JPH07184902A

JPH07184902A - 体腔内超音波プローブ

Info

Publication number: JPH07184902A
Application number: JP5334586A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Horikawa; 義人堀川
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-07-25

Abstract

(57)【要約】【目的】体腔内において患者に苦痛を与えることなく
かつ先端部の正確な位置制御を確実に行なうことができ
る体腔内超音波プローブを提供すること。【構成】ハウジング１７に設けられた雄ネジ部２４と、
シース内のリング２６の雌ネジ部２５とが係合してお
り、モータ２０により駆動されたコイルシャフト１８の
回転に応じて、超音波振動子１６がシース１５内を回転
且つ進退する。そして、超音波振動子が１６螺旋状に動
き、この際に前記ネジ部の螺合により、１回転当り１ピ
ッチ分毎の進みまたは退避による正確且つ確実な走査が
可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波を利用して体腔
内の超音波画像診断を行なうための体腔内超音波プロー
ブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より内視鏡の鉗子口、または、経皮
的に設けられた瘻孔より体腔内に挿入し、対照部位近辺
の超音波断層像を得ることができる超音波プローブがあ
る。この超音波プローブは、超音波振動子の考査方法に
よりセクタ走査型、リニア走査型の２種に大別可能であ
るが、ここでは、リニア走査型の超音波プローブを例に
ついて説明する。

【０００３】図６は、リニア走査型超音波プローブの全
体構成を示すものであり、構造上、先端部１を有する挿
入部２と、駆動部３とからなる。前記先端部１はハウジ
ング４とその中に配された超音波振動子５とからなり、
前記ハウジング４には可撓性のある中空コイル６が接続
され前記挿入部２を形成している。前記中空コイル６の
中には図示しない信号ケーブルが挿通されており、前記
駆動部３を経由して超音波観測装置（図示せず）に接続
されている。この超音波観測装置は、前記超音波振動子
５が受信した超音波信号の信号処理を行なっている。

【０００４】図７に前記駆動部３の内部構成を示してあ
る。この駆動部３の駆動部ケーシング７の中には、前記
中空コイル６を押さえるクリップ８及び中空コイル６に
対してリニア駆動を与えるハンドル９、挿入部２の挿入
長を検出する位置検知手段１０が内蔵されている。

【０００５】診断に際しては、体腔内に挿入部２を挿入
した状態でハンドル９を操作し、挿入部２全体を進退さ
せながら超音波振動子５から超音波信号の送受波を行な
ってリニア走査超音波画像を得る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記従来例の装置に関
しては、少なくとも先端部１が直接体腔内にさらされる
ため、進退させることによりハウジング４先端が体腔内
を圧迫して患者に苦痛を与えたり、体腔内面を傷つける
虞れがあった。

【０００７】この解決策の一例として図８に示す構成が
ある。この構成では、挿入部２全体を柔軟なチューブ１
１で覆っている。この構成の場合、チューブ１１自身は
進退させず、内部の振動子を進退させることで先に述べ
た、進退に伴なう種々の問題点は回避できる。

【０００８】しかしながら、チューブ１１の先端部１を
閉じてしまうため、チューブ１１内に超音波透過性の良
好な媒体（例えば水などの液体）１２を充填する必要が
生じる。この媒体１２による先端部１の摺動抵抗の増加
に伴ない、中空コイル６が伸縮してしまい、駆動力が駆
動部３側の進退駆動力が先端部１に上手に伝わらなかっ
たり、時間的な遅れをもって伝わる。このため、位置検
知手段１０で認識している先端位置と、実際の先端部が
ある位置との間に差異が生じ、超音波画像の乱れが生じ
てしまうことがあった。

【０００９】本発明は前記事情ににかんがみてなされた
もので、体腔内において患者に苦痛を与えることなく、
かつ先端部の正確な位置制御を確実に行なうことができ
る体腔内超音波プローブを提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、超音波を送受
波する超音波振動子が配置されたハウジングを先端に設
けてあると共に、後端に連結された駆動手段により駆動
されて前記ハウジングを回転且つ進退させる駆動力伝達
手段を有する挿入部と、この挿入部を被覆するシースと
を有する体腔内超音波プローブであって、前記シースの
内部の一部に螺旋状に形成された係合溝部を設けると共
に、前記駆動力伝達手段の一部または前記ハウジングに
前記係合溝部と係合する係合部を設け、前記駆動力伝達
手段の回転に応じて前記ハウジングの超音波振動子が前
記シース内を回転且つ進退するように構成されている。

