JPH11128229A - 超音波プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定したひずみのない良好なラジアル方式の
超音波画像を得ることができる超音波プローブを提供す
る。 【解決手段】 中空のガイドシース６の内腔に回転伝達
するフレキシブルシャフト７を挿通し、その遠位端に振
動子支持部材８を介して超音波振動子９を設け、さらに
ガイドシース６外周面に信号線１７を螺旋状に複数本蒸
着で形成し、その信号線１７遠位端にＬＥＤ１８ａ，１
８ｂ及びフォトダイオード１９ａ，１９ｂによる光セン
サを設け、該光センサに対応する振動子支持部材８の外
周面に光反射体２２と非反射体２３を同一幅で周方向に
交互に設けることで、回転駆動される超音波振動子９付
近の回転情報を得る構成にして、確実に回転位置に対応
した超音波受信信号を得ることができ、安定したひずみ
のない良好なラジアル方式の超音波画像を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中空のガイド部材
内に回転伝達部材を配置し、その遠位端に超音波送受信
部を設けた超音波プローブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波プローブは、ガイドシース
の中に回転伝達部材としてフレキシブルシャフトが回転
自在に設けられ、その遠位端に超音波送受信部が設けら
れ、フレキシブルシャフトの内腔に超音波送受信部から
の信号伝達ケーブルが設けられていた。

【０００３】この超音波プローブを駆動させるための回
転駆動装置は、超音波プローブの近位端にあった。この
回転駆動装置は、モータとエンコーダ、スリップリング
で構成され、モータはフレキシブルシャフトに接続され
て、フレキシブルシャフトを介して超音波送受信部を回
転させている。

【０００４】また、エンコーダはモータの回転状態を検
知して回転信号を出し、超音波送受信部から得られた超
音波信号を超音波送受信部の回転位置に併せた画像を作
画するための信号および、モータの回転制御に使用され
ている。さらに、スリップリングは、フレキシブルシャ
フト内を通っている信号伝達ケーブルからの超音波送受
信信号を回転しないケーブルへ接続するために設けられ
ている。

【０００５】また、超音波送受信部近傍に回転角度検出
機能を持たせた超音波プローブが、特開昭６３−２７０
０３２号公報、特開平２−２６５４６号公報、特開平５
−２７７１１３号公報、特開平６−３０９３７号公報な
どがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、超音波
プローブの近位端にエンコーダがある場合、モータの回
転は滑らかでスムーズでも、フレキシブルシャフトに剛
性が無く、超音波送受信部が不規則な回転をすることが
ある。この場合、超音波受信部の回転に完全に同期しな
いで回転信号を受信するため、超音波画像が流れたり揺
れたりという正確なラジアル方式の超音波画像が得られ
ないことがあった。

【０００７】また、特開昭６３−２７００３２号公報の
場合、磁気センサからのケーブルをフレキシブルシャフ
ト内またはシース内に設けなければならない。フレキシ
ブルシャフト内にある場合は、フレキシブルシャフトの
内径に制約が出て、十分な剛性のあるフレキシブルシャ
フトを使用できないため、結果として超音波画像が流れ
たり揺れたりして正確なラジアル方式の超音波画像が得
られないことがあった。

【０００８】また、特開平６−３０９３７の場合、ガイ
ドシースの超音波送受信面に角度検出のための異物が入
り込むので、全周にわたって均一なラジアル超音波画像
が得られないという問題があった。

【０００９】（発明の目的）本発明は、上記の問題点に
ついてなされたもので安定したひずみのない良好なラジ
アル方式の超音波画像を得ることができる超音波プロー
ブ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】中空のガイドシースの内
腔に回転伝達部材を回転自在に設け、その遠位端に超音
波送受信部を設けた超音波プローブにおいて、ガイドシ
ース外表面に信号線を螺旋状に複数本蒸着し、このガイ
ドシース遠位端近傍の信号線遠位端にセンサを設け、ガ
イドシース内に設けた回転伝達部材と超音波送受信部と
の間に前記センサに反応する部材と反応しない部材を周
方向に対して同一幅で交互に設けることにより、超音波
送受信部の回転情報を得ることができるので、確実に回
転位置に対応した超音波信号を作画でき、安定したひず
みのない良好なラジアル方式の超音波画像を得ることが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 （第１の実施の形態）図１ないし図４は本発明の第１の
実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態を備えた超
音波診断装置の構成を示し、図２は本発明の第１の実施
の形態の超音波プローブの先端側の構成を示し、図３は
超音波プローブの先端側に設けた回転位置検出センサの
構造を示し、図４は回転位置検出センサの出力信号等を
示す。本実施の形態の目的は、安定したひずみのない良
好なラジアル方式の超音波画像を得ることである。

【００１２】図１に示す超音波診断装置１は体腔内に挿
入される超音波プローブ２と、この超音波プローブ２の
近位端から延出されたケーブルの端部に設けたコネクタ
が着脱自在に接続される超音波観測装置３とから構成さ
れる。

