WO2006030793A1 - 超音波プローブ - Google Patents

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WO2006030793A1
WO2006030793A1 PCT/JP2005/016855 JP2005016855W WO2006030793A1 WO 2006030793 A1 WO2006030793 A1 WO 2006030793A1 JP 2005016855 W JP2005016855 W JP 2005016855W WO 2006030793 A1 WO2006030793 A1 WO 2006030793A1
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WO
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ultrasonic
ultrasonic probe
acoustic lens
electronic radial
balloon
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/016855
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yukihiko Sawada
Akiko Mizunuma
Katsuhiro Wakabayashi
Takuya Imahashi
Sunao Sato
Original Assignee
Olympus Medical Systems Corp.
Olympus Corporation
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Priority claimed from JP2005022261A external-priority patent/JP4373347B2/ja
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Priority to US11/662,791 priority patent/US7692364B2/en
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Priority to US13/110,418 priority patent/US8076824B2/en

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    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0644—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element
    • B06B1/0662—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element with an electrode on the sensitive surface
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G10K11/02—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators
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    • A61B8/4455—Features of the external shape of the probe, e.g. ergonomic aspects
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    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B2201/00—Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
    • B06B2201/70—Specific application
    • B06B2201/76—Medical, dental

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic endoscope using an ultrasonic probe.
  • An ultrasonic endoscope is provided with an ultrasonic probe (ultrasonic probe) in an insertion portion for inserting an endoscope into a body cavity, and an ultrasonic beam transmitted and received by the ultrasonic probe force is used.
  • an ultrasonic probe ultrasonic probe
  • an ultrasonic beam transmitted and received by the ultrasonic probe force is used.
  • Deep organs such as splenic and gallbladder can be clearly visualized with good image quality without the effects of gas and bone in the body cavity.
  • the electronic scanning type is composed of several tens or more elements, and a coaxial cable for transmission / reception needs to be connected to each element.
  • the core wire of the coaxial cable is soldered to the signal electrode of each element and connected to the ground electrode of each element.
  • a method of soldering a shield wire of a coaxial cable is common.
  • the ultrasonic probe thus configured is provided at the distal end of the insertion portion of the endoscope.
  • Convex types, linear types, radial types, and the like have been conventionally used as such ultrasonic endoscopes.
  • the radial type transmits and receives an ultrasonic beam in the circumferential direction.
  • an electronic radial scanning method for example, Patent Document 1 that arranges on the outer periphery and transmits and receives an ultrasonic beam radially by electronic control.
  • FIG. 1 is a diagram showing an existing ultrasonic endoscope apparatus.
  • the ultrasonic endoscope apparatus 160 shown in FIG. 1 includes a connection unit 161, an operation unit 162, and an insertion unit 163.
  • the insertion unit 163 includes a distal end portion 164.
  • connection unit 161 is connected to, for example, a display device including a display, and an image taken by a micro camera provided at the distal end 164 is displayed on the display.
  • operation unit 162 performs an up / down / left / right bending operation of the insertion unit 163, an operation of inflating or deflating a balloon, which will be described later, and the like according to a user operation.
  • the tip portion 164 is provided with an electronic radial array in which a plurality of ultrasonic transducers are continuously arranged in an annular shape around the insertion axis, and the electronic radial array is provided.
  • a predetermined ultrasonic transducer is selected from a plurality of ultrasonic transducers and transmits and receives ultrasonic waves.
  • the ultrasonic waves received by the electronic radial array are converted into electrical signals and displayed as images on the display.
  • the radial array provided in the distal end portion 164 includes a mecal radial array in which a plurality of ultrasonic transducers are mechanically scanned (for example, Non-Patent Document 1). reference).
  • FIG. 2 is an enlarged view of a broken line frame A shown in FIG.
  • the tip 164 includes a camera unit 170 provided with the above-described ultra-small camera and illumination, and an ultrasonic unit 171 provided with the electronic radial array and the like. .
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an electronic radial array. Note that the electronic radial array shown in FIG. 3 shows a state before each ultrasonic transducer becomes circular. Electronic radial array
  • a piezoelectric element 181 includes a piezoelectric element 181, an electrode 182, a first acoustic matching layer 183, a second acoustic matching layer 184, a conductive resin 185, a conductor 186, and a substrate 187.
  • the piezoelectric element 181, the electrode 182, the first acoustic matching layer 183, the second acoustic matching layer 184, the conductive resin 185, the conductor 186, and the substrate 187 are divided into a plurality of grooves 188 provided in common.
  • the plurality of ultrasonic transducers are configured.
  • the electronic radial array 180 is formed in a cylindrical shape by connecting end faces perpendicular to the longitudinal direction of the electronic radial array 180 in the state force shown in FIG.
  • a locking member for locking an end portion of a balloon to be described later is attached to the opening portion on the conductive resin 185 side of the electronic radial array 180 formed in a cylindrical shape.
  • FIG. 4 is a view showing an example of a locking member attached to the electronic radial array 11. As shown in FIG. 4, the locking member 190 is provided with a locking groove 191 for fixing the end of the balloon.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a balloon.
  • a balloon 200 shown in FIG. 5 is formed in a cylindrical shape by an elastic body such as rubber, and is attached to the ultrasonic unit 171 so as to cover the electronic radial array 180.
  • FIG. 6 is a diagram showing a state when the balloon 200 is attached to the ultrasonic unit 171. As shown in FIG. 6, the end of one opening of the balloon 200 is inserted into a locking groove 210 provided between the camera unit 170 and the ultrasonic unit 171 and the end of the other opening is engaged. It is fixed so as to cover the electronic radial array 180 by being inserted into the stop groove 191.
  • the balloon 200 When the balloon 200 is attached to the ultrasonic unit 171 and the balloon 200 is filled with the ultrasonic medium 211 such as water, the periphery of the electronic radial array 180 is filled with the ultrasonic medium 211. be able to.
  • the ultrasonic medium 211 such as water
  • the periphery of the electronic radial array 180 can be filled with the ultrasonic medium 211, and thus the ultrasonic medium 211 such as the esophagus is retained.
  • the ultrasonic medium 211 such as the esophagus is retained.
  • a predetermined space can be created between the electronic radial array 180 and the human body by inflating the balloon 200, so that it is easy to perform ultrasonic diagnosis and ultrasonic treatment. Can do.
  • the ultrasonic member 171 is configured by attaching the locking member 190 to the electronic radial array 180
  • the electronic radial array 180 and the locking member are formed by an adhesive having a strong adhesive force. If the joint between the electronic radial array 180 and the locking member 190 is damaged due to an unexpected physical 'chemical / electrical effect' even if the There is a risk of falling off the radial array 180.
  • FIG. 7 is a diagram showing an existing ultrasonic endoscope apparatus.
  • An ultrasonic endoscope apparatus 350 shown in FIG. 7 is an electronic scanning ultrasonic endoscope apparatus, which includes a connection unit 351, an operation unit 352, and an insertion unit 353. Includes a tip 354.
  • connection unit 351 is connected to, for example, a measuring device including a display, An image obtained by a micro camera provided in the unit 354 is displayed on the display.
  • the operation unit 352 performs, for example, an up / down / left / right bending operation of the insertion unit 353 according to a user operation.
  • the distal end portion 354 is provided with an ultrasonic transducer array configured by continuously arranging a plurality of ultrasonic transducers, and the ultrasonic transducer array includes a plurality of ultrasonic transducer arrays. Ultrasound is transmitted / received in the selected ultrasonic transducer among the ultrasonic transducers. The ultrasonic waves received by the ultrasonic transducer array are converted into electrical signals and displayed as images on the display or the like.
  • FIG. 8 is an enlarged view of the tip 354 shown in FIG. As shown in FIG. 8, the distal end portion 354 includes a scope portion 355 having a photographing function such as the above-mentioned micro camera and illumination, and the ultrasonic vibrator array 356.
  • the ultrasonic transducer array 356 includes an acoustic lens 357 provided outside the plurality of ultrasonic transducers, and a balloon that is provided at one end of the acoustic lens 357 and engages an end of a balloon described later.
  • the locking member 358 includes a scope connecting member 359 provided between the other end of the acoustic lens 357 and the scope portion 355.
  • the ultrasonic endoscope apparatus 350 is generally used by attaching a balloon made of rubber or the like to the ultrasonic transducer array 356 (for example, Patent Document 2). reference).
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the ultrasonic transducer array 356 to which a balloon is attached.
  • the balloon 360 shown in FIG. 9 is an elastic body such as rubber and is configured in a cylindrical shape.
  • One end of the balloon 360 is hooked into a balloon locking groove 361 provided on the outer periphery of the scope portion 355, and the other opening end of the balloon 360 is provided on the outer periphery of the balloon locking member 358.
  • the balloon 360 is attached to the ultrasonic transducer array 356 so as to cover the acoustic lens 357 by being hooked in the locking groove 362.
  • the acoustic lens 357 is surrounded.
  • the ultrasonic medium 363 can be filled.
  • the ultrasonic medium 363 in the noren 360, the periphery of the acoustic lens 357 can be filled with the ultrasonic medium 363. Therefore, the ultrasonic medium 363 such as the esophagus is retained. Can make it easier to perform ultrasound diagnosis and treatment in difficult places
  • the ultrasonic lens array is formed by the acoustic lens 357 and the balloon engaging member 358 and the scope connecting member 359 which are endoscope structural members.
  • the acoustic lens 357 is generally made of a soft material such as rubber, and the non-lane locking member 358 and the scope connecting member 359 are made of plastic or the like.
  • the acoustic lens 357 is made of a material different from that of the balloon locking member 358 and the scope connection member 359, the acoustic lens 357, the balloon locking member 358, and the scope connection member 359 can be configured integrally. Can not.
  • the balloon 360 is attached to the ultrasonic transducer array 356,
  • the end of the acoustic lens 357 is easily subjected to the force of the balloon, and there is a problem that a load is applied to both ends of the acoustic lens 357.
  • endoscope insert and its tip (super Since the outer surface of the acoustic probe is covered with an insulating resin, the signal wiring inside the probe is not normally exposed to the outside.
  • the signal line may be exposed to the outside. In that case, electric shock can be avoided by covering the signal line with protective earth metal at all points.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 63-14623
  • Patent Document 2 Japanese Patent Publication No. 6-13034
  • Non-patent document 1 Handbook of Ultrasonic Diagnostic Equipments, Japan Electronic Machinery Manufacturers Association, Revised Medical Equipment Handbook, Corona, Inc., January 20, 1997, p. 114
  • the present invention provides an ultrasonic probe capable of preventing the locking member from falling off the electronic radial array force even when an unexpected external force or an unpredictable attacking drug is used.
  • the electronic radial ultrasonic probe in the embodiment of the present invention is configured by arranging a plurality of ultrasonic transducers continuously in an annular shape around the insertion axis. And an electronic radial array in which the plurality of ultrasonic transducers are electronically selected to control transmission and reception of ultrasonic waves, a support member provided in the electronic radial array, and a cavity into which the support member is inserted.
  • a locking member attached to cover the electronic radial array and provided with a balloon filled with an ultrasonic medium and a locking groove for locking, and an adhesive substance that changes from a liquid state to a solid state And a filling member that fills the cavity.
  • the present invention provides an ultrasonic endoscope apparatus and an ultrasonic transducer array that can reduce a load applied to a connecting portion between an acoustic lens and an endoscope structural member when a balloon is attached and detached.
  • an ultrasonic probe includes an acoustic lens provided outside a plurality of ultrasonic transducers arranged in series and a balloon that locks the end of the balloon.
  • a locking member and selected from the plurality of ultrasonic transducers The ultrasonic transducer includes an ultrasonic transducer array that transmits or receives ultrasonic waves, and the outer diameter of the connection portion of the balloon locking member with the acoustic lens is the same as that of the balloon locking member of the acoustic lens.
  • the acoustic lens and the balloon locking member are connected to each other through a joining band that is larger than the outer diameter of the connecting portion and smoothes the steps of the connecting portions.
  • the present invention also provides an electronic radial ultrasonic probe having a protective ground structure.
  • an electronic radial ultrasonic probe has a first electrode and a second electrode, and transmits and receives ultrasonic waves due to a potential difference between the electrodes.
  • a plurality of ultrasonic transducer elements are arranged in a cylindrical shape, and a cable group corresponding to each ultrasonic transducer element for transmitting a drive signal for driving each ultrasonic transducer element is stored inside the cylinder.
  • a signal line of each cable is electrically connected to the first electrode existing on the inner side of the cylinder, and a plurality of the ultrasonic transducer element groups arranged in the cylindrical shape are formed of the cylindrical body.
  • a first conductor having substantially the same shape as the opening attached to the opening is connected to a ground line included in the cable.
  • FIG. 1 is a diagram showing an existing ultrasonic endoscope apparatus.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a broken line frame A.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an electronic radial array.
  • FIG. 4 is a view showing an example of a locking member.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a balloon.
  • FIG. 6 is a diagram showing a state when a balloon is attached to an ultrasonic wave part.
  • FIG. 7 is a diagram showing an existing ultrasonic endoscope apparatus.
  • FIG. 8 is an enlarged view of the tip.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of an ultrasonic transducer array to which a balloon is attached.
  • FIG. 10 is a view showing a distal end portion of the ultrasonic endoscope apparatus according to the first embodiment (Example 1).
  • ⁇ 11] A view showing an example of a cavity provided in the locking member in the first embodiment (Example 1).
  • ⁇ 12 It is a figure showing an example of an assembling method of the tip part in the first embodiment (Example 1).
  • FIG. 13 is a view showing an example of a coil that is attached to a support member in the first embodiment (Example 2).
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a coil signal line connected to the coil in the first mode for embodying the present invention (embodiment 2).
  • FIG. 15 is a view showing another example of the cavity provided in the locking member in the first embodiment (Example 3).
  • FIG. 16 is a view showing another example of the cavity provided in the locking member in the first embodiment (Example 3).
  • FIG. 17 is a view showing another example of the cavity provided in the locking member in the first embodiment (Example 3).
  • FIG. 18 is a view showing another example of the support member in the first embodiment (Example 3).
  • FIG. 19 is a view showing another example of the supporting member in the first embodiment (Example 3).
  • FIG. 20 is a view showing another example of the supporting member in the first embodiment (Example 3).
  • FIG. 21 is a view showing another example of the distal end portion of the ultrasonic endoscope apparatus according to the embodiment of the present invention in the first embodiment (Example 4).
  • FIG. 22 is a view showing another example of the distal end portion of the ultrasonic endoscope apparatus according to the embodiment of the present invention in the first embodiment (Example 4).
  • FIG. 23 is a view showing another example of the distal end portion of the ultrasonic endoscope apparatus according to the embodiment of the present invention in the first embodiment (Example 4).
  • FIG. 24 is a view showing a state in which the locking member provided with the cavity shown in FIG. 11 and the support member shown in FIG. 19 are combined in the first embodiment (Example 4).
  • FIG. 25 is a diagram showing an ultrasonic transducer array included in the ultrasonic endoscope apparatus according to the second mode for embodying the present invention (embodiment 1).
  • FIG. 26 Connection between acoustic lens and balloon locking member in the second embodiment (Example 1)
  • FIG. 26 Connection between acoustic lens and balloon locking member in the second embodiment (Example 1)
  • FIG. 27 is an enlarged view of the vicinity of a connecting portion between an acoustic lens and a scope connecting member in a second embodiment (Example 1).
  • FIG. 28 is a diagram showing an ultrasonic transducer array provided in the ultrasonic endoscope apparatus according to the second embodiment (Example 2).
  • FIG. 29 is a diagram showing an external configuration of an ultrasonic endoscope according to the third embodiment.
  • FIG. 30 is an enlarged view of the distal end portion of the ultrasonic endoscope 1 in FIG. 29.
  • FIG. 30 is an enlarged view of the distal end portion of the ultrasonic endoscope 1 in FIG. 29.
  • FIG. 31 is a diagram showing an ultrasonic probe manufacturing process (1) in the third embodiment (Example 1).
  • FIG. 32 is a diagram showing an ultrasonic probe manufacturing process (No. 2) in the third embodiment (Example 1).
  • FIG. 33 A diagram showing a manufacturing process (No. 3) of the ultrasonic probe in the third embodiment (Example 1).
  • ⁇ 34 A diagram showing an ultrasonic probe manufacturing process (4) in the third embodiment (Example 1).
  • FIG. 36 shows an example of the nomination of the conductor plate 110 in the third mode (Example 1).
  • FIG. 38 shows an enlarged view of the coaxial cable group 62 surrounded by a broken line frame 130 in FIG.
  • ⁇ 39 A sectional view showing a state where the ultrasonic probe 10 in the third embodiment (Example 1) is grounded for protection.
  • FIG. 41 shows a cross section of the ultrasonic probe 10 in which the protective ground and the signal GND are separated in the third embodiment (Example 2).
  • FIG. 42 shows an enlarged view of a part of the coaxial cable group 151 surrounded by a broken line frame 150 in FIG. 41.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a distal end portion of the ultrasonic endoscope apparatus according to the first embodiment. Note that the distal end portion shown in FIG. 10 is a portion corresponding to the distal end portion 164 of the ultrasonic endoscope apparatus 160 shown in FIG.
  • the tip portion 10 shown in FIG. 10 mainly includes an electronic radial array 11, a support member 12, a locking member 14, and a filling member 15.
  • the electronic radial array 11 is configured by arranging a plurality of ultrasonic transducers continuously in an annular shape around the insertion axis. These ultrasonic transducers are electronically selected and transmission / reception of ultrasonic waves is controlled.
  • the support member 12 is provided in the electronic radial array 11 and is substantially L-shaped, that is, one overhang is formed at the tip.
  • the locking member 14 is provided with a cavity into which the support member 12 is inserted and a locking groove 13.
  • the locking groove 13 is for locking a balloon that is attached so as to cover the electronic radial array 11 and is filled with an ultrasonic medium.
