(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動子を備えた超音波走査部と、前記超音波振動子を回転駆動するために、密着コイルからなるフレキシブルシャフトを可撓性のチューブに挿通させ、このフレキシブルシャフト内にケーブルを挿通させた可撓性コードと、前記チューブに連結される固定部と、この固定部内に設けた回転部とを備えたコネクタ部とから構成される超音波プローブにおいて、前記フレキシブルシャフトは、前記超音波走査部側から延在させた先端側フレキシブルシャフトと、前記コネクタ部側から延在させた基端側フレキシブルシャフトとを少なくとも１箇所で連結する構成となし、連結部の少なくとも１箇所に電気絶縁部材を介在させる構成としたことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
前記先端側，基端側の２つのフレキシブルシャフト前記可撓性コードのほぼ中間の部位で連結し、この連結部に電気絶縁部材を介在させる構成と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】
前記先端側，基端側のフレキシブルシャフト間を少なくとも１つのフレキシブルシャフトを介在させ、これら各フレキシブルシャフト間を連結する連結部のうち、少なくとも１箇所の連結部には電気絶縁部材を介在させる構成と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４】
前記各フレキシブルシャフトの端部に、それぞれ連結用の金属リングを連結し、これら両金属リングを間に電気絶縁性を有する絶縁リングを挟んで連結する構成と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５】
前記絶縁リングは、所定の長さを有する周胴部を有し、この周胴部の少なくとも一端側に外側または内側に延在させたスペーサ部を連設して、前記両金属リングは、それぞれこの絶縁リングの周胴部の内周側及び外周側に少なくとも一部分と当接させると共に、これら両金属リングの端部を前記スペーサ部に当接させることによって、両金属リングを電気的に絶縁させる構成としたことを特徴とする請求項４記載の超音波プローブ。
【請求項６】
前記金属リングには、それが前記絶縁リングと重なり合わない位置の周胴部に貫通する透孔を形成する構成としたことを特徴とする請求項４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、体腔内等に挿入されて超音波検査を行う超音波プローブに関するものであり、特に超音波振動子を遠隔操作で回転操作できるようにした超音波プローブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
体内の組織状態の検査を行うための超音波プローブとして、体腔内に挿入されるタイプのものは従来から広く用いられている。この種の超音波プローブは、超音波走査部を可撓性コードに接続したものであり、この超音波プローブは直接体腔内に挿入されるものと、所定のガイド手段を介して体腔内に挿入されるものとがある。ここで、超音波プローブの体腔内への挿入をガイドする手段の代表的なものとしては内視鏡がある。内視鏡には、鉗子等の処置具を挿通するための処置具挿通チャンネルが設けられているから、この処置具挿通チャンネルを超音波プローブの挿入経路として用いるのが一般的である。
【０００３】
特に、内視鏡の処置具挿通チャンネルをガイドとして挿入される超音波プローブにあっては、細径化を図るために、超音波走査部には単板の超音波振動子が設けられる。従って、この超音波振動子により所定の範囲を走査するが、この走査としては超音波振動子を回転方向に駆動するラジアル走査等が行われ、このラジアル走査時には超音波振動子の駆動手段等が必要となる。この駆動手段等を挿入部の先端に設けると太径化するので、超音波観測装置と一体的に設けられ、または超音波観測装置とは別個に設けた超音波操作部に装着するように構成する。超音波操作部は超音波プローブと一体化したものもあるが、使用上の便宜等の観点から、超音波プローブを超音波操作部に着脱可能に接続する構成とするのが一般的である。超音波走査部に連結した可撓性コードは体腔内の曲がった経路に沿って挿入されるものであって、その基端部には超音波操作部に接続するコネクタ部が設けられる。
【０００４】
超音波プローブのコネクタ部を超音波操作部に接続し、その超音波走査部を体腔内に導いて、超音波検査を行うべき位置に配置させる。超音波振動子から超音波パルスを体内に向けて送信すると、体内組織の断層部分から反射エコーが得られ、この反射エコーは超音波振動子により電気信号に変換されて、この信号が外部に取り出される。そして、この反射エコー信号を所定の処理を行うことにより超音波画像が得られる。
【０００５】
ラジアル超音波走査を行う場合に用いられる超音波操作部は、少なくとも回転駆動手段と回転角の検出手段とが設けられる。従って、遠隔操作により超音波振動子にまで回転を伝達するために、可撓性コードは軟性で電気絶縁部材である合成樹脂で形成したチューブ内にフレキシブルシャフトを挿通させることにより構成される。フレキシブルシャフトの基端部に回転力を与えると、チューブ内でフレキシブルシャフトが軸回りに回転することになる。フレキシブルシャフトとしては、金属線材を密着した螺旋状に巻回した密着コイルで形成される中空のシャフトから構成するのが一般的であり、さらにこのフレキシブルシャフト内に超音波振動子に接続した同軸ケーブルが挿通される。
