JPH11178826A

JPH11178826A - 超音波探触子

Info

Publication number: JPH11178826A
Application number: JP9353759A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Shimazaki; 和弘島崎
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 1999-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】体腔内挿入型超音波探触子において、ラジア
ル走査面の向きが変えられるようにする。【解決手段】探触子軸１４の先端部１４Ａは屈曲可能
であり、屈曲状態においては先端部１４Ａが湾曲部を構
成する。超音波振動子１８はその探触子軸１４に対して
回転自在かつスライド自在であり、スライダ２６の作用
によって回転伝達部材１６を介して超音波振動子１８が
回転駆動され、かつスライドされる。これによってラジ
アル走査面の向きを所望の方向に設定することが可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波探触子に関
し、特に体腔内挿入型の超音波探触子に関する。

【０００２】

【従来の技術】体腔内挿入型超音波探触子は、胃、食
道、直腸、血管などの体腔に挿入して用いられる。食道
や胃の中に挿入される超音波探触子においては、超音波
振動子を備えた先端部が屈曲自在であり、所望方向に沿
って超音波ビームの走査を行える。しかし、ラジアル走
査は行われていない。また、直交する２つの走査面を得
るためにはアレイ振動子を２つ直交配置しなければなら
なかった。

【０００３】血管内に挿入される超音波探触子（いわゆ
る細径プローブ）は、挿入管の内部で回転する単振動子
を有する。その単振動子はワイヤによって回転駆動され
る。挿入管は極めて細く血管の曲がりに沿って屈曲可能
である。しかし、それ自体の屈曲形状を保持するような
構造は有していない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来に
おいては、ラジアル走査を行う超音波探触子であってそ
のラジアル走査面を体腔内で任意の方向に設定できるよ
うなものは提供されていない。また、体腔内において超
音波ビームの方位を簡単に切り替えられるあるいはシフ
トさせることが可能なものも提供されていない。

【０００５】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、ラジアル走査面の方位あるい
は超音波ビームの方位を簡単に変更できる超音波探触子
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、湾曲した又は湾曲状態を保持可能な湾曲
部を有する探触子軸と、前記探触子軸を回転軸として回
転する超音波振動子と、前記超音波振動子を回転駆動す
る駆動機構と、前記湾曲部に沿って前記超音波振動子の
位置をスライドさせるスライド機構と、を含むことを特
徴とする。

【０００７】上記構成によれば、探触子軸を回転軸とし
て超音波振動子が回転駆動され、例えば超音波ビームの
ラジアル走査あるいは往復走査がなされる。超音波振動
子は探触子軸に沿って摺動可能であり、湾曲部上で超音
波振動子をスライドさせれば超音波ビームの方位を変更
可能である。よって、そのスライド距離を調整すれば任
意の方位にデータ取り込み面を形成できる。ここで望ま
しくは、前記湾曲部は少なくとも９０度以上湾曲してい
る。

【０００８】上記構成において、湾曲部は必要に応じて
湾曲する構造を有していてもよい。その場合、湾曲部の
形状を制御するための操作機構（例えば経食道プローブ
で採用されているような複数のワイヤによる屈曲操作機
構など）を設けるのが望ましい。

【０００９】もちろん、湾曲部はその形状が不変なもの
であってもよい。湾曲部の形状としてはＪ字形やＵ字形
などが考えられる。それがＬ字形状を有する場合、超音
波振動子の円滑なスライドを確保するため、その角部分
は丸く形成するのが望ましい。

【００１０】また、上記目的を達成するために、本発明
は、体腔内に挿入される挿入部とその挿入部の基端側に
設けられた操作部とからなる超音波探触子において、前
記挿入部は、シースと、そのシース内に挿入され湾曲し
た又は湾曲状態を保持可能な湾曲部を有する探触子軸
と、前記探触子軸を回転軸として回転可能な超音波振動
子と、前記超音波振動子に連結された回転伝達部材と、
を含み、前記操作部は、前記回転伝達部材を回転駆動す
る駆動モータと、前記探触子軸に沿って前記超音波振動
子の位置をスライドさせるためのスライダと、を含むこ
とを特徴とする。

