JPH07116168A - 体腔内超音波プローブ - Google Patents

体腔内超音波プローブ

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JPH07116168A
JPH07116168A JP5266017A JP26601793A JPH07116168A JP H07116168 A JPH07116168 A JP H07116168A JP 5266017 A JP5266017 A JP 5266017A JP 26601793 A JP26601793 A JP 26601793A JP H07116168 A JPH07116168 A JP H07116168A
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弘之 矢上
Satoru Nakagawa
哲 中川
Naoto Sato
直人 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波振動子の電気信号を外部回路に伝達す
る信号伝達体に剛性の高い材料をコアとし、コアの表面
を高導電材料で被覆したものを用い、前記信号伝達体を
2本以上撚り合わせて駆動力伝達体を形成することで、
細径でありながら柔軟性、強度に優れ、充分な信号伝達
特性を備えた駆動力伝達体を有する超音波プローブを提
供することを目的としている。 【構成】 コア20と、コア20の外周を覆う高導電率
材料層21と、高導電率材料層21の外周を覆う電気絶
縁体層22よりなる電気信号伝達体18を2本以上撚り
合わせてなる駆動力伝達体12を有している体腔内超音
波プローブ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、生体内に挿入して生体
の診断に用いる体腔内超音波プローブに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、超音波診断装置を用いた画像診断
により、人体のほとんどすべての部分が診断できるよう
になっている。これに伴い、体外より体内臓器などを観
察するためのプローブが数多く実用化されてきている。
【0003】特に、最近では経直腸プローブ、経膣プロ
ーブ、経食道プローブなどを用いて体腔部位によって
は、目的とする患部に直接挿入してより精密な観察や診
断を行うことが可能となってきている。さらに、内視鏡
の鉗子口や血管内にも挿入可能な細径プローブが開発さ
れ、その細径プローブを用いた内視鏡下での胃、胆嚢、
膵臓などの精密診断や、或いはX線透視下での冠状動脈
断面の観察などが試みられてきている。
【0004】さて体内に挿入する内視用の細径プローブ
の場合、プローブのシャフト内にプローブ先端部の超音
波振動子と外部回路を接続する電気信号を伝達する信号
線や、振動子を機械的に回転或いは往復させる場合の駆
動力伝達体(駆動シャフト)を有している。そして、こ
れらの信号線、駆動伝達体には、十分な信号伝達特性や
機械的特性(トルク伝達性、強度)を得ることが求めら
れている。さらに、最近では非常に細い血管(冠状動脈
等)内に挿入するため、シャフトの細径化が大きな課題
となっている。
【0005】従来の超音波プローブにおいては、図6に
示すように、超音波振動子13を機械的に回転或いは往
復駆動させるための駆動力伝達体に中空のコイル42を
用い、その内腔に電気信号を伝達する信号線48を挿入
する構造であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記駆
動力伝達体である中空のコイル42の内腔に電気信号を
伝達する信号線48を挿入する構造にあっては、プロー
ブシャフトの細径化に伴って、駆動力伝達体の内腔が狭
くなり、信号線を挿入することが困難となり、また、挿
入される信号線の細径化によって、電気的インピーダン
スが大きくなるため、信号の損失が大きくなる。
【0007】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、従来の問題点を解決し、シャフトの基端部で与えた
押し込み力の伝達性(プッシャビリティ)に優れ、トル
クの伝達性も高く、充分な信号伝達特性を備えた、細径
の駆動伝達体を有する体腔内超音波プローブを提供する
ものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の体腔内超音波プ
ローブは、中空のシャフトと、該シャフトに配設された
超音波振動子と、該超音波振動子を駆動する振動子駆動
手段と、前記超音波振動子の電気信号を外部回路に伝達
する信号伝達手段と、前記振動子駆動手段の駆動力を前
記超音波振動子に伝達する駆動力伝達手段とを有し、前
記信号伝達手段は、比較的剛性の高い金属のコアと、該
金属のコアの周囲を覆う高導電率材料と、該高導電率材
料の周囲を覆う電気絶縁材料からなり、前記信号伝達手
段を少なくとも2本以上撚り合わせて前記駆動力伝達手
段とした体腔内超音波プローブ。
【0009】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明するが、まず、図1および図5をもとに、本
発明のラジアル走査方式の超音波プローブを用いた体腔
内超音波診断装置の構成及び走査方法について説明す
る。
【0010】体腔内超音波診断装置は超音波プローブ1
と通常の超音波診断装置2およびモータユニット3とか
らなる。超音波プローブ1は、プローブ操作部4とプロ
ーブシャフト5から構成されている。
【0011】プローブシャフト5は中空の金属管からな
るシース10およびシース10の周囲を被覆する高分子
膜11によって形成されている。シース10の外径は
0.3〜6.0mm、肉厚は50〜100μmであり、
