(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入部の先端に、内部に超音波振動子を設けた超音波走査部が連設され、この超音波走査部には、可撓膜の両端にそれぞれ第１，第２のシール部を設けたバルーンが装着され、このバルーン内に超音波伝達媒体が供給されて、前記可撓膜を膨出させるようにしたものにおいて、
前記超音波走査部には、前記超音波振動子の装着部の基端側に第１の止着部が、また先端側に第２の止着部が設けられ、
前記第１のシール部は前記第１の止着部に装着される一方、前記第２のシール部は前記第２の止着部に対して接離可能に装着するようになし、
前記第２の止着部は、前記超音波走査部の先端側を縮径させることにより段差形状とし、この段差部の先端側を非突出形状の延在部としたものであり、前記第２のシール部は、その自由状態での内径を前記延在部の外径より小さくなし、
前記バルーンの内部圧力が所定の設定圧以下であると、前記第２のシール部は前記第２の止着部に当接してバルーンの内部を密閉し、この設定圧を超えると、前記第２のシール部が第２の止着部から離間して、バルーン内の超音波伝達媒体を排出して設定圧以下となるようにバルーンの内部圧力を調整する構成としたことを特徴とする超音波検査装置。
【請求項２】
前記延在部は、所定の長さを有する概略円柱形状としたことを特徴とする請求項１記載の超音波検査装置。
【請求項３】
前記第２のシール部は前記延在部に面接触するものであり、かつこの第２のシール部から前記可撓膜部の先端部への移行部に向けて連続的に厚みが小さくなる構成としたことを特徴とする請求項２記載の超音波検査装置。
【請求項４】
前記延在部は、先端側に向けて縮径されるテーパー部としたことを特徴とする請求項１記載の超音波検査装置。
【請求項５】
前記延在部は、先端側に向けて突出する凸球形部としたことを特徴とする請求項１記載の超音波検査装置。
【請求項６】
前記第２のシール部はリング状のものからなり、この第２のシール部の自由状態での内径は、前記延在部の最小径部の直径より大きくしたことを特徴とする請求項４または５記載の超音波検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、挿入部の先端に超音波振動子を設けた超音波走査部を連結し、この超音波走査部を超音波伝達媒体が充満されるバルーンによって覆うようにした超音波検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波を体内組織に送信し、超音波が組織の音響インピーダンスの境界面で反射するという特性を利用して体内の組織断層像を得る超音波診断を行う超音波検査装置が用いられる。この超音波検査装置により超音波診断を行う際に、超音波振動子から体腔内壁に至るまでの超音波の送受信経路に空気が介在していると送受信した超音波が著しく減衰するために、超音波伝達媒体を収容するバルーンを内視鏡の挿入部に装着する構成としたものが従来から広く用いられている。
【０００３】
バルーンはラテックス等のように伸縮性の高い可撓膜からなり、このバルーンは筒状に形成した可撓膜を有するものである。このバルーンは挿入部の先端における超音波振動子を設けた超音波走査部を囲繞するように装着され、内部に脱気水等の超音波伝達媒体を供給して膨出させることができる。バルーンを超音波走査部に固定するために、その両端の開口部に弾性リングを連設して設ける。この弾性リングが止着される円環状のバルーン取付溝を超音波走査部を構成するケーシングに設けて、このバルーン取付溝に弾性リングを嵌着させるようにする。
【０００４】
