WO2015102066A1 - 超音波内視鏡 - Google Patents

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    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/0011—Manufacturing of endoscope parts

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic endoscope in which an adhesive is filled in a housing that accommodates an ultrasonic transducer part.
  • Some endoscopes used in the medical field include an insertion section that can be introduced into a subject, and an ultrasound transducer section for transmitting and receiving ultrasound at the distal end of the insertion section.
  • an ultrasonic endoscope including an ultrasonic transducer unit that can scan an ultrasonic beam.
  • the upper surface which is a surface that transmits and receives ultrasonic waves, is covered with an acoustic lens.
  • An ultrasonic transducer unit including an acoustic lens is accommodated in a housing which is a casing except for an upper surface where ultrasonic waves are transmitted and received.
  • the housing is filled with an adhesive to prevent liquid or gas from entering the housing.
  • an adhesive is filled so that no air bubbles remain in the housing in order to improve water tightness and air tightness in the housing that houses the ultrasonic transducer unit including the acoustic lens.
  • a hole for discharging bubbles is provided in the housing, it is necessary to provide a location for forming the hole in the housing, which increases the size of the housing.
  • An increase in the size of the housing is not preferable because it leads to an increase in the size of the distal end portion of the ultrasonic endoscope.
  • the present invention has been made in view of the above-described points, and is an ultrasonic wave that prevents the remaining of bubbles in the housing without enlarging the housing that accommodates the ultrasonic transducer part and is filled with the adhesive.
  • An object is to provide an endoscope.
  • An ultrasonic endoscope has a rectangular upper surface, and an ultrasonic transducer unit that transmits and receives ultrasonic waves from the upper surface, and one end of which is electrically connected to the ultrasonic transducer unit.
  • a quadrangular prism shape by covering the upper surface and the side surface of the ultrasonic transducer section, and at least one corner of the four corners of the quadrangular prism shape when viewed from the direction facing the upper surface
  • An acoustic lens having a chamfered portion and an ultrasonic transducer unit including the acoustic lens, the rectangular first opening into which the rectangular prism-shaped acoustic lens is fitted, and the first
  • a housing having a second opening for leading the cable out of the one opening, and forming an adhesive outlet that is a gap through which the adhesive flows out between the chamfer and the corner of the first opening; Fill in the housing Is having, an adhesive filling the adhesive outlet to.
  • FIG. 5 is a VV cross-sectional view of FIG. 2. It is a figure which shows the upper surface of an ultrasonic transducer
  • the ultrasonic endoscope 1 of the present embodiment shown in FIG. 1 electronically scans an ultrasonic beam in a subject, thereby obtaining an ultrasonic tomographic image (B mode image) of a predetermined part in the subject. It is a device to obtain.
  • the ultrasonic endoscope 1 includes an insertion portion 2 that can be introduced into the body of a subject, an operation portion 3 that is located at the proximal end of the insertion portion 2, and a universal cord 4 that extends from a side portion of the operation portion 3. Has mainly composed.
  • the insertion portion 2 includes a distal end portion 10 disposed at the distal end, a bendable bending portion 11 disposed on the proximal end side of the distal end portion 10, and a proximal end side of the bending portion 11.
  • a flexible tube portion 12 having flexibility and connected to the distal end side is continuously provided.
  • the ultrasonic endoscope 1 may have a form called a so-called rigid endoscope that does not have a flexible portion in the insertion portion 2.
  • the distal end portion 10 of the insertion portion 2 includes an imaging device, an illumination device, and a treatment tool for capturing an optical image (not shown), in addition to an ultrasonic transducer unit 20 that will be described in detail later.
  • a treatment instrument insertion port or the like for projecting is provided.
  • the operation section 3 is provided with an angle operation knob 13 for operating the bending of the bending section 11.
  • the operation unit 3 is provided with a switch or the like for controlling the operation of sending out the fluid from the opening provided in the tip 10 and the suction operation.
  • An endoscope connector 4a connected to a light source device is provided at the base end of the universal cord 4.
  • the light emitted from the light source device travels through the optical fiber cable inserted through the universal cord 4, the operation unit 3, and the insertion unit 2, and is emitted from the illumination device at the tip 10.
  • the ultrasonic endoscope 1 may have a configuration in which a light source device such as an LED is provided in the illumination device disposed at the distal end portion 10.
  • the electric cable 5 and the ultrasonic cable 6 extend from the endoscope connector 4a.
  • the electric cable 5 is detachably connected to a camera control unit (not shown) via an electric connector 5a.
  • the camera control unit is a device that outputs an image captured by the imaging device provided at the distal end portion 10 to the image display device 8.
  • the ultrasonic cable 6 is detachably connected to the ultrasonic observation control device 7 via the ultrasonic connector 6a.
  • the ultrasonic connector 6 a is electrically connected to a plurality of transducer elements 22, which will be described later, included in the ultrasonic transducer unit 20 via the cable 21 inserted through the ultrasonic cable 6, the universal cord 4, the operation unit 3, and the insertion unit 2. Connected.
