JP2001128981A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】良好な超音波診断を容易に行うことができ、ま
た、先端の細径化、小型化も可能な限り実現して幅広い
診断用途で活用でき、更に組立性や組立後のメンテナン
ス性にも優れた超音波診断装置を提供する。 【解決手段】超音波内視鏡１は、先端キャップ１３、超
音波振動子１５、スリップリング２１、エンコーダ３４
及びモータ３６が、ハウジング３１によって先端側から
順に直列に配設され且つ一体化されて、超音波走査ユニ
ット３７を構成する。そして、この超音波走査ユニット
３７は、内視鏡先端部６に、ネジ４０により着脱可能に
取付けられる。ここで、超音波走査ユニット３７を内視
鏡先端部６に嵌合する時に、コネクタ３３とコネクタ４
５とが結合され、超音波観測装置によって制御可能とな
り、超音波走査を開始することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に体腔内の病変
等を超音波断層像によって診断する超音波内視鏡や超音
波プローブ等の超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、超音波振動子から発振される
超音波ビームを機械的に回転走査させる、超音波内視鏡
或いは超音波プローブ等の超音波診断装置が種々提案さ
れており、例えば、従来より一般的に知られている超音
波内視鏡の例としては、図１２〜図１５に示すものがあ
る。

【０００３】すなわち、図１２の全体図に示すように、
超音波内視鏡１００では、細長の挿入部１０１の後端
に、操作部１０２と副操作部１０３とを備えて構成され
ており、操作部１０２からは図示しない光源装置と接続
されるユニバーサルコード１０４が、副操作部１０３か
らは図示しない超音波観測装置と接続される超音波コー
ド１０５がそれぞれ延出されている。

【０００４】上記副操作部１０３は、図１３の断面図、
図１４のＸＩＶ−ＸＩＶ線矢視図に示すように、内部に
駆動装置１０６が配設されている。この駆動装置１０６
は、可撓性シャフト１１１を回動させるモータ１０７
と、このモータ１０７の回転位置を検出するエンコーダ
１０８と、スリップリング１０９とからなり、モータ１
０７の回動はタイミングベルト１１０により、エンコー
ダ１０８、スリップリング１０９に伝達され、可撓性シ
ャフト１１１を介して、挿入方向と垂直なラジアル方向
の回動を挿入部１０１の先端部１１２側に伝達する。

【０００５】図１５の先端部拡大図に示すように、上記
可撓性シャフト１１１内部には、後述する超音波振動子
１１３に接続された同軸ケーブル１１４が挿通されてお
り、スリップリング１０９に接続される。

【０００６】上記先端部１１２の先端面側は、円筒状の
先端キャップ１１５に覆われており、この内部は超音波
伝達媒体１１６で満たされている。そして、先端キャッ
プ１１５内部で、上記超音波振動子１１３が挿入方向と
平行に回転可能に軸支され、可撓性シャフト１１１によ
り回動される。こうして、挿入方向と垂直な方向の断層
像をとるラジアル走査を行なうことができるようになっ
ている。

【０００７】また、上記可撓性シャフト１１１は、先端
部１１２において振動子保持部材１１７を介し超音波振
動子１１３に接続されている。先端部１１２には、可撓
性シャフト１１１を挿通させるための貫通穴１１８が挿
入軸と平行に設けられており、その先端側には、振動子
保持部材１１７を安定して回転させるためにボールベア
リング１１９を配置するための段部１２０が形成されて
いる。

【０００８】このように構成された従来の超音波内視鏡
１００では、検査中において術者は常にモータ１０７、
スリップリング１０９、エンコーダ１０８が内蔵されて
いる副操作部１０３を手で持ち続ける必要があるため、
術者の負担が大きいという問題があった。また、可撓性
シャフト１１１を介して超音波振動子１１３を回動させ
ているため、内視鏡を体腔内へ挿入し超音波検査を行な
っている最中に、可撓性シャフト１１１にねじれが生じ
ることにより、副操作部１０３内のエンコーダ１０８と
先端部１１２の超音波振動子１１３との間に位相ずれが
おこり、超音波画像上に揺れやゆがみなどの不具合を発
生させる原因となる可能性がある。