ここで、バルーン内に過剰に超音波伝達媒体が注入されてバルーンの内部圧力が極端に大きくなると、弾性リングがバルーン取付溝から外れることによってバルーンが体腔内に脱落したり、バルーンが破裂してバルーンの一部が体腔内に飛散したりする恐れがあるとして、この問題を解決する超音波内視鏡が特開２００１−１１２７５６号公報に示されている。この超音波内視鏡では、バルーン内に過剰に超音波伝達媒体が注入されてバルーンの内部圧力が所定値より大きくなると、バルーンの先端側の弾性リングがバルーン取付溝から先端方向に脱落し、バルーン内の超音波伝達媒体を排出してバルーンの破裂を防ぐようにしている。また、その際に、バルーンの基端側の弾性リングは基端側のバルーン取付溝に係入したままであり、バルーンが体腔内に脱落することもない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
バルーンが超音波伝達媒体の内部圧力で破裂するか否かはともかくとして、特開２００１−１１２７５６号公報に示されている超音波内視鏡のように、バルーンが異常に膨らまないようにする必要はある。すなわち、バルーンの内部圧力が高過ぎると、バルーンの体腔内壁に対する押し付け力が強過ぎて観察部位が変形してしまったり、狭窄部だと圧迫されて患者が苦痛になったりという問題も生じるので、バルーンの膨らみ度合いを制限するのは有利である。
【０００６】
しかしながら、この従来技術の構成では、バルーンの内部圧力が所定値より大きくなると、バルーンの先端側の弾性リングが先端側バルーン取付溝から脱落してしまうので、バルーン内に超音波伝達媒体を保持できなくなってしまう。よって、続けて超音波検査を行うには、内視鏡の挿入部を体腔外へ一度抜去してバルーンを再装着しなければならなかった。
【０００７】
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、バルーン内に超音波伝達媒体を過剰に供給したとしても、その内部圧力が極端に上昇して、異常に膨らまないように保持することができる超音波検査装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、挿入部の先端に、内部に超音波振動子を設けた超音波走査部が連設され、この超音波走査部には、可撓膜の両端にそれぞれ第１，第２のシール部を設けたバルーンが装着され、このバルーン内に超音波伝達媒体が供給されて、前記可撓膜を膨出させるようにしたものにおいて、前記超音波走査部には、前記超音波振動子の装着部の基端側に第１の止着部が、また先端側に第２の止着部が設けられ、前記第１のシール部は前記第１の止着部に装着される一方、前記第２のシール部は前記第２の止着部に接離可能に装着するようになし、前記第２の止着部は、前記超音波走査部の先端側を縮径させることにより段差形状とし、この段差部の先端側を非突出形状の延在部としたものであり、前記第２のシール部は、その自由状態での内径を前記延在部の外径より小さくなし、前記バルーンの内部圧力が所定の設定圧以下であると、前記第２のシール部は前記第２の止着部に当接してバルーンの内部を密閉し、この設定圧を超えると、前記第２のシール部が第２の止着部から離間して、バルーン内の超音波伝達媒体を排出して設定圧以下となるようにバルーンの内部圧力を調整する構成としたことを特徴とするものである。これにより、バルーンの内部圧力を所定値以下に保ちながら、バルーン内に超音波伝達媒体を収容することができる。
【０００９】
第２の止着部は、超音波走査部の先端側を縮径させることにより段差形状とし、この段差部の先端側を非突出形状の延在部となし、バルーンの第２のシール部はその自由状態での内径が延在部の外径より小さくしている。延在部は、所定の長さを有する概略円柱形状となし、第２のシール部は延在部に面接触するものであり、かつこの第２のシール部から可撓膜部の先端部への移行部に向けて連続的に厚みが小さくなる構成とすることができる。
【００１０】
延在部は、先端側に向けて縮径されるテーパー部とするか、先端側に向けて突出する凸球形部とすることができる。さらに、第２のシール部はリング状のものからなり、この第２のシール部の自由状態での内径は、延在部の最小径部の直径より大きくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。まず、図１に超音波検査装置として、超音波走査部に加えて、内視鏡観察部を一体に組み込んだ超音波内視鏡を示す。ただし、本発明は、超音波内視鏡に限定されるものではなく、要は体腔内に挿入されかつバルーンが装着される超音波検査装置に適用できる。
