JPH0347244A - 超音波プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被検対象に超音波ビームを放射し、超音波断
層像を得る超音波プローブに関する。

〔従来の技術〕

超音波ビームを生体等の被検対象に放射し、生体内の音
響インピーダンスの差異によって生じる反射波を受信し
、所望の生体内断層像を表示して行う超音波診断装置は
周知である。

この超音波ビームを走査する方法には大別して機械的走
査方法と電子的走査方法がある。前者は、超音波振動子
を回転運動または直線上の進退運動をさせて行う方法で
ある。この機械的走査方法において超音波ビームを外部
へ放射する場合、超音波振動子の周囲を音響伝搬材で満
たしておいて、音響窓を通して超音波ビームの送受信を
行う。

第１０図、第１１図は従来例の超音波プローブを示した
もので、超音波プローブのシース６０を全て音響窓とし
超音波振動子６１の励振により超音波ビームの送受信を
するようにしている。

一方、これら従来例と異なりシースと音響窓とを区別し
て設けたものもある。いずれの場合も音響窓の材質の条
件として、音響インピーダンスはできるだけ生体と等し
いこと、また感度の低下を招く音響伝搬損失はできるだ
け小さいこと、また感電防止のため電気絶縁物であるこ
と、また超音波伝搬媒体や生体、消毒薬、化学薬品等に
対して不活性であることが挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

超音波プローブは、被検対象の苦痛を少くするため外径
を細くすることが要求される。ところが、シース全体を
音響窓とするものはシース全体の肉厚を薄くしなければ
ならず、シースの強度を保てず折れやすく、折れてしま
った場合はシース内部の金属の駆動伝達部が生体内に露
出して血管等の組織を巻き込んでしまうといった不具合
がある。

また、音響窓とシースを区別したものは、音響窓とシー
スとの接続部において外径が大きくなり上記不具合の他
に内視鏡のチャンネル等を通す場合に通しにくいという
不具合がある。さらに超音波プローブ組立時に音響窓と
シースとの分離を防止するため系しばり等の工程を必要
とし、生産効率が悪いという不具合がある。

本発明は、上記問題点を解決すべく提案されるもので、
プローブの細径化を図る一方、十分な強度を有し超音波
ビームの透過効率を上げ、さらに生産効率の向上を図っ
た音響窓とシースの一体型超音波プローブを提供するこ
とを目的としたものである。

〔課題を解決するための手段および作用］本発明は、上
記目的を達成するため先端近傍に超音波振動子を設け、
プローブ外皮を一体にシースで形成した超音波プローブ
において、少なくとも超音波送受信を行うシース部分を
他のシース部分の肉厚より薄く肉厚形成したものである
。

このように超音波ビームの送受信面に相当するシースの
部分の肉厚を他の部分より薄（シたので、超音波減衰率
を小さくでき、接続部がないので外径の細径化をも図れ
る。

（実施例］ 第１図は、本発明の第１実施例を示したもので、ラジア
ル駆動の超音波プローブを示している。

超音波振動子１、駆動伝達部４を保持するシース３は、
一体的に延在している。このシース３の先端にはレンズ
２を有する超音波振動子１を設け、その周囲は超音波伝
搬部材５を封入している。シース３は、超音波振動子１
の近傍部分の肉厚を薄くして音響窓部３ａとし、駆動伝
達部４に対応する部分３ｂは肉厚を厚くしている。そし
てこれらの各部分３ａ、　３ｂは一体成形されてシース
３を形成している。シース３に連続してケース１０を設
けてあり、前記駆動伝達部４がケース１０内にまで延在
しギヤ６ａさらにスリップリング７を接続している。ギ
ヤ６ａは、モータ８に接続しているギヤ６ｂと噛合して
駆動伝達部４ヘモータ８の動力を伝達するようにしであ
る。モータ８にはエンコーダ９を機械的に接続して回転
角検出を行うようにしである。なお、スリップリング７
、エンコーダ９、モータ８からはそれぞれ信号ケーブル
１１（Ｓｉｇ）　、１２（Ｅｎ）、１３（Ｍｏ）が導き
出され観測装置（図示していない）へ延在している。ま
た、シース３はテフロン等、適宜な材質のものを選択し
て使用すればよい。

