JPH07184896A - 体腔内超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】音響窓と回転体との接触を防止し、回転むらに
よる画像歪みを発生させることなく、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】体腔内超音波診断装置は、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の先端側を包囲体１７で外観構成する一方、上記
包囲体１７内に振動子２０を備えた回転体２１を音響伝
達媒体１８を充満させて収容し、この回転体２１を回転
トルク伝達用のフレキシブルシャフト２６の先端側に固
定した体腔内超音波診断装置において、前記回転体２１
の軸方両端部を回転保持手段２２，２３で挿入部１２内
に回転自在に両持支持したものである。

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には細径
超音波プローブが用いられ、細径超音波プローブを内視
鏡鉗子孔を利用して体腔内に挿入し、食道や腸等の消化
管診断や血管内に直接挿入して血管内診断を行なってい
る。体腔内超音波診断装置は体腔内に挿入される細径超
音波プローブの挿入部内に超音波を発振させる振動子を
配置し、この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において、体
腔内に挿入可能な挿入部の先端プローブ構造は図５に示
すように構成されている。

【０００４】体腔内超音波診断装置の挿入部１は、カバ
ーチューブ２内に可撓性および伸縮性を有するガイドチ
ューブ３が挿入されて外観保持される一方、ガイドチュ
ーブ３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４が回転フリー状態で挿嵌される。フレキシブル
シャフト４の先端には振動子を備えた回転体５が設けら
れる。

【０００５】回転体５は軸受メンバ６により回転自在に
片持梁状に支持される一方、回転体５はスリーブ状音響
窓７で包含される。音響窓７はカバーチューブ２の先端
側に固着される一方、音響窓７の先端はキャッププラグ
８により閉塞される。

【０００６】音響窓７内の空間は音響伝達媒体で充満さ
れ、振動子から発振される超音波が被検体である生体へ
入射され、回転体５の回転に伴ってラジアル走査される
ようになっている。振動子から軸方向に発振される超音
波は音響反射面９により直交する方向に向きが変えら
れ、音響伝達媒体から音響窓７を経て生体に入射される
ようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】体腔内超音波診断装置
では、体腔内に挿入可能な挿入部１の先端領域で高周波
による高分解能が要求される。このため、挿入部１の先
端部に設けられる音響窓７は超音波の減衰を防ぐ目的で
０．１ｍｍ程度の極薄膜で成形され、しかも音響窓７は
カバーチューブ２先端に片持梁状に固定される。

【０００８】このため、体腔内超音波診断装置の挿入部
１を体腔内に挿入し、腔部内の生体に押し当てたとき、
音響窓７のみが変形し、回転体５と接触を起こす場合が
生じる。音響窓７が変形して回転体５と接触すると、回
転体５のスムーズな回転が阻害され、回転むらが生じる
ため、振動子の等速回転が妨げられ、表示画像に歪みが
生じ、計測精度が低下する恐れがあった。

【０００９】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、包囲体と回転体との接触を防止し、回転むらに
よる画像歪みを発生させることなく、計測精度を向上さ
せた体腔内超音波診断装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【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、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、この挿入部の先端側を包囲体で
外観構成する一方、上記包囲体内に振動子を備えた回転
体を音響伝達媒体を充満させて収容し、この回転体を回
転トルク伝達用のフレキシブルシャフトの先端側に固定
した体腔内超音波診断装置において、前記回転体の軸方
向両端部を回転保持手段で挿入部内に回転自在に両持支
持したものである。

【００１１】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、包囲体はスリー
ブ状をなして挿入部の先端に固定される一方、このスリ
ーブ状包囲体に回転体を支持する回転保持手段が挿入さ
れて固定されたものである。

