JPH0574504U - 体腔内超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 術者の操作性を向上させ、さらに良好な超音
波断層像が得られる体腔内超音波診断装置とする。 【構成】 挿入部の内部にフレキシブルシャフトを挿通
し、さらにフレキシブルシャフトとほぼ平行にファイバ
ー部材を設け、挿入部に連続するコネクタ部にファイバ
ー部材とフレキシブルシャフトの長手方向の相対的な長
さ関係を調整する調整手段を設け、フレキシブルシャフ
トの剛性を自在に変化させるようにしたものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明は、消化管や血管内等の体腔内に超音波プローブの挿入部を挿入し、体 腔内を超音波走査しながら超音波診断を行う体腔内超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

体腔内を超音波診断するには、体腔内に超音波内視鏡や細径の超音波プローブ を挿入して行う。これらを用いて超音波診断をするには、超音波振動子を駆動さ せて行うわけであるが、近年、長尺なフレキシブルシャフトの先端に超音波振動 子や超音波を反射するミラーを設け、回転走査することにより挿入軸に対して垂 直な３６０°全周の超音波断層像を得るようにしたものがある。

【０００３】 例えば、ＰＣＴ ＷＯ９１／０２４８９では、その中のｆｉｇ．２，ｆｉｇ． ５に示されているように、極細径の２重巻きのコイルをフレキシブルシャフトと して利用し、このフレキシブルシャフトの先端部に超音波振動子を設け、手元側 の回転駆動部で回転走査させるようにしている。 また、フレキシブルシャフトの内部には超音波振動子の信号伝達用ケーブルと ともに、挿入部の長手方向の剛性を高めるためのファイバー部材を全長にわたっ て設けてある。このファイバー部材は、フレキシブルシャフトの回転を安定化さ せるとともに、フレキシブルシャフトが万一切断した場合の安全手段として作用 する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記の従来例は、ファイバー部材がフレキシブルシャフト全長 に、しかもフレキシブルシャフト両端部に固定されている。このフレキシブルシ ャフトは、実際の使用時において様々なループ形状に曲げられるため、その形状 によってはフレキシブルシャフトの全長と内部のファイバー部材との相対的な長 さ関係がその都度変化し、回転追従性や屈曲性が常に最適な状態に設定されてい ない。

【０００５】 例えば、図１１に示すように心臓を取り巻く冠状動脈に、ガイドカテーテル１ ００を使用して細径の超音波プローブ１０１を挿入する過程において、総腸骨動 脈等への比較的真っ直ぐな部位に挿入する場合は、超音波プローブ１０１内に回 転自在に設けたフレキシブルシャフトを有する挿入部の長手方向の剛性を上げて 、硬く曲がりにくくして術者が挿入し易くする必要がある。 また、大動脈弓や冠状動脈等の屈曲の激しい部位に挿入する場合は、挿入部の 長手方向の剛性が強すぎると硬くなり、フレキシブルシャフトの屈曲が妨げられ 挿入抵抗が増大することになる。さらに、超音波診断のための回転走査時は、長 手方向の剛性が強すぎると、フレキシブルシャフトの回転を阻害することになる 。

【０００６】 このように、実際の検査の過程においてフレキシブルシャフトを有する挿入部 に要求される長手方向の剛性の程度は、必ずしも一定ではないにもかかわらず、 剛性を高めるためのファイバー部材がフレキシブルシャフトの両端部に固定され ているため、術者の操作性とフレキシブルシャフトの回転追従性が十分に確保さ れず、検査に要する時間が長くなったり目的部位に到達できなかったり、またフ レキシブルシャフトの回転が不安定になって良好な超音波断層像が得られない等 の不具合があった。