【００１１】

【作用】本発明の構成によれば、前記駆動力伝達手段
の一部または前記ハウジングに設けられた係合部と、シ
ースの係合溝部とが係合しており、駆動手段により駆動
された駆動力伝達手段の回転に応じて、ハウジングの超
音波振動子がシース内を回転且つ進退する。

【００１２】そして、前記構成では、前記駆動力伝達手
段の回転且つ進退に応じて前記超音波振動子が螺旋状に
動き、この際に前記係合溝部と係合部とが係合している
ので、１回転当りすなわち螺旋状に形成された前記係合
溝部の１ピッチ分毎の進みまたは退避による正確且つ確
実な走査が可能となる。

【００１３】

【実施例】図を参照して本発明の実施例について、以下
に説明する。図１及び図２は本発明の第１実施例に係
り、図１は超音波プローブの構成図、図２は挿入部先端
の縦断面図である。

【００１４】本実施例の超音波プローブ４１は、体腔内
に挿入される挿入部１３と、前記挿入部１３を挿入・駆
動する駆動部１４とからなる。

【００１５】前記挿入部１３は可撓性のあるシース１５
で覆われ、その中に超音波振動子１６を装着したハウジ
ング１７と、このハウジング１７及び駆動部１４を機械
的に連結する駆動伝達軸となる中空で可撓性を有する駆
動力伝達手段としてのコイルシャフト１８とを有してい
る。

【００１６】前記シース１５内には、超音波伝達及び潤
滑のための図２に示す媒体１９が満たされており、前記
媒体１９には、超音波振動子１６の周波数に対応するよ
うに例えば１２MHz は青、２０MHz は黄というように着
色がなされている。

【００１７】前記コイルシャフト１８は駆動部１４内で
挿入軸方向には自由な状態で、かつ、駆動部１４内の回
転駆動モータ２０の回転を伝達可能な状態に、連結され
ている。前記コイルシャフト１８の後端に連結されたロ
ッド３７には、スライダ部３８ａを有するスライダ部材
３８が外嵌・固定されている。このスライダ部材３８を
進退自在に保持しているギア３９と、前記回転駆動モー
タ２０の軸に固定されたギア４０との間には、ギア付き
ベルト４６が架け渡されている。前記モータ２０の回転
により、前記コイルシャフト１８は回転と共に回転方向
に応じて進退する。

【００１８】尚、前記コイルシャフト１８が必要以上に
前方へ出ないように、ストッパー２１が設けられてい
る。

【００１９】前記超音波振動子１６との電気信号の送受
信は、スリップリング２２を介してなされる。また、前
記コイルシャフト１８の回転位置はエンコーダ２３によ
り検知される。

【００２０】図２は、前記挿入部１３先端の縦先端断面
を詳細に示したものである。

【００２１】前記コイルシャフト１８に接続された超音
波振動子１６を埋設したハウジング１７の手元側には、
係合部としての雄ネジ部２４が形成されている。一方、
前記シース１５には、その内部に、前記ハウジング１７
の雄ネジ部２４と螺合する係合溝部としての雌ネジ部２
５を設けたリング２６が圧入されている。

【００２２】前記コイルシャフト１８は巻き方向の異な
る２種のコイルを重ね合わせた構造になっており、内部
には前記超音波振動子１６と一端が接続された信号線２
７が通っており、この信号線２７の他端は図１に示すス
リップリング２２に接続されている。スリップリング２
２を介して送られる前記超音波振動子１６の受信波信号
は、図示しない超音波診断観測装置に伝送されるように
なっている。

【００２３】前記構成で、回転駆動モータ２０の回転に
よりコイルシャフト１８が回転する。前記コイルシャフ
ト１８の回転はハウジング１７に伝わり、雄ネジ部２４
を回転させる。ハウジング１７の雄ネジ部２４はリング
２６の雌ネジ部２５と噛み合い、シース１５は、ハウジ
ング１７の回転に伴ないネジの進退により挿入軸方向に
進退する。進退の方向転換は、回転駆動モータ２０に印
加する電圧の極性を反転することにより行なう。

