JP3201722B2 - 超音波プローブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波画像診断を行う
際に使用する超音波プローブの先端構造に係るもので、
超音波プローブを構成するシース内に超音波伝達媒体を
封入した後の先端封止手段に特徴を有する超音波プロー
ブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】体腔内への挿入部の先端に超音波探触子
もしくはミラーを回転自在に設けて、それらを回転駆動
部から延在するフレキシブルシャフト等を介して回動さ
せながらメカニカルスキャンする超音波プローブは既知
である。この種の超音波プローブでは、超音波探触子も
しくはミラーがホルダーを介して支持され、ホルダーの
一端にはフレキシブルシャフトが連結され、このフレキ
シブルシャフトはこれらを包囲するシースとともにプロ
ーブ後端に位置するコネクタ部まで延在している。

【０００３】上記シースの内部には超音波伝達媒体（例
えば流動パラフィン等）が充填されており、超音波ビー
ムの伝達を効率よく行わせ、またシース内のフレキシブ
ルシャフトの動作を円滑に行わせるように潤滑剤の役割
を兼ねている。ところで、この超音波伝達媒体はシース
先端側もしくは後端側からシース内に封入され、シース
先端部は栓を接着固定することで封止するようにしてい
る。例えば、実開平５−７４５０４号公報（図２）は、
外筒チューブ（シース）１３先端側内にフレキシブルシ
ャフト１５に連結された振動子１９が配設され、外筒チ
ューブ１３とフレキシブルシャフト１５の間には音響媒
体（超音波伝達媒体）１４が充填され、さらに外筒チュ
ーブ１３の先端に液体を封じ込めるためのポーラス部材
（栓）１２が設けられている内容が図示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、超音波プロ
ーブ内に超音波伝達媒体を封入した状態でシース先端部
の封止を行おうとすると、シース内の超音波伝達媒体に
より封止部材とシースとの接着効果が弱くなったり、場
合によっては接着できないことがある。封止部材の接着
が十分でないと、シースから超音波伝達媒体が漏れ超音
波振動子の回りに気泡が発生する。その結果、超音波画
像の画質の劣化や超音波画像が出なくなる等の不具合が
生じる。また、シースから超音波伝達媒体が漏れないよ
うにシース先端の封止個所を別部材で十分にカバーしよ
うとすると、挿入部の太径化を招いてしまうという不具
合が生じてしまう。

【０００５】本発明は、挿入部の太径化を伴うことなく
超音波プローブの中の超音波伝達媒体を、確実にしかも
容易にシールすることのできる先端構造を有する超音波
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】本発明は、上記の目的を
達成するために、超音波振動子と、この超音波振動子を
保持する振動子保持部材とを可撓性シース内に設け、前
記超音波振動子の周囲に超音波伝達媒体を充填し、超音
波走査することにより超音波画像を得る超音波プローブ
において、前記可撓性シースの内径よりも大径でかつ少
なくとも前記振動子保持部材に対向する側が該振動子保
持部材側に突出する曲面で形成され、前記可撓性シース
内腔の先端部における上記振動子保持部材側に挿入され
た第１の封止部材と、該第１の封止部材よりも先端側の
前記可撓性シース内腔に設けられ、前記可撓性シースの
先端縁に固定される第２の封止部材とを具備することを
特徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明は上記のように構成することにより、振
動子保持部材側へ突出した曲面を有する上記第１の封止
部材で容易に封止を行い、シース内を洗滌・化学処理等
の前処理を行った後に、別の上記第２の封止部材を固定
する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態を詳細に説明していく。図１は、本発明
に係る超音波プローブを組み込んだ超音波画像診断シス
テムの全体図である。超音波プローブ１はコネクタ部を
介して駆動ユニット２と着脱自在な構造になっている。
３はパルサーユニット、４は観測装置、５はモニタ、６
は支持アームであり、これらはカート７にそれぞれ載置
されている。

【０００９】図２は、先端が封止される前の状態の超音
波プローブ全体図である。先端部８に連続する挿入部９
は、前記駆動ユニット２に接続するコネクタ１０まで延
在している。

【００１０】図３は前記先端部８の拡大断面図である。
シース１１内に金属製のハウジング１２が設けられ、こ
のハウジング１２に後述する電極、音響レンズ、圧電板
等を有する振動子ユニット１３が接着固定されている。
上記振動子ユニット１３は、シリンドルカル状の音響レ
ンズ１４、ＧＮＤ電極１５、＋電極１６、圧電板１７、
バッキング材１８を有しており、圧電板１７の電極は折
り返し電極となっている。電極の極性は音響レンズ側が
ＧＮＤとなるようになっている。

【００１１】また、振動子ユニット１３への配線は、同
軸ケーブル１９の芯栓１９ａをペースト半田や導電性接
着剤等で＋電極１６へ接続し、ＧＮＤ電極１５への接続
は同軸ケーブルのシールド線１９ｂを金属製のハウジン
グ１２に半田や導電性接着剤等で接続し、ハウジング１
２の後端に同軸ケーブル１９が挿通されたフレキシブル
シャフト２０を接続することによって行っている。

