JPH07163562A - 体腔内超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】挿入部の湾曲挿入如何にかかわらず、振動子を
円滑にラジアル走査し、回転歪みのない良好な診断画像
が得られ、計測精度を向上させ得る体腔内超音波診断装
置を提供することにある。 【構成】この体腔内超音波診断装置は、回転駆動手段１
３を備えた手元操作部１１から延びて、体腔内に挿入可
能な挿入部１２を有し、この挿入部１２に配置される振
動子２２をフレキシブルシャフト２５の先端側に設け、
上記フレキシブルシャフト２５をガイドチューブ２４内
に回転フリー状態に挿通させ、前記回転駆動手段１３の
回転駆動力をフレキシブルシャフト２５を介して振動子
２２に伝達し、ラジアル走査させる体腔内超音波診断装
置において、前記ガイドチューブ２４はコイル状巻線を
スパイラル状に巻装して構成する一方、前記フレキシブ
ルシャフト２５は回転駆動手段１３の出力側にスライド
連結手段２８により軸方向スライド自在で回転一体に連
結したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、消化管や血管等の腔部
内を診断する体腔内超音波診断装置に係り、特に挿入部
内に設置される振動子をラジアル走査させて超音波診断
を行なう体腔内超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の体腔内超音波診断装置は、細径
超音波プローブを用いたもので、内視鏡鉗子孔を利用し
て食道や腸等の消化管診断や、血管へ直接挿入して血管
内診断を行なうために、挿入部に配置される振動子を機
械的にラジアル走査させて超音波画像を得るようにした
ものである。

【０００３】従来の体腔内超音波診断装置として特開昭
６１−６４２４０号公報や特開平３−２８９９４９号公
報に開示されたものがある。これらの体腔内超音波診断
装置は、超音波プローブの細径化を図るために、駆動モ
ータや位置検出器を手元操作部に設置し、挿入部に配置
しないようになっている。

【０００４】挿入部の先端側に設置される振動子は駆動
モータからの回転駆動力がトルク伝達シャフトであるフ
レキシブルシャフトを介して伝達され、この回転駆動力
により振動子を回転駆動させてラジアル走査している。
フレキシブルシャフトは柔軟性の高いテフロン等のガイ
ドチューブ内に回転フリー状態で挿通され、回転部分が
被検体に直接触れるのを防止している。

【０００５】ところで、体腔内超音波診断装置において
は、被検体の体腔内を診断するために、挿入部を湾曲蛇
行させて挿入する場合がある。この湾曲挿入時にフレキ
シブルシャフトとガイドチューブとの伸縮性が不充分で
等しくないと、軸方向長さに相対的な差が生じ、フレキ
シブルシャフトが引張りあるいは突張り状態となる。

【０００６】この点から、特開昭６１−６４２４０号公
報の体腔内超音波診断装置では、図４に示すように、挿
入部１側において、ガイドチューブ２の先端にスライド
自在に支持した支軸金具３を設け、ガイドチューブ２を
フレキシブルシャフト４に対し軸方向スライド自在とし
たり、また、手元操作部側にスライド金具を設け、駆動
モータの出力軸側にフレキシブルシャフト４を軸方向ス
ライド自在に構成して、フレキシブルシャフト４とガイ
ドチューブ２の軸方向の相対的伸縮差を吸収している。
なお、符号５は回転子であり、符号６は回転子に取付け
た振動子、符号７は音響窓である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６１−６４２４
０号公報記載の体腔内超音波診断装置では、トルク伝達
シャフトであるフレキシブルシャフト４を回転フリーに
覆うガイドチューブ２にテフロン等の柔軟性の高い耐油
性材料が用いられるため、湾曲時に柔軟性の高いガイド
チューブ２がつぶれてしまい、フレキシブルシャフト４
と湾曲部分で強く摩擦する。このため、フレキシブルシ
ャフト４はガイドチューブ２やオイルシールの摩擦の影
響を強く受ける。フレキシブルシャフト４は回転駆動時
に増大した摩擦力により、ガイドチューブ２に対する相
対的な軸方向スライド効果がスムーズに得られなかった
り、シャフト駆動力が増大して、フレキシブルシャフト
４を安定的に駆動させることが困難で回転むらが生じ、
回転トルクの伝達がスムーズに行なわれないため、超音
波画像に歪みが発生し、計測精度の向上が図れない問題
があった。