  • the ultrasonic observation control device 7 is a device that controls the transmission / reception operation of ultrasonic waves by the ultrasonic transducer unit 20 and generates an ultrasonic tomographic image, and outputs the ultrasonic tomographic image to the image display device 8. Note that the ultrasonic endoscope 1 may not include the ultrasonic observation control device 7 and the image display device 8.
  • the ultrasonic transducer part 20 is held by the housing 30 at the distal end part 10 of the insertion part 3.
  • FIG. 2 is a view showing the top surfaces of the ultrasonic transducer section 20 and the housing 30.
  • FIG. 3 is a view showing a side surface of the housing 30.
  • 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V in FIG.
  • the ultrasonic transducer section 20 is composed of a plurality of transducer elements 22 arranged in one row.
  • the surface of the ultrasonic transducer unit 20 that transmits and receives ultrasonic waves is referred to as an upper surface 20a, and the opposite surface is referred to as a lower surface.
  • a surface intersecting the upper surface 20a and the lower surface is referred to as a side surface.
  • the transducer elements 22 may be arranged in a plurality of rows.
  • the vibrator element 22 is a piezoelectric element or an electrostrictive element that mutually converts an electric signal and an ultrasonic wave, or an ultrasonic transducer (MUT; Micromachined Transducer) using a micromachine technology.
  • MUT Micromachined Transducer
  • the vibrator element 22 is a piezoelectric element made of a piezoelectric material, and has an upper electrode 22a and a lower electrode 22b arranged with the piezoelectric material interposed therebetween as shown in FIG.
  • the upper electrode 22a is disposed on the upper surface 20a side of the ultrasonic transducer section 20, and the lower electrode 22b is disposed on the lower surface side.
  • the vibrator element 22 is deformed so as to expand and contract in a direction sandwiched between the upper electrode 22a and the lower electrode 22b according to a voltage applied between the upper electrode 22a and the lower electrode 22b.
  • the surface of the lower electrode 22b opposite to the piezoelectric element is in contact with a backing material 26 made of a non-conductive material.
  • the backing material 26 is a synthetic resin that is cured after being filled in a holding frame 29 that surrounds the side surface of the ultrasonic transducer section 20.
  • the backing material 26 is a member that absorbs ultrasonic waves radiated from the lower electrode 22b side of the transducer element 22 and ultrasonic waves directed from the inside of the distal end portion 10 toward the transducer element 22. For this reason, in the present embodiment, transmission / reception of ultrasonic waves by the transducer element 22 is performed on the upper surface 20a side where the upper electrode 22a is provided.
  • the upper surface 20a of the ultrasonic transducer section 20 is curved into a convex cylindrical surface shape toward the outside (upward).
  • the plurality of transducer elements 22 constituting the ultrasonic transducer section 20 are arranged in a line along the circumferential direction of the upper surface 20a.
  • the upper surface 20a of the ultrasonic transducer section 20 has a rectangular shape when viewed from the direction along the normal line of the upper surface 20a.
  • the case of viewing from the direction along the normal line of the upper surface 20a is the case of viewing from the direction facing the upper surface 20a of the ultrasonic transducer section 20, as shown in FIG.
  • the plurality of transducer elements 22 are arranged in a line along the longitudinal direction of the upper surface 20a of the ultrasonic transducer section 20 having a rectangular shape.
  • the upper surface 20a of the ultrasonic transducer section 20 is curved along the cylindrical surface and has a rectangular shape with the circumferential direction of the cylindrical surface as the longitudinal direction.
  • the ultrasonic transducer section 20 can transmit an ultrasonic beam in a direction (radial direction) along the normal line of the cylindrical surface, and can scan the ultrasonic beam in the circumferential direction.
  • the ultrasonic endoscope 1 having such an ultrasonic transducer section 20 is generally referred to as an electronic scanning convex ultrasonic endoscope.
  • the scanning format of the ultrasonic beam by the ultrasonic transducer section 20 is not limited to this embodiment, and is a linear format in which the upper surface 20a is planar and a plurality of transducer elements 22 are arranged linearly. May be.
  • the upper electrode 22a of the transducer element 22 is a ground electrode that is set to a ground potential
  • the lower electrode 22b is a signal electrode for inputting and outputting voltage signals.
  • the upper electrode 22a is electrically connected to the cable 21 via the ground potential wiring 27 as shown in FIG.
  • the lower electrode 22 b is electrically connected to the cable 21 via the signal wiring 28 and the circuit board 24.
  • the circuit board 24 and the transducer element 22 are fixed by a backing material 26.
  • An acoustic matching layer 25 is disposed on the upper surface 20 a of the ultrasonic transducer section 20.
  • the acoustic matching layer 25 is a member that performs acoustic impedance matching between the transducer element 22 and an acoustic lens 23 described later.