【０００６】
可撓性コードの先端に設けられる超音波走査部としては、先端キャップ内に超音波振動子を設けてなるものである。超音波振動子は回転部材に装着され、この回転部材にはフレキシブルシャフトの先端が接続される。また、先端キャップは音響特性に優れた樹脂材で構成し、かつ少なくともこの先端キャップ内には超音波伝達媒体を充満させておく。一方、可撓性コードにおけるチューブは先端キャップに連結されるが、この先端キャップは超音波の伝達性を考慮して樹脂材で形成されるから、これら共に樹脂材で形成したチューブと先端キャップとを直接連結すると、外力が作用すると容易に分離してしまうおそれがある。このために、先端キャップとチューブとの間には筒状の金属で形成した保形用の連結部材を設け、先端キャップをこの連結部材に固着すると共に、チューブの先端もこの連結部材に固着することによって、可撓性コードと超音波走査部との間の固着強度を高めるようにしている。一方、可撓性コードの基端部には超音波操作部に着脱可能に接続されるコネクタ部が設けられる。このコネクタ部は、チューブに連結したリング状の固定部と、この固定部内に設けられ、フレキシブルシャフトに連結した回転部とから構成される。固定部は超音波操作部に固定的に保持され、また回転部は超音波操作部の回転駆動手段に接続される。
【０００７】
ここで、超音波振動子に対しては、超音波の送信駆動を行う信号を供給する必要がある。また、超音波振動子は体内からの反射エコーを受信して、電気信号に変換するが、この超音波受信信号は超音波操作部に送信する必要がある。このために、フレキシブルシャフト内には、一端が超音波振動子に接続したケーブルが挿通されている。コネクタ部は超音波操作部に着脱可能に接続されるものであるから、ケーブルの基端部はコネクタ部に設けた電極に接続し、この電極を介して超音波操作部に電気的に接続するように構成している。単板の超音波振動子を用いた超音波プローブの場合には電極は２箇所設けるが、これらの電極は超音波操作部に着脱可能に接続するという関係から、筒状に形成するか、あるいはピンの形状とするのが一般的である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
電極を筒状に形成するにしろ、またピンの形を持たせるにしろ、２箇所設けることから、間に電気絶縁部材を介在させなければならない。またフレキシブルシャフトは、前述したように、金属線材からなる密着コイルで形成されているから、一方の電極と当接していると、このフレキシブルシャフトにも電流が流れることになる。フレキシブルシャフトはチューブ内に挿通されており、このチューブは電気絶縁性部材である合成樹脂で形成されるから、フレキシブルシャフトがこのチューブの内面と接触していても、格別問題となることはない。しかしながら、既に説明したように、チューブの先端は直接先端キャップに連結されるのではなく、金属で形成した連結部材を介して連結されている。そして、例えば可撓性コードが曲げられたりすると、フレキシブルシャフトがこの連結部材に接触することがあり、このためにフレキシブルシャフトから連結部材に電流が流れ得る状態となってしまう。
【０００９】
連結部材が外部に露出しており、この連結部材が体腔内壁と接触した状態で、電極に電流が流れると、フレキシブルシャフトから連結部材を介して患者の体内に電流が流れてしまうことになる。これを防止するためには、連結部材が外部に露出しないようにするか、連結部材の内部に絶縁リングを設けるようにする。あるいは、コネクタ部における電極とフレキシブルシャフトとの間を電気的に絶縁することも可能である。連結部材を外部に露出しないようにするには、例えば絶縁部材によるコーティングを施す等の構成とすることが考えられるが、コーティングは剥離の可能性があることから、完全な絶縁措置とは言えない。また連結部材の内部に絶縁リングを設けると、それだけ可撓性コードと超音波走査部との連結部分が太径化するので好ましくはない。
【００１０】
ここで、コネクタ部を超音波操作部に接続した時に、回転の伝達を可能となし、かつ確実に電気的な接続を行わなければならないが、フレキシブルシャフトの基端部に回転体を連結した状態で、その連結強度を向上させるために、フレキシブルシャフトは金属からなる回転体に連結しなければならない。そして、コネクタ部には２箇所に電極が設けられるが、これらの電極は回転体とも、また相互の電極間とも電気的に絶縁されていなければならない。従って、コネクタ部側でフレキシブルシャフトと電気的に絶縁するには、その回転部の構成としては、金属からなる回転体と、絶縁部材と、一方の電極、絶縁部材、他方の電極というように、最低限４つの部材を連結する構成としなければならないことになる。このために、コネクタ部の構成が複雑になり、かつ４つの部材を連結することから、強度的にも弱くなり、かつ絶縁部材は合成樹脂で形成されることから、その材質によっては変形のおそれもあるだけでなく、硬質部分の軸線方向の長さが長くなってしまう。
【００１１】
