[go: up one dir, main page]

WO2022019186A1 - 超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡 - Google Patents

超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡 Download PDF

Info

Publication number
WO2022019186A1
WO2022019186A1 PCT/JP2021/026403 JP2021026403W WO2022019186A1 WO 2022019186 A1 WO2022019186 A1 WO 2022019186A1 JP 2021026403 W JP2021026403 W JP 2021026403W WO 2022019186 A1 WO2022019186 A1 WO 2022019186A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ultrasonic
epoxy resin
endoscope
resin
ultrasonic oscillator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2021/026403
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
康彦 森本
勝也 山本
和史 古川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2022537949A priority Critical patent/JP7451712B2/ja
Priority to CN202180047068.3A priority patent/CN115916063A/zh
Priority to EP21846513.6A priority patent/EP4186438B1/en
Publication of WO2022019186A1 publication Critical patent/WO2022019186A1/ja
Priority to US18/069,385 priority patent/US20230124828A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
    • B06B1/0622Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/12Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves in body cavities or body tracts, e.g. by using catheters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2476Non-optical details, e.g. housings, mountings, supports
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/02Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators
    • G10K11/04Acoustic filters ; Acoustic resonators
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/30Sound-focusing or directing, e.g. scanning using refraction, e.g. acoustic lenses
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4422Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to hygiene or sterilisation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • A61B8/445Details of catheter construction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B2201/00Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
    • B06B2201/70Specific application
    • B06B2201/76Medical, dental

