WO2021149205A1 - 超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡 - Google Patents

超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡 Download PDF

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WO2021149205A1
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piezoelectric element
ultrasonic
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ultrasonic vibrator
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梢 大岸
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オリンパス株式会社
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    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
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    • B06B1/0622—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 multiple elements on one surface
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    • B06B2201/70—Specific application
    • B06B2201/76—Medical, dental

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic vibrator unit and an ultrasonic endoscope.
  • the ultrasonic vibrator unit of Patent Document 1 includes a plurality of regularly arranged piezoelectric elements, a flexible substrate having a plurality of wires electrically connected to each piezoelectric element, and electrically connected to each wiring. It includes a plurality of connected cables. Then, in the technique of Patent Document 1, a flexible substrate divided into a plurality of blocks is spirally wound to improve the curvature.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic vibrator unit and an ultrasonic endoscope capable of reducing the diameter of the insertion portion of the ultrasonic endoscope. ..
  • the ultrasonic transducer unit includes a first piezoelectric element group in which a plurality of piezoelectric elements are arranged in the longitudinal direction.
  • a first wiring board having a plurality of wires electrically connected to each piezoelectric element of the first piezoelectric element group and each wiring of the first wiring board are electrically connected to each other.
  • a first unit having a first cable group extending in a direction intersecting the longitudinal direction of each piezoelectric element of the first piezoelectric element group to form a spiral, and a plurality of piezoelectric elements aligning in the longitudinal direction.
  • a second piezoelectric element group arranged, a second wiring board having a plurality of wires electrically connected to each piezoelectric element of the second piezoelectric element group, and the second wiring board.
  • a second unit having a cable group, a support member whose outer surface supports the first piezoelectric element group and the second piezoelectric element group, and an inner surface support member whose outer surface supports the inner surface of the support member. Be prepared.
  • the inner surface support member has a cylindrical shape, and the first piezoelectric element group and the plurality of piezoelectric elements of the second piezoelectric element group are They are arranged in an annular shape.
  • the support member and the inner surface support member are formed with convex portions and concave portions that are fitted to each other.
  • the recess is a groove.
  • the support member and the inner surface support member are formed with pins and holes that are fitted to each other.
  • the first wiring board and the second wiring board are flexible boards, and the first wiring board and the second wiring board have the same.
  • the plurality of wirings extend in a direction intersecting the longitudinal direction of each of the piezoelectric elements of the first piezoelectric element group and the second piezoelectric element group on the side of the first cable group and the second cable group.
  • the first support member that supports the first piezoelectric element group and the second support member that supports the second piezoelectric element group are The shapes are different from each other.
  • the first unit and the second unit have indexes that can be distinguished from each other.
  • the ultrasonic endoscope includes the above-mentioned ultrasonic vibrator unit and an insertion portion to be inserted into a subject, and an insertion portion to which the ultrasonic vibrator unit is assembled. , Equipped with.
  • an ultrasonic vibrator unit and an ultrasonic endoscope capable of reducing the diameter of the insertion portion of the ultrasonic endoscope.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an endoscope system according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the ultrasonic vibrator unit.
  • FIG. 3 is a view on arrow A of the first unit shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing a state in which the first unit is attached to the inner surface support member.
  • FIG. 5 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the first modification of the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the second modification of the embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the third modification of the embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an endoscope system according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the ultrasonic vibrator unit.
  • FIG. 3 is a view on arrow A of the first unit shown in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the modified example 4 of the embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the modified example 5 of the embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the modified example 6 of the embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the modified example 7 of the embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the modified example 8 of the embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the modified example 9 of the embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the modified example 10 of the embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram showing a modified example of the ultrasonic vibrator unit.
  • FIG. 16 is an enlarged view of the tip portion of FIG.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the curved portion.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the operation unit.
  • FIG. 19 is an enlarged view of the region C of FIG.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an endoscope system according to the present embodiment.
  • the endoscope system 1 is a system for performing ultrasonic diagnosis in a subject such as a person using an ultrasonic endoscope.
  • the endoscope system 1 includes an ultrasonic endoscope 2, an ultrasonic observation device 3, an endoscope observation device 4, and a display device 5.
  • the ultrasonic endoscope 2 allows a part of the ultrasonic endoscope 2 to be inserted into the subject, transmits an ultrasonic pulse (acoustic pulse) toward the body wall in the subject, and emits an ultrasonic echo reflected by the subject. It has a function of receiving and outputting an echo signal, and a function of imaging the inside of a subject and outputting an image signal.
  • the detailed configuration of the ultrasonic endoscope 2 will be described later.
  • the ultrasonic observation device 3 is electrically connected to the ultrasonic endoscope 2 via the ultrasonic cable 31 (FIG. 1), and outputs a pulse signal to the ultrasonic endoscope 2 via the ultrasonic cable 31. At the same time, an echo signal is input from the ultrasonic endoscope 2. Then, the ultrasonic observation device 3 performs a predetermined process on the echo signal to generate an ultrasonic image.
  • An endoscope connector 9 (FIG. 1), which will be described later, of the ultrasonic endoscope 2 is detachably connected to the endoscope observation device 4.
  • the endoscope observation device 4 includes a video processor 41 and a light source device 42.
  • the video processor 41 inputs an image signal from the ultrasonic endoscope 2 via the endoscope connector 9. Then, the video processor 41 performs a predetermined process on the image signal to generate an endoscopic image.
  • the light source device 42 supplies the ultrasonic endoscope 2 with illumination light that illuminates the inside of the subject through the endoscope connector 9.
  • the display device 5 is configured by using a liquid crystal or an organic EL (Electro Luminescence), and is an ultrasonic image generated by the ultrasonic observation device 3, an endoscopic image generated by the endoscopic observation device 4, and the like. Is displayed.
  • a liquid crystal or an organic EL Electro Luminescence
  • the ultrasonic endoscope 2 includes an insertion unit 6, an operation unit 7, a universal cord 8, and an endoscope connector 9.
  • the "tip side” described below means the tip side of the insertion portion 6 (the tip side in the insertion direction into the subject). Further, the “base end side” described below means a side separated from the tip of the insertion portion 6 (operation portion 7 side).
  • the insertion portion 6 is a portion to be inserted into the subject. As shown in FIG. 1, the insertion portion 6 includes an ultrasonic vibrator unit 10 that transmits and receives ultrasonic waves at the tip portion, and a curved portion 61 that is connected to the proximal end side of the ultrasonic vibrator unit 10 and is bendable. And a flexible tube 62 connected to the proximal end side of the curved portion 61 and having flexibility.
  • the detailed configuration of the ultrasonic vibrator unit 10 assembled to the insertion portion 6, which is the main part of the present invention, will be described later.
  • the operation unit 7 is connected to the base end side of the insertion unit 6 and receives various operations from a doctor or the like. As shown in FIG. 1, the operation unit 7 includes a bending knob 71 for bending the bending portion 61, a plurality of operating members 72 for performing various operations, and a treatment tool insertion port 73 for inserting the treatment tool. And.
  • the universal code 8 extends from the operation unit 7 and transmits the light guide that transmits the illumination light supplied from the light source device 42, the vibrator cable that transmits the pulse signal and the echo signal described above, and the image signal described above.
