JPH08275946A - Ultrasonic imaging catheter - Google Patents
Ultrasonic imaging catheterInfo
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- JPH08275946A JPH08275946A JP8127308A JP12730896A JPH08275946A JP H08275946 A JPH08275946 A JP H08275946A JP 8127308 A JP8127308 A JP 8127308A JP 12730896 A JP12730896 A JP 12730896A JP H08275946 A JPH08275946 A JP H08275946A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、血管内にも挿入で
きるカテーテル型の細径の超音波プローブの改良に関
し、特に観察深度の拡張を可能とした(超音波パルスエ
コー法による超音波診断装置用の)超音波イメージング
・カテーテルに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a catheter type ultrasonic probe having a small diameter which can be inserted into a blood vessel, and in particular, enables extension of the observation depth (an ultrasonic diagnostic apparatus using an ultrasonic pulse echo method. Ultrasonic imaging catheter).
【0002】[0002]
【従来の技術】超音波診断装置は、近年大変普及をした
画像診断装置の1つである。その診断対象は、ほぼ人体
の全身に渡っており、体外より体内臓器等を観察するた
めのプローブ(リニア・プローブ,コンベックス・プロ
ーブ,セクタ・プローブ等)が数多く実用化されてい
る。また最近では、体内より直接目的の臓器が観察でき
る体腔内プローブ(経直腸プローブ,経腔プローブや経
食道プローブ)が開発されており、より精密な観察・診
断が可能となった。2. Description of the Related Art An ultrasonic diagnostic apparatus is one of the image diagnostic apparatuses that have become very popular in recent years. The diagnosis target is almost the whole body of the human body, and many probes (linear probe, convex probe, sector probe, etc.) for observing internal organs and the like from outside the body have been put to practical use. In addition, recently, a body cavity probe (transrectal probe, transcavity probe, or transesophageal probe) that allows direct observation of a target organ from inside the body has been developed, which enables more precise observation and diagnosis.
【0003】更に現在では、内視鏡の鉗子口や血管内に
も挿入できる細径プローブが開発されてきており、内視
鏡観察下での胃、胆嚢、膵臓等の精密診断や、X線透視
下での冠状動脈断面の観察が進みつつある状況である。
現在、血管内にも挿入できる最小の細径プローブとして
は、直径が1mm強で30MHzの超音波を使用したものが
知られている。Further, at present, a small-diameter probe that can be inserted into the forceps mouth of an endoscope or a blood vessel has been developed, and precise diagnosis of the stomach, gallbladder, pancreas, etc. under observation with an endoscope and X-rays are being performed. This is a situation where the observation of coronary artery cross-section under fluoroscopy is progressing.
At present, as a minimum diameter probe that can be inserted into a blood vessel, one using an ultrasonic wave of 30 MHz at a diameter of slightly over 1 mm is known.
【0004】血管内にも挿入できるカテーテル型の細径
超音波プローブ(以下、超音波イメージング・カテーテ
ルと呼ぶ)の従来の構造としては、大別して図14
(a),(b),(c)に示した様な3つのものが知ら
れている。The conventional structure of a catheter type small-diameter ultrasonic probe (hereinafter referred to as an ultrasonic imaging catheter) that can be inserted into a blood vessel is roughly classified into FIG.
Three types are known as shown in (a), (b) and (c).
【0005】図14(a)及び図14(b)は、機械走
査方式によるラジアル走査型の超音波イメージング・カ
テーテルの構造を示しており、(a)は振動子101を
回転駆動軸103によって直接回転走査するもの、
(b)は振動子101を固定し、対向する音響反射鏡1
02を、回転駆動軸103によって回転走査するもので
ある。これらは、いずれも超音波ビーム110をカテー
テル104に対して垂直方向に回転走査し、断層像を得
るものである。すなわち、カテーテル104を血管内に
挿入した場合、血管の断面(輪切り)が画像として観察
できるものである。FIGS. 14 (a) and 14 (b) show the structure of a radial scanning type ultrasonic imaging catheter using a mechanical scanning method. FIG. 14 (a) shows a transducer 101 directly mounted on a rotary drive shaft 103. Those that rotate and scan,
(B) is an acoustic reflecting mirror 1 in which the oscillator 101 is fixed and facing each other.
02 is rotationally scanned by the rotary drive shaft 103. In all of these, the ultrasonic beam 110 is rotationally scanned in the direction perpendicular to the catheter 104 to obtain a tomographic image. That is, when the catheter 104 is inserted into a blood vessel, the cross section (circular slice) of the blood vessel can be observed as an image.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例のうち、図14(b)に示したものにおいては、
振動子101の開口は、カテーテル104の直径で制限
されてしまい、図14(a)に示したものにおいては、
断層面のスライスの厚さ方向の分解能を決定する開口S
は、カテーテル104の直径には制限されないものの、
断層像面の方位分解能を決定する開口Lは、カテーテル
104の直径で制限されてしまう。However, among the above-mentioned conventional examples, the one shown in FIG.
