JPWO2015053044A1 - 超音波内視鏡先端部 - Google Patents

Abstract

超音波内視鏡先端部（２１）は、超音波振動子部（６０）と、超音波振動子部（６０）に電気的に接続された配線基板（４３）と、配線基板（４３）を埋めているバッキング材（６４）と、配線基板（４３）に接続される複数の配線（４１ａ）と、配線基板（４３）、バッキング材（６４）および保持枠（６３）に囲まれた位置に配置された規制部（５０）と、配線基板（４３）に設けられた配線基板側嵌合部（４３ａ〜４３ｄ）と、規制部（６０）に設けられ、配線基板側嵌合部（４３ａ〜４３ｄ）に嵌合する第１規制部側嵌合部（５１ａ）と、規制部（６０）をバッキング材（６４）または保持枠（６３）に固定することで、超音波振動子部（６０）と配線基板（４３）との接続を維持する固定部（４１ｂ）と、を含む。

Description

本発明は、超音波内視鏡の挿入部の先端に配設される超音波内視鏡先端部に関する。

被検物に超音波を照射し、エコー信号から体内の状態を画像化して診断する超音波診断法が普及している。このような超音波診断法に用いられる診断装置の１つに超音波内視鏡システムがある。

超音波内視鏡システムの超音波内視鏡は、体内へ挿入される挿入部の先端部に超音波振動子ユニットが配設されている。この超音波振動子ユニットは、電気信号を超音波に変換し体内へ送信し、また体内で反射した超音波を受信して電気信号に変換する機能を有している。

例えば、日本国特開２００６−１６６９８５号公報には、体腔内に挿入され、先端の細径化を実現するために、配線ケーブルを用いることによる弊害を軽減する技術を用いた体腔内診断用超音波プローブが開示されている。この従来の体腔内診断用超音波プローブは、コンベックス型の超音波トランスデューサおよび撮像装置が設けられた超音波内視鏡として開示されている。

ところで、日本国特開２００６−１６６９８５号公報に開示されるような体腔内診断用超音波プローブとしての超音波内視鏡は、超音波トランスデューサに接続される信号線である配線が、この超音波トランスデューサの中心から挿入部内に配置されている。

しかしながら、従来の超音波内視鏡のような配線レイアウトでは、超音波内視鏡の先端部などに設けられる鉗子開口部、ライトガイド、撮像ユニット、撮像ケーブル（またはイメージガイド）などの構成要素の先端部内における配置に大きな制限を与え、先端部の設計の自由度を低下させるため、先端部の小型化を阻害するという問題があった。

また、超音波トランスデューサから延設される配線は、超音波トランスデューサに設けられた圧電素子アレイの複数の圧電素子に個々に電気的に接続されるために非常に細い複数の配線を束ねたケーブルとなっている。特に、複数の配線の配線接続部にストレスが生じると、断線などが生じて故障の原因となる問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、各種機能のための構成要素の配置の自由度を向上させて小型化にできると共に、複数の超音波エレメントを駆動する配線が接続される配線接続部へストレスが生じることを防止して耐性を向上させた超音波内視鏡先端部を提供することである。

本発明における一態様の超音波内視鏡先端部は、超音波を送受信する超音波送受信面および前記超音波送受信面とは反対側に位置する背面を有する超音波振動子部と、板状を有し、前記背面に非並行となるように配置されて前記超音波振動子部に電気的に接続された配線基板と、前記背面に配置されて、前記配線基板の一部が露出するように前記配線基板を埋めているバッキング材と、前記バッキング材からみて超音波送受信面に向かう方向を上方、前記上方とは反対側の方向を後方、上方から後方に向かう方向に交差する方向を側方とした場合に、前記上方から前記後方に向けて前記配線基板に接続されてから、前記側方に向けて曲げられた湾曲部を有する複数の配線と、前記バッキング材の前記側方側の面全周を囲んで保持する保持枠と、前記配線基板、前記バッキング材、および前記保持部に囲まれた位置に配置され、非導電性材料からなる規制部と、前記配線基板に設けられ、前記規制部と嵌合する配線基板側嵌合部と、前記規制部に設けられ、前記配線基板と嵌合する第１規制部側嵌合部と、前記規制部を前記バッキング材または前記保持部に固定することで、前記配線基板のぐらつきを抑制して前記超音波振動子部と前記配線基板との接続を維持する固定部と、を含む。

上記記載の本発明によれば、各種機能のための構成要素の配置の自由度を向上させて小型化にできると共に、複数の超音波エレメントを駆動する配線が接続される配線接続部へストレスが生じることを防止して耐性を向上させた超音波内視鏡先端部を提供することができる。