【００１２】
図１において、１は挿入部を示し、この挿入部は先端側から先端部本体１ａ，アングル部１ｂ及び軟性部１ｃから構成され、その大半の長さは軟性部１ｃとなっている。挿入部１における軟性部１ｃの基端部には本体操作部２が、またこの本体操作部２にはユニバーサルコード３が連設されている。ユニバーサルコード３の他端には、光源装置４，プロセッサ５及び超音波観測装置６に着脱可能に接続されるようになっている。光源装置４からは体腔内を照明するための照明光が伝送されるようになっており、またこの超音波内視鏡は、挿入部の先端に固体撮像素子を設け、この固体撮像素子によって観察対象部の像を電気信号に変換して、プロセッサ５にまで伝送して、このプロセッサ５により信号処理が行われて、モニタ５ａに体腔内の映像が表示される。さらに、ユニバーサルコード３は超音波観測装置６にも着脱可能に接続されるようになっており、この超音波観測装置６は、超音波反射エコー信号を処理する信号処理部６ａと、この信号処理により生成された超音波画像が表示されるモニタ６ｂとを備えている。
【００１３】
次に、図２に挿入部１の先端部分の断面を示す。図中において、１０は照明窓、１１は観察窓であって、照明窓１０には光源装置４からのライトガイド（図示せず）の出射端が臨んで、体腔内に照明光を照射するためのものである。また、観察窓１１には、固体撮像素子（図示せず）が臨み、この固体撮像素子で観察対象部を撮影して電気信号に変換されて、プロセッサ５に伝送されるようになっている。さらに、１２は送気送水ノズルであり、観察窓１１が汚損されると、この送気送水ノズル１２から送水されて、汚損物を除去し、次いで加圧エアを噴出させて、観察窓１１に付着する水滴が除去される。そして、これら照明窓１０及び観察窓１１により内視鏡観察部が構成され、この内視鏡観察部は、先端部本体１ａに設けた平坦部に装着されている。なお、図示のものにあっては、鉗子等の処置具を挿通させる処置具挿通チャンネルは設けられていないが、観察窓１１の先端側の部位に処置具挿通チャンネルにおける処置具導出部を設けるようにすることも可能である。
【００１４】
先端部本体１ａの先端面からは超音波走査部１ｄが突出する状態に設けられている。超音波走査部１ｄは、先端部本体１ａから突出する状態に設けた音響特性に優れた樹脂材等からなるキャップ２０を有し、このキャップ２０は先端部本体１ａから延出した連結部２１に螺合されている。そして、この連結部２１は中空のものであって、その中空部２１ａの内部には中空の回転軸２２が挿通されて、軸受２３により回転自在に支承されている。この回転軸２２の先端には支持台２４が連結されており、この支持台２４には超音波振動子２５が取り付けられている。なお、２６は超音波振動子２５に接続したケーブルである。回転軸２２と連結部２１の内面との間にシール部材２９が介装されており、これによって、キャップ２０における超音波振動子２５を配設した部位は密閉空間となっていて、その内部には流動パラフィン等からなる超音波伝達媒体が封入されている。この超音波走査部１ｄを構成する部位にはバルーン３０が装着されている。
【００１５】
バルーン３０は、ラテックス等のように伸縮性が極めて良好な部材を筒状に形成した可撓膜３１と、その基端部に第１のシール部として断面が円形となったリング状のリングシール部３２を連設し、先端部には第２のシール部として角リング状のフラットシール部３３を連設したものである。このバルーン３０を装着するために連結部２１に第１の止着部として円環状の凹溝３５が形成され、キャップ２０の超音波走査部１ｄより先端側を縮径させることによって第２の止着部を構成する段差部３６および、キャップ２０の段差部３２より先端側には、所定の長さを有する概略円柱状の円柱部３７が形成されている。従って、バルーン３０のリングシール部３２を凹溝３５に嵌合し、フラットシール部３３を円柱部３７に面接触させることにより、超音波振動子２５を内部に有する超音波走査部１ｄを可撓膜３１で覆うようにする。
