JPH0728868B2 - 体腔内挿入型超音波プローブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内視鏡等の汚物吸引や処置具挿入の為の管路
を介して人体内や機械の管内に挿入し、内視鏡等の光学
観察下に管腔内からの超音波検査を行なう体腔内挿入型
の超音波プローブに係わり、詳しくは傾斜していたり屈
曲や凹凸のある被検査対象に対しても良好な超音波走査
ができる超音波プローブの構造に関するものである。

［従来の技術］ 内視鏡下超音波診断は、内視鏡診断が体腔壁表面しか観
察できない事、従来の体外からの超音波診断では消化管
壁等の高精度の診断情報が得られない事、等からこれを
補うものとして近年大いに関心が持たれ超音波内視鏡等
各種の装置が開発されている。

その中で、通常の内視鏡検査時に簡便に体腔壁内部の超
音波断層情報が得られるものとして、内視鏡の汚物吸引
や処置具の挿入に使用する管路いわゆる処置具挿通管路
に挿入して体腔内に入れ、内視鏡の観察光学系により光
学観察しつつ病変部に誘導し超音波検査する体腔内挿入
型の超音波プローブが存在する。

これまでの上記超音波プローブには、長尺の可撓性を有
する挿入部の先端部分の側面に単純に１個の超音波振動
子を設け、挿入部全体を進退あるいは回転させることで
先端部分をすなわち超音波振動子を走査させるいわゆる
メカニカルスキャン型のものや、超音波振動子にいわゆ
る電子スキャン型のものを用い、先端部を走査の為に移
動させることなく超音波振動子部分を病変部に対向させ
るだけで一定範囲の走査が出来るようにしたいわゆる電
子スキャン型のものとがある。

上記超音波プローブにおいては、検査対象となる管腔が
狭くて直線的である場合は、内視鏡は管腔の走行に規制
され管腔壁とほぼ平行になるので、内視鏡の処置具挿通
管路から突き出された超音波プローブも管腔壁にほぼ平
行になる。超音波プローブが平行になれば先端の側面に
設けた超音波振動子も管腔壁にほぼ平行になるので、メ
カニカルスキャン型で病変部の前で先端部を進退させる
などの走査をしても、あるいは電子リニアなどの電子ス
キャン型であっても、病変部と超音波振動子の距離はほ
ぼ一定にかつ病変部に対し超音波ビームをほぼ垂直に入
射させることができるので、病変部に超音波ビームの焦
点を合わせた上で良好な超音波ビームの入射ができ、良
好な超音波断層像を得ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし胃や大腸等の広い管腔や屈曲の多い管腔では管腔
壁による規制が弱く、その時その時の状態により内視鏡
は管腔壁に対しいろいろな角度を呈し、管腔壁に対し超
音波プローブを平行に保つことが難しい場合が出てく
る。

超音波振動子の送受信面に対して、被検体となる管腔壁
が傾斜して対向している場合、超音波走査に於ける管腔
壁までの距離は走査に従い変化する。そうなると管腔壁
と超音波振動子の距離が丁度超音波ビームの焦点になる
ように超音波プローブの位置をうまくセットした上で走
査を始めたとしても、走査が進むに従い管腔壁はどんど
ん焦点から外れていく。そうなると病変部全体を高分解
能で超音波断層することが出来なくなる。またそもそも
被検体表面に斜めに超音波ビームを入射させることは、
超音波ビームが被検体表面で不要な反射拡散をおこし良
好な超音波エコー信号が得られず画質を低下させること
になる。

また体腔壁が大きく屈曲凹凸している場合は前記の体腔
壁が傾斜している状態が入り乱れている事と同じであ
り、同じく良好な超音波断層像が得られなくなる。

これを解消するには超音波プローブを体腔壁に押し付
け、超音波振動子を体腔壁に密着させて走査させれは良
いのであるが、そうすると被検体である体腔壁が、良好
な超音波断層像を得ることが出来ない近距離音場に位置
する事になり、これもまた良好な超音波断層像が得られ
ないことになる。

