JP4069003B2 - 超音波プローブ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、超音波プローブ、詳しくは被検体に対して超音波を送受することによって得られる超音波信号に基づいて超音波断層像を生成する超音波診断装置において使用される体腔内挿入型の超音波プローブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、病気の診断等を行なうことを目的として、超音波振動子等を用いて生体内の被検部位についての二次元的な可視像の超音波断層画像を生成する超音波診断装置についての提案が種々なされている。
【０００３】
この超音波診断装置は、超音波振動子から生体組織内に向けて超音波パルスを繰り返し送信して、当該生体組織によって反射される超音波パルスのエコーを同一あるいは別体に設けた超音波振動子により受信し得るように構成されている。この超音波パルスを送受信する方向を所定ピッチで徐々に移動させることにより、生体内における被検部位について、複数の方向からのエコー情報を収集し得るようになっている。そして、このエコー情報に基づいて二次元的な（可視像の）超音波断層画像を生成し、これを所定の表示装置を用いて表示し得るように構成されている。
【０００４】
このような超音波診断装置としては、例えば体外式超音波プローブによるものが一般である。このほかにも、例えば細径の超音波プローブを内視鏡の処置具挿通チャンネル等に挿通して当該内視鏡を介して体腔内へ導入し得るように構成した体腔内挿入型の超音波プローブを備えた超音波診断装置についての提案が特開平１０−２３４７３６号公報等によってなされており、また一般に実用化されている。
【０００５】
このような体腔内挿入型の超音波プローブを備えた超音波診断装置では、内視鏡観察下において癌化した粘膜組織やポリープ等の病変部等を含む被検部位の超音波断層画像を得ることができるというものである。
【０００６】
また、近年においては、例えばラジアル操作と同時にリニア操作を行なって被検体の三次元的な超音波断層像を生成する三次元走査用の超音波プローブについては、例えば特開２０００−１５７５４６号公報・特開２００２−２２４１１７号公報等によって種々の提案がなされている。
【０００７】
このような三次元走査用超音波プローブでは、三次元的な超音波断層像を得ることによって被検体内部の腫瘍等の形状を把握したり、その体積を計測することができるというものである。
【０００８】
このような従来の超音波プローブにおいて、超音波振動子を保持するために設けられるハウジングと、このハウジングを進退方向又は回転方向に自在に駆動するためのフレキシブルシャフトとの間の連結部分の構成は、次のようになっているのが普通である。
【０００９】
図８・図９は、従来の超音波プローブの一部を示し、図８は当該従来の超音波プローブにおける先端部近傍のみを拡大して示す断面図である。また、図９は、図８のＧ−Ｇ線に沿う断面を示す要部拡大断面図である。
【００１０】
図８・図９に示すように従来の超音波プローブ１１０において、超音波振動子１２１（図８参照）を保持するハウジング１１１と、これに連結されるフレキシブルシャフト１１２とは、ジョイント部材１１３を介して連結されている。
【００１１】
フレキシブルシャフト１１２は、内シース１１５に挿通されている。この内シース１１５の先端部の内径側には軸受部材１１４が溶着されている。ここで、当該軸受部材１１４の外周面上には所定のねじ加工が施されている。このねじ加工は、軸受部材１１４と内シース１１５との間の溶着力の向上を目的として施されているものである。
【００１２】
また、内シース１１５の先端部であって軸受部材１１４が配設されている部位の外周面側の所定の位置にはＣリング１１６が嵌合されている。そして、このＣリング１１６と軸受部材１１４とは接着剤１３１によって接着され、かつ両者は内シース１１５の先端部において接着されている。このＣリング１１６は、内シース１１５と軸受部材１１４との間の接続強度の向上を目的として配設されているものである。
【００１３】
このように従来の超音波プローブにおける軸受部材１１４は、ハウジング１１１とジョイント部材１１３とに挟持されるように配設されている。そして、この軸受部材１１４によってハウジング１１１はジョイント部材１１３を回転自在に保持している。
【００１４】
なお、ハウジング１１１とジョイント部材１１３との間の接続部位は接着剤１３０によって接着固定されている。
【００１５】
以上のように構成される構成体と超音波媒体（図示せず）とを外シース（図示せず）に収納することで体腔内挿入型の超音波プローブにおける挿入部の先端部が構成されている。
【００１６】
【特許文献１】
特開平１０−２３４７３６号公報
【００１７】
【特許文献２】
特開２０００−１５７５４６号公報
【００１８】
【特許文献３】
特開２００２−２２４１１７号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の図８・図９で示されるような構成の従来の超音波プローブにおいては、ハウジング１１１・ジョイント部材１１３・軸受部材１１４・内シース１１５・Ｃリング１１６及び外シース（図示せず）の各部材の厚さ寸法と、各構成部材間に必要となる隙間寸法（クリアランス）、フレキシブルシャフト１１２の内部に連通される各種の信号ケーブル等によって、その軸受機構部１１０ａの外径寸法が制約されてしまうことになる。したがって、このような構成からなる従来の手段では、超音波プローブのさらなる細径化を実現するには困難であるという問題点がある。
【００２０】
つまり、上述の図８・図９に示される構成においては、ハウジング１１１とフレキシブルシャフト１１２及び内シース１１５との接続部位に設けられる軸受機構部１１０ａにおける径方向の細径化には限界があることから、さらなる細径化を行なうには困難である。
【００２１】
また、さらに上述の図８・図９で例示する従来のものでは、その軸受機構部１１０ａの構造が複雑になってしまうことから、部品点数及び製造工程が多くなり、これによりその製造コストの負担が大きいという問題点もある。