  • the filling member 15 is made of an adhesive substance that changes from a liquid state to a solid state (or a substantially rigid body), and fills the cavity.
  • the method for connecting the electronic radial array 11 and the support member 12 is not particularly limited, for example, adhesion, riveting, brazing (welding, soldering, etc.), caulking, or the like.
  • the connection strength between the electronic radial array 11 and the support member 12 is as strong as that of the fracture strength of the support member 12, the locking member 14, or the filling member 15.
  • the overhang formed on the side surface of the support member 12 may be formed on the entire circumference or a part of the entire circumference of the side surface.
  • two or more overhangs formed on the support member 12 may be formed. When two or more overhangs are formed on the support member 12, the overhangs may be formed continuously or intermittently.
  • the position may be on the central axis of the electronic radial array 11 or may be other than the central axis of the electronic radial array 11.
  • the support member 12 may be formed in a bowl shape.
  • the support member 12 is formed in a substantially L-shape. Therefore, when the support member 12 is inserted into the liquid filling member 15 in the cavity and the filling member 15 is converted to the solid state, the support member 12 is caught by the filling member 15. That is, two cross-sectional areas perpendicular to the insertion axis of the electronic radial array 11 and Z or cross-sectional shapes are formed different from each other.
  • the above-mentioned cavity is formed in such a shape that the filling member 15 is hooked on the locking member 14, that is, the electronic radial array 11
  • Two cross-sectional areas perpendicular to the insertion axis and Z or cross-sectional shape are formed to be different from each other.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a cavity provided in the locking member 14 shown in FIG.
  • the cavity 20 of the locking member 14 shown in FIG. 11 has a substantially mushroom shape, that is, one overhang is formed on the inner side surface.
  • the opening of the cavity 20 is assumed to be the thickest in the support member 12 shown in FIG. 10 and larger than the cross-sectional area of the portion.
  • the cavity 20 may be formed together, for example, when the locking member 14 is formed by injection molding or hollow formation, or formed by lathe processing after the locking member 14 is formed. May be. Further, the overhang formed on the inner side surface of the cavity 20 may be formed on the entire circumference or a part of the entire inner side surface. Two or more overhangs formed on the inner side surface of the cavity 20 may be formed. In addition, when two or more overhangs are formed on the inner side surface of the cavity 20, the overhangs may be formed continuously or intermittently.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a method for assembling the distal end portion 10 illustrated in FIG.
  • the same components as those shown in FIG. 10 or FIG. 11 are denoted by the same reference numerals.
  • the cavity 20 of the locking member 14 is filled with an adhesive substance (for example, an organic solvent-based adhesive, an elastic adhesive, an epoxy resin-based adhesive, etc.) as the filling member 15, and around the support member 12.
  • An adhesive substance is applied to the surface (for example, the surface of the support member 12).
  • the support member 12 is inserted into the adhesive substance filled in the cavity 20 of the locking member 14, and the electronic radial array 11 and the locking member 14 are assembled.
  • the injection hole cap provided in the locking member 14 also fills the cavity 20 with the filling member 15, and after the filling of the filling member 15 is finished, You can also configure the hole to be closed with adhesive or grease!
  • the supporting member 12 and the locking member 14 are bonded by the filling member 15, and the filling member 15 in which the supporting member 12 is cured (that is, in a solid state).
  • the cured filling member 15 is mechanically coupled to the locking member 14 with a bow I, and mechanically coupled to the filling member 15).
  • the electronic radial array 11 and the locking member 14 are damaged due to unexpected external force or use of an unpredictable attacking drug, and the support member 12 or the locking member 14 is cured. Even if the strength of the joint between the filling member 15 decreases, the support member 12 and the hardened filling member 15 are mechanically coupled, and the hardened filling member 15 and the locking member 14 are connected to each other. Mechanically coupled.
  • the support member 12 is subjected to X-rays such as metals, tungsten, or lead. Difficult to penetrate, may be formed using material.
  • the support member 12 includes a magnetic material. It may be made of any material that can be used.
  • a coil may be wound around the support member 12 so that the operator of the ultrasonic endoscope apparatus can confirm the position of the distal end portion 10 inserted into the body from the outside. This is described in detail in Example 2.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a coil that is attached to the support member 12 in the first embodiment (Example 2). As shown in FIG. 13, the coil 40 is wound around the distal end portion of the support member 12. Coil signal lines 41 are connected to both ends of the coil 40, respectively.
  • a high frequency signal is output to the coil signal line 41, and the magnetic field generated by the coil 40 is detected, whereby the position of the tip 10 is specified based on the detected magnetic field. May be.
  • a predetermined magnetic field is generated from the outside to a place where diagnosis or treatment is performed, and the position of the tip 10 is determined based on the output obtained from the coil 40 via the coil signal line 41. May be configured to identify
  • the support member 12 is formed of a material that does not easily transmit X-rays or a material that includes a magnetic material, or the coil 40 is attached to the support member 12 so that the distal end portion in the body is Position information for identifying 10 positions can be obtained.
  • the position information can be used as diagnostic information used for the insertion guide of the ultrasonic endoscope apparatus and the alignment between the tomographic image and the human atlas.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of the coil signal line 41 connected to the coil 40 shown in FIG. 13 in the first mode for embodying the present invention (embodiment 2).
  • the same components as those shown in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals.
  • the coil signal line 41 shown in FIG. 14 is bundled together with a plurality of signal lines 50 respectively connected to each ultrasonic vibrator of the electronic radial array 11 shown in FIG. [This is passed!
  • the coil signal line 41 may be formed of the same coaxial cable as the signal line 50, or a signal It may be composed of a coaxial cable different from the line 50 or a lead wire.
  • FIG. 15 is a view showing another example of the cavity provided in the locking member 14 in the first embodiment (Example 3).
  • the cavity 60 of the locking member 14 shown in FIG. 15 has an inverse taper shape, that is, a cross-sectional area gradually increasing from the opening side to the bottom side of the cavity 60 (cross-sectional area perpendicular to the insertion axis). Is formed in such a shape as to increase. Further, the opening of the cavity 60 is assumed to be formed larger than the cross-sectional area of the thickest part in the support member 12 shown in FIG. 10, similarly to the cavity 20 shown in FIG.
  • FIG. 16 is a view showing another example of the cavity provided in the locking member 14 in the first embodiment (Example 3).
  • the appearance of the locking member 14 is indicated by a broken line, and the shape of the cavity is indicated by a solid line.
  • the cavity 70 of the locking member 14 shown in FIG. 16 is formed in such a manner that two cylindrical cavities having the same cross-sectional area overlap each other with their central axes slightly shifted from each other. Further, it is assumed that the opening of the cavity 70 is formed larger than the cross-sectional area of the thickest part in the support member 12 shown in FIG. 10, similarly to the cavity 20 shown in FIG.
  • FIG. 17 is a view showing another example of the cavity provided in the locking member 14 in the first embodiment (Example 3).
  • the appearance of the locking member 14 is indicated by a broken line, and the shape of the cavity is indicated by a solid line.
  • the cavity 80 of the locking member 14 shown in FIG. 17 is formed in a shape in which two rectangular parallelepiped cavities overlap each other so as to be slightly shifted from each other. Further, the opening of the cavity 80 is assumed to be the thickest in the support member 12 shown in FIG. 10 and larger than the cross-sectional area of the portion, like the cavity 20 shown in FIG. [0067] As described above, various shapes are conceivable as the shape of the cavity formed in the locking member 14.
  • FIG. 18 is a view showing another example of the support member 12 shown in FIG. 10 in the first embodiment (Example 3).
  • the support member 90 shown in FIG. 18 is formed in such a shape that two cylindrical shapes having different cross-sectional areas overlap each other.
  • FIG. 19 is a view showing still another example of the support member 12 in the first embodiment (Example 3).
  • the support member 100 shown in FIG. 19 is formed in a reverse taper shape, and is formed in such a shape that the cross-sectional area gradually increases toward the tip.
  • FIG. 20 is a view showing still another example of the support member 12 in the first embodiment (Example 3).
  • the support member 110 shown in FIG. 20 is formed in a shape in which two rectangular parallelepipeds overlap each other, that is, in a substantially T shape.
  • FIG. 21 is a diagram showing another example of the distal end portion of the ultrasonic endoscope apparatus according to the first embodiment (Example 4).
  • the tip shown in FIG. 21 is a portion corresponding to the tip 164 of the ultrasonic endoscope apparatus 160 shown in FIG.
  • the same components as those shown in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals.
  • a support member 121 is provided at the tip of the electronic radial array 11 and is threaded on the side surface, and a screw corresponding to the support member 121 is provided inside.
  • a locking member 123 is provided with a cavity cut on the side surface and a locking groove 122 for locking to the end of the balloon filled with the ultrasonic medium when attached so as to cover the electronic radial array 11. And the support member 121 and the locking member 123 are screwed and configured by the support member 121 and the cavity.
  • the support member 121 and the locking member 123 can be directly mechanically coupled by fastening the screws, the positioning at the time of manufacturing the ultrasonic endoscope apparatus can be performed. Time and effort can be reduced.
  • FIG. 22 is a diagram showing another example of the distal end portion of the ultrasonic endoscope apparatus according to the first mode for embodying the present invention (embodiment 4). Note that the distal end portion shown in FIG. 22 corresponds to the distal end portion 164 of the ultrasonic endoscope apparatus 160 shown in FIG. Also, the same configuration as shown in Fig. 10 or Fig. 21 Are given the same reference numerals.
  • a tip portion 130 shown in FIG. 22 includes a support member 121, a locking member 132, and a filling member 15.
  • the support member 121 is as shown in FIG.
  • the locking member 132 has a volume larger than that of the supporting member 121 and has a cavity threaded on the inner side surface, and a balloon that is attached to cover the electronic radial array 11 and is filled with an ultrasonic medium.
  • an engaging groove 131 for engaging with the end of the first end.
  • FIG. 23 is a view showing another example of the distal end portion of the ultrasonic endoscope apparatus according to the first mode for embodying the present invention (embodiment 4). Note that the distal end portion shown in FIG. 22 corresponds to the distal end portion 164 of the ultrasonic endoscope apparatus 160 shown in FIG. The same components as those shown in FIG. 10, FIG. 11, or FIG.
  • a feature of the distal end portion 140 shown in FIG. 23 is that the support member 121 shown in FIG. 21 and the locking member 14 provided with the cavity 20 shown in FIG. And the locking member 14 are connected to each other.
  • connection method between the electronic radial array 11 and the support member 12 is a force that can be considered to be adhesion, riveting, brazing, squeezing, or the like. .
  • FIG. 24 is a diagram showing an example of a method for connecting the electronic radial array 11 and the support member 12 in the first mode for embodying the present invention (embodiment 4).
  • FIG. 24 shows a state in which the locking member 14 provided with the cavity 20 shown in FIG. 11 and the support member 100 shown in FIG. 19 are coupled.
  • a support member 100 shown in FIG. 24 is provided with a hole 150 along the central axis of the support member 100.
  • a string-shaped member 151 (for example, in the cable assembly 51 shown in FIG. Through high-strength fibers such as aramid fiber and carbon fiber).
  • a bump 152 is provided at the end of the string-like member 151 that has come out to the front end side of the support member 100 through the hole 150.
  • the bump 152 fixes the supporting member 100, so that the electronic radial array 11 and the supporting member 100 can be connected.
  • the coil 40 is wound around the substantially L-shaped support member 12, but the coil 40 is wound around the support member 110 formed in a substantially T shape as shown in FIG.
  • the shape of the support member to which the coil 40 can be wound is not particularly limited.
  • the supporting member 12 and the locking member 14 are coupled via the filling member 15 so that the locking member 14 is attached to the electronic radial array 11.
  • the electronic radial array 11 and the locking member 14 may be coupled by the filling member 15.
  • the cavity 20 shown in FIG. 11 is provided in the locking member 14, and the supporting member 12 shown in FIG. 10 is created using the filling member 15, and the supporting member 12 is connected to the electronic radial array.
  • the electronic radial array 11 and the support member 12 may be connected by the string member 151 as described above, for example.
  • the filling member 15 used when creating the support member 12 is filled into the cavity 20, and the filling member 15 is applied around the support member 12 created by the filling member 15.
  • the support member 12 is inserted into the cavity 20, and the electronic radial array 11 and the locking member 14 are assembled.
  • the supporting member and the locking member are bonded by the filling member, and the supporting member and the filling member are further bonded. Since the locking member and the filling member are mechanically coupled as if they are hooked and mechanically coupled as if they are hooked, unexpected external force or unexpected attacking chemicals Even if the electronic radial array and the locking member are damaged by use and the strength of the joint portion between the supporting member or the locking member and the filling member is reduced, the supporting member and the filling member are The locking member and the filling member are mechanically coupled.
  • the supporting member and the locking member can be used as long as the locking member, the filling member, or the supporting member is not broken. Since the mechanical coupling is continued, the locking member will not be affected even if it is damaged between the electronic radial array and the locking member due to unexpected external force or use of an unexpected attacking drug. The situation of falling off can be prevented.
  • FIG. 25 is a diagram showing an ultrasonic transducer array included in the ultrasonic endoscope apparatus according to the second mode for embodying the present invention (embodiment 1). The same components as those shown in FIG.
  • the ultrasonic transducer array 301 shown in FIG. 25 has a configuration provided at the distal end of the scope unit 355.
  • a member 303 and a scope connecting member 304 are provided.
  • a bonding band 305 made of an adhesive or the like is provided between the acoustic lens 302 and the balloon locking member 303.
  • a bonding band 306 made of a material such as an adhesive is provided between the acoustic lens 302 and the scope connecting member 304.
  • the ultrasonic transducer array 301 is characterized in that it is connected to the acoustic lens 302 in both of the member for the endoscope engaging member 303 and the scope connecting member 304.
  • the outer diameter of each of the connected portions is determined by the balloon locking member 303 and the acoustic lens 302.
  • the scope connecting member 304 are connected to each other through the joint zone 3 05 which is larger than the outer diameter of each connecting portion and the step between the acoustic lens 302 and the balloon locking member 303.
  • the acoustic lens 302 and the scope connecting member 4 are connected via a joint band 306 that connects the lens 302 and the balloon locking member 303 and smoothes the step between the acoustic lens 302 and the scope connecting member 304. It is a point.
  • the outer diameter of the first member connecting portion that is the connecting portion with the acoustic lens 302 in the balloon locking member 303 is the first lens that is the connecting portion with the balloon engaging member 303 in the acoustic lens 302.
  • the acoustic lens 302 and the balloon locking member 303 are formed so as to be larger than the outer diameter of the connecting portion.
  • the acoustic lens 302 and the balloon locking member 303 are connected by the bonding band 305 so that the surface of the bonding band 305 is gently inclined so that there is no step between the first lens connecting portion and the first member connecting portion.
  • FIG. 26 is an enlarged view of a broken-line frame B shown in FIG. 25, that is, an enlarged view of the vicinity of a connection portion between the acoustic lens 302 and the balloon engaging member 303.
  • the end of the balloon locking member 303 protrudes outside the end of the acoustic lens 302 (the first lens connecting portion). Further, the end of the acoustic lens 302 and the end of the balloon locking member 303 are connected via a joining band 305 having a gently inclined surface.
  • the paintability of the bonding band 305 is improved with respect to each of the connection surface of the acoustic lens 302 to the rain locking member 303 and the connection surface of the balloon locking member 303 to the acoustic lens 302.
  • surface treatment is performed by chemical application, corona discharge, gas, plasma, or the like.
  • a bonding band 305 is applied to each connection surface, and the acoustic lens 302 and the balloon locking member 303 are connected. Then, the surface of the joining band 305 is wiped off and processed into a gentle inclined surface.
  • the second lens connecting portion in which the outer diameter of the second member connecting portion of the scope connecting member 304 is connected to the acoustic lens 302 is the connecting portion of the acoustic lens 302 to the scope connecting member 304.
  • the acoustic lens 302 and the scope connecting member 304 are formed so as to be larger than the outer diameter of the lens.
  • the second lens connection part and the second member connection part The acoustic lens 302 and the scope connecting member 304 are connected by the bonding band 306 so that the step is eliminated, and the surface of the bonding band 306 is processed into a gentle slope.
  • FIG. 27 is an enlarged view of the broken line frame C shown in FIG. 25, that is, an enlarged view of the vicinity of the connection portion between the acoustic lens 302 and the scope connecting member 304.
  • the end of the scope connecting member 304 protrudes outward from the end of the acoustic lens 302 (second lens connecting portion). Further, the end of the acoustic lens 302 and the end of the scope connecting member 304 are connected via a joining band 306 having a gently inclined surface.
  • the material constituting the balloon locking member 303 and the scope connecting member 304 the following materials can be considered.
  • organic materials such as silicone-based and epoxy-based 'PEEK (registered trademark) ⁇ polyimide ⁇ polyetherimide ⁇ polysulfone ⁇ polyethersulfone'fluorinated greaves can be considered.
  • a mixture of the above organic material with powders or fibers of metals, ceramics, glass, carbon, etc. can be considered.
  • stainless steel, titanium, an alloy thereof, and metallic glass are conceivable.
  • ceramics such as alumina 'zirconia' silicon nitride can be considered for other inorganic material systems.
  • the material constituting the acoustic lens 302 and the acoustic lens 309 described later the following materials are conceivable.
  • rubbers such as silicone and urethane can be considered.
  • a mixture of the above rubber materials with powders or fibers of metals, ceramics, glass, carbon, etc. can be considered.
  • the materials of the joining bands 305 and 306 the following materials are conceivable.
  • Adhesives such as epoxy-type 'silicone-type' urethane type are conceivable.
  • a mixture of powder, fiber, such as metal, ceramics, glass, carbon, etc., with the above-mentioned adhesive may be considered.
  • the outer diameter of each connection portion connected to the acoustic lens 302 is determined by the acoustic lens 302.