ここで、超音波プローブとして、内視鏡の処置具挿通チャンネルをガイドとして体腔内に挿入されるように構成したものがある。この場合には、処置具挿通チャンネルの内径より細くする必要があるが、超音波画像の画質の向上を図るために、超音波振動子の送受信面を大きくして、低周波で高出力のものとした場合には、超音波走査部側から処置具挿通チャンネルに挿通できなくなってしまう。このために、コネクタ部側から処置具挿通チャンネルに挿通させるが、前述したように、コネクタ部における硬質部分が長くなると、処置具挿通チャンネルへの挿入操作に支障を来すおそれもある。
【００１２】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、超音波走査部と可撓性コードとの連結部を太径化させたり、またコネクタ部の構成を複雑化させたり、強度を低下させたりすることなく、フレキシブルシャフトを介して患者に電流が流れるのを防止できるようにすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、本発明は、超音波振動子を備えた超音波走査部と、前記超音波振動子を回転駆動するために、密着コイルからなるフレキシブルシャフトを可撓性のチューブに挿通させ、このフレキシブルシャフト内にケーブルを挿通させた可撓性コードと、前記チューブに連結される固定部と、この固定部内に設けた回転部とを備えたコネクタ部とから構成される超音波プローブであって、前記フレキシブルシャフトは、前記超音波走査部側から延在させた先端側フレキシブルシャフトと、前記コネクタ部側から延在させた基端側フレキシブルシャフトとを少なくとも１箇所で連結する構成となし、連結部の少なくとも１箇所に電気絶縁部材を介在させる構成としたことをその特徴とするものである。
【００１４】
先端側，基端側のフレキシブルシャフトは直接連結する構成とするか、または間に他の１乃至複数のフレキシブルシャフトを介在させるようにすることもできる。各フレキシブルシャフトは連結部により連結されて、チューブ内に挿通されるが、複数の連結部を有する場合において、電気絶縁部材を介在させるのは、１箇所でも良いが、より完全な絶縁性を確保するためには、複数箇所の連結部に電気絶縁部材を介在させる。先端側，基端側のフレキシブルシャフトを連結部材を介して直接連結する場合においては、その連結位置は特に制約はないが、フレキシブルシャフトによる回転の伝達効率を加味すれば、前記可撓性コードのほぼ中間の部位に設けるのが好ましい。また、例えば間に第３のフレキシブルシャフトを介在させて、３本のフレキシブルシャフトで構成する場合には、その全長を３等分した位置で連結するのが好ましい。
【００１５】
連結部の構成としては、各フレキシブルシャフトの端部に、それぞれ連結用の金属リングを連結し、これら両金属リングを間に電気絶縁性を有する絶縁リングを挟んで連結するように構成するのが望ましい。そして、絶縁リングは、所定の長さを有する周胴部を有し、この周胴部の少なくとも一端側に外側または内側に延在させたスペーサ部を連設したものとなし、両金属リングをそれぞれこの絶縁リングの周胴部の内周側及び外周側に少なくとも一部分と当接させると共に、これら両金属リングの端部をスペーサ部に当接させることによって、両金属リングを電気的に絶縁した状態で接続するのがさらに望ましい。しかも、金属リングの絶縁リングと重なり合わない位置の周胴部に貫通するように、フレキシブルシャフトの内外を連通させる透孔を形成することも可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について、図面を参照して詳細に説明する。この実施の形態においては、超音波プローブを内視鏡に設けた処置具挿通チャンネルを介して体腔内に挿入するように構成したものを示す。ただし、直接体腔内に挿入されるタイプの超音波プローブにも適用できる。また、超音波プローブの超音波操作部への接続は接続アダプタを介して行う構成としたが、接続アダプタを用いず、直接超音波操作部に接続するように構成することもできる。
【００１７】
まず、図１に超音波検査装置の全体構成を示す。この超音波検査装置は、超音波プローブ１と、超音波操作部２及び超音波観測装置３とそのモニタ４とから構成される。超音波プローブ１は内視鏡５を介して体腔内に挿入されるものであり、具体的には、内視鏡５の本体操作部５ａに設けられ、鉗子その他の処置具を挿通させるための処置具導入部６ａから挿入されて、この本体操作部５ａから挿入部５ｂを貫通するように形成した処置具挿通チャンネル６を介して体腔内に導かれる。また、本体操作部５ａには図示しない光源装置やプロセッサ等に接続するためのユニバーサルコード５ｃが延在されている。ここで、超音波観測装置３及びそのモニタ４はラック７に装架されており、超音波操作部２はこのラック７に連結した支持アーム８の先端に方向調整可能に取り付けられている。そして、超音波操作部２からのコード９が引き出されて、このコード９は超音波観測装置３に接続される。
【００１８】
超音波プローブ１は、図２乃至図５に示した構成となっている。まず、図２に示したように、超音波プローブ１は、先端側から、超音波走査部１ａ，可撓性コード１ｂ及びコネクタ部１ｃとなっている。そして、超音波走査部１ａの外径が最も太く、可撓性コード１ｂ及びコネクタ部１ｃはそれより細くなっており、これら可撓性コード１ｂ及びコネクタ部１ｃの外径寸法は処置具挿通チャンネル６の内径より小さくなっている。そして、図３及び図４から明らかなように、超音波走査部１ａは先端キャップ１０を有し、この先端キャップ１０は連結部材１１に螺合することにより連結される。