【００２２】
本発明は、上述した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、ハウジングとフレキシブルシャフトとを含む回転部分及びシースを回転自在に接続する軸受機構を備えた体腔内挿入型の超音波プローブにおいて、軸受機構の構造を単純化することによって超音波プローブの細径化を実現すると共に、製造コストの削減に寄与し得る超音波プローブを提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明による超音波プローブは、超音波振動子と、この超音波振動子を保持するハウジングと、このハウジングに回転運動を伝達するフレキシブルシャフトと、このフレキシブルシャフトの外面を覆うシースと、上記ハウジング及び上記フレキシブルシャフトを含む回転部分と上記シースを回転自在に接続する軸受機構とを備えた体腔内挿入型の超音波プローブにおいて、上記軸受機構の内側回転部は上記ハウジングと一体に構成され、上記軸受機構の外側支持部材は中空の金属部材によって分割可能に構成されていることを特徴とする。
【００２４】
また、第２の発明は、上記第１の発明の超音波プローブにおいて、上記軸受機構の上記外側支持部材と上記シースとは、熱成形によって接合されていることを特徴とする。
【００２５】
そして、第３の発明による超音波プローブは、超音波振動子と、この超音波振動子を保持するハウジングと、このハウジングに回転運動を伝達するフレキシブルシャフトと、このフレキシブルシャフトの外面を覆うシースと、上記ハウジング及び上記フレキシブルシャフトを含む回転部分と上記シースを回転自在に接続する軸受機構とを備えた体腔内挿入型の超音波プローブにおいて、上記軸受機構の軸受部材はコイル部材又はバネ部材からなり、当該コイル部材又はバネ部材と上記シースとが接合することにより構成されていることを特徴とする。
【００２６】
第４の発明は、上記第３の発明の超音波プローブにおいて、上記コイル部材又はバネ部材と上記シースとは、熱成形によって接合されていることを特徴とする。
【００２７】
第５の発明は、上記第３の発明の超音波プローブにおいて、上記コイル部材又はバネ部材と上記シースとは、接着剤によって接合されていることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の超音波プローブの概略構成を示す図である。図２は本実施形態の超音波プローブにおいて、その先端部近傍の構成を拡大して示す要部拡大断面図である。そして図３は当該超音波プローブの先端部近傍をさらに拡大して示す図であって、図２のＡ−Ａ線に沿う要部拡大断面図である。この図３ではハウジングとフレキシブルシャフトとを連結する軸受機構部の詳細構成を示している。なお、図３においては外シースを省略してその内部構成部材のみを示している。
【００２９】
図４・図５は、本実施形態の超音波プローブにおいて、ハウジングとフレキシブルシャフトとを連結する軸受機構部の組み立て手順を示す図である。このうち、図４は軸受部材を取り付ける際の説明図である。図５は軸受部材を取り付けた後の軸受機構部に対して内シースを取り付ける際の説明図である。
【００３０】
本実施形態の超音波プローブ１は、図１に示すように各種の操作部材等が配設される操作部１ａと、この操作部１ａに連設され使用時には体腔内に挿入される部位である挿入部１ｂ等によって構成されている。
【００３１】
挿入部１ｂの全体は外シース１６（図２の点線参照）によって、その外面が覆われている。これによって、その内部構成部材等が水密的に保護されている。
【００３２】
挿入部１ｂの外シース１６の先端部１０の内部には、超音波振動子等の各種の部材（図示せず）を内部に保持するハウジング１１と、このハウジング１１に連設され所定の回転運動を伝達するフレキシブルシャフト１２と、フレキシブルシャフト１２の外面を覆う内シース１５と、ハウジング１１及びフレキシブルシャフト１２を含む回転部分と内シース１５とを回転自在に接続する軸受機構の一部を構成する軸受部材１４等の構成部材が配設されている。
【００３３】
フレキシブルシャフト１２は、挿入部１ｂ（図１参照）の内部を連通して操作部１ａ（同図１参照）の所定の部位に連設されている。このフレキシブルシャフト１２の先端側には、上述したようにハウジング１１が軸受部材１４を介して連設されている。このような構成により、操作部１ａの所定の操作部材を操作すればハウジング１１を進退自在かつ回動自在に操作することができるようになっている。なお、ハウジング１１の内部に配設されるべき超音波振動子等の各種の構成部材のそれぞれについては本実施形態に直接関連しない部分であるので、その図示及び詳細な説明は省略する。
【００３４】
ハウジング１１は、超音波振動子等の各種構成部材（図示せず）が内部に配設されるハウジング部１１ａと、このハウジング部１１ａの一端部に連設され、軸受機構部１０ａ（図２参照）の一部であって内側回転部を構成するジョイント部１３とからなり、このハウジング部１１ａとジョイント部１３との両者は一体的に形成されている。つまり、本実施形態の超音波プローブ１においては、従来別体で配設されていたジョイント部材と同じ役目をするジョイント部１３がハウジング１１と一体に形成されている。
【００３５】
ジョイント部１３は、中空の管状部材によって形成されている。また、フレキシブルシャフト１２も中空であって曲折自在な管状部材によって形成されている。これによって、操作部１ａから延出される各種のケーブル等は挿入部１ｂのフレキシブルシャフト１２を連通してハウジング１１の内部に導かれるようになっている。そして、操作部１ａとハウジング１１の内部に設けられる各種構成部材とが電気的に接続されるようになっている。なお、ハウジング１１において、ハウジング部１１ａとジョイント部１３とは略同軸上に配置されるように形成されている。
【００３６】
