JPH0723956A

JPH0723956A - 超音波診断装置と伝搬媒体注入方法

Info

Publication number: JPH0723956A
Application number: JP17011093A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Adachi; 明久足立; Shinichiro Ueno; 進一郎植野; Hidetomo Nagahara; 英知永原; Kenji Tawara; 健司田原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-07-09
Filing date: 1993-07-09
Publication date: 1995-01-27

Abstract

(57)【要約】【目的】超音波プローブ内から超音波断層像に影響す
る気泡を除去し、かつ漏れ電流の発生の可能性をも低減
した超音波プローブを用いた超音波診断装置とそのため
の伝搬媒体注入方法を実現することを目的とする。【構成】可撓性の中空構造で先端部から後端部までの
肉厚部に少なくとも１つ以上の管空構造のルーメン１７
を有するカテーテル１３内に、走査機構１４、超音波振
動子１５、トルク伝達軸１６を内包する超音波プローブ
１の、カテーテル１３中空部に接続された伝搬媒体注入
口２０に伝搬媒体１９を接続し、ルーメン１７に接続さ
れた排気口２２を閉じ、超音波プローブ１と伝搬媒体１
９を大気圧より減圧し、再び大気圧に戻すことにより超
音波プローブ１先端体積の空気を減圧と大気圧の関係よ
り縮小させかつ伝搬媒体１９の溶解能により超音波プロ
ーブ１内に残存する空気をなくすか極めて小さくするこ
とが可能となる。

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超音波断層像を得る、特に血
管のような極めて細い生体体腔内に挿入可能な超音波プ
ローブを用いた超音波診断装置および超音波プローブへ
の伝搬媒体注入方法に関する。

【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で構成された例え
ばカテーテル先端内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次元走査させる超音波プローブを用
い、血管内部または血管壁内の超音波断層像を得る超音
波診断装置がある。

【０００３】このような超音波プローブの先端部分は、
漏れ電流のような電気的な安全性や危険物質の体内への
流出等の安全性を考え、音響窓材等により密封されてい
る。この密封された先端部分には超音波振動子が内包さ
れている。超音波振動子の音波送受波面と音響窓材の内
壁部分は、超音波振動子の２次元走査を阻害させないた
めの空間が必要である。この空間部分には、超音波を効
率良く体内に送受波させるために、例えば生理食塩水等
の超音波伝搬媒体が充満されている。

【０００４】この細径超音波プローブ内部への超音波伝
搬媒体注入法に関しては、例えば特開平３−１２８０４
７号公報に記載された構成が知られている。以下図１５
を用い従来の超音波伝搬媒体注入法を説明する。図１５
（ａ）は超音波プローブ先端部の拡大透視図であり、大
きくバルーン部５３とプローブ先端部５４に分けること
ができる。図１５（ａ）に於いて、５５は超音波プロー
ブ、５６は超音波プローブ５５外側部分で柔軟性を有す
る例えばテフロン等で構成された円筒形状のシース、５
７は柔軟性を有するコイル材、５８は超音波を送受波す
る超音波振動子から構成された超音波振動子ユニット、
５９はシース５６先端に設けられた連結部材、６０は連
結部材５９中空部分である連通孔、６１は連結部材５９
先端部に設けられた破損部材、６２は連結部材５９先端
外側部分に設けられたネジ、６３はシリコンゴム等の伸
縮性を有するバルーン、６４はバルーン６３に設けられ
た係合部材、６５は係合部材６４内側に設けられネジ６
２と合うするネジ、６６は係合部材６４に設けられた薄
膜、６７はバルーン６３内部に封入された伝搬媒体であ
る。なお、超音波振動子ユニット５８はコイル材５７内
部に配置された図示していない信号線により図示してい
ない本体部と電気的に接続されている。

【０００５】以上のような構成で以下その動作を説明す
る。超音波診断を実施する前、例えば超音波プローブ５
５の輸送時、超音波プローブ５５は図１５（ａ）のよう
に、伝搬媒体６７を内包したバルーン部５３と分離され
ている。この状態では、超音波振動子ユニット５８とシ
ース５６内壁面には空間があるため空気が存在し、超音
波の送受波は困難となり、診断時には伝搬媒体６７を前
記空間に充満させる必要がある。

【０００６】従って、超音波診断時に伝搬媒体６７を内
包したバルーン６３を、超音波プローブ５５に接続させ
ることにより伝搬媒体６７を超音波プローブ５５内に注
入させる。接続方法は図１５（ｂ）に示すように、連結
部材５９先端に設けられたネジ６２に対し、係合部６４
に設けられたネジ６５を用い行う。この動作により、薄
膜６６は破損部材６１により破られ、バルーン６３の縮
みにより伝搬媒体６７は連通孔６０を介し、超音波プロ
ーブ５５内部に注入され、超音波振動子ユニット５８近
傍に満たされる。

【０００７】このように、伝搬媒体６７を超音波プロー
ブ５５内に注入した後に、超音波プローブ５５を目的と
する部位に挿入し、超音波振動子ユニット５８をコイル
材５７により回動もしくは直線動作させながら超音波を
送受波することにより、効率良く被検部位の超音波断層
像を得ることが可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の構
成では、伝搬媒体６７が必ず超音波振動子ユニット５８
近傍に存在するとは限らない、従って別な部位に伝搬媒
体６７が移動した場合には、良好な超音波断層像を得る
ことはできない。また、空気にさらされていた超音波振
動子ユニット５８に伝搬媒体６７を注入するため、微小
な気泡が残存する可能性が高く、特に超音波送受波面に
存在する場合には、やはり良好な超音波断層像を得るこ
とはできない。

【０００９】更に、バルーン６３と超音波プローブ５５
の接続は２つのネジ６２、６５によりなされるため、電
気的に完全に密閉されているとは言えず、生体内での使
用に際し漏れ電流発生の可能性があり、安全面の課題を
有していた。また、外部で発生した安定した回転力を複
雑な構造で屈曲部を有する体腔内部でも振動子ユニット
５８に伝達しなければ優れた超音波断層像が得られない
と言う課題も有していた。

【００１０】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、超音波プローブ５５内に超音波断層像に影響する気
泡をなくす、もしくは超音波断層像に影響しないように
し、かつ漏れ電流の発生の可能性をも低減した超音波プ
ローブを用いた超音波診断装置と、超音波プローブへの
伝搬媒体注入方法とを提供することを目的とする。

【００１１】

【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、超音波プローブと本体部
に大きく分けられ、超音波プローブは、先端部と後端部
を持つ可撓性の中空管構造で先端部から後端部までの肉
厚部分に少なくとも１つ以上の管空構造のルーメンを有
するカテーテルと、カテーテル先端部に位置し超音波を
送受波する超音波振動子を内包し２次元動作させる先端
走査機構と、先端走査機構を包みカテーテル先端部に固
定された音響窓と、カテーテル中空部分に内包され一方
に先端走査機構を他方に金属パイプを接続したトルク伝
達軸と、トルク伝達軸に内包され前記超音波振動子に電
気的に接続された信号線と、プローブ後端部に接続固定
されカテーテル中空部に接続された伝搬媒体注入口と前
記カテーテル肉厚部分に構成されたルーメンに接続され
た排気口を持ちトルク伝達軸から伝搬媒体の流出を防止
するオイルシールを有する後端部の構成を有している。

【００１２】また、別構成として超音波プローブは、先
端部と後端部を持つ可撓性の中空管構造のカテーテル
と、カテーテル先端部に位置し超音波を送受波する超音
波振動子を内包し２次元動作させる先端走査機構と、先
端走査機構を包みカテーテル先端部に固定されかつ先端
走査機構より先端側に空気だめ用の空間を有した音響窓
と、カテーテル中空部分に内包され一方に先端走査機構
を他方に金属パイプを接続したトルク伝達軸と、トルク
伝達軸に内包され前記超音波振動子に電気的に接続され
た信号線と、プローブ後端部に接続固定されカテーテル
中空部に接続された伝搬媒体注入口とトルク伝達軸から
伝搬媒体の流出を防止するオイルシールを有する後端部
の構成を有している。

