(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性コードの先端に、内部に超音波振動子を装着した先端部を連結し、前記可撓性コード部内に同軸ケーブルを挿通させて設けて、前記超音波振動子には一対の電極を形成し、これら各電極に前記同軸ケーブルを接続する構成とした超音波プローブにおいて、
前記同軸ケーブルは、芯線と、この芯線を挿通させた内側絶縁チューブと、多数の導電体細線をこの内側絶縁チューブのほぼ全周を覆うように配置したシールド線と、このシールド線を覆う外側絶縁チューブとで構成され、
前記シールド線を構成する前記各導電体細線のうち、一部の導電体細線の先端部を他の導電体細線の先端部より短くして、長く突出した導電体細線は１本化されてハンダ付けにより前記電極に接続される電極接続細線とし、また短い導電体細線は前記電極には接続されない非接続細線となし、
前記内側絶縁チューブの周囲を第１の領域と第２の領域との２つの領域に分けて、前記第１の領域には前記非接続細線のみを配置し、前記電極接続細線は前記第２の領域にのみ配置する
構成としたことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
前記非接続細線の先端は前記外側絶縁チューブの概略先端部に位置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】
前記第２の領域内には、前記電極接続細線と前記非接続細線とが混在するように配置する構成としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記第２の領域内では、前記電極接続細線と前記非接続細線とを１乃至複数本ずつ交互に位置させる構成としたことを特徴とする請求項３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】
本発明は被検者の体腔内等に挿入し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、特に超音波振動子への同軸ケーブルの接続部の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、内視鏡等のガイド手段を介して患者の体内に挿入される超音波プローブとしては、図６に示した構成のものが従来から広く用いられている。図中において、１は内視鏡、１０は超音波プローブである。内視鏡１は、本体操作部２に体腔内への挿入部３が連設されており、この挿入部３は、本体操作部２への連結側から大半の長さ部分が挿入経路に沿って任意の方向に曲がる軟性部３ａであり、軟性部３ａの先端にはアングル部３ｂが、アングル部３ｂの先端には先端硬質部３ｃが順次連設されている。内視鏡１の観察機構である照明部及び観察部は、先端硬質部３ｃの先端面（または先端側面）に設けられている。
【０００３】
先端硬質部３ｃには、内視鏡としての観察機構に加えて、鉗子その他の処置具を導出させるための処置具導出部４が設けられている。そして、本体操作部２には処置具導入部５が設けられており、この処置具導入部５から処置具導出部４までの処置具の通路が処置具挿通チャンネル６である。従って、超音波プローブ１０は、この処置具挿通チャンネル６を介して超音波検査が行われる体腔内に挿入される。超音波プローブ１０の基端部にはコネクタ１１が設けられており、このコネクタ１１は超音波観測装置１２に接続される操作ユニット１３に着脱可能に接続される。
【０００４】
図７に超音波プローブ１０の先端部分の断面を示す。超音波プローブ１０は、前述したコネクタ１１から先端側に向けてはほぼ均一な軟性構造の可撓性コード１４となっており、この可撓性コード１４の先端部に超音波走査部１５が連設されている。可撓性コード１４は、スリーブ１６と、このスリーブ１６内に挿通させた密着コイル等からなるフレキシブルシャフト１７とから構成され、フレキシブルシャフト１７の内部には同軸ケーブル１８が挿通されている。一方、超音波走査部１５は、音響特性に優れた先端キャップ１９を有し、この先端キャップ１９の内部には、回転支持台２０上に載置した超音波振動子２１が設けられている。先端キャップ１９は可撓性コード１４のスリーブ１６に、また回転支持台２０にはフレキシブルシャフト１７がそれぞれ連結される。なお、図示した超音波プローブ１０は回転方向に超音波走査を行うものであり、直線方向に超音波走査を行う場合には、フレキシブルシャフトは必ずしも必要としない。