一方、ジョイント部１３は、図２に示すようにそのハウジング１１の最後端側となる最後端部位１３ｂと、この最後端部位１３ｂとハウジング部１１ａとの間に位置する軸部１３ａとによって形成されている。そして、軸部１３ａは最後端部位１３ｂよりも小径となるように形成されている。この軸部１３ａには軸受部材１４が配設されるようになっている。
【００３７】
軸受機構の外側支持部材となる軸受部材１４は、金属部材からなり、ハウジング１１の回転軸に沿う面において二分割された構造となるように形成されている（図４参照）。また、軸受部材１４の一方の端部近傍は、その断面が鉤状に形成されている（図２・図３参照）。そして、当該軸受部材１４は、ジョイント部１３の軸部１３ａを挟持するような形態で組み付けられるようになっている。
【００３８】
このように、ハウジング１１のジョイント部１３の所定の位置に軸受部材１４が組み付けられた状態において、その外周面上には内シース１５が配設されている。この状態で軸受部材１４は熱溶着等の手段（熱成形）によって内シース１５とジョイント部１３（の軸部１３ａ）との間の位置に固設されている。
【００３９】
なお、内シース１５は、軸受部材１４を及びジョイント部１３を含む軸受機構部１０ａとフレキシブルシャフト１２とを覆うように配設される。
【００４０】
このように構成される本実施形態の超音波プローブ１において、ハウジング１１とフレキシブルシャフト１２とを連設させ軸受機構部１０ａを組み立てる際の手順について、図２〜図５を用いて以下に簡単に説明する。
【００４１】
まず、ハウジング１１とフレキシブルシャフト１２とを連設させる。つまり、ハウジング１１のジョイント部１３の最後端部位１３ｂに対してフレキシブルシャフト１２を所定の手段を用いて固設する。この固設手段については従来一般的に用いられている手段を用いればよい。
【００４２】
この状態で、軸受部材１４をジョイント部１３の軸部１３ａに対して組み付ける。つまり、図４の矢印Ｄで示すように、一対の軸受部材１４をジョイント部１３の軸部１３ａを挟持するような形態で組み付ける。すると、図５に示す状態になる。
【００４３】
次いで、この図５に示す状態において、内シース１５を同図矢印Ｅで示す方向へ移動させる。この場合において、内シース１５の内径寸法はジョイント部１３の最大外径寸法よりも大きくなるように、かつ軸受部材１４に形成される鉤状部位の最外径寸法と同等か又はそれよりも若干小さくなるように設定されている。したがって、このとき内シース１５はジョイント部１３（軸受部材１４）に対して押し込むように移動させることになる。そうして、ジョイント部１３及び軸受部材１４が内シース１５によって完全に覆われると、図３に示す状態になる。
【００４４】
この図３に示す状態では、軸受部材１４の一方の端部近傍に形成される鉤状部位の作用によって、図５の矢印Ｅ方向（装着方向）への内シース１５の移動は容易である一方、その逆方向、即ち内シース１５の抜去方向への移動が困難になっている。
【００４５】
また、この状態（図３の状態）では、軸受部材１４の内周面とジョイント部１３の軸部１３ａの外周面との間には若干の余裕（即ち隙間又はガタ）が存在している。そこで、この状態において、図３の矢印Ｃで示す部位に対して所定の治具等を用いて加熱する熱溶着処理を行なう。これによって、軸受部材１４と軸部１３ａとの間の組み付け状態がより強固なものとなり、よって軸受部材１４と軸部１３ａとの間で円滑な回転動作を得ることができるようになる。
【００４６】
以上説明したように上記第１の実施形態によれば、超音波プローブ１のハウジング１１において、その一部を構成するハウジング部１１ａのフレキシブルシャフト１２に連設する側にジョイント部１３を一体的に形成すると共に、一対の軸受部材１４によってジョイント部１３の所定の部位（軸部１３ａ）を挟持するような形態で組み付けるように構成したので、超音波プローブ１の先端部１０近傍における構成部品数を削減することができる。したがって、超音波プローブ１の先端部１０のさらなる細径化を容易に実現し得るのと同時に、製造工程を簡略化することができる。また、これにより製造コストの低減化に寄与することができる。
【００４７】
次に、本発明の第２の実施形態の超音波プローブについて、以下に説明する。
【００４８】
図６は本発明の第２の実施形態の超音波プローブにおいて、その先端部近傍の構成を拡大して示す要部拡大断面図である。図７は当該超音波プローブの先端部近傍をさらに拡大して示す図であって、図６のＢ−Ｂ線に沿う要部拡大断面図である。この図６では上述の図３と同様にハウジングとフレキシブルシャフトとを連結する軸受機構部の詳細構成を示している。なお、図６においても図３と同様に外シースを省略してその内部構成部材のみを示している。
【００４９】
本実施形態の超音波プローブの構成は、上述の第１の実施形態の超音波プローブ１と略同様の構成からなるものであって、ハウジングとフレキシブルシャフトとを連結する軸受機構部１０Ａａを構成する構成部材のうち軸受部材１４Ａのみが異なるものである。したがって、上述の第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を附してその詳細な説明は省略し、異なる部位についてのみ以下に説明する。
【００５０】
上述したように本実施形態の超音波プローブの軸受機構部１０Ａａにおいては、コイル状に形成された軸受部材１４Ａが適用されている。このコイル状の軸受部材１４Ａは、例えば金属製の線材を巻回して形成したものとしてもよいし、コイルスプリング等の弾性体等を用いることとしてもよい。
その他の構成は、上述の第１の実施形態と全く同様である。
【００５１】
このように構成される本実施形態の超音波プローブ１において、ハウジング１１とフレキシブルシャフト１２とを連設させ軸受機構部１０Ａａを組み立てる際の手順については次のようになる。
【００５２】
即ち、まず、上述の第１の実施形態と同様にハウジング１１とフレキシブルシャフト１２とを連設させ所定の手段を用いて固設する。
【００５３】
