JP2712975B2 - 体腔内用超音波プローブ - Google Patents

体腔内用超音波プローブ

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JP2712975B2 JP3350451A JP35045191A JP2712975B2 JP 2712975 B2 JP2712975 B2 JP 2712975B2 JP 3350451 A JP3350451 A JP 3350451A JP 35045191 A JP35045191 A JP 35045191A JP 2712975 B2 JP2712975 B2 JP 2712975B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡等にガイドされ
て体腔等の内部に挿入され、超音波検査を行う超音波プ
ローブに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、超音波プローブを用いて体内組織
の状態を検査するに当たり、例えば内視鏡において鉗子
等の処置具を挿通するために設けられている鉗子チャン
ネル等をガイドとして超音波プローブを体内に挿入し、
体腔内壁から直接超音波信号の送受信を行う体内挿入型
のものが用いられている。この種の超音波プローブは、
鉗子チャンネルに挿通することができる可撓性コードの
先端に先端硬質部を連設し、この先端硬質部に超音波振
動子を装着するように構成される。このように、体腔内
壁から直接超音波の送受信を行うことによって、検査等
を行う部位の至近位置で超音波振動子を作動させること
ができ、体外皮から超音波信号の送受信を行うものと比
較して、皮下脂肪による超音波信号の減衰等を最小限に
抑止することができる等の利点があり、超音波診断の精
度が向上することから、今後益々その活用が見込まれて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ここで、内視鏡におけ
る鉗子チャンネル内はかなり狭く、この内視鏡の鉗子チ
ャンネルにガイドさせる場合には、超音波プローブを極
めて細径としなければならない。このため、先端硬質部
に装着可能な超音波振動子としては、単板振動子であっ
て、しかも極めて小型のものに限定される。ところが、
超音波振動子の振動エネルギはその面積に比例するもの
であり、超音波振動子を小型化すると、それだけ送信信
号及び受信信号が弱くなり、感度が悪化してしまうとい
う問題があった。
【0004】また、超音波振動子は、そのビームパター
ンが円形となっていることが好ましく、このために超音
波振動子の送受信面は円形に成形するのが一般的であ
る。しかしながら、円形の超音波振動子を用いると、先
端硬質部における超音波振動子の装着部の形状との関係
から、デッドスペースができてしまうという問題点があ
った。
【0005】本発明は、上記従来技術の課題を解消する
ためになされたものであり、その目的は、先端硬質部に
装着される超音波振動子の送受信面の面積を広くするこ
とによって送信エネルギを大きくすると共に、高い受信
感度を持った体腔内用超音波プローブを提供することに
ある。
【0006】
【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、細径の可撓性コードの先端に断面が
略円形の先端硬質部を連設し、この先端硬質部に略半円
形状となるように切り欠いて平坦部を形成し、この平坦
部の面に平行に、外形が平坦部の幅とほぼ一致する略正
方形の単板から成る超音波振動子を装着し、かつその送
受信面側にこの超音波振動子と実質的に同じ外形の音響
レンズを積層したことをその特徴とするものである。
【0007】
【作用】可撓性コードの先端に連設される先端硬質部に
超音波振動子が装着される領域を確保するために、この
先端硬質部はほぼ円柱状の部材をほぼ半円の状態に切り
取るようにして平坦部とし、この平坦部を超音波振動子
の装着部としている。従って、この平坦部を有効に利用
するために超音波振動子を角型に形成し、かつこの超音
波振動子と同形の音響レンズを積層させる。ただし、平
坦部に合うように単純に角型にしただけでは、超音波振
動子から送信される超音波信号のビームパターンが非円
形となるので好ましくない。そこで、超音波振動子の形
状をほぼ正方形に形成している。これによって、超音波
ビームは必ずしも円形に集束しないが、実用上差支えな
い程度のものであり、しかも超音波振動子の送受信面の
面積の拡大による振動エネルギの増大及び受信感度の向
上が図られるので、全体として性能が向上する。ここ
で、音響レンズは球面に形成してもよいが、非球面形状
とすれば、ビームパターンをほぼ完全に円形となるよう
に補正することも可能である。
【0008】しかも、超音波振動子をこのように正方形
に形成することは、円形状とするのに比較して、加工上
も極めて有利となる。特に、内視鏡の鉗子チャンネルに
挿通される体腔内用超音波プローブの場合には、超音波
振動子の外形寸法が約2mm角以下というように、極め
て小さいものであり、この超音波振動子を円形に成形す
るのは著しく困難であるが、正方形に加工するのは比較