【０００５】
同軸ケーブル１８は、図８乃至図１１に示したように、芯線２２とシールド線２３とからなり、芯線２２とシールド線２３との間、及びシールド線２３の外側には、それぞれ内側、外側の絶縁チューブ２４，２５が設けられている。同軸ケーブル１８は、その芯線２２を内側絶縁チューブ２４から所定の長さ導出されて、超音波振動子２１の一面側に形成した電極２１ａに電気的に接続される。一方、シールド線２３は、外側絶縁チューブ２５から所定の長さ導出されて、超音波振動子２１の他側面の電極２１ｂに電気的に接続される。同軸ケーブル１８における芯線２２は微弱な超音波受信信号を伝送する信号線であり、電磁ノイズに対するシールド機能を向上させるために、シールド線２３を構成する導電体細線２３ａは内側絶縁チューブ２４の周囲に密に配置している。しかも、同軸ケーブル１８全体を曲げ方向における可撓性を高めるために、シールド線２３を構成する各導電体細線２３ａは、図１１に示したように、所定のピッチ間隔Ｐをもって螺旋状に巻回されている。このピッチ間隔Ｐを調整することによって、同軸ケーブル１８における曲げ方向の可撓性の度合いを変化させることができる。
【０００６】
同軸ケーブル１８を超音波振動子２１に接続するために、芯線２２を内側絶縁チューブ２４の先端から所定長さ突出させ、またシールド線２３を外側絶縁チューブ２５の先端からある長さ分だけ導出させるが、内側絶縁チューブ２４の先端を外側絶縁チューブ２５より前方に位置させる。芯線２２はハンダ付け手段により電極２１ａに電気的に接続した状態で固着し、またシールド線２３は、それを構成する全ての導電体細線２３ａを１本に束ねるようにして、電極２１ｂにハンダ付けされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
同軸ケーブル１８において、シールド線２３は芯線２２の全周を囲繞するように設けた多数の導電体細線２３ａから構成されているので、これら全ての導電体細線２３ａを１本に纏めるに当って、一部の導電体細線２３ａは内側絶縁チューブ２４の周囲を大きく回り込ませなければならない。導電体細線２３ａを無理なく回り込ませるために、内側絶縁チューブ２４の露出部分は軸線方向にかなりの長さが必要となる。この露出部分では、芯線２２がシールド線２３により完全には囲繞されないことから、この部位では芯線２２に対するシールド機能が低下することになり、ノイズが生じる可能性が高くなる。
【０００８】
束ねられた導電体細線２３ａを超音波振動子２１の電極２１ｂに接続するためにハンダ付け手段が用いられる。このハンダ付け時に、溶融したハンダが毛細管現象等により導電体細線２３ａの接合部分を伝って外側絶縁チューブ２５の内部にまで浸透して、ハンダが付着した部位が硬質化することになる。図８に示したように、同軸ケーブル１８の先端側のハンダによる硬質化部分Ｈが可撓性コード１４の内部にまで至ると、超音波プローブ１０の先端部分における硬質部が長くなってしまう。その結果、内視鏡１における処置具挿通チャンネル６内への挿入操作性が悪くなる。特に、挿入部３におけるアングル部３ｂを湾曲させた状態で、超音波プローブ１０を挿入しようとしたときに、この超音波プローブ１０の先端の硬質部分が通過するのが困難になるだけでなく、無理に曲げられて、同軸ケーブル１８の超音波振動子２１への接続部に断線が生じたり、また電極２１ｂからの剥離が生じる等のおそれがある。
【０００９】
さらに、束ねられた多数の導電体細線２３ａは超音波振動子２１における電極２１ｂに接合した状態で、この電極２１ｂから大きく突出することになり、またこれとは反対側の面に芯線２２がハンダ付けされることから、この部位の縦断面が大きくなり、先端キャップ１９の外径寸法が太くならざるを得ない。超音波プローブ１０において、一部でも太径化した部分があると、処置具挿通チャンネル等のガイド手段を介して（または単独で）体腔内に挿入する際における挿入操作性が悪くなるという問題点も生じる。
【００１０】
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、同軸ケーブルのシールド線を超音波振動子の電極に円滑に接続でき、かつこの接続部の構成をコンパクトなものとなし、さらにハンダ付けに起因する硬質化部分の長さを短縮することにある。
【００１１】
