JP2570505B2 - 回転可能型超音波プローブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば患者の体内に挿
入して、その体腔壁を介して超音波の送受信することに
より超音波検査を行う超音波プローブであって、先端に
設けた超音波振動子を回転可能となした回転可能型超音
波プローブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】超音波検査装置としては、近年、体内に
挿入して患部近傍位置から超音波の送受信を行うように
したものが用いられるようになってきており、また内視
鏡に設けられている鉗子その他の処置具を挿通するため
のチャンネル部を介して体内に挿入し、内視鏡による監
視下で超音波検査を行うことができるようにした超音波
プローブも開発されている。この経内視鏡的に挿入され
る超音波プローブとしては、とりわけ細径化の要求が強
く、このために単板の超音波振動子を可撓性のある細径
コードの先端に取り付けることにより構成され、このコ
ード内に超音波振動子からの信号ケーブルを挿通させる
ように構成している。

【０００３】ここで、超音波の走査方式としては、電子
走査式のものと、機械走査式のものとがある。電子走査
式の場合には、多数の超音波振動子を設けなければなら
ないことから、前述した経内視鏡的に挿入される超音波
プローブは単板の超音波振動子しか設けることができ
ず、このために超音波振動子を所定の方向に機械的に移
動させながら超音波の送受信を行う、機械走査式のもの
となる。そして、この場合における走査方向としては、
超音波振動子を直線方向に動かすリニア走査タイプのも
のと、回転させるラジアル走査タイプのものとがある。

【０００４】機械的ラジアル走査タイプの超音波プロー
ブにあっては、超音波振動子を回転部材に取り付けて、
この回転部材を回転駆動する必要がある。しかしなが
ら、細径化の要請からコードの先端部に回転駆動機構を
設けて直接回転部材を回転駆動するように構成すること
はできない。このために、内視鏡のチャンネル部の外か
ら遠隔操作によって回転部材を回転駆動させるようにな
し、しかも回転伝達手段としては、可撓性を備えなけれ
ばならず、しかも回転トルクを効率的に伝達するように
構成されていなければならない。以上の要請から、一方
向に巻回した内側の密着コイルばねと、それとは反対方
向に巻回した外側密着コイルばねからなる多重コイルば
ねによって回転伝達ケーブルを構成したものが従来から
用いられている。この回転伝達ケーブルは通常の状態で
はその全体が可撓性を有し、しかもそれを内側のコイル
ばねが拡径する方向に回転させると、外側のコイルばね
が縮径することになって、両コイルばねが相互に密着し
て回転伝達ケーブル全体が軸回りに回転せしめられるこ
とになる。そして、この回転伝達ケーブルには少なくと
も一端が固定された可撓性を有する外套チューブ内に挿
通させており、また超音波振動子に接続される信号ケー
ブルは内側のコイルばね内に挿通されるようになってい
る。なお、回転伝達ケーブルとしては、２重のコイルば
ねだけでなく、３重に形成して、中間のコイルばねを一
方向に巻回して、内側及び外側のコイルばねをこれとは
反対方向に巻回するように構成することもでき、このよ
うに構成すれば、左右の両回転方向に回転トルクの伝達
を行うことができる。

【０００５】以上のように構成することによって、コー
ドにおける内視鏡の外側に位置する部分にモータ等の回
転駆動手段を装着して、このモータを回転伝達ケーブル
に接続し、モータを作動させると、外套チューブ内に挿
通した回転伝達ケーブルが信号ケーブルと共に軸回りに
回転して、その先端に連結した回転部材を回転させるこ
とができるようになる。

【０００６】また、リニア走査タイプの超音波プローブ
にあっても、超音波振動子を検査を行う体腔壁に対して
所定の角度になるように角度調整する必要があることか
ら、前述したラジアル走査タイプの超音波プローブと同
様に、超音波振動子を装着した回転部材を回転伝達ケー
ブルの先端に連結し、この回転伝達ケーブルを外套チュ
ーブに挿通させることによって、コードを形成するよう
にしている。ただし、このリニア走査タイプの場合に
は、超音波振動子の角度調整を行うためのものであるか
ら、回転伝達ケーブルにはモータは接続されず、マニュ
アル操作によって回転伝達ケーブルを軸回りに所定角度
回転させる構成となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、超音波検査
を行うに当っては、超音波の送受信信号の減衰を可及的
に防止するために、超音波振動子と体腔壁との間に空気
層が介在しないようにしなければならない。そこで、超
音波検査を行うに際には、体内に超音波伝播媒体を充填
し、この超音波伝播媒体中で超音波の送受信を行うよう
にする。この超音波伝播媒体としては、人体に悪影響を
与えることのない水、特に気泡を含まない脱気水が好適
に用いられる。