【０００９】このため、特開平７−２４１２９３号公報
では、先端部の先端硬質部内に、超音波振動子に加え、
モータと、エンコーダをも内蔵し、超音波振動子をモー
タによって直接的に回転できるようにした超音波内視鏡
が開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この先
行技術では、照明系、撮像系などの内視鏡機能部分の更
に先端側にモータ、エンコーダを配置する構成であるた
め、先端硬質部が長くなってしまうという新たな課題を
生じた。また、上記先行技術では、超音波振動子がモー
タを囲繞するように配置されるので、先端硬質部の外径
が大きくなって細径化が困難という問題も生じた。ま
た、この先行技術では、スリップリングの明瞭な構成が
記載されておらず、現実的にこの構成での具体的な実現
は難しいという問題もあった。

【００１１】また、上述の先端硬質部の大型化の問題に
ついては、例えば、米国特許５，３７５，６０２号で、
先端硬質部サイズの小形化が求められる血管カテーテル
において、カテーテル先端部に特殊な小型モータを形成
し小形化を図ったものが提案されている。この技術によ
れば、先端部の細径化、小型化は可能となるが、モータ
の構成部品を先端硬質部に直接組込んでいかなくてはな
らないため組立性や組立後のメンテナンス性が悪いとい
う問題が生じてしまう。

【００１２】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、良好な超音波診断を容易に行うことができ、また、
先端の細径化、小型化も可能な限り実現して幅広い診断
用途で活用でき、更に組立性や組立後のメンテナンス性
にも優れた超音波診断装置を提供することを目的として
いる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明による超音波診断装置は、回転して
超音波を送受信する超音波振動子と、該回転する超音波
振動子と他の固定部材との間に介在し信号を伝達自在に
する回転型信号伝達手段と、上記超音波振動子の回転位
置を検出する回転位置検出手段と、上記超音波振動子を
回転する回転駆動手段とを備えた超音波診断装置におい
て、先端に、少なくとも上記超音波振動子と上記回転型
信号伝達手段と上記回転位置検出手段と上記回転駆動手
段をこの順で先端側から直列に、かつ一体に配設したこ
とを特徴とする。

【００１４】上記請求項１記載の超音波診断装置は、回
転駆動手段で超音波振動子を回転し、超音波を送受信
し、超音波診断する。この際、回転する超音波振動子と
他の固定部材との間の信号伝達は回転型信号伝達手段を
通じて行われ、超音波振動子の回転位置の検出は回転位
置検出手段により行われる。そして、先端に、少なくと
も上記超音波振動子と上記回転型信号伝達手段と上記回
転位置検出手段と上記回転駆動手段をこの順で先端側か
ら直列に、かつ一体に配設したことにより、術者は副操
作部を手で持ち続ける必要もなく、使いやすい。また、
回転位置検出手段と超音波振動子との間隔も短いため、
位相ずれがおこり、超音波画像上に揺れやゆがみなど発
生することもない。また、照明系、撮像系などの内視鏡
機能部分の更に先端側に設けることはしないため、先端
が長くなることもなく、超音波振動子と回転型信号伝達
手段と回転位置検出手段と回転駆動手段をこの順で直列
に配設するため、大径化することもなく、先端を小型化
できる。また、超音波振動子と回転型信号伝達手段と回
転位置検出手段と回転駆動手段は一体化されているた
め、組立性や組立後のメンテナンス性にも優れる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図９は本発明の実施の第１
形態を示し、図１は超音波内視鏡の先端部拡大図、図２
は超音波内視鏡の全体図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ
線断面説明図、図４はスリップリングのリング部拡大
図、図５は図４のＶ−Ｖ線断面図、図６は図１のＶＩ−
ＶＩ線断面図、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図、
図８は一体化した超音波走査ユニットの説明図、図９は
超音波走査ユニットの結合部の拡大説明図である。

