WO2004100796A1 - 超音波探触子 - Google Patents

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Masahiko Kadokura
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • A61B8/445—Details of catheter construction

Definitions

  • the present invention relates to a bright ultrasonic probe that inserts an ultrasonic transducer into a body cavity, irradiates an ultrasonic wave into a living body, and receives an echo signal of the ultrasonic transducer, and is particularly provided in an insertion portion inserted into the body cavity.
  • the present invention relates to an ultrasonic probe for transmitting rotation of a motor provided in a grip portion held by an operator outside a body cavity to an ultrasonic vibrator to swing the ultrasonic vibrator.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional view of such a conventional ultrasonic probe, in which a motor 5 and a pulley 102 connected to a rotating shaft thereof are disposed in a grip portion 1, and a distal end portion 3 of an insertion portion 2 is provided in a grip portion 1.
  • a pulley 7 connected to an ultrasonic vibrator 4 and a rotating shaft 9 is arranged.
  • an endless wire 8 is wound around the pulleys 102 and 7, and the rotation of the motor 5 is transmitted to the rotating shaft 9 of the ultrasonic oscillator 4 ′.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-179588 (FIG. 3, paragraph 0049)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-174686 (FIG. 1, paragraph 0052)
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-
  • the wire 8 is provided so as to extend from the drip portion 1 to the distal end portion 3 of the insertion portion 2. Is relatively long, the wire 8 is loosened and the ultrasonic transducer 4 is misaligned. There was a problem of living. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic probe capable of reducing a wire looseness and reducing a position error of an ultrasonic transducer.
  • the present invention provides a method in which the rotation of a motor provided in a grip portion for moving an ultrasonic vibrator provided in a distal end portion of a longitudinal insertion portion is controlled by the ultrasonic vibration.
  • a rotary shaft connected to a rotary shaft of the motor so that a distal end extends into a distal end of the insertion portion;
  • a first pulley attached to a tip of the rotary shaft; a second pulley attached to a swing shaft of the ultrasonic vibrator; and an intermediate member provided between the first and second pulleys.
  • the wire can be made shorter than in the conventional example, so that looseness of the wire can be reduced and the position error of the ultrasonic transducer can be reduced.
  • slide mechanism includes:
  • the wire is formed of a wire having both ends, and a block for fixing both ends of the wire is provided, and the block is attached to the first pulley.
  • the wire can be easily passed over the first and second pulleys and the intermediate pulley.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an enlarged end portion of FIG. 1,
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of a state where a wire at the distal end portion of the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention is wound on first and second pulleys,
  • FIG. 3B is a cross-sectional view of a state in which a wire at the distal end of the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention is wound around an intermediate pulley,
  • FIG. 3C is a cross-sectional view of a state in which a wire has been wound at the distal end portion of the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4A is a configuration diagram showing a plate part of an ultrasonic probe according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a configuration diagram showing a state in which the wire of the ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention is fixed to the plate portion,
  • FIG. 4C is a configuration diagram showing a first pulley of the ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG.4D is a configuration diagram showing a state where the plate portion of the ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention is fixed to the first pulley
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph relating to wire tension according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view (top view) of the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional ultrasonic probe. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIGS. 1, 2, 3, 3A, 3B and 3C show an ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention.
  • a motor 5 is disposed in the grip portion 1, and the motor 5 is configured such that the rotating shaft 10 extends to the distal end portion 3 of the insertion portion 2.
  • a pulley 6 is attached as a first pulley to the end of the rotary shaft 10 of the motor 5.
  • a part of the periphery of the pulley 6 is formed flat so that the wire 8 does not fall off in the axial direction, and the plate part 16 is attached to the flat surface. Between them, a wire locking groove 16a is formed in the circumferential direction.
  • a pulley 7 is disposed in the distal end portion 3 of the insertion portion 2 as an arc-shaped ultrasonic oscillator 4 and a second pulley connected to a rotating shaft 9 thereof.
  • the axial direction of the pulley 6 on the motor 5 side is orthogonal to the axial direction of the rotating shaft 9 on the ultrasonic transducer 4 side.
  • An intermediate pulley 11 a and a lib are arranged between the pulleys 6 and 7 in the distal end portion 3 of the inlet 2.