一方、内シース１５の一端部（組み立てたときにハウジング１１に対向する側）から軸受部材１４Ａを挿入する。この場合において、内シース１５の内径寸法は、軸受部材１４Ａの外径寸法と同等か又はそれよりも若干小さくなるように設定されている。したがって、軸受部材１４Ａは内シース１５の一端部に対して押し込むように挿入することになる。そして、当該軸受部材１４Ａは内シース１５の弾性力によって、その内部の所定の位置に所定の力量で保持されることになり抜け落ちることがないようになっている。
【００５４】
なお、軸受部材１４Ａをコイルスプリング等の弾性体で形成した場合には、内シース１５の内部における軸受部材１４Ａは、内シース１５の弾性力に加えて軸受部材１４Ａ自身の弾性力によって、さらに大きな力量で保持されることになる。
【００５５】
この状態で、ハウジング１１のジョイント部１３に対して軸受部材１４Ａを設けた内シース１５を押し込むようにして移動させる。
【００５６】
ここで、内シース１５の内径寸法は、ジョイント部１３の最大外径寸法よりも大きくなるように設定されている点は上述の第１の実施形態と同じである。また、軸受部材１４Ａの内径寸法はジョイント部１３の最後端部位１３ｂの最大外径寸法より若干小さくなるように設定されている。
【００５７】
したがって、軸受部材１４Ａが予め挿入されている状態にある内シース１５がジョイント部１３の最後端部位１３ｂを通過する際には、内シース１５を押し込むようにすることで、当該内シース１５は自身の弾性力によって若干拡がりながら移動することになる。そして、軸受部材１４Ａがジョイント部１３の軸部１３ａに対応する位置に配置されると内シース１５の内径は本来の大きさに復元することになる。この状態において、内シース１５を引き抜く方向に力量が加わっても軸受部材１４Ａがジョイント部１３の最後端部位１３ｂに当接することになる。このことから、ハウジング１１と内シース１５とは容易に離脱することがないようになる。
【００５８】
そして、軸受部材１４Ａがジョイント部１３の軸部１３ａに対応する位置に配置されると、内シース１５はジョイント部１３を完全に覆う状態になる。この状態が図７に示す状態である。
【００５９】
なお、この状態（図７の状態）では、軸受部材１４Ａの内周面とジョイント部１３の軸部１３ａの外周面との間には若干の余裕（即ち隙間又はガタ）が存在している。そこで、この状態において、図７の矢印Ｆで示す部位に対して所定の治具等を用いて加熱する熱溶着処理（熱成形）を行なう。これによって、軸受部材１４Ａと内シース１５との接合が強固なものとなり、よって軸受部材１４Ａと軸部１３ａとの間で円滑な回転動作を得ることができるようになる。
【００６０】
以上説明したように上記第２の実施形態によれば、上述の第１の実施形態と略同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態においては、コイル形状からなる軸受部材１４Ａを適用したことによって、当該軸受部材１４Ａと内シース１５との接続をより簡単な構成でかつ安価に実現することができるのと同時に、超音波プローブの先端部の外径寸法の細径化に寄与することができる。
【００６１】
なお、上述の第２の実施形態では、軸受部材１４Ａと内シース１５とを熱溶着処理を用いて接合するように構成しているが、これとは別の手段、例えば接着剤等を用いて軸受部材１４Ａと内シース１５との間を接合させるように構成してもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ハウジングとフレキシブルシャフトとを含む回転部分及びシースを回転自在に接続する軸受機構を備えた体腔内挿入型の超音波プローブにおいて、軸受機構の構造を単純化することによって超音波プローブの細径化を実現すると共に、製造コストの削減に寄与し得る超音波プローブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の超音波プローブの概略構成を示す図。
【図２】図１の超音波プローブの先端部近傍の構成を拡大して示す要部拡大断面図。
【図３】図１の超音波プローブの先端部近傍をさらに拡大して示す図であって、図２のＡ−Ａ線に沿う要部拡大断面図。
【図４】図１の超音波プローブにおいて、ハウジングとフレキシブルシャフトとを連結する軸受機構部の組み立て手順を示す図であって、軸受部材を取り付ける際の説明図。
【図５】図１の超音波プローブにおいて、ハウジングとフレキシブルシャフトとを連結する軸受機構部の組み立て手順を示す図であって、軸受部材を取り付けた後の軸受機構部に対して内シースを取り付ける際の説明図。
【図６】本発明の第２の実施形態の超音波プローブにおいて、その先端部近傍の構成を拡大して示す要部拡大断面図。
【図７】図６の超音波プローブの先端部近傍をさらに拡大して示す図であって、図６のＢ−Ｂ線に沿う要部拡大断面図。
【図８】従来の超音波プローブにおける先端部近傍のみを拡大して示す断面図。
【図９】図８のＧ−Ｇ線に沿う断面を示す要部拡大断面図。
【符号の説明】
１・１１０……超音波プローブ
１ａ……操作部
１ｂ……挿入部
１０……先端部
１０ａ・１０Ａａ・１１０ａ……軸受機構部
１１・１１１……ハウジング
１１ａ……ハウジング部
１２・１１２……フレキシブルシャフト
１３……ジョイント部材
１３ａ……軸部
１３ｂ……最後端部位
１１３……ジョイント部材
１４・１４Ａ・１１４……軸受部材
１５・１１５……内シース
１６……外シース
１１６……Ｃリング
１３０・１３１……接着剤
【発明の属する技術分野】
この発明は、超音波プローブ、詳しくは被検体に対して超音波を送受することによって得られる超音波信号に基づいて超音波断層像を生成する超音波診断装置において使用される体腔内挿入型の超音波プローブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、病気の診断等を行なうことを目的として、超音波振動子等を用いて生体内の被検部位についての二次元的な可視像の超音波断層画像を生成する超音波診断装置についての提案が種々なされている。
【０００３】