  • Each of the connection portions connected to the member 303 and the scope connection member 304 is larger than the outer diameter of each connection portion, and both the members of the none locking member 303 and the scope connection member 304 are connected to the acoustic lens 302.
  • the members of both the balloon locking member 303 and the scope connecting member 304 and the acoustic lens 302 are connected to each other by the joining bands 305 and 306 so that the level difference of the part becomes gentle. Therefore, when attaching the balloon 360 as shown in FIG.
  • the lens 360 when the lens 360 is attached or removed, the lens 360 scratches the surface of the ultrasonic transducer array 301, but the balloon 360 is not much on the end of the acoustic lens 357. Since the balloon 360 can be smoothly mounted or removed without being caught, the force applied to the end of the acoustic lens 302 can be reduced. Thereby, when the balloon 360 is attached or detached, it is possible to prevent the acoustic lens 302 from peeling off the ultrasonic transducer array 301 force or scratching the acoustic lens 302.
  • the balloon 360 when the balloon 360 is attached to the ultrasonic transducer array 301 and the balloon 360 is inflated with water or the like, the bubbles in the balloon 360 are taken out of the balloon 360. Since the bubbles are less likely to be caught by the joining bands 305 and 306, the bubbles can be smoothly taken out of the balloon 360.
  • the balloon locking member 303 having an outer diameter larger than the outer diameter of the end of the acoustic lens 302 is removed from the acoustic lens 302. Can be passed through the insertion path of the human body first.
  • the balloon locking member 3 is Since the foreign substance etc. of the body insertion path can be removed, the acoustic lens 302 can also protect the force of the foreign substance etc.
  • the acoustic lens 302 of the above embodiment is provided with a force flat portion 308 that is configured to have a flat portion 308 called a shoulder before and after the acoustic lens 302, as shown in FIG. You can use an acoustic lens to configure an ultrasound endoscope!
  • FIG. 28 is a diagram showing an ultrasonic transducer array included in the ultrasonic endoscope apparatus according to the second mode for embodying the present invention (embodiment 2).
  • the same components as those shown in FIG. 25 are denoted by the same reference numerals.
  • An ultrasonic transducer array 307 shown in FIG. 28 includes a flat portion 308 as shown in FIG. 25 and includes an acoustic lens 309.
  • a bonding band 305 made of an adhesive or the like is provided between the acoustic lens 309 and the balloon locking member 303.
  • a bonding band 306 made of an adhesive or the like is provided between the acoustic lens 309 and the scope connection member 304. Note that the acoustic lens 309 may be provided with a flat portion 308 as shown in FIG.
  • the ultrasonic transducer array 307 is an acoustic transducer for both the balloon locking member 303 and the scope connecting member 304, which are endoscope structural members.
  • the outer diameter of each connection portion connected to the lens 309 is configured to be larger than the outer diameter of each connection portion connected to the balloon locking member 3 and the scope connection member 4 of the acoustic lens 309. is doing.
  • the balloon locking member 303 and the scope are connected via the joining bands 305 and 306 that gently smooth the steps of the connection portions of both the lens locking member 303 and the scope connection member 304 and the acoustic lens 309. Both members of the connecting member 3 04 and the acoustic lens 309 are connected.
  • the balloon 360 is attached to the ultrasonic transducer array 307 or when the balloon 360 is removed from the ultrasonic transducer array 307, the balloon 360 is caught by the joining bands 305 and 306. Since it becomes difficult to force, the balloon 360 can be attached or removed smoothly. Also, when attaching or removing the balloon 360, the acoustic lens 309 It is possible to prevent separation from the ultrasonic transducer array 307 and damage to the acoustic lens 309. Further, the bubbles in the balloon 360 can be smoothly put out of the balloon 360. Further, when the ultrasonic transducer array 307 is inserted into a human body, the acoustic lens 309 can be protected against forces such as foreign matter.
  • the outer diameter of the connection portion connected to the acoustic lens 302 (or the acoustic lens 309) in either one of the balloon locking member 303 and the scope connecting member 304 is set to be the acoustic lens 302. (Or acoustic lens 309) via joint bands 305 and 306 that are larger than the outer diameter of the connecting portion connected to the balloon locking member 303 or the scope connecting member 304 and have a smooth step in those connecting portions. Connect the lane locking member 303 or the scope connecting member 304 and the acoustic lens 302 (or the acoustic lens 309).
  • the acoustic lens 302 (or acoustic lens 309) is configured to be connected to the scope unit 355 via the scope connecting member 304, but the acoustic lens 302 (or acoustic lens 309) and The scope unit 355 may be directly connected.
  • the outer diameter of the connection portion of the scope section 355 with the acoustic lens 302 (or acoustic lens 309) is made larger than the outer diameter of the connection section of the acoustic lens 302 (or acoustic lens 309) with the scope section 355.
  • the acoustic lens 302 (or the acoustic lens 309) and the scope unit 355 are connected via a joining band 306 that gently smoothes the level difference between the connecting portions.
  • the acoustic lens and the endoscope structural member it is possible to reduce the load applied to the connecting portion between the two.
  • an electronic radial type ultrasonic probe having a cylindrical array type ultrasonic probe at the distal end of the insertion portion was connected to a transducer element group constituting the array type probe.
  • a coaxial cable bundle, a protective ground wire integrated with the coaxial cable bundle, and a conductor of a conductor having substantially the same shape as this end face on the end face of the array type probe, and the protective ground wire is the conductor.
  • the electronic radial ultrasonic probe connected to the .
  • the protective ground wire is obtained by short-circuiting the shield wires of the coaxial cable group connected to each transducer element in the vicinity of the ultrasonic probe.
  • FIG. 29 shows an external configuration of an ultrasonic endoscope according to the third mode for embodying the present invention (embodiment 1).
  • the ultrasonic endoscope 401 includes an elongated insertion portion 402 to be inserted into a body cavity, an operation portion 403 located at the proximal end of the insertion portion 402, and a universal cord extending from a side portion of the operation portion 403. Mainly composed of 404.
  • An endoscope connector 404a connected to a light source device (not shown) is provided at the base end of the universal cord 404. From the endoscope connector 404a, an electric cable 405 that is detachably connected to a camera control unit (not shown) via an electric connector 405a and an ultrasonic observation device (not shown) that is detachably connected via an ultrasonic connector 406a. A continuous ultrasonic cable 406 is extended.
  • the insertion portion 402 includes a distal end hard portion 407 formed of a hard grease member in order from the distal end side, a bendable bending portion 408 located at the rear end of the distal end hard portion 407, and a rear end of the bending portion 408.
  • a flexible tube portion 409 having a small diameter, a long length, and flexibility is provided continuously to the distal end portion of the operation portion 403.
  • An ultrasonic probe 410 in which a plurality of piezoelectric elements that transmit and receive ultrasonic waves are arranged is provided on the distal end side of the distal end hard portion 407.
  • the operation unit 403 includes an angle knob 411 that controls the bending of the bending unit 408 in a desired direction, an air supply button 412 for performing an air supply and water supply operation, a suction button 413 for performing an intake operation, A treatment instrument insertion port 414 and the like serving as an entrance for the treatment instrument introduced into the body cavity are provided.
  • FIG. 30 is an enlarged view of the distal end hard portion 407 of the ultrasonic endoscope 401 shown in FIG. Fig 30
  • FIG. 30 (b) is an external configuration diagram.
  • An ultrasonic probe 410 that enables electronic radial scanning is provided at the tip of the tip hard portion 407.
  • the ultrasonic probe 410 is covered with a material on which an acoustic lens (ultrasonic wave transmitting / receiving unit) 417 is formed.
  • the hard tip portion 407 is formed with a slope portion 407a.
  • the illumination lens 418b that constitutes the illumination optical part that irradiates the observation part with illumination light
  • the objective lens 418c that constitutes the observation optical part that captures the optical image of the observation part
  • the excised part are sucked place
  • a suction and forceps port 418d which is an opening through which the fixture protrudes
  • an air supply / water supply port 418a which is an opening for supplying and supplying air and water, are provided.
  • a balloon is attached to the distal end of the endoscope. Therefore, a balloon locking portion 419 for locking this balloon is provided at the tip of the ultrasonic probe.
  • FIG. 31 shows a manufacturing process (No. 1) of the ultrasonic probe.
  • the substrate 420, the conductor 421, the electrodes 422 (422a, 422b), the piezoelectric element 423, the acoustic matching layer 424 (the first acoustic matching layer 424a, the second acoustic A structure D composed of the matching layer 424b), the conductor 425, and the groove 426 is produced. Now, the production of the structure D will be described.
  • the first acoustic matching layer 424a is formed.
  • a groove is formed in the first acoustic matching layer 424a using, for example, a dicing saw (precision cutting machine), and the conductive grease 425 is poured into the groove.
  • a conductive layer 422b is formed on the surface of the first acoustic matching layer 424a so as to be bonded to the conductive resin 425.
  • the piezoelectric element 423 is formed on the conductive layer 422b, and the conductive layer 422a is formed thereon.
  • the conductive layer 422a and the conductive layer 422b are electrodes 422a and 422b for applying a voltage to the piezoelectric element.
  • the substrate 420 is attached on the side surface of the piezoelectric element 423 and on the conductive layer 422b.
  • An electrode layer 420 a is formed on the surface of the substrate 420.
  • a conductor 421 for electrically connecting the electrode 420a and the electrode 422a is attached.
  • the structure D formed above is cut to form a plurality of grooves (dicing grooves) 426 having a width of several tens of ⁇ m.
  • the groove width is preferably 20-50 / ⁇ ⁇ .
  • the structure D is cut so that only the second acoustic matching layer 424b is not completely cut and remains several tens / z m.
  • each divided vibrator is referred to as a vibrator element 427.
  • the first acoustic matching layer 424a is made of an epoxy resin containing a filler such as alumina or titanium (TiO 2). 2
  • the material of the acoustic matching layer 424b is preferably an epoxy resin without filler.
  • machinable ceramic is used as the material for the first acoustic matching layer.
  • Carbon or epoxy resin containing a filler or fiber is used, and the second acoustic matching layer contains a slight amount of filler such as alumina or titer (the content is lower than that of the two-layer matching). It is preferable to use an epoxy resin that is filled with a filler in the third acoustic matching layer.
  • the piezoelectric element 423 one provided with electrodes on both main surfaces in advance may be used.
  • the electrode layer 422a may be an electrode previously applied to the piezoelectric element.
  • the structure D is bent into a cylindrical shape so that the side surface XI and the side surface X2 of the laminate face each other.
  • an acoustic lens 417 is formed on the cylindrical surface (hereinafter referred to as structure E).
  • the acoustic lens 417 may be combined with a cylindrical structure D that is manufactured in advance as a single acoustic lens, or the cylindrical structure D is placed in a mold and the acoustic lens material is used as the mold.
  • the acoustic lens 417 may be formed by pouring into the lens.
  • the lens portion 417a actually functions as an acoustic lens.
  • the annular structural member 430a is attached to the inside of the opening of the structure E.
  • the structural member 430a is attached so as to be positioned on the substrate 420 (see FIG. 33 (a)).
  • the structural member 430b is similarly attached to the opening on the opposite side.
  • the structural member 430b is attached so as to be positioned on the conductive material 425 (see FIG. 33 (a)).
  • the outer surface of the structural member 430b is covered with a metal such as a copper foil.
  • FIG. 33 shows a cross section of the structure E to which the structural member 430 is attached.
  • the structural members 430 (430a, 430b) are attached in FIG. 32 (c) (see FIG. 33 (a))
  • the space between the structural members 430a and 430b is filled with the backing material 440 (see FIG. 33 (b)).
  • the backing material 440 a mixture of gelled epoxy resin and alumina filler is used.
  • the conductive material 425 and the conductive surface of the structural member 430b are electrically connected by the conductive material 441 (see FIG. 33C) (hereinafter, the structure created in FIG. 33 is referred to as the structure F).
  • a cylindrical structural member 450 is inserted from one opening side of the structure F (the side where the substrate 420 is provided).
  • the cylindrical structural member 450 is composed of a cylindrical portion 453 and an annular collar 452 provided at one end thereof.
  • Printed wiring board 454 is provided on the surface of 452, and several tens of thousands of electrodes are provided on the surface.
  • a pad 451 is provided.
  • a bundle of cables 462 is passed through the cylindrical member 450, and the tip of the cable 462 is soldered to each pad 451 (the cable 462 is placed inside the electrode pad 451 (in the center of the ring)). Solder and connect the wires.) 0
  • the cable 462 usually uses a coaxial cable to reduce noise.
  • the cylindrical member 450 may be made of an insulating material (eg, engineering plastic). Examples of the insulator material include polysulfone, polyetherimide, polyphenylene oxide, and epoxy resin.
  • the surface of the cylindrical portion 453 is coated with a conductor (metal thin film 463).
  • a hole 455 is provided on the surface of the cylindrical portion 453, and a ground wire 471 extending from the cable bundle 462 passed through the cylindrical structural member exits from the hole 455 and is outside the cylindrical portion 453. Bonded to a metal thin film 463 plated on the side.
  • the flange 452 portion of the cylindrical member 450 hits the structure member 430 of the structure F, and the position of the cylindrical structure member 450 is the structure F. It is fixed inside and positioned inside the ultrasonic probe 410.
  • FIG. 34 (b) shows that after the cylindrical member 450 is inserted and positioned, the outer part of the electrode pad 451 (the electrode pad part in the outer circumferential direction of the ring) and the electrode 420a of the transducer element 427 are connected to each other.
  • the state of connection using wire 490 is shown (hereinafter, the structure created in Fig. 34 (b) is called structure G).
  • a force for attaching a balloon locking member 419 for locking the end of the balloon to the opening of the ultrasonic probe is used to hold the balloon locking member 419 in the opening of the ultrasonic probe. Support members are required. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 35 shows an example of a balloon locking member 419 attached to the structure G and its support member.
  • a support member 511 is provided on the flat surface of the circular conductor plate 510 having a hole in the center.
  • the supporting member is substantially L-shaped, that is, has an overhanging force formed at the tip.
  • the conductor plate 510 is electrically and mechanically connected to a protective ground line 512 extending from the opening of the structure G.
  • a conductor plate 510 is attached to the opening of the structure G.
  • the balloon locking member 419 is provided so as to cover the opening of the structure G, provided with a cavity into which the support member 511 is inserted, and a locking groove 419a for locking the balloon.
  • FIG. 36 shows an example of the nomination of the conductor plate 510.
  • FIG. 36 (a) shows an example in which a metal plate 520 is used as the conductor plate 510.
  • FIG. The support member 511 is fixed to the metal plate 520 by welding or adhesion.
  • FIG. 36 (b) shows an example in which a resin plate 522 (print substrate material) whose one surface is coated with a copper foil 521 is used as the conductor plate 510.
  • FIG. The support member 511 is fixed to the surface side covered with the copper foil 521 of the resin board 522 by soldering or bonding.
  • FIG. 36 (c) shows a conductor plate 510 in which one surface is entirely covered with copper foil 521 and the other surface is formed with an electrode pattern, and a through hole (for electrically connecting the two surfaces). Shows an example using a resin board (printed circuit board material) provided with a hole having a copper foil formed on the hole surface.
  • the support member 511 is fixed to the surface side on which the electrode pattern is formed by soldering. In this case, since the heat capacity of the solder portion is small, the solder portion becomes easy and the reliability increases.
  • FIG. 37 shows a cross-sectional view of the conductor plate 510 when attached.
  • the cable 462 is connected to the center side of the flange of the electrode pad 451 by solder.
  • One end of the wire 490 is connected to the outer peripheral side of the electrode pad 451 by solder 501, and the other end is connected to the signal side electrode 420 a on the substrate 420 of the transducer element by solder 502.
  • the wires 490 are shortly connected so that the wire does not contact the adjacent signal side electrode 420 and short-circuit.
  • the entire connecting portion of the cable 462 and the electrode pad 451 is covered with potting grease 500. To do.
  • a copper foil 505 is formed on the surface of the structural member 430b, and the surface of the structural member 430, the acoustic matching layer 424, and the cylindrical side surface of the cylindrical member 450 are electrically conductive grease (for example, Solder) Combined at 504.
  • electrically conductive grease for example, Solder
  • the cable bundle 462 is extended to the ground wire 471 (471a, 471b) and joined to the metal thin film 463 by the solder 503a, 503b, respectively.
  • FIG. 38 shows an enlarged view of the coaxial cable group 462 surrounded by a broken line frame 530 in FIG. 38A is an enlarged view from the side surface direction
  • FIG. 38B is a cross-sectional view from the top surface of one coaxial cable 540 in the coaxial cable group 462.
  • a bundle of coaxial cables 540 is called a coaxial cable group 462.
  • the signal line 541 is covered with a dielectric 542, covered with a shielded line (signal ground line) 543, and further covered with an outer cover 544.
  • the signal line 541 is electrically connected to the corresponding piezoelectric element.
  • each coaxial cable 540 has been removed to a predetermined position. And the shielded wires 543 of the coaxial cable 540 are short-circuited. The ground wire 545 also extends as a result of the shorted shield wire partial force.
  • the ground line 545 is bonded to the conductor plate 510 as a protective ground line 512, and as the ground lines 471 (471a, 471b), a thin metal film 463 is formed by solders 503a and 503b, respectively. It is joined with.
  • the coaxial cable 462 passes through the insertion portion 2 of the ultrasonic endoscope 401 and is connected to an ultrasonic observation device (not shown).
  • the shielded wire 543 of the coaxial cable 462 is also connected to the GND of the ultrasonic observation device.
  • FIG. 39 is a cross-sectional view showing a state where the ultrasonic probe 410 according to the present embodiment is protectively grounded.
  • the conductor plate 510 is attached to the structure G in FIG. 37, and the protected grounded portion (shaded portion 570) is highlighted.
  • part of Figure 37 is omitted.
  • the ground lines 512 and 471, the bottom surface of the conductor 510, the electrode 422b, the copper foil 505 formed on the bottom surface of the structural member 43 Ob, and the side surface of the cylindrical structural member 450 are formed.