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic vibrator unit and an ultrasonic endoscope.
  • ultrasonic endoscopes have been used in medical practice to observe the state of the inside of a subject by irradiating the inside of the subject with ultrasonic waves and receiving the reflected waves to visualize the inside of the body.
  • an ultrasonic vibrator unit is provided at the tip of an insertion portion to be inserted into the body.
  • the ultrasonic vibrator unit has an ultrasonic vibrator array composed of a plurality of ultrasonic vibrators (translators), and the ultrasonic vibrator array is attached to and held by an exterior member provided at a tip portion. There is.
  • an electrode pad of an ultrasonic transducer and an electrode pad of a flexible printed wiring board are soldered with a solder wire or a conductive paste (for example, silver paste).
  • a connection structure that is electrically connected by.
  • the FPC is connected to the other end of a plurality of coaxial cables, one end of which is electrically connected to the ultrasonic processor device.
  • connection structure using solder when the heat of the solder is transferred to the ultrasonic vibrator when the solder wire is arranged, the heat causes microcracks in the ultrasonic vibrator. In some cases. In this case, it is not preferable because it causes deterioration of the quality of the ultrasonic image.
  • the connection structure using the conductive paste can solve the thermal problem caused by the above-mentioned solder, but has the following problems.
  • the ultrasonic endoscope is put into a sterilization tank of a gas sterilizer, for example, and washed.
  • the ultrasonic endoscope is washed by being exposed to a sterile gas such as ethylene oxide gas or hydrogen peroxide plasma gas in a reduced pressure atmosphere, but the sterile gas deteriorates or deteriorates with respect to the member with which the sterile gas comes into contact. It has a component that causes deterioration. Therefore, if the ultrasonic transducer unit is washed with sterile gas many times, for example, the electrical joint formed by the conductive paste may deteriorate and disconnection may occur.
  • a sterile gas such as ethylene oxide gas or hydrogen peroxide plasma gas
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic vibrator unit and an ultrasonic endoscope capable of suppressing deterioration of an electrical joint due to a sterile gas. ..
  • the ultrasonic transducer unit of the present invention is arranged at the tip of the endoscope insertion portion, and is ultrasonic vibration in the ultrasonic transducer unit having a plurality of ultrasonic transducers.
  • the child has a piezoelectric body, a cable electrically bonded to the piezoelectric body is inserted into the internal space at the tip, and at least one of the plurality of electrical joints from the cable to the piezoelectric body is a resin having conductivity. It is bonded with a material, and the electrical joint portion using the resin material is covered with a first resin layer, and the first resin is a gas barrier epoxy resin.
  • the epoxy resin has a polyoxyalkylene structure.
  • the epoxy resin preferably contains an alcohol compound.
  • the hydroxyl group equivalent of the alcohol compound is preferably 25 or more and 150 or less, and the molecular weight is preferably 50 or more and 500 or less.
  • the epoxy resin has a polyamide structure.
  • the internal space at the tip through which the cable is inserted is filled with the second resin layer, and the second resin is an epoxy resin.
  • the epoxy resin has a polyamide structure.
  • the first resin layer has a higher viscosity before curing than the second resin layer.
  • the ultrasonic endoscope of the present invention is provided in an insertion portion to be inserted into the body, an ultrasonic observation unit provided at the tip of the insertion portion, and an ultrasonic observation unit. It also has the ultrasonic oscillator unit of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an ultrasonic inspection system 10 using the ultrasonic endoscope 12 of the embodiment.
  • the ultrasonic inspection system 10 includes an ultrasonic endoscope 12, an ultrasonic processor device 14 for generating an ultrasonic image, and an endoscope processor device 16 for generating an endoscopic image. It also includes a light source device 18 that supplies illumination light that illuminates the inside of the body cavity to the ultrasonic endoscope 12, and a monitor 20 that displays an ultrasonic image and an endoscopic image. Further, the ultrasonic inspection system 10 includes a water supply tank 21a for storing washing water and the like, and a suction pump 21b for sucking a suctioned object in the body cavity.
  • the ultrasonic endoscope 12 is connected to the insertion portion 22 inserted into the body cavity of the subject and the base end portion of the insertion portion 22, and the operation unit 24 for the operator to perform the operation and the operation unit 24. It has a universal cord 26 having one end connected to the insertion portion 22, and the tip portion 40 of the insertion portion 22 is provided with an ultrasonic observation unit 36 and an endoscope observation unit 38, which will be described later.
  • the operation unit 24 has an air supply / water supply button 28a for opening / closing the air supply / water supply pipeline (not shown) from the water supply tank 21a, and a suction button 28b for opening / closing the suction pipeline (not shown) from the suction pump 21b. It is installed side by side. Further, the operation unit 24 is provided with a pair of angle knobs 29 and 29 and a treatment tool insertion port 30.
  • an ultrasonic connector 32a connected to the ultrasonic processor device 14, an endoscope connector 32b connected to the endoscope processor device 16, and a light source device.
  • a connector 32c for a light source connected to 18 is provided.
  • the ultrasonic endoscope 12 is detachably connected to the ultrasonic processor device 14, the endoscope processor device 16, and the light source device 18, respectively, via these connectors 32a, 32b, and 32c.
  • the connector 32c is provided with an air supply / water supply tube 34a connected to the water supply tank 21a and a suction tube 34b connected to the suction pump 21b.
  • the insertion portion 22 has, in order from the tip side, a tip portion 40 having an ultrasonic observation unit 36 and an endoscope observation unit 38, a curved portion 42 connected to the base end side of the tip portion 40, and a curved portion 42. It has a soft portion 43 that connects between the base end side of the above and the tip end side of the operation portion 24.
  • the curved portion 42 is remotely curved by rotating a pair of angle knobs 29, 29 provided on the operating portion 24. As a result, the tip portion 40 can be oriented in a desired direction.
  • the ultrasonic processor device 14 generates and supplies an ultrasonic signal for generating ultrasonic waves in the ultrasonic vibrator array 50 of the ultrasonic vibrator unit 46 (see FIG. 2) of the ultrasonic observation unit 36 described later. do. Further, the ultrasonic processor device 14 receives and acquires the echo signal reflected from the observation target portion where the ultrasonic wave is emitted by the ultrasonic vibrator array 50, and performs various signal processing on the acquired echo signal. To generate an ultrasonic image to be displayed on the monitor 20.
  • the endoscope processor device 16 receives and acquires an image captured image signal acquired from an observation target portion illuminated by the illumination light from the light source device 18 in the endoscope observation unit 38, and with respect to the acquired image signal. Various signal processing and image processing are performed to generate an endoscopic image to be displayed on the monitor 20.
  • the light source device 18 uses the endoscopic observation unit 38 to image an observation target portion in the body cavity to acquire an image signal, so that white light or specific light consisting of three primary colors such as red light, green light, and blue light can be obtained.