次に本実施例の動作を説明すると、超音波観測装置で信
号ケーブル（ＭｏＯ２を介して電圧を印加すると、モー
タ８が回転しこれによりギヤ６ｂが回転してギヤ６ａに
回転力を伝達し、駆動伝達部４を介して超音波振動子１
を回転させる。

モータ８の回転にともないエンコーダ９からモータ８の
回転角を示す（Ｅｎ）信号が信号ケーブル１２を介して
超音波観測装置に出力される。この（Ｅｎ）信号に同期
して超音波観測装置から駆動パルスが信号ケーブル（Ｓ
ｉｇ）１１を介して出力され、スリップリング７で中継
され駆動伝達部４の内部に設けである信号ケーブルを介
して超音波振動子１に電圧を印加し励振させる。すると
超音波ビームは、レンズ２を通り超音波伝搬部材５を介
し音響窓部３ａを通して外部へ放射されてゆくのである
。

被検対象から反射してきたエコーは、音響窓部３ａを通
り超音波伝搬部材５を介してレンズ２を通り、超音波振
動子１に反射してくる。ここでエコーは電圧に変換され
駆動伝達部４内の信号ケーブルを介し、さらにスリップ
リング７に中継されて信号ケーブル（Ｓｔｇ）１１から
超音波観測装置へ出力される。こうした動作を繰り返し
て、被検対象の断層像を画像表示化するのである。

以上のごとく構成した本実施例では第２図に示す比較図
のように、従来はＡ図のように超音波ビームはシース３
ｃを通る際に減衰してしまっていたが、シース３の一部
を肉厚の薄い音響窓部３ａとして形成したので、Ｂ図の
ように超音波ビームの減衰は少なくなる。一方、音響窓
部３ａ以外のシース３の部分は従来と同様のシース肉厚
を有しているので強度上の問題はない。また、音響窓部
３ａとシース３の他の部分３ｂとの間に接続部がないの
で、外径を細くすることができ、径内視鏡的に用いる場
合も挿通上の支障を生じさせない。本実施例において、
超音波振動子１をラジアル駆動に限らずシース３軸方向
に進退動するようにしてもよい。

第３図は、本発明の第２実施例を示したもので、第１実
施例と対応する個所には同一符号を付した（以下の実施
例についても同様）。

本実施例では、シース３の肉厚部３ｂを音響窓部３ａの
手元操作側のみならず、先端にも形成している。このよ
うに形成することにより、第１実施例のような効果の他
にシース３の先端を肉厚にしたため超音波プローブ挿入
の際に硬いものに当ったり、硬い部分に挟まれるような
ことがあっても先端部が変形したり破損することを防止
できる。同時に挿入性も向上する。

第４図は、本発明の第３実施例を示したものでリニア駆
動の超音波プローブを示したものである。

Ａ図は縦断面図、ＢはＡ図のＸ−Ｘ断面図である。

本実施例は、超音波振動子１がリニア駆動する時に通過
する範囲のシース３の部分のみを肉厚を薄く形成してい
る。超音波ビームは、この肉厚の薄い音響窓部３ａから
のみ放射されるので他を薄くする必要はないのである。

このようにすることによって、音響窓３ａを形成したシ
ース円周方向上の部分の強度を保てる。他の構成、効果
については上記各実施例と同様である。

第５回は、本発明の第４実施例を示したもので超音波プ
ローブの先端部であり、信号ケーブル１１を挿通させた
フレキシブルシャフト１４の先端にハウジング１５を接
続し、該ハウジング１５の凹部に超音波振動子１を接着
固定する。フレキシブルシャフト１４の先端外周にはテ
フロン製の滑り環１６を付設し、音響窓部３ａの後端に
圧入固定したステンレス製の滑り環受け１７により、ハ
ウジング１５をフレキシブルシャフト１４外周方向に回
転可能に支持している。さらに、音響窓部３ａの先端に
光枠１８を接着固定し、０リング１９を介して先端ネジ
２０を螺入することにより、シース先端を密閉状態にし
ている。

