(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動子をシースの先端側に配置した超音波プローブにおいて、
前記シースの内、少なくとも超音波が透過する音響窓部をポリアミドブロックとポリエーテルエステルブロックの共重合体とポリウレタンとの混合物からなる樹脂で形成したことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
前記シースにおける前記超音波振動子の周囲を覆い、超音波を透過する前記混合物による音響窓部は、生体の音響インピーダンスに近い値をもつ部材で形成したことを特徴とする、請求項１記載の超音波プローブ。
【請求項３】
前記シースにおける音響窓部と該音響窓部以外のシース部分とで、前記ポリアミドブロックとポリエーテルエステルブロックの共重合体とポリウレタンとの混合比を変化させた混合物からなる樹脂で、前記シースを形成したことを特徴とする、請求項１記載の超音波プローブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波観測に使用される超音波振動子を備えた超音波プローブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、機械走査式の超音波ミニチュアプローブのシース材として、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂が用いられている。しかし、被検体と接触し超音波透過するシースの音響窓部で被検体とシース材と異なる音響インピーダンスを持つ為、界面で超音波の反射が生じ超音波の感度（透過率）低下や界面での多重反射による画像劣化等の問題があった。こうした音響的なマッチングを改善する材料として、ポリアミドブロックとポリエーテルエステルブロックの共重合樹脂が特公平６−５７２１１号公報で開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公平６−５７２１１号公報に開示されたポリアミドブロックとポリエーテルエステルブロックの共重合樹脂は耐薬品性、耐熱性を上げると柔軟性が減少する傾向がある。その為、耐薬品性の良いポリアミドブロック、ポリエーテルエステルブロックの共重合樹脂シースにした超音波ミニチュアプローブを内視鏡チャンネル内に挿入して用いていた場合、内視鏡の急峻な曲げに対して座屈しやすい問題があった。
【０００４】
（発明の目的）
本発明の目的は内視鏡チャンネル内等に挿入した場合にも座屈しにくく、かつ音響窓付近での多重反射等も小さくできる超音波プローブを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
超音波振動子をシースの先端側に配置した超音波プローブにおいて、
前記シースの内、少なくとも超音波が透過する音響窓部をポリアミドブロックとポリエーテルエステルブロックの共重合体とポリウレタンとの混合物からなる樹脂で形成したことにより、内視鏡チャンネル内等に挿入しても座屈することなく挿通でき、かつ生体の音響インピーダンスとの差も比較的小さくでき、多重反射を小さくできるようにしている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照して本発明の実施の形態を具体的に説明する。図１は超音波診断装置の全体構成を示し、図２は第１の実施の形態の超音波プローブの先端側の断面図を示す。
図１に示すように超音波診断装置１は体腔内等に挿入され、被検体に超音波の送受を行う超音波プローブ２と、この超音波プローブ２が接続され、超音波プローブ２に内蔵された超音波振動子３に対する信号処理等を行い、超音波断層像を表示する超音波観測装置４とから構成される。
【０００７】
超音波プローブ２は体腔内或いは図示しない内視鏡のチャンネル内に挿入される可撓性の細長の挿入部５と、この挿入部５の後端に設けられた把持部６と、この把持部６から延出されたケーブル部７と、このケーブル部７の端部に設けられたコネクタ８とを有し、このコネクタ８は超音波観測装置４に着脱自在で接続される。
【０００８】
この超音波プローブ２の挿入部５内には例えばフレキシブルシャフト１１が挿通され、このフレキシブルシャフト１１の先端側には超音波振動子３が取り付けられている。また、このフレキシブルシャフト１１の後端は例えば把持部６内に設けたモータ１２に接続され、このモータ１２を回転することにより、フレキシブルシャフト１１と共に、超音波振動子３を回転駆動して、機械的にラジアル走査できるようにしている。
【０００９】
また、超音波振動子３は図示しない同軸ケーブルが接続され、この同軸ケーブルはフレキシブルシャフト１１の中空部を通して把持部６内のスリップリング１３と接続され、このスリップリング１３のステータ側接点に接続されたケーブル１４は超音波観測装置４内の送受信を行う送受信部１５に接続される。
また、モータ１２及びこのモータ１２の回転角を検出するロータリエンコーダ１６もケーブル１４を介して超音波観測装置４内のシステムコントローラ１７と接続される。
【００１０】
システムコントローラはモータ１２の回転制御及び送受信などの制御を行う。送受信部１５は超音波振動子３に送信信号（駆動信号）を印加して、超音波を送信させると共に、被検体側で反射された超音波を超音波振動子３により受信して電気信号に変換されたエコー信号を増幅などして図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換してシステムコントローラ１７の制御下で一時フレームメモリ１８に書き込む。