【０００８】前述したことから、超音波検査を行うに
は、体内に水を大量に注入しなければならない。そこ
で、この水の供給経路としては、経内視鏡的に挿入され
る超音波プローブにあっては、内視鏡のチャンネル部内
に超音波プローブが挿通されている関係から、それを水
の供給経路として利用できないか、利用可能であるにし
ても、その流路断面積が著しく制約される。また、内視
鏡には、その観察窓等を洗浄するために送気送水部が設
けられていることから、この送気送水部から水を供給す
ることもできる。しかしながら、この送気送水部から送
ることができる水の量はあまり多くはなく、しかも送気
送水ノズルから噴流となって噴出される関係から、気泡
が発生することになるので好ましくはない。以上のこと
から、超音波検査を行うに先立って、まず超音波プロー
ブをチャンネル部から脱着した状態で、このチャンネル
部内に送水を行い、然る後に超音波プローブをチャンネ
ル部に挿通させるようにしている。

【０００９】ここで、体腔内に供給した水は比較的短期
間のうちに流出してしまうことになり、従って頻繁に水
を送り込まなければならず、その度毎に超音波プローブ
をチャンネル部に着脱する必要があることから、この操
作が非常に煩わしいものとなっていた。

【００１０】また、特にラジアル走査式の超音波プロー
ブにあっては、超音波振動子を装着した回転部材だけで
なく、回転伝達ケーブル全体が回転することになるの
で、この回転中に、回転伝達ケーブルは外套チューブと
摺接して発熱し、また外套チューブ内面が著しく摩耗す
る等の問題点もある。

【００１１】本発明は叙上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、超音波振動子を走査
させるときに必要な超音波伝播媒体としての水を供給す
るための通路を確保すると共に、ラジアル走査式のもの
にあっては回転伝達ケーブルの回転時に、それと外套チ
ューブとの間で加熱するのを防止できるようにした回転
可能型超音波プローブを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、多重コイルばねからなる回転伝達ケ
ーブルに嵌合される外套チューブに給液手段を接続可能
となし、かつこの外套チューブと回転部材との間に液流
出用開口部を形成する構成としたことをその特徴とする
ものである。

【００１３】

【作用】外套チューブの内部には、回転伝達ケーブル及
び信号ケーブルが挿通されているが、回転伝達ケーブル
は多重コイルばねで形成されていることから、この外套
チューブ内における充填率はあまり高くはなく、比較的
大きな空間が得られる。従って、この外套チューブの内
部を水の供給路として用い、これに給液手段を接続し
て、超音波検査を行っている間は常時水を供給すること
によって、超音波検査を行うべき部位に十分な水を供給
することができる。しかも、この水が外套チューブの内
面と回転伝達ケーブルとの間での冷却機能をも発揮する
ことになるので、ラジアル走査を行う場合においては、
コードの発熱防止及び外套チューブの内面の保護の観点
から特に有利である。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。まず、図１において、１は本体操作部1aと
挿入部1bとを備えた内視鏡を示し、この内視鏡１におけ
る鉗子その他の処置具を挿通するためのチャンネル部２
が挿入部1bに設けられている。このチャンネル部２はそ
の先端部は挿入部1bの先端において処置具等の導出部と
して開口している。また、チャンネル部２の基端側の部
分は本体操作部1aまで延在されて、この本体操作部1aに
おいて処置具等を挿入するための挿入口2aとして開口し
ている。

【００１５】超音波プローブ10は、ラジアル走査を行う
ものであって、このために回転部材11に可撓性を有する
コード12を連設することにより構成され、回転部材11に
は超音波振動子13が装着されている。回転部材11を遠隔
操作によって回転駆動するために、コード12は、図２に
示したように、外套チューブ14と、この外套チューブ14
内に挿通した多重コイルばね（図においては２重のコイ
ルばね）からなる回転伝達ケーブル15と、この回転伝達
ケーブル15に内挿した信号ケーブル16とから構成され
る。