第６図Ａは、第５図に示した超音波プローブ５６の後端
側を示したものでＢ図はＡ図のＡ−Ａ断面図である。シ
ース３の後端部をより薄肉に熱形成しシース固定２５と
止め環２４を介して固定し、シースユニットを形成する
。そして信号ケーブル１１の他端°は基板２１を介して
同軸コネクタ２２に接続する。

また、フレキシブルシャフト１４の他端には口金２３を
固定する。該口金２３の後端外周にはスライド軸２７を
設け、該スライド軸２７後部の外周に付設したベアリン
グ２６をＢＥ軸２８とで挟持するように固定している。

ＢＥ軸２８の後端には基板２１を固定し、同軸コネクタ
２２と回転ピン２９を設けたコネクタ台３０をＢＥ軸２
８にビスで接続固定することにより、フレキシブルシャ
フト１４からコネクタ台３０まで一体動する回転伝達ユ
ニットを形成する。

次にスライド軸２７の外周に設けたベース３１に対し、
前記シースユニットはビスで固定され、前記回転伝達ユ
ニットはＢＥ環３２で固定されている。さらにシースユ
ニット側に折れ防止用のガード３３をネジ固定し、シー
スユニット後部に形成しである側孔３４はゴム栓３５で
閉塞している。この側孔３４は、超音波伝搬部材５を吸
引するためのもので、先端ネジ２０を外して超音波プロ
ーブ先端を超音波伝達部材５中に浸し、治具を介して取
りつけた吸引器により吸引するとシース３内は引圧され
て超音波伝達部材５が充填されることとなるのである。

さらにベース３１の外側には、把持部材３６を設はビス
で固定し、把持部材３６にはＣリング３７と指標用のピ
ン３８を嵌め込んでいる。なお、超音波プロブの所要個
所には０リング３９〜４２を設けて、シスユニットから
ベース３１内にかけて充満している超音波伝搬部材５を
液密に保持している。

このように構成している本実施例によると、同軸コネク
タ２２から信号が供給されると信号ケーブル１】を介し
て超音波振動子１に伝達され、駆動することにより超音
波の送受信を行う。つまり、超音波は超音波振動子１か
ら発射し、超音波伝搬部材５、音響窓部３ａを透過して
生体内の管腔壁等へ到達し、そこからの反射波は超音波
振動子１で受信されるのである。

この場合、シース３の音響窓３ａは肉厚が薄く形成しで
あるので、超音波が透過する際にも減衰を低く抑えるこ
とができ、反射波を信号処理して観測装置のモニタに画
像表示しても鮮明に映出できる。また、音響窓３ａはシ
ース３と一体に形成しであるので、外周に凹凸がなく内
視鏡の鉗子チャンネルに挿通ずる場合や生体内に挿入す
る場合に、シース自体あるいは生体に損傷を与えること
を避けることができる。

また、超音波プローブ先端においてはハウジング１５に
固定しである超音波振動子１は、ハウジング１５がフレ
キシブルシャフト１４とともに滑り環１６と滑り環受け
１７を介してシース３外周方向に回転することにより円
滑に回転し、シース３のほぼ全周方向にかけて超音波の
送受信を行うことができ、回転むらのない超音波画像を
得る。

また、超音波プローブ後端においてはフレキシブルシャ
フト１４と一体の口金２３にビス固定したスライダ４３
が、スライダ軸２７の切り欠き部を軸方向に擦、動可能
にしているので、プローブ挿入部を小さな曲率に曲げた
場合でも、前記ハウジング１５は軸方向に固定されてい
るもののフレキシブルシャフト１４は軸方向の後方に逃
げることができる。したがって、軸方向の負荷をかける
ことなくフレキシブルシャフト１４の回転力を伝達する
ことができる。