【００１３】超音波プローブ２は、体腔内に挿入される
細長のプローブ挿入部４と、このプローブ挿入部４の後
端（近位端）に設けられ、術者により把持される把持部
５とを有する。

【００１４】図２に示すようにプローブ挿入部４は中空
で円筒状のガイドシース６で形成され、このガイドシー
ス６の内腔には回転伝達部材として、中空のフレキシブ
ルシャフト７が回転自在に設けられており、このフレキ
シブルシャフト７の遠位端には接続部材或いは振動子支
持部材８を介して超音波を送受する超音波振動子９が設
けられている。

【００１５】ガイドシース６の遠位端は閉塞され、その
内側に収納された超音波振動子９の周囲は超音波を伝達
する液体が充満されている。また、超音波振動子９に少
なくとも対向するガイドシース６部分は超音波を透過す
る材質で形成され、超音波振動子９が回転駆動されるこ
とにより、放射状に超音波を送出し、ラジアル走査を行
うことができるようにしている。

【００１６】図１に示すようにフレキシブルシャフト７
の近位端は回転駆動装置に連結されている。つまり、フ
レキシブルシャフト７の近位端は把持部５内でギヤ１１
を設けた軸に連結され、このギヤ１１はモータ１２のギ
ヤ１３と噛合している。そして、モータ１２が回転する
ことにより、ギヤ１３、１１を介して軸に連結されたフ
レキシブルシャフト７の近位端が回転され、この回転が
フレキシブルシャフト７によりその遠位端に伝達され
る。

【００１７】また、超音波振動子９に接続され、フレキ
シブルシャフト７の中空部内を挿通された信号線は軸の
後端に設けたロータ側の接点とステータ側の接点とを導
通するスリップリング１５のロータ側の接点に接続さ
れ、このスリップリング１５のステータ側の接点は信号
線１６と接続されている。

【００１８】また、ガイドシース６は、その外表面に螺
旋状に極細の信号線１７が複数本、例えば蒸着で形成さ
れている。この複数本の信号線１７の遠位端には、超音
波振動子９の回転位置を検出する回転位置検出センサに
接続されている。

【００１９】本実施の形態ではこの回転位置検出センサ
は発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略記する）１８ａ，
１８ｂとフォトダイオード（以下、ＰＤと略記する）１
９ａ，１９ｂとが対となるようにして形成したフォトリ
フレクタであり、１つずつまたは複数個づつ、ガイドシ
ース６に埋め込まれるようにして内腔に向けて設けられ
ている。

【００２０】図２に示すように超音波振動子９が設けら
れた振動子支持部材８の基端の円筒状の外表面には、Ｌ
ＥＤ１８ａ，１８ｂからの光を反射する反射体２２と、
光を反射しない非反射体２３とが周方向に交互に同一幅
で帯状に多数設けられている。この反射体２２、非反射
体２３の帯状の方向と対となるＬＥＤ１８ｉ、ＰＤ１９
ｉ（ｉ＝ａ又はｂ）との位置関係は、軸方向に形成され
ている。

【００２１】つまり、図３（Ａ）に示すようにガイドシ
ーズ６の長手方向に沿った縦断面では対となるＬＥＤ１
８ａ，ＰＤ１９ａ或いはＬＥＤ１８ｂ，ＰＤ１９ｂはそ
れぞれ同一断面上にあって、それらの内側に対向する帯
状に形成された反射体２２或いは非反射体２３に対しＬ
ＥＤ１８ｉから光を照射し、その反射光を前記ＬＥＤ１
８ｉと対となるＤＰ１９ｉで受光するようにしている。

【００２２】また、ＬＥＤ１８ａ，ＰＤ１９ａとＬＥＤ
１８ｂ，ＰＤ１９ｂとは例えば図３（Ｂ）に示すように
横断面では反射体２２或いは非反射体２３の帯の幅の１
／２に対応する角度だけずらしてガイドシーズ６の周方
向に設けられている。そして、ＰＤ１９ａとＰＤ１９ｂ
とはそれぞれ反射体２２或いは非反射体２３での反射光
を受光することにより図４に示すように、反射体２２が
対向する位置に存在する期間で“Ｈ”となり、非反射体
２３が対向する位置に存在する期間で“Ｌ”となる等間
隔の出力信号を出力する。

【００２３】この場合、ＬＥＤ１８ａ，ＰＤ１９ａとＬ
ＥＤ１８ｂ，ＰＤ１９ｂとは上記のように反射体２２或
いは非反射体２３の帯の幅の１／２に対応する角度だけ
ずらしてガイドシーズ６の周方向に設けているので、Ｐ
Ｄ１９ａとＰＤ１９ｂの出力信号は１／４周期だけずれ
ている。

【００２４】制御回路３１はこれらの出力信号を微分す
る等により、図４に示すように１／４の周期の制御信号
を生成し、この信号を駆動パルス発生回路３４に印加し
て、この制御信号をトリガ信号として駆動パルスを出力
させる。