高分子膜11の厚さは、30〜100μmである。
【0012】そして、シース10には超弾性合金が好適
に用いられる。ここでいう超弾性合金とは、一般に形状
記憶合金といわれ、少なくとも生体温度(37℃付近)
で超弾性を示すものである。特に好ましくは、49〜5
8原子%NiのTi−Ni系合金、38.5〜41.5
重量%ZnのCu−Zn合金、1〜10重量%XのCu
−Zn−X合金(X=Be,Si,Sn,Al,G
a)、36〜38重量%AlのNi−Al合金等の超弾
性金属体が好適に使用される。特に好ましくは、上記の
Ti−Ni系合金である。また、Ti−Ni系合金の一
部を0.01〜2.0原子%Xで置換したTi−Ni−
X合金(X=Co,Fe,Mn,Cr,V,Al,N
b,Pb,Bなど)とすることにより、機械的特性を適
宜変えることができる。なお超弾性とは、使用温度にお
いて通常の金属が塑性変形する領域まで変形(曲げ、引
っ張り、圧縮)させても、ほぼ元の形状に回復すること
を意味する。
【0013】シース10の表面を覆う高分子膜11とし
ては、潤滑性に富む材料、又は濡れ性の高い材料が使用
でき、シース10の表面を合成樹脂材料などによりプラ
イマリー処理し、この樹脂膜に官能基を設けた後、高分
子材料をコーティングする方法が用いられる。
【0014】合成樹脂材料としては、例えば、ポリオレ
フィンエラストマー、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸
ビニル共重合体、ポリアミドエラストマー、ポリウレタ
ン、フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂、シリコーンゴム等が
使用できる。
【0015】また、高分子材料としては、例えば、ポリ
(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)、ポリヒドロ
キシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルセルロー
ス、メチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体、ポ
リエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリビニ
ルピロリドン等の親水性ポリマーが用いられる。
【0016】シース10の先端部には音響窓15、先端
カバー16が取り付けられており、音響窓15の内部の
空間には超音波を伝播させるための超音波伝達液14が
満たされている。同伝達液14内には超音波振動子13
がシース10に固定された摺動部材17によって回転自
在に配設されている。同振動子13は駆動伝達体である
駆動シャフト12の先端に固定されており、駆動シャフ
ト12によって回転駆動させられる。駆動シャフト12
の後端はプローブ操作部4内に延びており、プローブ操
作部4はモータユニット3に接続されている。
【0017】モータユニット3は、モータ31、歯車3
2、回転軸33、カプラ34、ロータリコネクタ35か
ら構成されている。回転駆動源であるモータ31が駆動
されると歯車32を介して回転力が回転軸33に伝達さ
れ、回転軸33はカプラ34によって駆動シャフト12
に接続される。また、回転軸33の他端はロータリコネ
クタ35を介して超音波診断装置2に接続されており、
振動子13から信号伝達体18によって伝達された電気
信号を超音波診断装置2に伝えている。電気信号は超音
波診断装置2内で処理される。
【0018】次に、本発明の体腔内超音波プローブの使
用方法について説明する。
【0019】まず、超音波プローブ1を所定の体腔部位
に挿入した後、モータユニット3により駆動シャフト1
2を駆動して、超音波振動子13をラジアル走査すると
ともに、信号伝達体18により超音波振動子13に印加
して、超音波を発信させ、かつ、体腔内で反射された超
音波を受信し、その電気信号を信号伝達体18により超
音波診断装置2に伝え、画像処理を行う。なお、この超
音波プローブ1による画像撮影原理は公知のBモード法
が用いられている。
【0020】図1において、本発明の超音波プローブ1
の駆動シャフト12は、信号伝達体18を2本撚り合わ
せてなる。そして信号伝達体18は、図3(a)に示す
ように比較的剛性の高い金属を中実のコア20として用
い、その外周に高導電率材料層21、さらにその外周に
電気絶縁体層22を形成している。
【0021】ここでいう比較的剛性の高い金属とは、引
っ張り強度20kgf/mm2以上、好ましくは50k
gf/mm2以上である。具体的には、ステンレス鋼、
析出硬化型ステンレス鋼、高張力鋼、ピアノ線、ニッケ
ルクロム合金、超弾性合金(形状記憶合金)が好適に用
いられる。またコアとなる金属の外径は5〜300μ
m、好ましくは10〜150μmである。
【0022】コア20の外周にはメッキ、蒸着、スパッ
タリング、溶着等の方法によって高導電率材料層21が
形成されている。高導電率材料層21は、抵抗率10-6
Ωm以下、好ましくは10-7Ωm以下の材料によって形
成される。具体的には金、銀、銅、銅合金が好適に使用
され、肉厚は1〜50μm、好ましくは5〜20μmで
ある。
【0023】高導電率材料層21の周囲は電気絶縁体層
22によって覆われている。
【0024】この電気絶縁体層22の肉厚は、5〜30
μm、好ましくは、5〜20μmである。電気絶縁体層
は、抵抗率106Ωm以上、好ましくは1010Ωm以上
の材料によって形成されている。具体的には、ポリテト
ラフルオロエチレン等のフッ素系、アセタール系、ポリ
イミド系、ポリウレタン等のウレタン系、塩化ビニル系
等の潤滑性樹脂、或いは親水性樹脂が好適に使用され
る。