【００１２】さらに、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または
２の記載内容に加えて請求項３に記載したようにスリー
ブ状包囲体内に収容される回転体は、フレキシブルシャ
フトの先端に回転一体に連結される回転シャフトを手元
側に備え、先端側に軸方向の回転支持軸あるいは支持孔
を形成し、上記回転シャフトおよび回転支持軸あるいは
支持孔を回転保持手段でそれぞれ支持したり、また、請
求項４に記載したように回転体の軸方向手元側を支持す
る回転保持手段は、可撓性および伸縮性を備えたガイド
チューブ先端に固定される軸受メンバであり、回転体の
先端側を支持する回転保持手段は、包囲体を補強するス
リーブメンバとこのスリーブメンバ内に収容される軸受
ピースで構成されたものである。

【００１３】

【作用】本発明の体腔内超音波診断装置は、挿入部先端
部に配置される振動子を備えた回転体をその軸方向両端
部で回転保持手段により回転自在に両持支持したから、
回転体を安定的に支持でき、回転体を収容する包囲体に
横方向から外力が作用しても、包囲体のみが変形するこ
とがなく、挿入部の先端部全体が撓むようになる。

【００１４】このため、挿入部であるプローブ先端部を
体腔内に挿入し、生体に押し当てても、包囲体のみが変
形して回転体と接触するのを未然にかつ有効的に防止で
き、包囲体と回転体との接触を防止できるので、回転体
を円滑かつスムーズに回転させることが可能となる。変
形はフレキシブルシャフト部が吸収してくれる。したが
って、回転むらによる画像歪みを発生させることなく良
好な超音波断層像が得られ、計測精度の向上を図ること
ができ、装置の信頼性を向上させることができる。

【００１５】

【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。

【００１６】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
は超音波スコープとしての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。

【００１７】体腔内超音波診断装置の超音波プローブ１
０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
自在な可撓性の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が操作部ケーシング１４内に収容さ
れる。

【００１８】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（カバーチューブ）１６を有し、このカバー
ケース１６の先端部にスリーブ状の音響窓１７が一体に
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１８が充
満され、音響窓１７の先端側はキャッププラグ１９で液
密に閉塞される。カバーケース１６と音響窓１７は包囲
体として挿入部１２の外観を構成しており、体腔内に挿
入されて腔壁等の生体と直接接触するようになってい
る。

【００１９】また、挿入部１２の先端部（プローブ先端
部）内に振動子２０を備えた回転体２１が収容され、こ
の回転体２１は軸方向両端部が挿入部１２の長手方向に
間隔をおいた回転保持手段２２，２３で回転自在に保持
される。手元側と先端側の回転保持手段２２，２３はス
リーブ状音響窓１７に回転体２１を中にして両側から挿
入され、固定される。

【００２０】手元側回転保持手段２２はスリーブ状音響
窓１７の手元側に圧入される軸受メンバ２４で構成さ
れ、この軸受メンバ２４により回転シャフト２５が回転
自在に支持される。回転シャフト２５は回転体２１から
手元側に一体的に延設されており、この回転シャフト２
５に回転トルクを伝達するフレキシブルシャフト２６が
回転一体に連結される。このフレキシブルシャフト２６
を回転フリー状態に挿通させるガイドチューブ２７が設
けられ、このガイドチューブ２７の先端に軸受メンバ２
４が固定される。

【００２１】また、先端側回転保持手段２３は音響窓１
７の補強スリーブであるスリーブメンバ２８とこのスリ
ーブメンバ２８内に収容される軸受ピース２９とからな
り、この軸受ピース２９の軸受孔３０に回転支持軸３１
が回転自在に支持される。回転支持軸３１は回転体から
軸方向先端に突出して設けられる。先端側回転保持手段
２３のスリーブメンバ１８には外側からキャッププラグ
１９が液密に装着される。