【００２５】本実施の形態ではフォトリフレクタによる
センサを超音波の送受信を行う超音波送受信部となる超
音波振動子９の付近のガイドシース６に設けて、振動子
支持部材８の外周面に設けた前記センサで検出される
（広い意味で反応する）反射体２２と、検出されない
（反応しない）非反射体２３を交互に設けることによ
り、超音波振動子９の回転位置を検出すると共に、反射
体２２と非反射体２３とを周方向に同一幅で多数設け、
かつセンサも周方向にずらして複数配置することによ
り、非常に小さな回転角度も精度良く検出できるように
している。

【００２６】例えば、周方向に１回転する場合の反射体
２２と非反射体２３との数と、センサの数との積をラジ
アル走査する場合の音線の数とに一致させることによ
り、図４で示した制御信号をトリガ信号としてラジアル
走査する場合の各駆動パルスのタイミングを精度良く設
定できる。このために、超音波画像が流れたり、揺れた
りすることなく、画質の良い超音波画像を得ることがで
きるようにしている。

【００２７】これに対し、従来例での超音波送受信部の
近傍に回転角度検出機能を設けたものでは、最小の回転
角度の検出精度は低いため、隣接する音線間の角度を検
出精度を確保することは困難であり、このために検出精
度の高い回転角度検出を達成できなかった。このため
に、本実施の形態に比べると、画質の低い画像になって
しまう。

【００２８】ガイドシース６の外周面に設けられた信号
線１７の近位端は、例えばフレキシブル基板２１のパタ
ーンの信号線と接続され、この信号線は超音波観測装置
３内の制御回路３１と接続され、ＰＤ１９で検出された
回転位置信号が入力される。なお、ＬＥＤ１８には制御
回路３１等から発光電源が供給される。

【００２９】超音波観測装置３に設けたサーボ回路３２
はモータ１２と接続され、モータ１２の回転を制御す
る。また、超音波振動子９と接続された信号線１６は超
音波観測装置３内の切換回路３３を介して駆動パルス発
生回路３４と受信回路３５に接続される。この駆動パル
ス発生回路３４で発生された駆動パルスは信号線１６等
を介して超音波振動子９に印加され、超音波を送出させ
る。

【００３０】また、被検体側で反射した超音波が超音波
振動子９で受信され、電気信号に変換されてエコー信号
となり、制御回路３１により切換えられる切換回路３３
を介して受信回路３５に入力され、増幅などされた後、
Ａ／Ｄ変換器３６でデジタル信号に変換された後、メモ
リ３７に一旦格納される。

【００３１】このメモリ３７に格納された画像データは
所定のタイミングで読み出され、デジタルスキャンコン
バータ（以下、ＤＳＣと略記）３８により、デジタルの
標準的な映像信号に変換された後、Ｄ／Ａ変換器３９を
介してアナログの標準的な映像信号に変換された後、モ
ニタ４０に入力され、このモニタ４０の表示面に超音波
断層画像が表示されるようにしている。

【００３２】本実施の形態では上記のように超音波振動
子９が取り付けられた振動子支持部材８の基端の円筒状
外表面に反射体２２と非反射体２３とを設け、その外周
側に対向して設けたＬＥＤ１８ｉによる光を反射体２２
或いは非反射体２３での反射光をＰＤ１９ｉで検出する
ことにより、超音波振動子９が取り付けられた振動子支
持部材８の回転位置を正確に反映し、高精度の回転位置
の検出手段を形成している。

【００３３】そして、ＰＤ１９ｉの出力信号が入力され
る制御回路３１はこの出力信号をサーボ回路３２に送
り、モータ１２の回転を制御すると共に、駆動パルス発
生回路３４に送り、超音波振動子９に印加される駆動パ
ルスのタイミングを制御すると共に、切換回路３３の切
換も制御する。

【００３４】また、制御回路３１は受信回路３５内での
ＳＴＣ制御とか、メモリ３７の書込タイミングも制御す
る。次に本実施の形態の作用を説明する。

【００３５】フレキシブルシャフト７は、把持部５内の
回転駆動装置からの回転力を超音波振動子９へ伝達し、
軸方向の周りに回転する。この時、超音波観測装置３の
駆動パルス発生回路３４からの駆動パルスは信号線１６
等を介して超音波振動子９へと伝達され、超音波振動子
９を駆動して超音波を放射状に送波及び受波し、その受
波した超音波を超音波振動子９で電気信号に変換して信
号線１６等で伝送し、超音波観測装置３内の切換回路３
３を経て受信回路３５に導く。

【００３６】この一連の動作を超音波振動子９を１回転
する間に反射体２２と非反射体２３の数とフォトリフレ
クタの数の積に対応した数だけ行う。この数は１回転に
出力される制御信号の数と一致し、この制御信号をトリ
ガ信号として超音波のラジアル走査を行う。

