JPS63283631A - 体腔内超音波診断装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、内視鏡に超音波診断機能を持たせた体腔内超
音波診断装置に関するもめである。

〔背景技術〕

体腔内超音波診断装置は、内視鏡に超音波走査機構を一
体に組合わせたものとして従来既知である。かかる超音
波診断装置においては、一般に、体腔内への挿入部の先
端部分に超音波探触子がその中心軸線を中心として回動
可能に配置され、この探触子を回動させるべく体腔外の
駆動部内に駆動手段としての駆動モータが配置され、さ
らに、探触子を駆動モータに対して駆動結合する動力伝
達手段として中空のフレキシブルシャフトが挿入部内に
挿通されている。そして、探触子からの信号導線はフレ
キシブルシャフトの内部スペースに通されて外部の超音
波診断装置まで導かれている。

駆動モータにより探触子を回動させて体腔内の超音波に
よる走査を行うものであることは言うまでもない。また
、光学的観察手段として、挿入部先端部分の側面に対物
レンズを配置し、これにより得られた光学像をイメージ
ガイドファイバーニヨり接眼部まで導くものである。

従来技術においては、内視鏡の挿入部先端部分に超音波
探触子が配置され、かつ、その駆動軸であるフレキシブ
ルシャフトが挿入部の中心領域を占めているため、光学
的観察手段は先端部分の側面に配置せざるを得なかった
。そのために光学的観察手段の視野方向は側面方向に限
定されており、内視鏡を挿入しようとする方向が死角と
なるので、体腔内での内視鏡操作が困難であった。特に
大腸のごとく管腔が複雑に蛇行している臓器内で上述し
た既知の内視鏡を使用しようとしても、その視野方向の
制約に由来する操作の困難性から直腸より奥部に内視鏡
を挿入することは殆ど不可能であり、仮に可能であった
としても著しい危険を伴うものである。

光学的観察手段の対物レンズを内視鏡における挿入部の
先端面に配置し、内視鏡の挿入方向と光学的視野方向と
を一致させた構成も既知である。

しかし、かかる既知の構成によれば観察手段が影となっ
てその方向での超音波の視野が遮られ、したがって内視
鏡先端部の軸線と直交する断層面内で全周にわたる超音
波視野を得ることができず、得られる視野は事実上は１
８０°程度に過ぎなかった。そのため、体腔内における
目的部位の完全な超音波診断像を得るためには、体腔内
で内視鏡を捻ったり回転させる等の複雑で煩わしい操作
が必要とされていた。

〔発明の開示〕

本発明は、従来技術における上述の問題点に着目してな
されたものであり、複雑に蛇行した狭隘な臓器内でも安
全かつ容易に操作することができ、しかも少なくともほ
ぼ全周にわたる広範な超音波診断範囲を有する体腔内超
音波診断装置を提案することを目的としている。

かかる目的を達成するため、本発明による体腔内超音波
診断装置は、体腔内への挿入部の先端部分に配置され、
その中心軸線を中心として回動させうる超音波探触子と
、この探触子を回動させるべく体腔外の駆動部内に配置
された駆動手段と、前記挿入部内に挿通されて前記探触
子を駆動手段に駆動結合する中空の動力伝達手段とを具
え、前記先端部分における作動機能の制御に供する操作
部まで延在する中空チャンネルを、前記先端部分におけ
る端面から前記中空の動力伝達手段の内部を経て形成し
、前記中空の動力伝達手段を、弾性体の少なくとも２層
を有する多層構体として構成し、その外層と内層との間
に前記超音波探触子から前記操作部まで延在する信号導
線を配設したことを特徴とするものである。

〔発明を実施するための最良の形態〕

以下、本発明を図示の好適な実施例について説明する。

第１図は、本発明による体腔内超音波診断装置の一実施
例の全体構成を示す概念図である。この超音波診断装置
は、体腔内に挿入される可撓性挿入部と、この挿入部の
先端部分１を外部から操作する手元側の操作部２とを具
えている。先端部分１内には超音波による診断を行うた
めの超音波探触子３を配置し、この探触子３は先端部分
１の長手方向中心軸線を中心として回動させうる機械走
査式、いわゆるメカラジアル型のものとする。さらに、
超音波探触子３を回転駆動させるための駆動部４を操作
部２に隣接させて配置すると共に駆動部４を、後述する
動力伝達素子を介して探触子３に対し機械的に駆動結合
する。本発明においては、超音波探触子３、その駆動Ｂ
４ならびに両者を結合する動力伝達素子を全て中空構造
とし、挿入部の先端部分から操作部２に至まで中心軸線
の近傍領域に中空チャンネルが貫通して延在する配置と
する。