  • Illumination light such as wavelength light is generated, propagates through a light guide (not shown) in the ultrasonic endoscope 12, emitted from the endoscope observation unit 38, and illuminates an observation target portion in the body cavity.
  • the monitor 20 receives each video signal generated by the ultrasonic processor device 14 and the endoscope processor device 16 and displays an ultrasonic image and an endoscope image. In the display of these ultrasonic images and endoscopic images, it is possible to appropriately switch the image of only one of them and display it on the monitor 20 or to display both images at the same time.
  • FIG. 2 is a partially enlarged plan view showing the tip portion 40 shown in FIG. 1 and its vicinity.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III shown in FIG. 2, and is a vertical cross-sectional view in which the tip portion 40 is cut along the center line along the longitudinal direction thereof.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the IV-IV line shown in FIG. 3, and is a cross-sectional view cut along the center line of the arc structure of the ultrasonic vibrator array 50 of the ultrasonic observation unit 36 of the tip portion 40. ..
  • the tip portion 40 has an ultrasonic observation unit 36 for acquiring an ultrasonic image on the tip side and an endoscope for acquiring an endoscope image on the proximal end side.
  • the observation unit 38 is mounted, and a treatment tool outlet 44 is provided between the ultrasonic observation unit 36 and the endoscope observation unit 38.
  • the endoscope observation unit 38 is composed of an observation window 82, an objective lens 84, a solid-state image pickup element 86, an illumination window 88, a cleaning nozzle 90, a wiring cable 92 including a plurality of coaxial cables (not shown), and the like. ..
  • the treatment tool outlet 44 is connected to the treatment tool channel 45 inserted into the insertion portion 22, and the treatment tool (not shown) inserted from the treatment tool insertion port 30 in FIG. 1 is the treatment tool channel 45. It is led out into the body cavity from the treatment tool outlet 44 via.
  • the ultrasonic observation unit 36 includes an ultrasonic vibrator unit 46, an exterior member 41 holding the ultrasonic vibrator unit 46, and a plurality of wires wired to the ultrasonic vibrator unit 46.
  • the coaxial cable 56 and the above are provided.
  • the exterior member 41 is made of a hard member such as a hard resin, and constitutes a part of the tip portion 40.
  • the ultrasonic vibrator unit 46 includes an ultrasonic vibrator array 50 composed of a plurality of ultrasonic vibrators 48 and an end portion of the ultrasonic vibrator array 50 in the width direction (direction orthogonal to the longitudinal axis direction of the insertion portion 22).
  • An electrode 52 provided on the side, a backing material layer 54 that supports each ultrasonic vibrator 48 from the lower surface side, and an FPC 60 that is arranged along the side surface of the backing material layer 54 in the width direction and is connected to the electrode 52. It has a filler layer 80 as a second resin layer to be filled in the internal space 55 between the exterior member 41 and the backing material layer 54.
  • the ultrasonic vibrator unit 46 has an acoustic matching layer 76 laminated on the ultrasonic vibrator array 50 and an acoustic lens 78 laminated on the acoustic matching layer 76. That is, the ultrasonic oscillator unit 46 is configured as a laminated body 47 having an acoustic lens 78, an acoustic matching layer 76, an ultrasonic oscillator array 50, and a backing material layer 54.
  • the ultrasonic vibrator array 50 is composed of a plurality of rectangular parallelepiped-shaped ultrasonic vibrators 48 arranged in a convex arc shape toward the outside.
  • the ultrasonic oscillator array 50 is, for example, an array of 48 to 192 channels composed of 48 to 192 ultrasonic oscillators 48.
  • Each of these ultrasonic transducers 48 has a piezoelectric body 49.
  • a plurality of ultrasonic oscillators 48 are arranged in a one-dimensional array at a predetermined pitch as an example.
  • the ultrasonic oscillators 48 constituting such an ultrasonic oscillator array 50 are arranged in a convex curved shape at equal intervals along the axial direction of the tip portion 40 (longitudinal axial direction of the insertion portion 22). It is sequentially driven based on the drive signal input from the ultrasonic processor device 14 (see FIG. 1). As a result, convex electron scanning is performed with the range in which the ultrasonic transducers 48 shown in FIG. 2 are arranged as the scanning range.
  • the electrode 52 of the ultrasonic vibrator array 50 has an individual electrode 52a that is individually independent for each ultrasonic vibrator 48 and a vibrator ground 52b that is a common electrode common to all the ultrasonic vibrators 48. ing.
  • the plurality of individual electrodes 52a are arranged on the lower surface of the end portion of the plurality of ultrasonic oscillators 48, and the oscillator ground 52b is provided on the upper surface of the end portion of the ultrasonic oscillator 48. There is.
  • the acoustic matching layer 76 is for matching the acoustic impedance between the subject and the ultrasonic transducer 48.
  • the acoustic lens 78 is for converging the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic vibrator array 50 toward the observation target portion. Further, in the acoustic lens 78, titanium oxide and alumina are used as necessary in order to match the acoustic impedance between the subject and the ultrasonic transducer 48 in the acoustic matching layer 76 and to increase the transmittance of ultrasonic waves. Alternatively, a powder such as silica is mixed.
  • the acoustic lens 78 is formed of, for example, a silicon-based resin (mirable type silicon rubber, liquid silicon rubber, etc.), a butadiene-based resin, or a polyurethane-based resin.
  • the backing material layer 54 is arranged inside the arrangement surface of the plurality of ultrasonic vibrators 48, that is, on the back surface (lower surface) of the ultrasonic vibrator array 50. It is a layer of a member made of a backing material. Therefore, the backing material layer 54 mechanically and flexibly supports the ultrasonic vibrator array 50, and the ultrasonic signal oscillated from the plurality of ultrasonic vibrators 48 or reflected and propagated from the observation target. Of these, it has a role of attenuating the ultrasonic waves propagated to the backing material layer 54 side. Therefore, the backing material is made of a rigid material such as hard rubber, and an ultrasonic damping material (ferrite, ceramics, etc.) is added as needed.
  • the filler layer 80 fills the internal space 55 between the exterior member 41 and the backing material layer 54, and also has a role of fixing the FPC 60, the coaxial cable 56, and various wiring portions. Further, the filler layer 80 has an acoustic impedance with the backing material layer 54 so as not to reflect the ultrasonic signal propagated from the ultrasonic vibrator array 50 to the backing material layer 54 at the interface with the backing material layer 54. Is preferably matched with an accuracy of a certain level or higher. Further, in order to increase the efficiency of dissipating heat generated by the plurality of ultrasonic vibrators 48, the filler layer 80 is preferably made of a member having heat dissipation. When the filler layer 80 has heat dissipation, heat is received from the backing material layer 54, the FPC 60, the coaxial cable 56, and the like, so that the heat dissipation efficiency can be improved.