The opening of the oscillator 101 is limited by the diameter of the catheter 104, and in the case shown in FIG.
Aperture S that determines the resolution in the slice thickness direction of the slice plane
Is not limited to the diameter of the catheter 104,
The aperture L that determines the lateral resolution of the tomographic image plane is limited by the diameter of the catheter 104.
【0007】従って、カテーテル104を細径、例えば
血管にも挿入できる様に1mm程度にすると、振動子10
1の開口も、1mm以下となってしまう。音波の原理よ
り、小さい開口から送波された超音波は、大きな開口よ
り送波された超音波より指向性が悪くすぐに超音波ビー
ムが拡散してしまう性質をもっている。Therefore, when the catheter 104 has a small diameter, for example, about 1 mm so that it can be inserted into a blood vessel, the vibrator 10
The opening of 1 also becomes 1 mm or less. According to the principle of sound waves, ultrasonic waves transmitted from a small opening have a property that directivity is inferior to that of ultrasonic waves transmitted from a large opening and the ultrasonic beam immediately diffuses.
【0008】従って、このような小開口の振動子により
超音波ビームを発生させる場合、超音波ビームの指向性
を良くし、画像の分解能を良くするためには、原理的
に、超音波ビームの周波数をより高い周波数に設定しな
ければならない。この様な理由から、実用化されている
直径1mm程度の超音波イメージング・カテーテルの周波
数は20〜30MHz程度の高周波に設定されている。Therefore, in order to improve the directivity of the ultrasonic beam and the resolution of the image when the ultrasonic beam is generated by the vibrator having such a small aperture, in principle, the ultrasonic beam The frequency must be set to a higher frequency. For this reason, the frequency of the ultrasonic imaging catheter having a diameter of about 1 mm, which has been put into practical use, is set to a high frequency of about 20 to 30 MHz.
【0009】開口と分解能と周波数の関係については、
本願出願人が既に出願している特開昭60−18159
号公報に詳しく述べられている。Regarding the relationship between the aperture, the resolution and the frequency,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-18159 filed by the applicant of the present application
It is described in detail in the publication.
【0010】以上のように、ラジアル走査方式の細径の
イメージング・カテーテルでは、20〜30MHz程度の
高周波を使用しなければならないため、その観察深度
(超音波ビームの到達深度)は極めて浅く(約5mm程
度)、従って診断対象も血管断面付近と極めて制限され
たものとなっている。勿論、カテーテルの直径を太くす
れば、大開口がとれるので、より低い周波数である20
MHzから10MHz位の周波数が使用でき、診断深度は拡
大するのであるが、カテーテルの直径は2〜3mm位に太
くなってしまい、血管内への挿入が困難となってしま
う。As described above, in the radial scanning type small-diameter imaging catheter, a high frequency of about 20 to 30 MHz must be used, and therefore the observation depth (the arrival depth of the ultrasonic beam) is extremely shallow (about Therefore, the diagnosis target is very limited to the vicinity of the blood vessel cross section. Of course, if the diameter of the catheter is made large, a large opening can be made, so that the frequency is lower.
A frequency of about 10 to 10 MHz can be used, and the diagnostic depth is expanded, but the diameter of the catheter is increased to about 2 to 3 mm, which makes it difficult to insert the catheter into a blood vessel.
【0011】また、図14(c)に示したものは、カテ
ーテルの周囲に矩形状の振動子101を多数個配列し、
電子スキャン方式により、超音波ビーム110をラジア
ル走査するものである。この方式においても、方位分解
能はカテーテル104の直径で制限される開口に依存し
ている。更に、この方式では、カテーテル104の外周
上に配列された振動子101の数を多くしないと(例え
ば64素子以上)、分解能の良い断層像が得られないと
いう原理的問題点があり、製造上極めて困難である。ま
た、電子スキャンを制御するスイッチング回路をカテー
テル104の先端部105に設ける必要もあり(スイッ
チング回路がカテーテルの外部に在る場合は素子の数だ
けのリード線をカテーテル内に通す必要がある)、いず
れにしても、細径化を図ることは、極めて困難であり、
実用的な方式とは言えない。In the structure shown in FIG. 14C, a large number of rectangular vibrators 101 are arranged around the catheter,
The ultrasonic beam 110 is radially scanned by an electronic scanning method. Also in this method, the lateral resolution depends on the opening limited by the diameter of the catheter 104. Further, this method has a principle problem that a tomographic image with good resolution cannot be obtained unless the number of transducers 101 arranged on the outer circumference of the catheter 104 is increased (for example, 64 elements or more). It's extremely difficult. It is also necessary to provide a switching circuit for controlling the electronic scan on the tip portion 105 of the catheter 104 (if the switching circuit is outside the catheter, it is necessary to pass as many leads as the number of elements into the catheter). In any case, it is extremely difficult to reduce the diameter,
Not a practical method.