【００１３】また、トルク伝達軸後端側に接続された金
属パイプに回転力を伝達する接続用ピンとトルク伝達軸
に内包された信号線に接続されたコンタクトピンを有
し、駆動部内のスリップリングの回転軸に前記接続用ピ
ンとコンタクトピンに勘合する接続用ホールとコンタク
トピン用ホールを有する構成を有している。

【００１４】また、トルク伝達軸が、素線厚み×素線幅
の長方形の断面形状でなる素線で構成され、想定する屈
曲部位の曲率半径Ｒとトルク伝達軸直径Ｄに対し素線間
隔が（Ｒ−Ｄ／２）＞（素線幅）／（素線幅＋素線間隔）の関係を満たす多層スプリング構造である構成を有して
いる。

【００１５】また、トルク伝達軸が素線厚み×素線幅の
長方形の断面形状である素線で構成された、想定する屈
曲部位の曲率半径Ｒとトルク伝達軸直径Ｄに対し素線間
隔を、（Ｒ−Ｄ／２）＞（素線幅）／（素線幅＋素線間隔）＋
ｃ０＜ｃ＜０．３の関係を満たす多層スプリング構造である構成を有して
いるまた、トルク伝達軸が２層構造で、本体部にプローブホ
ルダとプローブホルダ内に設けらたセンサを設けた構成
を有している。

【００１６】更に、トルク伝達軸が形状記憶材料の素線
で構成され、プローブホルダとプローブホルダ内に設け
られ出力が制御部に接続されたセンサとプローブホルダ
内に設けられたヒータ部を設けた構成を有している。

【００１７】そして、本発明の超音波プローブへの伝搬
媒体注入方法は、伝搬媒体注入口に伝搬媒体を接続し、
超音波プローブと伝搬媒体を大気圧より減圧した後再び
大気圧に戻すものである。

【００１８】

【作用】上記の構成により、プローブ後端側の伝搬媒体
注入口に伝搬媒体を接続し、排気口を閉じ、超音波プロ
ーブと伝搬媒体を大気圧より減圧し大気圧に戻すことに
より、超音波プローブ先端体積の空気を減圧と大気圧の
関係から計算される量に縮小させかつ伝搬媒体の溶解能
により、超音波プローブ内の残存する空気をなくすか極
めて小さいものにすることができる。

【００１９】また、プローブ後端側の伝搬媒体注入口に
伝搬媒体を接続し、超音波プローブと伝搬媒体を大気圧
より減圧し大気圧に戻すことにより、超音波プローブ全
体長さ分の体積の空気を減圧と大気圧の関係と伝搬媒体
の溶解能から計算される量に縮小させかつ先端側に構成
した空気だめに閉じこめることができる。

【００２０】また、トルク伝達軸後端側に接続された金
属パイプに回転力を伝達する接続用ピンとトルク伝達軸
に内包された信号線に接続されたコンタクトピンと、駆
動部内のスリップリングの回転軸に前記接続用ピンとコ
ンタクトピンに勘合する接続用ホールとコンタクトピン
用ホールを設けることにより、超音波プローブと駆動部
を容易に脱着でき、更に上記伝搬媒体注入時に駆動部を
減圧環境にする必要がなくすことができる。

【００２１】また、想定する体腔内の屈曲形状に対し、
トルク伝達軸の素線幅、素線間隔を選択して構成するこ
とで、柔軟性とトルク伝達性を合わせ持たすことが可能
となる。また、超音波プローブをプローブホルダに保持
した時に、トルク伝達軸を任意の時間逆回転させること
ができ、診断により発生したトルク伝達軸の構造的な経
時変化を元に戻すことができる。更に、トルク伝達軸を
形状記憶材料の素線で構成し超音波プローブをプローブ
ホルダに保持した時に、ヒータ部によりトルク伝達軸を
加熱することができ、診断により発生したトルク伝達軸
の構造的な経時変化を元に戻すことができる。

【００２２】

【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。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は被検管１２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１の先端部、４はプローブ後端
部、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に接続された送受信部、７は送受
信部６に接続された画像構成部、８は画像構成部７に接
続された画像メモリ部、９は画像メモリ部８に接続され
た超音波断層像を表示するモニタ、１０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、１１はオペレータ部１０に接続された制
御部である。本体部２は、送受信部６、画像構成部７、
画像メモリ部８、モニタ９、オペレータ部１０、制御部
１１から構成されており、超音波プローブ１においてプ
ローブ後端部４と駆動部５とは着脱可能となっている。

【００２３】図２は図１における超音波プローブ１の透
視図である。図２において、１３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、１４はカテー
テル１３先端に配置された走査機構、１５は走査機構１
４先端に配置された超音波振動子、１６は図に記載され
ない駆動部５で発生した回転力を走査機構１４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、１７はカテーテル１３の肉厚部に構成されたルーメ
ン、１８はカテーテル１３先端に設けられた音響窓、１
９はカテーテル１３内部に注入する例えば生理食塩水の
伝搬媒体、２０は伝搬媒体１９をカテーテル１３内に注
入するための伝搬媒体注入口、２２はカテーテル１３内
部の空気を取り除くためのルーメン１７に接続された排
気口、２３はカテーテル１３先端側に設けられた音響窓
１８の長さである先端寸法Ｌ、２４はカテーテル１３内
に注入された伝搬媒体１９が後端側から漏れるのを防止
するオイルシール、２５は走査機構１４先端に設けられ
た超音波振動子１５に接続されトルク伝達軸１６内に配
置されたプローブ側信号線、２６は図示されていない駆
動部５とトルク伝達軸１６を接続するためトルク伝達軸
１６後端に設けられたプローブ側信号線２５を内部にモ
ールド固定した例えば鉄製の金属パイプ、２７は超音波
プローブ１と伝搬媒体１９全体を内包するデシケータ、
２８はデシケータ２５内を減圧するための真空ポンプで
ある。

【００２４】以上のように構成された超音波診断装置に
ついて、図１及び図２を用いてその動作を説明する。ま
ず、超音波プローブ１を被検管１２内に挿入し、患部近
傍にプローブ先端部３を移動させる。患部近傍にプロー
ブ先端部３が位置したら、オペレータ部１０より制御部
１１を介し、駆動部５を駆動させる。駆動部５の回転力
は、金属パイプ２６を介してトルク伝達軸１６に伝達さ
れ、プローブ先端部３に内包される走査機構１４を回転
させる。

【００２５】送受信部６からプローブ側信号線２５を介
し送信信号を超音波振動子１５に送信し、超音波振動子
１５で超音波に変換し、超音波振動子１５より被検体に
超音波を送波する。超音波振動子１５から送波された超
音波が被検管１２に効率よく伝搬されるよう、カテーテ
ル１３内部は脱気した伝搬媒体１９で充満されている。

【００２６】超音波振動子１５から送波された超音波
は、被検管１２例えば血管に照射され、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経路を辿り、超
音波振動子１５で受波される。超音波振動子１５で受波
された超音波は電気信号に変換され、送受信部６に転送
される。受信信号は送受信部６で所望の処理、例えば増
幅、検波を受け、その出力は画像構成部７に出力され
る。この送受波動作を走査機構１４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。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超音波画像を構成
し、画像メモリ部８に記憶させ、モニタ９に表示する。
このとき伝搬媒体１９内に気泡が存在すると超音波にと
って反射体となり、超音波断層像を劣化させる。

【００２７】超音波プローブ１内へ伝搬媒体１９の注入
は、以上のような超音波診断の前にプローブ後端部４を
駆動部５から外して行う。まずカテーテル１３後端の伝
搬媒体注入口２０に伝搬媒体１９を接続し、排気口２２
は閉じた状態の超音波プローブ１をデシケータ２７内に
入れる。カテーテル１３の先端は音響窓１８にて密封さ
れ、後端はオイルシール２４にて密封され、トルク伝達
軸１６の後端はプローブ側信号線２５を内部にモールド
固定した金属パイプ２６にて密封されている。真空ポン
プ２８にてデシケータ２７内部を減圧し、伝搬媒体１９
及びカテーテル１３内を脱気する。伝搬媒体１９の脱気
が十分行われた後、真空ポンプ２８を停止させ、デシケ
ータ内２７の気圧を徐々に大気圧に戻す。