この超音波診断装置は、超音波振動子から生体組織内に向けて超音波パルスを繰り返し送信して、当該生体組織によって反射される超音波パルスのエコーを同一あるいは別体に設けた超音波振動子により受信し得るように構成されている。この超音波パルスを送受信する方向を所定ピッチで徐々に移動させることにより、生体内における被検部位について、複数の方向からのエコー情報を収集し得るようになっている。そして、このエコー情報に基づいて二次元的な（可視像の）超音波断層画像を生成し、これを所定の表示装置を用いて表示し得るように構成されている。
【０００４】
このような超音波診断装置としては、例えば体外式超音波プローブによるものが一般である。このほかにも、例えば細径の超音波プローブを内視鏡の処置具挿通チャンネル等に挿通して当該内視鏡を介して体腔内へ導入し得るように構成した体腔内挿入型の超音波プローブを備えた超音波診断装置についての提案が特開平１０−２３４７３６号公報等によってなされており、また一般に実用化されている。
【０００５】
このような体腔内挿入型の超音波プローブを備えた超音波診断装置では、内視鏡観察下において癌化した粘膜組織やポリープ等の病変部等を含む被検部位の超音波断層画像を得ることができるというものである。
【０００６】
また、近年においては、例えばラジアル操作と同時にリニア操作を行なって被検体の三次元的な超音波断層像を生成する三次元走査用の超音波プローブについては、例えば特開２０００−１５７５４６号公報・特開２００２−２２４１１７号公報等によって種々の提案がなされている。
【０００７】
このような三次元走査用超音波プローブでは、三次元的な超音波断層像を得ることによって被検体内部の腫瘍等の形状を把握したり、その体積を計測することができるというものである。
【０００８】
このような従来の超音波プローブにおいて、超音波振動子を保持するために設けられるハウジングと、このハウジングを進退方向又は回転方向に自在に駆動するためのフレキシブルシャフトとの間の連結部分の構成は、次のようになっているのが普通である。
【０００９】
図８・図９は、従来の超音波プローブの一部を示し、図８は当該従来の超音波プローブにおける先端部近傍のみを拡大して示す断面図である。また、図９は、図８のＧ−Ｇ線に沿う断面を示す要部拡大断面図である。
【００１０】
図８・図９に示すように従来の超音波プローブ１１０において、超音波振動子１２１（図８参照）を保持するハウジング１１１と、これに連結されるフレキシブルシャフト１１２とは、ジョイント部材１１３を介して連結されている。
【００１１】
フレキシブルシャフト１１２は、内シース１１５に挿通されている。この内シース１１５の先端部の内径側には軸受部材１１４が溶着されている。ここで、当該軸受部材１１４の外周面上には所定のねじ加工が施されている。このねじ加工は、軸受部材１１４と内シース１１５との間の溶着力の向上を目的として施されているものである。
【００１２】
また、内シース１１５の先端部であって軸受部材１１４が配設されている部位の外周面側の所定の位置にはＣリング１１６が嵌合されている。そして、このＣリング１１６と軸受部材１１４とは接着剤１３１によって接着され、かつ両者は内シース１１５の先端部において接着されている。このＣリング１１６は、内シース１１５と軸受部材１１４との間の接続強度の向上を目的として配設されているものである。
【００１３】
このように従来の超音波プローブにおける軸受部材１１４は、ハウジング１１１とジョイント部材１１３とに挟持されるように配設されている。そして、この軸受部材１１４によってハウジング１１１はジョイント部材１１３を回転自在に保持している。
【００１４】
なお、ハウジング１１１とジョイント部材１１３との間の接続部位は接着剤１３０によって接着固定されている。
【００１５】
以上のように構成される構成体と超音波媒体（図示せず）とを外シース（図示せず）に収納することで体腔内挿入型の超音波プローブにおける挿入部の先端部が構成されている。
【００１６】
【特許文献１】
特開平１０−２３４７３６号公報
【００１７】
【特許文献２】
特開２０００−１５７５４６号公報
【００１８】
【特許文献３】
特開２００２−２２４１１７号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の図８・図９で示されるような構成の従来の超音波プローブにおいては、ハウジング１１１・ジョイント部材１１３・軸受部材１１４・内シース１１５・Ｃリング１１６及び外シース（図示せず）の各部材の厚さ寸法と、各構成部材間に必要となる隙間寸法（クリアランス）、フレキシブルシャフト１１２の内部に連通される各種の信号ケーブル等によって、その軸受機構部１１０ａの外径寸法が制約されてしまうことになる。したがって、このような構成からなる従来の手段では、超音波プローブのさらなる細径化を実現するには困難であるという問題点がある。
【００２０】
つまり、上述の図８・図９に示される構成においては、ハウジング１１１とフレキシブルシャフト１１２及び内シース１１５との接続部位に設けられる軸受機構部１１０ａにおける径方向の細径化には限界があることから、さらなる細径化を行なうには困難である。
【００２１】
また、さらに上述の図８・図９で例示する従来のものでは、その軸受機構部１１０ａの構造が複雑になってしまうことから、部品点数及び製造工程が多くなり、これによりその製造コストの負担が大きいという問題点もある。
【００２２】
本発明は、上述した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、ハウジングとフレキシブルシャフトとを含む回転部分及びシースを回転自在に接続する軸受機構を備えた体腔内挿入型の超音波プローブにおいて、軸受機構の構造を単純化することによって超音波プローブの細径化を実現すると共に、製造コストの削減に寄与し得る超音波プローブを提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明による超音波プローブは、超音波振動子と、この超音波振動子を保持するハウジングと、このハウジングに回転運動を伝達するフレキシブルシャフトと、このフレキシブルシャフトの外面を覆うシースと、上記ハウジング及び上記フレキシブルシャフトを含む回転部分と上記シースを回転自在に接続する軸受機構とを備えた体腔内挿入型の超音波プローブにおいて、上記軸受機構の内側回転部は上記ハウジングと一体に構成され、上記軸受機構の外側支持部材は中空の金属部材によって分割可能に構成されていることを特徴とする。