  • the endoscope connector 9 is provided at the end of the universal cord 8. Then, the endoscope connector 9 is connected to the video processor 41 and the light source device 42 by being connected to the ultrasonic cable 31 and being inserted into the endoscope observation device 4.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the ultrasonic vibrator unit.
  • the ultrasonic vibrator unit 10 is an ultrasonic vibrator having an electron radial scanning system at its tip, and transmits ultrasonic pulses in a radial manner.
  • the ultrasonic vibrator unit 10 includes a first unit 11, a second unit 12, an inner surface support member 13, and a support member 14.
  • the unit 101 and the illumination unit 102 that irradiates the subject with the illumination light from the light source device 42 are inserted.
  • the first unit 11 includes a first piezoelectric element group 111 in which a plurality of piezoelectric elements are arranged so as to align in the longitudinal direction, and a plurality of piezoelectric elements electrically connected to each piezoelectric element of the first piezoelectric element group 111. It is electrically connected to each wiring of the first flexible substrate 113 as the first wiring substrate and the first flexible substrate 113, and the length of each piezoelectric element of the first piezoelectric element group 111. It has a first cable group 114, which extends in a direction intersecting the directions and forms a spiral.
  • the second unit 12 includes a second piezoelectric element group 121 in which a plurality of piezoelectric elements are arranged so as to align in the longitudinal direction, and a plurality of piezoelectric elements electrically connected to each piezoelectric element of the second piezoelectric element group 121. It is electrically connected to each wiring of the second flexible substrate 123 as the second wiring substrate and the second flexible substrate 123, and the length of each piezoelectric element of the second piezoelectric element group 121. It has a second cable group 124 that extends in a direction intersecting the directions and translates and spirals with the first cable group 114.
  • the plurality of piezoelectric elements of the first piezoelectric element group 111 and the second piezoelectric element group 121 are arranged in an annular shape to form a radial type ultrasonic vibrator.
  • Each of the piezoelectric elements of the first piezoelectric element group 111 and the second piezoelectric element group 121 is a PMN-PT single crystal, a PMN-PZT single crystal, a PZN-PT single crystal, a PIN-PZN-PT single crystal, or a relaxer-based piezoelectric element.
  • PMN-PT single crystal is an abbreviation for a solid solution of lead magnesium niobate and lead titanate.
  • PMN-PZT single crystal is an abbreviation for a solid solution of lead magnesium niobate and lead zirconate titanate.
  • PZN-PT single crystal is an abbreviation for a solid solution of lead zinc niobate and lead titanate.
  • PIN-PZN-PT single crystal is an abbreviation for a solid solution of lead indium niobate, lead zinc niobate and lead titanate.
  • the relaxer-based piezoelectric material is a general term for three-component piezoelectric materials in which lead-based composite perovskite, which is a relaxor material, is added to lead zirconate titanate (PZT) for the purpose of increasing the piezoelectric constant and the dielectric constant.
  • Lead-based complex perovskite is represented by Pb (B1, B2) O 3 , B1 is either magnesium, zinc, indium or scandium, B2 is either niobium, tantalum or tungsten. These materials have an excellent piezoelectric effect. Therefore, the value of the electrical impedance can be lowered even if the size is reduced.
  • the first flexible substrate 113 and the second flexible substrate 123 are composed of a plurality of wirings and substrates provided corresponding to the piezoelectric elements of the first piezoelectric element group 111 and the second piezoelectric element group 121.
  • the substrate is a substrate made of an insulating material such as polyimide.
  • FIG. 3 is an arrow A view of the first unit shown in FIG.
  • a plurality of wirings of the first flexible substrate 113 extend along the longitudinal direction of each piezoelectric element of the first piezoelectric element group 111 on the side of the first piezoelectric element group 111.
  • the plurality of wirings of the first flexible substrate 113 are in the direction of intersecting the longitudinal direction of each piezoelectric element of the first piezoelectric element group 111 on the side of the first cable group 114, and the first cable group 114 It extends in a direction parallel to the longitudinal direction of. Then, the first piezoelectric element group 111 extending along the longitudinal direction of the insertion portion 6 and the first spiral cable group 114 are electrically connected.
  • the portion where the first cable group 114 is curved becomes unnecessary.
  • the length of the tip hard portion arranged at the tip of the insertion portion 6 can be shortened.
  • the plurality of wirings of the second flexible substrate 123 extend along the longitudinal direction of each piezoelectric element of the second piezoelectric element group 121 on the side of the second piezoelectric element group 121.
  • the plurality of wirings of the second flexible substrate 123 are in the direction of intersecting the longitudinal direction of each piezoelectric element of the second piezoelectric element group 121 on the side of the second cable group 124, and the second cable group 124 It extends in a direction parallel to the longitudinal direction of. Then, the second piezoelectric element group 121 extending along the longitudinal direction of the insertion portion 6 and the spiral second cable group 124 are electrically connected.
  • the portion where the second cable group 124 is curved becomes unnecessary.
  • the length of the tip hard portion arranged at the tip of the insertion portion 6 can be shortened.
  • the inner surface support member 13 has a cylindrical shape and supports the inner surface of the support member 14.
  • the support member 14 has a first support member 112 whose outer surface supports the first piezoelectric element group 111, and a second support member 122 whose outer surface supports the second piezoelectric element group 121.
  • the first support member 112 and the second support member 122 function as a backing material for attenuating unnecessary ultrasonic vibrations generated by the operation of the piezoelectric elements of the first piezoelectric element group 111 and the second piezoelectric element group 121. Also has.
  • the first support member 112 and the second support member 122 are formed by using a material having a large damping factor, for example, an epoxy resin in which a filler such as alumina or zirconia is dispersed, or a rubber in which the above-mentioned filler is dispersed. ..
  • FIG. 4 is a diagram showing a state in which the first unit is attached to the inner surface support member.
  • the first support member 112 is formed with a groove 112a which is a recess.
  • the inner surface support member 13 is formed with a convex portion 13a that fits with the groove 112a. Then, by assembling the first unit 11 from the tip end side of the inner surface support member 13 so that the groove 112a is fitted in the convex portion 13a, the first unit 11 is supported by the inner surface support member 13. Become.
  • the second support member 122 is formed with a recessed groove 122a.
  • the inner surface support member 13 is formed with a convex portion 13a that fits with the groove 122a. Then, by assembling the second unit 12 from the tip end side of the inner surface support member 13 so that the groove 122a is fitted in the convex portion 13a, the second unit 12 is supported by the inner surface support member 13. Become. By fitting the groove 122a and the convex portion 13a, the position of the first unit 11 and the inner surface support member 13 can be aligned. At this time, the circumferential positions of the piezoelectric elements of the first piezoelectric element group 111 are also aligned with high accuracy.
  • a convex portion may be formed on the first support member 112 and the second support member 122, and a concave portion may be formed on the inner surface support member 13.
  • the first cable group 114 and the second cable group 124 form a spiral that translates to each other, and the space inside the first cable group 114 and the second cable group 124 is treated.
  • the tool channel 100, the imaging unit 101, the lighting unit 102, and the like are inserted.
  • the space inside the first cable group 114 and the second cable group 124 can be effectively used, so that the diameter of the insertion portion 6 of the ultrasonic endoscope 2 can be reduced.