【００２８】カテーテル１３内の気圧が低下しているた
め、伝搬媒体１９は伝搬媒体注入口２０よりカテーテル
１３内に吸入されるが、カテーテル１３の先端と排気口
２２近傍には気泡が残る。残留する気泡の量は、例えば
デシケータ２７内の到達真空度を１０Ｔｏｒｒ、カテー
テル１３の内径を直径１グ、長さを１５００グ、先端寸
法２３を２０グとすると、（数１）に示すボイルの法則
に従い、先端に２．１×１０^-4ml、後端に１．５×１０
^-2mlとなる。

【００２９】

【数１】

【００３０】伝搬媒体１９を例えば水とすると、一般的
に知られているように、２０℃、１mlの水に対し溶解可
能な空気の体積は１．８３×１０^-2mlである。

【００３１】カテーテル１３の長さが１５００グの場
合、水に溶解可能な空気の体積は２．２×１０^-2mlであ
り、カテーテル１３内に残留する気泡の体積よりも大き
い。従って大気圧に戻したとき、カテーテル１３内に残
留した気泡はこの溶解能により全部水に溶解し、カテー
テル１３内に気泡は残らない。また気泡がカテーテル１
３内に残る場合でも気泡は極めて小さくなり、特にカテ
ーテル１３先端では超音波の送受信に影響しない程度の
大きさとなる。伝搬媒体１９を水以外の液体を用いる場
合でも、それぞれの液体に対する溶解可能な空気の量に
より、カテーテル１３内の残留気泡は溶解して無くなる
かあるいは非常に小さくなる。次に、カテーテル１３内
に伝搬媒体１９が吸入されなくなったら、伝搬媒体注入
口２０及び排気口２２を密封し、伝搬媒体１９の漏れを
防止すると共に、カテーテル１３外の空気の伝搬媒体１
３へ溶解を防止する。

【００３２】以上説明したように、脱気した伝搬媒体１
９を気泡が残らないように充満させた超音波プローブ１
の先端に配置した超音波振動子１５で超音波の送受信を
行うことにより、気泡による影響を受けずに効率良く超
音波の送受信が行うことが可能となり、超音波振動子１
５を回転させることにより周囲方向の良好な超音波断層
像を得ることができる。なおカテーテル１３内に気泡が
残留した場合、排気口２２と伝搬媒体１９をポンプで接
続し、再度デシケータ２７内を減圧し伝搬媒体１９を脱
気した後、ポンプで伝搬媒体１９を強制的に貫流するこ
とによりカテーテル１３内の気泡を取り除いても良い。

【００３３】（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。図３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の透視図である。図３において、２１は
伝搬媒体１９をカテーテル１３内に注入するため伝搬媒
体注入口２０に接続されたポンプで、その他の部分は図
２に示した実施例１と同じ構成である。カテーテル１３
内への伝搬媒体１９注入方法として、実施例１ではまず
カテーテル１３内を減圧させた後、大気圧に戻すときボ
イルの法則に従ったカテーテル１３内の空気体積の変化
を利用して、カテーテル１３内に脱気した伝搬媒体１９
を注入したが、実施例２では伝搬媒体１９と伝搬媒体注
入口２０の間にポンプ２１を配置し、カテーテル１３内
に強制的に伝搬媒体１９を注入するものである。

【００３４】排気口２２は解放状態とし、伝搬媒体注入
口２０にはポンプ２１を介して伝搬媒体１９と接続す
る。カテーテル１３の先端側は音響窓１８で密封され、
後端側はオイルシール２４で密封され、トルク伝達軸１
６の後端側はプローブ側信号線２５を内部でモールド固
定した例えば鉄製の金属パイプで密封されている。カテ
ーテル１３、ポンプ２１及び伝搬媒体１９をデシケータ
２７内に入れ、真空ポンプ２８で例えば１０Ｔｏｒｒ程
度までデシケータ２７内を減圧する。伝搬媒体１９の脱
気を十分行った後、デシケータ１３内の気圧をポンプ２
１が作動可能な圧力、例えば４０Ｔｏｒｒまで戻しポン
プ２１を動作せる。脱気された伝搬媒体１９は伝搬媒体
注入口２０からポンプ２１によりカテーテル１３に強制
的に注入され、カテーテル１３内に残留していた空気は
排気口２２から排出される。カテーテル１３内がほぼ伝
搬媒体１９で満たされたら、カテーテル１３内で新たな
気泡が発生しない程度まで再びデシケータ２７内の気圧
を例えば３０Ｔｏｒｒまで下げる。

【００３５】この気圧の状態でしばらくポンプ２１を動
作させ、脱気した伝搬媒体１９を循環させる。循環させ
ることで先端部に残留した気泡は徐々に伝搬媒体１９内
に溶解し、排気口２２より排出され、カテーテル１３内
の気泡は取り除かれる。カテーテル１３内の気泡は先端
寸法２３以下まで縮小される。カテーテル１３内の気泡
除去が十分行われた後、真空ポンプ２８を停止させデシ
ケータ２７内の気圧を大気圧まで戻す。この時ポンプ２
１は動作させても、停止させても良い。ポンプ２１を停
止させカテーテル１３内へ伝搬媒体１９が注入されなく
なったら、伝搬媒体注入口２０及び排気口２２を密封
し、伝搬媒体１９の漏れを防止すると共に、カテーテル
１３外の空気の伝搬媒体１３へ溶解を防止する。

【００３６】カテーテル１３先端に残留する最大の気泡
の量は、例えばデシケータ２７内の最初の到達真空を１
０Ｔｏｒｒ、カテーテル１３の内径を直径１グ、長さを
１５００グ、先端寸法２３を２０グとすると、（数１）
に示したボイルの法則に従い、先端に２．１×１０^-4ml
となる。伝搬媒体１９を例えば水とすると、一般的に知
られているように、２０℃、１mlの水に対し溶解可能な
空気の体積は１．８３×１０^-2mlである。カテーテル１
３の長さが１５００グの場合、水に溶解可能な空気の体
積は２．２×１０^-2mlであり、カテーテル１３内に残留
する気泡の体積よりもはるかに大きい。このためカテー
テル１３内の気泡は全部水に溶解し、カテーテル１３内
に気泡は残らない。また気泡がカテーテル１３内に残る
場合でも、前述のように減圧下での伝搬媒体１９の循環
により、カテーテル１３先端には先端寸法２３に比べて
極めて小さな気泡しか残らない。

【００３７】以上のように本発明の実施例２によれば、
減圧下でカテーテル１３に接続したポンプ２１を動作さ
せて脱気した伝搬媒体１９を強制的に注入することによ
り、カテーテル１３内の先端部以外の気泡を取り除くこ
とが可能となり、さらにカテーテル１３を大気圧に戻す
ことで先端に残留した気泡は伝搬媒体１９に溶解し、カ
テーテル１３内の気泡を完全に取り除くことが可能であ
る。

【００３８】（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４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の透視図である。図４において、２９は
カテーテル１３中に脱気した伝搬媒体１９を注入するた
めに伝搬媒体１９とポンプ２１の間に配置された脱気装
置で、排気口２２は伝搬媒体１９と接続されており、そ
の他の部分は図３に示した実施例２と同じ構成である。
ただし、実施例２ではカテーテル１３内への伝搬媒体１
９注入方法として減圧下で行うとしたが、実施例３では
大気圧下で伝搬媒体１９を注入することを特徴としてい
るため、デシケータ２７及び真空ポンプ２８は使用しな
い。