【００２４】
また、第２の発明は、上記第１の発明の超音波プローブにおいて、上記軸受機構の上記外側支持部材と上記シースとは、熱成形によって接合されていることを特徴とする。
【００２５】
そして、第３の発明による超音波プローブは、超音波振動子と、この超音波振動子を保持するハウジングと、このハウジングに回転運動を伝達するフレキシブルシャフトと、このフレキシブルシャフトの外面を覆うシースと、上記ハウジング及び上記フレキシブルシャフトを含む回転部分と上記シースを回転自在に接続する軸受機構とを備えた体腔内挿入型の超音波プローブにおいて、上記軸受機構の軸受部材はコイル部材又はバネ部材からなり、当該コイル部材又はバネ部材と上記シースとが接合することにより構成されていることを特徴とする。
【００２６】
第４の発明は、上記第３の発明の超音波プローブにおいて、上記コイル部材又はバネ部材と上記シースとは、熱成形によって接合されていることを特徴とする。
【００２７】
第５の発明は、上記第３の発明の超音波プローブにおいて、上記コイル部材又はバネ部材と上記シースとは、接着剤によって接合されていることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の超音波プローブの概略構成を示す図である。図２は本実施形態の超音波プローブにおいて、その先端部近傍の構成を拡大して示す要部拡大断面図である。そして図３は当該超音波プローブの先端部近傍をさらに拡大して示す図であって、図２のＡ−Ａ線に沿う要部拡大断面図である。この図３ではハウジングとフレキシブルシャフトとを連結する軸受機構部の詳細構成を示している。なお、図３においては外シースを省略してその内部構成部材のみを示している。
【００２９】
図４・図５は、本実施形態の超音波プローブにおいて、ハウジングとフレキシブルシャフトとを連結する軸受機構部の組み立て手順を示す図である。このうち、図４は軸受部材を取り付ける際の説明図である。図５は軸受部材を取り付けた後の軸受機構部に対して内シースを取り付ける際の説明図である。
【００３０】
本実施形態の超音波プローブ１は、図１に示すように各種の操作部材等が配設される操作部１ａと、この操作部１ａに連設され使用時には体腔内に挿入される部位である挿入部１ｂ等によって構成されている。
【００３１】
挿入部１ｂの全体は外シース１６（図２の点線参照）によって、その外面が覆われている。これによって、その内部構成部材等が水密的に保護されている。
【００３２】
挿入部１ｂの外シース１６の先端部１０の内部には、超音波振動子等の各種の部材（図示せず）を内部に保持するハウジング１１と、このハウジング１１に連設され所定の回転運動を伝達するフレキシブルシャフト１２と、フレキシブルシャフト１２の外面を覆う内シース１５と、ハウジング１１及びフレキシブルシャフト１２を含む回転部分と内シース１５とを回転自在に接続する軸受機構の一部を構成する軸受部材１４等の構成部材が配設されている。
【００３３】
フレキシブルシャフト１２は、挿入部１ｂ（図１参照）の内部を連通して操作部１ａ（同図１参照）の所定の部位に連設されている。このフレキシブルシャフト１２の先端側には、上述したようにハウジング１１が軸受部材１４を介して連設されている。このような構成により、操作部１ａの所定の操作部材を操作すればハウジング１１を進退自在かつ回動自在に操作することができるようになっている。なお、ハウジング１１の内部に配設されるべき超音波振動子等の各種の構成部材のそれぞれについては本実施形態に直接関連しない部分であるので、その図示及び詳細な説明は省略する。
【００３４】
ハウジング１１は、超音波振動子等の各種構成部材（図示せず）が内部に配設されるハウジング部１１ａと、このハウジング部１１ａの一端部に連設され、軸受機構部１０ａ（図２参照）の一部であって内側回転部を構成するジョイント部１３とからなり、このハウジング部１１ａとジョイント部１３との両者は一体的に形成されている。つまり、本実施形態の超音波プローブ１においては、従来別体で配設されていたジョイント部材と同じ役目をするジョイント部１３がハウジング１１と一体に形成されている。
【００３５】
ジョイント部１３は、中空の管状部材によって形成されている。また、フレキシブルシャフト１２も中空であって曲折自在な管状部材によって形成されている。これによって、操作部１ａから延出される各種のケーブル等は挿入部１ｂのフレキシブルシャフト１２を連通してハウジング１１の内部に導かれるようになっている。そして、操作部１ａとハウジング１１の内部に設けられる各種構成部材とが電気的に接続されるようになっている。なお、ハウジング１１において、ハウジング部１１ａとジョイント部１３とは略同軸上に配置されるように形成されている。
【００３６】
一方、ジョイント部１３は、図２に示すようにそのハウジング１１の最後端側となる最後端部位１３ｂと、この最後端部位１３ｂとハウジング部１１ａとの間に位置する軸部１３ａとによって形成されている。そして、軸部１３ａは最後端部位１３ｂよりも小径となるように形成されている。この軸部１３ａには軸受部材１４が配設されるようになっている。
【００３７】
軸受機構の外側支持部材となる軸受部材１４は、金属部材からなり、ハウジング１１の回転軸に沿う面において二分割された構造となるように形成されている（図４参照）。また、軸受部材１４の一方の端部近傍は、その断面が鉤状に形成されている（図２・図３参照）。そして、当該軸受部材１４は、ジョイント部１３の軸部１３ａを挟持するような形態で組み付けられるようになっている。
【００３８】
このように、ハウジング１１のジョイント部１３の所定の位置に軸受部材１４が組み付けられた状態において、その外周面上には内シース１５が配設されている。この状態で軸受部材１４は熱溶着等の手段（熱成形）によって内シース１５とジョイント部１３（の軸部１３ａ）との間の位置に固設されている。