【００２４】前記超音波振動子１６は螺旋状に移動しな
がら送受信を行なっており、エンコーダ２２によって、
一定角度時の受信信号を抽出し、処理することで任意の
角度でのリニア超音波画像が得られ、また、プローブの
周波数は前記観測装置に接続しなくとも、前記シース１
５を介して媒体１９の色を見ればわかる。

【００２５】本実施例では、挿入部全体がシースに覆わ
れており、超音波走査時に超音波振動子等の駆動部分が
患者に直接触れないので苦痛が低減できる。

【００２６】本実施例では、超音波振動子１６をシース
１５内で駆動するため、体腔内で使用した場合に超音波
振動子１６の動きにより体腔内を傷つけることがない。

【００２７】また、本実施例では、プローブ自身に周波
数表示をつけなくとも媒体１９の色のみで容易に周波数
がわかる。そして、本実施例では、シース１５内部に固
定したリング２６に雌ネジ部２５を設け、超音波振動子
１６を取り付けたハウジング１７に雌ネジ部２６のピッ
チに等しい雄ネジ部２４を設けてある。このように本実
施例ではネジ部が螺合しているので、前記コイルシャフ
ト１８により伝達される駆動力により、１回転当り１ピ
ッチ分だけ進退させる間の超音波走査が可能である。こ
のため本実施例では、超音波振動子１６自身は、正確且
つ確実な位置制御ができ、所定量だけ回転しながら進退
させてスパイラル走査するので、３次元的な情報収集が
可能になる。

【００２８】仮に、超音波振動子１６を回転させること
なく進退させるとコイルシャフト１８のバネ性により駆
動部１４の動きに対して追従性が悪いが、回転伝達時に
はコイルシャフト１８自身に縮もうとする力が作用する
ため、良好な伝達性を示す。従って、本実施例では、媒
体１９による抵抗が多少生じても、正確にリニア走査が
可能となり、画像の乱れも生じ難い。

【００２９】図３は本発明の第２実施例に係る超音波プ
ローブの構成図である。

【００３０】図３に示し超音波プローブは、第１実施例
の前記リング２６の雌ネジ部２５に代えて、螺旋状の係
合溝部４３が形成されたリング４４を有している。ま
た、本実施例は、第１実施例においてハウジング１７の
外周に形成された前記雄ネジ部２４に代えて、前記リン
グ４４の係合溝４３のピッチに合わせて、コイルシャフ
ト１８の外周に外嵌・固定されたコイル２８を有してい
る。

【００３１】その他、第１実施例と同様の構成及び作用
については、同じ符号を付して説明を省略すると共に、
異な点についてのみ説明する。

【００３２】前記シース１５は、その先端にバルーン２
９を設けており、このバルーン２９により膨張可能な状
態で先端側が閉塞されている。バルーン２９は、例えば
ラテックス、シリコンゴム等の弾性材で形成されてい
る。さらに、前記シース１５は、前記ハウジング１７の
コイルシャフト１８接続側外周に溝部３０を設け、この
溝３０にＯリング等のシール部材３１が装着され、媒体
１９をハウジング１７との間で液密に保持する構造とな
っている。本実施例で用いる媒体としては、空気、二酸
化炭素ガス等の圧縮性の気体がある。

【００３３】また、本実施例では、図１のストッパー２
１は、例えば電磁石等のＯＮ／ＯＦＦ等によりストッパ
ー機能が解除可能な構造になっている。駆動部１４の他
の構成は、第１の実施例と同様である。

【００３４】前記ストッパー２１を解除することで、前
記コイル２８がリング４４を越えて前方に出る。従っ
て、ハウジング１７等はそれ以上進退方向に動かなくな
り、回転のみ行うので、ラジアル走査が可能になる。