【００３７】一方、信号線１７を経て伝達された電気信
号によりＬＥＤ１８ｉは常時点灯している。この時、フ
レキシブルシャフト７の回転により、超音波振動子９と
フレキシブルシャフト７の間の振動子支持部材８に設け
られた反射体２２および非反射体２３によってＬＥＤ１
８ｉからの光は反射されたりされなかったりを交互に繰
り返す。反射されたときは、ＰＤ１９ｉによって反射光
は電気信号に変換され、信号線１７を伝って回転情報信
号として超音波観測装置３の制御回路３１へと伝達され
る。ここで得られた回転情報信号は、サーボ回路３２に
送られ、回転駆動装置へとフィードバックされ、ＰＤ１
９ｉが規則的にＬＥＤ１８ｉからの反射光信号を受信し
たりしなかったりするように回転制御される。

【００３８】さらに、超音波振動子９からの受信信号
は、前記回転情報信号に併せて受信回路３５等で処理さ
れて、モニタ４０上に超音波振動子９の回転位置に対応
した超音波画像を作画して描出される。本実施の形態は
以下の効果を有する。

【００３９】ガイドシース６外周面に信号線１７を螺旋
状に複数本蒸着し、ガイドシース６遠位端近傍の信号線
１７遠位端に発光ダイオード１８ｉおよびフォトダイオ
ード１９ｉによるフォトリフレクタによるセンサを設
け、発光ダイオード１８ｉとフォトダイオード１９ｉに
対応する位置に光反射体２２と非反射体２３を同一幅で
周方向に交互に設けることで、超音波振動子９付近の回
転情報を得ることができるので、確実に回転位置に対応
した超音波信号を作画できるので、安定したひずみのな
い良好なラジアル方式の超音波画像を得ることができ
る。

【００４０】また、ラジアル走査する場合の隣接する音
線間の角度程度の回転角度検出精度を確保できるので、
歪みなどが少ない、非常に画質の良い超音波画像を得る
ことができる。

【００４１】なお、図２等ではフォトリフレクタによる
センサの数を２つの場合で説明したが、これに限定され
るものでなく、さらにセンサの数を増やしたりしても良
いし、１つのセンサでも良い。後述する他のセンサの場
合にも同様である。

【００４２】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態を図５を参照して説明する。本実施の形態の
目的は、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態
の構成は以下の通りである。

【００４３】本実施の形態の超音波プローブ２Ｂは、第
１の実施の形態と同様に中空のガイドシース６の内腔に
フレキシブルシャフト７が回転自在に設けられており、
このフレキシブルシャフト７の遠位端に固定された超音
波支持部材８に超音波振動子９が設けられている。

【００４４】この中空のガイドシース６は、その外表面
に螺旋状に極細の信号線１７が複数本蒸着されている。
この複数本の信号線１７の遠位端には、複数の磁気セン
サ４１ａ，４１ｂがガイドシース７に埋め込まれるよう
に内腔に向けて設けられている。信号線１７の近位端
は、例えば図１のようにフレキシブル基板２１のパター
ン等により第１の実施の形態と同様に超音波観測装置３
と接続される。

【００４５】一方、超音波振動子９に接続された信号線
は、フレキシブルシャフ７の内腔を通って、例えば図１
に示すスリップリング１５を経て超音波観測装置３と接
続される。

【００４６】フレキシブルシャフト７と超音波振動子９
との間には、磁気センサ４１ａ，４１ｂで検出（広い意
味で反応）される磁性体４２と、検出されない非磁性体
４３とが周方向に対して交互に同一幅で帯状に多数設け
られている。この磁性体４２、非磁性体４３と磁気セン
サ４１ａ，４１ｂとの位置関係は、軸方向に対して一致
するようになっている。その他は第１の実施の形態と同
様の構成である。

【００４７】本実施の形態の作用は以下の通りである。
フレキシブルシャフト７は、回転駆動装置からの回転力
を超音波振動子９へ伝達し、軸方向に対して回転する。
この時、超音波観測装置３の駆動パルス発生回路３４か
らの駆動パルス信号は信号線１６等を経て超音波振動子
９へと伝達され、超音波振動子９を駆動して超音波を送
信し、その受信信号を超音波振動子９で受信して超音波
送受信用信号線を経て超音波観測装置３の受信回路３５
へと伝達する。この一連の動作を超音波振動子９が１回
転する間に磁性体４２と非磁性体４３の数と、センサの
数の積の数だけ行う。

【００４８】一方、フレキシブルシャフト７の回転によ
り、超音波振動子９とフレキシブルシャフト７との間の
振動子支持部材８に設けられた磁性体４２および非磁性
体４３によって、磁気センサ４１ｉは磁気を感知したり
しなかったりを交互に繰り返す。感知したときは、磁気
センサ４１ｉによって磁気信号は電気信号に変換され、
信号線１７を伝って回転情報信号として超音波観測装置
３の制御回路３１へと伝達される。