【００３９】カテーテル１３内に伝搬媒体１９を注入す
るため、伝板媒体注入口２０にポンプ２１を接続し、ポ
ンプ２１は脱気装置２９を介して伝搬媒体１９と接続す
る。排気口２２も伝搬媒体１９と接続して、伝板媒体１
９が循環できるようにする。ポンプ２０及び脱気装置２
９を動作させて脱気した伝搬媒体１９を伝搬媒体注入口
２０よりカテーテル１３内に注入する。排気口２２から
は、最初カテーテル１３内の空気が排気され、徐々に空
気を含んだ伝搬媒体１９が排出され、排出された伝搬媒
体１９は回収される。しばらくの間、伝搬媒体１９を脱
気装置２９で脱気しながらカテーテル１３内を循環さ
せ、カテーテル１３内の気泡を取り除く。

【００４０】伝搬媒体１９が循環しない先端寸法２３部
分には気泡が残りやすい。しかし長時間脱気した伝搬媒
体１９を循環させることにより、脱気した伝搬媒体１９
が有する空気溶解能を利用し、先端寸法２３部分に残留
した気泡を伝搬媒体１９に溶解させることが可能であ
る。伝板媒体１９を例えば水とすれば、一般的に知られ
ているように、２０℃、１mlの水に対し溶解可能な空気
の体積は１．８３×１０ ^-2mlである。例えばカテーテル
１３の内径の直径を１グ、先端寸法２３を２０グとする
と、この部分の空気の体積は１．６×１０^-2mlで、水に
溶解可能な空気の体積と比較しても大きくなく、残留し
た気泡を溶解させることは十分可能である。

【００４１】カテーテル１３内に気泡がなくなった後、
ポンプ２１を停止させ、伝搬媒体注入口２０と排気口２
２を密封し、伝搬媒体１９の漏れを防止すると共に、カ
テーテル１３外の空気の伝搬媒体１９中への溶解を防止
する。

【００４２】以上のように本発明の実施例３によれば、
大気圧下でカテーテル１３に接続したポンプ２１により
脱気装置２９で脱気した伝搬媒体１９をカテーテル１３
内に循環させ、カテーテル１３内の先端部に残留する気
泡を伝搬媒体１９に溶解させることにより、カテーテル
１３内の気泡を完全に取り除くことが可能である。また
第３の実施例では、排気口２２から排出される伝搬媒体
１９を回収し再度脱気装置２９で脱気した後ポンプ２１
で循環させているが、排気された伝搬媒体１９は別の容
器に回収し、循環させなくても良い。

【００４３】なお、以上第１乃至第３の実施例では、超
音波プローブ１先端の構成についてカテーテル１３の先
端に音響窓１８をかぶせた形状としたが、カテーテル１
３と音響窓１８を一体とした形状でも良い。この場合、
ルーメン１７はカテーテル１３先端側で、カテーテル１
３内側の中空部分に接続される。更に、プローブ後端部
４の伝搬媒体注入口２０をカテーテル１３の中空部に、
また排気口２２をルーメン１７に接続していたが逆にし
ても良い。

【００４４】（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。図５は本発明
の第４の実施例における超音波診断装置の要部である超
音波プローブ１の透視図である。図５において、３０は
肉厚部に微小ルーメン１７の無い単一孔で構成されたカ
テーテル１３先端に残留する空気を閉じこめるために設
けられた空気だめで、その他の部分は図２に示した実施
例１と同じ構成である。

【００４５】超音波プローブ１内へ脱気した伝搬媒体１
９を充満させるため、カテーテル１３後端の伝搬媒体注
入口２０に伝搬媒体１９を接続し、デシケータ２７内に
入れる。カテーテル１３の先端は音響窓１８にて密封さ
れ、後端はオイルシール２４にて密封され、トルク伝達
軸１６の後端はプローブ側信号線２５を内部にモールド
固定した金属パイプ２６にて密封されている。真空ポン
プ２８にてデシケータ２７内部を減圧し、伝搬媒体１９
及びカテーテル１３内を脱気する。伝搬媒体１９の脱気
が十分行われた後、真空ポンプ２８を停止させ、デシケ
ータ内２７の気圧を徐々に大気圧に戻す。カテーテル１
３内への伝搬媒体１９吸入が終了した後、伝搬媒体注入
口２０を密封し、伝搬媒体１９の漏れを防止すると共
に、カテーテル１３外の空気の伝搬媒体１９中への溶解
を防止する。

【００４６】カテーテル１３内の気圧が低下しているた
め、伝搬媒体１９は伝搬媒体注入口２０よりカテーテル
１３内に吸入される。カテーテル１３の先端には気泡が
残る。残留する気泡の量は、例えばデシケータ２７内の
到達真空を１０Ｔｏｒｒ、カテーテル１３の内径を直径
１グ、長さを１５００グとすると、（数１）に示すボイ
ルの法則に従い、先端に１．６×１０^-2mlとなる。

【００４７】伝搬媒体１９を例えば水とすると、一般的
に知られているように、２０℃、１mlの水に対し溶解可
能な空気の体積は１．８３×１０^-2mlである。カテーテ
ル１３の長さが１５００グの場合、水に溶解可能な空気
の体積は２．２×１０^-2mlであり、カテーテル１３内に
残留する気泡の体積よりも大きい。このためカテーテル
１３内の気泡はほとんど水に溶解し、カテーテル１３内
に気泡は残らない。

【００４８】また気泡がカテーテル１３内に残る場合で
も、気泡は極めて小さくなり、カテーテル１３先端に設
けた空気だめ３０内に閉じこめられ、超音波プローブ１
を図示されていない被検管１２内に挿入し超音波診断を
行う時も、超音波振動子１５の前面に気泡が移動するこ
とはなく、良好な超音波断層像を得ることができる。

【００４９】以上のように本発明の実施例４によれば、
単一孔のカテーテル１３内を一度減圧し、再び大気圧に
戻すときに伝搬媒体注入口２２より脱気した伝搬媒体１
９をカテーテル１３内に吸入させ、カテーテル１３先端
に残留する気泡の多くは伝搬媒体１９に溶解され、溶解
されなかった気泡も空気だめ３０に閉じこめることがで
き、超音波振動子１５から照射される超音波の送受信に
対する気泡の影響を低減させることが可能である。

【００５０】なお、第４の実施例では、超音波プローブ
１先端の構成についてカテーテル１３の先端に音響窓１
８をかぶせた形状としたが、カテーテル１３と音響窓１
８を一体とした形状でも良い。

【００５１】（実施例５）以下、本発明の第５の実施例
について、図面を参照しながら説明する。図６は本発明
の第５の実施例における超音波診断装置の要部である超
音波プローブ１の透視図である。図７は金属パイプ２６
とスリップリング３２の接合部分を拡大した斜視図であ
る。

【００５２】図６において、３１はモータ部、３２はモ
ータ部３１の駆動力をトルク伝達軸１６へ伝達し同時に
図示されていない送受信部６とプローブ側信号線２５と
の電気信号の伝達を回転しながら行うことが可能なスリ
ップリング、３３はスリップリング３２の回転を円滑に
行うためのベアリング、３４はスリップリング３２に接
続された本体側信号線、３５は本体側信号線３４を内部
に通すガイドピンで、その他の部分は図２に示した実施
例１と同じ構成である。ただし伝搬媒体１９を注入する
ために用いたデシケータ２７、真空ポンプ２８は除く。

【００５３】図７において、３６は金属パイプ２６に配
置した接続用ピン、３７は接続ピン３６を挿入するスリ
ップリング３２に設けた接続用ホール、３８はプローブ
側信号線２５に接続され金属パイプ２６に設けられたコ
ンタクトピン、３９はコンタクトピン３８とスリップリ
ング３２の電気的接続を行うためスリップリング３２に
設けられたコンタクトピン用ホールである。

【００５４】モータ部３１の回転力は、スリップリング
３２と金属パイプ２６を介してトルク伝達軸１６に伝達
され、超音波振動子１５を回転走査させる。スリップリ
ング３２の周囲には、スリップリング３２の回転を円滑
にさせるためベアリング３３が配置されている。スリッ
プリング３２は回転しながら、図示されていない送受信
部６と超音波振動子１５の電気信号の送受信を行うこと
が可能である。図示されていない送受信部６とスリップ
リング３２の電気的接続は、ガイドピン３５内に配置さ
れた本体側信号線３４を介して行う。