【０００７】 本考案は、上記のような不具合を解決すべく提案されるもので、術者の操作性 を向上させ、さらに良好な超音波断層像が得られる体腔内超音波診断装置を提供 することを目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記の目的を達成するために、体腔内に挿入される挿入部の内部に フレキシブルシャフトを挿通し、フレキシブルシャフトの先端に少なくとも超音 波振動子を設けるとともに、フレキシブルシャフトの内部に長手方向にファイバ ー部材を延在させてなる体腔内超音波診断装置において、前記ファイバー部材と 前記フレキシブルシャフトの長手方向の相対的な長さ関係を調整する調整手段を 術者手元側に設けた体腔内超音波診断装置としたものである。

【０００９】

【作用】

このように構成してあるので、フレキシブルシャフトを有する挿入部の剛性を 自在に変化させることができ、検査の状況に応じて最適な硬さの状態で検査でき る。また、フレキシブルシャフトの回転追従性が向上させることができるので安 定した超音波断層像を得ることができる。

【００１０】

【実施例】

図１は、本考案の第１実施例に係る装置の一部概要図である。１は超音波プロ ーブであり、体腔内に挿入可能な細径でかつ長尺な挿入部２と、後述する回転駆 動部３に接続可能なコネクタ部４を有する。挿入部２は、ポリエチレン等の音響 インピーダンスが生体に近い材料から成る外筒チューブ５内に後述するフレキシ ブルシャフトが全長にわたって挿通されて成る。 コネクタ部４は、回転駆動部３に回転力を伝達するための回転伝達体６と、後 述する振動子の信号伝達を行う電気コネクタ７と、円筒状の把持部８を有する。

【００１１】 次に、回転駆動部３の内部には、信号増幅用のアンプと信号伝達用のスリップ リングと、回転位置検出用のエンコーダを設けられており、接続口９に前記コネ クタ部４が接続されるようになっている。また、回転駆動部３には信号伝達用の 同軸ケーブルを内蔵した超音波コード１０が接続されており、この超音波コード １０の他端には図示していない観測装置に接続する超音波コネクタ１１が設けら れている。

【００１２】 図２は、前記超音波プローブ１の先端部断面図である。超音波プローブ１は、 先端に微細な孔（数ミクロン）が多数明き、空気は透過するが音響媒体や体液等 の液体を不透過にしたポーラス部材１２を設けた外筒チューブ１３を有し、この 外筒チューブ１３の内部には、音響的に生体に近い生理食塩水やポリエチレング リコール等の音響媒体１４が充填されるとともに、フレキシブルシャフト１５が 回転可能に挿通されている。 なお、フレキシブルシャフト１５は、断面が略長方形のステンレスから成る素 線を回転走査時の回転方向とは逆向きに巻かれた多条密着巻きコイルとして形成 されている。この場合、コイルの巻き方は互いに逆方向に巻いた二重のコイルシ ャフトであってもよい。

【００１３】 フレキシブルシャフト１５は、先端部をロー付けやレーザで固めた後、その先 端に軸中心に向かいコの字型の切欠き１６が形成され、この切欠き１６内周面に は電気絶縁用シート１７が貼着されている。さらに切り欠き１６内部には振動子 １９を設けている。 なお、振動子１９の電極は、前記電気絶縁用シート１７によってショートする のを防止されている。この電気絶縁用シート１７に代えて、接着剤を薄く内周面 に塗布してもよいし、塗装やメッキ等で絶縁層を形成してもよいことはいうまで もない。

【００１４】 振動子１９は、図３（図２におけるＡ−Ａ断面図）に示すように、両側に設け られた支持部材２０の間に挟み込むように嵌め込み接着固定されている。また、 振動子１９はバッキング部２１と圧電板２２と音響整合層２３を有している。 図４は図２におけるＢ−Ｂ断面図であり、ここに示すように圧電板２２の電極 とフレキシブルシャフト１５の内部に挿通した同軸ケーブル２４との電気的接続 は、同軸ケーブル２４の外部導体（ＧＮＤ）２５を導電性接着剤や半田等でフレ キシブルシャフト１５に接続し、前記支持部材２０を導体として利用し、フレキ シブルシャフト１５の先端部で導電性接着剤を介して行う。

