JP2000333962A - 機械走査型超音波プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械走査型超音波プローブのフレキシブルシ
ャフトの回転不良を防止し、超音波振動子の回転ムラが
生じないようにする。 【解決手段】 フレキシブルシャフト１５に連結してい
るシール用シャフト２２と連結筒４４との固定は、内視
鏡の層入部が実際の使用上最も過酷に曲げられ、かつ、
フレキシブルシャフト１５が最も引っ張られる位置で行
われる。これによって、挿入部１が真っ直ぐな形状の場
合、フレキシブルシャフト１５には連結筒４４による引
っ張り力が働く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、体腔内に挿入して
挿入部周辺の臓器等を超音波診断するために用いる機械
走査型超音波プローブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波診断装置として、可撓性挿
入部先端に超音波振動子を回転自在に設け、手元操作部
から延在するフレキシブルシャフト等を回転駆動手段を
介して回転させながら体腔内を機械走査し、超音波診断
を行うようにしたものがある。この場合、可撓性挿入部
がプローブ操作中に小さな曲率半径で曲げられた場合、
内部に挿入されたフレキシブルシャフトは軸方向の引張
り、または圧縮力を受ける。特にフレキシブルシャフト
が圧縮力を受けると、超音波振動子に回転駆動力を円滑
に伝達できなくなり、適正な超音波断層像を得ることが
できなくなるおそれがある。

【０００３】この問題を解決するために、実公平３−13
288 号公報では、フレキシブルシャフトと手元操作部内
の駆動モータの出力端との間に、軸方向にスライド可能
でかつ回転伝達可能な継手機構を設けた内容が提案され
ている。図９はこの従来例を示したもので、挿入部５０
の基端側に駆動モータ５１が設けられ、その出力軸５１
ａと超音波振動子５２の回転軸５３とは可撓軸５４及び
軸方向にスライド可能でかつ回転伝達可能な軸継手５５
で連結されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置には次のような欠点がある。つまり、フレキシブルシ
ャフトを軸方向に移動させようとする場合、挿入部の中
に配設されているチューブ等の内蔵物に押え付けられた
り、フレキシブルシャフト自身のフレキシブル性（バネ
性）のため軸方向力を解放させるべきスライド機構への
力の伝達ができなくなり、軸方向へスライドさせること
ができない状態になる。その結果、フレキシブルシャフ
トに圧縮力が働き、フレキシブルシャフトにたわみが生
じ、モータの回転力を円滑に伝達することができなくな
り、超音波振動子に回転ムラが生じ鮮明な超音波断層像
が得られなくなるという不具合がある。

【０００５】本発明はこのような従来の不具合を解消す
るために提案されるもので、挿入部の中に配設されてい
る内蔵物等によってフレキシブルシャフトの軸方向の動
きが抑制されても、フレキシブルシャフトにたわみが生
じることを防止し、超音波振動子の回転を円滑に行わせ
るようにした機械走査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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の機械走査型超音波プローブは、超音波振動子と、こ
の超音波振動子を一端に連結したフレキシブルシャフト
と、このフレキシブルシャフトを自然状態から軸方向に
所定長さ分引っ張った状態で固定する固定部材と、前記
超音波振動子を回転駆動させるために前記固定部材に連
結した駆動手段とを具備したことを特徴とする。

【０００７】本発明のうち請求項１記載の機械走査型超
音波プローブは、フレキシブルシャフトが、自然状態か
ら軸方向に所定長さ分引っ張った状態で固定されている
ので、真っ直ぐな形状を維持する場合、固定部材による
引っ張り力が働く。また、フレキシブルシャフトの曲げ
が大きくなったとしても、フレキシブルシャフトに座屈
の力が働かない。その結果、フレキシブルシャフトの回
転不良を防止でき、超音波振動子の回転ムラが生じるお
それがなくなる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明していく。図１から図３は、本発明
の第１実施例を組みこんだ超音波内視鏡診断装置の全体
構成図である。図１に示すように、内視鏡挿入部１は先
端部２、湾曲部３、可撓部４を有し、この内視鏡挿入部
１の先端には、超音波探触子（図示されていない）が設
けられている。また、前記内視鏡挿入部１の後端には内
視鏡操作部５が設けられており、この内視鏡操作部５に
は前記湾曲部３を湾曲操作する湾曲ノブ６、送気・送水
ボタン７等が設けられているとともに、ユニバーサルコ
ード８が接続されている。そして、このユニバーサルコ
ード８の先端には図示していない光源装置に接続される
スコープコネクタ９が設けられている。また、前記内視
鏡操作部５の後端には、超音波探触子を駆動操作する副
操作部１０が設けられている。この副操作部１０には超
音波コード１１が接続され、超音波コード１１の先端に
は図示していない超音波観測装置に接続される超音波コ
ネクター１２が設けられている。