本発明の一態様の超音波内視鏡の全体構成を示す平面図 同、超音波内視鏡先端部の構成を示す斜視図 同、超音波内視鏡先端部の構成を示す上面図 同、超音波内視鏡先端部の構成を示す側面図 同、超音波振動子ユニットの構成を示す斜視図 同、超音波振動子ユニットの内部に設けられる超音波振動子部および配線基板の構成を示す斜視図 同、超音波振動子部にバッキング材保持枠を設け、配線基板の一部を埋設するバッキング材を設けた構成示す斜視図 同、配線ホルダが配線基板を挟み込むように配設された構成を示す分解斜視図 同、配線基板が第１の配線ホルダに嵌合した状態を示す分解斜視図 同、バッキング材を覆うようにバッキング材保持枠と配線ホルダを固定する接着剤が設けられた構成を示す斜視図 同、図１０の矢印ＸＩ方向から見た矢視図 同、配線ホルダが配線基板を挟み込むように設けられた構成を示す斜視図 同、音響レンズが設けられた超音波振動子ユニットの構成を示す斜視図 同、音響レンズが設けられた超音波振動子ユニットの構成を示し、図１３とは異なる角度から見た斜視図 同、先端カバーに超音波振動子ユニットが装着された状態を示す断面図 同、第１の変形例の配線ホルダの構成を示す断面図 同、第２の変形例の配線ホルダの構成を示す分解斜視図

以下、図を用いて本発明について説明する。
なお、以下の説明において、下記の実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

先ず、本発明について、図１から図１６を用いて説明する。なお、図１から図１６は、本発明の一態様の実施の形態に係り、図１は超音波内視鏡の全体構成を示す平面図、図２は超音波内視鏡先端部の構成を示す斜視図、図３は超音波内視鏡先端部の構成を示す上面図、図４は超音波内視鏡先端部の構成を示す側面図、図５は超音波振動子ユニットの構成を示す斜視図、図６は超音波振動子ユニットの内部に設けられる超音波振動子部および配線基板の構成を示す斜視図、図７は超音波振動子部にバッキング材保持枠を設け、配線基板の一部を埋設するバッキング材を設けた構成示す斜視図、図８は配線ホルダが配線基板を挟み込むように配設された構成を示す分解斜視図、図９は配線基板が第１の配線ホルダに嵌合した状態を示す分解斜視図、図１０はバッキング材を覆うようにバッキング材保持枠と配線ホルダを固定する接着剤が設けられた構成を示す斜視図、図１１は図１０の矢印ＸＩ方向から見た矢視図、図１２は配線ホルダが配線基板を挟み込むように設けられた構成を示す斜視図、図１３は音響レンズが設けられた超音波振動子ユニットの構成を示す斜視図、図１４は音響レンズが設けられた超音波振動子ユニットの構成を示し、図１３とは異なる角度から見た斜視図、図１５は先端カバーに超音波振動子ユニットが装着された状態を示す断面図、図１６は第１の変形例の配線ホルダの構成を示す断面図、図１７は第２の変形例の配線ホルダの構成を示す分解斜視図である。

図１に示すように、超音波内視鏡システム１は、超音波内視鏡２、超音波観測装置３及びモニタ４を有して主に構成されている。超音波内視鏡２は、体内に挿入される細長の挿入部１１と、この挿入部１１の基端に配された操作部１２と、操作部１２から延出したユニバーサルコード１３と、を具備する。

ユニバーサルコード１３の基端部には、光源装置（不図示）に接続される光源コネクタ１４が配設されている。この光源コネクタ１４からは、カメラコントロールユニット（不図示）に電気コネクタ１５を介して接続されるケーブル１６と、超音波観測装置３に超音波コネクタ１７を介して接続されるケーブル１８と、が延出している。なお、超音波観測装置３には超音波画像を表示するモニタ４が接続される。

挿入部１１は、先端側から順に、超音波内視鏡先端部としての先端構成部（以下、先端部という）２１と、この先端部２１の後端に位置する湾曲部２２と、この湾曲部２２の後端に位置して操作部１２に至る細径かつ長尺で可撓性を有する可撓管部２３と、を連設して構成されている。

なお、超音波内視鏡２のその他の構成要素は、周知であるため、それら構成要素の詳細な説明を省略する。

次に、本実施の形態の超音波内視鏡先端部（以下、単に先端部という）２１の構成について、以下に詳しく説明する。
図２に示すように、超音波内視鏡２の先端部２１は、金属製の先端硬性部２４に合成樹脂製の先端カバー２５が外装している。この先端部２１には、挿入部１１における挿入軸Ｘに直交した先端カバー２５の上面となる一面において、複数、ここでは２つの第１，第２の起上台２６，２７、複数、ここでは２つの第１，第２のチャンネル開口部２８，２９、光学観察窓３１、光学照明窓３２、および複数の超音波エレメントが配置された超音波トランスデューサとしての超音波振動子ユニット４０が配設されている。