【００１６】また、コード12は内視鏡１の本体操作部1a
に設けた挿入口2aに着脱可能に装着される駆動ユニット
20に接続されている。この駆動ユニット20は、本体ハウ
ジング20ａとチャンネル部２の挿入口2aに着脱可能に装
着される接続部20ｂとを有し、本体ハウジング20ａ内に
は、回転伝達ケーブル15をその軸回りに回転させるため
の回転駆動手段としてのモータ21と、超音波振動子13の
回転角度を検出する検出手段としてのエンコーダ22とを
備えている。回転伝達ケーブル15の先端部は回転部材11
に連結されて、回転部材11を遠隔操作によって回転させ
るためのものであり、その基端部は本体ハウジング20ａ
内に延在されて、その外表面に硬質パイプ23が固着して
設けられている。そして、この硬質パイプ23に一対のプ
ーリ24，25が取り付けられており、またモータ21の出力
軸21ａ及びエンコーダ22の入力軸22ａにもそれぞれプー
リ26，27が装着されて、プーリ24，26間及びプーリ25，
27間にはタイミングベルト等からなる伝達ベルト28，29
が巻回して設けられている。さらに、回転伝達ケーブル
15内に挿通されている信号ケーブル16は本体ハウジング
20ａ内において、ロータリ型信号伝達コネクタ30に接続
されている。この信号伝達コネクタ30は、例えばスリッ
プリングや流体接点等を用いて、回転側の電極と固定側
の電極とを相対回転自在に連結したものである。

【００１７】外套チューブ14は、フッ素樹脂等のよう
に、滑りが良く、柔軟性を備えた部材からなり、その先
端部分は回転部材11と所定の間隔をもって対面する位置
まで延在せしめられている。従って、この外套チューブ
14と回転部材11との間には円環状の開口部としての空隙
31が形成される。ここで、このように空隙31を形成する
のは、外套チューブ14の内部を給水通路として用い、水
の出口として利用するためのものである。そして、この
外套チューブ14内に水を供給するために、その基端部は
本体ハウジング20ａに固定して設けた給水コネクタ32に
固着して設けられている。給水コネクタ32は、外套チュ
ーブ14に嵌合される比較的厚肉で、硬質の筒部32ａを有
し、この筒部32ａには接続部32ｂが連設されており、こ
の接続部32ｂにはルアーロック機構等によって給水配管
33が着脱可能に接続されるようになっている。また、給
水配管33の他端は、給水タンク34における水面下に臨ん
でいる。さらに、この給水タンク34の水面上にはエアポ
ンプ35に接続した加圧エア供給配管36が臨み、この加圧
エア供給配管36から供給されるエアによる加圧力により
給水タンク34から給水配管33及び給水コネクタ32を介し
て外套チューブ14内に水を供給し、この外套チューブ14
の先端部と回転部材11との間の空隙31から流出させるこ
とができるように構成されている。

【００１８】なお、図２において、37は給水コネクタ32
と硬質パイプ23との間に介装したシール部材、38は硬質
パイプ23の端部において本体ハウジング20ａ内に水が侵
入しないように保持するためのシール部、39は回転部材
11における信号ケーブル16の引き出し部分をシールする
ためのシール部をそれぞれ示す。

【００１９】超音波プローブ10のコード12は、駆動ユニ
ット20の接続部20ａに設けた挿通路に挿通されて、ルー
プ状となって本体ハウジング20ａ内に導かれている。ま
た、このコード12のループ部分には振動防止リング40が
挿通されており、この振動防止リング40は本体ハウジン
グ20ａに取り付けた支持杆40ａの先端に設けられてい
る。従って、この振動防止リング40によってラジアル走
査時におけるコード12の振動を防止すると共に、回転部
材11の内視鏡１の挿入部1bからの突出長さの調節を行う
ことができるようになる。

【００２０】本実施例は前述のように構成されるもので
あって、次にその作動について説明する。内視鏡１の挿
入部1bを患者の体内に挿入して、所定の検査，診断を行
うべき部位にまで導き、この内視鏡１による観察に基づ
いて、超音波検査を行うべき位置を特定する。そこで、
挿入部1bの先端をこの超音波検査を行うべき部位近傍に
位置させて、この内視鏡１の挿入口2aから超音波プロー
ブ10をチャンネル部２内に挿入し、その先端部分の回転
部材11を導出部から所定長さ突出させて、超音波振動子
13を超音波検査を行うべき部位に対面させて、駆動ユニ
ット20の接続部20ｂを挿入口2aに固定する。

【００２１】これと共に、給水コネクタ32に給水配管33
を接続して、エアポンプ35を作動させる。これによっ
て、給水タンク34内の水が給水配管33から給水コネクタ
32を介して外套チューブ14内に流入する。ここで、外套
チューブ14内には回転伝達ケーブル15が設けられている
が、この回転伝達ケーブル15はコイルばねで構成されて
いることから、外套チューブ14内に供給された水はこの
回転伝達ケーブル15の内側にまで回り込んで、水は外套
チューブ14内全体に充満する。そして、外套チューブ14
の先端部と回転部材11との間には空隙31が形成されてい
るので、水はこの空隙31から溢出した体腔内に流れ込
む。これによって、超音波振動子13が設けられている回
転部材11は水没状態となる。