【００１６】本発明の実施の第１形態は、本発明を超音
波内視鏡に適用するもので、図２において、符号１は超
音波内視鏡を示し、この超音波内視鏡１は、細長の挿入
部２の後端に操作部３を備えて構成される。

【００１７】上記操作部３の側部からは、ユニバーサル
コード４が延出され、図示しない光源装置に接続され
る。同じく、上記操作部３の側部からは、超音波コード
５が延出され、図示しない超音波観測装置に接続され、
この超音波観測装置内には図示しない制御装置が設けら
れていて、後述する先端部６に配置している超音波走査
ユニットを制御、駆動させる。

【００１８】上記挿入部２は、その先端に設けられた先
端部６と湾曲自在の湾曲部７からなり、上記操作部３に
設けられた湾曲ノブ８を操作することにより、湾曲部７
を湾曲自在になっている。

【００１９】上記先端部６は、図１及び図３に示すよう
に、硬質の先端部本体１０が設けられ、この先端部本体
１０には、内視鏡光学系として照明光学系１１及び観察
光学系１２が斜め前方に向けて配設されている。

【００２０】上記照明光学系１１は、照明光を伝送する
図示しないライトガイドと、照明光を拡開して出射する
図示しない照明レンズからなり、照明レンズを経て斜め
前方に照明光を出射し、体腔内の患部等の被写体を照明
する。

【００２１】また、観察光学系１２は照明された被写体
の光学像を結ぶ対物レンズ１２ａと、結像位置に先端面
が配置されたイメージガイド１２ｂを有し、このイメー
ジガイド１２ｂにより光学像を後端面に伝送する。

【００２２】上記先端部本体１０の先端面は、円筒状の
先端キャップ１３に覆われており、この先端キャップ１
３内部は超音波伝達媒体１４で満たされている。超音波
振動子１５は、振動子保持部材１６及び振動子シャフト
１７によって固定されており、振動子シャフト１７はブ
ラシ保持部材１８に設けられたボールベアリング１９に
よって、挿入軸と平行な方向に回転可能に支持されてい
る。これにより、上記超音波振動子１５は、挿入軸と垂
直な向きの断層像を得るラジアル走査を行なうことがで
きる構成になっている。

【００２３】上記超音波振動子１５の同軸ケーブル２０
は、回転型信号伝達手段としてのスリップリング２１の
リング部２２に接続されている。このスリップリング２
１のリング部２２は、図４及び図５に示すように、リン
グ部本体２３、２枚の金属リング２４、絶縁部材２５、
プリント基板２６から主に構成されている。そして、上
記２枚の金属リング２４は、絶縁部材２５を挟み、絶縁
された状態で上記リング本体２３に固定され、内周面に
は各々ケーブル２７がはんだ付けされており、これらの
ケーブル２７は、リング部本体２３の切り欠き部を通
り、ケーブル２７の他端はプリント基板２６のパターン
面にはんだ付けされている。一方、超音波振動子１５の
同軸ケーブル２０もプリント基板２６のパターン面には
んだ付けされるため、上記同軸ケーブル２０と金属リン
グ２４は電気的に導通される。

【００２４】また、上記スリップリング２１を上記リン
グ部２２と共に構成するブラシ部２８は、図６及び図７
に示すように、上記ブラシ保持部材１８と金属ブラシ２
９とから主に構成されている。

【００２５】また、上記振動子シャフト１７は、ブラシ
保持部材１８に設けられたボールベアリング１９に回転
可能に、かつＯリング３０により水密を確保した状態で
軸支され、更に、ブラシ保持部材１８は、ハウジング３
１に固定されている。

【００２６】そして、この構成により、金属ブラシ２９
の金属リング２４に対する接触荷重は、ブラシ保持部材
１８のハウジング３１に対する位置決め誤差によらず、
一意的に決まるので、安定した電気的導通が可能となっ
ている。

【００２７】上記スリップリング２１の金属ブラシ２９
は、上記リング部２２の金属リング２４と弾性的に押圧
された状態で接触し、電気的に導通され、他端は同軸ケ
ーブル３２にはんだ付けされる。従って、上記超音波振
動子１５の同軸ケーブル２０は、リング部２２、金属ブ
ラシ２９を経て上記同軸ケーブル３２と電気的に導通さ
れる。

