端側前方部分
に配置し、回転電極部側面に設けられてリング電極と、
カテーテルルーメン内に配置された信号線に接続され電
気的にリング電極を接続されたブラシを有する請求項１
３記載の超音波診断装置。
【請求項１７】請求項１４記載の微小電極を高分子圧
電膜内側に設けられた請求項１６記載の超音波診断装
置。
【請求項１８】円盤電極上に各々の超音波送波方向が
異なるようにかつ回転電極部中心に対し異なった角度に
配置された複数の電極を備えた請求項１６、あるいは１
７のいずれか記載の超音波診断装置。
【請求項１９】回転電極部表面上に、外側に一面形状
の電極を有するＰＶＤＦまたはＰＶＤＦ共重合体の高分
子圧電膜を備え、かつ分極方向が超音波プローブ先端側
側面に形成された高分子圧電膜の分極方向と逆方向にな
るように構成され、回転電極部の表面電位と超音波プロ
ーブ先端側側面に形成された高分子圧電膜の外側電極が
等電位になるように電気的に接続された請求項１３、あ
るいは１４のいずれか記載の超音波診断装置。
【請求項２０】請求項１９記載の回転電極部表面に形
成された高分子圧電膜を備え、超音波プローブ先端側前
方方向に配置した高分子圧電膜内側に接触し回転電極部
の表面電位と超音波プローブ先端側前方に対し形成され
た高分子圧電膜の外側電極が等電位になるように電気的
に接続された請求項１６、１７、１８記載の超音波診断
装置。
【請求項２１】請求項１記載の画像メモリ部に接続さ
れたプリ画像メモリ部と、プリ画像メモリ部と画像メモ
リ部に接続され制御部に出力が接続された相関比較部
と、制御部に接続された距離計算部を備え、相関比較部
の結果によりオペーレーション部からの画像静止指令を
無視する機能を制御部に持たせた請求項１、２、３、
４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１
４、あるいは１５のいずれか記載の超音波診断装置。
【請求項２２】請求項１記載の本体コネクタ側面に孔
を設け、この孔に球、スプリングを挿入し、スプリング
押さえで固定し、プローブ側コネクタ側面に球に勘合す
るヘコミと溝を備えた超音波診断装置。
【請求項２３】請求項１記載の周囲方向用超音波振動
子と前方方向用超音波振動子の一方または両方を、電
極、高分子圧電膜、電極、圧電セラミックまたは圧電結
晶からなる圧電素子、電極、背面負荷材の多層構造と
し、圧電素子で送波し、高分子圧電膜で受波させるよう
な制御機能を送受信部に備え、高分子圧電膜表面の電極
を中心軸に対し対称な形状で複数分割し、この分割され
た領域に対する高分子圧電膜の分極方向を中心軸に対し
対称になるように反転させ、同じ分極方向に対応する電
極の信号線を接続し、差動方式の受信を行える機能を併
せて送受信部に持たせた請求項１、２、３、４、５、
６、７、８、あるいは９のいずれか記載の超音波診断装
置。