【0025】なお駆動シャフト12を形成するために撚
り合わせる信号伝達体18は図2、図3(b)のように
3本以上用いても良い。信号伝達体の数を増やすことに
よって信号線としてのインピーダンスを低くすることが
でき、また、駆動シャフトとしての強度を高めることも
できる。また、図3(c)のように撚り合わせた信号伝
達体18を前記の電気絶縁体層22に用いられた樹脂を
用いて、その断面形状がほぼ円形になるように形成する
ことによりプローブシャフトの内面をより均一に接触す
るためトルクの伝達性が向上する。
【0026】また、撚り合わされた信号伝達体18は、
少なくとも両端部、好ましくは数箇所で撚り戻りを防止
するために固定手段により固定することにより、トルク
の伝達性が向上する。
【0027】さらに、本発明の体腔内超音波プローブの
他の実施例について図4を用いて説明する。
【0028】本実施例は、図4に示すように実施例1の
信号線18の断面形状を略扇形としたものである。この
ように断面形状を略扇形にすることで、駆動シャフト1
2の断面形状を略円形にすることが可能になり、より細
径の駆動シャフトを形成することができる。
【0029】上述の実施例の説明では、本発明の好適な
実施例であるラジアル走査方式のみが示されたが、機械
式リニア走査等の機械的に超音波振動子を駆動する他の
走査方式にも本発明を用いることは可能である。様々な
態様が、本明細書に記載の特許請求の範囲によってのみ
限定される本発明の範囲から逸脱することなく実施可能
であることは当業者には明らかである。それ故に、本発
明はここで示され説明された実施例のみに限定されるも
のではない。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、中空のシ
ャフトと、該シャフトに配設された超音波振動子と、該
超音波振動子を駆動する振動子駆動手段と、前記超音波
振動子の電気信号を外部回路に伝達する信号伝達手段
と、前記振動子駆動手段の駆動力を前記超音波振動子に
伝達する駆動力伝達手段とを有し、前記信号伝達手段
は、比較的剛性の高い金属のコアと、該金属の周囲を覆
う高導電率材料と、該高導電率材料の周囲を覆う電気絶
縁材料からなり、前記信号伝達手段を少なくとも2本以
上撚り合わせて前記駆動力伝達手段とすることにより充
分な信号伝達特性を備え、機械的特性(トルク伝達性、
強度)に優れた細径の駆動シャフトを得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の超音波プローブの実施例の先
端部の軸方向断面図である。
【図2】図2は、本発明の超音波プローブに用いられる
駆動シャフトの他の実施例である。
【図3】図3(a)は、図1に示された本発明の超音波
プローブに用いられる駆動シャフトのA−A断面図であ
る。図3(b)は、図2に示された本発明の他の実施例
の超音波プローブに用いられる駆動シャフトのB−B断
面図である。図3(c)は、本発明の超音波プローブに
用いられる駆動シャフトの他の実施例の断面図である。
【図4】図4は、本発明の超音波プローブに用いられる
駆動シャフトの他の実施例の断面図である。
【図5】図5は、本発明の超音波プローブを用いた超音
波診断装置の構成図である。
【図6】図6は、従来の超音波プローブの先端部の軸方
向断面図である。
【符号の説明】
1 超音波プローブ 2 体腔内超音波診断装置 3 モータユニット 4 プローブ操作部 5 プローブシャフト 10 シース 12 駆動力伝達体 18 信号線 20 コア 21 高導電率材料層 22 電気絶縁体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 秀昭 静岡県富士宮市舞々木町150番地 テルモ 株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空のシャフトと、該シャフトに配設さ
    れた超音波振動子と、該超音波振動子を駆動する振動子
    駆動手段と、前記超音波振動子の電気信号を外部回路に
    伝達する信号伝達手段と、前記振動子駆動手段の駆動力
    を前記超音波振動子に伝達する駆動力伝達手段とを有す
    る体腔内超音波プローブにおいて、前記信号伝達手段
    は、比較的剛性の高い金属のコアと、該金属のコアの周
    囲を覆う高導電率材料と、該高導電率材料の周囲を覆う
    電気絶縁材料からなり、前記信号伝達手段を少なくとも
    2本以上撚り合わせて前記駆動力伝達手段としたことを
    特徴とする体腔内超音波プローブ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003086196A1 (fr) * 2002-04-17 2003-10-23 Hitachi Medical Corporation Sonde a ultrasonore pour cavite corporelle
JP2008289910A (ja) * 2001-05-14 2008-12-04 Hitachi Medical Corp 体腔内超音波探触子
JP2013542784A (ja) * 2010-10-22 2013-11-28 ゴア エンタープライズ ホールディングス,インコーポレイティド 形状記憶合金作動装置を備えるカテーテル

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JP2013542784A (ja) * 2010-10-22 2013-11-28 ゴア エンタープライズ ホールディングス,インコーポレイティド 形状記憶合金作動装置を備えるカテーテル

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