【００１６】
バルーン３０の内部には脱気水等の超音波伝達媒体が供給されるようになっており、このために連結部２１には供給路４０が穿設されている。この供給路４０は、挿入部１から本体操作部２を経てユニバーサルコード３から超音波伝達媒体の供給源を接続できるようになっている。そして、供給路４０は、連結部２１において、凹溝３５の形成部より先端側に位置する円周状または円弧状の凹部４１の底面に開口している。また、この凹部４１の底面には、排出路４２が開口しており、この排出路４２も供給路４０と同様、挿入部１から本体操作部２を経てユニバーサルコード３にまで延在されている。
【００１７】
従って、バルーン３０に超音波伝達媒体を供給すると、可撓膜３１が膨張して体腔内壁と密着する。この結果、超音波振動子２５から体腔内壁に至る超音波の送受信経路に空気が介在しなくなるので、送受信特性が向上し、鮮明な超音波画像が得られる。
【００１８】
リングシール部３２は自由状態ではその内径が凹溝３５の溝底の直径より十分小さくなっている。よって、リングシール部３２は凹溝３５に強固に保持される。一方、フラットシール部３３は、図３（ａ）に示すように、内面と外面が略平行な角形リングになっており、その厚みが可撓膜３１の部分よりも十分厚くなっている。また、その内径は円柱部３７の外径よりも小さくなっており、従って、フラットシール部３３は円柱部３７を締め付ける方向に力を作用している。ここで、リングシール部３２の凹溝３５への締め付け力はフラットシール部３３の円柱部３７への締め付け力より十分大きくなっている。従って、バルーン３０の圧力が設定値より大きくなると、フラットシール部３３側が開くようになり、リングシール部３２側は凹溝３５に嵌合した状態に保持される。  フラットシール部３３と可撓膜３１との間に移行部４５が形成されている。この移行部４５は、基端部から先端部に向かって連続的に厚みが大きくなっている。なお、リングシール部３２を凹溝３５に嵌合する代わりに、糸巻き等によりバルーン３０の基端部を連結部２１に固定してもよい。
【００１９】
以上のように構成されるバルーン３０は超音波走査部１ｄに装着した状態では、可撓膜３１に張力を作用させて、バルーン３０がキャップ２０に密着するようにしている。これによって、超音波内視鏡を体腔内に挿入する際にバルーン３０の装着部が抵抗にならなくなる。従ってこの状態では、フラットシール部３３が基端側へ引っ張られ、移行部４５が段差部３６に当接する。
【００２０】
以上の構成を有するバルーン３０を装着した超音波内視鏡は、体腔内に挿入する際にはバルーン３０を超音波走査部１ｄを構成するキャップ２０に密着した状態に保持する。そして、挿入部１が体腔内における所定の位置にまで挿入されると、内視鏡観察部を用いて、体腔内壁の検査を行う。その結果、患部等体内組織の状態に関する情報が必要であるとした時には、超音波検査を行う。超音波検査を行うにあたっては、まず、バルーン３０内に超音波伝達媒体を供給して、このバルーン３０の可撓膜３１を膨らませる。
【００２１】
バルーン３０内に超音波伝達媒体を供給すると、このバルーン３０の内部圧力が上昇する。可撓膜３１は伸縮性が大きく、かつ、薄膜であるから、この圧力上昇に伴って、まず可撓膜３１が伸びることになる。内部圧力がさらに上昇すると、可撓膜３１に加えて移行部４５にも圧力が作用して、この移行部４５をキャップ２０から離間させることになる。この時バルーン３０の内部圧力がある設定値以下であれば、図３（ｂ）の実線で示したように、フラットシール部３３はキャップ２０に接していてシール機能が失われず、バルーン３０内に超音波伝達媒体が保持される。そして、バルーン３０内の圧力がある設定圧より大きくなると、図３（ｂ）の仮想線で示したように、移行部４５だけでなく、フラットシール部３３もキャップ２０から離れて、シール機能が失われることになり、バルーン３０内の超音波伝達媒体が外部に流出することになる。なお、可撓膜３１の他端側のシール部であるリングシール部３２はこの圧力状態では凹溝３５内に保持されて、シール機能を発揮する状態に保持される。
【００２２】