【００１１】
このフレームメモリ１８に書き込まれたエコー信号データはラジアル方向の音線データであり、デジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣと略記）１９により直角座標系のデータに変換された後、Ｄ／Ａ変換器２１を介してモニタ２２に出力され、超音波断層像が表示される。
なお、超音波観測装置４のフロントパネル２３にはＳＴＣの特性を可変設定したりするスイッチが設けてある。
【００１２】
図２は超音波プローブ２の先端側に配置された超音波振動子３の構造を示す。
この超音波振動子３は、電気−音響変換する圧電特性を有する板形状の圧電振動子３１と、この圧電振動子３１の前面に設けられた例えばエポキシ樹脂製で集束する特性の音響レンズ３２と、圧電振動子３１の背面に設けられた例えばフェライトゴム製で超音波を減衰させるバッキング層３３とが形成された構造をしている。
【００１３】
そして、この超音波振動子３はバッキング層３３部分がハウジング３４に接着固定されており、このハウジング３４はフレキシブルシャフト１１の先端に取り付けられている。また図示しないが、圧電振動子３１の両面には電極が形成されており、音響レンズ面側の信号電極は前記フレキシブルシャフト１１の中空部を通している図示しない同軸ケーブルのグラウンド線に、バッキング層３３側の電極は前記同軸ケーブルの信号線に電気的に接続されている。そして、この同軸ケーブルは、コネクタ８を経て超音波観測装置４に接続される。
【００１４】
超音波振動子３及びフレキシブルシャフト１１は挿入部５の外皮を形成する可撓性のシース先端部３５、シース後端部３９内に配置されている。また、超音波振動子３とシース（３５，３９）の間には、水、流動パラフィン等の超音波を伝達する音響媒体３６が満たされている。
【００１５】
フレキシブルシャフト１１の先端側には軸受け３７を設けることにより、がたつくことなく超音波振動子３を回転駆動してラジアル走査を行えるようにしている。
また、シース先端部３５における超音波振動子３に対向する部分は超音波透過窓部（音響窓）３８を形成している。
【００１６】
本実施の形態では上記のシース（３５，３９）の材質として、ポリエーテルブロックアミド（ポリアミドブロックとポリエーテルエステルブロックの共重合体の一つ）とポリウレタンの混合物からなる樹脂を用いることで音響インピーダンスが生体（１．５×１０６  ｋｇ／ｍ２  ｓ）に近く、耐薬品性を損なわず、柔軟性のあるシースになり、内視鏡チャンネル内に使用しても座屈しにくくできるようにしている。
【００１７】
以下の表は本実施の形態のシース材と従来例のシース材の音響特性を示す。
【００１８】
【表】
0003631416.tif 000002
次に本実施の形態の動作を説明する。
図示しない内視鏡を生体内に挿入し、生体内を内視鏡検査する。この場合、内視鏡による光学的な検査の他に、音響的な検査を行うことが必要な場合には、図１に示すようにコネクタ８を超音波観測装置４に接続した超音波プローブ２を内視鏡チャンネル内にその挿入口から挿入する。
【００１９】
この場合、この超音波プローブ２の挿入部５を構成するシース（３５，３９）は柔軟性があり、かつ適度の硬さもあるので、生体内に挿入された内視鏡の挿入部が急峻に屈曲されていても座屈することなく円滑かつ短時間に挿通でき、そのシースの先端側を内視鏡チャンネルの先端開口から突出させて音響窓３８部分を生体の検査しようとする部位に接触させることができる。
【００２０】
そして、図示しない超音波送受信のスイッチをＯＮすることにより、モータ１２は回転し、フレキシブルシャフト１１を介して超音波振動子３を回転駆動する。
【００２１】
ロータリエンコーダ１６によりその回転が検出され、その回転に同期して、送受信部１５から送信信号が超音波振動子３の圧電振動子３１に印加され、この圧電振動子３１により超音波が励振されて音響レンズ３２で集束されるようにして超音波がパルス状に送出される。
【００２２】
この超音波は音響媒体３６を伝搬し、さらにシースにおける超音波振動子３に対向する音響窓３８を透過してこの音響窓３８に接触する生体側に出射される。
【００２３】
この場合、生体の音響インピーダンスは１．５×１０６ｋｇ／（ｍ２・ｓ）であり、この音響窓３８のシース３５の音響インピーダンスも生体の値に近いので、従来例の場合よりもシース３５の外面と生体との接触面での超音波の反射波を小さくできる。
生体側に出射された超音波は生体側における音響インピーダンスが変化する部分で反射される。
【００２４】
その反射超音波は往路とは逆の復路をたどり、圧電振動子３１で受信されて電気信号、つまりエコー信号となり、送受信部１５で検波及び増幅された後、Ａ／Ｄ変換されてフレームメモリ１８に各音線データ（超音波データ）が順次格納される。
音線データはＤＳＣ１９で直交座標系の音線データに変換され、Ｄ／Ａ変換器２１でアナログの映像信号に変換され、図示しない同期信号と共に、モニタ２２に出力され、モニタ２２の表示面に超音波断層像が表示される。
【００２５】
本実施の形態では超音波プローブ２の挿入部５のシースの内、少なくとも音響窓部分を、ポリアミドブロックとポリエーテルエステルブロックの共重合体とポリウレタンの混合物からなる樹脂を用いて形成しているので、柔軟性があり、内視鏡チャンネル内に座屈することなく円滑に挿入して超音波検査ができると共に、その音響インピーダンスの値が生体のものに近いので、反射による画質劣化も少なくできる。