【０００９】図２は、前記先端部２の拡大断面図であ
る。図示のように先端部２には、ホルダー１３により保
持された超音波探触子１４が回転自在に設けられてお
り、この超音波探触子１４は前記内視鏡操作部５から延
在するフレキシブルシャフト１５等を介して回転しなが
らメカニカル走査する。超音波を送受信する超音波探触
子１４は先端キャップ１６でカバーされ、この先端キャ
ップ１６の内部には回転自在の前記ホルダー１３がベア
リング１７等で支持されている。そして、ホルダー１３
の一端に連結した前記フレキシブルシャフト１５と、そ
れを包囲するフレキシブルチューブ１８が前記挿入部１
内に延在されている。

【００１０】また、フレキシブルチューブ１８と先端キ
ャップ１６の内部には超音波伝達媒体１９（例えば流動
パラフィン等) が充填されており、超音波ビームの伝達
及びフレキシブルシャフト１５とフレキシブルチューブ
１８の潤滑剤の役割をも兼ねている。また、フレキシブ
ルシャフト１５の中空部には、超音波探触子１４から出
た信号ケーブル（図示していない）が配設され前記副操
作部１０まで延在し、これによって超音波信号の送受を
行う。

【００１１】図３は、前記挿入部１の後端に連続する部
分の断面図である。図示のように、フレキシブルシャフ
ト１５およびこれを挿通するフレキシブルチューブ１８
の後端にシャフトシール部２０、およびシャフトスライ
ド部２１が連続構成されている。これらシャフトシール
部２０、シャフトスライド部２１の内部において、フレ
キシブルシャフト１５の後端にシール用シャフト２２が
連結され、このシール用シャフト２２は筒状のシールホ
ルダ２３で被嵌されている。また、シールホルダ２３の
先端部にはテーパ外周面２３ａが形成され、ここに前記
フレキシブルチューブ１８の後端縁を被嵌し、その後端
縁をテーパ状の内面を有した押えリング２４で押えつけ
て液密的に締結している。なお、押えリング２４は、シ
ールホルダ２３の先端部にねじ込む締付けリング２５で
締め付けるようになっている。

【００１２】また、シールホルダ２３の後端部内側に
は、シールホルダ２３を回転自在に保持する軸受け２６
とシールホルダ２３の周面に液密的に摺接するシール部
材２７が設けられている。さらに、シールホルダ２３の
後端部外周には、前記軸受け２６とシール部材２７を押
える固定リング２８がねじ込まれている。これによりフ
レキシブルチューブ１８の先端側を液密的にシールして
いる。また、シールホルダ２３の側壁には、フレキシブ
ルチューブ１８の先端側に連通する開孔２９が形成さ
れ、この開孔２９に封止用ネジ３０がねじ込まれ、その
間にシール用Ｏリング３１を介在させて封止している。
このため、フレキシブルチューブ１８内に封入された前
記超音波伝達媒体１９は漏れ出さない。また、シールホ
ルダ２３は支持枠３２に保持されている。なお、信号ケ
ーブル３３を挿通するシール用シャフト２２はその内部
を封止している。

【００１３】また、シール用シャフト２２の後端には支
持枠３２に対して回転自在な連結筒３４が連結されてい
る。この連結筒３４は前方筒部３４ａと後方筒部３４ｂ
とからなり、上記シール用シャフト２２は前方筒部３４
ａに嵌合されてその前方筒部３４ａにねじ込む止めネジ
３５により固定されている。そして、前方筒部３４ａの
後端側部分は後方筒部３４ｂの内側にスライド自在に嵌
合されている。また、前方筒部３４ａの周溝には軸方向
に沿うガイド溝３４ｃが形成され、後方筒部３４ｂには
そのガイド溝３４ｃに係合するピン３６が嵌入されてい
る。したがって、前方筒部３４ａと後方筒部３４ｂと
は、相対的に回転することなくその軸方向へスライドで
き、連結筒３４はその軸方向へ伸縮することができるこ
ととなる。

【００１４】また、後方筒部３４ｂには可撓性駆動軸部
３７の先端が連結されている。この可撓性駆動軸部３７
は、ガイドチューブ３８内に挿通されている。ガイドチ
ューブ３８の先端は支持枠３２に、金具３９を介して取
着してある。一方、前記固定リング２８及び連結筒３４
には、それぞれスラスト軸受け４０，４１が取り付けら
れていて、両スラスト軸受け４０，４１の間には圧縮バ
ネ４２が配設されていて、圧縮バネ４２の両端はそれぞ
れスラスト軸受け４０，４１に固定されている。そし
て、圧縮バネ４２の力によって連結筒３４には常に縮も
うとする力が働き、ひいては前記フレキシブルシャフト
１５を引張るような力が働くようになっている。