【００１９】
先端キャップ１０内には超音波振動子１３が回転基台１４に装着され、回転基台１４は先端キャップ１０の内面側に設けた軸受１５により回転自在に支持されており、超音波振動子１３を回転駆動することによってラジアル走査を行えるようになっている。ここで、先端キャップ１０は処置具挿通チャンネル６の内径より太径のものであり、この先端キャップ１０内に設けた超音波振動子１３は大型で、広い送受信面を有し、低周波で高出力の超音波パルスを送信できるものとなっている。従って、超音波振動子１３を装着した回転基台１４は可撓性コード１ｂより断面形状が大きくなっている。
【００２０】
可撓性コード１ｂは軟性樹脂等のように可撓性を有するチューブ１６内にフレキシブルシャフト１７を挿通させたものである。フレキシブルシャフト１７は金属線材を密着螺旋状に巻回した密着コイル等から構成され、回転伝達をより正確かつ効率的に行うために、２重の密着コイルから構成するのが好ましい。チューブ１６の先端は先端キャップ１０に連結されるが、先端キャップ１０は音響特性を考慮して、樹脂材で形成されており、かなり薄肉のものであるから、それを直接チューブ１６に連結すると、容易に分離してしまうことになるから、この部位の連結強度を高めるために、前述した連結部材１１が間に介装される。従って、この連結部材１１は剛性のある金属材で形成されており、先端キャップ１０への連結側が大径となり、チューブ１６への連結側は小径となっている。そして、連結部材１１は少なくとも一部が外部に露出している。
【００２１】
一方、回転側の部材であるフレキシブルシャフト１７の先端は回転基台１４に連結して設けた回転筒体１８に固着される。さらに、超音波振動子１３には一対からなる電極１９ａ，１９ｂが設けられ、これら両電極１９ａ，１９ｂには信号線２０ａ，２０ｂが接続されており、これら信号線２０ａ，２０ｂは回転筒体１８内で同軸ケーブル２０となり、同軸ケーブル２０はフレキシブルシャフト１７の内部に挿通されて、コネクタ部１ｃまで延在されている。
【００２２】
図５に可撓性コード１ｂとコネクタ部１ｃとの接続部を拡大して示す。コネクタ部１ｃは固定部と回転部とから構成される。可撓性チューブ１６の基端部は金属材からなる固定部を構成する硬質パイプ２１に嵌合固定されている。また、フレキシブルシャフト１７の基端部は回転部を構成する回転部材２２に連結される。回転部材２２は、フレキシブルシャフト１７の基端部に直結した回転筒体２３と、この回転筒体２３に連結した絶縁筒２４とを有し、この絶縁筒２４内には電極ピン２５が挿通されている。回転筒体２３は、フレキシブルシャフト１７に回転を伝達する機能を発揮するだけでなく、一方の電極としても機能するもので、導電性を有し、かつ高い強度を持たせるために、金属パイプで形成されている。また、絶縁筒２４は電極ピン２５を支持すると共に、この電極ピン２５と回転筒体２３との間を電気的に絶縁する機能を発揮するものである。フレキシブルシャフト１７内に挿通された同軸ケーブル２０は、そのシールド線２０ｃが回転筒体２３に、また芯線２０ｄが電極ピン２５にそれぞれ連結されている。
【００２３】
超音波プローブ１内の全体には超音波伝達媒体としての流動パラフィン等が封入されている。ここで、流動パラフィンは潤滑剤としての機能も発揮することから、超音波走査部１ａだけでなく、可撓性コード１ｂの内部にも流動パラフィンを封入することによって、チューブ１６内でのフレキシブルシャフト１７の回転が円滑に行われるようになる。このように、内部に液体が封入されているから、回転筒体２３の外周面と硬質パイプ２１との間にはシール部材２６が介装され、これによって超音波プローブ１は、その先端キャップ１０から基端部までが密閉された構造となっている。
【００２４】
超音波操作部２は、図６に示したように、プラスチック等の絶縁部材から構成されるケーシング３１を有し、このケーシング３１内には、回転軸３２が設けられている。回転軸３２は軸受３３によりケーシング３１に回転自在に支承して設けられて、このケーシング３１に設けた開口部３１ａに臨んでいる。また、回転軸３２には一対からなるギア３４，３５が取り付けられている。一方のギア３４には電動モータ３６の出力軸に設けた駆動ギア３７が噛合して設けられ、また他方のギア３５はエンコーダ３８の入力軸に設けた従動ギア３９と噛合している。そして、この回転軸３２のケーシング３１から突出した部位は大径化されており、この大径化された部分の内部には電極部材４０が配置されている。電極部材４０は内筒４１と外筒４２とを有し、これら内筒４１と外筒４２は導電性部材で形成され、かつこれら内筒４１，外筒４２間には絶縁筒４３が介装されている。さらに、外筒４２は絶縁リング４４に挿嵌されており、この絶縁リング４４が回転軸３２に挿嵌されて、固着されている。従って、コネクタ部１ｃ内に挿通させた同軸ケーブル２０は、後述する接続アダプタ５０を介して内筒４１及び外筒４２に電気的に接続されることになる。
【００２５】