  • the piezoelectric element of the first piezoelectric element group 111 or the second piezoelectric element group 121 fails, the piezoelectric element of the first unit 11 or the second unit 12 fails. You just have to replace the one. As a result, the cost of repairing the piezoelectric element can be reduced.
  • the piezoelectric element is divided into two units (first unit 11 and second unit 12)
  • the piezoelectric element may be divided into three or more units. good.
  • the number of divisions increases, the number of piezoelectric elements included in the unit to be replaced when the piezoelectric element fails decreases, so that the effect of reducing the cost of repairing the piezoelectric element is high.
  • the piezoelectric element does not have to be divided.
  • the piezoelectric element is configured as one tubular unit, and the flexible substrate and the cable group connected to the piezoelectric element may be divided into two or more.
  • the two divided cable groups form a spiral that translates with each other, and the treatment tool channel 100, the imaging unit 101, the lighting unit 102, and the like are inserted in the space inside the cable group.
  • the space inside the cable group can be effectively used, so that the diameter of the insertion portion 6 of the ultrasonic endoscope 2 can be reduced.
  • FIG. 5 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the first modification of the embodiment.
  • a cylindrical pin 112Aa is formed on the first support member 112A of the support member 14A.
  • the inner surface support member 13A is formed with a circular hole portion 13Aa that fits with the pin 112Aa.
  • the first unit, the second unit, and the inner surface support member are not limited to the convex portion and the concave portion, and may be fitted by a pin and a hole portion. Further, the first unit, the second unit, and the inner surface support member may be fixed by an adhesive or the like.
  • FIG. 6 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the second modification of the embodiment.
  • a hook-shaped pin 112Ba is formed on the first support member 112B of the support member 14B.
  • the inner surface support member is formed with a hole for fitting with the pin 112Ba.
  • the shape of the pin and the hole is not particularly limited.
  • FIG. 7 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the third modification of the embodiment.
  • a groove 112Ca is formed in the first support member 112C of the support member 14C.
  • the second support member 122C of the support member 14C is formed with a groove 122Ca that is wider than the groove 112Ca.
  • the inner surface support member 13C is formed with a convex portion 13Ca that fits with the groove 112Ca and a convex portion 13Cb that fits with the groove 122Ca.
  • the widths of the groove 112Ca and the groove 122Ca are different from each other, it is possible to prevent the first support member 112C and the second support member 122C from being attached to each other at the wrong positions when they are attached to the inner surface support member 13C. can.
  • FIG. 8 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the modified example 4 of the embodiment.
  • a groove 112Da is formed in the first support member 112D of the support member 14D.
  • the second support member 122D of the support member 14D is formed with a groove 122Da and a groove 122Db.
  • the inner surface support member 13D is formed with a convex portion 13Da that fits in the groove 112Da, a convex portion 13Db that fits in the groove 122Da, and a convex portion 13Dc that fits in the groove 122Db.
  • first support member 112D and the second support member 122D have different numbers of grooves, they are attached to each other when the first support member 112D and the second support member 122D are attached to the inner surface support member 13D. It is possible to prevent the wrong position.
  • FIG. 9 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the modified example 5 of the embodiment.
  • the first support member 112E of the support member 14E is provided with an index 112Eb, which is one point, and an index 112Ec, which is a number 1.
  • the second support member 122E of the support member 14E is provided with an index 122Eb which is two points and an index 122Ec which is a number 2.
  • the first support member 112E and the second support member 122E can be identified by the index 112Eb, the index 112Ec, the index 122Eb, and the index 122Ec, the first support member 112E and the second support member 112E are included in the inner surface support member.
  • the first support member and the second support member have indexes that can be distinguished from each other, so that it is possible to prevent the first support member and the second support member from being attached to each other at the wrong position.
  • FIG. 10 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the modified example 6 of the embodiment.
  • the second support member 122F of the support member 14F has a groove 122F having a shape different from that of the groove 112a and the first cable group 114 side does not communicate with the end. ..
  • the inner surface support member is formed with a convex portion having a shape that fits with the groove 122F.
  • first support member 112 and the second support member 122F have different shapes of the grooves, when the first support member 112 and the second support member 122F are attached to the inner surface support member, they are attached to each other. Can be prevented from making a mistake. As in the modified example 6, the first support member and the second support member may have different shapes to prevent the mounting position from being mistaken.
  • FIG. 11 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the modified example 7 of the embodiment.
  • the second support member 122G of the support member 14G has a groove 122Ga having a shape different from that of the groove 112a and the tip side does not communicate with the end.
  • the inner surface support member is formed with a convex portion having a shape that fits with the groove 122Ga.
  • first support member 112 and the second support member 122G have different shapes of the grooves, when the first support member 112 and the second support member 122G are attached to the inner surface support member, they are attached to each other. Can be prevented from making a mistake.
  • the first support member and the second support member need only have different shapes so that they can be distinguished from each other, and the shape is not particularly limited.
  • FIG. 12 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the modified example 8 of the embodiment.
  • the end face of the first support member 112H of the support member 14H is colored as an index 112Ha.
  • the mode of the index is not particularly limited.
  • FIG. 13 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the modified example 9 of the embodiment.
  • abutment portion 13Ib which is a surface orthogonal to the longitudinal direction of the insertion portion 6, is formed on the base end side of the inner surface support member 13I.
  • the first support member 112I and the second support member 122I of the support member 14I are formed with contact surfaces that come into contact with the abutting portion 13Ib.
  • the first support member 112I and the second support member 122I are assembled to the inner surface support member 13I, the length of the insertion portion 6 between the inner surface support member 13I, the first support member 112I, and the second support member 122I.
  • the orientation is accurately aligned and misalignment can be prevented. Further, since the abutting portion 13Ib of the inner surface support member 13I and the contact surface of the first support member 112I and the second support member 122I are in contact with each other, the first cable group 114 or the second cable group It is possible to prevent the inner surface support member 13I from being displaced from the first support member 112I and the second support member 122I due to the pulling force of the 124.
  • FIG. 14 is a diagram showing a main part of the ultrasonic vibrator unit according to the modified example 10 of the embodiment. As shown in FIG. 14, a recess 13Jb extending from the tip is formed at the tip of the inner surface support member 13J.
  • the first support member 112J and the second support member 122J of the support member 14J are formed with a convex portion 112Jb and a convex portion 122Jb that fit into the concave portion 13Jb.
  • the length of the insertion portion 6 between the inner surface support member 13J, the first support member 112J, and the second support member 122J Accurate alignment of the direction and the circumferential direction of the inner surface support member 13J can be performed, and misalignment can be prevented.
  • the concave portion 13Jb of the inner surface support member 13J with the convex portion 112Jb and the convex portion 122Jb of the first support member 112J and the second support member 122J, the first cable group 114 or the second cable group 114 or the second It is possible to prevent the inner surface support member 13J from being displaced from the first support member 112J and the second support member 122J due to the pulling force of the cable group 124. Further, when the inner surface support member 13J and the first support member 112J and the second support member 122J are fixed by an adhesive, the recess 13Jb has an effect of storing the adhesive, and the adhesive is inside the inner surface support member 13J. It is possible to prevent the treatment tool channel 100, the image pickup unit 101, the illumination unit 102, etc. from adhering to the treatment tool channel 100 inserted through the device.
  • FIG. 15 is a diagram showing a modified example of the ultrasonic vibrator unit.