  • the acoustic matching layer 25 is appropriately provided according to the difference in acoustic impedance between the transducer element 22 and the acoustic lens 23. Therefore, for example, it is not necessary when the difference in acoustic impedance between the transducer element 22 and the acoustic lens 23 is small.
  • the acoustic matching layer 25 may be formed by stacking a plurality of layers made of different materials in the thickness direction, or may be a single layer.
  • the acoustic lens 23 is a member that covers the upper surface 20a and side surfaces of the ultrasonic transducer section 20.
  • the acoustic lens 23 is made of a nonconductive material such as silicone.
  • FIG. 6 is a view of the ultrasonic transducer unit 20 and the top surface of the acoustic lens 23 that covers the ultrasonic transducer unit 20.
  • FIG. 7 is a view of the side surface of the ultrasonic transducer unit 20 and the acoustic lens 23 covering the ultrasonic transducer unit 20.
  • the acoustic lens 23 forms a quadrangular prism shape by covering the upper surface 20a and side surfaces of the ultrasonic transducer section 20. More specifically, when viewed from the direction facing the upper surface 20a, the outer shape of the acoustic lens 23 has a rectangular shape with the arrangement direction of the transducer elements 22 as the longitudinal direction.
  • a chamfered portion 23a is formed by cutting off the corner.
  • the chamfered portion 23 a is formed over the entire corner ridgeline of the acoustic lens 23.
  • the chamfered portions 23 a are formed at all four corners of the outer shape of the acoustic lens 23.
  • the chamfered portion 23a has an angle ⁇ of less than 45 degrees with respect to the long side of the upper surface of the acoustic lens 23 that is rectangular when viewed from the direction facing the upper surface 20a. That is, in the chamfered portion 23a, the angle ⁇ with respect to the side parallel to the arrangement direction of the transducer elements 22 on the upper surface of the acoustic lens 23 is less than 45 degrees.
  • the shape of the portion cut off by the chamfered portion 23a of the acoustic lens 23 is the length L1 of the side parallel to the arrangement direction of the transducer elements 22, It becomes a right triangle longer than the length L2 of the side orthogonal to the side of the length L1.
  • the short side of the upper surface 20a when viewed from the direction facing the upper surface 20a is formed by making the right triangle portion cut off by the chamfered portion 23a elongated in the arrangement direction of the transducer elements 22.
  • the ratio of the chamfered portion 23a in the length of the can be reduced. Thereby, interference between the chamfered portion 23a and the transducer element 22 can be avoided, and an increase in the length of the short side of the acoustic lens 23 due to the provision of the chamfered portion 23a can be prevented.
  • the ultrasonic transducer unit 20 When the ultrasonic endoscope 1 is assembled, as shown in FIGS. 6 and 7, the ultrasonic transducer unit 20 is connected to the tip of the cable 21, and the acoustic lens 23 is fixed to the ultrasonic transducer unit 20. An ultrasonic unit 40 is produced. And this ultrasonic unit 40 is stored in the housing 30 mentioned later, and is fixed.
  • the housing 30 is a housing having a space for accommodating the ultrasonic unit 40 therein.
  • a first opening 31 that exposes an upper surface of the acoustic lens 23 that transmits ultrasonic waves of the ultrasonic transducer unit 20 to the outside and a cable 21 connected to the ultrasonic transducer unit 20 are led out.
  • a second opening 32 is formed.
  • the acoustic lens 23 and the ultrasonic transducer unit 20 accommodated in the housing 30 are fixed by an adhesive 33 filled in the housing 30.
  • the first opening 31 is a rectangular hole into which the acoustic lens 23 having a quadrangular prism shape is fitted with a predetermined gap. As shown in FIG. 8, when the acoustic lens 23 is fitted in the first opening 31, a gap is generated between the outer peripheral surface of the acoustic lens 23 and the inner peripheral surface of the first opening 31.
  • an adhesive outlet 34 that is a right-angled triangular gap is provided between the chamfered portion 23 a and the corner of the first opening 31. It is formed.
  • the shape of the adhesive outlet 34 is a right triangle that is elongated in the arrangement direction of the transducer elements 22 when viewed from the direction facing the upper surface 20a.
  • the gap between the outer peripheral surface of the acoustic lens 23 including the adhesive outlet 34 and the inner peripheral surface of the first opening 31 is filled with an adhesive 33.
  • the second opening 32 is a through-hole that communicates the first opening 31 and the outside of the housing 30, and the cable 21 that is a bundle of a plurality of coaxial wires is inserted with a predetermined gap.
  • the total sectional area of the gap between the outer peripheral surface of the acoustic lens 23 and the inner peripheral surface of the first opening 31 is the total sectional area of the gap generated between the second opening 32 and the cable 21.
  • the uncured adhesive 33 filled in the housing 30 is likely to flow out of the gaps of the first openings 31 and is difficult to flow out from the second openings 32 side. Therefore, the amount of the adhesive 33 flowing out from the second opening 32 along the cable 21 can be suppressed, and the bending of the cable 21 can be prevented from being hindered by the cured adhesive 33.