なお、ここでの超音波振動子ユニット４０は、複数の超音波エレメントが凸曲形状に配置されたコンベックス走査型となっている。

また、先端部２１は、先端から順に、超音波振動子ユニット４０、第１の起上台２６、第１のチャンネル開口部２８、第２の起上台２７および第２のチャンネル開口部２９が挿入軸Ｘに沿って並設されている。

即ち、本実施の形態の先端部２１では、超音波振動子ユニット４０が先端側に設けられ、その基端に、第１の起上台２６、第１のチャンネル開口部２８、第２の起上台２７および第２のチャンネル開口部２９が挿入軸Ｘに沿って直線上に並べて配設されている。

なお、第１の起上台２６および第２の起上台２７は、先端部２１の先端硬性部２４に形成された凹部内に回動自在に設けられている。

これら第１の起上台２６および第２の起上台２７は、操作部１２に設けられた起上レバー（不図示）の操作により回動操作がなされる。これら、第１の起上台２６および第２の起上台２７が起伏する詳細な構成に関しては、従来と同じであるため説明を省略する。

そして、第１の起上台２６または第２の起上台２７は、起上する方向に回動操作されることによって、第１のチャンネル開口部２８または第２のチャンネル開口部２９から突出された処置具、例えば、造影チューブ、穿刺針などを挿入軸Ｘに直交する方向へ起上導出させることができる。

なお、第１のチャンネル開口部２８および第２のチャンネル開口部２９は、先端部２１から挿入部１１および操作部１２に配設される２つの処置具チャンネル（不図示）の先端側の開口を構成している。これら２つの処置具チャンネルは、操作部１２に設けられる処置具挿通口（不図示）に接続され、この処置具挿通口から処置具が導入される。

光学観察窓３１は、ここでは先端部２１内に配設される撮像手段としての固体撮像素子を備えた撮像ユニット（不図示）に対する光学観察系を構成している。即ち、光学観察窓３１の背面側には、先端部２１に内蔵される撮像ユニットが配設されている。

そして、光学観察窓３１には、挿入軸Ｘに直交する方向からの被検体像の光が入射され、この入射された光が撮像ユニットにより光電変換される。なお、超音波内視鏡２の撮像手段は、撮像ユニットに限定されることなく、イメージガイドを用いた構成としてもよい。

光学照明窓３２の背面（裏面）側には、光源装置（不図示）からの照明光を伝送する、先端部２１から挿入部１１、操作部１２およびユニバーサルコード１３の内部に挿通配置された、ライトガイドバンドル（不図示）の端面が臨むように設けられている。即ち、光学照明窓３２は、先端部２１内に設けられるライトガイドバンドルの端面から照射する照明光を被検体に向けて照射する照明光学系を構成している。

なお、超音波内視鏡２の照明手段は、光源装置からの照明光を伝送するライトガイドに限定されることなく、ＬＥＤ照明などの照明手段を用いた構成としてもよい。

以上に説明したように、本実施の形態の超音波内視鏡２は、超音波振動子ユニット４０による超音波画像ガイド下で造影チューブ、穿刺針などの処置具による処置の作業性が向上するように、挿入部１１の先端部２１の先端に超音波振動子ユニット４０を配置して、基端側となる手元側に順に第１の起上台２６、第１のチャンネル開口部２８、第２の起上台２７および第２のチャンネル開口部２９を先端部２１の中心軸としての挿入軸Ｘ上に直線的に並設された構成となっている。

このような構成により、超音波内視鏡２は、超音波振動子ユニット４０による超音波画像ガイド下で超音波走査面と略同一の平面上に第１の起上台２６、第１のチャンネル開口部２８、第２の起上台２７および第２のチャンネル開口部２９のそれぞれの中心を設けることで、第１のチャンネル開口部２８または第２のチャンネル開口部２９から導出された造影チューブ、穿刺針などの処置具を第１の起上台２６または第２の起上台２７によって超音波走査面に向けて起上させて確実に処置具が超音波画像下に映し出される構成となっている。

なお、本実施の形態の先端部２１の構成では、図３および図４に示すように、先端に設けられた超音波振動子ユニット４０から超音波ケーブル４１が後方に向けて延設されている。

詳述すると、超音波ケーブル４１は、超音波振動子ユニット４０を駆動する駆動ケーブルを構成し、先端カバー２５内において、超音波ケーブル配線束４１ａが超音波振動子ユニット４０の下方から延設されて、超音波振動子ユニット４０の一方の側部がわに折り曲げられた後、さらに後方に折り曲げられる湾曲部を有している。また、超音波ケーブル４１は、後方へ折り曲げられて延設された超音波ケーブル配線束４１ａを外皮で覆った構成となっている。

この超音波ケーブル４１は、挿入部１１、操作部１２、ユニバーサルコード１３、光源コネクタ１４およびケーブル１８に挿通されて、超音波観測装置３に接続される超音波コネクタ１７まで配設される。