  • the ultrasonic vibrator unit 10 may be a convex type ultrasonic vibrator.
  • the tip of the ultrasonic vibrator unit 10 is warped on the back surface side (opposite side of the side that emits ultrasonic waves).
  • FIG. 16 is an enlarged view of the tip portion of FIG.
  • the protrusion 150 located at the tip of the ultrasonic vibrator unit 10 and locking the balloon band is inside the line B projected from the back surface of the ultrasonic vibrator unit 10 toward the tip side. It is provided. As a result, it is prevented that the protrusion 150 damages the mucous membrane or the like of the subject.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the curved portion.
  • a treatment tool channel 100, an imaging unit 101, an illumination unit 102, a balloon water supply pipe line 103, and an ultrasonic cable 104 are inserted inside the curved top 611.
  • a spiral tube 105 is wound around the outer circumference of the ultrasonic cable 104, and by increasing the filling rate inside the curved top 611, damage to the internal components is prevented.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the operation unit.
  • FIG. 19 is an enlarged view of the region C of FIG.
  • the tube 151 extending from the tip of the insertion unit 6 and the tube 152 extending from the treatment tool insertion port 73 are connected by a pipe 153.
  • the treatment tool channel 100 is configured so that the treatment tool inserted from the treatment tool insertion port 73 of the operation unit 7 protrudes from the tip of the insertion unit 6.
  • the tube 151 is reinforced by inserting a metal mesh, but since the end portion on the base end side is connected to the pipe 153, the metal mesh is not contained. Therefore, if the end of the pipe 153 is inserted deeper than the end of the metal mesh of the tube 151, the metal mesh may come apart. On the other hand, if there is a gap between the tip of the pipe 153 and the end of the metal mesh of the tube 151, the gap may break. In order to accurately align the tip of the pipe 153 with the end of the metal mesh of the tube 151, the portion of the tube 151 that does not contain the metal mesh is made transparent.

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Abstract

超音波振動子ユニットは、複数の圧電素子が長手方向を揃えて配列されている圧電素子群と、圧電素子群の各圧電素子に電気的に接続されている複数の配線を有する配線基板と、配線基板の各配線に電気的に接続されており、圧電素子群の各圧電素子の長手方向に交差する方向に延在して螺旋をなすケーブル群と、を有する複数のユニットと、外面が圧電素子群を支持する支持部材と、支持部材の内面を支持する内面支持部材と、を備える。これにより、超音波内視鏡の挿入部を細径化することができる超音波振動子ユニットを提供する。

Description

超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡
　本発明は、超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡に関する。
　従来、被検体内を超音波観察する超音波内視鏡において、被検体内に挿入される挿入部に組み付けられる超音波振動子ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１の超音波振動子ユニットは、規則的に配列されている複数の圧電素子と、各圧電素子に電気的に接続されている複数の配線を有するフレキシブル基板と、各配線に電気的に接続されている複数のケーブルと、を備える。そして、特許文献１の技術では、複数のブロックに分割されたフレキシブル基板をそれぞれ螺旋状に巻回し、湾曲性を高めている。
特開２００８－２８９９１０号公報
　しかしながら、特許文献１の技術では、螺旋の内側の空間を有効に利用できないため、超音波内視鏡の挿入部を細径化することができなかった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、超音波内視鏡の挿入部を細径化することができる超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る超音波振動子ユニットは、複数の圧電素子が長手方向を揃えて配列されている第１の圧電素子群と、前記第１の圧電素子群の各圧電素子に電気的に接続されている複数の配線を有する第１の配線基板と、前記第１の配線基板の各配線に電気的に接続されており、前記第１の圧電素子群の各圧電素子の長手方向に交差する方向に延在して螺旋をなす第１のケーブル群と、を有する第１のユニットと、複数の圧電素子が長手方向を揃えて配列されている第２の圧電素子群と、前記第２の圧電素子群の各圧電素子に電気的に接続されている複数の配線を有する第２の配線基板と、前記第２の配線基板の各配線に電気的に接続されており、前記第２の圧電素子群の各圧電素子の長手方向に交差する方向に延在して前記第１のケーブル群と並進して螺旋をなす第２のケーブル群と、を有する第２のユニットと、外面が前記第１の圧電素子群及び前記第２の圧電素子群を支持する支持部材と、前記支持部材の内面を支持する内面支持部材と、を備える。
　また、本発明の一態様に係る超音波振動子ユニットは、前記内面支持部材は、円筒状をなし、前記第１の圧電素子群及び前記第２の圧電素子群の前記複数の圧電素子は、円環状に配列されている。