  • the cable 21 is inserted into the second opening 32 from the first opening 31 side of the housing 30.
  • the inside of the first opening 31 of the housing 30 is filled with the defoamed adhesive 33 before curing.
  • the adhesive agent 33 in the state before hardening after defoaming is shown by the hatching of the hatching.
  • the adhesive 33 has a viscosity that is difficult to flow out of the gap between the second opening 32 and the cable 21 due to gravity.
  • the ultrasonic transducer unit 20 and the acoustic lens 23 are inserted into the first opening 31 filled with the adhesive 33.
  • the adhesive 33 is mainly from the gap generated in the first opening 31. leak.
  • the adhesive 33 flows out from a gap generated on the entire outer peripheral surface of the acoustic lens 23, the gap between the outer peripheral surface of the acoustic lens 23 and the inner peripheral surface of the first opening 31 is caused by the adhesive 33. Filled and no bubbles remain.
  • the ultrasonic transducer unit 20 and the acoustic lens 23 are inserted into the first opening 31 so as to push out the adhesive 33, thereby The bubbles are discharged together with the adhesive 33 to the outside of the housing 30.
  • the adhesive outlet 34 having a wide gap is formed, the bubbles are easily discharged together with the adhesive 33 without being caught. Further, since the flowing out adhesive 33 has a flow toward the adhesive outlet 34, air bubbles sandwiched between the acoustic lens 23 and the lower surface of the ultrasonic transducer unit 20 and the adhesive 33 are also bonded to the adhesive 33. At the same time, it is discharged from the adhesive outlet 34 to the outside of the housing 30.
  • the adhesive agent 33 in the 1st opening part 31 can be made to flow out evenly by forming the adhesive agent outlet 34 in all the four corners of the 1st opening part 31 which is rectangular shape. It is possible to eliminate the portion where the adhesive 33 is likely to stagnate. That is, according to the present embodiment, it is possible to eliminate a portion where bubbles in the housing 30 easily remain.
  • the adhesive 33 that has flowed out is wiped off, the adhesive 33 is cured, so that the ultrasonic unit 40 is fixed in the housing 30.
  • the adhesive outlet 34 that allows the adhesive 33 to flow out is formed between the first opening 31 of the housing 30 and the acoustic lens 23. ing. By forming the adhesive outlet 34, air bubbles can be prevented from remaining in the housing 30 after the adhesive 33 is cured.