【０００８】この問題から、特開平３−２８９９４９号
公報記載の体腔内超音波診断装置のように、トルク伝達
シャフトであるフレキシブルシャフトを回転フリーに挿
通させる軸受チューブとしてのガイドチューブをばね作
用を有するコイル状金属巻線でスパイラル状に巻装して
構成したものがある。ガイドチューブをコイル状金属巻
線でスパイラル状に巻装して構成することによりガイド
チューブの湾曲性や伸縮性を向上させることができ、ガ
イドチューブのつぶれを防止することができる。

【０００９】しかし、この体腔内超音波診断装置におい
ても、挿入部の軸方向長さが長くなり、湾曲部分の数が
増えた場合、軸方向長さに対する湾曲蛇行の変化率にガ
イドチューブの伸縮が追随できずに摩擦接触したり、ガ
イドチューブとフレキシブルシャフトとの間に軸方向伸
縮差が生じ、フレキシブルシャフトの突張りや引張りの
原因となったり、フレキシブルシャフトの安定したスム
ーズな回転が得られない恐れがあった。

【００１０】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、挿入部の湾曲挿入如何にかかわらず、振動子
を円滑にラジアル走査し、回転歪みのない良好な診断画
像が得られ、計測精度を向上させ得る体腔内超音波診断
装置を提供することを目的とする。

【００１１】本発明の他の目的は、フレキシブルシャフ
トとガイドチューブの間の摩擦力を充分に低減して軸方
向伸縮差を有効的に吸収し、フレキシブルシャフトを安
定的かつスムーズに回転させ、回転むらが生じることが
ない体腔内超音波診断装置を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る体腔内超音
波診断装置は、上述した課題を解決するために、請求項
１に記載したように、回転駆動手段を備えた手元操作部
から延びて、体腔内に挿入可能な挿入部を有し、この挿
入部に配置される振動子をフレキシブルシャフトの先端
側に設け、上記フレキシブルシャフトをガイドチューブ
内に回転フリー状態に挿通させ、前記回転駆動手段の回
転駆動力をフレキシブルシャフトを介して振動子に伝達
し、ラジアル走査させる体腔内超音波診断装置におい
て、前記ガイドチューブはコイル状巻線をスパイラル状
に巻装して構成する一方、前記フレキシブルシャフトは
回転駆動手段の出力側にスライド連結手段により軸方向
スライド自在で回転一体に連結したものである。

【００１３】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る体腔内超音波診断装置は、請求項１の記載内
容に加えて請求項２に記載したようにスライド連結手段
は回転駆動手段の出力側に取付けられる回転シャフトと
この回転シャフトに軸方向にスライド自在で回転一体に
スプライン結合するスライドシャフトとを有し、上記ス
ライドシャフトにフレキシブルシャフトを回転一体に固
定したり、請求項３に記載したようにスライド連結手段
は、ボールスプライン型軸受装置で構成したものであ
り、さらに、請求項４に記載したように超音波伝達媒体
を封入するシール手段を、スライド連結手段の回転シャ
フト側あるいはハウジング側に、フレキシブルシャフト
およびスライドシャフト以外に設けたものである。