　また、本発明の一態様に係る超音波振動子ユニットは、前記支持部材と前記内面支持部材とには、互いに嵌合する凸部と凹部とが形成されている。
　また、本発明の一態様に係る超音波振動子ユニットは、前記凹部は、あり溝である。
　また、本発明の一態様に係る超音波振動子ユニットは、前記支持部材と前記内面支持部材とには、互いに嵌合するピンと穴部とが形成されている。
　また、本発明の一態様に係る超音波振動子ユニットは、前記第１の配線基板及び前記第２の配線基板は、フレキシブル基板であり、前記第１の配線基板及び前記第２の配線基板の前記複数の配線は、前記第１のケーブル群及び前記第２のケーブル群側において、前記第１の圧電素子群及び前記第２の圧電素子群の各圧電素子の長手方向に交差する方向に延在している。
　また、本発明の一態様に係る超音波振動子ユニットは、前記第１の圧電素子群を支持する第１の支持部材と前記第２の圧電素子群を支持する第２の支持部材とは、互いに形状が異なる。
　また、本発明の一態様に係る超音波振動子ユニットは、前記第１のユニットと前記第２のユニットは、互いに判別可能な指標を有する。
　また、本発明の一態様に係る超音波内視鏡は、上記の超音波振動子ユニットと、被検体内に挿入される挿入部であって、前記超音波振動子ユニットが組み付けられる挿入部と、を備える。
　本発明によれば、超音波内視鏡の挿入部を細径化することができる超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡を実現することができる。
図１は、本実施の形態に係る内視鏡システムを模式的に示す図である。 図２は、超音波振動子ユニットの構成を示す分解斜視図である。 図３は、図２に示す第１のユニットのＡ矢視図である。 図４は、内面支持部材に第１のユニットを取り付ける様子を表す図である。 図５は、実施の形態の変形例１に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。 図６は、実施の形態の変形例２に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。 図７は、実施の形態の変形例３に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。 図８は、実施の形態の変形例４に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。 図９は、実施の形態の変形例５に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。 図１０は、実施の形態の変形例６に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。 図１１は、実施の形態の変形例７に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。 図１２は、実施の形態の変形例８に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。 図１３は、実施の形態の変形例９に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。 図１４は、実施の形態の変形例１０に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。 図１５は、超音波振動子ユニットの変形例を示す図である。 図１６は、図１５の先端部の拡大図である。 図１７は、湾曲部の断面図である。 図１８は、操作部の断面図である。 図１９は、図１８の領域Ｃの拡大図である。
　以下に、図面を参照して本発明に係る超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡の実施の形態を説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。以下の実施の形態においては、ラジアル型の超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡を例示して説明するが、本発明は、超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡一般に適用することができる。
　また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
（実施の形態）
　〔内視鏡システムの概略構成〕
　図１は、本実施の形態に係る内視鏡システムを模式的に示す図である。内視鏡システム１は、超音波内視鏡を用いて人等の被検体内の超音波診断を行うシステムである。この内視鏡システム１は、図１に示すように、超音波内視鏡２と、超音波観測装置３と、内視鏡観察装置４と、表示装置５と、を備える。
　超音波内視鏡２は、一部を被検体内に挿入可能とし、被検体内の体壁に向けて超音波パルス（音響パルス）を送信するとともに被検体にて反射された超音波エコーを受信してエコー信号を出力する機能、及び被検体内を撮像して画像信号を出力する機能を有する。なお、超音波内視鏡２の詳細な構成については、後述する。
　超音波観測装置３は、超音波ケーブル３１（図１）を介して超音波内視鏡２に電気的に接続し、超音波ケーブル３１を介して超音波内視鏡２にパルス信号を出力するとともに超音波内視鏡２からエコー信号を入力する。そして、超音波観測装置３では、当該エコー信号に所定の処理を施して超音波画像を生成する。
　内視鏡観察装置４には、超音波内視鏡２の後述する内視鏡用コネクタ９（図１）が着脱自在に接続される。この内視鏡観察装置４は、図１に示すように、ビデオプロセッサ４１と、光源装置４２と、を備える。
　ビデオプロセッサ４１は、内視鏡用コネクタ９を介して超音波内視鏡２からの画像信号を入力する。そして、ビデオプロセッサ４１は、当該画像信号に所定の処理を施して内視鏡画像を生成する。
　光源装置４２は、内視鏡用コネクタ９を介して被検体内を照明する照明光を超音波内視鏡２に供給する。
　表示装置５は、液晶または有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いて構成され、超音波観測装置３にて生成された超音波画像や、内視鏡観察装置４にて生成された内視鏡画像等を表示する。
　〔超音波内視鏡の構成〕
　次に、超音波内視鏡２の構成について説明する。超音波内視鏡２は、図１に示すように挿入部６と、操作部７と、ユニバーサルコード８と、内視鏡用コネクタ９と、を備える。なお、以下に記載する「先端側」は、挿入部６の先端側（被検体内への挿入方向の先端側）を意味する。また、以下に記載する「基端側」は、挿入部６の先端から離間する側（操作部７側）を意味する。
　挿入部６は、被検体内に挿入される部分である。この挿入部６は、図１に示すように、先端部において超音波を送受信する超音波振動子ユニット１０と、当該超音波振動子ユニット１０の基端側に連結され湾曲可能とする湾曲部６１と、当該湾曲部６１の基端側に連結され可撓性を有する可撓管６２と、を備える。なお、本発明の要部である挿入部６に組み付けられている超音波振動子ユニット１０の詳細な構成については、後述する。
　操作部７は、挿入部６の基端側に連結され、医師等から各種操作を受け付ける部分である。この操作部７は、図１に示すように、湾曲部６１を湾曲操作するための湾曲ノブ７１と、各種操作を行うための複数の操作部材７２と、処置具を挿入する処置具挿入口７３と、を備える。
　ユニバーサルコード８は、操作部７から延在し、光源装置４２から供給された照明光を伝送するライトガイド、上述したパルス信号やエコー信号を伝送する振動子ケーブル、及び上述した画像信号を伝送する信号ケーブル等が配設されたコードである。
　内視鏡用コネクタ９は、ユニバーサルコード８の端部に設けられている。そして、内視鏡用コネクタ９は、超音波ケーブル３１が接続されるとともに、内視鏡観察装置４に挿し込まれることでビデオプロセッサ４１及び光源装置４２に接続する。
　〔超音波振動子ユニットの構成〕