【００２８】上記同軸ケーブル３２は、ハウジング３１
に挿通された穴を通り、先端部本体１０内の後述するコ
ネクタ３３に接続される。以上のように、スリップリン
グ２１を先端キャップ１３内の超音波伝達媒体１４中に
配置したため、前述した従来の超音波内視鏡１００の先
端キャップ１１５とほぼ同じ大きさの中に超音波振動子
１５およびスリップリング２１を収納することができ
る。

【００２９】上記振動子シャフト１７は、超音波振動子
１５の回転位置を検出する回転位置検出手段としてのエ
ンコーダ３４に接続されており、このエンコーダ３４
は、軸継手３５を介して、回転駆動手段としてのモータ
３６に結合される。また、上記エンコーダ３４およびモ
ータ３６は、ハウジング３１に固定されている。

【００３０】上記エンコーダ３４の外径は、先端キャッ
プ１３およびスリップリング２１の外径よりも小さく形
成されている。更に、上記モータ３６の外径は、上記エ
ンコーダ３４の外径よりも小さく形成され、例えば、直
径２〜５ｍｍの大きさで形成されている。

【００３１】これは、近年モータの小型化が進み、数ｍ
ｍのモータが市販されるようになってきているが、超音
波走査に必要な特性をもつエンコーダのサイズの小型化
はモータほど進んでいないのが現状であり、これを考慮
したものである。従って、最も細径化が進んでいる要素
であるモータを先端部本体側の端部に配置することによ
り、内視鏡機能部にモータを奥深くまで嵌挿することが
できる。ここで、前述した従来の超音波内視鏡１００に
おいても、先端部１１２には、可撓性シャフト１１１お
よびボールベアリング１１９を保持するための段部１２
０のある貫通穴１１８が設けてある。この貫通穴１１８
と同サイズの穴にモータを嵌合させることができるの
で、従来の超音波内視鏡１００の先端部１１２と同サイ
ズを維持することが可能となる。

【００３２】また、本実施の第１形態による、この部分
の先端部６の挿入軸と垂直な向きにおける位置関係は、
図３に示すような配置となっており、先端部６に、超音
波振動子１５、スリップリング２１、エンコーダ３４、
モータ３６を先端側からこの順で直列に設けたことによ
り、超音波内視鏡１の先端部本体１０のサイズを長くあ
るいは太くすることなく構成することができるのであ
る。

【００３３】而して、上記先端キャップ１３、超音波振
動子１５、スリップリング２１、エンコーダ３４および
モータ３６は、ハウジング３１によって一体化されるこ
ととなり、図８に示すように、超音波走査ユニット３７
を構成する。

【００３４】そして、上記超音波振動子１５用の同軸ケ
ーブル２０，３２、エンコーダ用の信号ケーブル３８、
及び図示しないモータ３６の電源供給ケーブルは、全て
コネクタ３３に接続される。

【００３５】上記超音波走査ユニット３７は、図９
（Ａ）に示すように、ネジ４０によって先端部本体１０
に着脱可能に固定される。尚、この先端部本体１０への
固定方法は、ネジを用いる方法に限ることなく、例えば
図９（Ｂ）に示すように、スナップフィット部４１を形
成し、これを利用した固定方法等でもよい。これによ
り、上記超音波走査ユニット３７は、先端部本体１０に
取外し可能となり、図９のような内視鏡機能部分４２の
先端部本体１０に着脱可能に装着されることとなる。

【００３６】また、上記超音波走査ユニット３７のハウ
ジング３１の側面には、Ｏリング４３が設けられてお
り、このＯリング４３により、超音波走査ユニット３７
を先端部本体１０へ組込んだ際に、超音波内視鏡１の先
端部６の防水が可能となっている。