  • the adhesive outlet 34 is formed by providing the chamfered portion 23 a at the corner of the acoustic lens 23, it can be provided without increasing the opening area of the first opening 31. is there. Therefore, in this embodiment, without increasing the size of the housing 30, the bubbles of the adhesive 33 filled in the housing 30 can be easily discharged, and the bubbles can be prevented from remaining.
  • the adhesive outlet 34 is a right-angled triangle that is elongated in the arrangement direction of the transducer elements 22, thereby preventing the presence of the adhesive outlet 34 from interfering with the dimensions of the transducer elements 22. is doing. Therefore, in the present embodiment, it is possible to provide the adhesive outlet 34 without increasing the size of the housing 30 and without decreasing the size of the transducer element 22.
  • bubbles remain in the housing 30 without enlarging the housing 30 containing the ultrasonic transducer unit 20 and the acoustic lens 23 and filled with the adhesive 33.
  • An ultrasonic endoscope 1 without the above is realized.

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Abstract

　本発明の超音波内視鏡は、矩形形状の上面から超音波を送受信する超音波振動子部(20)と、前記超音波振動子部(20)の前記上面及び側面を覆うことで四角柱形状を形成し、前記四角柱形状の四隅のうち少なくとも１つの角を切り落とした面取り部を有する音響レンズ(23)と、超音波振動子部(20)及び前記音響レンズ(23)を収容する筐体であって、前記四角柱形状の音響レンズ(23)が嵌め込まれる矩形形状の第１開口部(31)、及び前記第１開口部(31)内から前記ケーブル(21)を導出する第２開口部(32)を有し、前記面取り部と前記第１開口部(31)の角との間に接着剤を流出する隙間である接着剤流出口を形成するハウジング(30)と、前記ハウジング(30)内に充填されて前記接着剤流出口を満たす接着剤(33)と、を有する。

Description

超音波内視鏡
　本発明は、超音波振動子部を収容するハウジング内に接着剤を充填した超音波内視鏡に関する。
　医療分野において使用される内視鏡には、被検体内に導入可能な挿入部を具備し、該挿入部の先端部に超音波を送受信するための超音波振動子部を備えたものがある。例えば、日本国特開平９－７５３４５号公報には、超音波ビームの走査が可能な超音波振動子部を備えた超音波内視鏡が開示されている。
　超音波振動子部の超音波の送受信を行う面である上面は、音響レンズによって覆われている。音響レンズを含む超音波振動子部は、超音波の送受信を行う上面を除き、筐体であるハウジング内に収容される。音響レンズを含む超音波振動子部がハウジング内に収容された状態において、ハウジング内には接着剤が充填されており、ハウジング内への液体や気体の侵入を防止している。
　超音波内視鏡の製造過程においては、音響レンズを含む超音波振動子部を収容するハウジング内の水密性、気密性を高めるために、ハウジング内に気泡が残存しないように接着剤を充填する必要がある。しかし、気泡を排出するための孔をハウジングに設けた場合には、孔を形成する箇所をハウジングに設ける必要があるため、ハウジングが大型化してしまう。ハウジングの大型化は、超音波内視鏡の先端部の大型化に繋がるため、好ましくない。
　本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、超音波振動子部を収容し接着剤が充填されるハウジングを大型化することなく、ハウジング内の気泡の残存を防止した超音波内視鏡を提供することを目的とする。
　本発明の一態様の超音波内視鏡は、矩形形状の上面を有し、前記上面から超音波を送受信する超音波振動子部と、一端が前記超音波振動子部に電気的に接続されているケーブルと、前記超音波振動子部の前記上面及び側面を覆うことで四角柱形状を形成し、前記上面に対向する方向から見た場合における前記四角柱形状の四隅のうち少なくとも１つの角を切り落とした面取り部を有する音響レンズと、音響レンズを含む超音波振動子部を収容する筐体であって、前記四角柱形状の音響レンズが嵌め込まれる矩形形状の第１開口部、及び前記第１開口部内から前記ケーブルを導出する第２開口部を有し、前記面取り部と前記第１開口部の角との間に接着剤を流出する隙間である接着剤流出口を形成するハウジングと、前記ハウジング内に充填されて前記接着剤流出口を満たす接着剤と、を有する。