【００１２】図４は前記コネクタ部１０の詳細を示した
断面図、およびこの断面図におけるＸ−Ｘ断面図であ
る。前記フレキシブルシャフト２０の後端は、ベアリン
グ２１に支持された硬質シャフト２２に接続され、フレ
キシブルシャフト２０を内包しているシース１１は口金
２３に接続されている。

【００１３】前記硬質シャフト２２は、更にコネクタユ
ニット２４に接続されている。このコネクタユニット２
４は、前記駆動ユニット２からの回転力の伝達と超音波
振動子から駆動ユニット２への信号の授受、及び前記振
動子ユニット１３の電気的なマッチングを行なう機能を
有している。なお、上記電気的なマッチングは、コネク
タユニット２４内に設けられたマッチングコイル２５で
行う。また、コネクタユニット２４を金属製のパイプ２
６内に設けることによりシールド性を高めている。この
金属製のパイプ２６は、前記ベアリング２１を支持して
いる口金２３に設けられた超音波伝達媒体注入用の開口
部２７のシールを行うゴム栓２８の抜け止め機能も果た
している。

【００１４】また、コネクタユニット２４に設けられた
プラスチックリング２９（例えばポリアセタール、テフ
ロン等）は、コネクタユニット２４の回転時にパイプ２
６内面との摺動抵抗を少なくしている。更にコネクタユ
ニット２４のシール効果を安定させるために、コネクタ
ユニット２４と摺動するようにパイプ２６に支持された
コイルバネ３０が設けられている。

【００１５】図５は、超音波伝達媒体封止部材を設けた
構成を示す断面図である。図示のようにハウジング（振
動子保持部材）１２側に第１封止部材（超音波伝達媒体
封止部材）３１、その先端側に第２封止部材３３が直列
に設けられている。このうち、第１封止部材３１をシー
ス１１の内径よりわずかに大きい外径を有するゴム球と
している。また、第２封止部材３３はシース１１とほぼ
同材質からなるリベットで、そのリベットの茎部端面３
３ａを球面状にくぼませ、ゴム球である第１封止部材３
１の表面に適合するように形成してある。そして、リベ
ットは、シース１１最先端に超音波溶着されている。

【００１６】次に、このように構成された超音波プロー
ブ１内に超音波伝達媒体を封入する場合を説明する。先
ず、シース１１の先端もしくは口金２３の開口部２７か
ら超音波伝達媒体をシース１１内に充填する（図３、図
４）。その後、シース１１先端からアレイ状の第１封止
部材３１をハウジング１２から数ミリ離れた位置まで押
し込みシール固定する。この場合、第１封止部材３１は
超音波伝達媒体３２がシース１１最先端側に一時的（後
述する第２の封止部材を固定するまでの間）に漏れてこ
なければ、シール効果は十分である。その後、シース先
端側を十分に洗滌乾燥させ、第２封止部材３３を差し込
んだ後、断面Ｕ状の穴３８ａを有するホーン３８を介し
て第２封止部材３３をシース最先端に超音波溶着する。
図５はこうして第１封止部材３１、第２の封止部材を固
定した状態を示した断面図である。

【００１７】このようにして、シース１１内に超音波伝
達媒体３２を充填した後、２段階にわたって封止部材を
設けるので、第２の封止部材３３をシース１１に接着固
定する前に接着の前処理（洗滌・化学処理等）が十分に
でき、その過程で超音波伝達媒体３２の付着もないので
第２の封止部材３３を確実に接着固定できることにな
る。また、超音波伝達媒体３２がシール１１外に漏れて
しまうことによる超音波伝達媒体１１中への気泡の混入
を防止することも可能となる。また、挿入部の太径化を
招くこともない。

【００１８】また、第１封止部材３１がシース内径より
わずかに大きいゴム球であるので、第１封止部材３１を
シース１１内に挿入する作業を容易に行え、作業性の向
上を図れる。さらに、第２封止部材３３を超音波溶着に
より固定するので、その際に用いるホーン３８の穴３８
ａサイズにより先端部の外径が制御可能となり、第２封
止部材を従来法により単に接着固定する方法に比較して
プローブ先端の外径が安定してできあがるとともに、第
２封止部材の固定作業も容易になる。なお、超音波溶着
という手段を用いたが、Ｕ字状のヒータを介してでも溶
着が可能である。また、第２封止部材３３はシース１１
と同材質でなくても可能で、全く異種のもの、異種材料
をブレンドしたもの、造影剤等をブレンドしたものでも
溶着性の点で問題なければよい。

【００１９】本発明は以上の実施の形態に限定されるも
のではなく、幾多の変更、変形が可能である。例えば、
超音波プローブは駆動ユニットからの回転力により超音
波振動子を回転させるものに限らず、ミラーを回転させ
ることにより超音波走査するミラー回転タイプの超音波
プローブでもよい。また、封止部材は前記のように２個
に限定されるものではなく、それ以上であってもよいこ
とはいうまでもない。