【0012】上記の様な問題点を解決するための一つの
方法としては、振動子の開口をカテーテルの長手方向に
延長し、カテーテルの中心軸を含む面に沿ってこの振動
子をセクタ走査する方法が考えられる。この場合には、
走査方向の開口は、カテーテルの直径によって制限され
ないので、分解能を低下させることなく、より低い周波
数を使用することができ、観察深度をより深くすること
ができる。As one method for solving the above-mentioned problems, the opening of the vibrator is extended in the longitudinal direction of the catheter, and the vibrator is sector-scanned along a plane including the central axis of the catheter. A method can be considered. In this case,
Since the aperture in the scan direction is not limited by the diameter of the catheter, lower frequencies can be used and observation depth can be deeper without loss of resolution.
【0013】このように振動子をカテーテルの中心軸を
含む面に沿ってセクタ走査する機構としては、例えば、
特公昭57−61417号公報に開示されているもの
や、特開昭63−145640号公報に開示されている
ものが知られている。As a mechanism for sector-scanning the transducer along the plane including the central axis of the catheter, for example,
The one disclosed in JP-B-57-61417 and the one disclosed in JP-A-63-145640 are known.
【0014】しかしながら、上記の機構のうち特公昭5
7−61417号公報に開示されている機構は、図15
に示した様に振動子122の下部に、ソレノイドコイル
128,アマーチャ124,回動体120等の機構部材
を設けたものであるため、これらの機構部材を配置する
ためのスペースがカテーテルの径方向に余分に必要であ
る。そのため、カテーテルの外径が原理的に太くなって
しまい、細径のカテーテルには本質的に適さない構造で
ある。また仮に、この構造で、図16に示す様に振動子
の開口をカテーテルの長手方向に沿って大きく取ったと
しても、上記の機構部材の存在によって、セクタ走査角
度は極端に小さく制限されてしまう。すなわち、この構
造は、直腸や体腔内プローブには適用可能であっても、
血管内にまで挿入できる様な細径のプローブには適用す
ることができない。However, among the above mechanisms, Japanese Patent Publication No.
The mechanism disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-61417 is shown in FIG.
Since mechanical members such as the solenoid coil 128, the armature 124, and the rotating body 120 are provided below the vibrator 122 as shown in FIG. 3, a space for arranging these mechanical members is provided in the radial direction of the catheter. Extra needed. As a result, the outer diameter of the catheter is increased in principle, which is essentially unsuitable for a small-diameter catheter. Even with this structure, even if the opening of the transducer is made large along the longitudinal direction of the catheter as shown in FIG. 16, the sector scan angle is extremely small due to the presence of the above-mentioned mechanical member. . That is, even if this structure can be applied to a rectal probe or a body cavity probe,
It cannot be applied to a probe having such a small diameter that it can be inserted into a blood vessel.
【0015】また、特開昭63−145640号公報に
開示されている機構は、カテーテルの先端に、揺動自在
な回動部材を設け、この回動部材上に電子スキヤン方式
の探触子を取り付けたものである。この構造も、特公昭
57−61417号公報に開示されている機構と同様、
振動子(探触子)の下部に駆動機構が存在するので、こ
の駆動機構の分だけカテーテルの径方向に余分なスペー
スを必要とすることとなるため、カテーテルの外径は本
質的に太くなる傾向にあり、血管内にも挿入できる様な
細径のカテーテルには適さない。In the mechanism disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-145640, a swingable rotatable member is provided at the tip of the catheter, and an electronic scanning type probe is provided on the rotatable member. It is attached. This structure is similar to the mechanism disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-61417.
Since the drive mechanism exists under the transducer (probe), an extra space is required in the radial direction of the catheter by the amount of this drive mechanism, and therefore the outer diameter of the catheter is essentially thick. It is not suitable for a catheter with a small diameter that tends to be inserted into a blood vessel.
【0016】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、細径の超
音波イメージング・カテーテルが本質的に有している観
察深度の浅さを大幅に改善し、細径であっても観察深度
が深く、かつ画像の分解能の良い超音波イメージング・
カテーテルを提供することにある。Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to significantly reduce the depth of observation that a small-diameter ultrasonic imaging catheter essentially has. The ultrasonic imaging has a large observation depth even with a small diameter and good image resolution.