超音波探触子３は、例えばＰＺＴ、ニオブ酸リチウムま
たは適宜の高分子材料の膜よりなる超音波振動子と、こ
の振動子に接着固定された適当なダンピング材料とを具
える既知の構成のものとする。第２図にも示すとおり、
超音波探触子３は中空円筒状を呈する支持部材５に取付
け、この支持部材５は玉軸受６及びすべり軸受７により
回動可能に支承する。支持部材５の後端部に、前述の動
力伝達素子の一部としての中空多層フレキシブルシャフ
ト８の先端部を一体に結合し、このフレキシブルシャフ
ト８は、超音波診断装置における挿入部の内部に挿通し
た可撓性チューブ９内に回動可能に配置すると共に駆動
部４まで延在させるものである。

体腔内への挿入部の先端に配置した機械走査式の超音波
探触子を駆動部内の駆動モータに対してフレキシブルシ
ャフトを介して結合し、この探触子からの信号導線をフ
レキシブルシャフトの内部に通した構成を有する超音波
診断装置は、例え、ば本出願人の出願に係る特開昭５７
−１９０５５２号公報に記載されてふり、既知である。

しかるに本発明では、信号導線を別の部位に配置してフ
レキシブルシャフトの内部を他の目的に供しうる中空チ
ャンネルとして構成するものである。

すなわち、第３図に示す実施例では、フレキシブルシャ
フト８を密巻コイルよりなる内周層８ａと、内周層８ａ
のコイルの線材よりも比較的太い線材の粗巻コイルより
なる中間層８ｂと、内周層８ａのコイルと同程度の太さ
の線材の密巻コイルよりなる外周層８Ｃとの３層構造と
する。さらに、超音波探触子３からの信号導線ｌＯとし
ての極細同軸ケーブルを、内周層８ａと外周層８ｃとの
間で中間層８ｂにおける粗巻コイルの隣接周回部分の間
隙スペース内に若干の弛みを持たせてつる巻状に配置す
る。内周層８ａと外周層８ｃとの間における信号導線１
００っぷれを確実に防止するため、中間層８ｂの粗巻コ
イルの素材として信号導線１０よりも太い線材を使用す
るものである。

なお、第３図の実施例においては、内周層８ａおよび外
周層８ｃの各コイル線材と、中間層８ｂのコイル線材と
は相互に逆方向に巻回するのが有利である。かかる配置
により、内外周両面が平滑で乱れの少ないフレキシブル
シャフトを実現することが可能となるからである。

また、第４図に示す実施例では、フレキシブルシャフト
８を第３図の実施例におけると同様の密巻コイルよりな
る内周層８ａおよび外周層８ｃと、これら両層の間につ
る巻状の隙間が形成されるように配置されたゴム等の弾
性材料よりなる中間層３ｂ’との３層構造とし、中間層
３ｂ’の隙間内に信号導線１０を若干の弛みを持たせて
配置すると共に中間層３ｂ’の厚みを信号導線１０の直
径より大として信号導線のつぶれを防止可能とする。

第３図および第４図のいずれの実施例においても、信号
導線ＩＯは、フレキシブルシャフト８における内周層８
ａと外周層８Ｃとの間で中間層８ｂ、　８ｂ’によって
完全に保護され、しかも若干の弛みを持たせて配置され
ているため、超音波診断装置における挿入部が体腔内に
挿入されるに際して屈曲しても引張り応力が作用せず、
断線の右それが実質的に皆無である。そして、フレキシ
ブルシャフト８内には十分な内部スペースを有し、後述
するごとく所要の目的に供し得る中空チャンネルを、そ
の全長にわたって確保することができる。

上述の構成のフレキシブルシャフト８は、第５図に示す
とおり、超音波診断装置における挿入部の後端側で、可
撓性を有しない通常の中空軸１１に結合する。この中空
軸１１は、駆動部４内の適宜の位置に配置された軸受１
２．１３により回動可能に支承すると共に、駆動モータ
１４に対し適当な結合手段１５によって駆動結合する。

その結合手段１５は、第５図に示すごとく、中空軸１１
に取付けたプーリ１５ａ、駆動モータ１４の出力軸に取
付けたプーリ１５ｂ１および両ブーＪ１５ａ、　１５ｂ
の間に掛けられたベル）　１５Ｃを具えるベルト駆動結
合機構とすることができる。また、第１図に示すごとく
、中空軸１１および駆動モータ１４の出力軸に取付けた
減速歯車機構で結合手段１５を構成してもよい。