【００３５】前記構成では、前記シール部材３１により
液密となっており、進退時にバルーン３０が膨らんだり
縮んだりすることで媒体による抵抗が吸収される。

【００３６】本実施例は第１実施例の効果に加えて、第
１実施例の雄ネジ２４に相当する構成をコイル２８によ
って構成することで、硬質部であるハウジング１７の長
さを短くでき、プローブ先端の柔軟性が向上し、挿入し
やすくできる。また、本実施例では、先端のバルーン２
９が調圧作用を行なうため、進退走査時の抵抗が均一に
なり、より滑らかな駆動伝達が実現される。すなわち、
駆動部の駆動と振動子の動きとの追従性が向上でき、バ
ルーン２９の調圧作用により負荷を軽減できるので、振
動子周囲に気泡が混入することも防止できる。従って、
良好な超音波断層画像を得ることができる。

【００３７】また、本実施例では、ラジアル走査のみも
可能になり先端部の軸垂直方向の断層像も得られ、診断
能を向上させることができる。

【００３８】図４は本発明の第３実施例に係る超音波プ
ローブの構成図である。

【００３９】図４に示す本実施例のプローブは、第１実
施例において雄ネジ部２４をハウジング１７の一部に形
成するのではなく、先端から一定距離（例えば２０cm程
度）離れた位置であって、コイルシャフト１８の途中に
介装するように雄ネジ部２４を有するネジ部材４５を設
ける。雌ネジ部２５を有するリング２６は、雄ネジ部２
４に合わせて移動して配置する。

【００４０】また、ハウジング１７の両端近傍外周に
は、超音波振動子１６をはさみ込む形でそれぞれ溝部３
２及びＯリング等のシール部材３３を設けてある。この
シール部材３３，３３により絵気密に保持された媒体１
９は、超音波振動子１６の周囲にのみ配置（存在）させ
てある。さらに、ハウジング１７内部には、このハウジ
ング１７の軸方向前後に貫通する連通路３４を設けたて
ある。そして、前記媒体１９以外の部分には、空気等の
気体３５がシース１５先端にて気密に保持されている。
その他、第１実施例と同様の構成及び作用は同じであ
り、異なる点についてのみ説明する。

【００４１】前記構成で、進退走査時には、前記ハウジ
ング１７の進退に伴ないハウジング１７の先端側にある
気体３５が連通路３４を通じて後方に流れる。

【００４２】本実施例は第１実施例の効果に加え、一般
に気体は液体に比べて体積変化が容易で且つ、管内流動
時の抵抗が少ないので、進退走査時における抵抗が均一
になり、より滑らかな駆動伝達が可能となる。

【００４３】本実施例では、硬質部長を分散させること
により、特に先端硬質部長を短くし、挿入性が向上でき
る。

【００４４】尚、図１に示す第１の実施例において、コ
イルシャフト１８全体をテフロンやポリエチレン、ポリ
オレフィン等の樹脂で水密状態に被覆し、シース１５内
に潤滑剤を入れても本第３実施例と同様な作用・効果が
得られ、更なる駆動伝達性の向上が達成できる。

【００４５】図５は本発明の第４実施例に係る超音波プ
ローブの構成図である。

【００４６】図５に示す本実施例のプローブは、第１実
施例のハウジング１７の外周一部に設けた雄ネジ部２４
に代えて、前記ハウジング１７の外周全面（超音波振動
子１６の部分は除く）に断面形状がほぼ円弧状で且つ螺
旋状の係合螺旋凸部４７を形成している。また、前記シ
ース１５は、その内面に、前記ハウジング１７の係合螺
旋凸部４７に係合する係合螺旋凹部４８を形成してい
る。また、前記コイルシャフト１８上には、金属ブレー
ド３６が被覆されている。

【００４７】本実施例は第１実施例の効果に加えて、シ
ース内面の係合螺旋凹部４８が音響レンズの役目をはた
し、挿入軸方向の超音波をフォーカスすることが可能で
あり、超音波画像の分解能を向上させることができる。