第７図は、超音波プローブ手元側の操作部４４の接続部
近傍の拡大断面図である。図示していないモータに連結
している回転出力軸４５に継手Ａ４６をビスで固定し、
回転出力軸４５の内部を挿通している信号線４７を接続
した同軸コネクタ８４８を継手Ａ４６にネジ固定する。

さらに、継手Ａ４６には継手Ｂ４９をビス止めして両者
が一体的に回転するようにしである。

継手Ｂ４６の前端には凹溝５０を形成し、該凹溝５゜の
後方には軸方向に切り欠き形成した凹部５１を外周方向
に６個所形成している。

さらに操作部４４にはシャーシ５２を設けてあり、この
シャーシ５２の前方には継手Ａ４６、継手Ｂ４９をカバ
°−するとともに、これらと同軸になるように固定部材
５３を止め金具５４を介して設ける。また、固定部材５
３の内側には、前記把持部材３６のＣリング３７を受け
る受は溝５５を形成している。

このように構成しているので、超音波プローブ５６を操
作部４４に接続するには両者の回転軸が同軸となるよう
にして行う。そして機械的接続は操作部４４側の継手Ｂ
４９の切り込み部５１とプローブ側の回転ピン２９とを
嵌合することにより行う。この場合、回転ピン２９は切
り込み部５１に連続して形成しである凹溝５０に案内さ
れることにより、切り込み部５１に確実に嵌合させるこ
とができる。

一方、電気的接続はプローブ側の同軸コネクタＡ２２と
、操作部４４側の同軸コネクタ８４８とを接続すること
により行う。そして超音波プローブ５６と操作部４４の
固定は、超音波プローブ５６のＣリング３７を操作部４
４側の固定部材５３に形成した受は溝５５に弾性変形さ
せながら嵌め込むことによって行う。

以上のごとく本実施例によれば、プローブと接続部の着
脱をする場合、機械的接続すなわち回転伝達を確実かつ
容易に行えるとともに、電気的接続も確実に行える。

第８図は、超音波プローブ５６をアーム５７に支持され
た操作部４４に接続して、使用する場合のシステムを示
したものである。５８は超音波観測装置である。

第９図は以上の各実施例の超音波プローブを内視鏡５９
のチャンネルに挿通し、径内視鏡的に使用している状態
を示したものである。超音波画像表示をするには、超音
波観測装置５８でエコーを信号処理してモニタに表示す
るのである。

〔発明の効果〕

以上のどと（本発明によれば、音響窓とシースの他の部
分は一体化して形成しているので、接続部が不要となり
外径の細径化を図れる。また、音響窓の部分のみ肉厚が
薄いので超音波減衰率が少なくなる。他のシース部分は
肉厚が充分保持しであるので超音波プローブの強度面で
の問題を生ぜず安全な超音波診断を実現できる。なお超
音波ブローブの細径化で被検者の苦痛を軽減できるとと
もに、内視鏡のチャンネルに挿通ずる場合も円滑に行え
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示す概要図、第２図は
、同実施例と従来例との比較説明図、第３図は、本発明
の第２実施例を示す一部断面図、 第４図Ａ、Ｂは、本発明の第３実施例を示す一部断面図
、Ｘ−Ｘ断面図、 第５図〜第７図は、本発明の第４実施例を示す各部分図
、 第８図は、超音波診断装置の全体図、 第９図は、本発明の超音波プローブを使用している状態
の説明図、 第１Ｏ図、第１１図は、従来例を示したものである。 ■・・・超音波振動子　　　３・・・シース３ａ・・・
音Ｃ窓部　　　　　４・・・駆動伝達部第３図 第４図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、先端近傍に超音波振動子を設け、プローブ外皮を一
   体にシースで形成した超音波プローブにおいて、 少なくとも超音波送受信を行うシース部分 を他のシース部分の肉厚より薄く肉厚形成したことを特
   徴とする超音波プローブ。