的簡単に行うことができる。
【0009】
【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に体腔内用超音波プローブPの
先端部分の断面の構造を示す。同図において、1は可撓
性コードを示し、この可撓性コード1の先端には先端硬
質部2が設けられている。可撓性コード1は、フッ素樹
脂等のように滑りが良く、しかも柔軟な部材のチューブ
体から成る外套チューブ3内に2重又は3重の密着コイ
ルばね4を内装して構成され、この密着コイルばね4の
内部には信号ケーブル5が挿通されている。
【0010】先端硬質部2には、連結パイプ6が連結さ
れており、この連結パイプ6には可撓性コード1におけ
る外套チューブ3に連設した金属等から成る硬質リング
7が嵌合されている。この硬質リング7は、その先端部
を内方に曲折することによって、連結パイプ6に対して
相対回転は可能であって、しかも両者が分離しないよう
になっている。また、密着コイルばね4は、連結パイプ
6の内面に接着やろう付け等の手段によって固着されて
おり、密着コイルばね4を軸回りに回せば、先端硬質部
2を回動させることができる。
【0011】次に、図2からも明らかなように、先端硬
質部2はその先端部分の断面形状が円形となっており、
途中位置から切り欠くことによってほぼ半円形の断面と
なり、この部分に平坦部2aが形成されている。この平
坦部2aが超音波振動子8を装着する領域となってい
る。超音波振動子8は、図3にも示したように、その形
状は正方形となっており、各辺の長さは平坦部2aの幅
とほぼ同じか、又はそれより僅かに短い寸法となってい
る。また、この超音波振動子8上には、それと同じ外形
を有する凹状に形成した音響レンズ9が積層され、かつ
超音波振動子8の角隅部における表裏両面には信号ケー
ブル5における配線10が接続されている。更に、この
配線10は平坦部2aに装着したコイル11に接続さ
れ、また同軸ケーブルから成る信号ケーブル5における
配線はこのコイル11に接続されている。
【0012】このように構成される体腔内用超音波プロ
ーブPは、図4に示したように、内視鏡Sにおいて、鉗
子その他の処置具を挿通するために設けられている鉗子
チャンネルC内に挿入され、この内視鏡Sの挿入部Iを
体内に挿入して体腔内壁から直接超音波信号の送受信を
行うことができるようになっている。即ち、内視鏡Sの
挿入部Iを体内における検査を行うべき部位にまで導
き、鉗子チャンネルC内に体腔内用超音波プローブPを
挿入し、先端硬質部2をこの鉗子チャンネルCから外部
に導出させて体腔壁に当接させるか、又は超音波伝搬媒
体を介して体腔壁に対面させて、超音波パルスを体内に
向けて入射する。そして、その反射エコーを取得して、
この信号を超音波観測装置Tに伝送し、所定の信号処理
を行った上で、モニタ装置Mに超音波画像を表示する。
ここで、所定の範囲にわたって超音波振動子をスキャン
させてBモード超音波画像を取得する場合には、超音波
振動子8をリニア方向又はラジアル方向に機械的に移動
させるようにするが、このためには、体腔内用超音波プ
ローブPにおける可撓性コード1の基端部を内視鏡Sに
固定して設けた操作ユニットUに接続し、この操作ユニ
ットUによって超音波プローブPを押し引き操作する
か、又は可撓性コード1内の密着コイルばね4をモータ
等によって軸回りに回転させるようにすればよい。な
お、リニアスキャンを行う場合にあっても、超音波振動
子8を所望の方向に向ける必要があることから、密着コ
イルばね4を回して、先端硬質部2を回転駆動すること
ができるようになっている。
【0013】このようにして超音波検査が行われるが、
超音波検査は、体内等に超音波パルスを入射し、この体
内における音響インピーダンスの差のある部位からの反
射エコーを受信するものであることから、この反射エコ
ー信号の信号レベルを上げるために、また体内の深部か
らの反射エコーを受信できるようにするためには、超音
波振動子8から送信される超音波信号は可及的にその振
動エネルギを高くしなければならないし、またできるだ
け小さなスポット径となるように集束させなければなら
ない。ここで、超音波振動子8のパワーを向上させるた
めには、その送受信面の面積を大きくすればよい。一
方、超音波信号のビームスポットは円形ないし円形に近
い形状となるように所定の深さ位置で集束させるように
する。以上のことから、超音波振動子としては、その外
形が円形となり、しかも可及的に広い送受信面を持たせ
るようにするのが好ましい。しかしながら、内視鏡Sの
鉗子チャンネルCに挿通されるタイプの体腔内用超音波
プローブPは、細径化の要請が極めて強いことから、超
音波振動子8を大型化することはできない。
【0014】ここで、超音波振動子8が装着される先端
硬質部2の平坦面2aの形状を見ると、この超音波振動
子装着スペースは角型となっている。従って、この超音
波振動子の装着領域にデッドスペースができないように
有効に活用するために、超音波振動子8を正方形とし、
その各辺の長さを平坦部2aの幅とほぼ同じか、又はそ
れより僅かに短い寸法とし、かつこの超音波振動子8と
同形の音響レンズ9をその送受信面に積層することによ
って、そのほぼ全体を送受信面として利用している。こ