【００３７】このような構成とすることで、超音波走査
ユニット３７の全体を覆う等、超音波走査ユニット３７
自体を防水構造とする必要がないので、超音波走査ユニ
ット３７をより小サイズ化することができ、また構造を
簡略にすることができる。

【００３８】一方、上記超音波走査ユニット３７の後部
に配設される上記コネクタ３３は、先端部本体１０へ挿
通し固定されると同時に、先端部本体１０の挿通穴４４
内に固定されているコネクタ４５と結合され導通され
る。該コネクタ４５には、ケーブル４６が接続されてお
り、このケーブル４６は、挿入部２、操作部３さらに超
音波コード５の内部を通り、超音波観測装置に接続され
ている。

【００３９】そして、上述の如く構成される超音波内視
鏡１では、先端キャップ１３、超音波振動子１５、スリ
ップリング２１、エンコーダ３４およびモータ３６はハ
ウジング３１によって先端側から順に直列に配設され且
つ一体化されて、超音波走査ユニット３７を構成する。

【００４０】そして、この超音波走査ユニット３７は、
内視鏡先端部６に、ネジ４０により着脱可能に取付けら
れる。ここで、超音波走査ユニット３７を内視鏡先端部
６に嵌合する時に、コネクタ３３とコネクタ４５とが結
合され、超音波観測装置によって制御可能となり、超音
波走査を開始することが可能となる。

【００４１】このように、本実施の第１形態によれば、
超音波振動子１５とエンコーダ３４とが可撓性シャフト
を介さずに、振動子シャフト１７により直結されるの
で、超音波画像のゆれや流れが一掃され、超音波診断の
質を向上することができる。また、従来の副操作部１０
３等の大型の駆動装置を常に手で持つ必要がないので、
術者の負担を軽減することができる。更に、超音波走査
ユニット３７は、小型のスリップリング２１を、従来の
超音波内視鏡と同サイズの先端キャップ１３内に超音波
媒体１４に浸漬した状態で収納し、また、従来の超音波
内視鏡の先端硬質部に設けられる挿通穴と略同サイズの
穴に嵌挿可能な外形サイズに形成して配置するようにし
たので、先端部６を従来の超音波内視鏡と略同サイズの
ままで大型化することなく実現することが可能になる。
また、超音波走査ユニット３７は、これ以外の内視鏡機
能部分４２が全て完成した後の最終工程で取付ければ良
いので、超音波内視鏡１の組立を簡略化することがで
き、修理などのメンテナンス性にも優れる。更に、超音
波走査ユニット３７以外の内視鏡機能部分４２は、種々
のタイプの内視鏡で構成可能であるため、汎用性に優
れ、内視鏡全体の製造コストの削減にも効果がある。

【００４２】次に、図１０及び図１１は本発明の実施の
第２形態を示し、図１０は超音波プローブの全体概略説
明図、図１１は超音波走査ユニットの要部拡大説明図で
ある。尚、本実施の第２形態は、本発明を内視鏡光学系
を有しない超音波プローブに適用したものである。

【００４３】すなわち、これらの図に示すように、超音
波プローブ５０は、把持部５１と硬質な先端部５２から
構成されており、この先端部５２には、前記実施の第１
形態と同様に超音波走査ユニット５３が装着されるよう
になっている。

【００４４】上記超音波走査ユニット５３は、超音波振
動子５４、スリップリング５５、エンコーダ５６、及び
モータ５７が、先端側から順に直列に、且つ一体に配設
され構成されている。これら超音波振動子５４、スリッ
プリング５５、エンコーダ５６、及びモータ５７とその
他の構成部分の詳細は、前記第１形態と略同様であるの
で説明は省略する。

【００４５】このように超音波プローブ５０を構成する
ことにより、本実施の第２形態では、前記実施の第１形
態の効果に加え、把持部５１の大きさを小さくすること
ができるため、術者が握りやすくなり操作性が向上する
という効果を有する。