回転軸３２の一端は、前述したように、ケーシング３１の開口部３１ａに臨んでいるが、その他端はケーシング３１内に設けたロータリコネクタ４５の回転側部材４５ａに連結されている。また、このロータリコネクタ４５の固定側部材４５ｂにはコード９内のケーブル９ａが接続されている。さらに、ロータリコネクタ４５の固定側部材４５ｂは回転規制部材４６に嵌合されており、これによりこの固定側部材４５ｂが共回りするのを規制し、かつ振れを吸収するように構成している。そして、この開口部３１ａの周囲には連結筒部４７が立設されており、この連結筒部４７は回転軸３２を囲繞している。
【００２６】
超音波プローブ１のコネクタ部１ｃは直接超音波操作部２に接続しても良いが、本実施の形態では接続アダプタ５０を介して接続するように構成している。接続アダプタ５０は、固定側部材と回転側部材とから構成され、回転側部材は固定側部材の内部に回転自在に装着されている。接続アダプタ５０は、図７に示したように、固定側部材として、最外周側に略円筒状に形成したハウジング５１と、このハウジング５１の先端側に螺挿された保持筒５２とから構成される。ハウジング５１の一端側は超音波操作部２のケーシング３１に設けた連結筒部４７に着脱可能に連結され、かつ連結した状態で相対回動しないようにするために、このハウジング５１には、連結筒部４７に形成されている係合溝４７ａに係脱可能に係合される係合突起５１ａが設けられている。
【００２７】
そして、保持筒５２には止めナット５３が螺合されると共に、テーパ状案内面５２ａが形成されている。そして、このテーパ状案内面５２ａには回転止め用の弾性リング５４が挿嵌されており、止めナット５３を保持筒５２にねじ込むことによって、弾性リング５４をテーパ状案内面５２ａに沿って押動することができるようになっている。止めナット５３には挿通孔５３ａが設けられており、この挿通孔５３ａ内には超音波プローブ１のコネクタ部１ｃ及び可撓性コード１ｂを挿通できるようになっている。また、弾性リング５４は、自由状態ではその内径がコネクタ部１ｃ及び可撓性コード１ｂの外径より大きくなっており、止めナット５３により弾性リング５４を押動すると、内径が縮径されて、可撓性コード１ｂを構成するチューブ１６の外周に密着して、固定部側の回転止めを行えるようになっている。
【００２８】
接続アダプタ５０におけるハウジング５１及び保持筒５２からなる固定側部材の内部には回転側の部材が設けられている。回転側の部材は回転筒部材５５と中空回転体５６とから構成され、これら回転筒部材５５と中空回転体５６とは、保持リング５７及び袋ナット５８を介して連結状態に保持される。そして、回転筒部材５５は超音波操作部２に着脱可能に接続され、また中空回転体５６には超音波プローブ１のコネクタ部１ｃが着脱可能に接続されることになる。中空回転体５６内にはソケット部５９が設けられている。このソケット部５９は外側筒体６１と、この外側筒体６１に絶縁部材６２を介して装着した内側筒体６３から構成され、コネクタ部１ｃの回転筒体２３は外側筒体６１に、電極ピン２５は内側筒体６３に挿嵌されて、それぞれ電気的に接続される。また、中空回転体５６にはコネクタ部１ｃの回転筒体２３に設けた回転伝達ピン２７と係合する駆動ピン６４が設けられている。
【００２９】
一方、回転筒部材５５の他端側の部位には、超音波操作部２における回転軸３２の大径化された部位の内面に形成した円環状凹部３２ａに係合して、接続アダプタ５０が超音波操作部２から逸脱しないように保持するためのＣリング６５が嵌合されている。また、このＣリング６５の嵌合部より先端側の部位にはスプラインが形成されており、回転筒部材５５の内部にはコネクタ部材６７が固定的に設けられている。コネクタ部材６７は、それぞれ導電部材からなる外套管６８と電極棒６９とを有し、これら外套管６８，電極棒６９間には絶縁リング７０が介装されている。そして、外套管６８とソケット部５９の外側筒体６１との間は配線７０で、また内側筒体６３と電極棒６９との間は配線７１でそれぞれ接続されている。また、外套管６８及び電極棒６９はそれぞれ割りが入ったものから構成される。ここで、固定側部材と回転側部材とは軸受を介して連結するように構成することもできるが、ハウジング５１と回転筒部材５５とを僅かな隙間を持たせて遊嵌させるように構成することもできる。
【００３０】
超音波プローブ１は、そのコネクタ部１ｃが接続アダプタ５０に着脱可能に接続され、また接続アダプタ５０は超音波操作部２に着脱可能に接続されるが、超音波操作部２は超音波プローブ１における超音波走査部１ａに設けた超音波振動子１３を回転駆動できるようになっている。超音波操作部２から接続アダプタ５０への回転の伝達は、回転筒部材５５と回転軸３２との間のスプライン結合により行われる。また、接続アダプタ５０から超音波プローブ１への回転の伝達は、中空回転体５６に設けた駆動ピン６４と超音波プローブ１のコネクタ部１ｃにおける回転筒体２３に設けた回転伝達ピン２７との係合により行われる。なお、回転伝達ピン２７と硬質パイプ２１との間には円環状のスペーサ２８が介装されている。
【００３１】