れによって、円形とするものに比較して、同じ平坦面2
aに装着するに当たり、得られる送受信面の面積がかな
り大きくなる。しかも、配線10の接続部は、超音波振
動子8の角隅部に設けているので、ほぼその全体を送受
信面として利用することができる。
【0015】角型の超音波振動子を用いると、超音波ビ
ームのスポット径が円形に集束させることができないと
いう問題点が生じる。しかしながら、超音波振動子8を
正方形とし、しかもこの超音波振動子8全体を音響レン
ズ9で覆うことによって、比較的円形に近い形状となる
ように集束させ、実用上差支えはないようにしている。
むしろ、ビームスポットの形状が多少異形となったとし
ても、振動エネルギを大きくすることの方が超音波振動
子としての性能上からは有利である。また、音響レンズ
9を非球面形状にすれば、超音波ビームのスポットをほ
ぼ円形となるように補正することも可能となる。
【0016】しかも、極めて小型の超音波振動子8(内
視鏡Sの鉗子チャンネルCの内径寸法により規制される
ことから、その外形寸法は約2mmないしそれ以下とな
る)を成形するに当たっては、角型に成形するのは比較
的容易であるが、円形に加工するのは極めて困難であ
る。従って、超音波振動子の加工という観点からも、そ
れを正方形にするのは極めて有利となる。
【0017】ここで、音響レンズ9としては、その材質
としてエポキシ樹脂を用いるのが一般的であり、このよ
うにエポキシ樹脂により音響レンズを形成して、超音波
ビームを集束させるには、凹レンズにする必要がある。
この凹レンズを正方形にすると、四隅に突起9aができ
ることになり、このような突起9aが直接体腔壁に当た
らないようにしなければならない。しかしながら、先端
硬質部2における平坦部2aに装着されており、この平
坦部2aの前方位置には膨出部2bが、また後方位置に
は連結パイプ6の挿通部2cが設けられており、しかも
音響レンズ9の突起9aはこれらより低い位置までしか
突出しない。また、この音響レンズ9の成形をエポキシ
樹脂を軟性状態にして、プレス成形手段により成形して
突起9aの部分に丸味を持たせるようにすることも可能
である
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、超音波
振動子が装着される先端硬質部にほぼ半円形状となるよ
うにした切り欠きを設けて、超音波振動子をほぼ正方形
としてこの切り欠きの面に平行に装着し、かつこの超音
波振動子の送受信面側に、この超音波振動子と同じ外形
の音響レンズを積層する構成としたので、超音波ビーム
の集束スポットの形状を実用上差支えない程度の非円形
状に抑制した上で、先端硬質部の超音波振動子の装着部
にデッドスペースができないように有効に活用して、そ
の送受信面の面積を可及的に広くすることが可能とな
り、超音波振動エネルギを大きくすることができ、また
超音波振動子の加工も著しく容易になる等の諸効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す体腔内用超音波プロー
ブにおける先端部分の断面図である。
【図2】超音波プローブの先端硬質部の平面図である。
【図3】超音波振動子と音響レンズとから成るアセンブ
リの分解斜視図である。
【図4】超音波プローブの作動状態を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1 可撓性コード 2 先端硬質部 2a 平坦部 8 超音波振動子 9 音響レンズ P 超音波プローブ S 内視鏡 C 鉗子チャンネル
フロントページの続き (72)発明者 山下 昇一 東京都三鷹市牟礼6丁目22番1号 アロ カ株式会社内 (72)発明者 加藤 恵司 東京都三鷹市牟礼6丁目22番1号 アロ カ株式会社内 (72)発明者 松中 敏行 東京都三鷹市牟礼6丁目22番1号 アロ カ株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−106351(JP,A) 特開 平2−65852(JP,A) 特開 昭58−133224(JP,A) 特開 平4−97742(JP,A) 実開 昭61−77009(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 細径の可撓性コードの先端に断面が略円
    形の先端硬質部を連設し、この先端硬質部に略半円形状
    となるように切り欠いて平坦部を形成し、この平坦部の
    面に平行に、外形が平坦部の幅とほぼ一致する略正方形
    単板から成る超音波振動子を装着し、かつその送受信
    面側にこの超音波振動子と実質的に同じ外形の音響レン
    ズを積層したことを特徴とする体腔内用超音波プロー
    ブ。
  2. 【請求項2】 前記音響レンズは非球面形状となし、こ
    の非球面音響レンズにより前記超音波振動子からの超音
    波ビームパターンをほぼ完全に円形となるように補正す
    る構成としたことを特徴とする請求項1記載の体腔内用
    超音波プローブ。
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