【００４９】ここで得られた回転情報信号は、第１の実
施の形態と同様に制御信号が生成され、サーボ回路３２
に送られてこのサーボ回路３２は回転駆動装置を構成す
るモータ１２に出力する信号をこの制御信号に同期させ
るように制御してモータ１２による回転速度を制御し、
磁気センサ４１ｉが規則的に磁性体４２の磁気を規則的
に等間隔に感知するようの回転制御する。また、この制
御信号は駆動パルス発生回路３４に送られ、駆動パルス
を出力するタイミングを制御する。

【００５０】さらに、超音波振動子９からの受信信号
は、前記回転情報信号に併せて超音波観測装置３内の受
信回路３５等で処理されて、モニタ４０上に超音波振動
子９の回転位置に対応した超音波画像を作画して描出さ
れる。本実施の形態は以下の効果を有する。

【００５１】ガイドシース７外周面に信号線１７を螺旋
状に複数本蒸着し、ガイドシース７遠位端近傍の信号線
１７遠位端に磁気センサ４１ａ，４１ｂを設け、該磁気
センサ４１ａ，４１ｂに対応する位置に磁性体４２と非
磁性体４３を同一幅で周方向に交互に設けることで、超
音波振動子９付近の回転情報を得ることができるので、
確実に回転位置に対応した超音波信号を作画できるの
で、安定したひずみのない良好なラジアル方式の超音波
画像を得ることができる。

【００５２】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態を図６を参照して説明する。本実施の形態
の目的は、安定したひずみのない良好なラジアル方式の
超音波画像を得ることと、かつ耐久性に優れた超音波プ
ローブを提供することである。本実施の形態の構成は以
下の通りである。

【００５３】図６に示す超音波プローブ２Ｃは、中空の
ガイドシース７の内腔に中実または内径の小さい中空の
フレキシブルシャフト５１が回転自在に設けられてお
り、このフレキシブルシャフト５１の遠位端には絶縁部
材で形成された接続部材５２を介して超音波支持材８が
連結され、この超音波支持部材８に複数、例えば２つの
超音波振動子９Ａ，９Ｂが周方向に１８０°回転した位
置に設けられている。

【００５４】この中空のガイドシース７は、その外表面
に螺旋状に極細の信号線１７ａと１７ｂが複数本づつ蒸
着で形成されている。一方の複数本の信号線１７ａの遠
位端には、それぞれの集電ブラシ５３が複数個、ガイド
シース７の壁から内腔に向けて出されるように設けられ
ている。

【００５５】一方、超音波振動子９Ａ，９Ｂから伸びる
超音波送受信用信号線５４は、芯線とグランド線と別々
に超音波振動子９Ａ，９Ｂとフレキシブルシャフト５１
の接続部材５２に設けた接点リング５５の内面にそれぞ
れ接続されている。

【００５６】また、他方の複数本の信号線１７ｂの遠位
端には、例えば第１の実施の形態と同様にガイドシース
６の遠位端側に設けたＬＥＤ１８ｉとＰＤ１９ｉとに接
続されている。

【００５７】そして、このガイドシース６におけるＬＥ
Ｄ１８ｉとＰＤ１９ｉが設けられた部分に対向する内側
の接続部材５２の外表面には第１の実施の形態と同様に
反射体２２と非反射体２３とが帯状に多数設けられてい
る。

【００５８】信号線１７ａ，１７ｂは、ガイドシース６
の近位端で例えば図１のフレキシブル基板２１のパター
ンを介して超音波観測装置３内の制御回路３１と切換回
路３３とにそれぞれ接続されている。

【００５９】つまり、この実施の形態では図１の把持部
５内にはスリップリング１５が設けてないで、信号線１
７ａと接続されるフレキシブル基板２１のパターンを介
して超音波観測装置３内の切換回路３３を介して駆動パ
ルス発生回路３４と受信回路３５とに接続されている。

【００６０】本実施の形態では受信回路３５には例えば
特性の同じ２つの超音波振動子９Ａ，９Ｂからのエコー
信号が入力され、それぞれのエコー信号に対して信号処
理してメモリ３７に格納する。そして、１回転の半分の
回転により、２つの超音波振動子９Ａ，９Ｂにより得ら
れた超音波画像を合成して１つの画像としてモニタ４０
に表示することにより、１つの超音波振動子の場合の半
分の走査時間で１画面分の超音波画像を得られるように
している。

【００６１】なお、接点リング５５の外径は、接点リン
グ５５同士の間にある絶縁性の接続部材５２の外径より
小さくしている。そして、前記複数の集電ブラシ５３
は、各々同数の接点リング５５に対して接触している。
その他の構成は第１の実施の形態と殆ど同様である。

【００６２】本実施の形態の作用は以下の通りである。
フレキシブルシャフト５１は、回転駆動装置からの回転
力を超音波振動子９Ａ，９Ｂへ伝達し、軸方向に対して
回転する。この時、図１の駆動パルス発生回路３４から
の駆動パルス信号は、ガイドシース７の外表面の信号線
１７ａを伝って集電ブラシ５３から接点リング５５へと
伝達され、超音波送受信用信号線５４を経て超音波振動
子９Ａ，９Ｂへと伝達される。