一方、超音波プローブ１における超音波振動子１３と超音波操作部２のロータリコネクタ４５との間の電気的な接続は、超音波プローブ１から引き出された同軸ケーブル２０の芯線２０ｄがコネクタ部１ｃの電極ピン２５に接続され、この電極ピン２５は接続アダプタ５０の内側筒体６３に接続されることになる。内側筒体６３は、電極棒６９と配線７１を介して接続されており、この電極棒６９は超音波操作部２の内筒４０に接続される。また、同軸ケーブル２０のシールド線２０ｃはコネクタ部１ｃの回転筒体２３に接続されており、この回転筒体２３は接続アダプタ５０において、配線７０により外套管６８と電気的に接続されている外側筒体６１に接続される。そして、接続アダプタ５０を超音波操作部２に接続すると、外側筒体６１はこの超音波操作部２における外筒４１に接続されるようになる。
【００３２】
ここで、回転筒体２３は金属線材からなるフレキシブルシャフト１７と直接的に連結されているから、超音波観測装置３から電源が供給されると、電気的接続経路の一部を構成する回転筒体２３が電源と接続された状態になる。フレキシブルシャフト１７の先端部は回転筒体１８を介して超音波振動子１３を装着した回転基台１４に連結されているが、これらは連結部材１１の内部に挿通されている。従って、フレキシブルシャフト１７または回転筒体１８が連結部材１１と接触した状態で回転する可能性がある。連結部材１１が患者の体腔内壁に当接した状態で、超音波プローブ１を作動させた時に、回転筒体２３からフレキシブルシャフト１７及び連結部材１１を介して患者の体内に電流が流れるのを防止するために、図８に示したように、フレキシブルシャフト１７における超音波走査部１ａ側への接続部分と、コネクタ部１ｃ側への接続部分との間を電気的に絶縁するようにしている。
【００３３】
フレキシブルシャフト１７は、可撓性コード１ｂの内部において、好ましくはそのほぼ中間の位置で超音波走査部１ａ側の先端側フレキシブルシャフト１７ａと、コネクタ部１ｃ側における基端側フレキシブルシャフト１７ｂとの２つに分割されている。これら先端側及び基端側の各フレキシブルシャフト１７ａ，１７ｂの端部には、金属からなる連結リング７０，７１が連結固着されている。先端側フレキシブルシャフト１７ａに連結した連結リング７０は、中空の本体部７０ａの一側に、その内径側を薄くして、内部に先端側フレキシブルシャフト１７ａを挿入固着させた嵌合筒部７０ｂと、この連結筒部７０ｂとは反対に向けて突出し、外周側が薄肉となった連結筒部７０ｃとから構成される。そして、本体部７０ａには、その厚み方向に貫通する透孔７２が１乃至複数箇所穿設されている。また、基端側フレキシブルシャフト１７ｂの端部に連結した連結リング７１は、本体部７１ａの両端に嵌合筒部７１ｂ，連結筒部７１ｃが延在されているが、基端側フレキシブルシャフト１７ｂを挿入固着した嵌合筒部７１ｂ及び連結筒部７１ｃは、共に内径側を薄肉化させたものとする。
【００３４】
先端側及び基端側の各フレキシブルシャフト１７ａ，１７ｂに連結した連結リング７０，７１は直接連結されるのではなく、連結リング７０の連結筒部７０ｃと連結リング７１の連結筒部７１ｃとの間に合成樹脂からなる絶縁リング７３を介在させるようにしている。絶縁リング７３は、その断面が略Ｌ字状のものであり、その周胴部７３ａは軸線方向に所定の長さを有し、両連結リング７０，７１の連結筒部７０ｃ，７１ｃ間に挾持されており、この周胴部７３ａから立ち上がるようにスペーサ部７３ｂが連設されており、このスペーサ部７３ｂは連結リング７０の連結筒部７０ｃから本体部７０ａへの移行部となる段差に当接すると共に、連結リング７１の連結筒部７１ｃの端面とも当接している。一方、連結リング７０の連結筒部７０ｃの端面と、連結リング７１の本体部７１ａとは非接触状態に保持されている。これによって、連結リング７０，７１間は絶縁リング７３が介在することにより電気的に絶縁された状態に保持されている。従って、これら連結リング７０，７１と絶縁リング７３とで先端側，基端側の各フレキシブルシャフト１７ａ，１７ｂの連結部が構成され、この連結部によって、チューブ１６内に挿通した１本のフレキシブルシャフト１７が形成される。
【００３５】
ここで、先端側，基端側の各フレキシブルシャフト１７ａ，７１ｂと連結リング７０，７１との連結構造としては、これら各フレキシブルシャフト１７ａ，１７ｂがそれぞれ連結リング７０，７１の連結筒部７０ｃ，７１ｃに単に挿嵌されているだけでなく、はんだ付けや溶接手段により固着される。両者は金属で形成されているから、このような固着方式を採用することができ、しかも極めて強固に固着される。これに対して、連結リング７０，７１と絶縁リング７３との固着は、絶縁リング７３が合成樹脂で形成されているから、その固着ははんだ付けや溶接手段によることはできない。このために、絶縁リング７３の連結リング７０，７１への接触部分には接着剤で固着する。ただし、金属と合成樹脂との間の接着であるから、必ずしも強固に固着できない。そこで、この接着に加えて、図中に符号７４で示した位置にかしめを形成する。而して、絶縁リング７３の連結リング７０，７１との当接面積を広くすると共に、かしめ手段を併用することによって、絶縁リング７３を介しての連結リング７０，７１間の連結固定を極めて安定したものとすることができる。
【００３６】
以上のように構成することによって、超音波プローブ１は、その先端部の超音波走査部１ａにおいて、超音波振動子１３を装着した先端キャップ１０を内視鏡５に設けた処置具挿通チャンネル６の内径より大径に形成することができ、超音波振動子１３としては、低い周波数で、パワーの大きな大型のものを用いることができる。ただし、超音波走査部１ａを太くすると、可撓性コード１ｂはもとより、コネクタ部１ｃも処置具挿通チャンネル６の内径より細いものとなる。