  • the ultrasonic vibrator unit 46 configured as described above, when each ultrasonic vibrator 48 of the ultrasonic vibrator array 50 is driven and a voltage is applied to both electrodes 52 of the ultrasonic vibrator 48. , The piezoelectric body 49 vibrates to sequentially generate ultrasonic waves, and the ultrasonic waves are irradiated toward the observation target site of the subject. Then, by sequentially driving a plurality of ultrasonic vibrators 48 with an electronic switch such as a multiplexer, a scanning range along a curved surface in which the ultrasonic vibrator array 50 is arranged, for example, about several tens of mm from the center of curvature of the curved surface. Ultrasound is scanned in the range.
  • the piezoelectric body 49 vibrates to generate a voltage, which is output to the ultrasonic processor device 14 as an electric signal corresponding to the received ultrasonic echo. .. Then, after various signal processing is performed by the ultrasonic processor device 14, the ultrasonic image is displayed on the monitor 20.
  • the FPC 60 shown in FIG. 4 is electrically connected to a plurality of electrode pads 62 electrically connected to a plurality of individual electrodes 52a at one end and to a plurality of signal lines 56a of the coaxial cable 56 at the other end. It has a plurality of electrode pads 64.
  • the FPC 60 also has a ground portion (not shown) that is electrically connected to the oscillator ground 52b.
  • the coaxial cable 56 of this example is bundled together using the outer skin 58 on the base end side of the tip portion 40, and is pulled out from the outer skin 58 at the time of wiring. Is connected to the FPC60.
  • the coaxial cable 56 includes a signal line 56a connected to the electrode pad 64 on the center side, and the insulating outer skin 56b provided on the outer layer of the signal line 56a. And a shield layer 56c provided on the outer layer of the outer skin 56b, and an insulating outer skin 56d provided on the outermost layer.
  • the electrical joint portion 100 between the electrode pad 62 and the individual electrode 52a is bonded by the conductive resin material 102, and the electrical joint portion 104 between the electrode pad 64 and the signal line 56a is also conductive. It is joined by a resin material 102 having a property.
  • the resin material 102 is ACF (Anisotropic Conductive Film) or ACP (Anisotropic Conductive Paste), which is a film formed by mixing a thermosetting resin with fine conductive particles.
  • ACF Anisotropic Conductive Film
  • ACP Anisotropic Conductive Paste
  • the hydrophobic paste can be exemplified.
  • the ultrasonic endoscope 12 of the embodiment covers the electrical joints 100 and 104 with the low-reactivity epoxy resin layer 106, which is the first resin layer, respectively. Then, even if the sterilized gas permeates the acoustic lens 78 or the filler layer 80 and invades the electrical joints 100 and 104, the epoxy resin layer 106 exhibits a function as a gas barrier. Therefore, it is possible to prevent the sterilizing gas from coming into contact with the electrical joints 100 and 104. As a result, deterioration of the electrical joints 100 and 104 due to the sterilizing gas can be suppressed.
  • the electrical joints 100 and 104 from the coaxial cable 56 to the piezoelectric body 49 are joined with a conductive resin material 102, and the resin material 102 is used. Since the electrical joints 100 and 104 are coated with the gas barrier epoxy resin layer 106, deterioration of the electrical joints 100 and 104 due to the sterilized gas can be suppressed.
  • all the electrical joints from the coaxial cable 56 to the piezoelectric body 49 are covered with the epoxy resin layer 106, but the bonding is not limited to this, and at least the conductive resin material 102 is used for bonding.
  • the electrical joints 100 and 104 may be covered with the epoxy resin layer 106.
  • the connection structure in which this example is applied to the connection structure in which the piezoelectric body 49 and the coaxial cable 56 are connected via the FPC 60 has been described, but the connection structure to which this example is applied has been described. Is not limited to this.
  • This example can also be applied to a second other connection structure in which the second FPC is connected via an electrical joint.
  • ACF is exemplified as the resin material 102, but the present invention is not limited to this.
  • it may be a resin material in which a conductive filler such as metal particles is dispersed in a binder resin such as epoxy or urethane, and the filler forms a conductive path after bonding.
  • a conductive paste such as a silver paste can be exemplified.
  • the epoxy resin of the epoxy resin layer 106 preferably has a polyoxyalkylene structure. This improves the gas resistance of the epoxy resin layer 106 to sterilized gas.
  • the epoxy resin of the epoxy resin layer 106 preferably contains an alcohol compound. This improves the gas resistance of the epoxy resin layer 106 to sterilized gas.
  • the hydroxyl group equivalent of the alcohol compound is 25 or more and 150 or less, and the molecular weight is 50 or more and 500 or less. As a result, gas resistance equivalent to that of the above polyoxyalkylene structure can be obtained.
  • the epoxy resin of the epoxy resin layer 106 preferably has a polyamide structure. This improves the gas resistance of the epoxy resin layer 106 to sterilized gas.
  • the second resin for forming the filler layer 80 is preferably an epoxy resin, and it is more preferable that the epoxy resin has a polyamide structure. As a result, the filler layer 80 can be made gas resistant.
  • the epoxy resin having high gas resistance (that is, low reactivity to gas) has a large molecular weight and a high viscosity.
  • the gas resistance is increased, and the electrical joints 100 and 104 can be reliably covered.
  • the second resin for forming the filler layer 80 it is preferable to use an epoxy resin having a viscosity before curing lower than that of the first resin. As a result, the second resin can be spread over the entire area of the internal space 55, so that it is possible to suppress the generation of bubbles that cause gas permeation in the filler layer 80.
  • the viscosity of the first resin layer before curing is preferably 50 Pa ⁇ s or more and 500 Pa ⁇ s or less as an example. Further, the viscosity of the second resin layer before curing is preferably 1 Pa ⁇ s or more and 30 Pa ⁇ s or less, and more preferably 1 Pa ⁇ s or more and 15 Pa ⁇ s or less, as an example.
  • the ultrasonic endoscope is a device that is inserted into the human body, the insertion part is required to have a smaller diameter.
  • the cable connected to the ultrasonic transducer is very thin compared to the cable used for body surface echo.
  • the mechanical strength of the electrical joint is very weak, and there is a problem that the electrical joint is easily damaged during handling during manufacturing.
  • a load is applied to the cable when the ultrasonic vibrator is housed in the tip portion, there is a high possibility that the electrical joint portion will be damaged.
  • the ultrasonic endoscope 12 of the embodiment since the electrical joints 100 and 104 are covered with the epoxy resin layer 106, the mechanical strength of the electrical joints 100 and 104 is improved. There is. As a result, the ultrasonic endoscope 12 of the embodiment also solves the problem that the electrical joints 100 and 104 are easily damaged during handling at the time of manufacturing.
  • Ultrasonic inspection system 12
  • Ultrasonic endoscope 14
  • Ultrasonic processor device 16
  • Endoscopic processor device 18
  • Light source device 20
  • Monitor 21a Water supply tank 21b
  • Suction pump 22
  • Insertion part 24
  • Operation part 26
  • Universal cord 29 Angle knob 30
  • Ultrasonic observation part 38
  • Tip part 41
  • Exterior member 42
  • Curved part 43
  • Flexible part 44
  • Treatment tool outlet 45
  • Treatment tool channel 46
  • Ultrasonic oscillator unit 48
  • Ultrasonic oscillator 49
  • Diode 50
  • Ultrasonic oscillator array 52
  • Electrode 52a Individual electrode
  • 52b Oscillator ground 54
  • Backing material layer 55
  • Internal space 56
  • Coaxial cable 56a Signal line
  • 56b Outer skin 56c Shield layer
  • 56d 58
  • Outer skin 60
  • FPC