このように構成された超音波ケーブル４１は、超音波振動子ユニット４０の中心から一方の側部がわにオフセットされ、先端カバー２５の縁辺部後端から直接的に挿入部１１の湾曲部２２内へ延設される。

具体的に説明すると、超音波ケーブル４１は、先端部２１において、先端カバー２５により覆われた先端硬性部２４の内部には挿通されず、先端カバー２５の一方の側部に挿通されている。

そして、超音波ケーブル４１は、先端硬性部２４の基端接続部２４ａの一側部に形成された切欠き２４ｂ内に配置されて、この切欠き２４ｂを介して挿入部１１の中心方向（内径方向）に折り曲げられ、湾曲部２２内へ挿通される。

即ち、超音波ケーブル４１は、先端部２１内において先端カバー２５内の一方の側部に沿った後、先端硬性部２４の後端に設けられる基端接続部２４ａの切欠き２４ｂから湾曲部２２内に挿通されて挿入部１１内に配置される。なお、先端硬性部２４の基端接続部２４ａには、湾曲部２２の最先端の湾曲駒（不図示）が接続されるものである。

このような構成とすることで、先端部２１に設けられる第１のチャンネル開口部２８および第２のチャンネル開口部２９と連通するように先端硬性部２４内で接続される２つの処置具チャンネル２８ａ，２９ａを超音波振動子ユニット４０の超音波走査面と略同一の平面上に設けても、超音波ケーブル４１を超音波走査面と略同一の平面上に設ける必要がないため、先端部２１を小型化することができる。

加えて、先端部２１は、超音波ケーブル４１が超音波振動子ユニット４０の中心から一側部方向にオフセットされて、挿入軸Ｘから外れた位置に挿通しており、超音波振動子ユニット４０の超音波走査面と略同一の平面上に設けていない構成となっている。

そのため、先端部２１は、内部に配設される第１の起上台２６または第２の起上台２７の起上操作する複数の操作ワイヤ（不図示）、撮像ユニット（不図示）から延設する撮像ケーブル３１ａ、光学照明窓３２まで延設されるライトガイドバンドル３２ａなどの各種構成要素を配置するためのスペースにおいて、超音波ケーブル４１の配置による制約が小さくなるため、小型化するために各種構成要素のレイアウトの自由度を向上させることができる。

ここで、本実施の形態の先端部２１に設けられる超音波振動子ユニット４０の具体的な構成について、以下に詳しく説明する。なお、以下の説明において、周知構成に関しては、簡単に説明する。

超音波振動子ユニット４０は、図５に示すように、先端部２１に装着された状態において、露出する部分として、樹脂製、例えば、非導電性のシリコーン樹脂の音響レンズ４２が凸曲状に成型されている。

また、超音波振動子ユニット４０は、超音波ケーブル４１の超音波ケーブル配線束４１ａの複数の配線が接続する配線基板４３の後述する配線接続部およびグランド接続部を覆うように、配線基板４３の両面を挟むように固定する第１の配線ホルダ５１および第２の配線ホルダ５２から構成される配線基板４３に嵌合して動かないように規制する規制部としての非導電性の配線ホルダ５０を有している。なお、この配線ホルダ５０の構成については後で詳しく説明する。

超音波振動子ユニット４０の内部に配設される配線基板４３は、図６に示すように、超音波ケーブル配線束４１ａの各配線が非平行となって下方側となる一方に延設するように、振動子音軸Ｕに対して略直交する方向に並べて接続されている。なお、超音波ケーブル配線束４１ａの各配線は、同軸ケーブルであり、配線基板４３の両面に接続されている。

具体的には、配線基板４３は、超音波ケーブル配線束４１ａの各同軸ケーブルの内部導体が半田により接続された配線接続部４４と各同軸ケーブルの外部導体が半田により接続されたグランド接続部４５が形成されており、これら配線接続部４４およびグランド接続部４５に複数の接続ランド（不図示）が形成されている。

これら配線接続部４４およびグランド接続部４５は、上述したように、振動子音軸Ｕに対して略直交する方向に向けて、配線基板４３の平面に沿って並べて配置される。なお、これら配線接続部４４およびグランド接続部４５は、配線基板４３の両面に設けられている。

即ち、超音波ケーブル配線束４１ａの複数の同軸ケーブルは、配線基板４３の両面において、振動子音軸Ｕに対して配線基板４３の平面に沿った略直交する方向に並ぶように配線接続部４４およびグランド接続部４５で接続される。

これにより、配線基板４３は、振動子音軸Ｕに沿った方向の長さを短縮することができる。その結果、配線基板４３を小型化でき、それに伴い、超音波振動子ユニット４０を小型化することができる。

また、配線基板４３は、上述の配線ホルダ５０への固定時に位置決めするための構成として、上部側中途の両側部および下部側の２つの角部を切り欠いて形成された配線基板側嵌合部となる４つの凹部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄが設けられている。これら４つの凹部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄの役割については、後述する。