【００３７】
そこで、超音波プローブ１は内視鏡５の挿入部５ｂを体腔内に挿入する前の段階で、予め挿入部５ｂの先端側から処置具挿通チャンネル６内に挿通させて、そのコネクタ部１ｃを本体操作部５ａに設けた処置具導入部６ａから導出させる。そして、コネクタ部１ｃを処置具導入部６ａから導出させた後に接続アダプタ５０に連結する。そして、接続アダプタ５０を超音波操作部２に連結することにより、図９に示した状態にする。
【００３８】
以上の状態で、超音波操作部２における電動モータ３６を駆動して、回転軸３２を回転駆動すると、この回転が接続アダプタ５０の回転筒部材５５及び中空回転体５６からなる回転部材を介して超音波プローブ１のコネクタ部１ｃの回転部材２２を構成する回転筒体２３に伝達される。この接続アダプタ５０から超音波プローブ１への回転の伝達は、回転筒部材５５，中空回転体５６，回転筒体２３を順次介してチューブ１６内に挿通させたフレキシブルシャフト１７に伝達される。従って、チューブ１６は弾性リング５４により回転方向には固定的に保持されているから、このフレキシブルシャフト１７はチューブ１６内で軸回りに回転して、このフレキシブルシャフト１７の先端に連結され、超音波振動子１３を設けた回転基台１４が回転駆動される。この結果、フレキシブルシャフト１７の回転当初はともかくとして、定常回転状態になると、先端側にまで正確に回転が伝達されて、回転むら等が生じることがない。
【００３９】
フレキシブルシャフト１７に回転を伝達する超音波操作部２の回転軸３２に連結したエンコーダ３８は超音波振動子１３の回転角を検出する。このエンコーダ３８からの信号に基づいて、超音波振動子１３に駆動信号を供給して超音波パルスを送信させて、反射エコーを受信して超音波振動子１３により電気信号に変換することによりラジアル超音波走査が行われる。超音波振動子１３で受信した反射エコー信号は、同軸ケーブル２０及びロータリコネクタ４５、さらにはコード９等を経て超音波観測装置３に反射エコー信号を取り込んで、所定の信号処理を行うことにより超音波画像信号が生成されて、モニタ４にラジアル超音波画像が表示される。
【００４０】
超音波プローブ１におけるコネクタ部１ｃの回転部材２２は回転筒体２３と絶縁筒２４及び電極ピン２５とから構成されるので、このコネクタ部１ｃの構成が簡略化される。また、コネクタ部１ｃにおいて、合成樹脂で形成しなければならない絶縁部材は１箇所しか設けられていないので、強度も著しく向上する。また、この超音波プローブ１は、そのコネクタ部１ｃ側から処置具挿通チャンネル６内に挿通されるが、処置具挿通チャンネル６は、本体操作部５ａ内において、処置具導入部６ａへの接続部等で曲がった部位が存在するが、コネクタ部１ｃにおける硬質部分は極めて短いものとなっているので、その処置具挿通チャンネル６への挿通操作の操作性も良好となる。
【００４１】
また、フレキシブルシャフト１７に直結した回転筒体２３を電極として用いているが、フレキシブルシャフト１７のうち、回転筒体２３と電気的に導通し得るのはチューブ１６内の途中位置である基端側フレキシブルシャフト１７ｂのみであり、超音波走査部１ａと可撓性コード１ｂとの連結部を構成し、外部に露出している連結部材１１と接触する可能性のある先端側フレキシブルシャフト１７ａとは電気的に絶縁されているから、患者の体内に電流が流れるおそれはない。
【００４２】
また、フレキシブルシャフト１７は、コネクタ部１ｃにおける回転部材２２からの回転を超音波振動子１３を装着した回転基台１４に伝達するものであるが、その性質上、可撓性を有していなければならず、このために密着コイルで形成されるが、密着コイルはピッチ間隔を置かないように巻回されるものの、それが長尺になればなるほど、回転の伝達に遅れ等が生じたり、チューブ１６の内面との摺動による回転むらが生じるおそれもある。しかしながら、フレキシブルシャフト１７は、そのほぼ中間位置で先端側及び基端側の各フレキシブルシャフト１７ａ，１７ｂに分割して、相互に連結されているから、フレキシブルシャフトの全長を短縮させたと実質的に同じ効果を発揮し、回転の伝達精度が向上する。
【００４３】
さらに、連結リング７０には透孔７２が穿設されており、この透孔７２を介してフレキシブルシャフト１７の内外が連通する状態となっている。超音波プローブ１の内部には、超音波伝達媒体として機能し、またフレキシブルシャフト１７の回転時におけるチューブ１６との摺動摩擦を低減する機能を発揮させるために、例えば流動パラフィン等が封入されるが、この流動パラフィン等の液体は、超音波プローブ１の内部全体に完全に行き渡り、僅かでも空気が混在することがないように保持しなければならない。フレキシブルシャフト１７は金属線材を密着した螺旋状に巻回したものであり、ピッチ間には隙間がない訳ではないが、このピッチ間の隙間からフレキシブルシャフト１７の内部に完全に液体を行き渡らせるには、かなりの時間が必要である。しかしながら、連結リング７０に透孔７２を設けることにより、フレキシブルシャフト１７の内外が完全に導通状態になっているから、液体の回り込みが極めて円滑に行われる。
【００４４】