【００６３】そして超音波振動子９Ａ，９Ｂを駆動して
超音波を送信し、同じ超音波振動子９Ａ，９Ｂで反射さ
れた超音波を受信して電気信号に変換し、超音波送受信
用信号線５４を経て接点リング５５へと伝達され、集電
ブラシ５３と信号線１７ａを経て超音波観測装置３の受
信回路３５へと伝達する。

【００６４】ここで、接点リング５５は全周に渡ってい
るので、回転中も集電ブラシ５３は常に接点リング５５
に接しており、確実に信号線１７ａと超音波送受信用信
号線５４との間で信号伝達が行われる。また、接点リン
グ５５は、絶縁部材５２より外径が小さく設けられてい
るので、集電ブラシ５３は絶縁部材５２により軸方向へ
の動きを規制されるので、相対する接点リング５５の隣
りの接点リング５５へと移ることはない。本実施の形態
の効果は第１の実施の形態の効果の他に、さらに以下の
効果を有する。

【００６５】ガイドシース６外周面に信号線１７ａ，１
７ｂを螺旋状に複数本蒸着し、ガイドシース６遠位端近
傍の信号線１７ａ遠位端を集電ブラシ５３に接続し、こ
の集電ブラシ５３に対応する位置に接点リング５５を設
けることで、超音波振動子９Ａ，９Ｂ付近で、超音波信
号を回転する信号線５４から回転しない信号線１７ａへ
と伝達することができる。

【００６６】このことで、フレキシブルシャフト５１内
に超音波信号線を設けずに済むので、フレキシブルシャ
フト５１の内径をきわめて小さくすることができ、剛性
の高いフレキシブルシャフト５１が使用できる。よっ
て、回転伝達性が向上し、超音波振動子９Ａ，９Ｂを安
定して回転させることができるので、揺れや流れのない
安定して良好な超音波画像が得られる。また、ガイドシ
ース６を途中で屈曲させてもフレキシブルシャフト５１
の伸びにより信号線１７ａは切れることがないので、耐
久性にも優れている。

【００６７】（第４の実施の形態）次に、本発明の第４
の実施の形態を図７を参照して説明する。本実施の形態
の目的は、安定して良好なラジアル方式の超音波画像を
得ることと、かつ耐久性に優れた超音波プローブを提供
することである。

【００６８】図７に示す本実施の形態の超音波プローブ
２Ｄは、図６に示す超音波プローブ２Ｃにおいて、ガイ
ドシース６の遠位端側のＬＥＤ１８ｉとＰＤ１９ｉとを
設けないで、また接続部材５２に反射体２２と非反射体
２３とを設けないで、これら或いは他の構造の回転角度
検出手段を例えばフレキシブルシャフト５１の近位端側
に設けるようにしたものである。

【００６９】より具体的に説明すると、中空のガイドシ
ース７の内腔に中実または内径の小さい中空のフレキシ
ブルシャフト５１が回転自在に設けられており、このフ
レキシブルシャフト５１の遠位端には絶縁部材で形成さ
れた接続部材５２を介して超音波支持材８が連結され、
この超音波支持部材８に複数、例えば２つの超音波振動
子９Ａ，９Ｂが周方向に１８０°回転した位置に設けら
れている。

【００７０】この中空のガイドシース７は、その外表面
に螺旋状に極細の信号線１７ａが複数本蒸着で形成され
ている。この複数本の信号線１７ａの遠位端には、それ
ぞれの集電ブラシ５３が複数個、ガイドシース７の壁か
ら内腔に向けて出されるように設けられている。

【００７１】一方、超音波振動子９Ａ，９Ｂから伸びる
超音波送受信用信号線５４は、芯線とグランド線と別々
に超音波振動子９Ａ，９Ｂとフレキシブルシャフト５１
の接続部材５２に設けた接点リング５５の内面にそれぞ
れ接続されている。

【００７２】信号線１７ａは、ガイドシース６の近位端
で例えば図１のフレキシブル基板２１のパターンを介し
て超音波観測装置３内の切換回路３３とに接続されてい
る。つまり、この実施の形態では図１の把持部５内には
スリップリング１５が設けてないで、信号線１７ａと接
続されるフレキシブル基板２１のパターンを介して超音
波観測装置３内の切換回路３３を介して駆動パルス発生
回路３４と受信回路３５とに接続されている。

【００７３】本実施の形態では受信回路３５には例えば
特性の同じ２つの超音波振動子９Ａ，９Ｂからのエコー
信号が入力され、それぞれのエコー信号に対して信号処
理してメモリ３７に格納する。そして、１回転の半分の
回転により、２つの超音波振動子９Ａ，９Ｂにより得ら
れた超音波画像を合成して１つの画像としてモニタ４０
に表示することにより、１つの超音波振動子の場合の半
分の走査時間で１画面分の超音波画像を得られるように
している。