  • the entire housing of the ultrasonic probe is protected and grounded by metal plating. Therefore, even if the ultrasonic probe is mechanically damaged and exposed inside, the part is protected ground.
  • the entire ultrasonic probe can be covered with the protective ground. Therefore, even if mechanical damage occurs at the distal end portion of the ultrasonic endoscope, the portion exposed to the outside of the ultrasonic probe is a protective ground, so that an electric shock can be prevented.
  • FIG. 40 shows a part of the manufacturing process of the ultrasonic probe according to the third mode for embodying the present invention (embodiment 2).
  • FIG. 40 (a) corresponds to FIG. Unlike FIG. 31, in FIG. 40, the conductive layer 422b is formed at the portion where the piezoelectric element is joined, and is not formed between the substrate 420 and the first acoustic matching layer 424a.
  • a metal thin film is formed on the surface of the structure D, and then the acoustic lens 417 is formed.
  • metal thin films are formed on both surfaces of the structural member 430b attached in FIG. 33 (a). Further, as shown in FIG. 40 (b), the cylindrical structural member 450 used in this example is intermittently plated with metal thin films 546 (546a, 546b). The metal thin film 546a and the metal thin film 546b are not electrically connected. The force of the hole 547a opened in the side surface 453 of the cylindrical structural member 450 comes out of the signal GND line 565 described above and is joined to the metal thin film 546a. The hole 547b is joined to the metal thin film 546b through a protective ground line 560 which will be described later. Other than these, the same production as in Example 1 was carried out.
  • FIG. 41 shows a cross section of the ultrasonic probe 410 in which the protective ground and the signal GND are separated in the third embodiment (Example 2).
  • the conductor plate 510 is attached to the structure G in FIG. 37, and the part where the protective ground is provided (shaded part 580) and the part where the signal GND is provided (581) are highlighted.
  • a signal GND line 565 extends from the coaxial cable group 551 and is soldered to a metal thin film 546a formed on the surface of the cylindrical structural member 450.
  • a protective ground line 561 extends from the coaxial cable group 551.
  • the protective ground line 56 la is soldered to the conductor 510.
  • the protective ground line 561b is soldered to the metal thin film 546b formed on the surface of the cylindrical structural member 450.
  • the conductive resin 425 is electrically connected to the metal thin film 553 formed on the surface of the structural member 430 inside the ultrasonic probe. For convenience of explanation, some parts are omitted as in FIG.
  • FIG. 42 shows an enlarged view of the coaxial cable group 551 surrounded by a broken line frame 550 in FIG. 42 (a) is an enlarged view from the side surface direction, and FIG. 42 (b) is a cross-sectional view from the top surface of the coaxial cable group 551.
  • a bundle of coaxial cables 540 is called a coaxial cable group 551.
  • the configuration of each coaxial cable 540 is the same as in FIG.
  • the shielded wire (signal GND wire) 543 of the coaxial cable 540 is short-circuited.
  • the ground wire (signal GND wire) 565 also extends as a result of the short-circuited shield wire partial force.
  • the plurality of coaxial cables 540 are bundled and covered with a total shielded wire 560. Further, the comprehensive shielded wire 560 is covered with an outer skin 562. A ground wire (protective ground wire) 561 extends from the general shield wire 560.
  • protective grounding wires 561a and 561b a metal thin film 555 formed on the bottom surface of the conductor 510, an outer surface of the acoustic matching layer, a copper foil 505 formed on the bottom surface of the structural member 430b, and a cylinder
  • the entire housing of the ultrasonic probe is protected and grounded by the metal thin film 546b formed on the side surface of the structural member 450! Speak.
  • This protective ground is constituted by the signal GND line 565, the electrode 422b, the copper foil 553 formed on the upper surface of the structural member 430b, and the metal thin film 54 6a formed on the side surface of the cylindrical structural member 450. Signal is separated from GND. That is, the protective ground line (total shield line 560) is electrically independent from the shield (signal GND line 565) of the coaxial cable group connected to each transducer element.
  • the protective grounding portion is exposed to the outside even when mechanical damage occurs in the insulator at the distal end of the ultrasonic endoscope. Therefore, an electric shock can be prevented.
  • an electronic radial ultrasonic probe using a piezoelectric element is used.
  • the present invention is not limited to this, and a capacitive vibrator (c MUT) is used.
  • Electronic radio The present invention can also be applied to an Al type ultrasonic probe.

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Abstract

　複数の超音波振動子が挿入軸を中心として環状に連続して並べられて構成されると共に前記複数の超音波振動子が電子的に選択され超音波の送受信が制御される電子ラジアルアレイを備える電子ラジアル型超音波プローブは、前記電子ラジアルアレイに設けられる支え部材と、前記支え部材が挿入される空洞と、前記電子ラジアルアレイを覆うように取り付けられると共に超音波媒体が充填されるバルーンと係止するための係止溝とが設けられる係止部材と、液体状態から固体状態に転換する接着物質により構成され、前記空洞に充填される充填部材と、を備える。

Description

超音波プローブ
技術分野
[0001] 本発明は、超音波プローブを用いた超音波内視鏡に関する。
背景技術
[0002] 超音波内視鏡は、体腔内へ内視鏡を挿入するための挿入部に超音波プローブ (超 音波探触子)を設け、この超音波プローブ力 送受される超音波ビームにより、体腔 内のガスや骨の影響なしに良好な画質で消化管壁ゃ脾胆等の深部臓器を明瞭に描 出することができる。
[0003] これら超音波プローブのうち、電子走査式のものは数十個以上の素子から成り、各 素子に対して送受信用の同軸ケーブルを接続する必要がある。電子走査式超音波 プローブの各素子の電極と信号送受信用同軸ケーブルとを接続する際には、各素 子のシグナル電極に対して同軸ケーブルの芯線を半田付けし、各素子のグランド電 極に対して同軸ケーブルのシールド線を半田付けする方法が一般的である。このよう にして、構成された超音波プローブが内視鏡の挿入部先端に設けられて 、る。
[0004] このような超音波内視鏡として従来力 利用されてきたものとして、コンベックスタイ プ、リニアタイプ、及びラジアルタイプ等がある。このうち、ラジアルタイプとは、超音波 ビームを円周方向に送受信するものであり、これにはプローブを回転させ超音波ビー ムを放射状に送受信する機械ラジアル走査方式と、複数の圧電素子を円筒外周上 に配列して電子的な制御により超音波ビームを放射状に送受信する電子ラジアル走 查方式 (例えば、特許文献 1)がある。
[0005] 図 1は、既存の超音波内視鏡装置を示す図である。図 1に示す超音波内視鏡装置 160は、接続部 161と、操作部 162と、挿入部 163とを備えて構成され、挿入部 163 は、先端部 164を備えて構成されている。
[0006] 上記接続部 161は、例えば、ディスプレイなどを備える表示装置に接続され、先端 部 164に設けられた超小型カメラにより撮影された画像などがそのディスプレイに表 示される。 [0007] 上記操作部 162は、ユーザの操作により、挿入部 163の上下左右の湾曲動作や後 述するバルーンの膨張または収縮の動作などを行う。
上記先端部 164には、上記超小型カメラの他に、複数の超音波振動子が挿入軸を 中心として環状に連続して並べられて構成された電子ラジアルアレイが備えられ、電 子ラジアルアレイが電子的にスキャンされることにより、複数の超音波振動子のうち所 定の超音波振動子が選択され超音波を送受信する。また、電子ラジアルアレイが受 信した超音波は、電気信号に変換され上記ディスプレイなどに画像として表示される
[0008] なお、上記先端部 164に備えられるラジアルアレイとしては、上記電子ラジアルァレ ィ以外に、複数の超音波振動子が機械的にスキャンされるメカラジアルアレイも存在 する (例えば、非特許文献 1参照)。
[0009] 図 2は、図 1に示す破線枠 Aの拡大図である。図 2に示すように、先端部 164は、上 記超小型カメラや照明などが設けられるカメラ部 170と、上記電子ラジアルアレイなど が設けられる超音波部 171とを備えて構成されて!ヽる。
[0010] 図 3は、電子ラジアルアレイの一例を示す図である。なお、図 3に示す電子ラジアル アレイは、各超音波振動子が環状になる前の状態を示している。電子ラジアルアレイ
180は、圧電素子 181と、電極 182と、第 1音響整合層 183と、第 2音響整合層 184 と、導電榭脂 185と、導電体 186と、基板 187とを備えて構成されている。
[0011] また、圧電素子 181、電極 182、第 1音響整合層 183、第 2音響整合層 184、導電 榭脂 185、導電体 186、及び基板 187は、共通に設けられる溝 188により複数に分 けられ、上記複数の超音波振動子を構成している。
[0012] また、電子ラジアルアレイ 180は、図 3に示す状態力も電子ラジアルアレイ 180の長 手方向に対して垂直方向の端面同士が接続されて筒状に形成される。そして、筒状 に形成された電子ラジアルアレイ 180の導電榭脂 185側の開口部には、後述するバ ルーンの端部を係止するための係止部材が取り付けられる。
[0013] なお、上記非特許文献 1に示される超音波内視鏡では、メカラジアルアレイを覆うキ ヤップの先端に溝が設けられ、その溝にバルーンの端部が係止する構成となって ヽ る。 図 4は、電子ラジアルアレイ 11に取り付けられる係止部材の一例を示す図である。 図 4に示すように、係止部材 190には、バルーンの端部を固定するための係止溝 19 1が設けられている。
[0014] 図 5は、バルーンの一例を示す図である。図 5に示すバルーン 200は、ゴムなどの 弾性体により筒状に構成され、電子ラジアルアレイ 180を覆うように超音波部 171に 取り付けられる。
[0015] 図 6は、バルーン 200を超音波部 171に取り付けたときの様子を示す図である。図 6 に示すように、バルーン 200は、一方の開口部の端部がカメラ部 170と超音波部 171 との間に設けられる係止溝 210に入れられ、他方の開口部の端部が係止溝 191に入 れられることにより電子ラジアルアレイ 180を覆うように固定されて 、る。
[0016] そして、バルーン 200が超音波部 171に取り付けられた状態において、バルーン 2 00内に水などの超音波媒体 211を充填すると、電子ラジアルアレイ 180の周囲をそ の超音波媒体 211で満たすことができる。
[0017] このように、ノ レーン 200に超音波媒体 211を充填することにより、電子ラジアルァ レイ 180の周囲を超音波媒体 211で満たすことができるので、食道など超音波媒体 2 11を留めておくことが難しい場所での超音波診断や超音波治療を行い易くすること ができる。また、体内の狭い箇所においては、バルーン 200を膨らませることにより電 子ラジアルアレイ 180と人体との間に所定の空間をつくることができるので、超音波診 断や超音波治療を行い易くすることができる。
[0018] しかしながら、上述のように、電子ラジアルアレイ 180に係止部材 190を取り付けて 超音波部 171を構成する場合では、たとえ、強い接着力をもつ接着剤により電子ラジ アルアレイ 180と係止部材 190とを接着して 、ても、予期せぬ物理的'化学的 ·電気 的な影響により電子ラジアルアレイ 180と係止部材 190との接合部にダメージを受け ると、係止部材 190が電子ラジアルアレイ 180から脱落してしまうおそれがある。
[0019] 図 7は、既存の超音波内視鏡装置を示す図である。図 7に示す超音波内視鏡装置 350は、電子走査型の超音波内視鏡装置であって、接続部 351と、操作部 352と、 挿入部 353とを備えて構成され、挿入部 353は、先端部 354を備えている。
[0020] 上記接続部 351は、例えば、ディスプレイを備える測定装置などに接続され、先端 部 354に設けられる超小型カメラなどにより得られた画像がそのディスプレイに表示さ れる。
[0021] 上記操作部 352は、ユーザの操作により、例えば、挿入部 353の上下左右の湾曲 動作などを行う。
上記先端部 354には、上記超小型カメラの他に、複数の超音波振動子が連続して 並べられて構成される超音波振動子アレイが備えられ、この超音波振動子アレイの 複数の超音波振動子のうち選択された超音波振動子において超音波の送受信が行 われる。また、超音波振動子アレイが受信した超音波は、電気信号に変換され上記 ディスプレイなどに画像として表示される。
[0022] 図 8は、図 7に示す先端部 354の拡大図である。図 8に示すように、先端部 354は、 上記超小型カメラや照明などの撮影機能を有するスコープ部 355と、上記超音波振 動子アレイ 356とを備えて構成されて 、る。
[0023] 上記超音波振動子アレイ 356は、複数の超音波振動子の外側に設けられる音響レ ンズ 357と、音響レンズ 357の一方端に設けられ後述するバルーンの端部を係止さ せるバルーン係止部材 358と、音響レンズ 357の他方端とスコープ部 355との間に 設けられるスコープ接続部材 359とを備えて構成されている。
[0024] また、上述したように、一般に、超音波内視鏡装置 350は、ゴムなどで構成されるバ ルーンを超音波振動子アレイ 356に取り付けることにより使用される（例えば、特許文 献 2参照)。