かかる配置によれば、駆動モータ１４を作動させること
により、その出力トルクが駆動結合手段１５、中空軸１
１、フレキシブルシャフト８および中空円筒状の支持部
材５を介して挿入部の先端部分１における超音波探触子
３に伝達され、探触子３を先端部分ｌの中心軸線を中心
として所要の角度だけ回動させることができる。なお、
超音波探触子３の送受信方位を検出可能とすべく、駆動
部４内にロータリーエンコータ１６ヲ配置シ、このエン
コーダ１６により探触子の送受信方位を中空軸１１の回
動角度として検出し、その検出値に応じて所要の信号処
理を行わせる構成とすることができる。

第２図に示すとおり、超音波探触子３を収めた診断装置
の挿入部における先端部分１の内部スペース１７には、
その音響インピーダンスが生体におけるものと近似した
値を有する超音波伝達媒体、例えば流動パラフィンを満
たし、この伝達媒体は挿入部の先端面におけるねじ封止
箇所１８から前述の可撓性チューブ９内を経て操作部４
内の図示しない封止箇所まで完全に充填する。なお、全
ての隙間に超音波伝達媒体が満たされるように、例えば
すべり軸受け７の非摺動面側、すなわち支持部材５にね
じ結合される側に軸線方向に向けて延在する複数の溝１
９を形成する。

また、挿入部の先端部分１における外周面には図示しな
い既知のバルーンを装着するための一対の周方向装着溝
２０を形成する。これらの溝２０にバルーンを装着した
状態でバルーン内部に対する脱気水の注入及び吸引排出
を可能とすべく、両装着溝２０の間に注水口および吸引
口を開口させ、これらの注水口および吸引口は操作部２
側に配置した注水・吸引口金（図示せず）にチューブ２
１を介して接続する。

超音波探触子３からの信号導線１０を、挿入部の先端部
分１から駆動部４に至るまでのフレキシブルシャフト８
の内周層８ａと外周層８Ｃとの間に通すことは、第３図
および第４図に関連して前述したとおりである。このプ
レキシプルシャフト８と中空軸１１との結合部位よりも
手前側では、第６図に示すように、信号導線１０を中空
軸１１の外周面に形成した長手方向溝２２内に配置する
。この長手方向溝２２内には、バルーンに対する脱気水
の注入・吸引に供するチューブ２１も配置するものであ
る。

なお、長手方向溝２２と直径的に対向する位置で中空軸
１１の外周面に形成されている別の長手方向溝２３は、
挿入部の先端部分１に隣接して配置されている湾曲部分
の湾曲操作に供する操作ワイヤ２４を収めるものである
。

中空軸１１の外周面における長手方向溝２２内に配置し
た信号導線ＩＯは、中空軸１１の後端側でスリップリン
グ２５に接続する。スリップリング２５′に対して接点
部材２６を摺動接触させ、これら接点部材２６に接続さ
れた導線２７を操作部２内に導入し、操作部２からいわ
ゆるユニバーサルコード２８内に挿通して図示しない超
音波観察手段に接続可能とする。

上述したとおり、本発明では超音波探触子３、その駆動
部４ならびに両者を結合する動力伝達素子８．１１を全
て中空構造とし、挿入部の先端部分１から操作部２に至
るまで中心軸線の近傍領域に中空チャンネルが貫通して
延在する配置とされている。そして、この中空チャンネ
ル内に、挿入部の挿入方向の光学的視野を得ることので
きる内視鏡部２９を配置するものである。

この内視鏡部２９は、第１図、第２図および第７図に示
すように、挿入方向の視野内の光学像を操作部２側に伝
送するための観察用レンズ群３０、イメージガイドファ
イバー３１、視野方向に照明光を送る照明用レンズ群３
２およびライトガイドファイバー３３、上記レンズ群３
０．３２の先端側の表面を所要に応じて洗浄すべく水や
空気の吐出に供するノズル３４、ならびに体腔内の液体
の吸引や組織の生検を行うための鉗子の挿通等に供する
チャンネル３５を具える、それ自体は通常の構成のもの
である。

すなわち、この内視鏡部２９は、挿入部を体腔内に挿入
したときに、レンズ群３２から照明光を照射しつつ操作
部２に設けた接眼部３６を覗くことにより、レンズ群３
０を通じて被診断部位、すなわち目的部位の表面の内視
鏡像を観察しうるものである。

内視鏡部２９のイメージファイバー３１、ライトガイド
ファイバー３３およびチャンネル３５は、前述した超音
波探触子３の支持部材５、フレキシブルシャフト８およ
び中空軸１１内に挿通配置されるので、探触子３の回動
に伴い、いわゆる連れ回りを生じるおそれがある。した
がって、かかる連れ回りを防止するため、第５図に示す
ように内視鏡部２９を中空軸１１の外部で適宜構成の回
動防止手段、例えば回動防止ピン３７と協働させるのが
望ましい。