To provide a catheter.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の超音波イメージング・カ
テーテルは、体腔内に挿入される外管部と、該外管部の
先端部近傍に該外管部の長手方向に沿う面内に揺動可能
に支持され、前記外管部の長手方向に沿って該外管部の
直径よりも大きい開口を有する振動子と、前記外管部内
にその延出方向に沿って配設され、該外管部に対して往
復運動または回転運動をする伝達ワイヤと、前記振動子
の後部に配置され、前記伝達ワイヤの往復運動または回
転運動を前記振動子の揺動運動に変換する変換機構とを
具備することを特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, an ultrasonic imaging catheter of the present invention has an outer tube portion to be inserted into a body cavity and a tip of the outer tube portion. A vibrator having an opening larger than the diameter of the outer tube portion along the longitudinal direction of the outer tube portion and swingably supported in the plane of the outer tube portion in the vicinity of the outer tube portion; A transmission wire that is disposed in the tube portion along the extension direction thereof and that reciprocates or rotates with respect to the outer tube portion; and a reciprocating movement or rotation motion of the transmission wire that is disposed at the rear portion of the vibrator. To a swing motion of the oscillator.
【0018】以上の様に、この発明に係わる超音波イメ
ージング・カテーテルは構成されているので、伝達ワイ
ヤの往復運動または回転運動を、振動子の後方に設けら
れた変換機構を介して、外管部の径よりも大きい開口を
有する振動子の揺動運動に変換することにより、振動子
をその開口の大きい方向に走査することが可能でありな
がら、外管部の径方向に変換機構の収容スペースを必要
としなくなるので、細径であっても観察深度が深く、か
つ画像の分解能の良い超音波イメージング・カテーテル
を提供することができる。As described above, since the ultrasonic imaging catheter according to the present invention is constructed, the reciprocating motion or rotary motion of the transmission wire is transferred to the outer tube via the conversion mechanism provided behind the vibrator. By converting the oscillator into an oscillating motion that has an opening that is larger than the diameter of the section, the transducer can be scanned in the direction in which the opening is larger, but the conversion mechanism is accommodated in the radial direction of the outer tube section. Since no space is required, it is possible to provide an ultrasonic imaging catheter having a small observation diameter, a deep observation depth, and good image resolution.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
について、添付図面を参照して詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
【0020】図1は、一実施形態の超音波イメージング
・カテーテルの構造を概略的に示した図である。FIG. 1 is a schematic view showing the structure of an ultrasonic imaging catheter according to one embodiment.
【0021】図1において、超音波イメージング・カテ
ーテル10(以下、単にカテーテルと呼ぶ)は、その先
端部10aから体腔または血管内に挿入され、これら体
腔または血管の周囲の構造を超音波により探索するため
のものである。In FIG. 1, an ultrasonic imaging catheter 10 (hereinafter, simply referred to as a catheter) is inserted into a body cavity or a blood vessel from its tip 10a, and the structure around the body cavity or the blood vessel is searched by ultrasonic waves. It is for.
【0022】カテーテル10の外殻を構成する外管12
の内部の先端部近傍には、超音波振動子14が配置され
ており、この超音波振動子14は、基板30に取り付け
られている。基板30は、回転軸16によりカテーテル
10の長手方向に沿う平面内で回動自在に支持されてい
る。超音波振動子14の後方には、外管12の長手方向
に沿って配置されたフレキシブルな駆動ワイヤ18が配
設されており、この駆動ワイヤ18は、カテーテル10
の後端部に配置された不図示の駆動装置により、外管1
2の長手方向に沿う往復運動(矢印a方向)または、外
管12の中心軸を回転軸とする回転運動(矢印b方向)
を行う様になされている。駆動ワイヤ18と超音波振動
子14の間には駆動ワイヤ18の上記の往復運動または
回転運動を、超音波振動子14の回転軸16回りの揺動
運動(矢印c方向)に変換するための変換機構19が配
置されている。従って、超音波振動子14は、不図示の
駆動装置により、カテーテル10の長手方向に対して側
視の方向に矢印dの範囲に渡ってセクタ操作が行われる
様に駆動される。An outer tube 12 forming the outer shell of the catheter 10.
An ultrasonic transducer 14 is arranged near the tip of the inside of the ultrasonic transducer, and the ultrasonic transducer 14 is attached to the substrate 30. The substrate 30 is rotatably supported by the rotating shaft 16 in a plane along the longitudinal direction of the catheter 10. Behind the ultrasonic transducer 14, a flexible drive wire 18 arranged along the longitudinal direction of the outer tube 12 is arranged.
A drive device (not shown) arranged at the rear end of the outer tube 1
2 reciprocating movement along the longitudinal direction (arrow a direction) or rotational movement about the central axis of the outer tube 12 (arrow b direction)
It is designed to do. Between the drive wire 18 and the ultrasonic transducer 14, the reciprocating movement or the rotational movement of the drive wire 18 is converted into a swinging movement (in the direction of arrow c) around the rotation axis 16 of the ultrasonic transducer 14. A conversion mechanism 19 is arranged. Therefore, the ultrasonic transducer 14 is driven by a drive device (not shown) so that the sector operation is performed over the range of the arrow d in the side view direction with respect to the longitudinal direction of the catheter 10.