[0025] 図 9は、バルーンが取り付けられた超音波振動子アレイ 356の断面図である。なお 、図 8に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。図 9に示すバルーン 360は 、例えば、ゴムなどの弾性体であって筒状に構成されている。バルーン 360の一方の 開口部の端がスコープ部 355の外周に設けられるバルーン係止溝 361に引っ掛けら れ、バルーン 360の他方の開口部の端がバルーン係止部材 358の外周に設けられ るバルーン係止溝 362に引っ掛けられることにより、音響レンズ 357を覆うようにバル ーン 360が超音波振動子アレイ 356に取り付けられている。
[0026] そして、バルーン 360が超音波振動子アレイ 356に取り付けられた状態において、 バルーン 360内に水などの超音波媒体 363を充填すると、音響レンズ 357の周囲を その超音波媒体 363で満たすことができる。
[0027] このように、ノ レーン 360に超音波媒体 363を充填することにより、音響レンズ 357 の周囲を超音波媒体 363で満たすことができるので、食道など超音波媒体 363を留 めておくことが難しい場所での超音波診断や超音波治療を行い易くすることができる
[0028] また、体内の狭!、箇所にぉ 、ては、バルーン 360を膨らませることにより超音波振 動子アレイ 356と人体との間に所定の空間をつくることができるので、超音波診断や 超音波治療を行い易くすることができる。
[0029] し力しながら、上記超音波内視鏡装置 350のように、音響レンズ 357と、内視鏡構 造部材であるバルーン係止部材 358やスコープ接続部材 359とにより超音波振動子 アレイ 356を構成する場合、一般に、音響レンズ 357はゴムなど柔らかい材質で構成 され、ノ レーン係止部材 358やスコープ接続部材 359はプラスチックなどで構成され る。このように、音響レンズ 357がバルーン係止部材 358やスコープ接続部材 359と 異なる材質で構成されるため、音響レンズ 357、バルーン係止部材 358、及びスコー プ接続部材 359を一体に構成することができない。そのため、音響レンズ 357とバル ーン係止部材 358とを接続すると共に、音響レンズ 357とスコープ接続部材 359とを 接続するために、音響レンズ 357とバルーン係止部材 358との間や音響レンズ 357と スコープ接続部材 359との間に、接着剤などで構成される接合帯を設ける必要があ る。ここでもし、音響レンズ 357の両端部のいずれかがバルーン係止部材 358ゃスコ ープ接続部材 359よりも突出して構成されてしまうと、バルーン 360を超音波振動子 アレイ 356に装着したり、バルーン 360を超音波振動子アレイ 356から取り外したりす る際、音響レンズ 357の端部がバルーン力も力を受けやすくなり、音響レンズ 357の 両端部にそれぞれ負荷が力かるという問題がある。
[0030] そして、このように、バルーン 360の着脱時に、音響レンズ 357の両端部にそれぞ れ負荷がかかると、例えば、バルーン 360の着脱が行い難くなつたり音響レンズ 357 が剥離したりするなどの問題が発生する。
[0031] また、内視鏡は、体腔内へ挿入されるものであるため、内視鏡の設計に際し、人体 への安全性にっ 、て配慮する必要がある。内視鏡の挿入部及びその先端部分 (超 音波プローブ)の外表面は絶縁性の樹脂で覆われているため、その内部にあるシグ ナル配線が外部へ露出することは通常ありえない。
[0032] し力しながら、その外表面を覆っている樹脂が損傷を受けた場合には、その信号線 が外部へ露出する可能性がある。その場合、信号線が全ての箇所で保護接地金属 により覆われていることにより、感電を避けることができる。
特許文献 1：特公昭 63 - 14623号公報
特許文献 2：特公平 6 - 13034号公報
非特許文献 1 : (社）日本電子機械工業会、改訂医用超音波機器ハンドブック Handb ook of Ultrasonic Diagnostic Equipments、株式会社コロナ社、 1997年 1 月 20日、 114頁
発明の開示
[0033] 本発明では、予期せぬ外力や予期できないアタック性の薬剤の使用によっても係 止部材が電子ラジアルアレイ力 脱落する事態を防止することが可能な超音波プロ ーブを提供する。
[0034] このことを実現するために、本発明の実施形態における電子ラジアル型超音波プロ ーブは、複数の超音波振動子が挿入軸を中心として環状に連続して並べられて構 成されると共に前記複数の超音波振動子が電子的に選択され超音波の送受信が制 御される電子ラジアルアレイを備え、前記電子ラジアルアレイに設けられる支え部材 と、前記支え部材が挿入される空洞と、前記電子ラジアルアレイを覆うように取り付け られると共に超音波媒体が充填されるバルーンと係止するための係止溝とが設けら れる係止部材と、液体状態から固体状態に転換する接着物質により構成され、前記 空洞に充填される充填部材と、を備える。
[0035] また、本発明では、バルーンの着脱時、音響レンズと内視鏡構造部材との接続部 分にかかる負荷を低減できる超音波内視鏡装置及び超音波振動子アレイを提供す る。
このことを実現するために、本発明の他の実施形態における超音波プローブは、連 続して並べられる複数の超音波振動子の外側に設けられる音響レンズと、バルーン の端を係止するバルーン係止部材とを備え前記複数の超音波振動子のうち選択さ れた超音波振動子が超音波を送信または受信する超音波振動子アレイを備え、前 記バルーン係止部材における前記音響レンズとの接続部の外径が前記音響レンズ における前記バルーン係止部材との接続部の外径よりも大きぐかつ、前記各接続 部の段差をなだらかにさせる接合帯を介して前記音響レンズと前記バルーン係止部 材とが接続されている。
[0036] また、本発明では、保護接地構造を有する電子ラジアル型超音波プローブを提供 する。
このことを実現するために、本発明の他の実施形態における電子ラジアル型超音 波プローブは、第 1の電極と第 2の電極とを有し該電極間の電位差により超音波を送 受する複数の超音波振動子エレメントが円筒状に配列され、該各超音波振動子エレ メントを駆動させる駆動信号を送信するための各超音波振動子エレメントに対応する ケーブル群が前記円筒の内部に格納され、該各ケーブルの信号線が前記円筒の内 側に存在する第 1の電極と電気的に接続されており、前記円筒状に複数配列された 前記超音波振動子エレメント群がなす円筒体の開口部に装着される該開口部と略同 一形状を有する第 1の導電体が、前記ケーブルに含まれるグランド線と接続されてい る。
図面の簡単な説明
[0037] [図 1]既存の超音波内視鏡装置を示す図である。
[図 2]破線枠 Aの拡大図である。
[図 3]電子ラジアルアレイの一例を示す図である。
[図 4]係止部材の一例を示す図である。
[図 5]バルーンの一例を示す図である。
[図 6]バルーンを超音波部に取り付けたときの様子を示す図である。
[図 7]既存の超音波内視鏡装置を示す図である。
[図 8]先端部の拡大図である。
[図 9]バルーンが取り付けられた超音波振動子アレイの断面図である。
[図 10]第 1の実施形態 (実施例 1)における超音波内視鏡装置の先端部を示す図で ある。 圆 11]第 1の実施形態 (実施例 1)におけるにおける係止部材に設けられる空洞の一 例を示す図である。
圆 12]第 1の実施形態 (実施例 1)におけるにおける先端部の組付方法の一例を示す 図である。
[図 13]第 1の実施形態（実施例 2)におけるにおける支え部材に卷きつけるコイルの 一例を示す図である。
[図 14]第 1の実施形態（実施例 2)におけるコイルに接続されるコイル信号線の一例を 示す図である。
[図 15]第 1の実施形態 (実施例 3)における係止部材に設けられる空洞の他の例を示 す図である。
[図 16]第 1の実施形態 (実施例 3)における係止部材に設けられる空洞の他の例を示 す図である。
[図 17]第 1の実施形態 (実施例 3)における係止部材に設けられる空洞の他の例を示 す図である。
[図 18]第 1の実施形態 (実施例 3)における支え部材の他の例を示す図である。
[図 19]第 1の実施形態（実施例 3)における支え部材の他の例を示す図である。
[図 20]第 1の実施形態 (実施例 3)における支え部材の他の例を示す図である。
[図 21]第 1の実施形態 (実施例 4)における本発明の実施形態の超音波内視鏡装置 の先端部の他の例を示す図である。
[図 22]第 1の実施形態 (実施例 4)における本発明の実施形態の超音波内視鏡装置 の先端部の他の例を示す図である。
[図 23]第 1の実施形態 (実施例 4)における本発明の実施形態の超音波内視鏡装置 の先端部の他の例を示す図である。
[図 24]第 1の実施形態 (実施例 4)における、図 11に示す空洞が設けられる係止部材 と図 19に示す支え部材とが結合された様子を示す図である。
[図 25]第 2の実施形態 (実施例 1)における超音波内視鏡装置が備える超音波振動 子アレイを示す図である。
[図 26]第 2の実施形態 (実施例 1)における音響レンズとバルーン係止部材との接続 部付近の拡大図である。
[図 27]第 2の実施形態 (実施例 1)における音響レンズとスコープ接続部材との接続 部付近の拡大図である。
[図 28]第 2の実施形態 (実施例 2)における超音波内視鏡装置が備える超音波振動 子アレイを示す図である。
圆 29]第 3の実施形態における超音波内視鏡の外観構成を示す図である。
[図 30]図 29の超音波内視鏡 1の先端部の拡大図である。
圆 31]第 3の実施形態 (実施例 1)における超音波プローブの製造工程 (その 1)を示 す図である。
圆 32]第 3の実施形態 (実施例 1)における超音波プローブの製造工程 (その 2)を示 す図である。
圆 33]第 3の実施形態 (実施例 1)における超音波プローブの製造工程 (その 3)を示 す図である。
圆 34]第 3の実施形態 (実施例 1)における超音波プローブの製造工程 (その 4)を示 す図である。
圆 35]第 3の実施形態 (実施例 1)における構造体 Gに取り付けられるバルーン係止 部材及びその支え部材の一例を示す。
[図 36]第 3の実施形態（実施例 1)における導体板 110のノリエーシヨンの一例を示 す。
圆 37]第 3の実施形態 (実施例 1)における導体板 110を構造体 Gに取り付け時の断 面図を示す。
[図 38]図 37の破線枠 130で囲まれた同軸ケーブル群 62の拡大図を示す。
圆 39]第 3の実施形態 (実施例 1)における超音波プローブ 10が保護接地されている 状態の断面図を示す。
圆 40]第 3の実施形態 (実施例 2)における超音波プローブの製造工程の一部を示す
[図 41]第 3の実施形態 (実施例 2)における保護接地及びシグナル GNDが分離され た超音波プローブ 10の断面を示す。 [図 42]図 41の破線枠 150で囲まれた同軸ケーブル群 151の一部分の拡大図を示す 発明を実施するための最良の形態
[0038] 以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
<第 1の実施形態 >
(実施例 1)
図 10は、第 1の実施形態における超音波内視鏡装置の先端部を示す図である。な お、図 10に示す先端部は、図 1に示す超音波内視鏡装置 160の先端部 164に相当 する部分とする。
[0039] 図 10に示す先端部 10は、主に、電子ラジアルアレイ 11、支え部材 12、係止部材 1 4、充填部材 15から構成される。電子ラジアルアレイ 11は、複数の超音波振動子が 挿入軸を中心として環状に連続して並べられて構成されている。そして、それらの超 音波振動子は電子的に選択され超音波の送受信が制御される。支え部材 12は、電 子ラジアルアレイ 11に設けられ、略 L字状、すなわち、先端部にオーバーハングが 1 つ形成されているものである。係止部材 14には、支え部材 12が挿入される空洞と、 係止溝 13とが設けられている。係止溝 13は、電子ラジアルアレイ 11を覆うように取り 付けられて超音波媒体が充填されるバルーンを係止するためのものである。充填部 材 15は、液体状態から固体状態 (または略剛体）に転換する接着物質により構成さ れているものであり、上記空洞に充填される。
[0040] なお、電子ラジアルアレイ 11と支え部材 12との接続方法は、例えば、接着、リベッ ティング、ロウ付け (溶接や半田付けなど）、かしめなど特に限定されない。また、電子 ラジアルアレイ 11と支え部材 12との接続強度は、支え部材 12、係止部材 14、または 充填部材 15の何れの破壊強度と比較しても、同等力 り強固であることが望ましい。 また、支え部材 12の側面に形成されるオーバーハングは、側面全周のうち全周また は一部に形成される構成としてもよい。また、支え部材 12に形成されるオーバーハン グは、 2つ以上形成されてもよい。また、支え部材 12に 2つ以上のオーバーハングが 形成される場合は、それらのオーバーハングは連続に形成されても、断続に形成さ れてもよい。また、支え部材 12や係止部材 14の電子ラジアルアレイ 11への取り付け 位置は、電子ラジアルアレイ 11の中心軸上であっても、電子ラジアルアレイ 11の中 心軸以外であってもよい。また、支え部材 12は、鉤状に形成されていてもよい。
[0041] 上記支え部材 12は、上述したように、略 L字状に形成されているものである。よって 、上記空洞内の液体状態の充填部材 15内に支え部材 12が挿入されて、充填部材 1 5が固体状態に転換されると、支え部材 12が充填部材 15に引っ掛力るような形に、 すなわち、電子ラジアルアレイ 11の挿入軸に対して垂直方向のある 2つの断面積及 び Z又は断面形状が互いに異なるような形に形成される。
[0042] 上記空洞は、その空洞内の液体状態の充填部材 15が固体状態に転換されると、 充填部材 15が係止部材 14に引っ掛力るような形に、すなわち、電子ラジアルアレイ 11の挿入軸に対して垂直方向のある 2つの断面積及び Z又は断面形状が互 、に異 なるような形に形成される。
[0043] 図 11は、図 10に示す係止部材 14に設けられる空洞の一例を示す図である。図 11 に示す係止部材 14の空洞 20は、略キノコ状、すなわち、内部側面にオーバーハン グが 1つ形成されている。また、空洞 20の開口部は、図 10に示す支え部材 12におい て最も太 、部分の断面積よりも大きく形成されて 、るものとする。
[0044] なお、空洞 20は、例えば、係止部材 14を射出成形や中空形成などにより形成する 際に一緒に形成してもよいし、係止部材 14を形成した後に旋盤加工などにより形成 してもよい。また、空洞 20の内側側面に形成されるオーバーハングは、内側側面全 周のうち全周または一部に形成される構成としてもよい。また、空洞 20の内側側面に 形成されるオーバーハングは、 2つ以上形成されてもよい。また、空洞 20の内側側面 に 2つ以上のオーバーハングが形成される場合は、それらのオーバーハングは連続 に形成されても、断続に形成されてもよい。
[0045] 次に、図 12を用いて図 10に示す先端部 10の組付方法の一例を説明する。
図 12は、図 10に示す先端部 10の組付方法の一例を示す図である。なお、図 10ま たは図 11に示す構成と同じ構成には同じ符号を付して 、る。
[0046] まず、係止部材 14の空洞 20に充填部材 15として接着物質 (例えば、有機溶剤系 接着剤、弾性接着剤、エポキシ榭脂系接着剤など)を充填すると共に、支え部材 12 の周囲（例えば、支え部材 12の表面など）に接着物質を塗布する。 [0047] 次に、係止部材 14の空洞 20内に充填された接着物質内に支え部材 12を挿入し、 電子ラジアルアレイ 11と係止部材 14とを組み付ける。
そして、電子ラジアルアレイ 11と係止部材 14との間からはみ出た接着物質を取り除 き、接着物質を硬化させる。
[0048] なお、電子ラジアルアレイ 11と係止部材 14とを組み付けた後、係止部材 14に設け た注入孔カも空洞 20に充填部材 15を充填し、充填部材 15の充填終了後にその注 入孔を接着剤ゃ榭脂などで塞ぐように構成してもよ!ヽ。
[0049] このように、組み付けられた先端部 10は、充填部材 15により支え部材 12と係止部 材 14とが接着され、さらに、支え部材 12が硬化した充填部材 15 (すなわち、固体状 態の充填部材 15)に引っ掛力るようにして機械的に結合されると共に、硬化した充填 部材 15が係止部材 14に弓 Iっ掛力るようにして機械的に結合される。
[0050] これにより、予期せぬ外力や予期できないアタック性の薬剤の使用等により電子ラ ジアルアレイ 11と係止部材 14との間にダメージを受けて支え部材 12または係止部 材 14と硬化した充填部材 15との間の接合部の強度が低下しても、支え部材 12と硬 化した充填部材 15とが機械的に結合され、かつ、硬化した充填部材 15と係止部材 1 4とが機械的に結合される。
[0051] そのため、支え部材 12または係止部材 14と硬化した充填部材 15とが剥がれても、 係止部材 14、硬化した充填部材 15、または支え部材 12のいずれかが破壊されない 限り、支え部材 12と係止部材 14とが硬化した充填部材 15を介して機械的に結合し 続けるので、予期せぬ外力や予期できないアタック性の薬剤の使用等により電子ラジ アルアレイ 11と係止部材 14との間にダメージを受けても、係止部材 14が電子ラジア ルアレイ 11から脱落するという事態を防止することができる。
[0052] また、体内に挿入された先端部 10の位置を超音波内視鏡装置の操作者が外部か ら確認するために、支え部材 12を金属類、タングステン、または鉛などの X線を透過 し難 、材質を使用して形成してもよ 、。
[0053] これにより、操作者は、体内に挿入されている際の先端部 10を X線を用いて外部か らはっきり確認することができるようになるため、透視下での超音波内視鏡装置のガイ ドを容易に行うことができる。 [0054] また、体内に挿入された先端部 10の位置を超音波内視鏡装置の操作者が外部か ら磁場検出装置（図示しない）によって確認するために、支え部材 12を磁性体が含ま れる材質により形成してもよ 、。
[0055] また、体内に挿入された先端部 10の位置を超音波内視鏡装置の操作者が外部か ら確認するために、支え部材 12にコイルを卷きつけてもよい。これについては、実施 例 2で詳述する。
[0056] (実施例 2)
図 13は、第 1の実施形態（実施例 2)における、支え部材 12に卷きつけるコイルの 一例を示す図である。図 13に示すように、コイル 40は、支え部材 12の先端部に巻き つけられている。コイル 40の両端には、それぞれコイル信号線 41が接続されている。
[0057] 例えば、このコイル信号線 41に高周波数信号を出力し、コイル 40により発生する磁 場を検出することにより、その検出した磁場に基づいて先端部 10の位置を特定する ように構成してもよい。
[0058] また、例えば、診察または治療が行われる箇所に対して外部から所定の磁場を発 生させておき、コイル信号線 41を介してコイル 40から得られる出力に基づいて先端 部 10の位置を特定するように構成してもよ 、。
[0059] このように、支え部材 12を X線が透過し難い材質や磁性体が含まれる材質により形 成したり、支え部材 12にコイル 40を卷きつけたりすることにより、体内での先端部 10 の位置を特定するための位置情報を得ることができる。そして、その位置情報は、超 音波内視鏡装置の挿入ガイドや断層像と人体アトラスとの整合などに使用される診 断情報として利用することができる。
[0060] 図 14は、第 1の実施形態（実施例 2)における、図 13に示すコイル 40に接続される コイル信号線 41の一例を示す図である。なお、図 13に示す構成と同じ構成には同じ 符号を付している。
[0061] 図 14に示すコイル信号線 41は、図 10に示す電子ラジアルアレイ 11の各超音波振 動子にそれぞれ接続される複数の信号線 50と一緒に束ねられてケーブル 'アッセン ブリ 51内【こ通されて!/ヽる。