第８図ふよび第９図は、前記中空チャンネル内に配置さ
れる内視鏡部２９の他の実施例を示すものである。この
実施例は、挿入方向における視野内の光学像の伝送手段
をレンズ群３０と、ＣＣＤ等の固体撮像素子３８および
電気ケーブル３９とにより構成した点を除いては、本質
的には前述の実施例と代わるところがない。

本発明においては、上述のごとく挿入部の先端部分１か
ら操作部２に至るまで中心軸線の近傍領域を貫通して延
在する中空チャンネルを利用し、その内部に内視鏡部２
９を配置する構成としたので、挿入方向前方を直視しう
る内視鏡光学系を実現することが可能となる。そして、
かかる内視鏡光学系ををするいずれの実施例も、従来技
術におけるごとき視野方向の制限がなく、大腸のように
管腔が複雑に蛇行している狭隘な臓器内であっても挿入
方向前方を常に確認しつつ挿入部を目的部位まで安全に
挿入することができ、しかも超音波探触子３を全周（３
６０°）にわたり完全に回動させうるので同等困難かつ
複雑な操作を必要とすることなく目的部位の完全な超音
波診断像を容易かつ確実に得ることができる効果を達成
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による体腔内超音波診断装置
の全体構成を示す概念図、 第２図はその挿入部の先端部分における具体的構成を示
す縦断面図、 第３図は超音波探触子をその駆動部に結合するための中
空多層フレキシブルシャフトの一実施例を示す斜視図、 第４図は中空多層フレキシブルシャフトの他の実施例を
示す斜視図、 第５図は超音波探触子の駆動部における具体的構成を示
す縦断面図、 第６図は第５図のＶＩ−ＶＩ線に沿う中空軸の横断面図
、 第７図は第２図の配置における挿入部の先端面を示す正
面図、 第８図は内視鏡光学系の他の実施例を示す第２図と同様
な縦断面図、 第９図は第８図の配置における挿入部の先端面を示す第
７図と同様な正面図である。 ｌ・・・可撓性挿入部の先端部分 ２・・・操作部　　　　　　３・・・超音波探触子４・
・・駆動部　　　　　　５・・・支持部材８・・・フレ
キシブルシャフト ８ａ・・・内周層　　　　　　ｇｂ、　３ｂ’・・・中
間層８Ｃ・・・外周層　　　　　　１０・・・信号導線
１４・・・駆動モータ　　　　２９・・・内視鏡部３０
・・・観察用レンズ群　　３２・・・照明用レンズ群３
４・・・ノズル　　　　　　３５・・・チャンネル特許
出願人　　　オリンパス光学工業株式会社代理人弁理士
　　杉　　村　　暁　　秀同　　　弁理士　　　杉　　
　村　　　興　　　作第１図 ぐ 手　　続　　補　　正　　書 昭和６２年　８月　７日 特許庁長官　　小　　川　　邦　　夫　　殿１、事件の
表示 昭和６２年特許願第　１１９０２８号 ２、発明の名称 体腔内超音波診断装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （０３７）オリンパス光学工業株式会社４、代理人 ５、補正の対象 １、明細書第６頁第８行「操作部２に至まで」を「操作
部２に至るまで」と訂正する。 ２、同第１２頁第９行〜第１６行「この長手方向溝内に
は、・・・・・・収めるものである。」を［さらに、図
示は省略されているが、駆動部４における各構成要素の
取付けに供するフレームの外側には長手方向溝が形成さ
れており、これらの溝内にはバルーンに対する脱気水の
注入・吸引チェーブ２１と、挿入部の先端部分ｌに隣接
して配置されている湾曲部分の湾曲操作に供する操作ワ
イヤを収めるものである。」 ３、図面中筒５図及び第６図を別紙訂正図の通りに訂正
する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、体腔内への挿入部の先端部分に配置され、その中心
   軸線を中心として回動させうる超音波探触子と、この探
   触子を回動させるべく体腔外の駆動部内に配置された駆
   動手段と、前記挿入部内に挿通されて前記探触子を駆動
   手段に駆動結合する中空の動力伝達手段とを具え、前記
   先端部分における作動機能の制御に供する操作部まで延
   在する中空チャンネルを、前記先端部分における端面か
   ら前記中空の動力伝達手段の内部を経て形成し、前記中
   空の動力伝達手段を、弾性体の少なくとも２層を有する
   多層構体として構成し、その外層と内層との間に前記超
   音探触子から前記操作部まで延在する信号導線を配設し
   たことを特徴とする体腔内超音波診断装置。