  • the intermediate pulley 11 a is attached to the slider portion 14, and the slider portion 14 (and the intermediate pulley 11 a) moves along the slider guide portion 15 formed on the base portion 3 a of the distal end portion 3.
  • Pulley 6 shaft It is supported by the base part 3a so that it can slide in the direction perpendicular to the direction, and the position in the slide direction can be fixed by the screw 13.
  • the screw 13, the slider part 14 and the slider guide part 15 constitute a slide mechanism 12 of the intermediate pulley 11 a.
  • FIG. 3A shows how to wire the wire 8.
  • the wire 8 is hung on the pulley 7 on the ultrasonic vibrator 4 side while the slider portion 14 is moved in the loosening direction of the wire, and the groove 1 of the pulley 6 on the motor 5 side 6a (see Fig. 2) and then hook it over the intermediate pulley 11a, lib as shown in Fig. 3B.
  • the slider portion 14 is slid in the direction of tightening the wire and fixed with the screw 13. Accordingly, the slide mechanism 12 reduces the slackness of the wire 8 by moving the slider 14 and the intermediate pulley 11a installed on the slider 14 with the screw 13 in the direction of the arrow in FIG. 3C. Can be prevented.
  • the operator can hold the drip portion 1 outside the body cavity and insert the insertion portion 2 into the body cavity.
  • the pulley 6 installed on the rotating shaft 10 is rotated by the motor 5, and the rotational movement of the pulley 6 is transmitted to the pulley 7 by the wire 8 via the intermediate pulleys 11 la and 11 b, and the ultrasonic vibrator 4 can be oscillated about a rotation axis 9.
  • the wire 8 can be made shorter than the conventional example, and the slackness of the wire 8 can be reduced by fixing the slider portion 14 on which the intermediate pulley 11 a is installed with the screw 13 in the slide mechanism 12. Can be prevented.
  • the position error of the ultrasonic transducer 4 can be reduced, and accurate positioning can be performed.
  • FIG. 4A a mounting hole 17 for a wire 8 is formed in the plate portion 16.
  • FIG. 4B insert both ends of a single (not endless) wire 8 into both ends of the mounting hole 17 and crush the plate 16 to fix both ends of the wire 8 .
  • a flat surface 18 is formed on a part of the peripheral surface of the pulley 6 as shown in FIG. 4C, and a plate portion 16 is attached to this flat surface 18 with screws 19 as shown in FIG. 4D.
  • the non-endless wire 8 can be easily attached to the pulley 6 in an endless manner by the plate portion 16.
  • a notch 19 may be circumferentially provided on the second pulley 7 so as to face the protrusion 20 provided on the base 3a. This is because, when the ultrasonic vibrator 4 receives an impact due to a drop or the like, the ultrasonic vibrator 4 rotates around the rotating shaft 10 and hits the projection 20 and the end face of the notch 19, thereby causing the ultrasonic vibration. It is possible to prevent the ultrasonic transducer from hitting the base portion 3a and damaging the ultrasonic transducer.
  • the tension applied to the wire 8 is determined by the elasticity at which the elasticity of the wire is constant with respect to the tension in the graph of the wire tension and the elastic modulus of the wire in FIG. It is desirable that the tension range is such that the elastic constant E1 is within 30% of the constant E0. This is because the lower the wire elastic modulus, the more the ultrasonic vibrator 4 This is because the wire is naturally stretched due to the nature and the displacement is increased.
  • the wire can be made shorter than in the conventional example, so that the looseness of the wire can be reduced and the position error of the ultrasonic transducer can be reduced. It is useful in the field of ultrasonic probes that enter the interior.