[0062] なお、コイル信号線 41は、信号線 50と同じ同軸ケーブルで構成されてもよいし、信 号線 50と異なる同軸ケーブル、又はリード線で構成されてもよい。
このように、コイル信号線 41を信号線 50と共にケーブル ·アッセンブリ 51に通して 構成することにより、先端部 10の内部においてケーブル 'アッセンプリ 51の他にコィ ル信号線 41を引き回す作業を省略することができるので、その分超音波内視鏡装置 を製造する際の手間を軽減することができる。
[0063] (実施例 3)
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなぐ特許請求の範囲に記載した 範囲において、種々の構成を採用可能である。例えば、以下のような構成変更も可 能である。
[0064] 図 15は、第 1の実施形態（実施例 3)における、係止部材 14に設けられる空洞の他 の例を示す図である。図 15に示す係止部材 14の空洞 60は、逆テーパー状、すなわ ち、空洞 60の開口部側から底部側にいくに従って徐々に断面積 (挿入軸に対して垂 直方向の断面積）が大きくなるような形に形成されている。また、空洞 60の開口部は 、図 11に示す空洞 20と同様に、図 10に示す支え部材 12において最も太い部分の 断面積よりも大きく形成されて ヽるものとする。
[0065] 図 16は、第 1の実施形態（実施例 3)における、係止部材 14に設けられる空洞のさ らに他の例を示す図である。なお、図 16は、係止部材 14の外観を破線で示し、空洞 の形状を実線で示している。図 16に示す係止部材 14の空洞 70は、断面積が同一 の 2つの円柱形の空洞がそれぞれの中心軸が互いに少しずれるようにして重なって いるような形に形成されている。また、空洞 70の開口部は、図 11に示す空洞 20と同 様に、図 10に示す支え部材 12において最も太い部分の断面積よりも大きく形成され ているものとする。
[0066] 図 17は、第 1の実施形態（実施例 3)における、係止部材 14に設けられる空洞のさ らに他の例を示す図である。なお、図 17は、係止部材 14の外観を破線で示し、空洞 の形状を実線で示している。図 17に示す係止部材 14の空洞 80は、 2つの直方体の 空洞が互いに少しずれるようにして重なっているような形に形成されている。また、空 洞 80の開口部は、図 11に示す空洞 20と同様に、図 10に示す支え部材 12において 最も太 、部分の断面積よりも大きく形成されて 、るものとする。 [0067] このように、係止部材 14に形成される空洞の形状として様々な形状が考えられる。 図 18は、第 1の実施形態（実施例 3)における、図 10に示す支え部材 12の他の例 を示す図である。図 18に示す支え部材 90は、断面積が互いに異なる 2つの円柱形 が重なって 、るような形に形成されて 、る。
[0068] 図 19は、第 1の実施形態（実施例 3)における、支え部材 12のさらに他の例を示す 図である。図 19に示す支え部材 100は、逆テーパー状に形成され、先端部にいくに 従って断面積が徐々に大きくなるような形に形成されて 、る。
[0069] 図 20は、第 1の実施形態（実施例 3)における、支え部材 12のさらに他の例を示す 図である。図 20に示す支え部材 110は、 2つの直方体が重なっているような形に、す なわち、略 T字状に形成されている。
[0070] このように、支え部材 12の形状としても様々な形状が考えられる。
(実施例 4)
図 21は、第 1の実施形態 (実施例 4)における、超音波内視鏡装置の先端部の他の 例を示す図である。なお、図 21に示す先端部は、図 1に示す超音波内視鏡装置 160 の先端部 164に相当する部分とする。また、図 10に示す構成と同じ構成には同じ符 号を付している。
[0071] 図 21に示す先端部 120の特徴とする点は、電子ラジアルアレイ 11の先端部に設け られ、側面にネジが切られている支え部材 121と、支え部材 121に対応するネジが内 部側面に切られている空洞と、電子ラジアルアレイ 11を覆うように取り付けられると共 に超音波媒体が充填されるバルーンの端部と係止する係止溝 122とが設けられる係 止部材 123とを備え、支え部材 121と空洞とにより支え部材 121と係止部材 123とが ネジ締結されて構成されて ヽる点である。
[0072] このように、ネジ締結することにより、支え部材 121と係止部材 123とを直接に機械 的にも結合することができるので、超音波内視鏡装置を製造する際の位置合わせの 手間などを少なくすることができる。
[0073] 図 22は、第 1の実施形態 (実施例 4)における、超音波内視鏡装置の先端部の他の 例を示す図である。なお、図 22に示す先端部は、図 1に示す超音波内視鏡装置 160 の先端部 164に相当する部分とする。また、図 10または図 21に示す構成と同じ構成 には同じ符号を付している。
[0074] 図 22に示す先端部 130は、支え部材 121、係止部材 132、及び充填部材 15を備 えている。支え部材 121は、図 21に示すものである。係止部材 132には、支え部材 1 21よりも大きい容積で、且つ、内部側面にネジが切られている空洞と、電子ラジアル アレイ 11を覆うように取り付けられると共に超音波媒体が充填されるバルーンの端部 と係止する係止溝 131とが設けられる。
[0075] このように構成しても、支え部材 121と係止部材 132とが機械的に結合されるので、 係止部材 132が電子ラジアルアレイ 11から脱落するという事態を防止することができ る。
[0076] 図 23は、第 1の実施形態 (実施例 4)における、超音波内視鏡装置の先端部の他の 例を示す図である。なお、図 22に示す先端部は、図 1に示す超音波内視鏡装置 160 の先端部 164に相当する部分とする。また、図 10、図 11、または図 21に示す構成と 同じ構成には同じ符号を付している。
[0077] 図 23に示す先端部 140の特徴とする点は、図 21に示す支え部材 121と、図 11に 示す空洞 20が設けられる係止部材 14とを備え、充填部材 15により支え部材 121と 係止部材 14とが結合されて 、る点である。
[0078] このように構成しても、支え部材 121と係止部材 14とが機械的に結合されるので、 係止部材 14が電子ラジアルアレイ 11から脱落するという事態を防止することができる
[0079] また、電子ラジアルアレイ 11と支え部材 12との接続方法は、上述したように、接着、 リベッティング、ロウ付け、力しめなどが考えられる力 例えば、以下のような接続方法 ち考免られる。
[0080] 図 24は、第 1の実施形態（実施例 4)における、電子ラジアルアレイ 11と支え部材 1 2との接続方法の一例を示す図である。なお、図 24は、図 11に示す空洞 20が設けら れる係止部材 14と図 19に示す支え部材 100とが結合された様子を示している。
[0081] 図 24に示す支え部材 100には、支え部材 100の中心軸に沿って孔 150が設けら れている。
まず、予め、図 14に示すケーブル 'アッセンブリ 51内などに紐状部材 151 (例えば 、ァラミド繊維やカーボンファイバーなどの高強度の繊維）を通しておく。
[0082] 次に、ケーブル ·アッセンプリ 51から係止部材 14側に出る紐状部材 151を孔 150 に通す。
次に、孔 150を通って支え部材 100の先端側に出てきた紐状部材 151の端にコブ 152を設ける。
[0083] これにより、そのコブ 152が支え部材 100を固定するので、電子ラジアルアレイ 11と 支え部材 100とを接続することができる。
また、上記実施形態では、略 L字状の支え部材 12にコイル 40を卷きつける構成で あるが、図 20に示すような略 T字状に形成された支え部材 110にコイル 40を巻きつ けてもよぐコイル 40が卷きつけられる支え部材の形状は特に限定されない。
[0084] また、上記実施形態では、充填部材 15を介して支え部材 12と係止部材 14とが結 合されることにより係止部材 14が電子ラジアルアレイ 11に取り付けられる構成である 力 直接、充填部材 15により電子ラジアルアレイ 11と係止部材 14とを結合してもよい
[0085] 例えば、まず、係止部材 14に図 11に示す空洞 20を設けておくと共に、充填部材 1 5を使用して図 10に示す支え部材 12を作成し、その支え部材 12を電子ラジアルァレ ィ 11の先端部に設けておく。なお、電子ラジアルアレイ 11及び支え部材 12は、例え ば、上述したように、紐状部材 151により接続してもよい。
[0086] 次に、支え部材 12を作成するときに使用した充填部材 15を空洞 20に充填すると 共に、充填部材 15で作成された支え部材 12の周囲に充填部材 15を塗布する。 次に、空洞 20に支え部材 12を挿入し、電子ラジアルアレイ 11と係止部材 14とを組 み付ける。
[0087] そして、空洞 20に充填した充填部材 15などが硬化すると、支え部材 12と係止部材 14とが引っ掛力るようにして機械的に結合される。
これにより、予期せぬ外力や予期できないアタック性の薬剤の使用等により電子ラ ジアルアレイ 11と係止部材 14との間にダメージを受けて支え部材 12と係止部材 14 との間の接合部の強度が低下しても、支え部材 12と係止部材 14とが機械的に結合 されて 、るので、係止部材 14が電子ラジアルアレイ 11から脱落すると 、う事態を防 止することができる。
[0088] 以上より、本発明の第 1の実施形態によれば、充填部材が固体状態に転換すると、 充填部材により支え部材と係止部材とが接着し、さらに、支え部材と充填部材とが引 っ掛力るようにして機械的に結合すると共に、係止部材と充填部材とが引っ掛力るよ うにして機械的に結合するので、予期せぬ外力や予期できないアタック性の薬剤の 使用等により電子ラジアルアレイと係止部材との間にダメージを受けて支え部材また は係止部材と充填部材との間の接合部の強度が低下しても、支え部材と充填部材と が機械的に結合され、係止部材と充填部材とが機械的に結合されている。
[0089] これにより、支え部材または係止部材が充填部材と剥がれても、係止部材、充填部 材、または支え部材のいずれかが破壊されない限り、支え部材と係止部材とが充填 部材を介して機械的に結合し続けるので、予期せぬ外力や予期できないアタック性 の薬剤の使用等により電子ラジアルアレイと係止部材との間にダメージを受けても、 係止部材が電子ラジアルアレイ力も脱落するという事態を防止することができる。
[0090] <第 2の実施形態 >
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
(実施例 1)
図 25は、第 2の実施形態 (実施例 1)における超音波内視鏡装置が備える超音波 振動子アレイを示す図である。なお、図 8に示す構成と同じ構成には同じ符号を付し ている。
[0091] 図 25に示す超音波振動子アレイ 301は、図 8に示す超音波振動子アレイ 356と同 様に、スコープ部 355の先端に設けられる構成であり、音響レンズ 302と、バルーン 係止部材 303と、スコープ接続部材 304とを備えて構成されている。
[0092] また、音響レンズ 302とバルーン係止部材 303との間には、接着剤などから構成さ れる接合帯 305が設けられている。また、音響レンズ 302とスコープ接続部材 304と の間には、接着剤などカゝら構成される接合帯 306が設けられている。
[0093] 上記超音波振動子アレイ 301の特徴とする点は、内視鏡構造部材であるノ レーン 係止部材 303とスコープ接続部材 304の両方の部材にお 、て、音響レンズ 302と接 続される各接続部のそれぞれの外径を、音響レンズ 302のバルーン係止部材 303及 びスコープ接続部材 304と接続される各接続部のそれぞれの外径よりも大きくしてい る点と、音響レンズ 302とバルーン係止部材 303との段差をなだらかにする接合帯 3 05を介して音響レンズ 302とバルーン係止部材 303とを接続していると共に音響レン ズ 302とスコープ接続部材 304との段差をなだらかにする接合帯 306を介して音響レ ンズ 302とスコープ接続部材 4とを接続している点である。
[0094] すなわち、バルーン係止部材 303における音響レンズ 302との接続部である第 1の 部材接続部の外径が、音響レンズ 302におけるバルーン係止部材 303との接続部で ある第 1のレンズ接続部の外径よりも大きくなるように、音響レンズ 302及びバルーン 係止部材 303をそれぞれ形成する。また、第 1のレンズ接続部及び第 1の部材接続 部の段差がなくなるように、接合帯 305により音響レンズ 302とバルーン係止部材 30 3とを接続し接合帯 305の表面をなだらかな傾面に加工する。
[0095] 図 26は、図 25に示す破線枠 Bの拡大図、すなわち、音響レンズ 302とバルーン係 止部材 303との接続部付近の拡大図である。図 26に示すように、バルーン係止部材 303の端 (上記第 1の部材接続部）は、音響レンズ 302の端 (上記第 1のレンズ接続 部）より外側に出ている。また、音響レンズ 302の端とバルーン係止部材 303の端と がなだらかな傾斜の表面をもつ接合帯 305を介してつながっている。
[0096] ここで、音響レンズ 302、接合帯 305、及びバルーン係止部材 303をそれぞれ接続 する方法の一例を示す。
まず、音響レンズ 302のノ レーン係止部材 303との接続面と、バルーン係止部材 3 03の音響レンズ 302との接続面のそれぞれの面に対して、接合帯 305の塗れ性が 向上するように、薬品塗布、コロナ放電、ガス、プラズマなどにより表面処理を行う。次 に、各接続面に接合帯 305を塗布し、音響レンズ 302とバルーン係止部材 303とを 接続する。そして、接合帯 305の表面を拭き取ったりならしたりしてなだらかな傾面に 加工する。
[0097] また、スコープ接続部材 304における音響レンズ 302との接続部である第 2の部材 接続部の外径が、音響レンズ 302におけるスコープ接続部材 304との接続部である 第 2のレンズ接続部の外径よりも大きくなるように、音響レンズ 302及びスコープ接続 部材 304をそれぞれ形成する。また、第 2のレンズ接続部及び第 2の部材接続部の 段差がなくなるように、接合帯 306により音響レンズ 302とスコープ接続部材 304とを 接続し接合帯 306の表面をなだらかな斜面に加工する。
[0098] 図 27は、図 25に示す破線枠 Cの拡大図、すなわち、音響レンズ 302とスコープ接 続部材 304との接続部付近の拡大図である。図 27に示すように、スコープ接続部材 304の端 (第 2の部材接続部）は、音響レンズ 302の端 (第 2のレンズ接続部)より外 側に出ている。また、音響レンズ 302の端とスコープ接続部材 304の端とがなだらか な傾斜の表面をもつ接合帯 306を介してつながっている。
[0099] ここで、音響レンズ 302、接合帯 306、及びスコープ接続部材 304をそれぞれ接続 する方法の一例を示す。
まず、音響レンズ 302のスコープ接続部材 304との接続面と、スコープ接続部材 30 4の音響レンズ 302との接続面のそれぞれの面に対して、接合帯 306の塗れ性が向 上するように、薬品塗布、コロナ放電、ガス、プラズマなどにより表面処理を行う。次に 、各接続面に接合帯 306を塗布し、音響レンズ 302とスコープ接続部材 304とを接続 する。そして、接合帯 306の表面を拭き取ったりならしたりしてなだらかな傾面にカロェ する。
[0100] また、バルーン係止部材 303やスコープ接続部材 304を構成する材料としては、以 下のような材料が考えられる。例えば、榭脂系であれば、シリコーン系、エポキシ系' PEEK (登録商標） ·ポリイミド ·ポリエーテルイミド ·ポリサルフォン ·ポリエーテルサル フォン'フッ素系榭脂などの有機材料が考えられる。また、例えば、上記有機材料に、 金属、セラミックス、ガラス、カーボンなどの粉体や繊維を混合したものが考えられる。 また、例えば、金属系であれば、ステンレス ·チタニウムやその合金 ·金属ガラスなど が考えられる。また、例えば、他の無機材料系であれば、アルミナ'ジルコ二ァ'窒化 珪素などのセラミックスが考えられる。
[0101] また、音響レンズ 302や後述する音響レンズ 309を構成する材料としては、以下の ような材料が考えられる。例えば、シリコーン系'ウレタン系などのゴム類が考えられる 。また、例えば、上記ゴム類の材料に、金属、セラミックス、ガラス、カーボンなどの粉 体や繊維を混合したものが考えられる。
[0102] また、接合帯 305, 306の材料としては、以下のような材料が考えられる。例えば、 エポキシ系'シリコーン系'ウレタン系などの接着剤が考えられる。また、例えば、上記 接着剤に、金属、セラミックス、ガラス、カーボンなどの粉体や繊維を混合したものが 考えられる。
[0103] 上記実施例によれば、バルーン係止部材 303及びスコープ接続部材 304の両方 の部材において、音響レンズ 302と接続される各接続部のそれぞれの外径を、音響 レンズ 302がバルーン係止部材 303及びスコープ接続部材 304と接続される各接続 部のそれぞれの外径よりも大きくし、かつ、ノ レーン係止部材 303及びスコープ接続 部材 304の両方の部材と音響レンズ 302とのそれぞれの接続部の段差がなだらかに なるように、バルーン係止部材 303及びスコープ接続部材 304の両方の部材と音響 レンズ 302とを接合帯 305, 306により接続している。このために、図 9に示すようなバ ルーン 360を超音波振動子アレイ 301に装着する際またはバルーン 360を超音波振 動子アレイ 301から取り外す際、ノ レーン 360力 S接合帯 305, 306にガイドされること で音響レンズ 357に引っ掛力り難くなる。これにより、バルーン 360の装着または取外 しの際、音響レンズ 357にかかる負荷が低減されるので、スムーズにバルーン 360の 装着または取外しを行うことができる。
[0104] また、上記実施例によれば、ノ レーン 360の装着または取外しの際、ノ レーン 360 が超音波振動子アレイ 301の表面を擦過するが、バルーン 360が音響レンズ 357の 端部にあまり引っ掛力ることなくバルーン 360の装着または取外しをスムーズに行うこ とができるので、音響レンズ 302の端に力かる力を低減することができる。これにより、 バルーン 360の装着または取外しの際、音響レンズ 302が超音波振動子アレイ 301 力も剥離したり音響レンズ 302に傷がついたりすることなどを防止することができる。
[0105] また、上記実施例によれば、超音波振動子アレイ 301にバルーン 360を装着し、そ のバルーン 360を水などで膨らませた後、バルーン 360内の気泡をバルーン 360の 外に出す際、その気泡が接合帯 305, 306に引っ掛力り難くなるので、気泡をバル一 ン 360の外にスムーズに出すことができる。
[0106] また、上記実施例によれば、超音波振動子アレイ 301が人体に挿入される際、音響 レンズ 302の端の外径よりも外径が大きいバルーン係止部材 303を音響レンズ 302 よりも先に人体の挿入経路に通すことができる。これにより、バルーン係止部材 3が人 体の挿入経路の異物などを除くことができるので、音響レンズ 302を異物など力も保 護することができる。
[0107] なお、上記実施例の音響レンズ 302は、図 25に示すように、音響レンズ 302の前後 にショルダーと呼ばれる平坦部 308が設けられる構成である力 平坦部 308が設けら れて 、な 、音響レンズを使用して超音波内視鏡装置を構成してもよ!、。
[0108] (実施例 2)
図 28は、第 2の実施形態 (実施例 2)における超音波内視鏡装置が備える超音波 振動子アレイを示す図である。なお、図 25に示す構成と同じ構成には同じ符号を付 している。
[0109] 図 28に示す超音波振動子アレイ 307は、図 25に示すような平坦部 308が設けられ て ヽな 、音響レンズ 309を備えて構成されて 、る。