【００３９】
なお、内シース１５は、軸受部材１４を及びジョイント部１３を含む軸受機構部１０ａとフレキシブルシャフト１２とを覆うように配設される。
【００４０】
このように構成される本実施形態の超音波プローブ１において、ハウジング１１とフレキシブルシャフト１２とを連設させ軸受機構部１０ａを組み立てる際の手順について、図２〜図５を用いて以下に簡単に説明する。
【００４１】
まず、ハウジング１１とフレキシブルシャフト１２とを連設させる。つまり、ハウジング１１のジョイント部１３の最後端部位１３ｂに対してフレキシブルシャフト１２を所定の手段を用いて固設する。この固設手段については従来一般的に用いられている手段を用いればよい。
【００４２】
この状態で、軸受部材１４をジョイント部１３の軸部１３ａに対して組み付ける。つまり、図４の矢印Ｄで示すように、一対の軸受部材１４をジョイント部１３の軸部１３ａを挟持するような形態で組み付ける。すると、図５に示す状態になる。
【００４３】
次いで、この図５に示す状態において、内シース１５を同図矢印Ｅで示す方向へ移動させる。この場合において、内シース１５の内径寸法はジョイント部１３の最大外径寸法よりも大きくなるように、かつ軸受部材１４に形成される鉤状部位の最外径寸法と同等か又はそれよりも若干小さくなるように設定されている。したがって、このとき内シース１５はジョイント部１３（軸受部材１４）に対して押し込むように移動させることになる。そうして、ジョイント部１３及び軸受部材１４が内シース１５によって完全に覆われると、図３に示す状態になる。
【００４４】
この図３に示す状態では、軸受部材１４の一方の端部近傍に形成される鉤状部位の作用によって、図５の矢印Ｅ方向（装着方向）への内シース１５の移動は容易である一方、その逆方向、即ち内シース１５の抜去方向への移動が困難になっている。
【００４５】
また、この状態（図３の状態）では、軸受部材１４の内周面とジョイント部１３の軸部１３ａの外周面との間には若干の余裕（即ち隙間又はガタ）が存在している。そこで、この状態において、図３の矢印Ｃで示す部位に対して所定の治具等を用いて加熱する熱溶着処理を行なう。これによって、軸受部材１４と軸部１３ａとの間の組み付け状態がより強固なものとなり、よって軸受部材１４と軸部１３ａとの間で円滑な回転動作を得ることができるようになる。
【００４６】
以上説明したように上記第１の実施形態によれば、超音波プローブ１のハウジング１１において、その一部を構成するハウジング部１１ａのフレキシブルシャフト１２に連設する側にジョイント部１３を一体的に形成すると共に、一対の軸受部材１４によってジョイント部１３の所定の部位（軸部１３ａ）を挟持するような形態で組み付けるように構成したので、超音波プローブ１の先端部１０近傍における構成部品数を削減することができる。したがって、超音波プローブ１の先端部１０のさらなる細径化を容易に実現し得るのと同時に、製造工程を簡略化することができる。また、これにより製造コストの低減化に寄与することができる。
【００４７】
次に、本発明の第２の実施形態の超音波プローブについて、以下に説明する。
【００４８】
図６は本発明の第２の実施形態の超音波プローブにおいて、その先端部近傍の構成を拡大して示す要部拡大断面図である。図７は当該超音波プローブの先端部近傍をさらに拡大して示す図であって、図６のＢ−Ｂ線に沿う要部拡大断面図である。この図６では上述の図３と同様にハウジングとフレキシブルシャフトとを連結する軸受機構部の詳細構成を示している。なお、図６においても図３と同様に外シースを省略してその内部構成部材のみを示している。
【００４９】
本実施形態の超音波プローブの構成は、上述の第１の実施形態の超音波プローブ１と略同様の構成からなるものであって、ハウジングとフレキシブルシャフトとを連結する軸受機構部１０Ａａを構成する構成部材のうち軸受部材１４Ａのみが異なるものである。したがって、上述の第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を附してその詳細な説明は省略し、異なる部位についてのみ以下に説明する。
【００５０】
上述したように本実施形態の超音波プローブの軸受機構部１０Ａａにおいては、コイル状に形成された軸受部材１４Ａが適用されている。このコイル状の軸受部材１４Ａは、例えば金属製の線材を巻回して形成したものとしてもよいし、コイルスプリング等の弾性体等を用いることとしてもよい。
その他の構成は、上述の第１の実施形態と全く同様である。
【００５１】
このように構成される本実施形態の超音波プローブ１において、ハウジング１１とフレキシブルシャフト１２とを連設させ軸受機構部１０Ａａを組み立てる際の手順については次のようになる。
【００５２】
即ち、まず、上述の第１の実施形態と同様にハウジング１１とフレキシブルシャフト１２とを連設させ所定の手段を用いて固設する。
【００５３】
一方、内シース１５の一端部（組み立てたときにハウジング１１に対向する側）から軸受部材１４Ａを挿入する。この場合において、内シース１５の内径寸法は、軸受部材１４Ａの外径寸法と同等か又はそれよりも若干小さくなるように設定されている。したがって、軸受部材１４Ａは内シース１５の一端部に対して押し込むように挿入することになる。そして、当該軸受部材１４Ａは内シース１５の弾性力によって、その内部の所定の位置に所定の力量で保持されることになり抜け落ちることがないようになっている。
【００５４】
なお、軸受部材１４Ａをコイルスプリング等の弾性体で形成した場合には、内シース１５の内部における軸受部材１４Ａは、内シース１５の弾性力に加えて軸受部材１４Ａ自身の弾性力によって、さらに大きな力量で保持されることになる。
【００５５】
この状態で、ハウジング１１のジョイント部１３に対して軸受部材１４Ａを設けた内シース１５を押し込むようにして移動させる。
【００５６】
ここで、内シース１５の内径寸法は、ジョイント部１３の最大外径寸法よりも大きくなるように設定されている点は上述の第１の実施形態と同じである。また、軸受部材１４Ａの内径寸法はジョイント部１３の最後端部位１３ｂの最大外径寸法より若干小さくなるように設定されている。