【００１１】望ましくは、前記スライダは、前記回転伝
達部材を前記探触子軸に沿ってスライドさせる。回転伝
達部材はねじれが生じ難い部材で構成するのが望まし
い。

【００１２】また望ましくは、前記操作部は、前記湾曲
部の形状を可変するための湾曲操作手段を有する。上記
構成によれば例えば挿入部の先端部分を直線的に伸ばし
た状態でそれを体腔内に挿入し、その後、必要な屈曲空
間（例えば腹腔）にその先端部分が位置した時点で先端
部分屈曲をさせて湾曲部を構成できる。この場合、望ま
しくは、前記シースの少なくとも先端部は、前記湾曲部
の形状に沿って湾曲する。

【００１３】望ましくは、前記シースの先端部は、前記
湾曲部の全体を収容する大きさを有する。

【００１４】上記構成によれば、湾曲部がシース内に収
容されているので、その湾曲部の形状に影響されずに円
滑に挿入部を体腔内に挿入することが可能となる。

【００１５】望ましくは、前記探触子軸上における前記
超音波振動子の位置及び回転角度を検出する手段が設け
られる。その手段によって、スライド位置及び回転角度
を検出すれば、超音波画像形成に当たってその情報を有
効利用できる。もちろん、それらの情報は三次元情報と
しても利用可能であり、取り込まれたエコーデータを三
次元データとして利用して三次元画像を構築することな
どが可能となる。

【００１６】上記目的を達成するために、本発明は、湾
曲した又は湾曲状態を保持可能な湾曲部を有する探触子
軸と、前記探触子軸に沿ってスライド可能な超音波振動
子と、前記湾曲部に沿って前記超音波振動子の位置をス
ライドさせるスライド機構と、を含むことを特徴とす
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。

【００１８】図１には、本発明に係る超音波探触子の好
適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示
す概念図である。

【００１９】この超音波探触子は血管や食道などの体腔
内に挿入される体腔内挿入型超音波探触子である。この
超音波探触子は、大別して操作部１０と挿入部１２とで
構成される。挿入部１２は上述したように体腔内に挿入
されるものであり、チューブ状のシース１３内にはパイ
プ状の探触子軸１４が挿通されている。探触子軸１４に
は、その探触子軸１４を回転軸として回転自在な台座２
０が設けられ、その台座２０には超音波の送受波を行う
超音波振動子１８が設けられている。

【００２０】回転伝達部材１６は、後述するモータ２４
の回転駆動力を台座２０へ伝達する部材であり、例えば
スプリング等で構成される。すなわちこの回転伝達部材
１６は探触子軸１４を挿通させており、その探触子軸１
４の周りで回転する部材である。回転伝達部材１６の先
端は台座２０に連結されており、その回転伝達部材１６
が回転すると、台座２０が回転する結果、超音波振動子
１８が回転し、その結果、超音波ビームが円弧方向に走
査される、すなわちラジアル走査が行われる。後述する
ように回転伝達部材１６を探触子軸１４にスライドさせ
ることにより、超音波振動子１８を探触子軸１４に沿っ
てスライドさせることが可能である。

【００２１】本実施形態の超音波探触子においては、探
触子軸１４の少なくとも先端部１４Ａが屈曲可能に構成
されており、図１においてはその先端部１４が湾曲して
湾曲部を構成した状態が示されている。このように先端
部を円弧状に屈曲させることにより、超音波振動子１８
をその先端部１４Ａに沿ってスライドさせた場合、ラジ
アル走査によって形成される走査面を所望の方向に傾け
ることが可能となる。図１にはその状態が示されてい
る。先端部１４Ａは例えば体腔内への挿入時に伸長させ
て探触子軸１４の全体を直線上にすることが可能であ
る。その場合の屈曲操作は後述する操作部１０において
行われる。

【００２２】本実施形態においては、先端部１４Ａが９
０度にわたって湾曲するように構成されており、全体と
して探触子軸１４はＪ字状の形状を有する。もちろん例
えばＵ字状に屈曲するようにあるいは屈曲した形状にし
てもよい。