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Abstract

ワイヤの緩みを少なくし、超音波振動子の位置誤差を低減させる技術が開示され、その技術によれば挿入部２の先端部３内にはプーリ６、７の間に中間プーリ１１ａ、１１ｂが配置され、中間プーリ１１ａはスライダ部１４に取り付けられ、スライダ部（及び中間プーリ１１ａ）は、先端部に形成されたスライダガイド部１５に沿ってプーリ６の回転方向と直交する方向にスライド可能に、かつネジ１３によりスライド方向の位置が固定可能に先端部に支持される。

Description

超音波探触子 技術分野
本発明は、 超音波振動子を体腔内に挿入して、 生体内に超音波を照射 してそのエコー信号を受け取る明超音波探触子に関し、 特に体腔内に挿入 される挿入部内に設けられた超音波振動子を揺動させるために、 体腔外 にて操作者により保持されるグリップ部書内に設けられたモータの回転を 超音波振動子に伝達する超音波採触子に関する。 背景技術
従来の超音波探蝕子としては、 例えば下記の特許文献 1、 2、 3に示 されるようにワイヤによりモータの回転を超音波振動子に伝達する方法 が知られている。 図 8は、 かかる従来の超音波探触子の断面図を示し、 グリップ部 1内にはモータ 5及びその回転シャフトに連結されたプーリ 1 02が配置され、 揷入部 2の先端部 3内には超音波振動子 4及びその 回動軸 9に連結されたプーリ 7が配置されている。 そして、 プーリ 1 0 2、 7にェンドレスのワイヤ 8が架け渡されてモータ 5の回転が超音波 振動子 4の回動軸 9に伝達される'。
特許文献 1 ：特開平 1 0— 1 79 588号公報 （図 3、 段落 0049) 特許文献 2 ：特開平 10— 1 7468 6号公報 （図 1、 段落 0052) 特許文献 3 ：特開 200 1— 1 700 53号公報 （図 2、 段落 00 1 0) しかしながら、 上記従来の超音波探触子においては、 ワイヤ 8がダリ ップ部 1から挿入部 2の先端部 3まで延びるように設けられていて比較 的長いので、 ワイヤ 8の緩みが発生して超音波振動子 4の位置誤差が発 生するという問題があった。 発明の開示
本発明は、 こうした従来の問題点を解決するものであり、 ワイヤの緩 みを低減させ、 超音波振動子の位置誤差を低減できる超音波探触子を提 供することを目的としている。
本発明は上記目的を達成するために、 長手状の揷入部の先端部内に設 けられた超音波振動子を摇動させるためにグリツプ部内に設けられたモ ータの回転を前記超音波振動子に伝達する超音波探触子において、 先端が前記揷入部の先端部内に延びるように前記モータの回転軸に連 結された回転シャフトと、
前記回転シャフ トの先端に取り付けられた第 1のプーリと、 前記超音波振動子の揺動軸に取り付けられた第 2のプーリと、 前記第 1、 第 2のプーリの間に設けられた中間プーリと、
前記第 1、第 2のプーリ及び前記中間ブーリに架け渡されたワイヤと、 前記ワイヤが緩まないように前記中間プーリをスライ ドさせて前記先 端部に固定するスライ ド機構とを、
備えた構成とした。
上記構成により、 ワイヤを従来例より短くすることができるので、 ヮ ィャの緩みを少なく し、 超音波振動子の位置誤差を低減させることがで きる。
また、 前記スライ ド機構は、
前記中間プーリが取り付けられ、 前記先端部に形成されたスライダガ ィ ド部に沿って前記第 1のプーリの回転方向と直交する方向にスライ ド 可能なスライダ部と、
前記スライダ部を前記先端 ¾に固定するネジとを、 有する構成とした。
上記構成により、 ワイヤの緩みを少なく し、 超音波振動子の位置誤差 を低減させることができる。
また、 前記ワイヤが両端を有する線材で形成され、 前記線材の両端を 固定するプロックを有し、 前記プロックが前記第 1のプーリに取り付け られている構成とした。
上記構成により、 ワイヤを簡単に第 1、 第 2のプーリ及び中間プーリ に架け渡すことができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1の実施の形態における超音波探触子の断面図、 図 2は、 図 1の先端部を拡大して示す断面図、
図 3 Aは、 本発明の第 1の実施の形態における超音波探触子の先端部 でのワイヤを第 1、 第 2のプーリに架けた状態の断面図、
図 3 Bは、 本発明の第 1の実施の形態における超音波探触子の先端部 でのワイヤを中間プーリに架けた状態の断面図、