【００１４】

【作用】この体腔内超音波診断装置においては、請求項
１の記載のように、コイル状巻線をスパイラル状に巻装
してガイドチューブを構成し、このガイドチューブ内に
挿通されるフレキシブルシャフトは回転駆動手段の出力
側にスライド連結手段により軸方向にスライド自在で回
転一体に連結したから、ガイドチューブは屈曲性や伸縮
性に優れ、挿入部を大きく湾曲させたり、湾曲部分が多
くなっても、ガイドチューブはつぶれることなく、ガイ
ドチューブとフレキシブルシャフトの間に作用する摩擦
力も小さいので、軸方向伸縮差は円滑かつスムーズに吸
収することができる。したがって、回転駆動手段からの
回転トルクをフレキシブルシャフトを介して振動子に円
滑かつスムーズに伝達することができ、振動子を安定的
にラジアル走査して、回転歪みのない診断画像を得るこ
とができ、計測精度の向上を図ることができる。

【００１５】また、請求項２および３に記載したよう
に、スライド連結手段を構成し、フレキシブルシャフト
を回転駆動手段の出力側に軸方向スライド自在で回転一
体に連結した場合には、フレキシブルシャフトとガイド
チューブの軸方向伸縮差をより有効的に吸収して、フレ
キシブルシャフトを安定的かつスムーズに回転させ、回
転むらが生じることがない。

【００１６】また、請求項４に記載のように、超音波伝
達媒体を封入するシール手段をフレキシブルシャフトや
スライドシャフト以外に設けたので、フレキシブルシャ
フトの軸方向スライドが阻害されることが少なく、軸方
向のスライドがスムーズに行なわれ、湾曲挿入時に生じ
るフレキシブルシャフトとガイドチューブの軸方向長さ
の相対変位を充分に吸収することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明に係る体腔内超音波診断装置の
一実施例について説明する。

【００１８】図１は本発明に係る体腔内超音波診断装置
の一例を示す断面図である。この体腔内超音波診断装置
は細径超音波プローブ１０を備えたもので、この超音波
プローブ１０は内視鏡鉗子孔を利用して食道や腸等の消
化管診断や血管へ直接挿入して血管内診断を行なうよう
になっている。

【００１９】体腔内超音波診断装置の超音波スコープと
しての超音波プローブ１０は、超音波プローブ操作部で
ある手元操作部１１を有する一方、この手元操作部１１
より、一側に延びて折曲自在で可撓性を有する細径筒状
あるいはチューブ状挿入部１２が設けられる。手元操作
部１１には回転駆動手段を構成する駆動モータ１３や図
示しない超音波送受信回路が操作部ケーシング１４内に
収容される。

【００２０】一方、挿入部１２は図２に示すようにポリ
ウレタン等の可撓性材料で形成された細長い円筒状のカ
バーケース１６を有し、このカバーケース１６の先端部
に音響窓１７が一体かつ面一に設けられる。音響窓１７
は音響特性に優れた材料で形成され、内部空間にパラフ
ィン等の音響伝達媒体である超音波伝達媒体１８が満た
されている。カバーケース１６と音響窓１７は挿入部１
２の外部表面を形成し、体腔内に挿入されてその腔壁と
直接接触するようになっている。

【００２１】また、挿入部１２の先端部内には回転子２
０がベアリング２１により回転自在に保持され、この回
転子２０にはそのヘッド部２０ａ側方に超音波を発振さ
せる振動子２２が保持される。振動子２２は超音波発生
面が挿入部１２の軸方向Ｘと直交する方向に向けられ、
これによって回転子２０の回転により振動子２２が回転
したとき、超音波を放射状に発振させ、ラジアル走査が
行なわれる。

【００２２】回転子２０を支持するベアリング２１は軸
受保持スリーブ２３により挿入部１２内に位置決めされ
て、安定的保持される。保持スリーブ２３は後部側に係
合段部を有し、この係合段部に軸受チューブとしてのガ
イドチューブ２４が装着される。ガイドチューブ２４と
保持スリーブ２３の外表面はほぼ面一に整合される。