【００２３】なお、シース１３内には超音波の伝搬を確
保するために例えば生理食塩水等の液体が充填される。
この場合、少なくとも超音波振動子１８がスライドする
先端部１４Ａにおいて気泡を完全に除去する望ましい。

【００２４】図１に示す実施形態では先端部１４Ａが屈
曲操作可能であったが、もちろん先端部１４Ａが固定的
に湾曲しているような超音波探触子であっても上述した
ようにラジアル走査面を所望の方向に傾けることが可能
である。例えばそのような超音波探触子は術中において
用いられるものである。ちなみに、シース１３の外形は
例えば２〜３ｃｍである。

【００２５】次に操作部１０について説明する。操作部
１０内にはモータ２４が設けられている。そのモータ２
４にはスライダ２６を介して上記の回転伝達部材１６が
連結されている。すなわちモータ２４の軸回転はそのま
ま回転伝達部材１６に伝達される。

【００２６】スライダ２６は、先端部１４Ａ上における
超音波振動子１８の位置を調整するための機構であり、
このスライダ２６によって回転伝達部材１６を探触子軸
１４に沿って摺動させることが可能である。図１におい
ては超音波振動子１８が最も操作部１０側に引き込まれ
た状態が示されており、このような状態の場合、スライ
ダ２６内において回転伝達部材１６は例えば蛇腹状に収
納されることになる。その状態が図１において符号１６
Ａで示されている。もちろん、そのような構造を採用す
ることなく他の構造によって回転伝達部材１６のスライ
ドを行ってもよい。何れの場合においてもモータ２４の
回転駆動力が回転伝達部材１６に伝達される必要があ
る。

【００２７】探触子軸１４の基端は図示されてはいない
が、操作部１０内において固定されている。操作部１０
内にはシース１３内を気密空間にするためのシール部材
などが設けられているが、図示省略されている。そのシ
ール部材は回転伝達部材１６の回転を許容しつつシース
１３内に充填された液体が操作部１０内に侵入するのを
防止するための部材である。

【００２８】また、操作部１０内には上述したように先
端部１４Ａの屈曲を制御するための屈曲操作機構が設け
られている。この屈曲操作機構は、例えば経食道超音波
探触子において採用されているような複数のワイヤによ
る屈曲機構を含むものである。なお、操作部１０内に
は、モータ２４の軸回転を検出するためのロータリーエ
ンコーダ４２と、スライダ２６による回転伝達部材１６
のスライド量を検出するためのエンコーダ４０と、が設
けられている。これらのセンサによって検出された信号
は図示されていない超音波診断装置本体に送られる。こ
れにより超音波の送受波によって得られたエコー信号が
何れの三次元座標系で取得されたものであるかを容易に
特定可能である。すなわち、エンコーダ４０の出力信号
によってラジアル走査面の角度を把握可能であり、また
ロータリーエンコーダ４２の出力によって各走査面内に
おける超音波ビームの方位角度を把握可能である。

【００２９】ちなみに、超音波振動子１８から出る信号
線は回転伝達部材１６の外部あるいは内部に設けられ、
例えば操作部１０内に設けられたロータリースイッチ等
を介して外部にエコー信号が出力される。

【００３０】図１に示した実施形態では、スライダ２６
及び回転伝達部材１６のスライド運動等によって、すな
わち機械的な作用によって超音波振動子１８がスライド
されていたが、もちろん台座２０等にアクチュエータを
設け、そのアクチュエータを探触子軸１４上で運動させ
ることにより上記同様の作用を得てもよい。この場合、
電気的な制御によって超音波振動子１８の位置が調整さ
れることになる。

【００３１】図２には、図１に示した超音波探触子によ
って形成されるラジアル走査面１００のイメージが示さ
れている。図において符号１０２は図１に示した先端部
１４Ａの曲率中心に相当している。上述したように超音
波ビームのラジアル走査を実行しながら超音波振動子１
８をスライド運動させることにより、図２に示したよう
に立体的な三次元データ取込み領域を形成できる。もち
ろん、必要に応じてその領域内のエコーデータを利用し
て超音波三次元画像等を構築できる。