【００５５】カテーテル１３は例えば血管のような体腔
内に挿入することから、血液感染等の危険を考慮して使
い捨てにする必要がある。また実施例１、２のようにカ
テーテル１３内に伝搬媒体１９を減圧下で注入させる必
要があり、モータ部３１を減圧すること無く伝搬媒体１
９を超音波プローブ１内に注入することが望ましく、モ
ータ部３１とカテーテル３１とは分離できる構成とする
必要がある。本実施例の超音波プローブ１は、プローブ
後端部４と駆動部５でプローブ後端部４の一端を駆動部
５に挿入し、例えばネジなどで固定することにより脱着
可能な構成となっている。図７を用いプローブ側信号線
２５とスリップリング３２の電気的接続について説明す
る。プローブ側信号線２５の一端は、金属パイプ２６内
でコンタクトピン３８に接続されている。スリップリン
グ３２には、コンタクトピン３８が挿入接続可能なよう
コンタクトピン用ホール３９が配置されている。コンタ
クトピン用ホール３９はスリップリング３２内側でスリ
ップリング外電極４０に接続されている。コンタクトピ
ン３８をコンタクトピン用ホール３９に挿入しただけで
は、モータ部３１の回転駆動力をトルク伝達軸１６に伝
達するには強度が不十分である。そこで金属パイプ２６
には接続用ピン３６を配置し、スリップリング３２には
接続用ホール３７を設ける。接続用ピン３６の断面形状
は例えば四角形であり、同様に接続用ホール３９の形状
も例えば四角形である。四角形の接続用ピン３６を四角
形の接続用ホール３９に挿入することにより、滑ること
無く回転駆動力を効率よく伝達することができる。

【００５６】以上のように本発明の実施例５によれば、
超音波プローブ１をプローブ後端部４と駆動部５で分離
できる構成にすることにより、簡便にカテーテル１３を
含んだプローブ後端部４より先端側のみを取り替えるこ
とが可能となり、血液等を介した病気の感染予防がで
き、かつカテーテル１３内に減圧下で伝搬媒体１９を注
入するときモータ部３１を減圧しないで済む。なお、第
５の実施例では、超音波プローブに用いたカテーテル１
３形状をルーメン１７を有す形状としたが、実施例４の
ようにルーメン１７を持たない形状でも良い。

【００５７】（実施例６）以下本発明の第６の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図８は超音波プロ
ーブに用いられるトルク伝達軸１６の部分的な拡大図で
ある。図８において、１６はトルク伝達軸、４１はトル
ク伝達軸１６の最外層、４２は内側層、４３は最外層４
１を構成する素線、４４は素線４３の幅である素線幅、
４５は素線４３の厚みである素線厚み、４６は素線４３
の間隔である素線間隔である。

【００５８】トルク伝達軸１６は、複雑な構造である体
腔内において駆動部５で発生した回転力を超音波プロー
ブ１先端部に位置する先端走査機構に安定して伝えるた
め、柔軟性とトルク伝達性を併せ持つ構造でなければな
らない。このためトルク伝達軸１６としては、図８に示
すように、各層の巻き付け方向が逆である多層スプリン
グ構造でありかつ素線４３の断面が長方形形状が望まし
いことが従来より知られている。また、素線幅４４、素
線厚み４５、素線間隔４６を選択することで、柔軟性と
トルク伝達性を満足するトルク伝達軸１６を構成させる
ことが可能なことは特願平４−５５１５０号に記載され
ている。

【００５９】しかし、トルク伝達軸１６の柔軟性は、想
定する超音波プローブ１を挿入する体腔構造に強く依存
する。例えば図９に示したように、曲率半径Ｒや屈曲角
度θ（゜）に依存し、あるＲとθで良好な特性を示すト
ルク伝達軸１６でも、より小さなＲや大きなθでは良好
な特性を示すとは限らない。図９を用い詳細に説明す
る。図９において４７は最外層４１の最外層直径Ｄであ
る。屈曲部分に於ける中心軸の距離と、最外層４１の内
側の距離は最外層直径Ｄ４７により変化し、（２）式に
示す比率で、内側の距離が中心軸の距離に比べて短くな
る。

【００６０】短縮比率＝（２×π×（Ｒ−Ｄ／２）×θ／３６０）／（２×π×Ｒ×θ／３６０）＝（Ｒ−Ｄ／２）／Ｒ・・・（２）屈曲部において、トルク伝達軸１６は、内側では素線間
隔４６を狭め、逆に外側では拡大させることで上記長さ
の変化を吸収する。トルク伝達軸１６の内側部分にて吸
収できる最大の比率は（３）式に示すように素線幅４
４、素線間隔４６を用いて概算することが可能である。

【００６１】吸収比率＝（素線幅４４）／（素線幅４４＋素線間隔４６）・・・（３）従って、想定する屈曲部分の最も小さい曲率半径Ｒに対
して（４）式が成立するように、素線幅４４や素線間隔
４６を選ぶことで良好な柔軟性を有するトルク伝達軸１
６を構成することが可能となる。

【００６２】短縮比率＞吸収比率（Ｒ−Ｄ／２）＞（素線幅４４）／（素線幅４４＋素線間隔４６）・・・（４）基本的に（４）式は、トルク伝達軸１６の柔軟性が想定
する屈曲形状に対し、素線幅４４や素線間隔４６に依存
することを示しているが、想定するＲが小さい場合やθ
が大きな場合では、素線厚み４５も影響してくる。ま
た、柔軟性とは別にトルク伝達性は、素線幅４４や素線
厚み４５に強く依存する。従って、トルク伝達軸１６
は、想定する屈曲部分の曲率半径Ｒに対し（４）式を考
慮しながら、素線幅４４、素線間隔４６や最外層直径Ｄ
４７を概算すると共に、トルク伝達性をも加味し全体の
構造を選択することが望ましい。

【００６３】曲率半径Ｒを小さくし屈曲内側において素
線間隔４６がゼロになり吸収できなくなった場合、外側
の素線間隔４６がより広がる方向で追従するが、結果と
してトルク伝達軸１６の全長が長くなる。このことは、
トルク伝達軸１６の特性を変化させることになり回転安
定性を阻害する。

【００６４】更に、柔軟性を十分持たせるために、
（５）式で示すような関係式を満足する素線幅４４と素
線間隔４６にしても良い。

【００６５】短縮比率＞吸収比率＋ｃ（Ｒ−Ｄ／２）＞（素線幅４４）／（素線幅４４＋素線間隔４６）＋ｃ・・・（５）素線間隔４６を大きくし過ぎると、トルク伝達性が劣化
するため、（５）式においてｃは、０＜ｃ＜０．３程度
が望ましい。

【００６６】以上ように本実施例によれば、超音波プロ
ーブ１のトルク伝達軸１６を、（２）式、（３）式に示
した短縮比率と吸収比率が、想定する屈曲部の最小曲率
半径Ｒや屈曲角度θに対し（４）式を満足し、所望のト
ルク伝達性を考慮しながら素線幅４４、素線厚み４５、
素線間隔４６、最外層直径Ｄ４７にて構成することで、
想定する屈曲部に対し柔軟性とトルク伝達性を兼ね備え
たトルク伝達軸１６を実現することができ、駆動部で発
生した回転力を安定的にプローブ先端部３位置する走査
機構に伝達することが可能となり、複雑な生体体腔内組
織に超音波プローブ１を挿入した場合でも、歪のない超
音波断層像を得ることが可能となる。

【００６７】更に、（２）式、（３）式に示した短縮比
率と吸収比率が（５）式を満足するするように各値を選
択しても、同様な効果が得られる。

【００６８】（実施例７）以下本発明の第７の実施例を
図面を参照しながら説明する。前述の実施例６において
説明したように超音波プローブ１のトルク伝達軸１６と
しては柔軟性とトルク伝達性を併せ持つものが望まし
く、多層スプリング構造が考えられる。例えば２層型の
トルク伝達軸１６の内側層４２と最外層４１の構成を図
１０（ａ）（ｂ）に示す。図１０において４８はトルク
伝達軸１６の回転方向である。トルク伝達軸１６におい
て内側層４２のスプリング巻き方向と最外層４１の巻き
方向は逆に構成してある。

