JPH0975345A - 超音波検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波トランスデューサに可撓性のある保護
キャップを嵌合させて、超音波トランスデューサの長手
方向の側面部に対して所定のギャップを設けることによ
り、超音波トランスデューサにおける熱の影響を排除し
て、その保護を図ると共に、その装着部の気密を確保す
る。 【構成】 超音波トランスデューサ２１は超音波装着部
２０に装着されるが、この超音波トランスデューサ２１
には、保護キャップ２７が被着され、この保護キャップ
２７の上面部は、音響レンズ２５の外径と一致する曲面
形状となって、接着剤により間に空気層が介在しないよ
うにして固着されている。そして、保護キャップ２７の
四周の側面部のうち、超音波トランスデューサ２１の幅
方向の端面部、即ち寸法の短い方の側面部とは、密着し
た状態で接着剤で固着され、また長さ方向における側面
部、即ち長尺な方の側面部とは、所定の間隙を持つよう
に嵌合され、この間隙部には、シリコンゴム等のよう
に、接着機能を持つ軟性部材２８が重点されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、体腔内に挿入され
る超音波検査装置に関し、特に挿入部の先端への超音波
トランスデューサの取付構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】超音波検査装置のうち、体腔内に挿入し
て、体腔内壁から直接超音波を送信して、その反射エコ
ーを受信するようにした体腔内挿入型の超音波検査装置
は、従来から広く用いられている。ここで、超音波検査
装置においては、その走査方式に応じて大きく２つに分
けることができる。一方のタイプは機械式走査方式であ
り、他のタイプは電子走査方式である。機械式走査は、
超音波トランスデューサを移動させながら走査を行うも
のであるから、格別大型の超音波トランスデューサは必
要ではないが、電子走査方式のものにあっては、超音波
振動子を多数列設して、これら超音波振動子を順次１乃
至複数ずつ所定の時間遅れをもって作動させるようにす
るものであることから、走査範囲を広く取ろうとすれ
ば、できるだけ多数の超音波振動子を並べたものが用い
られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、挿入部の先
端部分は十分な強度を持たせる必要があり、また洗浄や
消毒を繰り返し行われる等の点から、十分な強度を有
し、かつ耐薬品等の点で優れた材質のものから選択さ
れ、具体的には金属材が最も有利とされている。これに
対して、超音波トランスデューサは、圧電素子等からな
る超音波振動子を有し、この超音波振動子はバッキング
材上に設置され、また超音波振動子の上には音響整合層
及び音響レンズが積層されるが、これらは非金属無機物
や樹脂材で形成される。従って、挿入部の先端部本体の
材質である金属とは熱膨張率に大きな差がある。

【０００４】体腔内に挿入されるタイプの超音波検査装
置にあっては、病院内二次感染の防止等の観点から、使
用の都度洗浄・消毒を行わなければならない。この洗浄
・消毒は徹底したものでなければならず、従って加熱滅
菌が行われるのが一般的である。ここで、加熱滅菌を行
うために、挿入部は、例えば６０℃乃至それ以上の温度
に加熱される。従って、挿入部は高温状態と常温状態と
の間での熱変化が頻繁に繰り返される。

【０００５】前述したように、挿入部の材質と超音波ト
ランスデューサの材質とで熱膨張率に差があるために、
その間に熱によるストレスが作用する。機械式走査を行
う超音波検査装置にあっては、超音波トランスデューサ
は小型のものが用いられ、この超音波トランスデューサ
とその装着部との間における熱による伸縮度合いが小さ
いことから、格別問題とはならない。しかしながら、電
子走査を行う超音波検査装置の場合には、超音波観測視
野を広げようとすると、即ち走査ラインを長くしようと
すると、超音波振動子の数を多くする必要があり、この
ために超音波トランスデューサは挿入部の軸線方向に長
尺化する。従って、この超音波トランスデューサの側面
と挿入部との間における熱の影響による伸縮が無視し得
ない大きさとなり、やがては超音波トランスデューサを
損傷させたり、またこの超音波トランスデューサとその
装着部との間の接着機能が低下する等の問題がある。