　次に、超音波振動子ユニット１０の構成について説明する。図２は、超音波振動子ユニットの構成を示す分解斜視図である。超音波振動子ユニット１０は、図２に示すように、先端部が電子ラジアル走査方式の超音波振動子であり、放射状に超音波パルスを送信する。この超音波振動子ユニット１０は、第１のユニット１１と、第２のユニット１２と、内面支持部材１３と、支持部材１４と、を備える。超音波振動子ユニット１０の内側には、操作部７に設けられた処置具挿入口７３から挿入した処置具を挿入部６の先端から突出させる処置具チャンネル１００と、被検体内を撮像する撮像部１０１と、被検体に光源装置４２からの照明光を照射する照明部１０２とが挿通されている。
　第１のユニット１１は、複数の圧電素子が長手方向を揃えて配列されている第１の圧電素子群１１１と、第１の圧電素子群１１１の各圧電素子に電気的に接続されている複数の配線を有する第１の配線基板としての第１のフレキシブル基板１１３と、第１のフレキシブル基板１１３の各配線に電気的に接続されており、第１の圧電素子群１１１の各圧電素子の長手方向に交差する方向に延在して螺旋をなす第１のケーブル群１１４と、を有する。
　第２のユニット１２は、複数の圧電素子が長手方向を揃えて配列されている第２の圧電素子群１２１と、第２の圧電素子群１２１の各圧電素子に電気的に接続されている複数の配線を有する第２の配線基板としての第２のフレキシブル基板１２３と、第２のフレキシブル基板１２３の各配線に電気的に接続されており、第２の圧電素子群１２１の各圧電素子の長手方向に交差する方向に延在して第１のケーブル群１１４と並進して螺旋をなす第２のケーブル群１２４と、を有する。
　第１の圧電素子群１１１及び第２の圧電素子群１２１の複数の圧電素子は、円環状に配列されており、ラジアル型の超音波振動子を構成する。
　第１の圧電素子群１１１及び第２の圧電素子群１２１の各圧電素子は、ＰＭＮ－ＰＴ単結晶、ＰＭＮ－ＰＺＴ単結晶、ＰＺＮ－ＰＴ単結晶、ＰＩＮ－ＰＺＮ－ＰＴ単結晶またはリラクサー系圧電材料を用いて形成される。なお、ＰＭＮ－ＰＴ単結晶は、マグネシウム・ニオブ酸鉛及びチタン酸鉛の固溶体の略称である。ＰＭＮ－ＰＺＴ単結晶は、マグネシウム・ニオブ酸鉛及びチタン酸ジルコン酸鉛の固溶体の略称である。ＰＺＮ－ＰＴ単結晶は、亜鉛・ニオブ酸鉛及びチタン酸鉛の固溶体の略称である。ＰＩＮ－ＰＺＮ－ＰＴ単結晶は、インジウム・ニオブ酸鉛、亜鉛・ニオブ酸鉛及びチタン酸鉛の固溶体の略称である。リラクサー系圧電材料は、圧電定数や誘電率を増加させる目的でリラクサー材料である鉛系複合ペロブスカイトをチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）に添加した三成分系圧電材料の総称である。鉛系複合ペロブスカイトは、Ｐｂ（Ｂ１、Ｂ２）Ｏ３で表され、Ｂ１はマグネシウム、亜鉛、インジウムまたはスカンジウムのいずれかであり、Ｂ２はニオブ、タンタルまたはタングステンのいずれかである。これらの材料は、優れた圧電効果を有している。このため、小型化しても電気的なインピーダンスの値を低くすることができる。
　第１のフレキシブル基板１１３及び第２のフレキシブル基板１２３は、第１の圧電素子群１１１及び第２の圧電素子群１２１の各圧電素子に対応して設けられた複数の配線と基板とからなる。基板は、ポリイミド等の絶縁材料から構成された基板である。
　図３は、図２に示す第１のユニットのＡ矢視図である。第１のフレキシブル基板１１３の複数の配線は、第１の圧電素子群１１１側において第１の圧電素子群１１１の各圧電素子の長手方向に沿って延在している。一方、第１のフレキシブル基板１１３の複数の配線は、第１のケーブル群１１４側において第１の圧電素子群１１１の各圧電素子の長手方向に交差する方向であって、第１のケーブル群１１４の長手方向と平行な方向に延在している。そして、挿入部６の長手方向に沿って延在する第１の圧電素子群１１１と、螺旋をなす第１のケーブル群１１４とを電気的に接続している。換言すると、第１のフレキシブル基板１１３の複数の配線が曲がっていることにより、第１のケーブル群１１４が湾曲する部分が不要となる。その結果、第１のケーブル群１１４が湾曲する部分を硬質な材料で保護する必要がないため、挿入部６の先端に配置されている先端硬質部の長さを短くすることができる。
　同様に、第２のフレキシブル基板１２３の複数の配線は、第２の圧電素子群１２１側において第２の圧電素子群１２１の各圧電素子の長手方向に沿って延在している。一方、第２のフレキシブル基板１２３の複数の配線は、第２のケーブル群１２４側において第２の圧電素子群１２１の各圧電素子の長手方向に交差する方向であって、第２のケーブル群１２４の長手方向と平行な方向に延在している。そして、挿入部６の長手方向に沿って延在する第２の圧電素子群１２１と、螺旋をなす第２のケーブル群１２４とを電気的に接続している。換言すると、第２のフレキシブル基板１２３の複数の配線が曲がっていることにより、第２のケーブル群１２４が湾曲する部分が不要となる。その結果、第２のケーブル群１２４が湾曲する部分を硬質な材料で保護する必要がないため、挿入部６の先端に配置されている先端硬質部の長さを短くすることができる。
　内面支持部材１３は、円筒状をなし、支持部材１４の内面を支持する。
　支持部材１４は、外面が第１の圧電素子群１１１を支持する第１の支持部材１１２と、外面が第２の圧電素子群１２１を支持する第２の支持部材１２２と、を有する。
　第１の支持部材１１２及び第２の支持部材１２２は、第１の圧電素子群１１１及び第２の圧電素子群１２１の圧電素子の動作によって生じる不要な超音波振動を減衰させるバッキング材としての機能も有する。第１の支持部材１１２及び第２の支持部材１２２は、減衰率の大きい材料、例えば、アルミナやジルコニア等のフィラーを分散させたエポキシ樹脂や、上述したフィラーを分散したゴムを用いて形成される。
　図４は、内面支持部材に第１のユニットを取り付ける様子を表す図である。第１の支持部材１１２には、図４に示すように、凹部であるあり溝１１２ａが形成されている。内面支持部材１３には、あり溝１１２ａと嵌合する凸部１３ａが形成されている。そして、凸部１３ａにあり溝１１２ａが嵌合するように、内面支持部材１３の先端側から第１のユニット１１を組み付けることにより、内面支持部材１３に第１のユニット１１が支持された状態となる。
　同様に、第２の支持部材１２２には、凹部であるあり溝１２２ａが形成されている。内面支持部材１３には、あり溝１２２ａと嵌合する凸部１３ａが形成されている。そして、凸部１３ａにあり溝１２２ａが嵌合するように、内面支持部材１３の先端側から第２のユニット１２を組み付けることにより、内面支持部材１３に第２のユニット１２が支持された状態となる。あり溝１２２ａと凸部１３ａとが嵌合することにより、第１のユニット１１と内面支持部材１３との位置合わせを行うことができる。このとき、第１の圧電素子群１１１の各圧電素子の周回りの位置も高精度に位置合わせされる。
　ただし、第１の支持部材１１２及び第２の支持部材１２２に凸部が形成されており、内面支持部材１３に凹部が形成されていてもよい。
　以上説明した実施の形態によれば、第１のケーブル群１１４及び第２のケーブル群１２４が互いに並進する螺旋をなし、第１のケーブル群１１４及び第２のケーブル群１２４の内側の空間に処置具チャンネル１００、撮像部１０１、及び照明部１０２等が挿通されている。その結果、第１のケーブル群１１４及び第２のケーブル群１２４の内側の空間を有効に利用することができるため、超音波内視鏡２の挿入部６を細径化することができる。
　また、実施の形態によれば、第１の圧電素子群１１１又は第２の圧電素子群１２１の圧電素子が故障した場合に、第１のユニット１１又は第２のユニット１２の圧電素子が故障した方を交換すればよい。その結果、圧電素子を修理する際のコストを低減することができる。
　なお、上述した実施の形態では、圧電素子を２つのユニット（第１のユニット１１及び第２のユニット１２）に分割する例を説明したが、圧電素子を３つ以上のユニットに分割してもよい。この分割数が多い程、圧電素子が故障した場合に交換するユニットに含まれる圧電素子数が少なくなるため、圧電素子を修理する際のコストを低減する効果が高い。