【００６９】このような構成のトルク伝達軸１６を回転
させると、各層の巻き方向と回転方向の関係から内側層
４２は径を増大させる方向に変化し、逆に最外層４１は
径を減少させる方向に変化するため、内側層４２と最外
層４１が密着しトルク伝達性を向上させる。更に屈曲部
では、実施例６に示すように素線間隔４６が変化するこ
とより柔軟性を得ることができる。

【００７０】このようなトルク伝達軸１６を屈曲部で長
時間回転させた場合、構造的な経時変化が発生し、直線
状態に戻したとしても屈曲部近傍では素線間隔４６が所
定の値に対して極端に小さくなったり大きくなったりす
る。直線状態に戻しても素線間隔４６が元に戻らない理
由は、内側層４２と最外層４１との摩擦による。この摩
擦をなくすためには、内側層４２と最外層４１に隙間を
持たせれば良いが、内側層４２に対して最外層４１を巻
き付ける加工方法では困難であり、また隙間を持たせる
ことは多層化による柔軟性とトルク伝達性をあわせ持つ
特徴がなくなり、実用的な方法ではない。

【００７１】図１１を参照しながら第７の実施例につい
て説明する。図１１において、１は超音波プローブ、５
は駆動部、２は本体部、１１は本体部２に内包され駆動
部５内のモータ部３１の動作を制御する制御部、４９は
本体部２に取り付けられたプローブホルダ、５０はプロ
ーブホルダ４９に配置されたセンサで出力信号は制御部
１１に接続されている。その他の超音波断層像を得るた
めの構成は、図１に示した構成を同じであるため省略す
る。

【００７２】以上のような構成で以下その動作を説明す
る。体腔内に超音波プローブ１を挿入し超音波断層像を
得る動作は、第１の実施例と同じである。診断終了後に
操作者は、超音波プローブ１をプローブホルダ４９に格
納する。例えばプローブホルダ４９は、超音波プローブ
１のカテーテル１３部分が直線状態になるように構成さ
れ、駆動部５がプローブホルダ４９に納まることで簡易
に固定される。

【００７３】プローブホルダ４９の駆動部５を格納する
部分には、例えば接触型のセンサ５０が配置され、プロ
ーブホルダ４９に超音波プローブ１が格納された状態を
検出し、制御部１１に検出信号もしくは検出結果を転送
する。センサ５０から信号を受けた制御部１１は駆動部
５に内包しているモータ３１を逆回転させる。逆回転さ
せる時間は、数十秒から数分で予め制御部１１に設定し
ておく。

【００７４】モータ部３１を逆回転させることで、トル
ク伝達軸１６は前述の説明とは逆に、内側層４２の径を
減少させ、最外層４１の径を増大させ、結果として内側
層４２と最外層４１の摩擦を減少させる。従って、診断
によりトルク伝達軸１６に構造的な経時変化が発生して
いたとしても、内側層４２と最外層４３の摩擦減少によ
り本来の特性を示す素線間隔４６に戻すことが可能とな
る。

【００７５】以上の説明では、プローブホルダ４９にセ
ンサ５０を設けることで自動的にトルク伝達軸１６を逆
回転させる構成としていたが、超音波プローブ１の例え
ば駆動部５または本体部２に逆回転用スイッチを設けて
もよい。この場合、プローブホルダ４９内のセンサ５０
は安全スイッチとして機能させ、プローブホルダ４９に
超音波プローブ１が格納されてない場合は逆回転動作を
機能させないようにしても良い。また、逆回転時間も本
体部２で自由に設定でき得るようにしても良い。

【００７６】以上のように本実施例によれば、本体部２
にプローブホルダ４９とセンサ５０を設け、超音波プロ
ーブ１がプローブホルダ４９に格納された時に制御部１
１が駆動部５内のモータ部３１の回転方向を制御し、任
意の時間トルク伝達軸１６を逆回転させる事が可能とな
る。従って、複雑な生体体腔内に超音波プローブ１を挿
入し使用することによるトルク伝達軸１６の構造的な経
時変化を、簡単な構成と制御にて元に戻し、トルク伝達
軸１６の良好な特性を長時間保つことが可能となり、安
定して歪のない超音波断層像を提供することが可能とな
る。

【００７７】（実施例８）以下本発明の第８の実施例に
ついて図面を用いながら説明する。図１２は第８の実施
例における例えば２層型のトルク伝達軸１６の加工工程
を示す図であり、図１３は加工方法の手順を示す図であ
る。図１２において５１は心金、４２は内側層、４１は
最外層である。以上のような構成で以下その動作を説明
する。

【００７８】トルク伝達軸１６の加工は、図１２（ａ）
に示すように心金５１に対し内側層４２を所定方向に設
定したい素線間隔４６を維持しながら巻き付ける。この
状態で内側層４２表面を研磨する。研磨の方法としては
電解研磨などであり、内側層４２の表面すなわち最外層
４１との接触面の摩擦が低減できる方式を用いる。また
研磨する場所は、内側層４２の長さ方向全体でも良い
し、想定する屈曲部分、通常は先端部分、だけでも良
い。

【００７９】研磨した後、図１２（ｂ）に示すように最
外層４１を内側層４２にかぶせるように、所定の方向と
素線間隔４６で構成し、心金５１を抜くことでトルク伝
達軸１６を加工することができる。このように加工した
トルク伝達軸１６は、全体または所定の一部分の内側層
４２と最外層４１の摩擦が減少するため、屈曲部に超音
波プローブ１６を挿入し一定時間回転動作させても、構
造的な経時変化が発生しにくくなり、回転安定を長い時
間保持することが可能となる。

【００８０】以上の説明では、２層構造のトルク伝達軸
１６の加工方法であるが、繰り返し行う事で３層以上の
多層スプリング構造のトルク伝達軸１６を構成できる。
以上のように本実施例によれば、心金５１に内側層４２
を巻き付け研磨し、その後に最外層４１を巻き付けトル
ク伝達軸１６Ｂを加工することで、内側層４２と最外層
４１との接触部分の摩擦を低減することが可能となり、
屈曲部に挿入し回転動作させても構造的な経時変化のお
きにくい安定したトルク伝達軸１６を構成することが可
能となり、安定して歪のない超音波断層像を提供するこ
とが可能となる。

【００８１】（実施例９）以下本発明の第９の実施例を
図面を用いて説明する。第７の実施例にて説明したよう
に、トルク伝達軸１６の構造的な経時変化は回転安定性
の阻害要因となる。図１４を参照しながら第９の実施例
を説明する。図１４において２は本体部、１１は制御
部、４９はプローブホルダ、５０はセンサ、５２はプロ
ーブホルダ４９に設けられたヒータ部である。その他の
超音波断層像を映出する構成は図１に示したものと同じ
であり省略してある。

【００８２】以上のような構成で以下その動作を説明す
る。体腔内に超音波プローブ１を挿入し超音波断層像を
得る動作は第１の実施例と同じである。診断終了後に操
作者は、超音波プローブ１をプローブホルダ４９に格納
する。また、プローブホルダ４９において超音波プロー
ブ１のトルク伝達軸１６が存在する部位はヒータ部５２
が配置されている。トルク伝達軸１６は形状記憶材料の
素線４３を用い所望の素線間隔４６にて構成されてい
る。

【００８３】第７の実施例と同じように超音波プローブ
１がプローブホルダ４９に格納されているかどうかは、
センサ５０にて検出し、検出信号または検出結果を制御
部１１に転送する。センサ５０から信号を受けた制御部
１１はプローブホルダ４９内のヒータ部５２を動作させ
加熱状態にする。形状を記憶している温度にトルク伝達
軸１６を加熱することで、トルク伝達軸１６は初期の状
態、即ち所望の素線間隔４６に戻すことが可能となる。