さらに、配線基板４３は、上方側に形成された円弧形状の上部縁辺部分に配線群６２ａが設けられている。これら配線群６２ａは、超音波ケーブル配線束４１ａの各同軸ケーブルが接続される配線接続部４４およびグランド接続部４５の複数の接続ランドおよび配線パターンと電気的に接続されており、圧電素子アレイ６２の各圧電素子に接続される複数の配線である。

なお、圧電素子アレイ６２は、断面円弧状の板体の音響整合層６１の裏面（背面）側に設けられている。これら音響整合層６１および圧電素子アレイ６２によって超音波振動子部６０が構成されている。また、音響整合層６１の表面は、超音波を送受信する超音波送受信面を構成している。

音響整合層６１は、図７に示すように、圧電素子アレイ６２が設けられる裏面（背面）側の縁辺部に沿って囲むように配設された板状の枠体であるバッキング材保持枠６３が接着剤によって固着される。この音響整合層６１の裏面（背面）およびバッキング材保持枠６３によって形成された空間内には、非導電材からなるバッキング材６４が設けられている。

このバッキング材６４は、配線基板４３の上部から中途までの一部分、圧電素子アレイ６２および圧電素子アレイに接続される配線基板４３から延設された配線群６２ａを埋設するように覆って配置され、その側面全体がバッキング材保持枠６３によって保持されている。

このように超音波振動子部６０がバッキング材６４を介して固定された配線基板４３は、図８から図１０に示すように、バッキング材６４に埋もれた一部分よりも下方側の両面を挟むように、非導電性の上述した配線ホルダ５０の第１の配線ホルダ５１および第２の配線ホルダ５２が嵌合される。

これら第１の配線ホルダ５１および第２の配線ホルダ５２は、配線基板４３の両面にそれぞれ直線的に設けられている、超音波ケーブル配線束４１ａの複数の同軸ケーブルが接続された配線接続部４４とグランド接続部４５を覆うようにして、配線基板４３の両面側から挟み込むように嵌合して固定される。

なお、配線ホルダ５０は、第１の配線ホルダ５１および第２の配線ホルダ５２が共に、非導電性のプラスチック材料、セラミック材料、金属に非導電コートなどした材料が用いられる。

ここで、配線ホルダ５０の構成について、以下に詳しく説明する。
配線ホルダ５０の第１の配線ホルダ５１は、配線基板４３の一面に対向する面の四隅から延設された第１規制部側嵌合部としての４つの嵌合突起部５１ａを有している。

これら４つの嵌合突起部５１ａは、図９に示すように、配線基板４３が第１の配線ホルダ５１に嵌合されるときに、対応した位置にある配線基板４３の配線基板側嵌合部としての４つの凹部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄのいずれかに嵌合する。

これにより、配線基板４３は、４つの嵌合突起部５１ａに保持された状態で第１の配線ホルダ５１の所定の位置に位置決めされる。即ち、配線基板４３は、第１の配線ホルダ５１の所定の位置で動かないように規制される。

配線ホルダ５０の第２の配線ホルダ５２は、四隅に切り欠いて形成された第２の規制部材側嵌合部としての４つの嵌合凹部５２ａを有し、配線基板４３の一面に対向する面と反対側に凹部５２ｂが形成されている。

この凹部５２ｂには、超音波ケーブル配線束４１ａを保持する配線保持部としてのケーブル保持部５３が突起している。なお、ケーブル保持部５３は、突起側の端面に円弧状の凹部５３ａが形成されている。

このように構成された配線ホルダ５０は、先ず、配線基板４３が第１の配線ホルダ５１に嵌め込まれる。このとき、上述したように、第１の配線ホルダ５１の４つの嵌合突起部５１ａが対応した位置にある配線基板４３の４つの凹部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄのいずれかに嵌合して、配線基板４３が第１の配線ホルダ５１に位置決めされて嵌合されて動かないように規制される。

なお、配線基板４３は、第１の配線ホルダ５１に当接する位置まで４つの嵌合突起部５１ａに沿って押し込まれて嵌合される。

次に、第２の配線ホルダ５２が第１の配線ホルダ５１に嵌合された配線基板４３の他方の面に向けて、第１の配線ホルダ５１側に向けて嵌合される。

なお、第２の配線ホルダ５２は、凹部５２ｂおよびケーブル保持部５３が設けられた面と反対側の面が配線基板４３に対向するように、第１の配線ホルダ５１に嵌め込まれる。

そして、第１の配線ホルダ５１の４つの嵌合突起部５１ａは、対応する位置にある第２の配線ホルダ５２の４つの嵌合凹部５２ａのいずれかと嵌合される。これにより、第２の配線ホルダ５２が第１の配線ホルダ５１に位置決めされて嵌合する。