【００４６】［付記］ （１） 回転して超音波を送受信する超音波振動子と、
該回転する超音波振動子と他の固定部材との間に介在し
信号を伝達自在にする回転型信号伝達手段と、上記超音
波振動子の回転位置を検出する回転位置検出手段と、上
記超音波振動子を回転する回転駆動手段とを備えた超音
波診断装置において、先端に、少なくとも上記超音波振
動子と上記回転型信号伝達手段と上記回転位置検出手段
と上記回転駆動手段をこの順で先端側から直列に、かつ
一体に配設したことを特徴とする超音波診断装置。

【００４７】（２） 前記回転型信号伝達手段は、前記
超音波振動子を覆って先端に取付けた先端キャップ内
に、超音波伝達媒体中に浸漬して配設したことを特徴と
する付記項１に記載の超音波診断装置。

【００４８】（３） 前記回転駆動手段の外径は前記回
転位置検出手段の外径より小さく形成し、且つ、上記回
転位置検出手段の外径は前記回転型信号伝達手段の外径
より小さく形成したことを特徴とする付記項１又は付記
項２の何れかに記載の超音波診断装置。

【００４９】（４） 前記一体にした前記超音波振動子
と前記回転型信号伝達手段と前記回転位置検出手段と前
記回転駆動手段は、外周の所定位置に防水用のＯリング
を１つ有し、先端に装着することを特徴とする付記項１
乃至付記項３の何れか一つに記載の超音波診断装置。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、先端に、少なくとも超音波振動子と回転型信
号伝達手段と回転位置検出手段と回転駆動手段をこの順
で先端側から直列に、かつ一体に配設したことにより、
術者は副操作部を手で持ち続ける必要もなく、使いやす
い。また、回転位置検出手段と超音波振動子との間隔も
短いため、位相ずれがおこり、超音波画像上に揺れやゆ
がみなど発生することもない。また、照明系、撮像系な
どの内視鏡機能部分の更に先端側に設けることはしない
ため、先端が長くなることもなく、超音波振動子と回転
型信号伝達手段と回転位置検出手段と回転駆動手段をこ
の順で直列に配設するため、大径化することもなく、先
端を小型化できる。また、超音波振動子と回転型信号伝
達手段と回転位置検出手段と回転駆動手段は一体化され
ているため、組立性や組立後のメンテナンス性にも優れ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態による、超音波内視鏡
の先端部拡大図

【図２】同上、超音波内視鏡の全体図

【図３】同上、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面説明図

【図４】同上、スリップリングのリング部拡大図

【図５】同上、図４のＶ−Ｖ線断面図

【図６】同上、図１のＶＩ−ＶＩ線断面図

【図７】同上、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図

【図８】同上、一体化した超音波走査ユニットの説明図

【図９】同上、超音波走査ユニットの結合部の拡大説明
図

【図１０】本発明の実施の第２形態による、超音波プロ
ーブの全体概略説明図

【図１１】同上、超音波走査ユニットの要部拡大説明図

【図１２】従来の、超音波内視鏡の全体図

【図１３】同上、超音波内視鏡の副操作部の断面図

【図１４】同上、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線矢視図

【図１５】同上、超音波内視鏡の先端部拡大図

【符号の説明】

１ 超音波内視鏡 ６ 先端部 １０ 先端部本体 １３ 先端キャップ １４ 超音波伝達媒体 １５ 超音波振動子 ２１ スリップリング（回転型信号伝達手段） ２２ リング部 ２８ ブラシ部 ３１ ハウジング ３４ エンコーダ（回転位置検出手段） ３６ モータ（回転駆動手段） ３７ 超音波走査ユニット ４２ 内視鏡機能部分

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転して超音波を送受信する超音波振動
   子と、該回転する超音波振動子と他の固定部材との間に
   介在し信号を伝達自在にする回転型信号伝達手段と、上
   記超音波振動子の回転位置を検出する回転位置検出手段
   と、上記超音波振動子を回転する回転駆動手段とを備え
   た超音波診断装置において、 先端に、少なくとも上記超音波振動子と上記回転型信号
   伝達手段と上記回転位置検出手段と上記回転駆動手段を
   この順で先端側から直列に、かつ一体に配設したことを
   特徴とする超音波診断装置。