【００１５】第１実施例は以上のように構成されている
ので、挿入部１を体腔内に挿入していく際に挿入部１が
小さな曲率で曲げられ、フレキシブルシャフト１５に軸
方向の力が付加されフレキシブルシャフト１５に座屈の
力が働いても、フレキシブルシャフト１５には引張力が
働く。したがって、連結筒３４のスライドの応答が速く
即座に座屈の力を緩和することができる。これによりフ
レキシブルシャフト１５の回転不良を防止でき、超音波
探触子１４の回転ムラを生じさせるようなことがなくな
る。

【００１６】図４は、本発明の第２実施例を示したもの
で、挿入部の後端に連続する部分の断面図である（第１
実施例における図３に対応）。第１実施例と対応する個
所には同一符号を付した。本実施例では、固定リング２
８及び連結筒３４に、スラスト軸受けを取り付けていな
い。また、固定リング２８と連結筒３４との間に圧縮バ
ネを配設していない。これらに代えて、前方筒部３４ａ
と後方筒部３４ｂとの間に引張バネ４３を配設してい
る。なお、引張バネ４３の両端は、それぞれ前方筒部３
４ａ及び後方筒部３４ｂに固定されている。そして、引
張バネ４３の力によって連結筒３４の前方筒部３４ａと
後方筒部３４ｂとには常に縮もうとする力が働き、ひい
ては前記フレキシブルシャフト１５を引張るような力が
働くようになっている。他の構成については、第１実施
例と同様である。

【００１７】第２実施例は以上のように構成されている
ので、第１実施例と同様に挿入部１を体腔内に挿入して
いく際に挿入部１が小さな曲率で曲げられ、フレキシブ
ルシャフト１５に軸方向の力が付加されフレキシブルシ
ャフト１５に座屈の力が働いても、フレキシブルシャフ
ト１５には引張力が働く。したがって、連結筒３４のス
ライドの応答が速く即座に座屈の力を緩和することがで
きる。これにより、フレキシブルシャフト１５の回転不
良を防止でき、超音波探触子１４の回転ムラを生じさせ
るようなことがなくなる。しかも、第１実施例に比較し
て構成が簡素化されるので、同じ効果をより低コストで
実現できることとなる。

【００１８】図５は本発明の第３実施例を示したもの
で、挿入部の後端に連続する部分の断面図である。本実
施例ではシャフトスライド部２１を、単純な構成の連結
筒４４に置き換えている。つまり、前記各実施例のよう
な前方筒部と後方筒部を有しない筒に構成されている。
また、フレキシブルシャフト１５に結合しているシール
用シャフト２２と連結筒４４との固定は、内視鏡の挿入
部が実際の使用上最も過酷に曲げられ、しかもフレキシ
ブルシャフト１５が軸方向に最も出っ張る位置で行われ
ている。他の構成については、第１実施例と同様であ
る。

【００１９】本実施例は以上のように構成され、フレキ
シブルシャフト１５は内視鏡の実際の使用において軸方
向に最も出っ張る位置で固定されているため、挿入部１
が真直ぐな形状の場合はフレキシブルシャフト１５に
は、連結筒４４による引張り力が働く。また、挿入部１
がどんなに曲がってもフレキシブルシャフトには座屈の
力は働かない。したがって、フレキシブルシャフト１５
の回転不良を防止でき、超音波探触子１４の回転ムラを
生じさせるようなことがなくなる。しかも、第１実施
例、第２実施例に比較して構成が簡素化され、小型化を
図ることができる。

【００２０】図６、図７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る。図６に示すよ
うに、挿入部先端に設けられた超音波振動子４５はシャ
フト４６の一端に接続されており、これらはシース４７
によりカバーされている。また、シャフト４６の他端は
駆動部４８内の図示しない駆動手段に連結されている。
前記超音波振動子４５は、シャフト４６内の図示しない
ケーブルにより前記駆動部４８内を経由してケーブル４
９を介して観測装置５０に接続されている。この観測装
置５０には表示装置５１が接続されている。

【００２１】また図７の先端拡大図に示すように、超音
波振動子４５はハウジング５２に固定されており、ハウ
ジング５２はシャフト４６の先端に固定されている。さ
らにシャフト４６はテフロン（登録商標）チューブで形
成されており、シャフト４６の胴部には溝４６ａが一定
のピッチで形成されている。なお、シース４７内には超
音波伝達媒体５３が充満されている。