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

滅菌ガスによる電気的接合部の劣化を抑制することができる超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡を提供する。同軸ケーブル(56)から圧電体(49)に至る電気的接合部(100、104)を導電性を有する樹脂材(102)で接合し、樹脂材(102)を用いた電気的接合部(100、104)をガスバリア性のエポキシ樹脂層(106)で被覆する。

Description

超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡
 本発明は、超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡に関する。
 近年、医療現場において、被検者の体内に超音波を照射し、その反射波を受信して映像化することにより、体内の状態を観察する超音波内視鏡が使用されている。
 このような超音波内視鏡は、例えば特許文献1に開示されているように、体内に挿入される挿入部の先端部に超音波振動子ユニットが設けられている。一般に超音波振動子ユニットは、複数の超音波振動子(トランスデューサ)からなる超音波振動子アレイを有し、超音波振動子アレイは、先端部に設けられた外装部材に取り付けられて保持されている。
 また、特許文献1には、超音波振動子の電極パッドと、フレキシブルプリント配線基板(以下、単にFPC(Flexible Printed Circuit)という)の電極パッドとを半田線又は導電性ペースト(例えば、銀ペースト)によって電気的に接続する接続構造が開示されている。なお、上記のFPCには、一端が超音波用プロセッサ装置と電気的に接続する複数の同軸ケーブルの他端が接続される。
国際公開第2018/003322号
 しかしながら、上記の接続構造のうち、半田を使用する接続構造は、半田線を配設する際に半田の熱が超音波振動子に伝わると、その熱によって超音波振動子にマイクロクラックを発生させる場合がある。この場合、超音波画像の品質を低下させる原因となるので好ましくない。一方、導電性ペーストを使用する接続構造は、上記の半田による熱問題を解消することができるが、以下の問題がある。
 すなわち、超音波内視鏡は、施術に使用された後、例えば、ガス滅菌装置の滅菌槽に入れられて洗浄される。この場合、超音波内視鏡は、減圧雰囲気でエチレンオキサイドガス又は過酸化水素プラズマガスなどの滅菌ガスに晒されることにより洗浄されるが、滅菌ガスは、滅菌ガスが接触する部材に対し変質又は劣化を引き起こさせる成分を有している。このため、超音波振動子ユニットを滅菌ガスで何度も洗浄を行うと、例えば導電性ペーストによって形成された電気的接合部が劣化して断線が発生する場合がある。
 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、滅菌ガスによる電気的接合部の劣化を抑制することができる超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡を提供することを目的とする。
 本発明の目的を達成するために、本発明の超音波振動子ユニットは、内視鏡挿入部の先端部に配置され、複数の超音波振動子を有する超音波振動子ユニットにおいて、超音波振動子は圧電体を有し、圧電体に電気的に接合されるケーブルが先端部の内部空間に挿通され、ケーブルから圧電体に至る複数の電気的接合部のうち少なくともひとつが導電性を有する樹脂材で接合され、樹脂材を用いた電気的接合部が第1の樹脂層で被覆され、第1の樹脂はガスバリア性のエポキシ樹脂である。
 本発明の一形態は、エポキシ樹脂が、ポリオキシアルキレン構造を有することが好ましい。
 本発明の一形態は、エポキシ樹脂が、アルコール化合物を含むことが好ましい。
 本発明の一形態は、アルコール化合物の水酸基当量が25以上150以下であり、分子量が50以上500以下であることが好ましい。
 本発明の一形態は、エポキシ樹脂が、ポリアミド構造を有することが好ましい。
 本発明の一形態は、ケーブルが挿通される先端部の内部空間が第2の樹脂層で充填され、第2の樹脂はエポキシ樹脂であることが好ましい。
 本発明の一形態は、エポキシ樹脂が、ポリアミド構造を有することが好ましい。
 本発明の一形態は、第1の樹脂層が第2の樹脂層よりも硬化前の粘度が高いことが好ましい。
 本発明の目的を達成するために、本発明の超音波内視鏡は、体内に挿入される挿入部と、挿入部の先端に設けられた超音波観測部と、超音波観測部に設けられた本発明の超音波振動子ユニットと、を有する。
 本発明によれば、滅菌ガスによる電気的接合部の劣化を抑制することができる。
超音波検査システムの構成の一例を示す概略構成図 図1の超音波内視鏡の先端部40及びその近傍を示す部分拡大平面図 図2のIII-III線に沿った断面図 図3に示すIV-IV線に沿った断面図 同軸ケーブルの断面図
 以下、添付図面に従って本発明に係る超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡の好ましい実施形態について説明する。
 図1は、実施形態の超音波内視鏡12を使用する超音波検査システム10の一例を示す概略構成図である。
 図1に示すように、超音波検査システム10は、超音波内視鏡12と、超音波画像を生成する超音波用プロセッサ装置14と、内視鏡画像を生成する内視鏡用プロセッサ装置16と、体腔内を照明する照明光を超音波内視鏡12に供給する光源装置18と、超音波画像及び内視鏡画像を表示するモニタ20と、を備えている。また、超音波検査システム10は、洗浄水などを貯留する送水タンク21aと、体腔内の吸引物を吸引する吸引ポンプ21bとを備えている。
 超音波内視鏡12は、被検体の体腔内に挿入される挿入部22と、挿入部22の基端部に連設され、術者が操作を行うための操作部24と、操作部24に一端が接続されたユニバーサルコード26とを有し、挿入部22の先端部40に後述の超音波観察部36と内視鏡観察部38とが備えられている。
 操作部24には、送水タンク21aからの送気送水管路(不図示)を開閉する送気送水ボタン28aと、吸引ポンプ21bからの吸引管路(不図示)を開閉する吸引ボタン28bとが並設される。また、操作部24には、一対のアングルノブ29、29と処置具挿入口30とが設けられている。
 ユニバーサルコード26の他端部には、超音波用プロセッサ装置14に接続される超音波用のコネクタ32aと、内視鏡用プロセッサ装置16に接続される内視鏡用のコネクタ32bと、光源装置18に接続される光源用のコネクタ32cとが設けられている。超音波内視鏡12は、これらのコネクタ32a、32b及び32cを介してそれぞれ超音波用プロセッサ装置14、内視鏡用プロセッサ装置16及び光源装置18に着脱自在に接続される。また、コネクタ32cには、送水タンク21aに接続される送気送水用チューブ34aと、吸引ポンプ21bに接続される吸引用チューブ34bとが備えられている。
 挿入部22は、先端側から順に、超音波観察部36と内視鏡観察部38とを有する先端部40と、先端部40の基端側に連設された湾曲部42と、湾曲部42の基端側と操作部24の先端側との間を連結する軟性部43とを有している。
 湾曲部42は、操作部24に設けられた一対のアングルノブ29、29を回動操作することにより、遠隔的に湾曲操作される。これにより、先端部40を所望の方向に向けることができる。
 超音波用プロセッサ装置14は、後述する超音波観察部36の超音波振動子ユニット46(図2参照)の超音波振動子アレイ50に超音波を発生させるための超音波信号を生成して供給する。また、超音波用プロセッサ装置14は、超音波が放射された観察対象部位から反射されたエコー信号を超音波振動子アレイ50で受信して取得し、取得したエコー信号に対して各種の信号処理を施してモニタ20に表示される超音波画像を生成する。
 内視鏡用プロセッサ装置16は、内視鏡観察部38において光源装置18からの照明光に照明された観察対象部位から取得された撮像画像信号を受信して取得し、取得した画像信号に対して各種の信号処理及び画像処理を施して、モニタ20に表示される内視鏡画像を生成する。