【００２２】そこで、モータ21を作動させて、回転伝達
ケーブル15を軸回りに回転させると、この回転トルクが
回転部材11に伝達されて、それが追従回転することにな
って、超音波振動子13が回転する。この間において、信
号ケーブル16を介して超音波振動子13に駆動信号を入力
すると、この超音波振動子13から体腔内壁に向けて超音
波パルスが入射され、体内組織の断層部分に反射し、こ
の反射エコーが超音波振動子13により受信される。そし
て、この反射エコーの受信信号とエンコーダ22により得
られる超音波振動子13の回転角度信号とを超音波観測装
置に伝送し、この超音波観測装置により所定の信号処理
を行うことによって、モニタ装置に超音波画像が表示さ
れることになる。

【００２３】而して、この超音波検査を行っている間
は、外套チューブ14から水が常に体腔内に供給されてい
るから、この水が超音波伝播媒体となって、体内に向け
て入射される超音波パルス及び体内からの反射エコーの
減衰が可及的に防止される。ここで、水はこの検査を行
っている体腔から常に流出することになるが、外套チュ
ーブ14を介して常時水を供給することによって、超音波
プローブ10をチャンネル部２から抜き出すことなく、流
出した分の水を補充することができる。しかも、この外
套チューブ14内においては、比較的広い流路断面積が得
られることから、迅速な水の供給及び補給が可能とな
り、またエアポンプ35によるエア圧を制御することによ
って、必要な時に必要な量の水を供給することができ
る。また、水の出口である空隙31の開口面積を外套チュ
ーブ14内の通路断面積より広くなし、かつ回転部材11の
基端側部分の角度を緩くしておくことによって、空隙31
を介して流出する水が噴流となって気泡を発生するおそ
れはない。

【００２４】しかも、前述したように、外套チューブ14
内には水が充満しているので、回転伝達ケーブル15を回
転させたときに、この水の作用により冷却機能が発揮さ
れて、回転伝達ケーブル15と外套チューブ14との間が摺
接して熱が発生するのを防止すると共に、外套チューブ
14の内面が摩耗するのを防止することができる。

【００２５】なお、前述した実施例においては、内視鏡
のチャンネル部に挿通されるラジアル走査タイプの超音
波プローブについて説明したが、超音波振動子の回転位
置調整を可能としたリニア走査タイプのものにも適用す
ることができ、また外套チューブ内に回転伝達ケーブル
を挿通させてなる超音波プローブであれば、独立して体
内等に挿入される超音波プローブとして構成することも
できる。さらに、給水コネクタは外套チューブと一体的
に設けるように構成してもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、外套チ
ューブに給液手段を接続可能となし、かつこの外套チュ
ーブの先端部と回転部材との間に液流出用開口部を形成
する構成としたので、体腔等の内部に液体を円滑かつ迅
速に供給することができ、また外套チューブ内で回転伝
達ケーブルを回転させたときに、この外套チューブと回
転伝達ケーブルとが摺接することにより生じる発熱を防
止すると共に、外套チューブの内面の摩耗を防止するこ
とができる等の諸効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す超音波プローブを内視
鏡に挿通させた状態を示す外観図である。

【図２】図１の超音波プローブの断面図である。

【符号の説明】

１ 内視鏡 ２ チャンネル部 10 超音波プローブ 11 回転部材 13 超音波振動子 14 外套チューブ 15 回転伝達ケーブル 16 信号ケーブル 20 駆動ユニット 31 空隙 32 給水コネクタ 33 給水配管 34 給水タンク 35 エアポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−168648（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−64240（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−168309（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−80210（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に超音波振動子を装着した回転部材
   を設け、この回転部材に、多重コイルばねからなる回転
   伝達ケーブルの先端部を連結し、この回転ケーブルを外
   套チューブ内に挿通して設けると共に、その基端部を軸
   回り方向に回転させることによって、前記超音波振動子
   を装着した回転部材を回転させることができるようにし
   た超音波プローブにおいて、前記外套チューブには給液
   手段を接続可能となし、かつこの外套チューブの先端部
   と前記回転部材との間に液流出用開口部を形成する構成
   としたことを特徴とする回転可能型超音波プローブ。