【００１５】 また、同軸ケーブル２４の芯線２６は、振動子の同軸ケーブル２４寄り端部２ ７に導電性接着剤で接続されている。この接続箇所周囲には、電気的絶縁を確保 するための絶縁層２８が形成されている。 フレキシブルシャフト１５の内部には、同軸ケーブル２４と軸平行に、ファイ バー部材２９も挿通されている。このファイバー部材２９の一端は、フレキシブ ルシャフト１５の先端近傍に一体的に固定されている。なお、ファイバー部材２ ９は、ステンレスの細径ワイヤー、コイルスプリング、ポリイミドの繊維、炭素 繊維等の細くて強靱な素材で形成されている。

【００１６】 図５は、前記コネクタ部４の内部を示す断面図であり、図６は図５におけるＣ −Ｃ断面図である。フレキシブルシャフト１５のコネクタ部４側端部には、シャ フト３０が接続されている。このシャフト３０の他端側にはシャフト３０の軸方 向に長溝３１が形成されており、筒状回転体３２の小径部３３に嵌め込れている 回転伝達ピン３４の先端部３４ａが長溝３１に緩く係合している。 また、シャフト３０の略中央部には、シャフト３０と一体で回転するドラム３ ５が設けられ、ドラム３５の外周にはドラム３５を回転可能にするベアリング３ ６が設けられている。このベアリング３６の外周には筒体３７が設けられ、ベア リング３６を介してドラム３５と筒体３７との軸方向の動きが規制されるように なっている。

【００１７】 筒体３７の外側には操作ピン３８を設けるとともに、筒体３７の外周面と接合 している把持部カバー３９とを緩く嵌合させ、操作ピン３８の操作によって筒体 ３７は軸方向に移動可能になっている。操作ピン３８は、把持部カバー３９に形 成した調整用溝４０に移動自在に係合されており、筒体３７の移動量や固定位置 を調整できるようになっている。 図７は、操作ピン３８近傍のＤ矢視図であるが、図示のごとく操作ピン３８は 調整用溝４０内を移動可能であるとともに、調整用溝４０に連続する固定用溝４ ０ａに嵌まり込むことにより固定されるようになっている。なお、固定用溝４０ ａの数とピッチは適宜に形成すればよいことはいうまでもない。 また、把持部カバー３９の小径部４１には、前記外筒シース１３の一端が固定 されている。また、前記回転体３２の電気コネクタ７方向端部には、前記回転伝 達体６が接続され、回転駆動部３（図１）の回転をフレキシブルシャフト１５に 伝達するようになっている。

【００１８】 また、フレキシブルシャフト１５の内部に挿通されているファイバー部材２９ は、前記シャフト３０の電気コネクタ７方向端部から引き出され、前記回転伝達 体６に形成された貫通孔４２に導かれ、適度なテンションを保持したまま接着剤 や半田付け等で固定されている。なお、ファイバー部材２９の機能を、同軸ケー ブル２４に兼ねさせるようにしてもよい。 また、同軸ケーブル２４は、シャフト３０から引き出された部分が断線防止の ために螺旋状に巻かれ、端部は電気コネクタ７に接続されている。

【００１９】 次に、以上のように構成されている本実施例の動作を説明する。回転駆動部３ の回転動はコネクタ部４に設けてある回転伝達体６に伝達され（図１）、その回 転力は回転体３２に嵌め込んである回転伝達ピン３４を介してシャフト３０に伝 達される。こうしてシャフト３０が回転すると、これに連結されているフレキシ ブルシャフト１５が回転し、先端に設けてある振動子が回転走査される（図５） 。 振動子を駆動するための電気信号は、コネクタ部４の電気コネクタ７から同軸 ケーブル２４を経て供給される。振動子から照射された後に生体から反射された 反射エコーは、振動子で電気信号に変換された後に同軸ケーブル２４を介して回 転駆動部３を経て観測装置（図示していない）に取り込まれ、画像情報として変 換された後にモニタに表示される（図５、図１）。