【００８４】以上の説明では、プローブホルダ４９にセ
ンサ５０を設けることで自動的にトルク伝達軸１６をヒ
ータ部５２で加熱させる構成としていたが、超音波プロ
ーブ１または本体部２上に加熱用スイッチを設けてもよ
い。この場合、プローブホルダ４９内のセンサ５０は安
全スイッチとして機能させ、プローブホルダ４９に超音
波プローブ１が格納されてない場合は加熱動作を機能さ
せないようにしても良い。また、プローブホルダ４９内
に例えば水等を充満させ、この液体を常に加熱してもよ
い。

【００８５】以上のように本実施例によれば、本体部２
にプローブホルダ４９とセンサ５０を設け、トルク伝達
軸１６を形状記憶材料の素線４３で構成することによ
り、超音波プローブ１がプローブホルダ４９に格納され
た時に、プローブホルダ４９内のヒータ部５２を制御し
加熱させることができ、トルク伝達軸１６の素線間隔４
６を所望の素線間隔４６に戻す事が可能となる。従っ
て、複雑な生体体腔内に超音波プローブ１を挿入し使用
することによるトルク伝達軸１の構造的な経時変化を、
簡単な構成と制御にて元に戻し、トルク伝達軸１６の特
性を長時間保つことが可能となり、安定して歪のない超
音波断層像を提供することが可能となる。

【００８６】

【発明の効果】以上の本発明は、先端部と後端部を持つ
可撓性の中空管構造で先端部から後端部までの肉厚部分
に少なくとも１つ以上の管空構造のルーメンを有するカ
テーテルと、カテーテル先端部に位置し超音波を送受波
する超音波振動子を内包し２次元動作させる先端走査機
構と、先端走査機構を包みカテーテル先端部に固定され
た音響窓と、カテーテル中空部分に内包され一方に先端
走査機構を他方に金属パイプを接続したトルク伝達軸
と、トルク伝達軸に内包され前記超音波振動子に電気的
に接続された信号線と、プローブ後端部に接続固定され
カテーテル中空部に接続された伝搬媒体注入口と前記カ
テーテル肉厚部分に構成されたルーメンに接続された排
気口を持ちトルク伝達軸から伝搬媒体の流出を防止する
オイルシールを有する後端部を設けることで、超音波プ
ローブ内の気泡の影響を受けずに超音波断層像を得るこ
とができかつ安全性の高い優れた超音波診断装置を実現
できる。さらに、伝搬媒体を伝搬媒体注入口に接続
し、排気口を閉じた状態で、一度減圧し再度大気圧に戻
す方法により、音響窓による先端を密閉し漏れ電流を防
いだ超音波プローブに対し残存空気を無くすか極めて小
さいものにさせる伝搬媒体の注入が実現できる。

【００８７】また、別構成の超音波プローブでは、先端
部と後端部を持つ可撓性の中空管構造のカテーテルと、
カテーテル先端部に位置し超音波を送受波する超音波振
動子を内包し２次元動作させる先端走査機構と、先端走
査機構を包みカテーテル先端部に固定されかつ先端走査
機構より先端側に空気だめ用の空間を有したた音響窓
と、カテーテル中空部分に内包され一方に先端走査機構
を他方に金属パイプを接続したトルク伝達軸と、トルク
伝達軸に内包され前記超音波振動子に電気的に接続され
た信号線と、プローブ後端部に接続固定されカテーテル
中空部に接続された伝搬媒体注入口とトルク伝達軸から
伝搬媒体の流出を防止するオイルシールを設けること
で、超音波プローブ内の気泡の影響を受けずに超音波断
層像を得ることができ、かつ安全性の高い優れた超音波
診断装置を実現できる。この場合、伝搬媒体を伝搬媒体
注入口に接続し、一度減圧し再度大気圧に戻すことによ
り、音響窓による先端を密閉し漏れ電流を防いだ超音波
プローブに対し残存空気を無くすか先端部の空気だめに
閉じこめることができる。

【００８８】また、素線厚みや素線幅、ならびに素線間
隔を想定する屈曲部位の曲率半径Ｒとトルク伝達軸直径
Ｄに対し選択して多層スプリング構造のトルク伝達軸を
構成することで、トルク伝達性と柔軟性を合わせ持たせ
ることができ、駆動部で発生した回転を安定して先端走
査機構に伝達でき歪のない超音波断層像を得ることが可
能となる優れた超音波診断装置を実現できる。

【００８９】また、本体部にプローブホルダとプローブ
ホルダ内にセンサを設けることで、超音波プローブがプ
ローブホルダに保持されている時に、トルク伝達軸を任
意の時間逆回転させることができ、診断により構造的に
変化した素線間隔を所定の間隔に戻すことができる優れ
た超音波診断装置を実現できる。

【００９０】更に、トルク伝達軸が形状記憶材料の素線
で構成し、本体部にプローブホルダと、プローブホルダ
内にセンサとヒータ部を設けることで、超音波プローブ
がプローブホルダに保持されている時に、トルク伝達軸
を加熱することができ、診断により構造的に変化した素
線間隔を所定の間隔に戻すことができる優れた超音波診
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振動子の
概略ブロック図