【００２３】ガイドチューブ２４はばね作用を有するコ
イル状金属巻線が用いられ、このコイル状巻線をスパイ
ラル状に巻装してチューブ状に構成される。コイル状巻
線は円形、楕円形、長円形、矩形等の種々の横断面が考
えられるが、横断面は矩形あるいはその近似形であるこ
とが好ましい。ガイドチューブ２４は屈曲性や伸縮性に
優れるとともに、屈曲してもばね特性を有するコイル状
巻線によりつぶれが生じるのを有効的に防止している。

【００２４】ガイドチューブ２４はカバーチューブ１６
内に挿嵌されて挿入部１２の外径を保持する一方、上記
ガイドチューブ２４内にトルク伝達シャフトとしてのフ
レキシブルシャフト２５が回転フリー状態に挿通され
る。ガイドチューブ２４はフレキシブルシャフト２５の
外径より０．２ｍｍ程大きな内径のコイル巻線からな
る。

【００２５】一方、フレキシブルシャフト２５は例えば
銅被覆鋼線からなるコイル２６ａ，２６ｂを互いに逆方
向に二重巻きして導電性多重ばね構造に構成し、可撓性
や屈曲性に富むとともに回転時の捩れ剛性を高め、回転
トルクをスムーズに伝達できるようになっている。

【００２６】フレキシブルシャフト２５は基部側が軸方
向にスライド自在で回転一体のスライド連結手段２８を
介して駆動モータ１３の出力シャフト２９側に連結され
る一方、フレキシブルシャフト２５の先端側は回転子２
０の後端側係合段部に回転一体に装着される。フレキシ
ブルシャフト２５の内腔を通るリード線３０ａ，３０ｂ
は振動子２２に接続され、振動子２２に駆動信号を印加
するようになっている。また、ハウジング側でリード線
３０ａ，３０ｂはロータリトランス（あるいは）スリッ
プリング）等を介して超音波送受信回路に電気的に接続
される。

【００２７】また、スライド連結手段２８は駆動モータ
１３の出力側に連結されたスリーブシャフト３１内に納
められる。スリーブシャフト３１は操作部ケーシング１
２内に収納された内側ケーシング３２にベアリング３
３，３４を介して回転自在に支持され、このスリーブシ
ャフト３１に取付けられる。

【００２８】スライド連結手段２８は図３に示すように
ボールスプライン型軸受装置からなり、スリーブシャフ
ト３１内に固定される回転シャフトとしての外周ハウジ
ング３５と、この外周ハウジング３５内に挿通されるス
ライドシャフト３６と、このスライドシャフト３６と外
周ハウジング３５により形成される軸方向のスプライン
溝に収容される鋼球（ベアリングボール）列３７とから
構成される。鋼球列３７はスライドシャフト３６の直径
方向に対向して例えば２列設けられる。鋼球列３７は３
列を等角度に配列してもよい。スライドシャフト３６に
はテフロン等の低摩擦材料で設けられる。

【００２９】このようにして、スライドシャフト３６は
外周ハウジング３５に軸方向にスライド自在で回転一体
に設けられる。軸方向のスライドは鋼球列３７を介して
行なわれるのですべり摩擦力が小さく、円滑かつスムー
ズである。

【００３０】スライドシャフト３６には軸孔３８が取付
孔として設けられ、この軸孔３８にトルク伝達シャフト
のフレキシブルシャフト２５が圧入等で挿入され、回転
一体に固定される。

【００３１】また、スライド連結手段２８の外周ハウジ
ング３５は、外筒本体４０と側板４１とを一体的に組み
立てて構成され、上記側板４１にオイルシール４３が設
けられる。このオイルシール４３により超音波伝達媒体
１８の封入を行なうとともに、オイルシール４３を外周
ハウジング３５側に取付けることでスライドシャフト３
６の滑りを円滑にし、阻害しないようになっている。