超音波内視鏡の構成を説明する図である。 超音波振動子部及び音響レンズを収容したハウジングの上面を示す図である。 超音波振動子部及び音響レンズを収容したハウジングの側面を示す図である。 図２のIV-IV断面図である。 図２のV-V断面図である。 超音波振動子部及び音響レンズの上面を示す図である。 超音波振動子部及び音響レンズの側面を示す図である。 超音波振動子部及び音響レンズを収容したハウジングの上面を拡大して示す図である。 超音波振動子部及び音響レンズをハウジング内に収容する手順を示す図である。 超音波振動子部及び音響レンズをハウジング内に収容する手順を示す図である。 超音波振動子部及び音響レンズをハウジング内に収容する手順を示す図である。
　以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
　図１に示す本実施形態の超音波内視鏡１は、被検体内において超音波ビームを電子的に走査することによって、被検体内の所定の部位の超音波断層像（Ｂモード画像）を得る装置である。
　超音波内視鏡１の全体の構成は周知であるため詳細な説明は省略するものとするが、以下に、超音波内視鏡１の概略的な構成を説明する。超音波内視鏡１は、被検体の体内に導入可能な挿入部２と、挿入部２の基端に位置する操作部３と、操作部３の側部から延出するユニバーサルコード４とを有して主に構成されている。
　挿入部２は、先端に配設される先端部１０、先端部１０の基端側に配設される湾曲自在な湾曲部１１、及び湾曲部１１の基端側に配設され操作部３の先端側に接続される可撓性を有する可撓管部１２が連設されて構成されている。なお、超音波内視鏡１は、挿入部２に可撓性を有する部位を持たない、いわゆる硬性鏡と称される形態のものであってもよい。
　挿入部２の先端部１０には、超音波を送受信する詳しくは後述する超音波振動子部２０の他に、図示しないが、光学像を撮像するための撮像装置及び照明装置、及び処置具を突出させるための処置具挿通口等が設けられている。
　操作部３には、湾曲部１１の湾曲を操作するためのアングル操作ノブ１３が設けられている。また操作部３には、先端部１０に設けられた開口部からの流体の送出動作や吸引動作の制御を行うためのスイッチ等が設けられている。
　ユニバーサルコード４の基端部には図示しない光源装置に接続される内視鏡コネクタ４ａが設けられている。光源装置から発せられた光は、ユニバーサルコード４、操作部３及び挿入部２に挿通された光ファイバケーブルを伝わって、先端部１０の照明装置から出射される。なお、超音波内視鏡１は、先端部１０に配設された照明装置にＬＥＤ等の光源装置が設けられる構成であってもよい。
　内視鏡コネクタ４ａからは、電気ケーブル５及び超音波ケーブル６が延出している。電気ケーブル５は、図示しないカメラコントロールユニットに電気コネクタ５ａを介して着脱自在に接続される。カメラコントロールユニットは、先端部１０に設けられた撮像装置によって撮像された画像を、画像表示装置８に出力する装置である。
　また、超音波ケーブル６は、超音波観察制御装置７に超音波コネクタ６ａを介して着脱自在に接続される。超音波コネクタ６ａは、超音波ケーブル６、ユニバーサルコード４、操作部３及び挿入部２に挿通されたケーブル２１を介して、超音波振動子部２０が備える後述する複数の振動子素子２２に電気的に接続される。
　超音波観察制御装置７は、超音波振動子部２０による超音波の送受信動作の制御、及び超音波断層像の生成を行い、超音波断層像を画像表示装置８に出力する装置である。なお、超音波内視鏡１は、超音波観察制御装置７及び画像表示装置８を具備しない構成であってもよい。
　次に、超音波内視鏡１の超音波振動子部２０が配設された部位の構成について説明する。超音波振動子部２０は、挿入部３の先端部１０において、ハウジング３０によって保持されている。
　図２は、超音波振動子部２０とハウジング３０の上面を示す図である。図３は、ハウジング３０の側面を示す図である。図４は、図２のIV-IV断面図である。図５は、図２のV-V断面図である。
　超音波振動子部２０は、１列に配列された複数の振動子素子２２からなる。ここで、超音波振動子部２０について超音波を送受信する面を上面２０ａとし、反対側の面を下面と称するものとする。また、上面２０ａ及び下面に交差する面を側面と称する。なお、振動子素子２２は、複数列で配列されていてもよい。
　振動子素子２２は、電気信号と超音波とを相互に変換する圧電素子や電歪素子、もしくはマイクロマシン技術による超音波トランスデューサ（ＭＵＴ；Micromachined Ultrasonic Transducer）である。
　本実施形態では一例として、振動子素子２２は圧電材料からなる圧電素子であり、図５に示すように、圧電材料を挟んで配設された上部電極２２ａ及び下部電極２２ｂを有する。上部電極２２ａは、超音波振動子部２０の上面２０ａ側に配設され、下部電極２２ｂが下面側に配設されている。
　振動子素子２２は、上部電極２２ａ及び下部電極２２ｂ間に印加される電圧に応じて、上部電極２２ａ及び下部電極２２ｂに挟まれた方向に伸縮するように変形する。下部電極２２ｂの圧電素子とは反対側の面は、非導電材料からなるバッキング材２６に接している。バッキング材２６は、超音波振動子部２０の側面を囲う保持枠２９内に充填された後に硬化した合成樹脂である。
　バッキング材２６は、振動子素子２２の下部電極２２ｂ側から放射される超音波、及び先端部１０の内側から振動子素子２２に向かう超音波を吸収する部材である。このため、本実施形態において、振動子素子２２による超音波の送受信は、上部電極２２ａが設けられた上面２０ａ側において行われる。
　本実施形態では一例として、超音波振動子部２０の上面２０ａは外側（上方）に向かって凸形状の円筒面形状に湾曲している。超音波振動子部２０を構成する複数の振動子素子２２は、上面２０ａの円周方向に沿って１列に配列されている。
　超音波振動子部２０の上面２０ａは、上面２０ａの法線に沿う方向から見た場合に矩形形状となる。上面２０ａの法線に沿う方向から見た場合とは、図２に示すように、超音波振動子部２０の上面２０ａに対向する方向から見た場合である。複数の振動子素子２２は、矩形形状である超音波振動子部２０の上面２０ａの長手方向に沿って１列に配列されている。