【図２】同実施例における超音波プローブの透視図

【図３】本発明の第２の実施例における超音波プローブ
の透視図

【図４】本発明の第３の実施例における超音波プローブ
の透視図

【図５】本発明の第４の実施例における超音波プローブ
の透視図

【図６】本発明の第５の実施例における超音波プローブ
の透視図

【図７】本発明の第５の実施例における超音波プローブ
の接合部の拡大斜視図

【図８】本発明の第６の実施例におけるトルク伝達軸の
部分拡大図

【図９】同実施例に屈曲部におけるトルク伝達軸の模式
図

【図１０】（ａ）本発明の第７の実施例におけるトルク
伝達軸の内側層の構成を示す図（ｂ）同実施例におけるトルク伝達軸の最外層の構成を
示す図

【図１１】本発明の第７の実施例における超音波診断装
置の構成図

【図１２】（ａ）本発明の第８の実施例における内側層
の加工方法を示す図（ｂ）同実施例における最外層の加工方法を示す図

【図１３】同実施例におけるトルク伝達軸の加工手順を
示す図

【図１４】本発明の第９の実施例における超音波診断装
置の構成図

【図１５】（ａ）従来の輸送時における超音波プローブ
の透視図（ｂ）従来の診断時における超音波プローブの透視図

【符号の説明】

１超音波プローブ２本体部３プローブ先端部４プローブ後端部５駆動部６送受信部７画像構成部８画像メモリ部９モニタ１０オペレータ部１１制御部１２被検管１３カテーテル１４走査機構１５超音波振動子１６トルク伝達軸１７ルーメン１８音響窓１９伝搬媒体２０伝搬媒体注入口２１ポンプ２２排気口２３先端寸法２４オイルシール２５プローブ側信号線２６金属パイプ２７デシケータ２８真空ポンプ２９脱気装置３０空気だめ３１モータ部３２スリップリング３３ベアリング３４本体側信号線３５ガイドピン３６接続用ピン３７接続用ホール３８コンタクトピン３９コンタクトピン用ホール４０スリップリング４１最外層４２内側層４３素線４４素線幅４５素線厚み４６素線間隔４７最外層直径Ｄ４８回転方向４９プローブホルダ５０センサ５１心金５２ヒータ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田原健司神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１号松下通信工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端部と後端部を持つ可撓性の中空管構
造で先端部から後端部までの肉厚部分に少なくとも１つ
以上の管空構造のルーメンを有するカテーテルと、カテ
ーテル先端部に位置し超音波を送受波する超音波振動子
を内包し２次元動作させる先端走査機構と、先端走査機
構を包みカテーテル先端部に固定された音響窓と、カテ
ーテル中空部分に内包され一方に先端走査機構を他方に
金属パイプを接続したトルク伝達軸と、トルク伝達軸に
内包され前記超音波振動子に電気的に接続された信号線
と、カテーテル後端部に接続固定されカテーテル中空部
に接続された伝搬媒体注入口と、前記カテーテル肉厚部
分に構成されたルーメンに接続された排気口を持ちトル
ク伝達軸から伝搬媒体の流出を防止するオイルシールを
有する後端部とを具備する超音波プローブと、プローブ
後端部と脱着可能で回転力をトルク伝達軸に伝えトルク
伝達軸に内包された信号線と電気的に接続するスリップ
リングと回転力を発生するモータ部からなる駆動部と、
駆動部に接続され前記超音波振動子で超音波を送波する
ための電気信号を送信し前記超音波振動子で受波した超
音波が電気信号に変換されて受信する送受信部と、送受
信部に接続され超音波画像を構成する画像構成部と、前
記画像構成部で構成された超音波画像を記憶する画像メ
モリ部と、画像メモリ部で記憶された超音波画像を表示
するモニタ部と、駆動部と送受信部と画像構成部と画像
メモリ部に制御信号を出力する制御部と、制御部に接続
され制御指令を入力するオペレータ部を具備する本体部
とから構成されたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】伝搬媒体注入口が、カテーテル肉厚部の
ルーメンに接続され、排気口がカテーテル中空部に接続
されていることを特徴とする請求項１記載の超音波診断
装置
【請求項３】超音波プローブにおいて、カテーテル先
端側でルーメンがカテーテル中空部分に接続され、音響
窓と前記カテーテルが一体構造で構成されていることを
特徴とする請求項１または２記載の超音波診断装置。
【請求項４】脱気した伝搬媒体を伝搬媒体注入口に接
続し、排気口を閉じた状態で、伝搬媒体および超音波プ
ローブを大気圧より減圧し再び大気圧に戻すことにより
プローブ内へ伝搬媒体を注入した請求項１乃至３のいず
れかに記載の超音波診断装置。
【請求項５】脱気した伝搬媒体を伝搬媒体注入口に接
続し、排気口を閉じた状態で、伝搬媒体および超音波プ
ローブを大気圧より減圧し再び大気圧に戻し、更に排気
口を開き脱気した伝搬媒体を伝搬媒体注入口からポンプ
で強制的に注入することによりプローブ内へ伝搬媒体を
注入した請求項１乃至３のいずれかに記載の超音波診断
装置。
【請求項６】伝搬媒体の脱気装置とポンプと超音波プ
ローブを環状に接続し、伝搬媒体をポンプによりプロー
ブ後端部の伝搬媒体注入口から強制的に注入し、排気口
から排出された伝搬媒体を脱気装置で脱気し再びポンプ
にてプローブ後端部の伝搬媒体注入口から強制的に注入
させることによりプローブ内へ伝搬媒体を注入した請求
項１乃至３のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項７】先端部と後端部を持つ可撓性の中空管構
造のカテーテルと、カテーテル先端部に位置し超音波を
送受波する超音波振動子を内包し２次元動作させる先端
走査機構と、先端走査機構を包みカテーテル先端部に固
定されかつ先端側に空気だめ用の空間を有した音響窓
と、カテーテル中空部分に内包され一方に先端走査機構
を他方に金属パイプを接続したトルク伝達軸と、トルク
伝達軸に内包され前記超音波振動子に電気的に接続され
た信号線と、カテーテル後端部に接続固定されカテーテ
ル中空部に接続された伝搬媒体注入口とトルク伝達軸か
ら伝搬媒体の流出を防止するオイルシールを有する後端
部を具備する超音波プローブと、プローブ後端部と脱着
可能で回転力をトルク伝達軸に伝えトルク伝達軸に内包
された信号線と電気的に接続するスリップリングと回転
力を発生するモータ部からなる駆動部と、駆動部に接続
され前記超音波振動子で超音波を送波するための電気信
号を送信し前記超音波振動子で受波した超音波が電気信
号に変換されて受信する送受信部と、送受信部に接続さ
れ超音波画像を構成する画像構成部と、前記画像構成部
で構成された超音波画像を記憶する画像メモリ部と、画
像メモリ部で記憶された超音波画像を表示するモニタ部
と、駆動部と送受信部と画像構成部と画像メモリ部に制
御信号を出力する制御部と、制御部に接続され制御指令
を入力するオペレータ部を具備する本体部とから構成さ
れたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】超音波プローブにおいて、カテーテルと
音響窓とが一体構造で構成されていることを特徴とする
請求項７記載の超音波診断装置。
【請求項９】脱気した伝搬媒体を伝搬媒体注入口に接
続し、伝搬媒体および超音波プローブを大気圧より減圧
し再び大気圧に戻すことにより超音波プローブ内へ伝搬
媒体を注入した請求項７または８記載の超音波診断装
置。
【請求項１０】トルク伝達軸後端側に接続された金属
パイプに回転力を伝達する接続用ピンとトルク伝達軸に
内包された信号線に接続されたコンタクトピンを有し、
駆動部内のスリップリングの回転軸に前記接続用ピンと
コンタクトピンに勘合する接続用ホールとコンタクトピ
ン用ホールを具備することを特徴とする請求項１乃至９
のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１１】各層の巻き付け方向が逆であり、断面
形状が素線厚み×素線幅の長方形の素線で構成された多
層スプリング構造で、想定する屈曲部位の曲率半径Ｒと
トルク伝達軸直径Ｄに対し素線間隔を、（Ｒ−Ｄ／２）＞（素線幅）／（素線幅＋素線間隔）の関係を満たすトルク伝達軸であることを特徴とした請
求項１乃至９のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１２】各層の巻き付け方向が逆であり、断面
形状が素線厚み×素線幅の長方形の素線で構成された多
層スプリング構造で、想定する屈曲部位の曲率半径Ｒと
トルク伝達軸直径Ｄに対し素線間隔を、（Ｒ−Ｄ／２）＞（素線幅）／（素線幅＋素線間隔）＋
ｃ０＜ｃ＜０．３の関係を満たすトルク伝達軸であることを特徴とした請
求項１乃至９のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１３】トルク伝達軸が２層構造で、プローブ
ホルダと、前記プローブホルダ内に設けられ出力が制御
部に接続されたセンサとを具備し、駆動部内のモータ部
が逆回転できることを特徴した請求項１乃至９、１１、
１２のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１４】内側層を心金に巻き、所定の部位を研
磨した後、最外層を巻き付け心金を抜き取ることで構成
する２層スプリング構造のトルク伝達軸を具備した請求
項１乃至９、１１、１２のいずれかに記載の超音波診断
装置。
【請求項１５】トルク伝達軸が形状記憶材料の素線で
構成され、プローブホルダと、前記プローブホルダ内に
設けられ出力が制御部に接続されたセンサと、前記プロ
ーブホルダ内に設けられたヒータ部とを具備し、前記制
御部が前記ヒータ部の加熱状態を制御することを特徴し
た請求項１乃至９、１１、１２のいずれかに記載の超音
波診断装置。
【請求項１６】伝搬媒体を伝搬媒体注入口に接続し、
排気口を閉じた状態で、伝搬媒体および超音波プローブ
を大気圧より減圧し再び大気圧に戻す超音波プローブ内
への伝搬媒体注入方法。
【請求項１７】伝搬媒体を伝搬媒体注入口に接続し、
排気口を閉じた状態で、伝搬媒体および超音波プローブ
を大気圧より減圧し再び大気圧に戻し、更に排気口を開
き脱気した伝搬媒体を伝搬媒体注入口からポンプで強制
的に注入する超音波プローブ内への伝搬媒体注入方法。
【請求項１８】伝搬媒体の脱気装置とポンプと超音波
プローブを環状に接続し、伝搬媒体をポンプにより伝搬
媒体注入口から強制的に注入し、排気口から排出された
伝搬媒体を前記脱気装置で脱気し再びポンプにて伝搬媒
体注入口から強制的に注入させる超音波プローブ内への
伝搬媒体注入方法。
【請求項１９】伝搬媒体を伝搬媒体注入口に接続し、
伝搬媒体および超音波プローブを大気圧より減圧し再び
大気圧に戻す、請求項７または請求項８記載の超音波プ
ローブ内への伝搬媒体注入法。