【００３２】次に、体腔内超音波診断装置の作用を説明
する。

【００３３】体腔内超音波診断装置の超音波プローブ１
０は手元操作部１１を操作して挿入部１２を体腔内に挿
入させる一方、駆動モータ１３を駆動させることによ
り、駆動モータ１３の回転駆動力が出力シャフト２９か
らスライド連結手段２８およびトルク伝達シャフトのフ
レキシブルシャフト２５を介して回転子２０に伝達さ
れ、回転子２０がベアリング２１に支持されて回動す
る。振動子２２は回転子２０の回転と一体に回転する。

【００３４】このとき、図示しない超音波送受信回路か
ら送られる駆動信号（駆動電極）はリード線３０ａ，３
０ｂを経て振動子２２に伝達され、振動子２２を駆動さ
せる。この振動子２２の駆動により超音波発生面より超
音波を半径方向に発振させ、ラジアル走査が行なわれ
る。

【００３５】振動子２２から発振された超音波による被
検体からの反射波はエコー信号となって振動子２２によ
り受信され、この受信信号がリード線３０ａ，３０ｂを
介して図示しない超音波送受信回路に送られ、続いてコ
ネクタケーブルを介して図示しない超音波診断装置の本
体側で信号処理され、図示しないモニタに表示される。

【００３６】この体腔内超音波診断装置によれば、診断
状態に応じてフレキシブルシャフト２５がどのように湾
曲しても、フレキシブルシャフト２５をガイドするガイ
ドチューブ２４はコイル状巻線をスパイラル状に巻装し
て形成されるのでばね作用を有して追従湾曲する。ガイ
ドチューブ２４はばね特性を有するので湾曲によりつぶ
れることもなく、フレキシブルシャフト２５との間の摩
擦力を軽減させている。したがって、フレキシブルシャ
フト２５は駆動モータ１３からの回転トルクを回転子２
０を介して振動子２２に円滑かつスムーズにトルク伝達
することができる。

【００３７】体腔内超音波診断装置の超音波プローブ１
０の挿入部１１が大きく湾曲したり、挿入される湾曲部
分が多くなっても、ガイドチューブ２４はそのばね作用
やコイル状巻線のスパイラル巻きにより湾曲性、伸縮性
が優れている。したがって、ガイドチューブ２４はつぶ
れることなく、フレキシブルシャフト２５の湾曲にスム
ーズに追従し、フレキシブルシャフト２５との間に大き
な摩擦接触力が生じず、フレキシブルシャフト２５の回
転をスムーズに案内できる一方、フレキシブルシャフト
２５は駆動モータ１３の出力側にスライド連結手段２８
により軸方向にスライド自在で回転一体に連結されるの
で、フレキシブルシャフト２５とガイドチューブ２４と
の相対的な軸方向伸縮差をスムーズに吸収できる。

【００３８】フレキシブルシャフト２５の軸方向スライ
ドがスライド連結手段２８によりスムーズに行なわれる
ため、大きな湾曲時や湾曲部分が多くなっても、軸受け
チューブとしてのガイドチューブ２４とトルク伝達シャ
フトであるフレキシブルシャフト２５との相対的伸縮差
を吸収して軸方向長さを常に一定に保つことができるの
で、局部的な摩擦の増大を防止でき、回転トルクをスム
ーズに伝達できる。その際、シール手段としてのオイル
シール４３はスライド連結手段２８の外周ハウジング３
５側に設けられ、スライドシャフト３８側に設ける必要
がないので、フレキシブルシャフト２５のスライド抵抗
をより小さくできる。

【００３９】なお、本発明の一実施例ではスライド連結
手段をボールスプライン型軸受装置で構成した例を示し
たが、スライド連結手段をスプライン結合手段で構成し
てもよい。この場合には、駆動モータの出力側に連結さ
れる回転シャフトと、フレキシブルシャフトを連結する
スライドシャフトとを、スプライン結合させて軸方向に
スライド自在で回転一体とすればよい。回転シャフトと
フレキシブルシャフトは軸方向に摺動自在な嵌合構造と
なる。