また、配線ホルダ５０は、図１０および図１１に示すように、第２の配線ホルダ５２が配線基板４３に当接する位置まで４つの嵌合突起部５１ａに沿って押し込まれて嵌合される。なお、第１の配線ホルダ５１と第２の配線ホルダ５２によって配線基板４３を挟み込むようにした状態で配線基板４３を含めて、それぞれ互いが接着剤４１ｂにより固定される。

このように配線ホルダ５０に挟み込まれた配線基板４３は、配線ホルダ５０内で動かないよう規制され、その両面に配設された配線基板４３の配線接続部４４とグランド接続部４５の周囲に接着剤が流れ込んで隙間が埋められて、第１の配線ホルダ５１または第２の配線ホルダ５２の当接面と固定部である接着剤４１ｂによって封止される。

このように、配線基板４３の配線接続部４４とグランド接続部４５は、固定部としての接着剤によって固着された非導電性の配線ホルダ５０によって完全に覆われた状態となり、電気的絶縁性が保持された状態となる。

さらに、配線ホルダ５０の上部側の縁辺部分とバッキング材６４との隙間にも、固定部としての接着剤６５が埋め込まれて固定され、バッキング材保持枠６３と配線ホルダ５０が接着固定される。

なお、配線ホルダ５０は、バッキング材保持枠６３またはバッキング材６４のどちらかに接着固定してもよいが、バッキング材保持枠６３およびバッキング材６４の両方に接着固定したほうがよい。

その理由として、配線ホルダ５０がバッキング材保持枠６３およびバッキング材６４の両方に接着することで、圧電素子アレイ６２に対して配線基板４３が稼働することなく強固に固定されるため、各圧電素子と接続される配線群６２ａの変形による断線などによる不具合が防止できるという利点がある。

また、配線ホルダ５０は、図１１に示すように、第１の配線ホルダ５１および第２の配線ホルダ５２が嵌合した状態での最大の長さ（幅）Ｌ１が配線基板４３の幅方向の最大の長さ（幅）Ｌ２よりも短く設定されている。

このような構成により、配線基板の幅よりも短い幅で配線基板と配線基板に接続された配線部分をホルダで覆うことが可能となり、配線部の外部からの絶縁性を保ちながら全体構造を小型することが可能となる。

次に、音響整合層６１、バッキング材保持枠６３および配線ホルダ５０の上方側の縁辺部分を覆うように音響レンズ４２が成型されて、図１３および図１４に示すように、超音波振動子ユニット４０が完成される。

なお、超音波振動子ユニット４０の音響レンズ４２は、液体状の例えば、シリコーン樹脂により音響整合層６１およびバッキング材保持枠６３を覆うよう被膜して、型に入れて熱硬化により成型されるものである。

このように構成された超音波振動子ユニット４０は、超音波内視鏡２の先端部２１の先端カバー２５に装着される。

このとき、超音波振動子ユニット４０の下方から延設する超音波ケーブル配線束４１ａは、配線ホルダ５０の第２の配線ホルダ５２に設けられたケーブル保持部５３側となる一側部方向に向けて折り曲げられ、さらに、上方に向けて折り曲げられて、ケーブル保持部５３の凹部５３ａに引掛けるように配置されて保持される（図５参照）。

さらに、ケーブル保持部５３の凹部５３ａに保持された超音波ケーブル配線束４１ａは、後方側に折り曲げられて、上述したように、先端カバー２５の縁辺部後端から直接的に挿入部１１の湾曲部２２内へ延設される（図３および図４参照）。

なお、ここでのケーブル保持部５３の凹部５３ａは、円弧状としたが、これに限定されることなく、超音波ケーブル配線束４１ａを保持することができればよく、貫通孔形状などであってもよい。なお、ケーブル保持部５３に貫通孔を設ける場合、予め超音波ケーブル配線束４１ａを貫通孔に通した後に、複数の同軸ケーブルのケーブル端処理を行う。

また、超音波振動子ユニット４０が装着される先端部２１の先端カバー２５は、図１５に示すように、超音波振動子ユニット４０を保持するハウジングを構成し、超音波振動子ユニット４０が収容されて接着剤により固定される凹部形成されたハウジング側嵌合部としてのユニット収容部２５ａが形成されている。

このユニット収容部２５ａは、超音波振動子ユニット４０が収容した状態において、配線ホルダ５０の第１の配線ホルダ５１と第２の配線ホルダ５２が離反するそれぞれの側面に微小な隙間を有するように設定された側面部２５ｂが形成されている。

即ち、先端カバー２５に超音波振動子ユニット４０が装着されて固定されるときに、超音波振動子ユニット４０の配線ホルダ５０の側面がユニット収容部２５ａの側面部２５ｂに接触して嵌合するため、超音波振動子ユニット４０が傾かないように規制される。