 光源装置18は、内視鏡観察部38を用いて体腔内の観察対象部位を撮像して画像信号を取得するために、赤光、緑光及び青光などの3原色光からなる白色光又は特定波長光などの照明光を発生させて、超音波内視鏡12内のライトガイド(不図示)などを伝搬し、内視鏡観察部38から出射して体腔内の観察対象部位を照明する。
 モニタ20は、超音波用プロセッサ装置14及び内視鏡用プロセッサ装置16により生成された各映像信号を受けて超音波画像及び内視鏡画像を表示する。これらの超音波画像及び内視鏡画像の表示は、いずれか一方のみの画像を適宜切り替えてモニタ20に表示したり両方の画像を同時に表示したりすることも可能である。
 次に、図2から図4を参照して先端部40の構成を説明する。
 図2は、図1に示す先端部40及びその近傍を示す部分拡大平面図である。図3は、図2に示すIII-III線に沿った断面図であり、先端部40をその長手方向に沿った中心線で切断した縦断面図である。図4は、図3に示すIV-IV線に沿った断面図であり、先端部40の超音波観察部36の超音波振動子アレイ50の円弧構造の中心線で切断した横断面図である。
 図2及び図3に示すように、先端部40には、先端側に超音波画像を取得するための超音波観察部36と、基端側に内視鏡画像を取得するための内視鏡観察部38とが搭載され、また、超音波観察部36と内視鏡観察部38との間には処置具導出口44が設けられている。
 内視鏡観察部38は、観察窓82、対物レンズ84、固体撮像素子86、照明窓88、洗浄ノズル90、及び複数の同軸ケーブル(図示せず)などからなる配線ケーブル92などから構成される。
 処置具導出口44は、挿入部22の内部に挿通される処置具チャンネル45に接続されており、図1の処置具挿入口30から挿入された処置具(不図示)が、処置具チャンネル45を介して処置具導出口44から体腔内に導出される。
 超音波観察部36は、図2から図4に示すように、超音波振動子ユニット46と、超音波振動子ユニット46を保持する外装部材41と、超音波振動子ユニット46に配線される複数の同軸ケーブル56と、を備えている。なお、外装部材41は、硬質樹脂などの硬質部材からなり、先端部40の一部を構成している。
 超音波振動子ユニット46は、複数の超音波振動子48からなる超音波振動子アレイ50と、超音波振動子アレイ50の幅方向(挿入部22の長手軸方向に直交する方向)の端部側に設けられる電極52と、各超音波振動子48を下面側から支持するバッキング材層54と、バッキング材層54の幅方向の側面に沿って配設され、電極52に接続されるFPC60と、外装部材41とバッキング材層54との間の内部空間55に充填される第2の樹脂層としての充填剤層80と、を有する。
 また、超音波振動子ユニット46は、超音波振動子アレイ50の上に積層された音響整合層76と、音響整合層76の上に積層された音響レンズ78とを有する。すなわち、超音波振動子ユニット46は、音響レンズ78、音響整合層76、超音波振動子アレイ50及びバッキング材層54を有する積層体47として構成される。
 超音波振動子アレイ50は、外側に向けて凸円弧状に配列された複数の直方体形状の超音波振動子48から構成されている。この超音波振動子アレイ50は、例えば48から192個の超音波振動子48からなる48から192チャンネルのアレイである。これらの超音波振動子48は、それぞれ圧電体49を有している。
 本例の超音波振動子アレイ50は、複数の超音波振動子48が、一例として、一次元アレイ状に予め定められたピッチで配列されてなるものである。このような超音波振動子アレイ50を構成する各超音波振動子48は、先端部40の軸線方向(挿入部22の長手軸方向)に沿って凸湾曲状に等間隔で配列されており、超音波用プロセッサ装置14(図1参照)から入力される駆動信号に基づいて順次駆動される。これにより、図2に示す超音波振動子48が配列された範囲を走査範囲としてコンベックス電子走査が行われる。
 また、超音波振動子アレイ50の電極52は、超音波振動子48毎に個々に独立した個別電極52aと、超音波振動子48の全てに共通の共通電極である振動子グランド52bを有している。図4では、複数の個別電極52aは、複数の超音波振動子48の端部の下面に配設されており、振動子グランド52bは、超音波振動子48の端部の上面に設けられている。
 音響整合層76は、被検体と超音波振動子48との間の音響インピーダンス整合をとるためのものである。
 音響レンズ78は、超音波振動子アレイ50から発せられる超音波を観察対象部位に向けて収束させるためのものである。また、音響レンズ78には、音響整合層76において被検体と超音波振動子48との間の音響インピーダンス整合をとり、かつ、超音波の透過率を高めるために必要に応じて酸化チタン、アルミナ又はシリカなどの粉末が混合される。この音響レンズ78は、例えば、シリコン系樹脂(ミラブル型シリコンゴム及び液状シリコンゴムなど)、ブタジエン系樹脂又はポリウレタン系樹脂によって形成されている。
 バッキング材層54は、図3及び図4に示すように、複数の超音波振動子48の配列面に対して内側となる、すなわち超音波振動子アレイ50の背面(下面)に配設されるバッキング材からなる部材の層である。したがって、バッキング材層54は、超音波振動子アレイ50を機械的に、かつ、柔軟に支持すると共に、複数の超音波振動子48から発振され、もしくは観察対象から反射して伝播した超音波信号のうち、バッキング材層54側に伝播した超音波を減衰させる役割を有する。このため、バッキング材は、硬質ゴムなどの剛性を有する材料からなり、超音波減衰材(フェライト、セラミックスなど)が必要に応じて添加されている。
 充填剤層80は、外装部材41とバッキング材層54との間の内部空間55を埋めるものであって、FPC60、同軸ケーブル56及び各種の配線部分を固定する役割も有する。また、充填剤層80は、バッキング材層54との境界面において、超音波振動子アレイ50からバッキング材層54側に伝播した超音波信号を反射しないように、バッキング材層54との音響インピーダンスが一定以上の精度で整合していることが好ましい。更に、複数の超音波振動子48において発生した熱を放熱する効率を高めるために、充填剤層80は、放熱性を有する部材で構成されていることが好ましい。充填剤層80が放熱性を有する場合には、バッキング材層54、FPC60及び同軸ケーブル56などから熱を受け取るため、放熱効率を向上することができる。
 上記のように構成された超音波振動子ユニット46によれば、超音波振動子アレイ50の各超音波振動子48が駆動され、超音波振動子48の両電極52に電圧が印加されると、圧電体49が振動して超音波を順次発生し、被検体の観察対象部位に向けて超音波が照射される。そして、複数の超音波振動子48をマルチプレクサなどの電子スイッチで順次駆動させることで、超音波振動子アレイ50が配された曲面に沿った走査範囲、例えば曲面の曲率中心から数十mm程度の範囲で超音波が走査される。
 また、観察対象部位から反射されたエコー信号を受信すると、圧電体49が振動して電圧が発生し、この電圧を受信した超音波エコーに応じた電気信号として超音波用プロセッサ装置14に出力する。そして、超音波用プロセッサ装置14において各種の信号処理が施されてから、超音波画像としてモニタ20に表示される。
 ところで、図4に示したFPC60は、一端において複数の個別電極52aと電気的に接続される複数の電極パッド62と、他端において同軸ケーブル56の複数の信号線56aと電気的に接続される複数の電極パッド64とを有している。また、FPC60は、振動子グランド52bと電気的に接続されるグランド部(不図示)も有している。
 ここで、本例の同軸ケーブル56は、図3に示すように、先端部40の基端側において、外皮58を用いて一束に纏められており、配線の際には、外皮58から引き出されてFPC60に接続される。また、この同軸ケーブル56は、図5の断面図に示すように、電極パッド64に接続される信号線56aを中心側に備え、信号線56aの外側の層に設けられた絶縁性の外皮56bと、その外皮56bの外側の層に設けられたシールド層56cと、最も外側の層に設けられた絶縁性の外皮56dとを有している。
 図4に戻り、電極パッド62と個別電極52aとの電気的接合部100は、導電性を有する樹脂材102によって接合され、電極パッド64と信号線56aとの電気的接合部104も同様に導電性を有する樹脂材102によって接合されている。