また、耐薬品性も良好であり、生体での超音波診断に使用するために消毒液等で消毒も簡単にできるし、長期間繰り返し使用できる。
【００２６】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を図３を参照して説明する。図３は第２の実施の形態の超音波プローブ２′を備えた超音波診断装置１′を示す。
本実施の形態の超音波プローブ２′はその挿入部５の外皮を形成するシース先端部３５とシース後端部３９を異なる混合比の材質で形成している。このシース先端部３５は超音波振動子３の周囲の音響窓３８を含む部分で生体の音響インピーダンスの値により近い値をもつ例えばポリアミドブロックとポリエーテルエステルブロックの共重合体と、ポリウレタンとの混合物からなる樹脂で形成している。
【００２７】
一方、シースにおける基端側長尺の挿入部５の大部分は、シース先端部３５よりも柔軟性があるように、ポリアミドブロックとポリエーテルエステルブロックの共重合体とポリウレタンの混合比が変更された樹脂で構成されている。つまり、シース先端部３５とシース後端部３９とは、互いに混合比を変化させた樹脂にて構成されている。
【００２８】
本実施の形態によれば、挿入部５における短い先端部は音響インピーダンスが生体のものにより近いので、界面での多重反射などをより抑制でき、しかも挿入部５は柔軟性があり、座屈しにくい特性のシースで形成されているので、内視鏡チャンネル内に挿通した場合にも座屈することなく挿通できる。
【００２９】
また、長期間での回転駆動により先端側の音響窓３８付近が劣化したような場合には、シース先端部３５のみを交換できるようにすれば、低コストで修理或いはメンテナンスができる。このため、例えばリング状の連結部材を介してシース３５の後端部分とシース先端部３５とを連結して、交換がし易い構造にしても良い。
【００３０】
なお、上述の説明では、超音波振動子３を回転駆動する場合で説明したが、揺動させるように駆動したりする場合にも適用できることは明らかである。また、スパイラル状に回転駆動する場合にも適用できる。
このように各実施の形態は、超音波振動子３をメカニカルに駆動する場合に対して有効な効果を持つが、電子的に走査する場合に適用しても良い。
【００３１】
また、、本実施の形態では、超音波振動子３をプローブの先端に設けた超音波プローブ２の場合で説明したが、当然これに限定されるものではなく、プローブの先端側に超音波振動子の他に内視鏡機能、つまり光学的観察手段（光学系照明手段及び光学的観察手段ないしは撮像手段）を設けた超音波内視鏡の場合にも、その超音波振動子の周囲に上記の音響媒体３６を採用してもよい。
【００３２】
［付記］
１．超音波振動子をシースの先端側に配置した超音波プローブにおいて、
前記シースの内、少なくとも超音波が透過する音響窓部をポリアミドブロックとポリエーテルエステルブロックの共重合体とポリウレタンとの混合物からなる樹脂で形成したことを特徴とする超音波プローブ。
２．前記シースにおける前記超音波振動子の周囲を覆い、超音波を透過する前記混合物による音響窓部は、生体の音響インピーダンスに近い値をもつ部材で形成したことを特徴とする付記１記載の超音波プローブ。
３．前記シースにおける音響窓部と該音響窓部以外のシース部分とで、前記ポリアミドブロックとポリエーテルエステルブロックの共重合体とポリウレタンとの混合比を変化させた混合物からなる樹脂で、前記シースを形成したことを特徴とする付記１記載の超音波プローブ。
【００３３】
４．前記超音波プローブは前記超音波振動子の付近に光学的な観察手段を備えた内視鏡機能を有する付記１記載の超音波プローブ。
５．超音波振動子をシースの先端側に配置した超音波プローブを備えた超音波診断装置において、
前記シースの内、少なくとも超音波を透過する音響窓部をポリアミドブロックとポリエーテルエステルブロックの共重合体とポリウレタンとの混合物からなる樹脂で形成したこと特徴とする超音波診断装置。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、超音波振動子をシースの先端側に配置した超音波プローブにおいて、
前記シースをポリアミドブロックとポリエーテルエステルブロックの共重合体とポリウレタンとの混合物からなる樹脂で形成しているので、内視鏡チャンネル内等に挿入しても座屈することなく挿通でき、かつ生体の音響インピーダンスとの差も比較的小さくでき、多重反射を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を備えた超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】超音波プローブの先端側の構造を示す断面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態を備えた超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…超音波診断装置
２…超音波プローブ
３…超音波振動子
４…超音波観測装置
５…挿入部
６…把持部
８…コネクタ
１１…フレキシブルシャフト
１２…モータ
１５…送受信部
２２…モニタ
３１…圧電振動子
３２…音響レンズ
３３…バッキング層
３４…ハウジング
３５…シース先端部
３６…音響媒体
３７…軸受け
３８…超音波透過窓部（音響窓）
３９…シース後端部
【図１】
0003631416.tif 000003
【図２】
0003631416.tif 000004
【図３】
0003631416.tif 000005