【００７４】なお、接点リング５５の外径は、接点リン
グ５５同士の間にある絶縁性の接続部材５２の外径より
小さくしている。そして、前記複数の集電ブラシ５３
は、各々同数の接点リング５５に対して接触している。
その他の構成は第１の実施の形態と殆ど同様である。

【００７５】本実施の形態の作用は以下の通りである。
フレキシブルシャフト５１は、回転駆動装置からの回転
力を超音波振動子９Ａ，９Ｂへ伝達し、軸方向に対して
回転する。この時、図１の駆動パルス発生回路３４から
の駆動パルス信号は、ガイドシース７の外表面の信号線
１７ａを伝って集電ブラシ５３から接点リング５５へと
伝達され、超音波送受信用信号線５４を経て超音波振動
子９Ａ，９Ｂへと伝達される。

【００７６】そして超音波振動子９Ａ，９Ｂを駆動して
超音波を送信し、同じ超音波振動子９Ａ，９Ｂで反射さ
れた超音波を受信して電気信号に変換し、超音波送受信
用信号線５４を経て接点リング５５へと伝達され、集電
ブラシ５３と信号線１７ａを経て超音波観測装置３の受
信回路３５へと伝達する。

【００７７】ここで、接点リング５５は全周に渡ってい
るので、回転中も集電ブラシ５３は常に接点リング５５
に接しており、確実に信号線１７ａと超音波送受信用信
号線５４との間で信号伝達が行われる。また、接点リン
グ５５は、絶縁部材５２より外径が小さく設けられてい
るので、集電ブラシ５３は絶縁部材５２により軸方向へ
の動きを規制されるので、相対する接点リング５５の隣
りの接点リング５５へと移ることはない。

【００７８】本実施の形態は以下の効果を有する。

【００７９】ガイドシース６外周面に信号線１７ａを螺
旋状に複数本蒸着し、ガイドシース６遠位端近傍の信号
線１７ａ遠位端を集電ブラシ５３に接続し、この集電ブ
ラシ５３に対応する位置に接点リング５５を設けること
で、超音波振動子９Ａ，９Ｂ付近で、超音波信号を回転
する信号線５４から回転しない信号線１７ａへと伝達す
ることができる。

【００８０】このことで、フレキシブルシャフト５１内
に超音波信号線を設けずに済むので、フレキシブルシャ
フト５１の内径をきわめて小さくすることができ、剛性
の高いフレキシブルシャフト５１が使用できる。よっ
て、回転伝達性が向上し、超音波振動子９Ａ，９Ｂを安
定して回転させることができるので、揺れや流れのない
安定して良好な超音波画像が得られる。

【００８１】また、ガイドシース６を途中で屈曲させて
もフレキシブルシャフト５１の伸びにより信号線１７ａ
は切れることがないので、耐久性にも優れている。な
お、第３及び第４の実施の形態においては、２つの超音
波振動子９Ａ，９Ｂを設けているが、３つ以上にしても
良いし、第１及び第２の実施の形態のように１つの超音
波振動子９にしても良い。

【００８２】なお、前記第１の実施の形態から第４の実
施の形態まで、カテーテル型の超音波プローブを例に説
明したが、これに観察光学系と照明光学系を備えて超音
波内視鏡としても良い。また、上述した実施の形態等を
部分的に組み合わせる等して形成される実施の形態等も
本発明に属する。

【００８３】［付記］１．中空のガイドシースの内腔に
回転伝達部材を回転自在に設け、その遠位端に超音波送
受信部を設けた超音波プローブにおいて、ガイドシース
外表面に信号線を螺旋状に複数本蒸着し、このガイドシ
ース遠位端近傍の信号線遠位端にセンサを設け、ガイド
シース内に設けた回転伝達部材と超音波送受信部との間
に前記センサに反応（検出され）る部材と反応し（検出
され）ない部材を周方向に対して同一幅で交互に設けた
ことを特徴とする超音波プローブ。

【００８４】２．付記１の超音波プローブにおいて、セ
ンサを発光ダイオードとフォトダイオードとで形成した
ことを特徴とする超音波プローブ。

【００８５】３．付記１の超音波プローブにおいて、セ
ンサを磁気センサとし、センサに反応する部材を磁性
体、センサに反応しない部材を非磁性体としたことを特
徴とする超音波プローブ。 ４．中空のガイドシースの内腔に回転伝達部材を回転自
在に設け、その遠位端に超音波送受信部を設けた超音波
プローブにおいて、ガイドシース外表面に信号線を螺旋
状に複数本蒸着し、このガイドシース遠位端近傍の信号
線遠位端に集電部材を設け、ガイドシース内に設けた回
転伝達部材と超音波送受信部との間に接点リングを設
け、超音波送受信部と接点リングを導通させたことを特
徴とする超音波プローブ。