【００２０】以上の実施の形態に記載された発明は以下
の発明として捉えることもできる。 １．超音波振動子と、この超音波振動子を保持する振動
子保持部材とを可撓性シース内に設け、前記超音波振動
子の周囲に超音波伝達媒体を充填し、超音波走査するこ
とにより超音波画像を得る超音波プローブにおいて、前
記可撓性シース内腔の先端部に、この先端部よりシース
軸方向手元側に位置する前記振動子保持部材側へ突出し
た曲面を有する超音波伝達媒体封止部材を設けたことを
特徴とする超音波プローブ。前記第１項によれば、曲面
を有する超音波伝達媒体封止部材であるので、封止部材
をシース内に挿入する作業を容易に行え、作業性の向上
を図れる。また、封止部材をシース先端部に直列に複数
設けることにより、挿入部の太径化を招くことなく簡
単、確実に超音波プローブ先端の封止を行うことがで
き、超音波伝達媒体の漏れや、漏れによる超音波振動子
近傍の気泡発生を防止できる。したがって、明瞭な超音
波画像を得ることにより適正な超音波診断を実施できる
ことになる。

【００２１】２．前記超音波伝達媒体封止部材は、シー
ス内径よりわずかに大きいゴム球であることを特徴とす
る第１項記載の超音波プローブ。前記第２項によれば、
超音波伝達媒体封止部材をシース内に挿入する作業を容
易に行え、作業性の向上を図れる。

【００２２】

【発明の効果】以上のごとく本発明においては、請求項
１記載のごとくの第１の封止部材、第２の封止部材それ
ぞれを有して、先ずその第１の封止部材により可撓性シ
ースの先端を容易に封止し、その後その第２の封止部材
により可撓性シースの先端を封止することが可能であ
り、したがってまた、第１の封止部材により可撓性シー
スの先端側より手元の側を封止することができるので、
第２の封止部材を可撓性シースの先端に固定する際に、
あらかじめ可撓性シースの先端を洗滌等することが可能
となる。よってまた、明細書冒頭で述べたごとく、超音
波プローブ内に超音波伝達媒体を封入した状態でシース
先端部の封止を行おうとすると、シース内の超音波伝達
媒体により封止部材とシースとの接着効果が弱くなった
り、場合によっては接着できないことがあり、封止が十
分でないと、これもまた明細書冒頭で述べた如くの問題
をもたらすのに対し、このようなことも避けられ、その
第２の封止部材の固定も確実なものとし得て、確実に超
音波プローブ先端の封止を行うことが可能となる。請求
項２によれば、第１封止部材がゴム球であるので、第１
封止部材をシース内に挿入する作業を容易に行え、作業
性の向上を図れる。さらに、第２封止部材は超音波溶着
により固定するので、その際に用いるホーンの穴サイズ
により先端部の外径が制御可能となり、プローブ先端の
外径が安定してできあがるとともに、第２封止部材の固
定作業も容易になる。これはまた、シースとほぼ同材質
とすると、溶着性の点でもよい。また、封止部材をシー
ス先端部に直列に複数設けることにより、挿入部の太径
化を招くことなく簡単、確実に超音波プローブ先端の封
止を行うことができ、超音波伝達媒体の漏れや、漏れに
よる超音波振動子近傍の気泡発生を防止できる。したが
って、明瞭な超音波画像を得ることにより適正な超音波
診断を実施できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】超音波診断システムの全体構成図である。

【図２】本発明に係る超音波プローブの全体図である。

【図３】同じく先端部の拡大断面図である。

【図４】同じくコネクタ部の断面図、およびこの断面図
におけるＸ−Ｘ断面図である。

【図５】同じく超音波プローブ先端部の拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１１ シース １２ ハウジング １３ 振動子ユニット ３１ 第１封止部材 ３２ 超音波伝達媒体 ３３ 第２封止部材 ３３ａ 茎部端面 ３８ ホーン ３８ａ 穴

Claims (2)

(57)【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保
   持する振動子保持部材とを可撓性シース内に設け、前記
   超音波振動子の周囲に超音波伝達媒体を充填し、超音波
   走査することにより超音波画像を得る超音波プローブに
   おいて、 前記可撓性シースの内径よりも大径でかつ少なくとも前
   記振動子保持部材に対向する側が該振動子保持部材側に
   突出する曲面で形成され、前記可撓性シース内腔の先端
   部における上記振動子保持部材側に挿入された第１の封
   止部材と、 該第１の封止部材よりも先端側の前記可撓性シース内腔
   に設けられ、前記可撓性シースの先端縁に固定される第
   ２の封止部材とを具備することを特徴とする超音波プロ
   ーブ。
2. 【請求項２】 前記第１の封止部材をゴム球とし、前記
   第２の封止部材は前記可撓性シースとほぼ同材質からな
   り、かつその固定を超音波溶着による固定としたことを
   特徴と請求項１記載の超音波プローブ。