【０００６】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、熱の影響で超音波ト
ランスデューサに損傷を起こさせたり、また超音波トラ
ンスデューサの装着部における気密性が損なわれないよ
うにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、超音波トランスデューサに可撓性の
ある保護キャップを嵌合させて、この保護キャップと超
音波装着部の壁面との間を接着剤を介して接合し、かつ
保護キャップは、少なくとも超音波トランスデューサの
長手方向の側面部に対して所定の間隔を設ける構成とし
たことをその特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】超音波トランスデューサと挿入部
の先端部本体とは、それぞれ材質が異なるものであるか
ら、熱膨張率に差があるのはやむを得ないものとして、
超音波トランスデューサを先端部本体に装着するに当っ
て、超音波トランスデューサの少なくともその長手方向
の側面部は先端部本体の超音波装着部に直接接触させな
いようにする。これによって、熱膨張率の差に基づいた
超音波トランスデューサに対して、ストレスが作用する
のを防止できる。ただし、その間に空間が形成される
と、内部を気密構造とすることができない。そこで、保
護キャップを用い、超音波トランスデューサをこの保護
キャップで囲繞させるようになし、この保護キャップを
先端部本体の超音波装着部における壁面に接着剤等によ
り固着する。これによって、挿入部の先端部本体内の気
密保持が行われる。

【０００９】保護キャップとしては、内側に超音波トラ
ンスデューサが設けられる関係から、音響特性に優れ、
この保護キャップを超音波が通過する際に、減衰させな
いものでなければならない。また、保護キャップは先端
部本体が熱変形した時に、それに追従して任意の方向に
曲がるように、可撓性を有するものとする。さらに、耐
熱性及び耐薬品に優れたものであることも必要である。
従って、例えば、ポリイミド等の樹脂材で形成すると良
い。

【００１０】この保護キャップと超音波トランスデュー
サの長手方向の側面との間に空間が形成されるが、この
空間内に接着機能を有する樹脂，ゴム等からなる軟性材
を充填するのが好ましい。超音波トランスデューサは、
先端部本体における超音波装着部の底壁に接着等の手段
で固定されるが、この超音波トランスデューサをより安
定させるには、保護キャップは可撓性を持たせるが、な
おある程度腰を持たせるようになし、かつその間の空間
に軟性材を充填するのが望ましい。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。以下の説明においては、超音波観測手段と内視鏡
観察手段とを設けた超音波内視鏡として構成したものを
示すが、本発明は超音波内視鏡に限定されるものではな
い。

【００１２】まず、図１に超音波内視鏡の全体構成を示
す。図中において、１は体腔内等への挿入部を示し、こ
の挿入部１の基端部には本体操作部２が連設されてお
り、さらにこの本体操作部２にはユニバーサルコード３
が連設されている。挿入部１は、本体操作部２への連設
側から大半の部分が挿入経路に沿って任意の方向に曲が
る軟性部１ａであって、この軟性部１ａにはアングル部
１ｂが、またアングル部１ｂには先端部本体１ｃが連設
されている。

【００１３】図２乃至図４に先端部本体１ｃの構成を示
す。これらの図に示したように、先端部本体１ｃのう
ち、図２に点線で示した部位を境として下半分の部位は
内視鏡観察機構装着部Ｓで、上半分の部分は超音波観測
機構装着部Ｕとなっている。

【００１４】内視鏡観察機構装着部Ｓにおいて、先端部
本体１ｃの先端面には、照明窓１０及び観察窓１１が設
けられている。照明窓１０からは、体腔内に照明光を照
射するものであり、観察窓１１は、照明窓１０による照
明下で、体腔内を観察するためのものであり、このため
に観察窓１１には対物レンズが装着されており、この対
物レンズの結像位置に固体撮像素子の撮像面（またはイ
メージガイドの入射端）が臨んでいる。ただし、これら
の構成については、周知のものであるから、その図示及
び詳細な説明は省略する。また、照明窓１０及び観察窓
１１以外にも、鉗子その他の処置具を導出するための処
置具導出部１２、さらには観察窓１１が体液等で汚れた
場合に、その汚れを除去するための洗浄用流体を噴出さ
せるノズル１３が設けられる。