本発明は上記問題を鑑み発明したものであり、近くて屈
曲の有る管腔において管腔壁に対し斜めになった内視鏡
をガイドに挿入しても、管腔壁と超音波振動子の距離を
一定に保つ事ができ、また比較的に垂直に対向させるこ
とができる、すなわち管腔壁に対する超音波プローブ先
端の密着走査が行なえるようにした上で、管腔壁に対す
る超音波振動子の距離をほぼ一定に離間させる事ができ
るようにし、よって良好な超音波断層像が得られない極
近距離に被検体である体腔壁を置かずに済み、被検体を
ほぼ焦点に位置させた上で走査でき、良好な超音波断層
像を得る事ができる、それでいて内視鏡の処置具挿通管
路を介して体腔内に良好に挿入できる体腔内挿入型超音
波プローブを提供する事を目的にしたものである。

［課題を解決する為の手段］ 本発明の体腔内挿入型超音波プローブの特徴は、可撓性
を有する細長状の挿入部の先端近傍に、挿入部の長軸方
向に対して垂直方向に超音波を送受信するように超音波
振動子を設けた体腔内挿入型超音波プローブにおいて、
前記先端近傍に自然状態では前記超音波振動子の送受信
方向側へ曲がっており、外力により直線化し得る弾性を
有するソリ曲がり形状部分あるいは屈曲形状部分を設け
た事である。

［作用］ 本発明の体腔内挿入型超音波プローブにおいては、超音
波振動子を体腔壁に対向するようにした上で超音波プロ
ーブ先端を体腔壁に押し付けて走査する。この押し付け
走査においては、超音波振動子の送受信面側を内側にし
た弾性を有する屈曲部あるいはソリ曲がり形状部がある
ので、体腔壁と接触するのは超音波プローブの先端部突
端であり、超音波振動子はソリ曲がり形状部あるいは屈
曲形状部により必然的に体腔壁と接触する先端部突端よ
り体腔壁に対し後ろにさがった位置にくることになる。
すなわち超音波振動子は体腔壁と距離をおいて対向する
こととなる。この距離をおいて対向することにより、良
好な超音波断層像が得られない極近距離を避けて、体腔
壁を超音波走査する事になる。

またそもそも先端部を体腔壁に接触させて走査する事
は、体腔壁が傾斜や凹凸していても、体腔壁に沿って体
腔壁と超音波振動子を平行にそして超音波振動子を体腔
壁に正面視させて走査させることになり、体腔壁の傾斜
や凹凸の悪影響を受けない走査をすることになる。そし
て体腔壁と超音波振動子との距離を保った上に走査中に
おける距離の変動も少なくさせる事ができ、超音波ビー
ムの焦点が常に一定に体腔壁上を移動するので、走査範
囲全体に渡りフォーカスのきいた超音波走査を行なう事
になる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第３図は本発明の体腔内挿入型超音波プローブの全体構
成図であり、本装置は内視鏡５の処置具挿通管路６を介
して体腔内に挿入する為の、細長状で可撓性が有り、先
端部分に超音波振動子８が設けてある挿入部１と、図示
しない超音波観測装置と前記超音波振動子８とを電気的
に連結する為のケーブル部２、とから構成されている。

挿入部１はテフロン等のフッ素系あるいはポリエチレン
系等の樹脂のチューブでできており、可撓性と共に弾性
を有している。またケーブル部２には本超音波プローブ
と超音波観測装置とを電気的に接続するためのコネクタ
３が設けてある。

また本超音波プローブを内視鏡５を介して体腔内に挿入
した後に、検査目標部位に超音波振動子８が向くように
挿入部１を回転させたり、超音波走査の為に挿入部１を
進退させたりする操作を行なう為の超音波プローブの操
作ユニット４がある。これは本超音波プローブの挿入部
１に着脱可能になっており、内視鏡５の手元操作部７よ
り手前側に出る挿入部１の手元側部分に装着して操作す
る。この操作ユニット４には挿入部１を押さえて回転さ
せる機能と挿入部１を押さえて長軸方向に進退させる機
能が付いている。この進退させる機能は超音波走査をす
る機能であり、移動量を検出する検出器が内蔵してあ
る。