【００５７】
したがって、軸受部材１４Ａが予め挿入されている状態にある内シース１５がジョイント部１３の最後端部位１３ｂを通過する際には、内シース１５を押し込むようにすることで、当該内シース１５は自身の弾性力によって若干拡がりながら移動することになる。そして、軸受部材１４Ａがジョイント部１３の軸部１３ａに対応する位置に配置されると内シース１５の内径は本来の大きさに復元することになる。この状態において、内シース１５を引き抜く方向に力量が加わっても軸受部材１４Ａがジョイント部１３の最後端部位１３ｂに当接することになる。このことから、ハウジング１１と内シース１５とは容易に離脱することがないようになる。
【００５８】
そして、軸受部材１４Ａがジョイント部１３の軸部１３ａに対応する位置に配置されると、内シース１５はジョイント部１３を完全に覆う状態になる。この状態が図７に示す状態である。
【００５９】
なお、この状態（図７の状態）では、軸受部材１４Ａの内周面とジョイント部１３の軸部１３ａの外周面との間には若干の余裕（即ち隙間又はガタ）が存在している。そこで、この状態において、図７の矢印Ｆで示す部位に対して所定の治具等を用いて加熱する熱溶着処理（熱成形）を行なう。これによって、軸受部材１４Ａと内シース１５との接合が強固なものとなり、よって軸受部材１４Ａと軸部１３ａとの間で円滑な回転動作を得ることができるようになる。
【００６０】
以上説明したように上記第２の実施形態によれば、上述の第１の実施形態と略同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態においては、コイル形状からなる軸受部材１４Ａを適用したことによって、当該軸受部材１４Ａと内シース１５との接続をより簡単な構成でかつ安価に実現することができるのと同時に、超音波プローブの先端部の外径寸法の細径化に寄与することができる。
【００６１】
なお、上述の第２の実施形態では、軸受部材１４Ａと内シース１５とを熱溶着処理を用いて接合するように構成しているが、これとは別の手段、例えば接着剤等を用いて軸受部材１４Ａと内シース１５との間を接合させるように構成してもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ハウジングとフレキシブルシャフトとを含む回転部分及びシースを回転自在に接続する軸受機構を備えた体腔内挿入型の超音波プローブにおいて、軸受機構の構造を単純化することによって超音波プローブの細径化を実現すると共に、製造コストの削減に寄与し得る超音波プローブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の超音波プローブの概略構成を示す図。
【図２】図１の超音波プローブの先端部近傍の構成を拡大して示す要部拡大断面図。
【図３】図１の超音波プローブの先端部近傍をさらに拡大して示す図であって、図２のＡ−Ａ線に沿う要部拡大断面図。
【図４】図１の超音波プローブにおいて、ハウジングとフレキシブルシャフトとを連結する軸受機構部の組み立て手順を示す図であって、軸受部材を取り付ける際の説明図。
【図５】図１の超音波プローブにおいて、ハウジングとフレキシブルシャフトとを連結する軸受機構部の組み立て手順を示す図であって、軸受部材を取り付けた後の軸受機構部に対して内シースを取り付ける際の説明図。
【図６】本発明の第２の実施形態の超音波プローブにおいて、その先端部近傍の構成を拡大して示す要部拡大断面図。
【図７】図６の超音波プローブの先端部近傍をさらに拡大して示す図であって、図６のＢ−Ｂ線に沿う要部拡大断面図。
【図８】従来の超音波プローブにおける先端部近傍のみを拡大して示す断面図。
【図９】図８のＧ−Ｇ線に沿う断面を示す要部拡大断面図。
【符号の説明】
１・１１０……超音波プローブ
１ａ……操作部
１ｂ……挿入部
１０……先端部
１０ａ・１０Ａａ・１１０ａ……軸受機構部
１１・１１１……ハウジング
１１ａ……ハウジング部
１２・１１２……フレキシブルシャフト
１３……ジョイント部材
１３ａ……軸部
１３ｂ……最後端部位
１１３……ジョイント部材
１４・１４Ａ・１１４……軸受部材
１５・１１５……内シース
１６……外シース
１１６……Ｃリング
１３０・１３１……接着剤
Claims (5)
- 超音波振動子と、この超音波振動子を保持するハウジングと、このハウジングに回転運動を伝達するフレキシブルシャフトと、このフレキシブルシャフトの外面を覆うシースと、上記ハウジング及び上記フレキシブルシャフトを含む回転部分と上記シースを回転自在に接続する軸受機構とを備えた体腔内挿入型の超音波プローブにおいて、
上記軸受機構の内側回転部は上記ハウジングと一体に構成され、上記軸受機構の外側支持部材は中空の金属部材によって分割可能に構成されていることを特徴とする超音波プローブ。 - 上記軸受機構の上記外側支持部材と上記シースとは、熱成形によって接合されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
- 超音波振動子と、この超音波振動子を保持するハウジングと、このハウジングに回転運動を伝達するフレキシブルシャフトと、このフレキシブルシャフトの外面を覆うシースと、上記ハウジング及び上記フレキシブルシャフトを含む回転部分と上記シースを回転自在に接続する軸受機構とを備えた体腔内挿入型の超音波プローブにおいて、
上記軸受機構の軸受部材はコイル部材又はバネ部材からなり、当該コイル部材又はバネ部材と上記シースとが接合することにより構成されていることを特徴とする超音波プローブ。 - 上記コイル部材又はバネ部材と上記シースとは、熱成形によって接合されていることを特徴とする請求項３に記載の超音波プローブ。
- 上記コイル部材又はバネ部材と上記シースとは、接着剤によって接合されていることを特徴とする請求項３に記載の超音波プローブ。
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