【００１５】超音波観測機構装着部Ｕは、図３及び図４
からも明らかなように、先端部本体１ｃの周胴部には空
所が形成されており、この空所は超音波装着部２０であ
って、この超音波装着部２０には、超音波トランスデュ
ーサ２１が、その外表面に臨む状態に装着されている。
超音波トランスデューサ２１は、バッキング材２２上に
圧電素子等からなる超音波振動子２３，音響整合層２４
及び音響レンズ２５を順次積層したものである。ここ
で、超音波トランスデューサ２１はリニア乃至セクタ電
子走査を行うものであり、このために超音波振動子２３
は短冊状に形成したものが多数並べられている。従っ
て、幅方向の寸法に対して、長さ方向はかなり長尺にな
っている。そして、多数並設した各超音波振動子１３に
はケーブル２６が接続されており、このケーブル２６は
１本に束ねられて、挿入部１の内部を通り、本体操作部
２を経てユニバーサルコード３内にまで延在されて、こ
のユニバーサルコード３の先端が超音波観測装置に着脱
可能に接続される。

【００１６】以上の構成を有する超音波トランスデュー
サ２１は超音波装着部２０に装着されるが、この超音波
トランスデューサ２１における最下層を構成するバッキ
ング材２２が超音波装着部２０における底面部２０ａに
接着等の手段で固着することにより固定される。超音波
トランスデューサ２１には、保護キャップ２７が被着さ
れている。この保護キャップ２７は底部が開口した箱形
のものであり、その上面部は、音響レンズ２５の外径と
一致する曲面形状となって、接着剤により間に空気層が
介在しないようにして固着されている。そして、保護キ
ャップ２７の四周の側面部のうち、超音波トランスデュ
ーサ２１の幅方向の端面部、即ち寸法の短い方の側面部
とは、密着した状態で接着剤で固着され、また長さ方向
における側面部、即ち長尺な方の側面部とは、所定の間
隙を持つように嵌合される。

【００１７】ここで、保護キャップ２７と超音波トラン
スデューサ２１の側面の間隙部には、空気を介在させた
ままでも良いが、間隙部分内にはシリコンゴム等のよう
に、接着機能を持つ軟性部材２８を充填することによ
り、保護キャップ２７の安定が図られる。また、超音波
トランスデューサ２１は、その幅寸法は、長さ方向の寸
法と比較して著しく短いことから、保護キャップ２７と
密着させている。これによって超音波トランスデューサ
２１を安定的に保持できる。ただし、この方向にも間隙
部を設け、そしてこの間隙部に軟性部材を充填するよう
にしても良い。

【００１８】ここで、保護キャップ２７はある程度の厚
みを持った薄板部材からなり、所定の腰を持ったもので
あり、しかもなお可撓性を有するものから構成される。
また、この保護キャップ２７が備えなければならない特
性としては、まず音響特性に優れていることである。即
ち、超音波トランスデューサ２１から送信される超音波
パルスや、体内組織断層部分からの反射エコー信号を極
力減衰させないで透過させるものでなければならない。
また、消毒液等の薬品により変質乃至劣化しない、所謂
耐薬品が良好であり、また加熱滅菌時のために、耐熱性
も備えていなければならない。このために、保護キャッ
プ２７の材質としては、ポリイミド等の樹脂材が好まし
い。そして、この保護キャップ２７は、先端部本体１ｃ
における超音波装着部２０における周壁部２０ｂとの間
で、エポキシ系等からなる接着剤２９で固着される。

【００１９】なお、図中において、３０，３０は先端部
本体１ｃの周胴部における超音波トランスデューサ２１
の装着部の前後に配置され、バルーンを装着・固定する
ための円環状凹溝であり、また３１は、これら円環状凹
溝３０，３０間にバルーンを掛け渡して設けた状態で、
このバルーンの内部に超音波伝達媒体を供給するための
供給口である。