図 3 Cは、 本発明の第 1の実施の形態における超音波搮触子の先端部 でのワイヤを架け終了状態の断面図、
図 4 Aは、 本発明の第 2の実施の形態における超音波探触子のプレー ト部を示す構成図、
図 4 Bは、 本発明の第 2の実施の形態における超音波探触子のワイヤ をプレート部に固定した状態を示す構成図、
図 4 Cは、 本発明の第 2の実施の形態における超音波探触子の第 1の プーリを示す構成図、
図 4 Dは、 本発明の第 2の実施の形態における超音波探触子のプレー ト部を第 1のプーリに固定した状態を示す構成図、 図 5は、 本発明の第 1の実施の形態における超音波探触子の断面図、 図 6は、 本発明の第 1の実施の形態におけるワイヤテンションに関す るグラフ、
図 7は、 本発明の第 1の実施の形態における超音波探触子の断面図 （ 上面） 、
図 8は、 従来の超音波探触子の断面図である。 発明を実施するための最良の形態
<第 1の実施の形態 >
以下、 図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 本発明 の第 1の実施の形態の超音波探触子を図 1、 図 2、 図 3 A、 3 B及び 3 Cに示す。 まず、 これらの図において、 グリップ部 1内にはモータ 5が 配置され、 モータ 5は回転シャフト 1 0が揷入部 2の先端部 3まで延ぴ るように構成されている。 そして、 モータ 5の回転シャフ ト 1 0の先端 には第 1のプーリ としてプーリ 6が取り付けられている。 プーリ 6の周 面には、 ワイヤ 8が軸方向に抜け落ちないように一部が平坦に形成され ていて、 その平坦面にプレート部 1 6が取り付けられ、 プレート部 1 6 とプーリ 6の周面の間にワイヤ係止用の溝 1 6 aが円周方向に形成され ている。 揷入部 2の先端部 3内には円弧状の超音波振動子 4及びその回 動軸 9に連結された第 2のプーリとしてプーリ 7が配置されている。 モ ータ 5側のプーリ 6の軸方向と、 超音波振動子 4側の回動軸 9の軸方向 とは直交している。
揷入部 2の先端部 3内にはまた、 プーリ 6、 7の間に中間プーリ 1 1 a、 l i bが配置されている。 中間プーリ 1 1 aはスライダ部 1 4に取 り付けられ、 スライダ部 1 4 (及び中間プーリ 1 1 a ) は、 先端部 3の ベース部 3 aに形成されたスライダガイ ド部 1 5に沿ってプーリ 6の軸 と直交する方向にスライ ド可能に、'かつネジ 1 3によりスライ ド方向の 位置が固定可能にベース部 3 aに支持されている。 これらのネジ 1 3、 スライダ部 1 4及びスラィダガイ ド部 1 5は、 中間プーリ 1 1 aのスラ ィ ド機構 1 2を構成している。
そして、 プーリ 6、 中間プーリ 1 1 a、 1 1 b、 プーリ 7にェンドレ スのワイヤ 8が架け渡されている。 図 3 A〜 3 Cはワイヤ 8の架け方を 示している。 まず、 図 3 Aに示すようにスライダ部 1 4をワイヤの緩み 方向に移動させた状態でワイヤ 8を超音波振動子 4側のプーリ 7に架け るとともに、 モータ 5側のプーリ 6の溝 1 6 a (図 2参照） に係止し、 次いで図 3 Bに示すように中間プーリ 1 1 a、 l i bに架ける。 次いで 図 3 Cに示すようにスライダ部 1 4をワイヤの締め付け方向にスライ ド してネジ 1 3により固定する。 したがって、 スライ ド機構 1 2は、 ネジ 1 3でスライダ部 1 4とスライダ部 1 4に設置された中間プーリ 1 1 a を図 3 Cの矢印の方向に移動させることにより、 ワイヤ 8の緩みを防止 することができる。
以上のように構成された超音波探触子についてその動作を説明する。 図 1において、 体腔外にて操作者がダリップ部 1を保持して、 揷入部 2 を体腔内に揷入することができる。 モータ 5により回転シャフト 1 0に 設置されたプーリ 6を回転運動させて、 プーリ 6の回転運動を中間プー リ l l a、 1 1 bを介してワイヤ 8によりプーリ 7に伝達して、 超音波 振動子 4を回動軸 9の回りに揺動運動させることができる。