また、音響レンズ 309とバルーン係止部材 303との間には、接着剤などから構成さ れる接合帯 305が設けられている。また、音響レンズ 309とスコープ接続部材 304と の間には、接着剤などカゝら構成される接合帯 306が設けられている。なお、音響レン ズ 309は、どちらか一方の端に図 25に示すような平坦部 308が設けられていてもよ い。
[0110] 上記超音波振動子アレイ 307は、図 25に示す超音波振動子アレイ 301と同様に、 内視鏡構造部材であるバルーン係止部材 303及びスコープ接続部材 304の両方の 部材において、音響レンズ 309と接続される各接続部のそれぞれの外径を、音響レ ンズ 309のバルーン係止部材 3及びスコープ接続部材 4と接続される各接続部のそ れぞれの外径よりも大きく構成している。また、ノ レーン係止部材 303及びスコープ 接続部材 304の両方の部材と音響レンズ 309とのそれぞれの接続部の段差をなだら かにする接合帯 305, 306を介してバルーン係止部材 303及びスコープ接続部材 3 04の両方の部材と音響レンズ 309とを接続して 、る。
[0111] このように構成しても、バルーン 360を超音波振動子アレイ 307に装着する際また はバルーン 360を超音波振動子アレイ 307から取り外す際、バルーン 360が接合帯 305, 306に引っ掛力り難くなるので、バルーン 360の装着または取外しをスムーズ に行うことができる。また、バルーン 360の装着または取外しの際、音響レンズ 309が 超音波振動子アレイ 307から剥離することや音響レンズ 309に傷がつくことなどを防 止することができる。また、バルーン 360内の気泡をバルーン 360の外にスムーズに 出すことができる。また、超音波振動子アレイ 307が人体に挿入される際、音響レン ズ 309を異物など力も保護することができる。
[0112] また、上記実施例において、バルーン係止部材 303及びスコープ接続部材 304の どちらか一方の部材において、音響レンズ 302 (または音響レンズ 309)と接続する 接続部の外径を、音響レンズ 302 (または音響レンズ 309)のバルーン係止部材 303 またはスコープ接続部材 304と接続される接続部の外径よりも大きくし、かつ、それら の接続部の段差をなだらかにする接合帯 305, 306を介してノ レーン係止部材 303 またはスコープ接続部材 304と音響レンズ 302 (または音響レンズ 309)とを接続して ちょい。
[0113] また、上記実施例において、音響レンズ 302 (または音響レンズ 309)は、スコープ 接続部材 304を介してスコープ部 355と接続される構成であるが、音響レンズ 302 ( または音響レンズ 309)とスコープ部 355とを直接接続するように構成してもよい。こ のとき、スコープ部 355の音響レンズ 302 (または音響レンズ 309)との接続部の外径 を、音響レンズ 302 (または音響レンズ 309)のスコープ部 355との接続部の外径より も大きくし、それらの接続部の段差をなだらかにする接合帯 306を介して音響レンズ 302 (または音響レンズ 309)とスコープ部 355とを接続する。
[0114] 以上より、本発明の第 2の実施形態によれば、バルーンを超音波振動子アレイに装 着する際またはバルーンを超音波振動子アレイ力 取り外す際、音響レンズと内視 鏡構造部材との間の接続部分に力かる負荷を低減できる。
[0115] <第 3の実施形態 >
(実施例 1)
本実施例では、挿入部先端に円筒形のアレイ型超音波探触子を持つ電子ラジア ル型超音波プローブにお 、て、アレイ型探触子を構成する振動子エレメント群に接 続された同軸ケーブル束と、この同軸ケーブル束と一体ィ匕した保護接地線と、アレイ 型探触子の先端側端面にこの端面と略同一形状の導体の導体を持っていて保護接 地線がこの導体と接続されて 、る電子ラジアル型超音波プローブにつ 、て説明する 。その保護接地線は、個々の振動子エレメントに接続された同軸ケーブル群のシー ルド線を超音波探触子近傍で相互に短絡したものである。
[0116] 図 29は、第 3の実施形態 (実施例 1)にかかる超音波内視鏡の外観構成を示す。超 音波内視鏡 401は、体腔内に挿入される細長形状の挿入部 402と、この挿入部 402 の基端に位置する操作部 403と、この操作部 403の側部から延出するユニバーサル コード 404とで主に構成されている。
[0117] ユニバーサルコード 404の基端部には、図示しない光源装置に接続される内視鏡 コネクタ 404aが設けられている。この内視鏡コネクタ 404aからは図示しないカメラコ ントロールユニットに電気コネクタ 405aを介して着脱自在に接続される電気ケーブル 405及び図示しな 、超音波観測装置に超音波コネクタ 406aを介して着脱自在に接 続される超音波ケーブル 406が延出して 、る。
[0118] 挿入部 402は、先端側から順に硬質な榭脂部材で形成した先端硬質部 407、この 先端硬質部 407の後端に位置する湾曲自在な湾曲部 408、この湾曲部 408の後端 に位置して前記操作部 403の先端部に至る細径かつ長尺で可撓性を有する可撓管 部 409を連設して構成されている。そして、先端硬質部 407の先端側には超音波を 送受する複数の圧電素子を配列した超音波プローブ 410が設けられている。
[0119] 操作部 403には前記湾曲部 408を所望の方向に湾曲制御するアングルノブ 411、 送気及び送水操作を行うための送気 '送水ボタン 412、吸引操作を行うための吸引 ボタン 413、体腔内に導入する処置具の入り口となる処置具挿入口 414等が設けら れている。
[0120] 図 30は、図 29に示す超音波内視鏡 401の先端硬質部 407の拡大図である。図 30
(a)は外観斜視図を示し、図 30 (b)は外観構成図を示す。先端硬質部 407の先端に は、電子ラジアル型走査を可能にする超音波プローブ 410が設けられている。超音 波プローブ 410は、音響レンズ (超音波送受部) 417を形成した材質で被覆されてい る。
[0121] また、先端硬質部 407には斜面部 407aが形成されている。斜面部 407aには、観 察部位に照明光を照射する照明光学部を構成する照明レンズ 418b、観察部位の光 学像を捉える観察光学部を構成する対物レンズ 418c、切除した部位を吸引したり処 置具が突出したりする開口である吸引兼鉗子口 418d、送気及び送水するための開 口である送気 ·送水口 418aが設けてある。
[0122] また、超音波内視鏡は体腔内壁との接触状態や位置関係を調整するため、内視鏡 先端にバルーンを装着する。そのため、超音波プローブ先端には、このバルーンを 係止するためのバルーン係止部 419がある。
[0123] 図 31は、超音波プローブの製造工程 (その 1)を示す。同図において、超音波プロ ーブ 410を形成するに際し、まず基板 420、導電体 421、電極 422 (422a, 422b) , 圧電素子 423、音響整合層 424 (第 1音響整合層 424a,第2音響整合層 424b)、導 体 425、溝 426から構成される構造体 Dを作製する。それでは、構造体 Dの作製につ いて説明する。
[0124] まず、第 2音響整合層 424bを形成した後に、第 1音響整合層 424aを形成する。次 に、例えばダイシングソー (精密裁断機)を用いて、第 1音響整合層 424aに溝を形成 し、その溝に導電性榭脂 425を流し込む。次に導電性榭脂 425と接合するように、第 1音響整合層 424aの表面に導電層 422bを形成する。
[0125] 次に、圧電素子 423を導電層 422bの上に形成し、その上に導電層 422aを形成す る。導電層 422a及び導電層 422bは、圧電素子に電圧を与えるための電極 422a, 4 22bである。そして圧電素子 423の側面かつ導電層 422b上に基板 420を取り付ける 。基板 420の表面には、電極層 420aが形成されている。そして、電極 420aと電極 4 22aを電気的に導通させるための導電体 421を取り付ける。
[0126] ダイシングソーを用いて、上記で形成した構造体 Dに切り込みを入れ、数十 μ m幅 の溝 (ダイシング溝) 426を複数形成する。この溝幅は、 20〜50 /ζ πιであるのが好ま しい。このとき、第 2音響整合層 424bのみが完全に切断されずに数十/ z m切れ残る ように構造体 Dに切り込みを入れるようにする。このような溝 426を例えば約 200個程 度設ける。ここで、分割した個々の振動子を振動子エレメント 427という。
[0127] なお、上記では、本実施形態は 2層整合であるので、第 1音響整合層 424aの材料 には、アルミナやチタ-ァ (TiO )などフィラーを含有するエポキシ榭脂を用い、第 2
2
音響整合層 424bの材料には、フィラーが入っていないエポキシ榭脂を用いるのが好 ましい。また、 3層整合の場合には、第 1音響整合層の材料に、マシナブルセラミック スゃフイラ一やファイバーを含有するカーボンまたはエポキシ榭脂などを用い、第 2音 響整合層には、アルミナやチタ-ァなどフィラーを若干含有（2層整合の場合と比較 して含有率が少ない)するエポキシ榭脂を用い、第 3音響整合層には、フィラーが入 つて ヽな 、エポキシ榭脂を用いるのが好まし 、。
[0128] 圧電素子 423は、予めその両主面に電極を付与したものを使用しても良い。また、 電極層 422aは前記予め圧電素子に付与された電極を利用しても良!ヽ。
次に、図 32 (a)に示すように、この積層体の側面 XIと側面 X2の面とが向かい合う ように、この構造体 Dを湾曲させて円筒状にしていく。
[0129] 次に、図 32 (b)に示すように、円筒表面に音響レンズ 417を形成する（以下、構造 体 Eという）。音響レンズ 417は、予め音響レンズ単体で製造していたものを円筒状に した構造体 Dと組み合わせてもよいし、または、円筒状にした構造体 Dを型に入れて 音響レンズ材料をその型に流し込んで音響レンズ 417を形成してもよい。なお、音響 レンズ 417のうち、実際に音響レンズとして機能するのはレンズ部 417aである。
[0130] 次に、図 32 (c)に示すように、環状の構造部材 430aを構造体 Eの開口部より内側 に取り付ける。このとき、構造部材 430aは、基板 420上に位置するように取り付ける（ 図 33 (a)参照)。反対側の開口部についても同様に構造部材 430bを取り付ける。こ のとき、構造部材 430bは導電性材料 425上に位置するように取り付ける（図 33 (a) 参照)。構造部材 430bの外側の面は、銅箔等の金属で覆われている。
[0131] 図 33は、構造部材 430を取り付けた構造体 Eの断面を示す。図 32 (c)で構造部材 430 (430a, 430b)を取り付けた（図 33 (a)参照）後、構造部材 430a— 430b間をバ ッキング材 440で充填する（図 33 (b)参照）。バッキング材 440には、ゲル状のェポキ シ榭脂にアルミナのフィラーを混ぜたものを用いる。その後、導電性材料 425と構造 部材 430bの導電面とを導電性材料 441で電気的に接続する（図 33 (c)参照）（以下 、図 33で作成した構造体を構造体 Fという）。
[0132] 次に、図 34 (a)に示すように、構造体 Fの一方の開口部側（基板 420が設けられて いる側)から、円筒状の構造部材 450を挿入する。この円筒状構造部材 450は、円筒 状部分 453とその一端に設けられて 、る環状の鍔 (つば) 452とから構成されて 、る 。鍔 452表面にはプリント配線板 454が設けてあり、その表面に数十力も数百の電極 パッド 451が設けてある。さらに、円筒部材 450内部にはケーブル 462の束が通して あり、そのケーブル 462の先端は、各パッド 451と半田付けされている（電極パッド 45 1の内側（環の中心方向）にケーブル 462を半田付けして結線する。 )0なお、ケープ ル 462は、通常はノイズ低減のために同軸ケーブルを用いる。
[0133] 円筒部材 450は絶縁体材料 (例えば、エンジニアリング ·プラスチック)で作られて ヽ る。絶縁体材料としては、例えば、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリフエ-レン オキサイド、エポキシ榭脂などがある。円筒部分 453の表面は導電体 (金属薄膜 463 )でメツキされている。なお、円筒部分 453の表面には孔 455が設けてあり、円筒状構 造部材に揷通されたケーブル束 462から伸びているグランド線 471がその孔 455か ら出て、円筒部分 453の外側面にメツキされた金属薄膜 463に接合されている。
[0134] こうしてケーブル 462を結線した円筒部材 450を構造体 Fに挿入すると、構造体 F の構造部材 430に円筒部材 450の鍔 452部分が当たって、円筒状構造部材 450の 位置が構造体 F内部で固定され、超音波プローブ 410の内部で位置決めがされる。
[0135] 図 34 (b)は、円筒部材 450が挿入されて位置決めがされた後、電極パッド 451の 外側部分 (環の外周方向の電極パッド部分）と、振動子エレメント 427の電極 420aと をワイヤー 490を用いて結線した状態を示す (以下、図 34 (b)で作成した構造体を構 造体 Gという）。
[0136] さて、超音波プローブの開口部には、バルーンの端部を係止するためのバルーン 係止部材 419が取り付けられる力 このバルーン係止部材 419を超音波プローブの 開口部に保持させるための支え部材が必要になる。これについて図 35を用いて説明 する。
[0137] 図 35は、構造体 Gに取り付けられるバルーン係止部材 419及びその支え部材のー 例を示す。中央に孔が開いた円形の導体板 510の平面には、支え部材 511が設け られている。支え部材は、略 L字、すなわち、先端部にオーバーハング力^つ形成さ れている。この導体板 510は、構造体 Gの開口部から伸びる保護接地線 512と電気 的及び機械的に接続されている。導体板 510が構造体 Gの開口部に装着される。
[0138] バルーン係止部材 419は、支え部材 511が挿入される空洞と、バルーンを係止す るための係止溝 419aが設けられ、構造体 Gの開口部を覆うように取り付けられる。 図 36は、導体板 510のノリエーシヨンの一例を示す。図 36 (a)は、導体板 510とし て金属板 520を用いた例を示す。支え部材 511は、溶接または接着を用いて金属板 520に固定する。
[0139] 図 36 (b)は、導体板 510として、一方の面が銅箔 521で被覆された榭脂板 522 (プ リント基板材料)を用いた例を示す。支え部材 511は、半田付けまたは接着を用いて 榭脂板 522の銅箔 521で被覆された面側に固定する。
[0140] 図 36 (c)は、導体板 510として、一方の面の全面が銅箔 521で被覆され、他面が 電極パターンで形成され、スルーホール（2つの面を電気的に接続するために孔表 面に銅箔が形成された孔)を設けた榭脂板 (プリント基板材料)を用いた例を示す。支 ぇ部材 511は、電極パターンを形成した面側に半田付けで固定する。この場合、半 田部の熱容量が小さ 、ため半田部が容易になり、信頼性が高まる。
[0141] 図 37は、導体板 510の取り付け時の断面図を示す。上述の通り、電極パッド 451の うち鍔の中心方向側にケーブル 462が半田で結線されている。電極パッド 451のうち 鍔の外周方向側にワイヤー 490の一端が半田 501で結線され、他端が振動子エレメ ントの基板 420上にあるシグナル側電極 420aと半田 502で結線されている。なお、 隣接するシグナル側電極 420にワイヤーが接触して短絡しな 、ように短 、ワイヤー 4 90を用いて結線する。また、ケーブル 462に負荷力かかることにより引っ張られて、ケ 一ブル 462が電極パッド 451から外れてしまうことを防ぐために、ポッティング榭脂 50 0でケーブル 462と電極パッド 451との結線部分全体を被覆する。
[0142] また、構造部材 430bの表面には銅箔 505が成膜されており、さらに、構造部材 43 0の表面と音響整合層 424及び円筒部材 450の円筒側面は、導電性榭脂 (例えば、 半田） 504で結合されて 、る。
[0143] なお、図 34 (a)で説明したように、ケーブル束 462力らグランド線 471 (471a, 471 b)に伸びて、それぞれ半田 503a、 503bで金属薄膜 463と接合されている。
[0144] 図 38は、図 37の破線枠 530で囲まれた同軸ケーブル群 462の拡大図を示す。図 38 (a)は、側面方向からの拡大図であり、図 38 (b)は同軸ケーブル群 462のうちの 1 つの同軸ケーブル 540の上面からの断面図である。なお、以下では、 1本 1本の同軸 ケーブル 540が束になったものを同軸ケーブル群 462という。 [0145] 各同軸ケーブル 540は、信号線 541が誘電体 542で被覆され、その上からシール ド線 (シグナルグランド線） 543で被覆され、さらに外皮 544で被覆されている。信号 線 541が、これに対応する圧電素子と電気的に接続される。
[0146] 同図において、各同軸ケーブル 540の外皮は所定位置まで取り除かれている。そ して、同軸ケーブル 540のシールド線 543同士が短絡させている。その短絡させたシ 一ルド線部分力もグランド線 545が伸びている。
[0147] グランド線 545は、図 37に示すように、保護接地線 512として導体板 510に接合さ れ、また、グランド線 471 (471a, 471b)として、それぞれ半田 503a、 503bで金属薄 膜 463と接合されている。同軸ケーブル 462は、超音波内視鏡 401の挿入部 2内部 を通って不図示の超音波観測装置に接続されており、同軸ケーブル 462のシールド 線 543もその超音波観測装置の GNDと接続されて 、る。
[0148] 図 39は、本実施形態における超音波プローブ 410が保護接地されている状態の 断面図を示す。同図は、図 37において導体板 510を構造体 Gに取り付けて、保護接 地された部分 (斜線部分 570)を強調して示している。なお、説明の都合上、図 37を 一部省略している。
[0149] 図 39では、グランド線 512, 471、導電体の 510の底面、電極 422b、構造部材 43 Obの下面に形成された銅箔 505、及び円筒状構造部材 450の側面表面に形成され た金属メツキにより、超音波プローブの筐体全体が保護接地されている。したがって、 超音波プローブが機械的損傷を受けて、その内部が露出したとしても、その部分は 保護接地されている。
[0150] 本実施例では、保護接地とシグナルグランド (GND)を共用することにより構成部品 を少なくすることができるので、超音波プローブの小型化に有利である。
以上より、超音波プローブ全体を保護接地で覆うことができる。したがって、たとえ 超音波内視鏡先端部分に機械的な破損が生じても、超音波プローブ外部に露出す る部分は保護接地になっているので、感電を防止することができる。
[0151] (実施例 2)
実施例 1では、保護接地とシグナル GNDを共用したが、本実施例では、保護接地 とシグナル GNDを分離させた電子ラジアル型超音波プローブについて説明する。 [0152] 図 40は、第 3の実施形態 (実施例 2)における超音波プローブの製造工程の一部を 示す。図 40 (a)は、図 31に相当する図である。図 31と異なり、図 40では、導電層 42 2bが圧電素子と接合する部分に形成され、基板 420と第 1音響整合層 424aとの間 には形成されていない。
[0153] また、本実施例では、図 40 (a)の構造体 Dを作製した後、金属薄膜を構造体 Dの 表面に形成して、その後に音響レンズ 417を形成する。
また、図 33 (a)で取り付けた構造部材 430bの両面に金属薄膜が形成されている。 また、本実施例で用いる円筒状構造部材 450は、図 40 (b)に示すように、金属薄膜 546 (546a, 546b)で断続的にメツキされている。金属薄膜 546aと金属薄膜 546bと は、電気的に接続されていない。円筒状構造部材 450の側面 453に開いた孔 547a 力 は、上述するシグナル GND線 565が出て金属薄膜 546aと接合している。また、 孔 547bは、後述する保護接地線 560が出て金属薄膜 546bと接合する。これら以外 は、実施例 1と同様に製造される。