以上のようにシール機能が失われずにバルーン３０内に超音波伝達媒体を保持しておける内部圧力の上限がバルーン３０の設定圧であり、バルーン３０内に過剰な量の超音波伝達媒体が供給された場合も、フラットシール部３３側から流出することになるので、バルーン３０内はこの設定圧以下に抑制される。そして、超音波伝達媒体が流出して、バルーン３０内の圧力が低下すると、フラットシール部３３がキャップ２０に密着して、それ以上超音波伝達媒体の流出が防止される。従って、フラットシール部３３の内径や厚みなどから決まる設定圧を所望の値に設定することにより、バルーン３０の膨らみ度合いを制御することができる。その結果、バルーン３０が異常に膨張して挿入部から脱落したり、破損したりすることはない。
【００２３】
また、前述したバルーン３０の設定圧は、体腔内壁への押し付け度合いの調整機能も発揮する。即ち、図３（ｃ）に示したように、バルーン３０が膨らんで、体腔内壁４６に当接すると、バルーン３０の内部圧力が上昇して前後のシール部に作用する結果、移行部４５を押し広げ、さらにはフラットシール部３３をキャップ２０から離間させる方向に作用し、この部位のシール機能が失われるようになり、体腔内壁４６を異常に圧迫したりするのを防ぎ、バルーン３０の内部圧力を所定値以下に保ちながら、バルーン３０内に超音波伝達媒体を収容することができる。もちろん、この場合も、超音波伝達媒体への流出により、バルーン３０の内部圧力が低下すると、フラットシール部３３によるシール機能が回復する。
【００２４】
次に、図４及び図５に本発明の第２の実施の形態を示す。この実施の形態においては、連結部２１に円環状の凹溝３５が形成され、キャップ６０の超音波走査部より先端側を縮径させることにより段差部６１が形成されている。そして、キャップ６０の段差部６１より先端側には、先端側に向けて縮径されるテーパー部６２が形成されている。そして、超音波走査部に装着されるバルーン６５は、筒状に形成した可撓膜６６の基端に第１のシール部として断面が円形の固定側リングシール部６８を連設し、先端には第２のシール部として断面が円形の感圧開閉側リングシール部６７を連設することにより構成されている。従って、バルーン６５の固定側リングシール部６８を凹溝３５に嵌合し、感圧開閉側リングシール部６７をテーパー部６２に当接させることにより、超音波振動子２５を内部に有する超音波走査部を可撓膜６６で覆うようにする。ただし、バルーン６５を装着した状態では、可撓膜６６に張力を作用させているため、感圧開閉側リングシール部６７は基端側へ引っ張られて段差部６１に当接している。
【００２５】
ここで、固定側リングシール部６８は自由状態ではその内径が凹溝３５の溝底の直径より十分小さくなっている。よって、固定側リングシール部６８は凹溝３５に強固に保持されるので、超音波伝達媒体の過剰供給等によりバルーン６５の内部圧力が高くなっても、バルーン６５が体腔内に脱落することもなく、固定側リングシール部６８と凹溝３５の隙間から超音波伝達媒体が排出することもない。
【００２６】
一方、感圧開閉側リングシール部６７は、図５に示すように、感圧開閉側リングシール部６７の自由状態での内径をＡとし、テーパー部６２の先端部の直径をＢとし、テーパー部６２の基端部の直径をＣとし、段差部６１より基端側のキャップ６０の直径をＤとすると、
Ｄ＞Ｃ＞Ａ＞Ｂ
という関係になっている。そして、バルーン６５の装着状態では、固定側リングシール部６８の方が感圧開閉側リングシール部６７より締め付け力が強くなっている。
【００２７】
ここで、バルーン６５の内部圧力が所定値以下であれば、感圧開閉側リングシール部６７は段差部６１とテーパー部６２に当接していて、その隙間から超音波伝達媒体が排出することなく、バルーン６５内に超音波伝達媒体を収容することができる。
【００２８】