挿入部１の先端部分の詳細図である第１図により先端部
分の構造を詳述する。

先端部分には挿入部１とほぼ同径の超音波振動子保持部
９があり、ここに超音波振動子８が挿入部１の長軸方向
に対し直角方向に超音波を送受信するように設けてあ
る。超音波振動子８の表面には、挿入部１の外径とほぼ
同じ径に収まるように音響レンズ10あるいは保護層が設
けてある。超音波振動子８の表裏面の電極には信号ケー
ブル11が接続してあり、この信号ケーブル11は挿入部１
の内空を通りコネクタ３につながっている。

超音波振動子保持部９の先端側には挿入部１と同じくフ
ッ素系あるいはポリエチレン系樹脂等のチューブででき
ていて弾性があり、超音波振動子８の送受信方向側にソ
リ曲がった形、言い換えれば超音波振動子８の送受信面
を内側にするようなソリ曲がった形をしたソリ曲がり形
状部12が設けてある。そしてこのソリ曲がり形状部12は
その弾性により外力を加えることでほぼ直線化させるこ
とが出来るようになっている。そしてこのソリ曲がり形
状部12の突端には先端チップ13が設けてあり、超音波振
動子８から送信される超音波は、この先端チップ13が体
腔壁に接触した時にちょうど体腔壁上に焦点14を結ぶよ
うに設定してある。

尚、このソリ曲がり形状部12は、図２の（Ａ）〜（Ｄ）
図に示すように、例えば（Ａ）図の如くソリ曲がりでは
なく、真っ直ぐなチューブを超音波振動子保持部９の先
端側に角度を持たせて設けたいわゆる屈曲形状部15であ
っても良く、（Ｂ）や（Ｃ）図の如く超音波振動子保持
部９の手前側にソリ曲がり形状部や屈曲形状部を設けて
も、あるいは（Ｄ）図のように、超音波振動子保持部９
の手前側から先端側にかけて全体的にソリ曲がり形状を
呈するようにしたものであっても良い。要は超音波振動
子８の送受信方向側に曲がっていて、かつ直線化し得る
弾性を持っているものであれば良く、本実施例では樹脂
のチューブとしたがこれ以外のものであっても良い。

以上のように構成された本装置は、体腔内に挿入する為
に内視鏡の処置具挿通管路６に挿入する時には、弾性の
あるソリ曲がり形状部12は管路の内空に規制されて直線
化され処置具挿通管路６を通過し内視鏡５の先端から体
腔内に突き出される。体腔内に突き出されると直線化さ
せる外力すなわち管路の規制がなくなるので、ソリ曲が
り形状部12は元の形に復元する。その状態で先端部分が
検査しようとする部位の前に来るように内視鏡操作で誘
導する。先端部分が検査しようとする部位の前に来たら
操作ユニット４の操作で挿入部１を回転させ超音波振動
子８の送受信面が検査部位の体腔壁に向くようにする。
超音波振動子８の送受信面が体腔壁に向いたら、内視鏡
５を操作し先端部を体腔壁に押し付けるようにする。こ
の押し付け状態では、先端部分はソリ曲がっているので
体腔壁に接触するのは先端部突端の先端チップ13の部分
であり、超音波振動子８は体腔壁に対し距離をおいて対
向することになる。また、ソリ曲がり形状部12は弾性が
有るので外力を加えれば直線化するわけであるが、体腔
壁への押し付けによる曲げモーメントは内視鏡５からの
出口付近に最大に働くので、挿入部１の内視鏡５から出
てすぐのあたりの部分がしなり、ソリ曲がり形状部12は
わずかに直線化するに止どまり、ソリ曲がり形状は確保
される。