[0154] 図 41は、第 3の実施形態 (実施例 2)における保護接地及びシグナル GNDが分離 された超音波プローブ 410の断面を示す。同図は、図 37において導体板 510を構 造体 Gに取り付けて、保護接地された部分 (斜線部分 580)及びシグナル GNDを設 けた部分（581)を強調して示して 、る。
[0155] 同軸ケーブル群 551からは、シグナル GND線 565が伸びて、円筒状構造部材 45 0の表面に形成された金属薄膜 546aと半田付けされている。また、同軸ケーブル群 551からは、保護接地線 561 (561a, 561b)が伸びている。このうち、保護接地線 56 laは、導電体 510と半田付けされている。保護接地線 561bは、円筒状構造部材 45 0の表面に形成された金属薄膜 546bと半田付けされている。また、導電性榭脂 425 は、超音波プローブ内部側の構造部材 430の表面に形成された金属薄膜 553と電 気的に導通している。なお、説明の都合上、図 39と同様に一部省略している。
[0156] 図 42は、図 41の破線枠 550で囲まれた同軸ケーブル群 551の拡大図を示す。図 42 (a)は、側面方向からの拡大図であり、図 42 (b)は同軸ケーブル群 551の上面か らの断面図である。なお、以下では、 1本 1本の同軸ケーブル 540が束になったもの を同軸ケーブル群 551という。 [0157] 各同軸ケーブル 540の構成は、図 37と同様である。そして、同軸ケーブル 540のシ 一ルド線 (シグナル GND線） 543同士が短絡させている。その短絡させたシールド線 部分力もグランド線 (シグナル GND線） 565が伸びて 、る。
[0158] また、複数の同軸ケーブル 540は束ねられて、総合シールド線 560で被覆されてい る。また、その総合シールド線 560は外皮 562で被覆されている。総合シールド線 56 0からはグランド線 (保護接地線） 561が延びて 、る。
[0159] 図 41では、保護接地線 561a、 561b,導電体の 510の底面、音響整合層の外表 面に形成された金属薄膜 555、構造部材 430bの下面に形成された銅箔 505、及び 円筒状構造部材 450の側面表面に形成された金属薄膜 546bにより、超音波プロ一 ブの筐体全体が保護接地されて！ヽる。
[0160] この保護接地は、シグナル GND線 565、電極 422b、構造部材 430bの上面に形 成された銅箔 553、及び円筒状構造部材 450の側面表面に形成された金属薄膜 54 6aにより構成されるシグナル GNDとは分離されている。すなわち、保護接地線 (総合 シールド線 560)は、個々の振動子エレメントに接続された同軸ケーブル群のシール ド (シグナル GND線 565)とは電気的に独立している。
[0161] このように、超音波プローブ全体を保護接地で覆い、その内部でシグナル GNDを 設けると、外部からの電気的ノイズは保護接地により遮断され、シグナル GNDへの 電気的ノイズの影響を抑制することができる（耐ノイズ性が高まる。 ) oこれにより、シグ ナル GNDの電位が変化することがなぐ信号線に対する基準電位としてのブレを抑 制でき、よりノイズ成分の少な 、超音波画像信号を得ることができる。
[0162] このように、超音波内視鏡先端部分に機械的な破損が生じても、感電を防止するこ とができる。そして、保護接地とシグナル GNDを分離することで、実施例 1よりも耐ノ ィズ性を向上させることができる。
[0163] 以上より、本発明の第 3の実施形態によれば、超音波内視鏡先端の絶縁体に機械 的な破損が生じても、保護接地部分が外部に露出する構造となっているため、感電 を防止することができる。
[0164] なお、第 1〜第 3の実施形態では圧電素子を用いた電子ラジアル型超音波プロ一 ブを用いたが、これに限定されず、静電容量型振動子 (c MUT)を用いた電子ラジ アル型超音波プローブに対しても適用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 複数の超音波振動子が挿入軸を中心として環状に連続して並べられて構成される と共に前記複数の超音波振動子が電子的に選択され超音波の送受信が制御される 電子ラジアルアレイを備える電子ラジアル型超音波プローブであって、
前記電子ラジアルアレイに設けられる支え部材と、
前記支え部材が挿入される空洞と、前記電子ラジアルアレイを覆うように取り付けら れると共に超音波媒体が充填されるバルーンと係止するための係止溝とが設けられ る係止部材と、
液体状態から固体状態に転換する接着物質により構成され、前記空洞に充填され る充填部材と、
を備えることを特徴とする電子ラジアル型超音波プローブ。
[2] 請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波プローブであって、
前記空洞内の前記液体状態の充填部材内に前記支え部材が挿入され前記充填 部材が固体状態に転換されると前記支え部材が前記固体状態の充填部材に引っ掛 かるような形に、前記支え部材が形成され、
前記空洞内の前記液体状態の充填部材が固体状態に転換されると前記固体状態 の充填部材が前記係止部材に引っ掛力るような形に、前記空洞が形成されている、 ことを特徴とする電子ラジアル型超音波プローブ。
[3] 請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波プローブであって、
前記支え部材は、前記電子ラジアルアレイに設けられ、前記挿入軸に対して垂直 方向のある 2つの断面積及び Z又は断面形状が互いに異なるように形成され、 前記係止部材には、前記支え部材が挿入され、前記挿入軸に対して垂直方向のあ る 2つの断面積及び Z又は断面形状が互いに異なるように形成された空洞と、前記 電子ラジアルアレイを覆うように取り付けられると共に超音波媒体が充填されるバル 一ンと係止するための係止溝とが設けられ、
前記充填部材は、液体状態から固体状態に転換する接着物質により構成され、液 体状態のときに前記空洞に充填された後固体状態に転換することにより、前記支え 部材と前記係止部材とを接着させると共に、前記支え部材及び前記係止部材とそれ ぞれ引っ掛力るようにして結合する、
ことを特徴とする電子ラジアル型超音波プローブ。
[4] 請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波プローブであって、
前記支え部材は、先端側の前記挿入軸に対して垂直方向の断面積が根元側の前 記挿入軸に対して垂直方向の断面積よりも大きくなるように形成されて 、ることを特徴 とする電子ラジアル型超音波プローブ。
[5] 請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波プローブであって、
前記空洞は、底部側の前記挿入軸に対して垂直方向の断面積が開口部側の前記 挿入軸の垂直方向の断面積よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする電 子ラジアル型超音波プローブ。
[6] 請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波プローブであって、
前記支え部材は、 1つ以上のオーバーハングをもつように形成されていることを特 徴とする電子ラジアル型超音波プローブ。
[7] 請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波プローブであって、
前記空洞は、内部側面に 1つ以上のオーバーハングをもつように形成されているこ とを特徴とする電子ラジアル型超音波プローブ。
[8] 請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波プローブであって、
前記支え部材は、側面にネジが切られて 、ることを特徴とする電子ラジアル型超音 波プローブ。
[9] 請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波プローブであって、
前記空洞は、内部側面にネジが切られて 、ることを特徴とする電子ラジアル型超音 波プローブ。
[10] 請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波プローブであって、
前記支え部材は、前記電子ラジアルアレイに設けられ、側面にネジが切られており 前記係止部材には、内部側面に前記支え部材に対応したネジが切られて 、る空洞 と、前記電子ラジアルアレイを覆うように取り付けられると共に超音波媒体が充填され るバルーンと係止するための係止溝とが設けられる、 ことを特徴とする電子ラジアル型超音波プローブ。
[11] 請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波プローブであって、
前記支え部材は、 X線が透過し難 、材質により形成されて ヽることを特徴とする電 子ラジアル型超音波プローブ。
[12] 請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波プローブであって、
前記支え部材は、磁性体が含まれる材質により形成されて ヽることを特徴とする電 子ラジアル型超音波プローブ。
[13] 請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波プローブであって、
前記支え部材は、コイルが巻きつけられて 、ることを特徴とする電子ラジアル型超 音波プローブ。
[14] 請求項 13に記載の電子ラジアル型超音波プローブであって、
前記コイルは、前記複数の超音波振動子を電子的に選択するための信号線が集 められて構成されたケーブル内を通るコイル信号線に接続されていることを特徴とす る電子ラジアル型超音波プローブ。
[15] 請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波プローブであって、
前記支え部材は、液体状態から固体状態に転換する接着物質により構成され、 前記空洞は、前記空洞内の前記液体状態の接着物質内に前記支え部材が挿入さ れ前記接着物質が固体状態に転換されると前記支え部材及び前記固体状態の接 着物質が前記係止部材に引っ掛力るような形に、形成されている、
ことを特徴とする電子ラジアル型超音波プローブ。
[16] 請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波プローブであって、
前記支え部材は、前記複数の超音波振動子を電子的に選択するための信号線が 集められて構成されたケーブル内を通る紐状部材により固定されていることを特徴と する電子ラジアル型超音波プローブ。
[17] 請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波プローブを備える超音波内視鏡装置。
[18] 連続して並べられる複数の超音波振動子の外側に設けられる音響レンズと、バル 一ンの端を係止するバルーン係止部材とを備え前記複数の超音波振動子のうち選 択された超音波振動子が超音波を送信または受信する超音波振動子アレイを備え る超音波プローブであって、
前記バルーン係止部材における前記音響レンズとの接続部の外径が前記音響レ ンズにおける前記バルーン係止部材との接続部の外径よりも大きぐかつ、前記各接 続部の段差をなだらかにさせる接合帯を介して前記音響レンズと前記バルーン係止 部材とが接続されている、
ことを特徴とする超音波プローブ。
[19] 連続して並べられる複数の超音波振動子の外側に設けられる音響レンズを備え前 記複数の超音波振動子のうち選択された超音波振動子が超音波を送信または受信 する超音波振動子アレイと、撮影機能を有するスコープ部とを備える超音波プローブ であって、
前記スコープ部における前記音響レンズとの接続部の外径が前記音響レンズにお ける前記スコープ部との接続部の外径よりも大きぐかつ、前記各接続部との段差を なだらかにさせる接合帯を介して前記音響レンズと前記スコープ部とが接続されてい る、
ことを特徴とする超音波プローブ。
[20] 連続して並べられる複数の超音波振動子の外側に設けられる音響レンズと、撮影 機能を有するスコープ部と前記音響レンズとの間に設けられるスコープ接続部材とを 備え前記複数の超音波振動子のうち選択された超音波振動子が超音波を送信また は受信する超音波振動子アレイを備える超音波プローブであって、
前記スコープ接続部材における前記音響レンズとの接続部の外径が前記音響レン ズにおける前記スコープ接続部材との接続部の外径よりも大きぐかつ、前記各接続 部の段差をなだらかにさせる接合帯を介して前記音響レンズと前記スコープ接続部 材とが接続されている、
ことを特徴とする超音波プローブ。
[21] 連続して並べられる複数の超音波振動子の外側に設けられる音響レンズとバル一 ンの端を係止するバルーン係止部材とを備え前記複数の超音波振動子のうち選択さ れた超音波振動子が超音波を送信または受信する超音波振動子アレイと、撮影機 能を有するスコープ部とを備える超音波プローブであって、 前記バルーン係止部材における前記音響レンズとの接続部である部材接続部の外 径が前記音響レンズにおける前記ノ レーン係止部材との接続部である第 1のレンズ 接続部の外径よりも大きぐかつ、前記第 1のレンズ接続部及び前記部材接続部の段 差をなだらかにさせる第 1の接合帯を介して前記音響レンズと前記バルーン係止部 材とが接続され、
前記スコープ部における前記音響レンズとの接続部であるスコープ接続部の外径 が前記音響レンズにおける前記スコープ部との接続部である第 2のレンズ接続部の 外径よりも大きぐかつ、前記第 2のレンズ接続部及び前記スコープ接続部の段差を なだらかにさせる第 2の接合帯を介して前記音響レンズと前記スコープ部とが接続さ れている、
ことを特徴とする超音波プローブ。
[22] 連続して並べられる複数の超音波振動子の外側に設けられる音響レンズと、バル 一ンの端を係止するバルーン係止部材と、撮影機能を有するスコープ部と前記音響 レンズとの間に設けられるスコープ接続部材とを備え前記複数の超音波振動子のう ち選択された超音波振動子が超音波を送信または受信する超音波振動子アレイを 備える超音波プローブであって、
前記ノ レーン係止部材における前記音響レンズとの接続部である第 1の部材接続 部の外径が前記音響レンズにおける前記バルーン係止部材との接続部である第 1の レンズ接続部の外径よりも大きぐかつ、前記第 1のレンズ接続部及び前記第 1の部 材接続部の段差をなだらかにさせる第 1の接合帯を介して前記音響レンズと前記バ ルーン係止部材とが接続され、
前記スコープ接続部材における前記音響レンズとの接続部である第 2の部材接続 部の外径が前記音響レンズにおける前記スコープ接続部材との接続部である第 2の レンズ接続部の外径よりも大きぐかつ、前記第 2のレンズ接続部及び前記第 2の部 材接続部の段差をなだらかにさせる第 2の接合帯を介して前記音響レンズと前記スコ ープ接続部材とが接続されて ヽる、
ことを特徴とする超音波プローブ。
[23] 請求項 18に記載の超音波プローブであって、 前記音響レンズは、両端の少なくとも一方に平坦部が設けられている、 ことを特徴とする超音波プローブ。
[24] 請求項 19に記載の超音波プローブであって、
前記音響レンズは、両端の少なくとも一方に平坦部が設けられている、 ことを特徴とする超音波プローブ。
[25] 請求項 20に記載の超音波プローブであって、
前記音響レンズは、両端の少なくとも一方に平坦部が設けられている、 ことを特徴とする超音波プローブ。
[26] 請求項 21に記載の超音波プローブであって、
前記音響レンズは、両端の少なくとも一方に平坦部が設けられている、 ことを特徴とする超音波プローブ。
[27] 請求項 22に記載の超音波プローブであって、
前記音響レンズは、両端の少なくとも一方に平坦部が設けられている、 ことを特徴とする超音波プローブ。
[28] 請求項 18の何れか 1項に記載の超音波プローブであって、
前記音響レンズは、両端に平坦部が設けられて 、な 、、
ことを特徴とする超音波プローブ。
[29] 請求項 19の何れか 1項に記載の超音波プローブであって、
前記音響レンズは、両端に平坦部が設けられて 、な 、、
ことを特徴とする超音波プローブ。
[30] 請求項 20の何れか 1項に記載の超音波プローブであって、
前記音響レンズは、両端に平坦部が設けられて 、な 、、
ことを特徴とする超音波プローブ。
[31] 請求項 21の何れか 1項に記載の超音波プローブであって、
前記音響レンズは、両端に平坦部が設けられて 、な 、、
ことを特徴とする超音波プローブ。
[32] 請求項 32の何れか 1項に記載の超音波プローブであって、
前記音響レンズは、両端に平坦部が設けられて 、な 、、 ことを特徴とする超音波プローブ。
[33] 請求項 18に記載の超音波プローブを備える超音波内視鏡装置。
[34] 請求項 19に記載の超音波プローブを備える超音波内視鏡装置。
[35] 請求項 20に記載の超音波プローブを備える超音波内視鏡装置。
[36] 請求項 21に記載の超音波プローブを備える超音波内視鏡装置。
[37] 請求項 22に記載の超音波プローブを備える超音波内視鏡装置。
[38] 連続して並べられる複数の超音波振動子の外側に設けられる音響レンズと、バル 一ンの端を係止するバルーン係止部材とを備え前記複数の超音波振動子のうち選 択された超音波振動子が超音波を送信または受信する超音波振動子アレイであつ て、
前記バルーン係止部材における前記音響レンズとの接続部の外径が前記音響レ ンズにおける前記バルーン係止部材との接続部の外径よりも大きぐかつ、前記各接 続部の段差をなだらかにさせる接合帯を介して前記音響レンズと前記バルーン係止 部材とが接続されている、
ことを特徴とする超音波振動子アレイ。
[39] 第 1の電極と第 2の電極とを有し該電極間の電位差により超音波を送受する複数の 超音波振動子エレメントが円筒状に配列され、該各超音波振動子エレメントを駆動さ せる駆動信号を送信するための各超音波振動子エレメントに対応するケーブル群が 前記円筒の内部に格納され、該各ケーブルの信号線が前記円筒の内側に存在する 第 1の電極と電気的に接続されている電子ラジアル型超音波振動子であって、 前記円筒状に複数配列された前記超音波振動子エレメント群がなす円筒体の開口 部に装着される該開口部と略同一形状を有する第 1の導電体が、前記ケーブルに含 まれるグランド線と接続されて 、る
ことを特徴とする電子ラジアル型超音波プローブ。
[40] 前記ケーブルは同軸ケーブルであり、該同軸ケーブルのシールド材が前記グランド 線として前記第 1の導電体に接続されていることを特徴とする請求項 39に記載の電 子ラジアル型超音波プローブ。
[41] 前記グランド線は、前記各同軸ケーブルの前記シールド材を相互に短絡させること を特徴とする請求項 40に記載の電子ラジアル型超音波プローブ。
[42] 前記グランド線は、さらに、前記第 2の電極と電気的に接続されることを特徴とする 請求項 41に記載の電子ラジアル型超音波プローブ。
[43] 前記円筒体は、前記第 2の電極よりも外周側の層に第 2の導電体を有し、
前記ケーブルは、前記信号線を第 1のシールド材で覆ったものである同軸ケーブル の複数を束ねて第 2のシールド材で覆ったものであり、前記第 1のシールド材は前記 第 2の電極に接続され、前記第 2のシールド材は前記第 1の導電体と前記第 2の導電 体とに接続されることを特徴とする請求項 39に記載の電子ラジアル型超音波プロ一 ブ。
[44] 前記超音波振動子エレメントは、圧電素子または静電容量型超音波振動子のうち いずれかより構成されることを特徴とする請求項 39に記載の電子ラジアル型超音波 プローブ。
[45] 請求項 39に記載の電子ラジアル型超音波プローブを備える超音波内視鏡。
PCT/JP2005/016855 2004-09-16 2005-09-13 超音波プローブ WO2006030793A1 (ja)

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