【００２０】 こうして画像情報を得るに際し、超音波プローブ１を駆動操作するのであるが （図１）、コネクタ部４の把持部カバー３９の外周部に突出した操作ピン３８を 挿入部の先端部側に移動させると、把持部カバー３９の内部に設けてある移動自 在の筒体３７が先端部側に移動する。すると、ドラム３５およびシャフト３０も 先端部側に移動しフレキシブルシャフト１５も移動する。 したがって、フレキシブルシャフト１５の内部に設けたファイバー部材２９と フレキシブルシャフト１５の相対的な長さが変化し、フレキシブルシャフト１５ には圧縮方向の力が加わり、長手方向の剛性が増すこととなる。一方、操作ピン ３８を挿入部の後端部側に移動させると、フレキシブルシャフト１５に作用して いた圧縮力が開放され、フレキシブルシャフト１５の剛性が低下し挿入部全体が 柔軟性を増すこととなる。

【００２１】 以上のごとく本実施例によれば、フレキシブルシャフト１５の内部に設けたフ ァイバー部材２９とフレキシブルシャフト１５との相対的な長さを変化させるこ とができるので、フレキシブルシャフト１５の剛性、柔軟性を適宜変化させ、超 音波プローブの操作性の向上を図ることができる。また、フレキシブルシャフト の回転安定性の向上も図れ、適正な画像情報を得ることができる。 また、振動子を外筒チューブ内に挟み込むようにして保持しているので、振動 子の開口面積を狭くすることなく、外力に対して破損しにくく耐久性の向上を図 れる。また、外筒チューブ先端にポーラス部材を設けているので、シース内部と 外部の液体を分離できるだけでなく、媒体注入時の作業性を向上、生産コストの 低下を実現できる。つまり、ポーラス部材がないと媒体注入後、外筒チューブ先 端部をあらためて封入しなければならなくなるからである。

【００２２】 次に本考案の第２実施例を説明する。図８、図９は、超音波プローブ先端部の を示したものである。前記実施例と対応する箇所には同一符号を付した。図８に 示すように、外筒チューブ１３の内部にフレキシブルシャフト１５が設けられ、 フレキシブルシャフト１５の先端部にはＵ字状の切欠き部４２が形成されている 。この切欠き部４２には、振動子１９が固定されている。 フレキシブルシャフト１５内の同軸ケーブル２４と、振動子１９の電気的な接 続方法は前記実施例と同様であり、またファイバー部材２９はその先端部２９ａ が切欠き部４２に露出させた状態で固定されている。

【００２３】 また、外筒チューブ１３の先端部１３ａはロート状に形成されており、その内 径部４３はフレキシブルシャフト１５等が設けられている外筒シース１３の部分 に比較し、極端に細く形成されている。なお、先端部をロート状に形成する代わ りに、図９に示すように加熱加工等することにより封止して先端部１３ｂを形成 してもよい。

【００２４】 図１０は、本実施例に用いるコネクタ部４に設ける操作ピンの実施例を示した ものである。この実施例では、筒体３７に把持部カバー３９側から凹部を形成し て、この凹部にネジ部４４を形成する。ここに把持部カバー３９に形成された調 整用溝４０を通して、ツマミ４５をねじ込むことによって把持部カバー３９に筒 体３７を固定可能にしている。 このように構成することにより、ツマミ４５を緩めて筒体３７を移動させ、再 びツマミ４５をねじ込むことによって筒体３７を固定可能にすることができ、ツ マミ４５を把持部カバー３９に対して無段階に位置調整できるようになる。

【００２５】 他の構成については、第１実施例と同様である。本実施例は以上のように構成 してあるので、第１実施例と同様に、フレキシブルシャフトの内部に設けたファ イバー部材とフレキシブルシャフトとの相対的な長さを変化させることができる ので、フレキシブルシャフトの剛性、柔軟性を適宜変化させ、超音波プローブの 操作性の向上を図ることができる。また、フレキシブルシャフトの回転安定性の 向上も図れ、適正な画像情報を得ることができる。