この先端チップ13を体腔壁に押し付けた状態で、操作ユ
ニット４を操作し、挿入部１を内視鏡５の手元操作部７
側に引き出すように挿入部長軸方向に一定速度で移動さ
せる。この移動により挿入部１の先端部分は内視鏡５の
先端部に引き込まれる方向に先端チップ13を体腔壁に接
触させながら移動する。そして当然超音波振動子８も体
腔壁と距離をおいた状態で移動する。この時超音波振動
子８を送受信状態にしておく。そうすると挿入部１の移
動量すなわち超音波振動子８の移動量は操作ユニット４
の検出器で検出されているので、これが超音波断層像を
得る為の走査となる。

上記状態では、管腔壁に対し斜めになった内視鏡５をガ
イドに挿入された場合すなわち管腔壁が傾斜している場
合や凹凸が有る場合でも、超音波プローブの先端チップ
13が体腔壁に接した状態で移動するので、体腔壁と超音
波振動子８は平行にそして超音波振動子８を体腔壁に正
面視させて走査することになり、体腔壁と超音波振動子
８との距離が走査中にだんだん離れていたり近づいて来
たりすることなく常にほぼ一定に保たれ、また超音波ビ
ームが体腔壁にほぼ垂直に入射されるようになる。超音
波ビームが垂直に入射されることで、体腔壁表面での不
要な反射散乱がない良好な走査が行なえる。そしてソリ
曲がりにより超音波振動子８は体腔壁に対し距離をおい
て対向するので被検体である体腔壁を超音波振動子８の
近距離音場に位置させなくて済むこととなり、分解能の
良い超音波走査が行なえる。また体腔壁に対し距離をお
ける事と前述の距離が一定に保てる事とにより、超音波
の焦点14を先端チップ13が体腔壁に接した時にちょうど
焦点14が体腔壁上になるように設定してあるので、常に
焦点14を体腔壁上においた分解能の良い超音波走査を行
なえる事となる。

尚、上記実施例では１個の超音波振動子を設けたものと
したが、これに代えて電子リニア等の電子スキャン型の
超音波振動子を設けたものとしても良く、この場合は、
挿入部を進退させて先端部を走査させる必要がなくなる
以外は１個の超音波振動子を設けた超音波プローブと同
じであり、同じ効果が得られる。

また、人体に対する適用を主体に述べてきたが、本発明
の超音波プローブは機械の管等への適用にも全く同様の
効果がある。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の体腔内挿入型超音波プロ
ーブにおいては、挿入部の先端近傍に自然状態では超音
波振動子の送受信方向側へ曲がっていて、外力により直
線化し得る弾性を有するソリ曲がり形状部あるいは屈曲
形状部を設けた事により、超音波振動子と被検体である
体腔壁との距離を一定にかつ体腔壁に垂直に超音波ビー
ムが入射するように超音波プローブの先端部を体腔壁に
押し付けて超音波走査することができ、その上、体腔壁
と超音波振動子部との間には間隔を確保することができ
るので、超音波ビームの焦点を被検体である体腔壁に常
に置く事ができ、また体腔壁を近距離音場を避けて位置
させることができ、よって体腔壁の高分解能で良好な超
音波断層像を得ることができる。

又、ソリ曲がり形状部あるは屈曲形状部を外力により直
線化し得る弾性を有するようにしたことで内視鏡の処置
具挿通管路にも良好に挿入させる事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の動作原理図兼先端部分の
詳細図である。 第２図は、本発明の変形例の先端部分の外観図である。 第３図は、本発明の一実施例の全体構成図である。 １……挿入部 ８……超音波振動子 12……ソリ曲がり形状部 13……先端チップ 14……焦点 15……屈曲形状部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可撓性を有する細長状の挿入部の先端近傍
   に、挿入部の長軸方向に対して垂直方向に超音波を送受
   信するように超音波振動子を設けた体腔内挿入型超音波
   プローブにおいて、前記先端近傍に自然状態では前記超
   音波振動子の送受信方向側へ曲がっており、外力により
   直線化し得る弾性を有するソリ曲がり形状部分あるいは
   屈曲形状部分を有する事を特徴とする体腔内挿入型超音
   波プローブ。