【００２２】しかして、回転体２１はスリーブ状音響窓
１７内に手元側と先端側の回転保持手段２２，２３によ
り位置決めされて安定的に両持保持される。

【００２３】また、手元側回転保持手段２２の軸受メン
バ２４を固定したガイドチューブ２７にはばね作用を有
するコイル状金属巻線が用いられ、ガイドチューブ２７
は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、矩形あるいはその
近似形の横断面であることが好ましい。ガイドチューブ
２７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２７はカバーケース１６内
に挿嵌されて挿入部１２の外径（外観）を保持する一
方、ガイドチューブ２７はフレキシブルシャフト２６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２６は例えば
銅被覆鋼線からなる導電性コイル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２６は基部（手元）
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３３を介して駆動モータ１３の出力シャフト３４側に
連結される一方、フレキシブルシャフト２６の先端側は
回転体２１の後端部に回転一体に装着される。フレキシ
ブルシャフト２６内を通るリード線３５ａ，３５ｂは振
動子２０に接続され、振動子２０に駆動信号を印加する
ようになっている。また、フレキシブルシャフト２６の
後端側にも図示しないリード線やロータリトランス（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３３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３６内に納
められる。スリーブシャフト３６は操作部ケーシング１
４内に収納された内側ケーシング３７にベアリング３
８，３９を介して回転自在に支持される。

【００２８】スライド連結手段３３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３６内に固定される外周ハウジング４０と、この外周
ハウジング４０内に挿通されるスライドシャフト４１
と、このスライドシャフト４１と外周ハウジング４０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４３とから構成される。鋼球列
４３はスライドシャフト４１の直径方向に対向して例え
ば２列設けられる。鋼球列４３は３列を等角度に配列し
てもよい。スライドシャフト４１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４１は
外周ハウジング４０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４３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４１には軸孔４４が取付
孔として設けられ、この軸孔４４にトルク伝達シャフト
のフレキシブルシャフト２６が圧入等で挿入され、回転
一体に固定される。

【００３１】また、ケーシング３７のモータ側端部には
オイルシール４５が設けられる。このオイルシール４５
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４５をモータ側端部に取付けることでスライ
ドシャフト４１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３４か
らスライド連結手段３３およびトルク伝達シャフトのフ
レキシブルシャフト２６を介して回転体２１に伝達さ
れ、回転体２１が回転保持手段２２，２３に両側が支持
されて回動する。振動子２０は回転体２１に備えられて
回転体２１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）はフレキシブルシャフ
ト２６内を通るリード線３５ａ，３５ｂを経て振動子２
０に伝達され、振動子２０を駆動させる。この振動子２
０の駆動により超音波発生面より発振される超音波は音
響反射面４７で反射されて半径方向外方に指向され、ラ
ジアル走査が行なわれる。

【００３５】被検体からの超音波の反射波はエコー信号
となって振動子２０により受信され、この受信信号がリ
ード線３５ａ，３５ｂを介して図示しない超音波送受信
回路に送られ、信号処理される。

【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２６がどのように湾
曲しても、フレキシブルシャフト２６をガイドするガイ
ドチューブ２７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２７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２６とガイドチ
ューブ２７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２６は駆動モータ１３からの
回転トルクを回転体２１を介して振動子２０に円滑かつ
スムーズに伝達することができる。

【００３７】また、この体腔内超音波診断装置において
は、細径超音波プローブ１０の挿入部１１先端側に収容
される回転体２１はその軸方向両端部が回転保持手段２
２，２３により両持支持されるので、挿入先端部の剛性
が向上し、挿入部先端部に横方向から外力が加えられて
も、包囲体を構成する音響窓１７のみが変形することな
く、挿入部１１の先端部全体が撓むことになる。

【００３８】このため、挿入部１１を体腔内に挿入して
腔部壁等の生体に押し当てても、音響窓１７のみが変形
して回転体２１と接触するのを未然にかつ有効的に防止
でき、変形はフレキシブルシャフト２６とガイドチュー
ブ２７の変形により吸収される。音響窓１７と回転体２
１との接触を防止できるので、回転体２１を円滑かつス
ムーズに回転させることができ、回転むらによる画像歪
みを発生させることなく、良好な超音波断層像が得られ
る。したがって、計測精度の向上を図ることができ、装
置の信頼性が向上する。