これにより、超音波振動子ユニット４０は、傾くことなく、確実に設計された所定の方向に先端カバー２５に装着することができる。なお、ユニット収容部２５ａには、先端カバー２５への超音波振動子ユニット４０の固定時に空いたスペース内に気密保持のため接着剤などの樹脂が充填される。

このように、超音波振動子ユニット４０は、配線ホルダ５０の側面が先端カバー２５のユニット収容部２５ａの側面部２５ｂに接触して姿勢が傾かないように位置決めされた状態で接着剤により固定され、さらにユニット収容部２５ａの空いたスペースにも樹脂が充填されて強固に固定される。これにより、超音波振動子ユニット４０は、ハウジングとなる先端カバー２５へ精度よく固定することができる。

以上に説明したように、本実施の形態の超音波内視鏡２の先端部２１は、超音波振動子ユニット４０の配線基板４３を配線ホルダ５０の第１の配線ホルダ５１または第２の配線ホルダ５２によって挟み込んで固定し、配線基板４３の配線接続部４４とグランド接続部４５を接着剤によって封止することで、完全に覆われた状態として電気的絶縁性が保持された構成となっている。

また、配線ホルダ５０の第１の配線ホルダ５１および第２の配線ホルダ５２は、配線基板４３の配線接続部４４とグランド接続部４５に接続される複数の超音波ケーブル配線束４１ａの接続端部分も配線基板４３と共に挟み込んで固定するため、配線ホルダ５０の下方から延設する複数の超音波ケーブル配線束４１ａが折り曲げられてストレスが生じても複数の超音波ケーブル配線束４１ａが接続された配線基板４３の配線接続部４４とグランド接続部４５への断線が防止される構成となっている。

即ち、本実施の形態の超音波振動子ユニット４０は、先端部２１の先端カバー２５への装着時に、上述したように、配線ホルダ５０の下方から延設する超音波ケーブル配線束４１ａが、先ず、配線ホルダ５０の側部側に向けて折り曲げられ、そして、上方に向けて折り曲げられた後、後方側に折り曲げられた状態となる。

そのため、超音波ケーブル配線束４１ａには、折り曲げるときにストレスが生じるが、超音波ケーブル配線束４１ａが接続される配線基板４３の配線接続部４４とグランド接続部４５が配線ホルダ５０の第１の配線ホルダ５１および第２の配線ホルダ５２に挟まれて固定されているためストレスによる耐性が向上し、配線接続部４４とグランド接続部４５の断線が防止された構成となっている。

さらに、本実施の形態の先端部２１は、上述したように、超音波ケーブル４１が超音波振動子ユニット４０の中心からオフセットされており、超音波振動子ユニット４０の超音波走査面と略同一の平面上に設けていないため、内部に配設される各種構成要素を配置するためのスペースにおいて、超音波ケーブル４１の配置による制約が小さくなるため、小型化するために各種構成要素のレイアウト設計の自由度を向上させることができる。

なお、先端部２１に装着される超音波振動子ユニット４０に設けられる配線ホルダ５０の構成は、以下のような構成としてもよい。

（第１の変形例）
ここでの配線ホルダ５０は、図１６に示すように、第１の配線ホルダ５１および第２の配線ホルダ５２が配線基板４３を挟み込む対向する面のそれぞれに凹部５０ａが形成されている。

これら凹部５０ａには、配線基板４３を挟み込んだときに、配線基板４３の配線接続部４４とグランド接続部４５が収容される位置に形成されており、内部に接着剤６５が充填されて封止することで、配線接続部４４とグランド接続部４５を接着剤６５によって完全に覆った状態として電気的絶縁性を保持する構成となっている。

また、第１の配線ホルダ５１および第２の配線ホルダ５２は、配線基板４３を挟み込んだときに、凹部５０ａよりも下方側の各平面５０ｂによって、超音波ケーブル配線束４１ａの各同軸線の被覆部を押さえ付けるように挟み込んで保持している。

本変形例の配線ホルダ５０は、配線接続部４４とグランド接続部４５を確実に接着剤６５で埋めて絶縁性を確保すると共に、配線基板４３および超音波ケーブル配線束４１ａの各同軸線を挟み込んで強固に固定することができる。

（第２の変形例）
ここでの配線ホルダ５０は、図１７に示すように、第１の配線ホルダ５１の４つの嵌合突起部５１ａのそれぞれ突起端に内側へ突出する凸部５１ｂを設け、第２の配線ホルダ５２の４つの嵌合凹部５２ａに嵌合突起部５１ａの凸部５１ｂに嵌合する凹部５２ｃを設けた、所謂、機械的に固定するスナップフィット構造となっている。

このような構成とすることで、配線ホルダ５０は、第１の配線ホルダ５１および第２の配線ホルダ５２の固定強度を増大させることができると共に、配線基板４３を挟み込んだ後の第１の配線ホルダ５１および第２の配線ホルダ５２の接着固定時に保持しなくとも良くなる構成となる。