　本実施形態においては、超音波振動子部２０の上面２０ａは、円筒面に沿って湾曲し、当該円筒面の円周方向を長手方向とした矩形形状を有する。超音波振動子部２０は、円筒面の法線に沿う方向（径方向）に超音波ビームを送信可能であり、円周方向に超音波ビームの走査が可能である。このような超音波振動子部２０を有する超音波内視鏡１は、一般に電子走査式コンベックス型超音波内視鏡と称される。なお、超音波振動子部２０による超音波ビームの走査形式は本実施形態に限られるものではなく、上面２０ａが平面状であり複数の振動子素子２２が直線状に配列されたリニア形式であってもよい。
　本実施形態では、振動子素子２２の上部電極２２ａは、接地電位とされるグランド電極であり、下部電極２２ｂは、電圧信号の入出力を行うための信号電極である。上部電極２２ａは、図５に示すように接地電位配線２７を介してケーブル２１に電気的に接続されている。また、下部電極２２ｂは、信号配線２８及び回路基板２４を介してケーブル２１に電気的に接続されている。回路基板２４と振動子素子２２とは、バッキング材２６によって固着されている。
　超音波振動子部２０の上面２０ａ上には、音響整合層２５が配設されている。音響整合層２５は、振動子素子２２と後述する音響レンズ２３との音響インピーダンスマッチングを行う部材である。音響整合層２５は、振動子素子２２と音響レンズ２３の音響インピーダンスの差異に応じて適宜に設けられるものである。したがって、例えば振動子素子２２と音響レンズ２３の音響インピーダンスの差が小さい場合には不要となる。また、音響整合層２５は、異なる材料からなる複数の層を厚さ方向に重ねた形態であってもよいし、単層の形態であってもよい。
　音響レンズ２３は、超音波振動子部２０の上面２０ａ及び側面を覆う部材である。音響レンズ２３は、例えばシリコーン等の非導電材料からなる。図６は、超音波振動子部２０及び超音波振動子部２０を覆う音響レンズ２３の上面を見た図である。図７は、超音波振動子部２０及び超音波振動子部２０を覆う音響レンズ２３の側面を見た図である。
　図６に示すように、音響レンズ２３は、超音波振動子部２０の上面２０ａ及び側面を覆うことによって、四角柱形状を形成する。より具体的には、上面２０ａに対向する方向から見た場合において、音響レンズ２３の外形は、振動子素子２２の配列方向を長手方向とした矩形形状となる。
　そして、上面２０ａに対向する方向から見た場合における、音響レンズ２３の外形の四隅のうちの少なくとも１つの角には、当該角を切り落とした面取り部２３ａが形成されている。面取り部２３ａは、音響レンズ２３の角の稜線の全体にわたって形成されている。本実施形態では一例として、面取り部２３ａは、音響レンズ２３の外形の四隅の全てに形成されている。
　より詳細に、図６に示すように、面取り部２３ａは、上面２０ａに対向する方向から見た場合に矩形形状となる音響レンズ２３の上面の長辺に対する角度θが４５度未満である。すなわち、面取り部２３ａは、音響レンズ２３の上面の振動子素子２２の配列方向に平行な辺に対する角度θが４５度未満である。
　言い換えるならば、上面２０ａに対向する方向から見た場合における、音響レンズ２３の面取り部２３ａによって切り落とされた部分の形状は、振動子素子２２の配列方向に平行な辺の長さＬ１が、この長さＬ１の辺に直交する辺の長さＬ２よりも長い直角三角形となる。
　このように、面取り部２３ａによって切り落とされた直角三角形の部分を、振動子素子２２の配列方向に細長な形状とすることにより、上面２０ａに対向する方向から見た場合における、上面２０ａの短辺の長さに占める面取り部２３ａの割合を小さくすることができる。これにより、面取り部２３ａと振動子素子２２との干渉を避けることが可能となり、面取り部２３ａを設けることによる音響レンズ２３の短辺の長さの増大を防止できる。
　超音波内視鏡１の組み立て時においては、図６及び図７に示すように、超音波振動子部２０がケーブル２１の先端に接続され、音響レンズ２３が超音波振動子部２０に固着されてなる超音波ユニット４０が作製される。そして、この超音波ユニット４０が、後述するハウジング３０内に収められ、固定される。
　ハウジング３０は、内部に超音波ユニット４０を収容する空間を有する筐体である。ハウジング３０には、音響レンズ２３の超音波振動子部２０の超音波を透過する上面を外方に露出する第１開口部３１と、超音波振動子部２０に接続されたケーブル２１を導出する第２開口部３２と、が形成されている。ハウジング３０内に収容された音響レンズ２３及び超音波振動子部２０は、ハウジング３０内に充填された接着剤３３によって固定されている。
　第１開口部３１は、四角柱形状である音響レンズ２３が、所定の隙間を有して嵌り込む矩形形状の穴部である。図８に示すように、第１開口部３１内に音響レンズ２３が嵌り込んだ状態において、音響レンズ２３の外周面と第１開口部３１の内周面との間には隙間が生じる。
　特に、音響レンズ２３には面取り部２３ａが設けられていることから、この面取り部２３ａと第１開口部３１の角部との間には、直角三角形形状の隙間である接着剤流出口３４が形成される。接着剤流出口３４の形状は、上面２０ａに対向する方向から見た場合に、振動子素子２２の配列方向に細長な直角三角形となる。
　接着剤流出口３４を含む音響レンズ２３の外周面と第１開口部３１の内周面との間の隙間には、接着剤３３が充填されている。
　第２開口部３２は、第１開口部３１とハウジング３０の外部とを連通する貫通孔であり、複数の同軸線の束であるケーブル２１が所定の隙間を有して挿通される。
　本実施形態では、音響レンズ２３の外周面と第１開口部３１の内周面との間の隙間の総断面積は、第２開口部３２とケーブル２１との間に生じる隙間の総断面積よりも広い。このため、ハウジング３０内に充填された硬化する前の接着剤３３は、第１開口部３１の隙間から流出しやすくなり、第２開口部３２側からは流出しにくくなる。よって、第２開口部３２からケーブル２１に沿って流れ出る接着剤３３の量を抑制することができ、硬化した後の接着剤３３によってケーブル２１の屈曲が妨げられることを防止できる。