【００３９】図３は本発明に係る体腔内超音波診断装置
の他の実施例を示したものである。

【００４０】この実施例に示された体腔内超音波診断装
置は細径超音波プローブの挿入部１２Ａを変更したもの
で、回転体２１を支持する先端側回転保持手段５０を図
２に示す回転保持手段２３と異にしたもので、他の構成
は実質的に異ならないので同一符号を付して説明を省略
する。

【００４１】先端側回転保持手段５０はスリーブ状音響
窓１７に挿嵌される補強スリーブとしてのスリーブメン
バ５１とこのスリーブメンバ５１内に収容される軸受ピ
ース５２とを有する。軸受ピース５２には支持軸５３が
突出しており、この支持軸５３に軸方向の支持孔５４が
嵌合して支持される。支持孔５４は回転体２１の先端側
に形成される。

【００４２】この場合にも、図２に示すものと同様、回
転体２１を手元側と先端側の回転保持手段２２，５０で
安定的に両持支持することができ、一実施例に示すもの
と同じ作用効果を奏する。

【００４３】

【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、挿入部先端部に配置される
振動子を備えた回転体とその軸方向両端部で回転保持手
段により回転自在に両持支持したから、回転体を収容す
る包囲体に横方向から外力が作用しても、包囲体のみが
変形することがなく、挿入部の先端部全体が撓むように
なる。

【００４４】このため、挿入部であるプローブ先端部を
体腔内に挿入し、生体に押し当てても、包囲体のみが変
形して回転体と接触するのを未然にかつ有効的に防止で
き、包囲体と回転体との接触を防止できるので、回転体
を円滑かつスムーズに回転させることが可能となる。変
形はフレキシブルシャフト部が吸収してくれる。したが
って、回転むらによる画像歪みを発生させることなく良
好な超音波断層像が得られ、計測精度の向上を図ること
ができ、装置の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先端
を示す縦断面図。

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

【図４】本発明に係る体腔内超音波診断装置の他の実施
例を示すもので挿入部先端の縦断面図。

【図５】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 １２ 挿入部 １３ 駆動モータ １６ カバーチューブ １７ 包囲体（音響窓） １８ 音響伝達媒体 ２０ 振動子 ２１ 回転体 ２２，２３，５０ 回転保持手段 ２４ 軸受メンバ ２５ 回転シャフト ２６ フレキシブルシャフト（トルク伝達シャフト） ２７ ガイドチューブ ２８ スリーブメンバ ２９ 軸受ピース ３０ 軸受孔（支持孔） ３３ スライド連結手段 ４０ 外周ハウジング ４１ スライドシャフト

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、この挿入部の先端側を包囲体で外観構
   成する一方、上記包囲体内に振動子を備えた回転体を音
   響伝達媒体を充満させて収容し、この回転体を回転トル
   ク伝達用のフレキシブルシャフトの先端側に固定した体
   腔内超音波診断装置において、前記回転体の軸方向両端
   部を挿入部内に回転保持手段で回転自在に両持支持した
   ことを特徴とする体腔内超音波診断装置。
2. 【請求項２】 包囲体はスリーブ状をなして挿入部の先
   端に固定される一方、このスリーブ状包囲体に回転体を
   支持する回転保持手段が挿入されて固定された請求項１
   に記載の体腔内超音波診断装置。
3. 【請求項３】 スリーブ状包囲体内に収容される回転体
   は、フレキシブルシャフトの先端に回転一体に連結され
   る回転シャフトを手元側に備え、先端側に軸方向の回転
   支持軸あるいは支持孔を形成し、上記回転シャフトおよ
   び回転支持軸あるいは支持孔を回転保持手段でそれぞれ
   支持した請求項１にまたは２に記載の体腔内超音波診断
   装置。
4. 【請求項４】 回転体の軸方向手元側を支持する回転保
   持手段は、可撓性および伸縮性を備えたガイドチューブ
   先端に固定される軸受メンバであり、回転体の先端側を
   支持する回転保持手段は、包囲体を補強するスリーブメ
   ンバとこのスリーブメンバ内に収容される軸受ピースで
   構成された請求項１または２に記載の体腔内超音波診断
   装置。