【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、可撓性コードの先端に、内部に超音波振動子を装着した先端部を連結し、前記可撓性コード部内に同軸ケーブルを挿通させて設けて、前記超音波振動子には一対の電極を形成し、これら各電極に前記同軸ケーブルを接続する構成とした超音波プローブであって、前記同軸ケーブルは、芯線と、この芯線を挿通させた内側絶縁チューブと、多数の導電体細線をこの内側絶縁チューブのほぼ全周を覆うように配置したシールド線と、このシールド線を覆う外側絶縁チューブとで構成され、前記シールド線を構成する前記各導電体細線のうち、一部の導電体細線の先端部を他の導電体細線の先端部より短くして、長く突出した導電体細線は１本化されてハンダ付けにより前記電極に接続される電極接続細線とし、また短い導電体細線は前記電極には接続されない非接続細線となし、前記内側絶縁チューブの周囲を第１の領域と第２の領域との２つの領域に分けて、前記第１の領域には前記非接続細線のみを配置し、前記電極接続細線は前記第２の領域にのみ配置する構成としたことをその特徴とするものである。
【００１２】
シールド線の機能としては、超音波振動子における他方側の電極に接続される配線という機能に加えて、超音波受信信号の伝送ラインである芯線をシールドする機能を発揮するものである。シールド線を多数の導電体細線で構成して、芯線を挿通させた内側絶縁チューブの全周にわたって密に設けるのは、芯線に対するシールド機能を十分に発揮させるためである。シールド線は超音波振動子の電極に接続されるが、このシールド線を構成する全ての導電体細線を必要とするものではなく、最低限１本の導電体細線が電極に接続されておれば良い。ただし、シールド線の電極への接続強度等を考慮して、複数本の導電体細線を接続する。つまり、シールド線を構成する全ての導電体細線を超音波振動子に接続するのではなく、限定された本数の導電体細線を超音波振動子に接続する。そして、接続しない導電体細線の長さを短くする。超音波振動子の電極に接続されるのは電極接続細線であり、この電極には接続しない導電体細線は非接続細線である。
【００１３】
電極接続細線の外側絶縁チューブの先端から超音波振動子の電極に接続できる長さだけ突出させる。これに対して、非接続細線はシールド機能を発揮させるために、少なくとも外側絶縁チューブ内には位置させるが、外側絶縁チューブの先端から突出させることは必ずしも必要ではない。従って、非接続細線を外側絶縁チューブの先端位置に止めるのが望ましい。即ち、シールド線を構成する導電体細線に長短の差を持たせ、短い導電体細線である非接続細線は外側絶縁チューブから突出させないようにする。
【００１４】
従って、シールド線は、内側絶縁チューブの外周面において、非接続細線のみが占有し、つまり電極接続細線を含まない第１の領域と、電極接続細線が含まれる第２の領域とに分かれる。第２の領域には、電極接続細線だけを配置することもできるが、非接続細線を混在させることもできる。この場合、第２の領域には、ある規則性を持って電極接続細線と非接続細線とが交互に配置されるようになし、特にハンダの流入防止という観点からは、第２の領域内で、電極接続細線と非接続細線とが交互に配置されるようにするのが最も望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態においては、従来技術で説明したと同様、内視鏡の処置具挿通チャンネル内に挿入されるタイプの超音波プローブとして構成したものについて説明するが、本発明の超音波プローブはこのタイプのものに限定されないことは言うまでもない。
【００１６】
まず、図１において、３０は同軸ケーブルであって、この同軸ケーブル３０は芯線３１とシールド線３２とから構成され、芯線３１は内側絶縁チューブ３３内に挿通されており、シールド線３２は内側絶縁チューブ３３の外周面の全周を覆うように設けられ、さらにシールド線３２は外側絶縁チューブ３４で被覆されている。この同軸ケーブル３０の芯線３１は超音波振動子３５の一側に設けた電極３５ａにハンダ付け手段で固着され、またシールド線３２は他方側の電極３５ｂにハンダ付けされている。以上の点は従来技術のものと格別の差異はない。
【００１７】