　また、上述した実施の形態では、圧電素子を２つのユニット（第１のユニット１１及び第２のユニット１２）に分割する例を説明したが、圧電素子を分割しなくてもよい。例えば、圧電素子は、管状の１つのユニットとして構成されており、圧電素子に接続されているフレキシブル基板及びケーブル群が２つ以上に分割されていてもよい。この場合においても、分割された２つのケーブル群が互いに並進する螺旋をなし、このケーブル群の内側の空間に処置具チャンネル１００、撮像部１０１、及び照明部１０２等が挿通されている。その結果、このケーブル群の内側の空間を有効に利用することができるため、超音波内視鏡２の挿入部６を細径化することができる。
（変形例１）
　図５は、実施の形態の変形例１に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。支持部材１４Ａの第１の支持部材１１２Ａには、図５に示すように、円柱形のピン１１２Ａａが形成されている。内面支持部材１３Ａには、ピン１１２Ａａと嵌合する円形の穴部１３Ａａが形成されている。変形例１のように、第１のユニット及び第２のユニットと内面支持部材とは、凸部と凹部とに限られず、ピンと穴部とによって嵌合されていてもよい。また、第１のユニット及び第２のユニットと内面支持部材とは、接着剤等によって固定されていてもよい。
（変形例２）
　図６は、実施の形態の変形例２に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。支持部材１４Ｂの第１の支持部材１１２Ｂには、図６に示すように、鉤状のピン１１２Ｂａが形成されている。内面支持部材には、ピン１１２Ｂａと嵌合する穴部が形成されている。変形例２のように、ピンと穴部との形状は特に限定されない。
（変形例３）
　図７は、実施の形態の変形例３に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。支持部材１４Ｃの第１の支持部材１１２Ｃには、図７に示すように、あり溝１１２Ｃａが形成されている。支持部材１４Ｃの第２の支持部材１２２Ｃには、あり溝１１２Ｃａより幅が広いあり溝１２２Ｃａが形成されている。内面支持部材１３Ｃには、あり溝１１２Ｃａと嵌合する凸部１３Ｃａと、あり溝１２２Ｃａと嵌合する凸部１３Ｃｂとが形成されている。
　あり溝１１２Ｃａとあり溝１２２Ｃａとは、幅が異なるため、内面支持部材１３Ｃに第１の支持部材１１２Ｃと第２の支持部材１２２Ｃとを取り付ける際に、互いに取り付ける位置を間違えることを防止することができる。
（変形例４）
　図８は、実施の形態の変形例４に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。支持部材１４Ｄの第１の支持部材１１２Ｄには、図８に示すように、あり溝１１２Ｄａが形成されている。支持部材１４Ｄの第２の支持部材１２２Ｄには、あり溝１２２Ｄａとあり溝１２２Ｄｂとが形成されている。内面支持部材１３Ｄには、あり溝１１２Ｄａと嵌合する凸部１３Ｄａと、あり溝１２２Ｄａと嵌合する凸部１３Ｄｂと、あり溝１２２Ｄｂと嵌合する凸部１３Ｄｃとが形成されている。
　第１の支持部材１１２Ｄと第２の支持部材１２２Ｄとは、あり溝の数が異なるため、内面支持部材１３Ｄに第１の支持部材１１２Ｄと第２の支持部材１２２Ｄとを取り付ける際に、互いに取り付ける位置を間違えることを防止することができる。
（変形例５）
　図９は、実施の形態の変形例５に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。支持部材１４Ｅの第１の支持部材１１２Ｅには、図９に示すように、１つの点である指標１１２Ｅｂと、数字の１である指標１１２Ｅｃとが設けられている。支持部材１４Ｅの第２の支持部材１２２Ｅには、２つの点である指標１２２Ｅｂと、数字の２である指標１２２Ｅｃとが設けられている。
　第１の支持部材１１２Ｅと第２の支持部材１２２Ｅとは、指標１１２Ｅｂ、指標１１２Ｅｃ、指標１２２Ｅｂ、及び指標１２２Ｅｃにより識別することができるため、内面支持部材に第１の支持部材１１２Ｅと第２の支持部材１２２Ｅとを取り付ける際に、互いに取り付ける位置を間違えることを防止することができる。変形例５のように、第１の支持部材と第２の支持部材が、互いに判別可能な指標を有することにより、互いに取り付ける位置を間違えることを防止することができる。
（変形例６）
　図１０は、実施の形態の変形例６に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。支持部材１４Ｆの第２の支持部材１２２Ｆには、図１０に示すように、あり溝１１２ａと形状が異なり、第１のケーブル群１１４側が端部まで連通していないあり溝１２２Ｆａが形成されている。内面支持部材には、あり溝１２２Ｆａと嵌合する形状の凸部が形成されている。
　第１の支持部材１１２と第２の支持部材１２２Ｆとは、あり溝の形状が異なるため、内面支持部材に第１の支持部材１１２と第２の支持部材１２２Ｆとを取り付ける際に、互いに取り付ける位置を間違えることを防止することができる。変形例６のように、第１の支持部材と第２の支持部材とを、互い異なる形状とすることにより、取り付ける位置を間違えることを防止してもよい。
（変形例７）
　図１１は、実施の形態の変形例７に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。支持部材１４Ｇの第２の支持部材１２２Ｇには、図１１に示すように、あり溝１１２ａと形状が異なり、先端側が端部まで連通していないあり溝１２２Ｇａが形成されている。内面支持部材には、あり溝１２２Ｇａと嵌合する形状の凸部が形成されている。
　第１の支持部材１１２と第２の支持部材１２２Ｇとは、あり溝の形状が異なるため、内面支持部材に第１の支持部材１１２と第２の支持部材１２２Ｇとを取り付ける際に、互いに取り付ける位置を間違えることを防止することができる。変形例７のように、第１の支持部材と第２の支持部材とは、互いを識別可能に形状が異なっていればよく、特に形状は限定されない。
（変形例８）
　図１２は、実施の形態の変形例８に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。支持部材１４Ｈの第１の支持部材１１２Ｈは、指標１１２Ｈａとして端面が着色されている。変形例８のように、第１の支持部材と第２の支持部材とが識別可能であれば指標の態様は特に限定されない。
（変形例９）
　図１３は、実施の形態の変形例９に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。内面支持部材１３Ｉの基端側には、図１３に示すように、挿入部６の長手方向に直交する面である突き当て部１３Ｉｂが形成されている。そして、支持部材１４Ｉの第１の支持部材１１２Ｉ及び第２の支持部材１２２Ｉには、突き当て部１３Ｉｂと当接する当接面が形成されている。その結果、内面支持部材１３Ｉに第１の支持部材１１２Ｉ及び第２の支持部材１２２Ｉを組み付けると、内面支持部材１３Ｉと第１の支持部材１１２Ｉ及び第２の支持部材１２２Ｉとの挿入部６の長手方向の位置合わせが正確に行われ、位置ずれを防止することができる。さらに、内面支持部材１３Ｉの突き当て部１３Ｉｂと第１の支持部材１１２Ｉ及び第２の支持部材１２２Ｉの当接面とが当接していることにより、第１のケーブル群１１４又は第２のケーブル群１２４が引っ張られる力によって、内面支持部材１３Ｉと第１の支持部材１１２Ｉ及び第２の支持部材１２２Ｉとの位置ずれが生じることを防止することができる。
（変形例１０）