ところが、超音波伝達媒体の過剰供給や体腔内壁による圧迫などで、バルーン６５の内部圧力が所定値より大きくなると、バルーン６５の膨張とともに感圧開閉側リングシール部６７は先端側に押し出される。そして、感圧開閉側リングシール部６７が、その自由状態での内径Ａより小さな直径を有するテーパー部６２の領域まで押し出されると、感圧開閉側リングシール部６７とテーパー部６２との間に隙間ができて、バルーン６５内の超音波伝達媒体が排出する。この排出によりバルーン６５の内部圧力が下がって所定値以下になると、感圧開閉側リングシール部６７は基端側に引き戻され、感圧開閉側リングシール部６７とテーパー部６２の隙間が閉じて、超音波伝達媒体の排出も止まり、シール機能が回復する。ここで、感圧開閉側リングシール部６７がテーパー部６２から完全に脱落したとしても、自由状態での内径Ａよりもテーパー部６２の先端部の直径Ｂの方が小さいので、感圧開閉側リングシール部６７は再度テーパー部６２に嵌合することになる。よって、感圧開閉側リングシール部６７とテーパー部６２が上記のような内部圧力調整弁の役目を果たすので、バルーンの内部圧力を所定値以下に保ちながら、バルーン内に超音波伝達媒体を収容することができる。
【００２９】
次に、図６に本発明の第３の実施の形態を示す。この実施の形態においては、連結部２１に円環状の凹溝３５が形成され、キャップ７０の超音波走査部より先端側を縮径させることにより段差部７１が形成されている。そして、キャップ７０の段差部７１より先端側には、先端側に向けて突出する凸球形部７２が形成されている。そして、超音波走査部に装着されるバルーン７５は、筒状に形成した可撓膜７６の基端に第１のシール部として断面が円形の固定側リングシール部７８を連設し、先端には第２のシール部として感圧開閉側リングシール部７７を連設することにより構成されている。従って、バルーン７５の固定側リングシール部７８を凹溝３５に嵌合し、感圧開閉側リングシール部７７を凸球形部７２に当接させることにより、超音波振動子２５を内部に有する超音波走査部を可撓膜７６で覆うようにする。ただし、バルーン７５を装着した状態では、可撓膜７６に張力を作用させているため、感圧開閉側リングシール部７７は基端側へ引っ張られて段差部７１に当接する。
【００３０】
この構成により、感圧開閉側リングシール部７７と凸球形部７２が第２の実施の形態と同様な内部圧力調整弁の役目を果たすので、バルーンの内部圧力を所定値以下に保ちながら、バルーン内に超音波伝達媒体を収容することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、バルーン内に超音波伝達媒体を過剰に供給したとしても、その内部圧力が極端に上昇して、異常に膨らまないように保持され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内視鏡の構成説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す挿入部先端の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示すバルーン先端の構成説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す挿入部先端の構成説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の挿入部先端の各部位の寸法関係を示す構成説明図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す挿入部先端の構成説明図である。
【符号の説明】
１  挿入部
１ａ  先端部本体
１ｄ  超音波走査部
２０  キャップ
２５  超音波振動子
３０，６５，７５  バルーン
３１，６６，７６  可撓膜
３２  リングシール部
３３  フラットシール部
３５  凹溝
３６，６１，７１  段差部
３７  円柱部
６２  テーパー部
６７，７７  感圧開閉側リングシール部
６８，７８  固定側リングシール部
７２  半球部
【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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