シールド線３２は多数の導電体細線３６から構成されるが、図２から明らかなように、導電体細線３６は、その先端部の長さが異なっており、長い導電体細線は超音波振動子３５の電極３５ｂにハンダ付けされる電極接続細線３６ａであり、短い導電体細線は外側絶縁チューブ３４の端部位置乃至それより僅かに導出した位置までの長さしか有しておらず、これら短い導電体細線は電極３５ｂには接続されない非接続細線３６ｂである。ここで、電極接続細線３６ａと非接続細線３６ｂとからなる導電体細線３６は外側絶縁チューブ３４により覆われた部位では相互に密着しており、従って外側絶縁チューブ３４により覆われている部位は、全ての導電体細線３６が実質的に全ての電気的に導通しており、芯線３１に対するシールド機能が遺憾なく発揮される。
【００１８】
而して、図１のＸ−Ｘ位置での断面である図３に、多数の導電体細線３６のうち、斜線を入れたのが電極接続細線３６ａ、斜線が入っていないのは非接続細線３６ｂをそれぞれ表している。この図から明らかなように、電極接続細線３６ａは全周にわたっては配置されておらず、図中における第１の領域Ｚ１には非接続細線３６ｂのみが位置しており、電極接続細線３６ａは第２の領域Ｚ２にのみ配置されている。しかも、この第２の領域Ｚ２には、電極接続細線３６ａのみが位置しているのではなく、非接続細線３６ｂが混在している。
【００１９】
電極接続細線３６ａは束ねられて、超音波振動子３５の電極３５ｂにハンダ付けされることから、外側絶縁チューブ３４の先端からの導出部分をできるだけ真直ぐな状態で電極３５ｂに向けて延在させる方が望ましい。このために、電極接続細線３６ａが位置する第２の領域Ｚ２はできるだけ狭い範囲とする。ただし、同軸ケーブル３０を細径化するために、シールド線３２を構成する導電体細線３６の線径は極めて細いものであり、１本の導電体細線３６は脆弱である。従って、ある程度の本数の導電体細線３６を束ねて電極３５ｂに接続するようになし、もって電極接続細線３６ａが断線するのを防止し、かつ超音波振動子３５の電極３５ｂへの連結強度を保つようにしている。以上のことから、同軸ケーブル３０の内側絶縁チューブ３３の外周面における第１の領域Ｚ１と第２の領域Ｚ２との振り分けは、電極接続細線３６ａの本数と、第２の領域Ｚ２に混在させる非接続細線３６ｂの本数とにより決定される。即ち、導電体細線３６の線径とその強度とに基づいて、電極接続細線３６ａを電極３５ｂに安定した接続状態に保持でき、断線や電極３５ｂから剥離しないだけの本数となし、かつこれら電極接続細線３６ａに混在させる非接続細線３６ｂの本数とから第２の領域Ｚ２の範囲が設定されることになり、残りの部位が第１の領域Ｚ１となる。
【００２０】
従って、第２の領域Ｚ２をできるだけ狭い範囲とする。超音波振動子３５における電極３５ｂに複数本からなる電極接続細線３６ａを束ねてハンダ付けされるが、第２の領域Ｚ２の両端に位置するものが最も大きな角度で曲げられる。第２の領域Ｚ２の範囲を狭くすることによって、これら両端に位置する電極接続細線３６ａの外側絶縁チューブ３４からの導出部における曲げ角度を小さくでき、無理なく円滑に電極３５ｂに接続できる。その結果、電極接続細線３６ａの外側絶縁チューブ３４からの導出長さを短縮することができる。ここで、導電体細線３６は芯線３１のシールド機能を発揮するものであるが、完全なシールド機能を発揮するのは外側絶縁チューブ３４に覆われている部位である。このように、外側絶縁チューブ３４の電極接続細線３６ａからの導出長さを短くできるということは、芯線３１の外側絶縁チューブ３４からの導出長さも短くなるから、この芯線３１におけるシールド機能を高めることができる。
【００２１】
また、電極接続細線３６ａの本数を少なくしているので、これら電極接続細線３６ａを束ねて１本化し、所定の広さを有する電極３５ｂに接続するに当って、図５から明らかなように、概略平面的に並べるようにして接合させるか、また重なり合うにしても２乃至数段程度で良くなり、束ねられた電極接続細線３６ａが超音波振動子３５の表面から大きく突出することがなくなる。その結果、超音波振動子３５における同軸ケーブル３０の接続部が太くなることはなく、全体として超音波プローブの外径寸法を短縮することができる。
【００２２】