【0023】超音波振動子14は、図1,図2,図3に
示した様に、カテーテル10の長手方向にAの開口幅を
有しており、カテーテル10の径方向にFの開口幅を有
している。カテーテル10の径方向の開口幅Fは、必然
的にカテーテル10の内径Dにより制限され、開口幅F
はこの内径Dよりも僅かに小さい値に設定されている。
一方、カテーテル10の長手方向の開口幅Aは、カテー
テル10の内径Dには制限されず、カテーテル10の内
径Dよりも大きく採ることが可能である。このように、
カテーテル10の長手方向すなわち超音波振動子14の
走査方向に沿って、開口幅Aを大きく採ることによっ
て、超音波が拡散しにくくなるので、矢印dの範囲で示
されるセクタ操作における方位分解能が改善される。こ
の方位分解能が改善されることにより、より低い周波数
を使用しても必要な分解能が確保されるので、低い周波
数を使用して、超音波ビームの到達深度を増大させるこ
とができる。超音波ビームの到達深度が増大すれば、カ
テーテル10による観察深度が深くなり、より広い範囲
の観察を行うことが可能となる。As shown in FIGS. 1, 2 and 3, the ultrasonic transducer 14 has an opening width A in the longitudinal direction of the catheter 10 and an opening width F in the radial direction of the catheter 10. have. The radial opening width F of the catheter 10 is necessarily limited by the inner diameter D of the catheter 10, and the opening width F
Is set to a value slightly smaller than this inner diameter D.
On the other hand, the opening width A in the longitudinal direction of the catheter 10 is not limited to the inner diameter D of the catheter 10 and can be larger than the inner diameter D of the catheter 10. in this way,
By increasing the opening width A along the longitudinal direction of the catheter 10, that is, the scanning direction of the ultrasonic transducer 14, the ultrasonic waves are less likely to diffuse, so that the azimuth resolution in the sector operation shown by the arrow d is improved. To be done. This improved lateral resolution ensures the required resolution even at lower frequencies, so lower frequencies can be used to increase the reach of the ultrasonic beam. If the arrival depth of the ultrasonic beam increases, the observation depth by the catheter 10 becomes deeper, and it becomes possible to observe a wider range.
【0024】なお、この実施形態における超音波振動子
14の開口幅Aと、セクタ走査角度αとカテーテル10
の内径Dとの関係は次の様な式で表される。The opening width A of the ultrasonic transducer 14, the sector scan angle α, and the catheter 10 in this embodiment are as follows.
The relation with the inner diameter D of is expressed by the following equation.
【0025】α=2・sin-1(D/A) この関係をグラフに表すと、図4に示した様になる。図
4によれば、開口幅Aをカテーテル10の内径Dの2倍
とした場合で、約60°の走査角度が得られ、開口幅A
を内径Dの4倍とした場合でも、30°程度の走査角度
が得られることが分かる。Α = 2 · sin −1 (D / A) This relationship is shown in the graph as shown in FIG. According to FIG. 4, when the opening width A is twice the inner diameter D of the catheter 10, a scanning angle of about 60 ° is obtained.
It can be seen that a scanning angle of about 30 ° can be obtained even when is 4 times the inner diameter D.
【0026】次に、図5は、一実施形態の第1の変形例
を示した図である。なお、一実施形態と同一部分には同
一符号を付してその説明を省略する。Next, FIG. 5 is a diagram showing a first modification of the embodiment. The same parts as those in the embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0027】図5において、超音波振動子14の裏面に
は、バッキング層20を介してもう1つの超音波振動子
22が配設されている。これら2つの超音波振動子1
4,22により同時にセクタ走査を行えば、矢印dで示
した範囲と、矢印eで示した範囲の断層像が同時に得ら
れることとなり、より観察範囲を広げることができる。In FIG. 5, another ultrasonic transducer 22 is provided on the back surface of the ultrasonic transducer 14 with a backing layer 20 interposed therebetween. These two ultrasonic transducers 1
If the sector scanning is performed simultaneously with 4 and 22, tomographic images in the range indicated by the arrow d and the range indicated by the arrow e can be obtained at the same time, and the observation range can be further expanded.
【0028】図6は、一実施形態の第2の変形例を示し
た図である。FIG. 6 is a diagram showing a second modification of the embodiment.
【0029】この第2の変形例は、一実施形態の超音波
振動子14を、図6,図7に示した様に、小さな振動素
子24をアレイ状に配列させたアレイ振動素子26で置
き換えたものである。このようにアレイ振動素子26を
使用すれば、超音波の送信及び受信のときに、電子フォ
ーカスの技術を使用することができるので、画像の分解
能の改善を図ることができる。特に、この実施形態の様
に、開口を大きくして観察深度を深くしたカテーテルに
おいては、電子フォーカスの技術を使用することによ
り、患部の深い部分に焦点を合わせることができるの
で、深い部分を鮮明に観察することが可能となる。ま
た、アレイ振動子26を、図5に示した第1の変形例に
適用することも可能である。In this second modification, the ultrasonic transducer 14 of the embodiment is replaced with an array vibrating element 26 in which small vibrating elements 24 are arranged in an array as shown in FIGS. 6 and 7. It is a thing. By using the array vibrating element 26 in this way, the electronic focusing technique can be used when transmitting and receiving ultrasonic waves, and therefore the resolution of the image can be improved. In particular, as in this embodiment, in a catheter having a large observation depth to deepen the observation depth, it is possible to focus on a deep portion of the affected area by using the electronic focusing technique, so that the deep portion can be clearly seen. It becomes possible to observe. The array vibrator 26 can also be applied to the first modification shown in FIG.