 上記の樹脂材102としては、熱硬化性樹脂に微細な導電性粒子を混ぜ合わせたものを膜状に成型したACF(Anisotropic Conductive Film:異方性導電フィルム)又はACP(Anisotropic Conductive Paste:異方性導電ペースト)を例示できる。このような樹脂材102によって接合された電気的接合部100、104は、超音波内視鏡12をガス滅菌装置によって洗浄した場合、エチレンオキサイドガス又は過酸化水素プラズマガスなどの滅菌ガスに接触することで劣化して断線する場合がある。
 そこで、実施形態の超音波内視鏡12は、図4に示すように、第1の樹脂層である低反応性のエポキシ樹脂層106によって電気的接合部100、104をそれぞれ被覆している。そうすると、上記の滅菌ガスが、例えば、音響レンズ78又は充填剤層80を透過して電気的接合部100、104側に侵入してきたとしても、上記のエポキシ樹脂層106がガスバリアとしての機能を発揮するので、電気的接合部100、104に滅菌ガスが接触することを抑制することができる。これにより、滅菌ガスによる電気的接合部100、104の劣化を抑制することができる。
 したがって、実施形態の超音波内視鏡12によれば、同軸ケーブル56から圧電体49に至る電気的接合部100、104を、導電性を有する樹脂材102で接合し、樹脂材102を用いた電気的接合部100、104をガスバリア性のエポキシ樹脂層106で被覆したので、滅菌ガスによる電気的接合部100、104の劣化を抑制することができる。
 なお、同軸ケーブル56から圧電体49に至る全ての電気的接合部をエポキシ樹脂層106によって被覆することが好ましいが、これに限定されるものではなく、少なくとも導電性を有する樹脂材102で接合される電気的接合部100、104がエポキシ樹脂層106によって被覆されていればよい。
 また、実施形態の超音波内視鏡12では、圧電体49と同軸ケーブル56とをFPC60を介して接続した接続構造に本例を適用した態様について説明したが、本例が適用される接続構造はこれに限定されるものではない。例えば、圧電体49と同軸ケーブル56とを電気的接合部を介して直接接続した第1の他の接続構造、及び圧電体49に接続された第1のFPCと、同軸ケーブル56に接続された第2のFPCとを電気的接合部を介して接続した第2の他の接続構造においても本例を適用することができる。この場合、第2の他の接続構造においては、製造時のハンドリング時に上記の電気的接合部に応力が集中し易いため、この電気的接合部をエポキシ樹脂層106によって予め被覆しておくことが好ましい。これにより、電気的接合部の機械的な強度が向上するので、製造時のハンドリング時に電気的接合部が破損することを防止することができる。
 また、実施形態の超音波内視鏡12では、樹脂材102として、ACFを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、エポキシ又はウレタンなどのバインダー樹脂の中に金属粒子などの導電性のフィラーを分散させて、接着後にフィラーが導電パスを形成する樹脂材であってもよい。この樹脂材として、銀ペーストなどの導電性ペーストを例示できる。
 以下、エポキシ樹脂層106の具体例について説明する。
 エポキシ樹脂層106のエポキシ樹脂は、ポリオキシアルキレン構造を有することが好ましい。これにより、滅菌ガスに対するエポキシ樹脂層106のガス耐性が向上する。
 また、エポキシ樹脂層106のエポキシ樹脂は、アルコール化合物を含むことが好ましい。これにより、滅菌ガスに対するエポキシ樹脂層106のガス耐性が向上する。この場合、アルコール化合物の水酸基当量が25以上150以下であり、分子量が50以上500以下であることが更に好ましい。これにより、上記のポリオキシアルキレン構造と同等のガス耐性を得ることができる。
 また、エポキシ樹脂層106のエポキシ樹脂は、ポリアミド構造を有することが好ましい。これにより、滅菌ガスに対するエポキシ樹脂層106のガス耐性が向上する。
 一方、充填剤層80を形成するための第2の樹脂としては、エポキシ樹脂であることが好ましく、このエポキシ樹脂が、ポリアミド構造を有することが更に好ましい。これにより、充填剤層80にガス耐性を持たせることができる。
 ここで、ガス耐性の高い(つまり、ガスへの反応性が低い)エポキシ樹脂は、分子量が大きく粘度が高い。このような事情から、電気的接合部100、104を覆うための第1の樹脂層としては、硬化前の粘度がある程度高いエポキシ樹脂を採用することが好ましい。これにより、ガス耐性が高くなり、かつ、電気的接合部100、104を確実に被覆することができる。
 また、充填剤層80を形成するための第2の樹脂としては、硬化前の粘度が第1の樹脂よりも低いエポキシ樹脂を採用することが好ましい。これにより、内部空間55の全域に第2の樹脂を行き渡らせることができるので、ガス透過の原因となる気泡が充填剤層80に発生することを抑制することができる。
 なお、第1の樹脂層の硬化前粘度は、一例として50Pa・s以上500Pa・s以下であることが好ましい。また、第2の樹脂層の硬化前粘度は、一例として1Pa・s以上30Pa・s以下であることが好ましく、1Pa・s以上15Pa・s以下であることが更に好ましい。
 ところで、超音波内視鏡は、人体内に挿入される装置なので、挿入部は細径化が求められる。これを実現するため、超音波振動子に接続されるケーブルは、体表エコーで使用されるケーブルと比較して、非常に細いものが採用されている。その結果、電気的接合部の機械的な強度は非常に弱く、製造時のハンドリング時に電気的接合部が容易に破損してしまうという問題がある。特に、超音波振動子を先端部に収納する作業時にケーブルに負荷がかかるので、電気的接合部が破損する可能性が高くなる。
 また、超音波内視鏡に採用される小型の超音波振動子に対し、導電性を有する樹脂材ではなく半田を接合に使用した場合、圧電体に100度以上の熱が伝わると圧電体にマイクロクラックが入ってしまい破損するリスクが高くなる。あるいはFPCの電極パットの配置間隔が狭く半田だとうまく接合作業ができず半田不良が発生し易くなる。このため、導電性を有する樹脂材を使用して接合を行わなければならない箇所が必ず発生する。この場合、導電性を有する樹脂材は半田と比較して機械的な強度が弱いため、製造時のハンドリング時に電気的接合部が破損する可能性がより高くなる。このように、従来の超音波内視鏡では、製造時のハンドリング時に電気的接合部が容易に破損してしまうという問題を抱えている。
 これに対し、実施形態の超音波内視鏡12は、電気的接合部100、104をエポキシ樹脂層106によって被覆しているため、電気的接合部100、104の機械的な強度が向上されている。これにより、実施形態の超音波内視鏡12は、製造時のハンドリング時に電気的接合部100、104が容易に破損してしまうという問題も解消している。
 以上、本発明について説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
10   超音波検査システム
12   超音波内視鏡
14   超音波用プロセッサ装置
16   内視鏡用プロセッサ装置
18   光源装置
20   モニタ
21a  送水タンク
21b  吸引ポンプ
22   挿入部
24   操作部
26   ユニバーサルコード
29   アングルノブ
30   処置具挿入口
32a  コネクタ
32b  コネクタ
32c  コネクタ
34a  送気送水用チューブ
34b  吸引用チューブ
36   超音波観察部
38   内視鏡観察部
40   先端部
41   外装部材
42   湾曲部
43   軟性部
44   処置具導出口
45   処置具チャンネル
46   超音波振動子ユニット
48   超音波振動子
49   圧電体
50   超音波振動子アレイ
52   電極
52a  個別電極
52b  振動子グランド
54   バッキング材層
55   内部空間
56   同軸ケーブル
56a  信号線
56b  外皮
56c  シールド層
56d  外皮
58   外皮
60   FPC
62   電極パッド
64   電極パッド
76   音響整合層
78   音響レンズ
80   充填剤層
82   観察窓
84   対物レンズ
86   固体撮像素子
88   照明窓
90   洗浄ノズル
92   配線ケーブル
100  電気的接合部
102  樹脂材
104  電気的接合部
106  エポキシ樹脂層