超音波伝達媒体の封入作業は次のようにして行われる。まず、先端キャップ１０を連結部材１１から脱着させ、また回転伝達ピン２７を回転筒体２３から分離する。これによって、超音波振動子１３を装着した回転基台１４と、それに連結したフレキシブルシャフト１７がチューブ１６から分離できる。この状態で、各部材を超音波伝達部材を入れた容器内に浸漬させて、容器全体を負圧にする。この時に、透孔７２を介してフレキシブルシャフト１７の内外が連通しているから、負圧の作用によりフレキシブルシャフト１７の内部の空気が迅速かつ完全に超音波伝達媒体と完全に置換されることになる。そして、容器内の液中で超音波プローブ１を組み立てれば、その内部には超音波伝達媒体のみが封入された状態になり、特に先端キャップ１０内に空気が入り込んで、超音波信号の送受信に対して悪影響を与えるようなことはない。
【００４５】
なお、前述した実施の形態においては、先端側フレキシブルシャフト１７ａと基端側フレキシブルシャフト１７ｂとを連結リング７０，７１と絶縁リング７３とからなる連結部を介して直接連結する構成としたが、図１０に示したように、先端側フレキシブルシャフト１７ａと基端側フレキシブルシャフト１７ｂとの間に、第３のフレキシブルシャフト１７ｃを介在させ、これら３本のフレキシブルシャフトを好ましくは等分の長さとしてそれぞれ連結部Ｃを介して１本化する構成とすることもでき、またフレキシブルシャフト１７の全長がさらに長い場合には、第４，第５のフレキシブルシャフトを介在させる構成とすることもできる。３分割，４分割等となったフレキシブルシャフトを相互に連結する連結部Ｃの構成としては、少なくとも１箇所は連結リング７０，７１と絶縁リング７３とから構成するが、それ以外は単なる連結リングで連結する構成としても良い。ただし、図８からも明らかなように、連結部Ｃの強度等の点からは、絶縁リング７３はあまり厚肉に形成できないことを考慮して、２箇所以上の連結部Ｃを設ける場合には、それぞれの連結部Ｃに絶縁リングを介在させるようにすることも可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、フレキシブルシャフトを超音波走査部側から延在させた先端側フレキシブルシャフトと、コネクタ部側から延在させた基端側フレキシブルシャフトとで構成して、その間を電気絶縁部材を介して電気的にアイソレーションした状態で連結する構成としているので、超音波走査部と可撓性コードとの連結部を太径化させたり、またコネクタ部の構成を複雑化させたり、強度を低下させたりすることなく、フレキシブルシャフトを介して患者に電流が流れるのを防止できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す超音波診断装置の全体構成図である。
【図２】超音波プローブと接続アダプタとを示す外観図である。
【図３】超音波プローブの先端部分の断面図である。
【図４】図３のＸ−Ｘ断面図である。
【図５】超音波プローブの基端側の部分の断面図である。
【図６】超音波操作部の断面図である。
【図７】接続アダプタの断面図である。
【図８】フレキシブルシャフトの連結部の構成を示す断面図である。
【図９】超音波操作部に接続アダプタ及び超音波プローブを接続した状態の接続部分の断面図である。
【図１０】フレキシブルシャフトの他の構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  超音波プローブ                  １ａ  超音波走査部
１ｂ  可撓性コード                  １ｃ  コネクタ部
２  超音波操作部                    ５  内視鏡
６  処置具挿通チャンネル            １０  先端キャップ
１３  超音波振動子                  １６  可撓性チューブ
１７  フレキシブルシャフト          １７ａ  先端側フレキシブルシャフト
１７ｂ  基端側フレキシブルシャフト  ２１  硬質パイプ
２２  回転部材                      ２３  回転筒体
２４  絶縁筒                        ２５  電極ピン
２６  シール部材                    ２５  回転伝達ピン
３２  回転軸                        ３６  電動モータ
４０  電極部材                      ４１  内筒
４２  外筒                          ５０  接続アダプタ
５１  ハウジング                    ５２  保持筒
５５  回転筒部材                    ５６  中空回転体
７０，７１  連結リング              ７０ａ，７１ａ  本体部
７０ｂ，７１ｂ  嵌合筒部            ７０ｃ，７１ｃ  連結筒部
７２  透孔                          ７３  絶縁リング
７３ａ  周胴部                      ７３ｂ  スペーサ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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