【0030】更には、超音波振動子を凹面状の振動子と
して、超音波の収束性を良くするなど種々の変形が考え
られる。Furthermore, various modifications are conceivable, such as using an ultrasonic vibrator as a concave vibrator to improve the convergence of ultrasonic waves.
【0031】次に、変換機構19の構造について説明す
る。Next, the structure of the conversion mechanism 19 will be described.
【0032】図8は、変換機構19の第1の実施形態の
構造を示した図である。FIG. 8 is a view showing the structure of the conversion mechanism 19 according to the first embodiment.
【0033】図8において、超音波振動子14は、回転
軸16の回りに回動可能に取り付けられた基板30上に
配設されている。基板30の後端部には、図9に示した
様に、基板30の幅方向に延出するスライド溝30aが
形成されている。一方、駆動ワイヤ18の先端部18a
は、図8に示した様に、曲げられており、その更に先端
部には、球状の突起部18bが形成されている(図1
0)。そして、この突起部18bが図10に示した様
に、スライド溝30aを介して基板30内に進入してい
る。このように構成された変換機構19においては、駆
動ワイヤ18が図8に矢印bで示した様に回転すると、
駆動ワイヤ18の先端部18aが、駆動ワイヤ18の中
心軸の回りに振れ回り運動する。この運動につれて、突
起部18bが、図9(a)〜図9(c)に示した様に、
スライド溝30aに沿ってスライドし、基板30は、回
転軸16の回りに揺動運動することとなる。In FIG. 8, the ultrasonic transducer 14 is arranged on a substrate 30 rotatably mounted around a rotary shaft 16. As shown in FIG. 9, a slide groove 30 a extending in the width direction of the substrate 30 is formed at the rear end of the substrate 30. On the other hand, the tip portion 18a of the drive wire 18
Is bent as shown in FIG. 8, and a spherical protrusion 18b is formed at the tip of the bent portion (see FIG. 1).
0). Then, as shown in FIG. 10, the protrusion 18b enters the substrate 30 through the slide groove 30a. In the conversion mechanism 19 configured as described above, when the drive wire 18 rotates as shown by the arrow b in FIG.
The tip portion 18a of the drive wire 18 whirls around the central axis of the drive wire 18. With this movement, the protrusion 18b is, as shown in FIGS. 9 (a) to 9 (c),
By sliding along the slide groove 30a, the substrate 30 swings around the rotating shaft 16.
【0034】次に、図11は、変換機構19の第2の実
施形態の構造を示した図である。Next, FIG. 11 is a diagram showing the structure of the second embodiment of the conversion mechanism 19.
【0035】図11において、基板30の先端部には、
ヒンジ32を介して、リンク部材34の一端部が回転自
在に取り付けられている。リンク部材34の他端部は、
駆動ワイヤ18の先端部にヒンジ35を介して回転自在
に取り付けられている。従って、駆動ワイヤ18が、矢
印a方向に往復運動すると、リンク部材34は、駆動ワ
イヤの動きにつれて90°以内の回転角で回転運動し、
基板30は、矢印cで示した様に揺動運動を行う。In FIG. 11, the tip of the substrate 30 is
One end of the link member 34 is rotatably attached via the hinge 32. The other end of the link member 34 is
It is rotatably attached to the distal end portion of the drive wire 18 via a hinge 35. Therefore, when the drive wire 18 reciprocates in the direction of arrow a, the link member 34 rotationally moves within a rotation angle of 90 ° as the drive wire moves,
The substrate 30 makes an oscillating motion as shown by the arrow c.
【0036】図12は、第2の実施形態の変形例の構造
を示したものであり、基板30の後端部にヒンジ36を
介してリンク部材38が取り付けられている場合を示し
ている。この構造においても、第2の実施形態と全く同
様に駆動ワイヤ18が矢印a方向に往復運動することに
より、基板30は、矢印cで示した様に揺動運動を行
う。 次に、図13は、変換機構19の第3の実施形態
の構造を示した図である。FIG. 12 shows the structure of a modification of the second embodiment, and shows a case where a link member 38 is attached to the rear end of the substrate 30 via a hinge 36. Also in this structure, the drive wire 18 reciprocates in the direction of the arrow a in exactly the same manner as in the second embodiment, so that the substrate 30 oscillates as shown by the arrow c. Next, FIG. 13 is a diagram showing the structure of the third embodiment of the conversion mechanism 19.