Claims (9)

  1.  内視鏡挿入部の先端部に配置され、複数の超音波振動子を有する超音波振動子ユニットにおいて、
     前記超音波振動子は圧電体を有し、
     前記圧電体に電気的に接合されるケーブルが前記先端部の内部空間に挿通され、
     前記ケーブルから前記圧電体に至る複数の電気的接合部のうち少なくともひとつが導電性を有する樹脂材で接合され、
     前記樹脂材を用いた前記電気的接合部が第1の樹脂層で覆われており、
     第1の樹脂はガスバリア性のエポキシ樹脂である、
     超音波振動子ユニット。
  2.  前記エポキシ樹脂が、ポリオキシアルキレン構造を有する、
     請求項1に記載の超音波振動子ユニット。
  3.  前記エポキシ樹脂が、アルコール化合物を含む、
     請求項1又は2に記載の超音波振動子ユニット。
  4.  前記アルコール化合物の水酸基当量が25以上150以下であり、分子量が50以上500以下である、
     請求項3に記載の超音波振動子ユニット。
  5.  前記エポキシ樹脂が、ポリアミド構造を有する、
     請求項1から3のいずれか1項に記載の超音波振動子ユニット。
  6.  前記ケーブルが挿通される前記先端部の内部空間が第2の樹脂層で充填され、
     第2の樹脂はエポキシ樹脂である、
     請求項1から5のいずれか1項に記載の超音波振動子ユニット。
  7.  前記エポキシ樹脂が、ポリアミド構造を有する、
     請求項6記載の超音波振動子ユニット。
  8.  前記第1の樹脂層が前記第2の樹脂層よりも硬化前の粘度が高い、
     請求項6又は7に記載の超音波振動子ユニット。
  9.  体内に挿入される挿入部と、
     前記挿入部の先端に設けられた超音波観測部と、
     前記超音波観測部に設けられ、請求項1から8のいずれか1項に記載の超音波振動子ユニットと、
     を有する超音波内視鏡。
PCT/JP2021/026403 2020-07-22 2021-07-14 超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡 Ceased WO2022019186A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022537949A JP7451712B2 (ja) 2020-07-22 2021-07-14 超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡
CN202180047068.3A CN115916063A (zh) 2020-07-22 2021-07-14 超声波振子单元及超声波内窥镜
EP21846513.6A EP4186438B1 (en) 2020-07-22 2021-07-14 Ultrasonic vibrator unit and ultrasonic endoscope
US18/069,385 US20230124828A1 (en) 2020-07-22 2022-12-21 Ultrasonic oscillator unit and ultrasonic endoscope

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020125267 2020-07-22
JP2020-125267 2020-07-22

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/069,385 Continuation US20230124828A1 (en) 2020-07-22 2022-12-21 Ultrasonic oscillator unit and ultrasonic endoscope

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022019186A1 true WO2022019186A1 (ja) 2022-01-27

Family

ID=79728667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/026403 Ceased WO2022019186A1 (ja) 2020-07-22 2021-07-14 超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230124828A1 (ja)
EP (1) EP4186438B1 (ja)
JP (1) JP7451712B2 (ja)
CN (1) CN115916063A (ja)
WO (1) WO2022019186A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11998387B2 (en) * 2022-01-12 2024-06-04 Exo Imaging, Inc. Multilayer housing seals for ultrasound transducers

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016120183A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 キヤノン株式会社 光音響波用プローブ、超音波トランスデューサユニット、及び被検体情報取得装置
WO2018003322A1 (ja) 2016-06-30 2018-01-04 富士フイルム株式会社 超音波内視鏡

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9237880B2 (en) * 2011-03-17 2016-01-19 Koninklijke Philips N.V. Composite acoustic backing with high thermal conductivity for ultrasound transducer array
JP6588630B2 (ja) * 2016-04-28 2019-10-09 富士フイルム株式会社 超音波振動子ユニット
CN105903667B (zh) * 2016-05-10 2017-12-15 广州佰奥廷电子科技有限公司 双频中空聚焦超声探测器
CN109192749B (zh) * 2018-07-12 2021-05-04 中国科学院微电子研究所 超声波换能器阵列及其制作和封装方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016120183A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 キヤノン株式会社 光音響波用プローブ、超音波トランスデューサユニット、及び被検体情報取得装置
WO2018003322A1 (ja) 2016-06-30 2018-01-04 富士フイルム株式会社 超音波内視鏡

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4186438A4

Also Published As

Publication number Publication date
US20230124828A1 (en) 2023-04-20
EP4186438A1 (en) 2023-05-31
JP7451712B2 (ja) 2024-03-18
EP4186438B1 (en) 2025-07-02
EP4186438A4 (en) 2023-12-06
JPWO2022019186A1 (ja) 2022-01-27
CN115916063A (zh) 2023-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11202620B2 (en) Ultrasonic endoscope
JP6625746B2 (ja) 超音波内視鏡、及びその製造方法
CN109069126B (zh) 超声波振子单元
US11076837B2 (en) Ultrasonic endoscope
CN108882919B (zh) 超声波振子单元及使用该单元的超声波内窥镜
US20190029646A1 (en) Ultrasonic oscillator unit
US10661310B2 (en) Ultrasonic oscillator unit
JP6596158B2 (ja) 超音波内視鏡
JP6596159B2 (ja) 超音波内視鏡
JP7451712B2 (ja) 超音波振動子ユニット及び超音波内視鏡
JP2023129671A (ja) 超音波内視鏡
JP7719927B2 (ja) 超音波内視鏡
JP2023129670A (ja) 超音波内視鏡

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21846513

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022537949

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021846513

Country of ref document: EP

Effective date: 20230222

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2021846513

Country of ref document: EP