なお、配線ホルダ５０は、第１の配線ホルダ５１および第２の配線ホルダ５２からなる２つの部材としているが、これに限定されることなく、配線基板４３および超音波ケーブル配線束４１ａの各同軸線を覆うような構造であれば、矩形筒状などとしてもよい。また、配線ホルダ５０は、少なくとも、配線基板４３の配線接続部４４とグランド接続部４５を確実に覆って固定する構造であればよい。

以上の説明により、本実施の形態の超音波内視鏡先端部としての先端部２１は、各種機能のための構成要素の配置の自由度を向上させて小型化にできると共に、超音波振動子部６０を駆動する配線が接続される配線基板４３に設けられる配線接続部４４およびグランド接続部４５へのストレスが生じることを防止して耐性を向上させた構成とすることができる。

上述の実施の形態に記載した発明は、その実施の形態および変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。

例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。

本出願は、２０１３年１０月１０日に日本国に出願された特願２０１３−２１２６９３号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の内容は、特願２０１３−２１２６９３号の明細書、特許請求の範囲、および図面に引用されたものである。

本発明における一態様の超音波内視鏡先端部は、挿入部の先端に設けられ、超音波を送受信する超音波送受信面および前記超音波送受信面とは反対側に位置する背面を有する超音波振動子と、前記背面に配置されて前記超音波振動子に電気的に接続された配線基板と、前記配線基板を覆うように設けられ、非導電性材料からなる規制部と、一端が配線基板に接続され、配線基板から延びる複数の配線を束ねたケーブル束であって、前記規制部を構成する面のうち前記超音波送受信面に垂直であるとともに前記挿入部の長手軸に平行な面である一方の側面側に湾曲させた湾曲部を有する超音波ケーブルと、を含む。

本発明における一態様の超音波内視鏡先端部は、挿入部の先端に設けられ、超音波を送受信する超音波送受信面および前記超音波送受信面とは反対側に位置する背面を有する超音波振動子と、前記背面に配置されて前記超音波振動子に電気的に接続された配線基板と、前記配線基板からみて超音波送受信面に向かう方向である上方から前記上方の反対側である後方に向けて前記配線基板に接続されてから、挿入部が挿入される方向である挿入軸と異なる方向に向けて曲げられた湾曲部を有する複数の配線と、前記配線基板を覆うように設けられ、非導電性材料からなる規制部と、前記配線基板に設けられ、前記規制部と嵌合する配線基板側嵌合部と、前記規制部に設けられ、前記配線基板と嵌合する第１規制部側嵌合部と、を含む。

Claims (6)

1. 超音波を送受信する超音波送受信面および前記超音波送受信面とは反対側に位置する背面を有する超音波振動子部と、
   板状を有し、前記背面に非並行となるように配置されて前記超音波振動子部に電気的に接続された配線基板と、
   前記背面に配置されて、前記配線基板の一部が露出するように前記配線基板を埋めているバッキング材と、
   前記バッキング材からみて超音波送受信面に向かう方向を上方、前記上方とは反対側の方向を後方、上方から後方に向かう方向に交差する方向を側方とした場合に、前記上方から前記後方に向けて前記配線基板に接続されてから、前記側方に向けて曲げられた湾曲部を有する複数の配線と、
   前記バッキング材の前記側方側の面全周を囲んで保持する保持枠と、
   前記配線基板、前記バッキング材、および前記保持枠に囲まれた位置に配置され、非導電性材料からなる規制部と、
   前記配線基板に設けられ、前記規制部と嵌合する配線基板側嵌合部と、
   前記規制部に設けられ、前記配線基板と嵌合する第１規制部側嵌合部と、
   前記規制部を前記バッキング材または前記保持枠に固定することで、前記配線基板のぐらつきを抑制して前記超音波振動子部と前記配線基板との接続を維持する固定部と、
   を含むことを特徴とする超音波内視鏡先端部。
2. 前記規制部は、前記配線の湾曲状態が維持されるように前記湾曲部を保持する配線保持部を有していることを特徴とする請求項１に記載の超音波内視鏡先端部。
3. 前記配線基板は、前記規制部に接着固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波内視鏡先端部。
4. 前記固定部は、接着剤の層であり、前記規制部と、前記バッキング材または前記保持枠は接着剤により固定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の超音波内視鏡先端部。
5. 前記超音波送受信面が露出するように、前記超音波振動子部、前記配線基板、前記バッキング材、前記保持枠、前記規制部および前記配線を収容するハウジングを備え、
   前記ハウジングは、前記規制部の前記側方側の面に接触して、前記規制部を嵌合するハウジング側嵌合部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超音波内視鏡先端部。
6. 前記規制部は、２つのホルダから構成され、
   前記２つのホルダが前記配線基板に電気的に接続される前記複数の配線の接続部を覆うように前記配線基板を挟み込んで固定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の超音波内視鏡先端部。

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