【００３２】図３及び図４には他の実施形態が示されて
いる。図３において、シース１３は直線的な筒状に構成
され、その内部において探触子軸１４の先端部１４Ａが
湾曲している。すなわちシース１３自体は湾曲していな
い。このような構成によってもラジアル走査面を所望の
向きに傾けることが可能である。この場合、例えばシー
ス１３の先端部をやや肥大化させてもよい。図３に示す
実施形態は、例えば血管内に挿入される超音波探触子に
おいて用いられる。

【００３３】図４に示す実施形態では、図３に示した実
施形態と同様に、シース１３が湾曲しておらず直線的に
構成され、その内部において先端部１４Ａが湾曲してい
る。ただし、図３に示した実施形態では先端部１４Ａが
Ｊ字型に湾曲していたのに対し、この図４に示す実施形
態では先端部１４ＡがＵ字型に湾曲している。したがっ
てこの実施形態によれば、超音波振動子１８によって形
成される走査面を１８０度回転させることができ、より
広範囲に渡ってデータ取込み領域を形成できるという利
点がある。なお、図３及び図４に示した実施形態の場
合、シース１３の外形は例えば５ｍｍである。

【００３４】上述した各実施形態においては超音波振動
子が連続的に回転していたが、もちろん超音波診断装置
が所定角度範囲内で往復動作を行う場合にも本発明を適
用できる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
超音波ビームの方位やラジアル走査面の方位を簡単に変
更することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超音波探触子の全体構成を示す
概念図である。

【図２】ラジアル走査面を表す説明図である。

【図３】他の実施形態に係る超音波探触子を示す説明
図である。

【図４】他の実施形態に係る超音波探触子を示す説明
図である。

【符号の説明】

１０操作部、１２挿入部、１３シース、１４探
触子軸、１６回転伝達部材、１８超音波振動子、２
０台座、２４モータ、２６スライダ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】湾曲した又は湾曲状態を保持可能な湾曲
部を有する探触子軸と、前記探触子軸を回転軸として回転する超音波振動子と、前記超音波振動子を回転駆動する駆動機構と、前記湾曲部に沿って前記超音波振動子の位置をスライド
させるスライド機構と、を含むことを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】請求項１記載の超音波探触子において、前記湾曲部は少なくとも９０度以上湾曲していることを
特徴とする超音波探触子。
【請求項３】体腔内に挿入される挿入部とその挿入部
の基端側に設けられた操作部とからなる超音波探触子に
おいて、前記挿入部は、シースと、そのシース内に挿入され湾曲
した又は湾曲状態を保持可能な湾曲部を有する探触子軸
と、前記探触子軸を回転軸として回転可能な超音波振動
子と、前記超音波振動子に連結された回転伝達部材と、
を含み、前記操作部は、前記回転伝達部材を回転駆動する駆動モ
ータと、前記探触子軸に沿って前記超音波振動子の位置
をスライドさせるためのスライダと、を含むことを特徴
とする超音波探触子。
【請求項４】請求項３記載の超音波探触子において、前記スライダは、前記回転伝達部材を前記探触子軸に沿
ってスライドさせることを特徴とする超音波探触子。
【請求項５】請求項３記載の超音波探触子において、前記操作部は、前記湾曲部の形状を可変するための湾曲
操作手段を有することを特徴とする超音波探触子。
【請求項６】請求項３記載の超音波探触子において、前記シースの少なくとも先端部は、前記湾曲部の形状に
沿って湾曲することを特徴とする超音波探触子。
【請求項７】請求項３記載の超音波探触子において、前記シースの先端部は、前記湾曲部の全体を収容する大
きさを有することを特徴とする超音波探触子。
【請求項８】請求項１又は３記載の超音波探触子にお
いて、前記探触子軸上における前記超音波振動子の位置及び回
転角度を検出する手段が設けられたことを特徴とする超
音波探触子。
【請求項９】湾曲した又は湾曲状態を保持可能な湾曲
部を有する探触子軸と、前記探触子軸に沿ってスライド可能な超音波振動子と、前記湾曲部に沿って前記超音波振動子の位置をスライド
させるスライド機構と、を含むことを特徴とする超音波探触子。