【００８６】（付記４の背景）超音波プローブの近位端
にスリップリングがある場合や特開平２−２６５４６号
公報の場合、特開平５−２７７１３号公報の場合は、フ
レキシブルシャフトの内腔に信号伝達ケーブルを通さな
ければならない。このため、フレキシブルシャフトの内
径に制約が出て、十分な剛性のあるフレキシブルシャフ
トを使用できないので、結果として超音波画像が流れた
り揺れたりして正確なラジアル方式の超音波画像が得ら
れないことがあった。さらに、超音波プローブを曲げた
りしたときに、フレキシブルシャフトが伸縮してフレキ
シブルシャフト内のケーブルが引っ張られるなどして切
れてしまい、耐久性にも問題があった。

【００８７】さらに、超音波プローブを曲げたりしたと
きに、フレキシブルシャフトが伸縮してフレキシブルシ
ャフト内のケーブルが引っ張られるなどして切れてしま
い、耐久性にも問題があった。また、ガイドシース内に
ある場合は、回転するフレキシブルシャフトにケーブル
が絡まって断線することがあるという問題がある。これ
を避けるために途中からダブルルーメンのシースを用い
て、フレキシブルシャフトが入る内腔とは別の内腔にケ
ーブルを通すと、外径が太るという問題があった。

【００８８】（付記４の目的）安定して良好な超音波画
像を得ること、かつ耐久性に優れた超音波プローブを提
供することを目的とする。 （付記４の作用）付記４の構成をとることで、超音波送
受信部となる超音波振動子付近で、超音波信号を回転す
る信号線から回転しない信号線へと伝達することができ
る。このことで、フレキシブルシャフト内に超音波信号
線を設けずに済むので、フレキシブルシャフトの内径を
きわめて小さくすることができ、剛性の高いフレキシブ
ルシャフトが使用できるので、回転伝達性が向上し、超
音波振動子を安定して回転させることができるという作
用を持つ。また、ガイドシースを屈曲させてフレキシブ
ルシャフトが伸びても超音波信号線が切れることがない
という作用を持つ。

【００８９】（付記４の効果）フレキシブルシャフト内
に超音波信号線を設けずに済むので、フレキシブルシャ
フトの内径をきわめて小さくすることができ、剛性の高
いフレキシブルシャフトが使用できるので、耐久性を向
上でき、また回転伝達性が向上し、超音波振動子を安定
して回転させることができるので、安定して良好な超音
波画像を得ることができる。 ５．付記１から第４までの超音波プローブにおいて、挿
入部先端に観察光学系と照明光学系を設けたことを特徴
とする超音波プローブ。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、中
空のガイドシースの内腔に回転伝達部材を回転自在に設
け、その遠位端に超音波送受信部を設けた超音波プロー
ブにおいて、ガイドシース外表面に信号線を螺旋状に複
数本蒸着し、このガイドシース遠位端近傍の信号線遠位
端にセンサを設け、ガイドシース内に設けた回転伝達部
材と超音波送受信部との間に前記センサに反応する部材
と反応しない部材を周方向に対して同一幅で交互に設け
たことで、超音波振動子付近の回転情報を得ることがで
きるので、確実に回転位置に対応した超音波信号を作画
でき、安定したひずみのない良好なラジアル方式の超音
波画像を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を備えた超音波診断
装置の構成を示す図。

【図２】本発明の第１の実施の形態の超音波プローブの
先端側の構成を示す断面図。

【図３】超音波プローブの先端側に設けた回転位置検出
センサの構造を示す断面図。

【図４】回転位置検出センサの出力信号等を示す波形
図。

【図５】本発明の第２の実施の形態の超音波プローブの
先端側の構成を示す断面図。

【図６】本発明の第３の実施の形態の超音波プローブの
先端側の構成を示す断面図。

【図７】本発明の第４の実施の形態の超音波プローブの
先端側の構成を示す断面図。

【符号の説明】

１…超音波診断装置 ２Ａ…超音波プローブ ３…超音波観測装置 ４…プローブ挿入部 ６…ガイドシース ７…フレキシブルシャフト ８…振動子固定部材 ９…超音波振動子 １１，１３…ギヤ １２…モータ １５…スリップリング １６，１７…信号線 １８ａ，１８ｂ…フォトダイオード（ＰＤ） １９ａ，１９ｂ…発光ダイオード（ＬＥＤ） ２２…反射体 ２３…非反射体 ３１…制御回路 ３４…駆動パルス発生回路 ３５…受信回路 ４０…モニタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空のガイドシースの内腔に回転伝達部
   材を回転自在に設け、その遠位端に超音波送受信部を設
   けた超音波プローブにおいて、 ガイドシース外表面に信号線を螺旋状に複数本蒸着し、
   このガイドシース遠位端近傍の信号線遠位端にセンサを
   設け、ガイドシース内に設けた回転伝達部材と超音波送
   受信部との間に前記センサに反応する部材と反応しない
   部材を周方向に対して同一幅で交互に設けたことを特徴
   とする超音波プローブ。