【００２０】本実施例は以上のように構成されるもので
あって、超音波検査を行うには、挿入部１を患者の体内
に挿入して、所定の検査位置まで導く。ここで、挿入部
１には超音波観測機構に加えて内視鏡観察機構も設けら
れているから、この挿入部１の挿入操作は、内視鏡観察
機構による観察下で行うことができ、検査位置まで円滑
かつ確実に導かれる。超音波検査は、多数並設されてい
る超音波振動子２３を所定の時間遅れをもって、順次作
動させることによって、リニア乃至セクタ電子走査が行
われ、体内からの反射エコー信号を受信することによっ
て、体内組織の状態に関する情報を取得できる。

【００２１】以上のように、超音波内視鏡の挿入部１は
体腔内に挿入される関係から、使用の都度洗浄及び消
毒、さらには加熱滅菌が行われる。加熱滅菌は挿入部１
を例えば６０℃程度の加熱雰囲気下に置かれるものであ
り、このために挿入部１を構成する部材が熱膨張する。
ここで、挿入部１の先端部本体１ｃは、強度等の観点か
ら、ステンレス等の金属で形成される。これに対して、
超音波トランスデューサ２１は樹脂やセラミックからな
るものであり、しかも超音波走査範囲を大きくするため
に、挿入部１の軸線方向にかなりの長さを有している。
従って、加熱時には、先端部本体１ｃ及び超音波トラン
スデューサ２１は、軸線と直交する方向はともかく、軸
線方向にかなりの伸びが生じる。

【００２２】先端部本体１ｃと超音波トランスデューサ
２１とでは、先端部本体１ｃの方が熱膨張率が大きく、
特に超音波装着部２０は、この先端部本体１ｃの軸線方
向にかなり大きな伸びが生じることから、超音波トラン
スデューサ２１も加熱により膨張するにしても、両者の
間には伸び率にかなりの差がある。超音波トランスデュ
ーサ２１は超音波装着部２０における長手方向の壁面と
は非接触状態となっているために、超音波トランスデュ
ーサ２１が熱の影響でストレスが作用することはなく、
従ってその損傷等のおそれはない。そして、超音波装着
部２０の壁面には保護キャップ２７が接着剤２９により
固着されているが、この保護キャップ２７は可撓性を有
しているから、この超音波装着部２０の変形に保護キャ
ップ２７が追従して変形することになる。従って、保護
キャップ２７と超音波装着部２０との間を固着するため
の接着剤２９の剥離が防止され、内部の気密確保に支障
を来すようなことはない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、超音波
トランスデューサに可撓性のある保護キャップを嵌合さ
せて、この保護キャップと超音波装着部の壁面との間を
接着剤を介して接合し、かつ保護キャップは、少なくと
も超音波トランスデューサの長手方向の側面部に対して
所定のギャップを設ける構成としたので、熱の影響で超
音波トランスデューサに損傷や変形を起こさせたり、ま
た超音波トランスデューサの装着部における気密保持部
における気密性が損なわれることはない等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】超音波検査装置の一例としての超音波内視鏡の
外観図である。

【図２】図１の挿入部における先端部分の外観図であ
る。

【図３】超音波トランスデューサの装着部における分解
斜視図である。

【図４】図２におけるＸ−Ｘ断面図である。

【符号の説明】

１ 挿入部 １ｃ 先端部本体 ２０ 超音波装着部 ２１ 超音波トランスデューサ ２２ バッキング材 ２３ 超音波振動子 ２４ 音響整合層 ２５ 音響レンズ ２７ 保護キャップ ２８ 軟性部材 ２９ 接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 比企 進 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッキング材，超音波振動子列，音響整
   合層及び音響レンズからなる超音波トランスデューサを
   挿入部の先端部本体に形成した超音波装着部に嵌合させ
   るように装着するものにおいて、前記超音波トランスデ
   ューサに可撓性のある保護キャップを嵌合させて、この
   保護キャップと超音波装着部の壁面との間を接着剤を介
   して固着し、かつ保護キャップは、少なくとも超音波ト
   ランスデューサの長手方向の側面部に対して所定の間隔
   を設ける構成としたことを特徴とする超音波検査装置。
2. 【請求項２】 前記間隔は空気間隙または軟性材の充填
   部であることを特徴とする請求項１記載の超音波検査装
   置。