　図１４は、実施の形態の変形例１０に係る超音波振動子ユニットの要部を示す図である。内面支持部材１３Ｊの先端には、図１４に示すように、先端から延在する凹部１３Ｊｂが形成されている。そして、支持部材１４Ｊの第１の支持部材１１２Ｊ及び第２の支持部材１２２Ｊには、凹部１３Ｊｂに嵌合する凸部１１２Ｊｂ及び凸部１２２Ｊｂが形成されている。その結果、内面支持部材１３Ｊに第１の支持部材１１２Ｊ及び第２の支持部材１２２Ｊを組み付けると、内面支持部材１３Ｊと第１の支持部材１１２Ｊ及び第２の支持部材１２２Ｊとの挿入部６の長手方向及び内面支持部材１３Ｊの周回りの方向の位置合わせが正確に行われ、位置ずれを防止することができる。さらに、内面支持部材１３Ｊの凹部１３Ｊｂと第１の支持部材１１２Ｊ及び第２の支持部材１２２Ｊの凸部１１２Ｊｂ及び凸部１２２Ｊｂが嵌合していることにより、第１のケーブル群１１４又は第２のケーブル群１２４が引っ張られる力によって、内面支持部材１３Ｊと第１の支持部材１１２Ｊ及び第２の支持部材１２２Ｊとの位置ずれが生じることを防止することができる。また、内面支持部材１３Ｊと第１の支持部材１１２Ｊ及び第２の支持部材１２２Ｊとを接着剤により固定する場合、凹部１３Ｊｂは接着剤を貯留する効果があり、接着剤が内面支持部材１３Ｊの内部に挿通される処置具チャンネル１００、撮像部１０１、及び照明部１０２等に付着することを防止することができる。
　〔細部の構成〕
　図１５は、超音波振動子ユニットの変形例を示す図である。図１５に示すように、超音波振動子ユニット１０は、コンベックス型の超音波振動子であってもよい。超音波振動子ユニット１０の先端部は、背面側（超音波を放射する側の反対側）に反っている。
　図１６は、図１５の先端部の拡大図である。超音波振動子ユニット１０の先端に位置し、バルーンバンドを係止する突起部１５０は、図１６に示すように、超音波振動子ユニット１０の背面を先端側に投影した線Ｂよりも内側に設けられている。その結果、突起部１５０が被検体の粘膜等に損傷を与えることが防止されている。
　図１７は、湾曲部の断面図である。湾曲部６１において、湾曲コマ６１１の内側には、処置具チャンネル１００、撮像部１０１、照明部１０２、バルーン給水管路１０３、及び超音波ケーブル１０４が挿通している。このとき、湾曲コマ６１１の内側の充填率が低いと、湾曲動作時にこれらの内蔵物が捻れたり、座屈したりして損傷する場合がある。超音波ケーブル１０４の外周には、スパイラルチューブ１０５が巻き付けられており、湾曲コマ６１１の内側の充填率を高めることにより、内蔵物が損傷することを防止している。
　図１８は、操作部の断面図である。図１９は、図１８の領域Ｃの拡大図である。操作部７の基端側において、挿入部６の先端から延在するチューブ１５１と、処置具挿入口７３から延在するチューブ１５２とを、パイプ１５３により接続している。その結果、操作部７の処置具挿入口７３から挿入された処置具を挿入部６の先端から突出させる処置具チャンネル１００が構成される。
　また、チューブ１５１は、金属メッシュを入れることにより補強されているが、基端側の端部はパイプ１５３に接続するため、金属メッシュが入っていない。そのため、パイプ１５３の端部をチューブ１５１の金属メッシュの端部より奥まで挿入すると、金属メッシュがばらける場合がある。一方、パイプ１５３の先端とチューブ１５１の金属メッシュの端部との間にすき間があると、このすき間から破断する場合がある。パイプ１５３の先端とチューブ１５１の金属メッシュの端部とを正確に位置合わせするため、チューブ１５１の金属メッシュが入っていない部分は透明にされている。
　さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表し、かつ記述した特定の詳細及び代表的な実施の形態に限定されるものではない。従って、添付のクレーム及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
　１　内視鏡システム
　２　超音波内視鏡
　３　超音波観測装置
　４　内視鏡観察装置
　５　表示装置
　６　挿入部
　７　操作部
　８　ユニバーサルコード
　９　内視鏡用コネクタ
　１０　超音波振動子ユニット
　１１　第１のユニット
　１２　第２のユニット
　１３、１３Ａ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｉ、１３Ｊ　内面支持部材
　１３ａ、１３Ｃａ、１３Ｃｂ、１３Ｄａ、１３Ｄｂ、１３Ｄｃ　凸部
　１３Ａａ　穴部
　１３Ｉｂ　突き当て部
　１３Ｊｂ　凹部
　１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅ、１４Ｆ、１４Ｇ、１４Ｈ、１４Ｉ、１４Ｊ　支持部材
　３１　超音波ケーブル
　４１　ビデオプロセッサ
　４２　光源装置
　６１　湾曲部
　６２　可撓管
　７１　湾曲ノブ
　７２　操作部材
　７３　処置具挿入口
　１００　処置具チャンネル
　１０１　撮像部
　１０２　照明部
　１０３　バルーン給水管路
　１０４　超音波ケーブル
　１０５　スパイラルチューブ
　１１１　第１の圧電素子群
　１１２、１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄ、１１２Ｅ、１１２Ｈ、１１２Ｉ、１１２Ｊ　第１の支持部材
　１１２ａ、１２２ａ、１１２Ｃａ、１１２Ｄａ、１２２Ｃａ、１２２Ｄａ、１２２Ｄｂ、１２２Ｆａ、１２２Ｇａ　あり溝
　１１２Ｊｂ、１２２Ｊｂ　凸部
　１１２Ａａ、１１２Ｂａ　ピン
　１１２Ｅｂ、１１２Ｅｃ、１１２Ｈａ、１２２Ｅｂ、１２２Ｅｃ　指標
　１１３　第１のフレキシブル基板
　１１４　第１のケーブル群
　１２１　第２の圧電素子群
　１２２、１２２Ｃ、１２２Ｄ、１２２Ｅ、１２２Ｆ、１２２Ｇ、１２２Ｉ、１２２Ｊ　第２の支持部材
　１２３　第２のフレキシブル基板
　１２４　第２のケーブル群
　１５０　突起部
　１５１、１５２　チューブ
　１５３　パイプ
　６１１　湾曲コマ

Claims (9)

  1. 　複数の圧電素子が長手方向を揃えて配列されている第１の圧電素子群と、前記第１の圧電素子群の各圧電素子に電気的に接続されている複数の配線を有する第１の配線基板と、前記第１の配線基板の各配線に電気的に接続されており、前記第１の圧電素子群の各圧電素子の長手方向に交差する方向に延在して螺旋をなす第１のケーブル群と、を有する第１のユニットと、
    　複数の圧電素子が長手方向を揃えて配列されている第２の圧電素子群と、前記第２の圧電素子群の各圧電素子に電気的に接続されている複数の配線を有する第２の配線基板と、前記第２の配線基板の各配線に電気的に接続されており、前記第２の圧電素子群の各圧電素子の長手方向に交差する方向に延在して前記第１のケーブル群と並進して螺旋をなす第２のケーブル群と、を有する第２のユニットと、
    　外面が前記第１の圧電素子群及び前記第２の圧電素子群を支持する支持部材と、
    　前記支持部材の内面を支持する内面支持部材と、
    　を備える超音波振動子ユニット。
  2. 　前記内面支持部材は、円筒状をなし、
    　前記第１の圧電素子群及び前記第２の圧電素子群の前記複数の圧電素子は、円環状に配列されている請求項１に記載の超音波振動子ユニット。
  3. 　前記支持部材と前記内面支持部材とには、互いに嵌合する凸部と凹部とが形成されている請求項１又は２に記載の超音波振動子ユニット。
  4. 　前記凹部は、あり溝である請求項３に記載の超音波振動子ユニット。
  5. 　前記支持部材と前記内面支持部材とには、互いに嵌合するピンと穴部とが形成されている請求項１又は２に記載の超音波振動子ユニット。
  6. 　前記第１の配線基板及び前記第２の配線基板は、フレキシブル基板であり、
    　前記第１の配線基板及び前記第２の配線基板の前記複数の配線は、前記第１のケーブル群及び前記第２のケーブル群側において、前記第１の圧電素子群及び前記第２の圧電素子群の各圧電素子の長手方向に交差する方向に延在している請求項１～５のいずれか１つに記載の超音波振動子ユニット。
  7. 　前記第１の圧電素子群を支持する第１の支持部材と前記第２の圧電素子群を支持する第２の支持部材とは、互いに形状が異なる請求項１～６のいずれか１つに記載の超音波振動子ユニット。
  8. 　前記第１のユニットと前記第２のユニットは、互いに判別可能な指標を有する請求項１～７のいずれか１つに記載の超音波振動子ユニット。
  9. 　請求項１～８のいずれか１つに記載の超音波振動子ユニットと、
    　被検体内に挿入される挿入部であって、前記超音波振動子ユニットが組み付けられる挿入部と、
    　を備える超音波内視鏡。
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