　次に、超音波ユニット４０を、ハウジング３０内に接着剤３３を用いて固定する手順について説明する。
　まず、図９に示すように、ケーブル２１を、ハウジング３０の第１開口部３１側から第２開口部３２内に挿通する。次に、図１０に示すように、ハウジング３０の第１開口部３１内を、脱泡済みの硬化前の接着剤３３で満たす。図１０及び図１１では、脱泡済みの硬化前の状態にある接着剤３３を、網掛けのハッチングで示している。接着剤３３は、重力によって第２開口部３２とケーブル２１との間の隙間から流れ出し難い粘度を有するものが使われる。
　次に図１１に示すように、接着剤３３によって満たされた第１開口部３１内に、超音波振動子部２０及び音響レンズ２３を挿入する。前述のように、第１開口部３１に生じる隙間の断面積の方が、第２開口部３２に生じる断面積よりも広いことから、接着剤３３は、主として第１開口部３１に生じる隙間から流出する。
　ここで、接着剤３３は、音響レンズ２３の外周面全体に生じる隙間から流出するため、音響レンズ２３の外周面と第１開口部３１の内周面との間の隙間は、接着剤３３によって満たされ、気泡が残存することがない。
　また、第１開口部３１を接着剤３３によって満たした後に、接着剤３３を押し出すように超音波振動子部２０及び音響レンズ２３を第１開口部３１内に挿入することによって、ハウジング３０内の気泡は接着剤３３と共にハウジング３０の外部に排出される。
　本実施形態では、隙間を広げた接着剤流出口３４が形成されていることから、気泡は接着剤３３とともに引っかかり無く容易に排出される。また、流出する接着剤３３には接着剤流出口３４へ向かう流れが生じるため、音響レンズ２３や超音波振動子部２０の下面と接着剤３３との間に挟まれた気泡も、接着剤３３と共に接着剤流出口３４からハウジング３０の外部に排出される。
　また、本実施形態では、矩形形状である第１開口部３１の四隅の全てに接着剤流出口３４を形成することによって、第１開口部３１内の接着剤３３を、偏り無く流出させることができ、接着剤３３が停滞しやすい箇所を無くすことができる。すなわち、本実施形態によれば、ハウジング３０内の気泡が残存しやすい箇所を無くすことができる。
　そして、流出した接着剤３３を拭き取った後に、接着剤３３を硬化させることにより、超音波ユニット４０がハウジング３０内に固定される。
　以上に説明したように、本実施形態の超音波内視鏡１では、ハウジング３０の第１開口部３１と音響レンズ２３との間に、接着剤３３を流出させる接着剤流出口３４を形成している。接着剤流出口３４が形成されていることによって、接着剤３３の硬化後に、ハウジング３０内に気泡が残存することを防止できる。
　ここで、接着剤流出口３４は、音響レンズ２３の角部に面取り部２３ａを設けることによって形成されるものであることから、第１開口部３１の開口面積を広げることなく設けることが可能である。したがって、本実施形態では、ハウジング３０の寸法を大きくすることなく、ハウジング３０内に充填される接着剤３３の気泡の排出を容易なものとし、気泡が残存を防止できる。
　特に、本実施形態では、接着剤流出口３４を振動子素子２２の配列方向に細長な直角三角形とすることによって、接着剤流出口３４の存在が振動子素子２２の寸法に干渉することを防止している。よって、本実施形態では、ハウジング３０の寸法を大きくすることなく、かつ振動子素子２２の寸法を小さくすることなく接着剤流出口３４を設けることを可能としている。
　以上に説明したように、本発明は、超音波振動子部２０及び音響レンズ２３を収容し接着剤３３が充填されるハウジング３０を大型化することなく、かつハウジング３０内に気泡が残存することのない超音波内視鏡１を実現する。
　本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う超音波内視鏡もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
　本出願は、２０１４年１月６日に日本国に出願された特願２０１４－４６７号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (3)

  1. 　矩形形状の上面を有し、前記正面から超音波を送受信する超音波振動子部と、
    　一端が前記超音波振動子部に電気的に接続されているケーブルと、
    　前記超音波振動子部の前記上面及び側面を覆うことで四角柱形状を形成し、前記上面に対向する方向から見た場合における前記四角柱形状の四隅のうち少なくとも１つの角を切り落とした面取り部を有する音響レンズと、
    　超音波振動子部を及び前記音響レンズを収容する筐体であって、前記四角柱形状の音響レンズが嵌め込まれる矩形形状の第１開口部、及び前記第１開口部内から前記ケーブルを導出する第２開口部を有し、前記面取り部と前記第１開口部の角との間に接着剤を流出する隙間である接着剤流出口を形成するハウジングと、
    　前記ハウジング内に充填されて前記接着剤流出口を満たす接着剤と、
    　を有することを特徴とする超音波内視鏡。
  2. 　前記超音波振動子部は、複数の振動子素子を前記上面に沿って一列に並べて成り、
    　前記接着剤流出口の形状は、前記振動子素子の配列方向に細長な直角三角形であることを特徴とする請求項１に記載の超音波内視鏡。
  3. 　前記接着剤流出口を含む前記第１開口部と前記音響レンズとの隙間の断面積は、前記第２開口部と前記ケーブルとの隙間の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波内視鏡。
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