【００２２】このように構成されている本実施例では、
超音波振動子４５は観測装置５０からの駆動信号を受け
て超音波を被検体に向けて送受波する。受波された超音
波は電気信号に変換され観測装置５０で処理され、被検
体の超音波画像が表示装置５１に表示される。この際、
超音波振動子４５がシャフト４６を介して回転すること
によりラジアル走査を行い、またシャフト４６を軸方向
に進退させることによりリニア走査を行う。この超音波
振動子４５の回転駆動と軸方向への進退を同時に行わせ
ることにより、観察部位の連続した超音波画像が得られ
るため、３次元走査を行うこともできる。

【００２３】本実施例は、シャフト４６にテフロンチュ
ーブを用いているため、軸方向への伸縮を生じることが
ない。したがって、挿入部１を体腔内に挿入していく際
に挿入部１が小さな曲率で曲げられてもシャフト４６に
座屈が生じることがなく、シャフト４６の回転不良を防
止でき、超音波振動子４５の回転ムラを生じさせるよう
なことがなくなる。また、シャフト４６に溝４６ａを形
成しているため、挿入部の曲げへの追従が良くなる。

【００２４】図８は本発明の第５実施例を示したもの
で、第４実施例の図７に対応するものである。本実施例
はシャフト５４をテフロンチューブを用いるとともに、
シャフト５４の溝５４ａをスプライン溝に形成し、他の
構成は第４実施例と同様にしたものである。本実施例
は、シャフト５４にテフロンチューブを用いているた
め、軸方向への伸縮を生じることがない。したがって、
挿入部１を体腔内に挿入していく際に挿入部１が小さな
曲率で曲げられてもシャフト５４に座屈が生じることが
なく、シャフト５４の回転不良を防止でき、超音波振動
子４５の回転ムラを生じさせるようなことがなくなる。
また、シャフト５４に溝５４ａを形成しているため、挿
入部の曲げへの追従が良くなる。また、溝５４ａをスプ
ライン状に形成したので、超音波伝達媒体５３の移動が
スムーズに行われるため潤滑性が向上し、シャフト５４
の回転性が向上する。なお、第４、第５実施例において
シャフトの材質はテフロンにこだわる必要はなく、他の
チューブ材質例えばポリエチレン、シリコン等でもよ
い。

【００２５】

【発明の効果】以上のごとく本発明によれば、フレキシ
ブルシャフトに軸方向の引っ張り張力を与えるように連
結筒を結合させているので、挿入部を体腔内に挿入して
いく際に、挿入部がどのように曲げられフレキシブルシ
ャフトに座屈の力が働いても、これを緩和することがで
きる。したがって、フレキシブルシャフトの回転不良を
防止でき、回転ムラを生じさせるようなことがなくな
る。したがって、適正な超音波断層像を得ることができ
ることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例を組み込んだ超音波内視
鏡診断装置の全体構成図である。

【図２】 同じく図１における先端部の拡大断面図であ
る。

【図３】 同じく挿入部の後端に連続する部分の断面図
である。

【図４】 本発明の第２実施例に係る挿入部の後端に連
続する部分の断面図である。

【図５】 本発明の第３実施例に係る挿入部の後端に連
続する部分の断面図である。

【図６】 本発明の第４実施例に係る先端部の概要図で
ある。

【図７】 同じく先端部の拡大断面図である。

【図８】 本発明の第５実施例に係る先端部の概要図で
ある。

【図９】 従来例に係る超音波振動子回転機構の概要図
である。

【符号の説明】

１５ フレキシブルシャフト １８ フレキシブルチューブ ２０ シャフトシール部 ２１ シャフトスライド部 ２２ シール用シャフト ２３ シールホルダ ２３ａ テーパ外周面 ２４ 押さえリング ２５ 締めつけリング ２６ 軸受け ２７ シール部材 ２８ 固定リング ２９ 開孔 ３０ 封止用ネジ ３１ シール用Ｏリング ３２ 指示枠 ３３ 信号ケーブル ３４ 連結筒 ３４ａ 前方筒部 ３４ｂ 後方筒部 ３４ｃ ガイド溝 ３５ 止めネジ ３６ ピン ３７ 可撓性駆動軸部 ３８ ガイドチューブ ３９ 金具 ４０，４１ スラスト軸受け ４２ 圧縮バネ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波振動子と、 この超音波振動子を一端に連結したフレキシブルシャフ
   トと、 このフレキシブルシャフトを自然状態から軸方向に所定
   長さ分引っ張った状態で固定する固定部材と、 前記超音波振動子を回転駆動させるために前記固定部材
   に連結した駆動手段と、 を具備したことを特徴とする機械走査型超音波プロー
   ブ。