第２の領域Ｚ２に非接続細線３６ｂを混在させているのは、相隣接する電極接続細線３６ａ，３６ａ間にスペースを確保するためである。電極接続細線３６ａは電極３５ｂにハンダ付けされるものであり、各電極接続細線３６ａが相互に接触していると、溶融状態のハンダが毛細管現象により電極接続細線３６ａを伝って外側絶縁チューブ３４内の方向に向けて流入する。しかしながら、図４に示したように、相隣接する電極接続細線３６ａ，３６ａ間に隙間Ｓがあると、ハンダがこの隙間に収容されることになり、この隙間Ｓがハンダの流動した分を収容する空間としての機能を発揮する。従って、電極接続細線３６ａの電極３５ｂへの接合強度を確保するために、ある程度まで余剰のハンダを供給しても、この余剰のハンダは前述した隙間Ｓ内に保持されて、外側絶縁チューブ３４の内部に侵入することはない。しかも、ハンダ付けされない非接続細線３６ｂが電極接続細線３６ａと当接しているので、電極接続細線３６ａの先端部分がハンダの熱で加熱されても、電極接続細線３６ａの熱が非接続細線３６ｂに奪われ、前述した隙間Ｓの内部に入り込んだハンダが冷却されて、迅速に固化することから、ハンダの流れがより確実にブロックされる。その結果、同軸ケーブル３０において、硬質化した先端部分の長さが短くなり、超音波プローブの全体における先端側の硬質部分の長さが短縮されて、体腔内への挿入操作性が向上し、またシールド線３２の電極３５ｂへの接続強度を高めることができる。
【００２３】
以上のように、第２の領域Ｚ２内に非接続細線３６ｂを配置するのは、ハンダの流れをブロックするためのものであり、従って非接続細線３６ｂの配置間隔に規則性を持たせるようにする。特に、図４から明らかなように、この第２の領域Ｚ２では、電極接続細線３６ａと非接続細線３６ｂとを交互に１本ずつ配置するのが最も望ましい。
【００２４】
なお、ハンダが外側絶縁チューブ３４内に流れ込むことがなければ、または同軸ケーブル３０の先端部分が多少硬質化しても差し支えなければ、第２の領域内に非接続細線を混在させる必要はない。従って、図５に示したように、同軸ケーブル３０における内側絶縁チューブ３３の外周に形成され、電極接続細線３６ａが配置される第２の領域Ｚ２には、非接続細線３６ｂを混在させないようにすることができる。このように構成すると、第２の領域Ｚ２の幅をさらに狭くすることができ、この第２の領域Ｚ２の両端に位置する電極接続細線３６ａをほぼ真直ぐに超音波振動子３５の電極３５ｂに向けて延在させることができるので、外側絶縁チューブ３４の先端部をさらに超音波振動子３５に近接させるようにすることができる。しかも、シールド線３２の電極３５ｂへの接続時にハンダが基端側に流れるにしても、狭い第２の領域Ｚ２だけであり、全周にわたってハンダが流れ込むことがない。従って、外側絶縁チューブ３４で覆われた部分が完全に硬質化するようなことはない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、同軸ケーブルのシールド線を超音波振動子の電極に対して円滑に接続でき、かつこの接続部の構成をコンパクトなものとなし、さらにハンダ付けに起因する硬質化部分の長さを短縮できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の一形態を示す超音波プローブの同軸ケーブルと超音波振動子との接続部の構成説明図である。
【図２】同軸ケーブルの先端部分の外観図である。
【図３】図１のＸ−Ｘ位置での断面図である。
【図４】図１の底面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す図４と同様の図である。
【図６】内視鏡と共に示す超音波プローブの全体構成図である。
【図７】従来技術による超音波プローブの先端部分の断面図である。
【図８】従来技術による超音波振動子と同軸ケーブルとの接続構造を示す構成説明図である。
【図９】同軸ケーブルの縦断面図である。
【図１０】図８のＹ−Ｙ断面図である。
【図１１】シールド線を構成する導電体細線の内側絶縁チューブへの巻回状態を示す説明図である。
【符号の説明】
３０  同軸ケーブル    ３１  芯線
３２  シールド線    ３３  内側絶縁チューブ
３４  外側絶縁チューブ    ３５  超音波振動子
３５ａ，３５ｂ  電極    ３６  導電体細線
３６ａ  電極接続細線    ３６ｂ  非接続細線
Ｚ１  第１の領域    Ｚ２  第２の領域
【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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【図１１】
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