【００２６】 さらに、外筒シースの先端部が細径化しているので、先端部を封止しなくとも 音響伝達媒体が外部に漏れることがないとともに、封止作業が不要であるので生 産コストを軽減化できる。また、フレキシブルシャフトの剛性、柔軟性の変化を 無段階で調整できるため、検査の最適状態を確保するための微調整が可能となり より適正な検査を実現できる。また、ファイバー部材２９の先端部を切欠き部４ ２に固定しているので、固定強度が増し耐久性が向上する。

【００２７】 本考案は、以上の実施例に限定されるものではなく、幾多の変更、変形が可能 である。例えば、本考案をファイバースコープやビデオスコープ等と組合わせ光 学系を有する超音波内視鏡等にも適用できる。また、剛性を高めるためのファイ バー部材をフレキシブルシャフト全長に設けずに、ファイバー部材の先端部をフ レキシブルシャフトの途中に固定してもよい。また、フレキシブルシャフトをフ ァイバー部材に対して移動させる方法をとらず、ファイバー部材の方を移動させ るような構成としてもよい。さらに、本考案では、フレキシブルシャフトの先端 部に振動子を設けたが、振動子は固定し、フレキシブルシャフトに反射ミラーを 取り付けたタイプでもよいし、振動子と反射ミラーをシャフト先端に設けて回転 させるタイプでも同様の効果が得られる。

【００２８】

【考案の効果】

以上のごとく本考案によれば、コネクタ部の操作ピンを操作することにより、 フレキシブルシャフトの剛性を自在に変化させることができるので、検査の状況 に応じて最適な硬さの状態で検査を実施できる。つまり、体腔内の比較的まっす ぐな部位に挿入部を挿入する際は、剛性を高めて挿入操作をスピーディーに行え るようにし、屈曲の激しい部位に挿入する際には剛性を低めて屈曲部にスムーズ に挿入できるようにすることができる。したがって、検査時間の短縮化を図れ被 検者の負担の軽減化を図れる。

【００２９】 また、本考案はファイバー部材を用い、挿入部を剛性強化するようにしている ので、細径化されることで長手方向の剛性が弱くなりがちな細径超音波プローブ においても操作性が妨げられることはない。また、複雑に屈曲した状態で挿入部 を挿入しても、フレキシブルシャフトの剛性を低下させることにより回転追従性 を向上させることができるので、安定した超音波画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係る装置の一部概要図で
ある。

【図２】第１実施例の装置に用いる超音波プローブの挿
入部先端の断面図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。

【図４】図２におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図５】第１実施例の装置に用いるコネクタ部の断面図
である。

【図６】図５におけるＣ−Ｃ断面図である。

【図７】図５における操作ピン近傍のＤ矢視図である。

【図８】第２実施例に係る装置に用いる超音波プローブ
の挿入部先端の断面図である。

【図９】挿入部先端の変形例図である。

【図１０】第２実施例の装置に用いるツマミ近傍の断面
図である。

【図１１】従来例に係る挿入部の体腔内への挿入状態を
示す説明図である。

【符号の説明】

４ コネクタ部 ６ 回転伝達体 ７ 電気コネクタ ８ 把持部 １３ 外筒チューブ １５ フレキシブルシャフト ２４ 同軸ケーブル ２９ ファイバー部材 ３０ シャフト ３１ 長溝 ３２ 筒状回転体 ３３ 小径部 ３４ 回転伝達ピン ３４ａ 先端部 ３５ ドラム ３６ ベアリング ３７ 筒体 ３８ 操作ピン ３９ 把持部カバー ４０ 調製用溝 ４１ 小径部 ４２ 貫通孔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 体腔内に挿入される挿入部の内部にフレ
   キシブルシャフトを挿通し、フレキシブルシャフトの先
   端に少なくとも超音波振動子を設けるとともに、フレキ
   シブルシャフトの内部に長手方向にファイバー部材を延
   在させてなる体腔内超音波診断装置において、 前記ファイバー部材と前記フレキシブルシャフトの長手
   方向の相対的な長さ関係を調整する調整手段を術者手元
   側に設けたことを特徴とする体腔内超音波診断装置。