【００４０】また、本発明の一実施例では、手元操作部
において駆動モータの出力側にスライド連結手段を設け
た例を示したが、このスライド連結手段は、フレキシブ
ルシャフトの先端側に設けてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上に述べたように本発明に係る体腔内
超音波診断装置においては、ガイドチューブをコイル状
巻線をスパイラル状に巻装して構成し、このガイドチュ
ーブ内に挿通されるフレキシブルシャフトを回転駆動手
段の出力側にスライド連結手段により、軸方向にスライ
ド自在で回転一体に連結したから、ガイドチューブは屈
曲性や伸縮性に優れ、かつ湾曲させてもつぶれることが
なく、挿入部を湾曲挿入させて大きく湾曲したり、湾曲
部分が多くなっても、フレキシブルシャフトとガイドチ
ューブの摩擦力の増大を防止し、フレキシブルシャフト
を介して回転トルクを円滑かつスムーズに伝達でき、回
転歪みの生じない良好な超音波画像を得ることができ、
計測精度の向上が図れる。

【００４２】フレキシブルシャフトを回転駆動手段の出
力側にスライド連結手段で軸方向にスライド自在で回転
一体に連結することにより、フレキシブルシャフトとガ
イドチューブの軸方向伸縮差が有効的に吸収され、フレ
キシブルシャフトが引張状態や突張状態にならず、断線
を有効的に防止でき、信頼性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る体腔内超音波診断装置の一実施例
を示す細径超音波プローブの縦断面図。

【図２】図１に示す体腔内超音波診断装置の挿入部を示
す縦断面図。

【図３】図１に示す体腔内超音波診断装置に備えられる
スライド連結手段の一例を示す斜視図。

【図４】従来の体腔内超音波診断装置に備えられる挿入
部を示す図。

【符号の説明】

１０ 細径超音波プローブ（超音波スコープ） １１ 手元操作部（プローブ操作部） １２ 挿入部 １３ 駆動モータ（回転駆動手段） １４ 操作部ケーシング １６ カバーケース １７ 音響窓 １８ 超音波伝達媒体 ２０ 回転子 ２１ ベアリング ２２ 振動子 ２４ ガイドチューブ ２５ フレキシブルシャフト（トルク伝達シャフト） ２７ 絶縁部材 ２８ スライド連結手段 ３１ スリーブシャフト

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動手段を備えた手元操作部から延
   びて、体腔内に挿入可能な挿入部を有し、この挿入部に
   配置される振動子をフレキシブルシャフトの先端側に設
   け、上記フレキシブルシャフトをガイドチューブ内に回
   転フリー状態に挿通させ、前記回転駆動手段の回転駆動
   力をフレキシブルシャフトを介して振動子に伝達し、ラ
   ジアル走査させる体腔内超音波診断装置において、前記
   ガイドチューブはコイル状巻線をスパイラル状に巻装し
   て構成する一方、前記フレキシブルシャフトは回転駆動
   手段の出力側にスライド連結手段により軸方向スライド
   自在で回転一体に連結したことを特徴とする体腔内超音
   波診断装置。
2. 【請求項２】 スライド連結手段は回転駆動手段の出力
   側に取付けられる回転シャフトとこの回転シャフトに軸
   方向にスライド自在で回転一体にスプライン結合するス
   ライドシャフトとを有し、上記スライドシャフトにフレ
   キシブルシャフトを回転一体に固定した請求項１に記載
   の体腔内超音波診断装置。
3. 【請求項３】 スライド連結手段は、スプライン軸受装
   置で構成した請求項１に記載の体腔内超音波診断装置。
4. 【請求項４】 超音波伝達媒体を封入するシール手段
   を、スライド連結手段の回転シャフト側あるいはハウジ
   ング側に取付け、フレキシブルシャフトおよびスライド
   シャフト以外に設けた請求項２または３に記載の体腔内
   超音波診断装置。