【0037】図13において、超音波振動子14が取り
付けられている基板40は、その先端部40aにおい
て、回転軸41により外管12に対して回転自在に支持
されている。基板40の後端部40bには摺動ピン42
が取り付けられている。一方、駆動ワイヤ18の先端部
には、略円弧状の溝部44aを有するスライドレール4
4が、上下方向に延出した状態で取り付けられている。
このように構成された変換機構19においては、駆動ワ
イヤ18が矢印a方向に往復運動すると、摺動ピン42
は、円弧状の溝部44aに沿って、上下方向にスライド
し、これに伴って、基板40は、回転軸41を中心とし
て、揺動運動を行う。In FIG. 13, the substrate 40 to which the ultrasonic transducer 14 is attached is rotatably supported by the rotating shaft 41 with respect to the outer tube 12 at the tip portion 40a thereof. A sliding pin 42 is provided on the rear end portion 40b of the substrate 40.
Is attached. On the other hand, the slide rail 4 having a substantially arc-shaped groove portion 44a at the tip of the drive wire 18
4 is attached in a state of extending in the vertical direction.
In the conversion mechanism 19 configured as above, when the drive wire 18 reciprocates in the direction of arrow a, the sliding pin 42 is moved.
Slides in the vertical direction along the arc-shaped groove portion 44a, and accordingly, the substrate 40 swings about the rotation shaft 41.
【0038】上記の実施形態のうちで、最も好ましいも
のは、第1の実施形態である。第1の実施形態において
は、駆動ワイヤ18の回転運動により超音波振動子14
を揺動運動させることができるので、図14(a),
(b)に示した様な従来のラジアルスキヤン方式の細径
プローブを使用する超音波診断装置の駆動機構をそのま
ま流用することができる。従って、1台の超音波診断装
置本体を使用し、プローブのみを取り替えることによ
り、血管近傍の観察から、深い臓器の観察まで、幅広い
診断範囲に対応することができ、実用的に優れている。Of the above embodiments, the most preferred one is the first embodiment. In the first embodiment, the ultrasonic transducer 14 is driven by the rotational movement of the drive wire 18.
Since it can be oscillated, FIG. 14 (a),
The drive mechanism of the ultrasonic diagnostic apparatus using the conventional radial scan type small-diameter probe as shown in (b) can be used as it is. Therefore, by using one ultrasonic diagnostic apparatus main body and replacing only the probe, it is possible to support a wide diagnostic range from observation of the vicinity of blood vessels to observation of deep organs, which is practically excellent.
【0039】なお、本発明は、その主旨を逸脱しない範
囲で上記実施形態を修正または変形したものに適用可能
である。The present invention can be applied to modifications and variations of the above embodiment without departing from the spirit of the present invention.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の超音波イメ
ージング・カテーテルによれば、伝達ワイヤの往復運動
または回転運動を、振動子の後方に設けられた変換機構
を介して、外管部の径よりも大きい開口を有する振動子
の揺動運動に変換することにより、振動子をその開口の
大きい方向に走査することが可能でありながら、外管部
の径方向に変換機構の収容スペースを必要としなくなる
ので、細径であっても観察深度が深く、かつ画像の分解
能の良い超音波イメージング・カテーテルを提供するこ
とができる。As described above, according to the ultrasonic imaging catheter of the present invention, the reciprocating motion or rotary motion of the transmission wire is transferred to the outer tube portion via the conversion mechanism provided behind the vibrator. By converting into a swinging motion of a transducer having an opening larger than the diameter of the transducer, it is possible to scan the transducer in the direction of the larger opening, but the space for accommodating the conversion mechanism in the radial direction of the outer tube portion. Since it is not necessary, it is possible to provide an ultrasonic imaging catheter having a small observation diameter, a deep observation depth, and good image resolution.
【0041】[0041]
【図1】一実施形態の超音波イメージング・カテーテル
の構造を概略的に示した図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing the structure of an ultrasonic imaging catheter according to an embodiment.
【図2】図1を右側から見た断面図である。FIG. 2 is a sectional view of FIG. 1 viewed from the right side.
【図3】超音波振動子の形状を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the shape of an ultrasonic transducer.
【図4】超音波振動子の開口幅とセクタ走査角度とカテ
ーテルの内径との関係を示したグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the opening width of the ultrasonic transducer, the sector scan angle, and the inner diameter of the catheter.
【図5】一実施形態の第1の変形例を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a first modified example of the embodiment.
【図6】一実施形態の第2の変形例を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a second modified example of the embodiment.
【図7】第2の変形例における超音波振動子の形状を示
す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing the shape of an ultrasonic transducer according to a second modification.
【図8】変換機構の第1の実施形態の構造を示した図で
ある。FIG. 8 is a view showing the structure of the first embodiment of the conversion mechanism.