したがって、 ワイヤ 8を従来例より短くすることができ、 また、 スラ ィ ド機構 1 2において中間プーリ 1 1 aが設置されたスライダ部 1 4を ネジ 1 3で固定することによりワイヤ 8の緩みを防止することができる。 ワイヤ 8の緩みが低減することにより、 超音波振動子 4の位置誤差を低 減させ、 正確に位置決めすることができる。 なお、 図示のように中間プーリ 1 1 a、 1 1 bは複数あってもよレ、。 また、 本実施の形態では 2つある中間プーリ 1 1 a、 1 l bの 1つにス ライ ド機構 1 2が設置されている場合を示しているが、 これに限定され るものではない。
く第 2の実施の形態 >
次に図 4 A〜4 Dを参照して第 2の実施の形態における超音波探触子 について説明する。 まず、 図 4 Aに示すようにプレート部 1 6にはワイ ャ 8の取り付け穴 1 7が形成されている。 そして、 図 4 Bに示すように この取り付け穴 1 7に、 両端を有する （エンドレスでない） 1本のワイ ャ 8の両端を挿入してプレート部 1 6を押しつぶすことによりワイヤ 8 の両端を固定する。 プーリ 6の周面の一部には、 図 4 Cに示すように平 坦面 1 8が形成され、 図 4 Dに示すようにこの平坦面 1 8にプレート部 1 6をネジ 1 9により取り付ける。 この第 2の実施の形態によれば、 ェ ンドレスでないワイヤ 8をプレート部 1 6によりエンドレスにして容易 にプーリ 6に取り付けることができる。
なお、 図 5において、 ベース部 3 aに設置された突起部 2 0に対向し て第 2プーリ 7に円周状に切り欠き部 1 9を設置してもよい。 これは、 超音波振動子 4が落下等による衝撃を受けた場合、 回転シャフト 1 0の 周りに回転して、 突起部 2 0と切り欠き部 1 9の端面が当たることによ り、 超音波振動子 4がベース部 3 aに当たり超音波振動子が破損するこ とを防止することができる。
なお、 ワイヤ 8の緩みを防止するために、 ワイヤ 8にかけるテンショ ンは、 図 6におけるワイヤのテンションとワイヤの弾性率のグラフにお いて、 テンションに対してワイヤの弾性率が一定となる弾性定数 E 0に 対して、 3 0 %以内となる弾性定数 E 1となるテンションの範囲が望ま しい。 これは、 ワイヤ弾性率が低いほど、 揺動時の超音波振動子 4の慣 性によってワイヤが弹性的に伸びることにより位置ずれが大きくなるた めである。
なお、 図 7において、 第 1のプーリの直径 Φ d 1と第 2のプーリの直 径 Φ d 2と中間プーリ 1 1 a、 1 1 bの向かい合うプーリのワイヤがか かる位置の間の距離 Aにおいて、 Φ d 1 = Φ d 2 = Aが望ましい。 これ は、 ワイヤがどのプーリの回転軸に対しても垂直にかかるようにするた めである。 これによりワイヤのプーリの回転軸に対して斜めにかかる力 を防ぎ、 ワイヤのプーリ上の横滑りを低減させることができる。 産業上の利用可能性
以上のように本発明によれば、 ワイヤを従来例より短くすることがで きるので、 ワイヤの緩みを少なく し、 超音波振動子の位置誤差を低減さ せることができ、 よって本発明は体腔内に揷入する超音波探触子の分野 に有用である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 長手状の揷入部の先端部内に設けられた超音波振動子を揺動 させるためにグリップ部内に設けられたモータの回転を前記超音波振動 子に伝達する超音波探触子において、
先端が前記揷入部の先端部内に延びるように前記モータの回転軸に連 結された回転シャフ トと、
前記回転シャフ トの先端に取り付けられた第 1のプーリと、 前記超音波振動子の揺動軸に取り付けられた第 2のプーリと、 前記第 1、 第 2のプーリの間に設けられた中間プーリと、
前記第 1、第 2のプーリ及び前記中間プーリに架け渡されたワイヤと、 前記ワイヤが緩まないように前記中間プーリをスライ ドさせて前記先 端部に固定するスライ ド機構とを、
備えたことを特徴とする超音波探触子。
2 . 前記スライ ド機構は、
前記中間プーリが取り付けられ、 前記先端部に形成されたスライダガ ィ ド部に沿って前記第 1のプーリの回転方向と直交する方向にスライ ド 可能なスライダ部と、
前記スライダ部を前記先端部に固定するネジとを、
有することを特徴とする請求項 1に記載の超音波探触子。
3 . 前記ワイヤが両端を有する線材で形成され、 前記線材の両端 を固定するプロックを有し、 前記プロックが前記第 1のプーリに取り付 けられていることを特徴とする請求項 1に記載の超音波探触子。
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