【００４８】第１実施例に比べて先端硬質部長を短くで
きるので、挿入性の向上が実現できる。

【００４９】また、本実施例は、前記金属ブレード３６
がシールド強化の役目をはたし、耐ノイズ性が向上す
る。さらに、コイルシャフト１８は引っ張り荷重に対し
て弱いが、金属ブレード３６は一定量以上は伸びないの
で、コイルシャフト１８の伸びによる信号線の断線を防
ぐことができる。そして、コイルシャフト１８の変形が
減るため、駆動伝達性が向上できる。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、挿入
部がシースに覆われており超音波走査時に超音波振動子
やハウジングが患者に直接触れないので苦痛が低減で
き、回転駆動を利用した進退走査を行なうことで駆動力
伝達手段の先端の追従性を向上させ、且つ係合により位
置制御を正確に行なった状態で超音波走査ができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１及び図２は第１実施例に係り、図１は超音
波プローブの構成図。

【図２】図２は挿入部先端の縦断面図。

【図３】図３は第２実施例に係る超音波プローブの構成
図。

【図４】図４は第３実施例に係る超音波プローブの構成
図。

【図５】図５は第４実施例に係る超音波プローブの構成
図。

【図６】図６は従来のリニア走査型超音波プローブの全
体構成図。

【図７】図７は従来のリニア走査型超音波プローブの駆
動部の構成図。

【図８】図８はシースを挿入部に装着した従来の超音波
プローブの構成図。

【符号の説明】

４１…超音波プローブ１３…挿入部１６…超音波振動子１７…ハウジング２４…雄ネジ部１８…コイルシャフト１４…駆動部２０…モータ１５…シース２６…リング２５…雌ネジ部

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【手続補正書】

【提出日】平成６年３月８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】従来より内視鏡の鉗子口、または、経皮
的に設けられた瘻孔より体腔内に挿入し、対照部位近辺
の超音波断層像を得ることができる超音波プローブがあ
る。この超音波プローブは、超音波振動子の走査方法に
よりセクタ走査型、リニア走査型の２種に大別可能であ
るが、ここでは、リニア走査型の超音波プローブを例あ
げて説明する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】本実施例では、シース１５内部に固定した
リング２６に雌ネジ部２５を設け、超音波振動子１６を
取り付けたハウジング１７に雌ネジ部２６のピッチに等
しい雄ネジ部２４を設けてある。このように本実施例で
はネジ部が螺合しているので、前記コイルシャフト１８
により伝達される駆動力により、１回転当り１ピッチ分
だけ進退させる間の超音波走査が可能である。このため
本実施例では、超音波振動子１６自身は、正確且つ確実
な位置制御ができ、所定量だけ回転しながら進退させて
スパイラル走査するので、３次元的な情報収集が可能に
なる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】前記シース１５は、その先端にバルーン２
９を設けており、このバルーン２９により膨張可能な状
態で先端側が閉塞されている。バルーン２９は、例えば
ラテックス、シリコンゴム等の弾性材で形成されてい
る。さらに、前記シース１５は、前記ハウジング１７の
コイルシャフト１８接続側外周に溝部３０を設け、この
溝３０にＯリング等のシール部材３１が装着され、媒体
１９をハウジング１７との間で液密に保持する構造とな
っている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４０】また、ハウジング１７の両端近傍外周に
は、超音波振動子１６をはさみ込む形でそれぞれ溝部３
２及びＯリング等のシール部材３３を設けてある。この
シール部材３３，３３により液密に保持された媒体１９
は、超音波振動子１６の周囲にのみ配置（存在）させて
ある。さらに、ハウジング１７内部には、このハウジン
グ１７の軸方向前後に貫通する連通路３４を設けたてあ
る。そして、前記媒体１９以外の部分には、空気等の気
体３５がシース１５先端にて気密に保持されている。そ
の他、第１実施例と同様の構成及び作用は同じであり、
異なる点についてのみ説明する。

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波を送受波する超音波振動子が配置
されたハウジングを先端に設けてあると共に、後端に連
結された駆動手段により駆動されて前記ハウジングを回
転且つ進退させる駆動力伝達手段を有する挿入部と、こ
の挿入部を被覆するシースとを有する体腔内超音波プロ
ーブであって、前記シースの内部の一部に螺旋状に形成された係合溝部
を設けると共に、前記駆動力伝達手段の一部または前記ハウジングに前記
係合溝部と係合する係合部を設け、前記駆動力伝達手段の回転に応じて前記ハウジングの超
音波振動子が前記シース内を回転且つ進退するように構
成されていることを特徴とする体腔内超音波プローブ。