【図9】超音波振動子の揺動する様子を示した図であ
る。FIG. 9 is a diagram showing how the ultrasonic transducer oscillates.
【図10】基板の後端部の側断面図である。FIG. 10 is a side sectional view of a rear end portion of the substrate.
【図11】変換機構の第2の実施形態の構造を示した図
である。FIG. 11 is a view showing the structure of the second embodiment of the conversion mechanism.
【図12】変換機構の第3の実施形態の構造を示した図
である。FIG. 12 is a view showing the structure of a third embodiment of the conversion mechanism.
【図13】変換機構の第4の実施形態の構造を示した図
である。FIG. 13 is a view showing the structure of the fourth embodiment of the conversion mechanism.
【図14】従来の細径の超音波イメージング・カテーテ
ルの構造を示した図である。FIG. 14 is a diagram showing the structure of a conventional small-diameter ultrasonic imaging catheter.
【図15】従来の超音波振動子の駆動機構の例を示した
図である。FIG. 15 is a diagram showing an example of a conventional ultrasonic transducer driving mechanism.
【図16】図15において、超音波振動子の開口を大き
く採った場合を示した図である。FIG. 16 is a diagram showing a case where the opening of the ultrasonic transducer is large in FIG.
10 超音波イメージング・カテーテル 12 外管 14 超音波振動子 16 回転軸 18 駆動ワイヤ 19 変換機構 20 バッキング層 22 超音波振動子 24 振動素子 26 アレイ振動素子 30 基板 32 ヒンジ 34 リンク部材 35 ヒンジ 36 ヒンジ 38 リンク部材 40 基板 41 回転軸 42 摺動ピン 44 スライドレール 10 Ultrasonic Imaging Catheter 12 Outer Tube 14 Ultrasonic Transducer 16 Rotating Axis 18 Drive Wire 19 Conversion Mechanism 20 Backing Layer 22 Ultrasonic Transducer 24 Vibrating Element 26 Array Vibrating Element 30 Substrate 32 Hinge 34 Link Member 35 Hinge 36 Hinge 38 Link member 40 Substrate 41 Rotating shaft 42 Sliding pin 44 Slide rail
Claims (1)
に揺動可能に支持され、前記外管部の長手方向に沿って
該外管部の直径よりも大きい開口を有する振動子と、 前記外管部内にその延出方向に沿って配設され、該外管
部に対して往復運動または回転運動をする伝達ワイヤ
と、 前記振動子の後部に配置され、前記伝達ワイヤの往復運
動または回転運動を前記振動子の揺動運動に変換する変
換機構とを具備することを特徴とする超音波イメージン
グ・カテーテル。1. An outer tube part to be inserted into a body cavity, and a longitudinal part of the outer tube part which is swingably supported in the vicinity of the tip of the outer tube part in a plane along the longitudinal direction of the outer tube part. A vibrator having an opening larger than the diameter of the outer tube portion along the direction, and arranged in the outer tube portion along the extending direction thereof and reciprocating or rotating with respect to the outer tube portion. An ultrasonic imaging catheter comprising: a transmission wire; and a conversion mechanism, which is disposed at a rear portion of the transducer and converts a reciprocating movement or a rotational movement of the transmission wire into a swinging movement of the transducer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8127308A JPH08275946A (en) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | Ultrasonic imaging catheter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8127308A JPH08275946A (en) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | Ultrasonic imaging catheter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08275946A true JPH08275946A (en) | 1996-10-22 |
Family
ID=14956742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8127308A Withdrawn JPH08275946A (en) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | Ultrasonic imaging catheter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08275946A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014506811A (en) * | 2011-01-31 | 2014-03-20 | サニーブルック ヘルス サイエンシーズ センター | Ultrasonic probe with an ultrasonic transducer that can be processed on a common electrical channel |
CN111419285A (en) * | 2020-04-28 | 2020-07-17 | 深圳英美达医疗技术有限公司 | Ultrasonic three-dimensional imaging catheter and three-dimensional scanning method thereof |
-
1996
- 1996-05-22 JP JP8127308A patent/JPH08275946A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014506811A (en) * | 2011-01-31 | 2014-03-20 | サニーブルック ヘルス サイエンシーズ センター | Ultrasonic probe with an ultrasonic transducer that can be processed on a common electrical channel |
US10390791B2 (en) | 2011-01-31 | 2019-08-27 | Sunnybrook Health Sciences Centre | Ultrasonic probe with ultrasonic transducers addressable on common electrical channel |
CN111419285A (en) * | 2020-04-28 | 2020-07-17 | 深圳英美达医疗技术有限公司 | Ultrasonic three-dimensional imaging catheter and three-dimensional scanning method thereof |
CN111419285B (en) * | 2020-04-28 | 2023-07-28 | 深圳英美达医疗技术有限公司 | Ultrasonic three-dimensional imaging catheter and three-dimensional scanning method thereof |
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