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JPH0593410U - Ultrasound imaging catheter - Google Patents

Ultrasound imaging catheter

Info

Publication number
JPH0593410U
JPH0593410U JP3530092U JP3530092U JPH0593410U JP H0593410 U JPH0593410 U JP H0593410U JP 3530092 U JP3530092 U JP 3530092U JP 3530092 U JP3530092 U JP 3530092U JP H0593410 U JPH0593410 U JP H0593410U
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
outer tube
catheter
ultrasonic
diameter
transducer
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.)
Pending
Application number
JP3530092U
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
正 藤井
伸司 石田
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.)
Terumo Corp
Original Assignee
Terumo 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 Terumo Corp filed Critical Terumo Corp
Priority to JP3530092U priority Critical patent/JPH0593410U/en
Publication of JPH0593410U publication Critical patent/JPH0593410U/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】細径の超音波イメージング・カテーテルが本質
的に有している観察深度の浅さを大幅に改善し、細径で
あっても観察深度が深く、かつ画像の分解能の良い超音
波イメージング・カテーテルを提供する。 【構成】体腔内に挿入される外管12と、外管12の先
端部近傍に外管12の長手方向に沿う面内に揺動可能に
支持され、外管12の長手方向に沿って外管12の直径
よりも大きい開口を有する振動子14と、外管12内に
その延出方向に沿って配設され、外管12に対して往復
運動または回転運動をする伝達ワイヤ18と、振動子1
4の後部に配置され、伝達ワイヤ18の往復運動または
回転運動を振動子14の揺動運動に変換する変換機構1
9とを具備する。
(57) [Abstract] [Purpose] Significantly improve the shallow observation depth inherent in a small-diameter ultrasonic imaging catheter. An ultrasonic imaging catheter with high resolution is provided. An outer tube (12) to be inserted into a body cavity, and an outer tube (12) that is swingably supported in the vicinity of the tip of the outer tube (12) in a plane along the longitudinal direction of the outer tube (12). A vibrator 14 having an opening larger than the diameter of the tube 12, a transmission wire 18 which is disposed in the outer tube 12 along the extending direction thereof, and which reciprocates or rotates with respect to the outer tube 12, and a vibration. Child 1
4 is arranged at the rear portion of the transmission wire 18 and converts the reciprocating motion or the rotational motion of the transmission wire 18 into the swing motion of the oscillator 14.
9 and 9.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、血管内にも挿入できるカテーテル型の細径の超音波プローブの改良 に関し、特に観察深度の拡張を可能とした(超音波パルスエコー法による超音波 診断装置用の)超音波イメージング・カテーテルに関する。 The present invention relates to an improvement of a catheter-type small-diameter ultrasonic probe that can be inserted into a blood vessel. In particular, it enables the expansion of the observation depth (for ultrasonic diagnostic equipment using the ultrasonic pulse echo method). Regarding catheters.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

超音波診断装置は、近年大変普及をした画像診断装置の1つである。その診断 対象は、ほぼ人体の全身に渡っており、体外より体内臓器等を観察するためのプ ローブ(リニア・プローブ,コンベックス・プローブ,セクタ・プローブ等)が 数多く実用化されている。また最近では、体内より直接目的の臓器が観察できる 体腔内プローブ(経直腸プローブ,経腔プローブや経食道プローブ)が開発され ており、より精密な観察・診断が可能となった。 The ultrasonic diagnostic apparatus is one of the image diagnostic apparatuses that have become very popular in recent years. The target of diagnosis is almost the whole human body, and many probes (linear probe, convex probe, sector probe, etc.) for observing internal organs from outside the body have been put to practical use. Recently, intracavity probes (transrectal probe, transluminal probe, and transesophageal probe) that allow direct observation of the target organ from inside the body have been developed, enabling more precise observation and diagnosis.

【0003】 更に現在では、内視鏡の鉗子口や血管内にも挿入できる細径プローブが開発さ れてきており、内視鏡観察下での胃、胆嚢、膵臓等の精密診断や、X線透視下で の冠状動脈断面の観察が進みつつある状況である。現在、血管内にも挿入できる 最小の細径プローブとしては、直径が1mm強で30MHzの超音波を使用したもの が知られている。Further, at present, a small-diameter probe that can be inserted into a forceps port of an endoscope or a blood vessel has been developed, and precise diagnosis of the stomach, gallbladder, pancreas, etc. under observation with an endoscope and X Observation of coronary cross-section under fluoroscopy is progressing. Currently, the smallest probe that can be inserted into a blood vessel is one that uses an ultrasonic wave of 30 MHz at a diameter of just over 1 mm.

【0004】 血管内にも挿入できるカテーテル型の細径超音波プローブ(以下、超音波イメ ージング・カテーテルと呼ぶ)の従来の構造としては、大別して図14(a), (b),(c)に示した様な3つのものが知られている。 図14(a)及び図14(b)は、機械走査方式によるラジアル走査型の超音 波イメージング・カテーテルの構造を示しており、(a)は振動子101を回転 駆動軸103によって直接回転走査するもの、(b)は振動子101を固定し、 対向する音響反射鏡102を、回転駆動軸103によって回転走査するものであ る。これらは、いずれも超音波ビーム110をカテーテル104に対して垂直方 向に回転走査し、断層像を得るものである。すなわち、カテーテル104を血管 内に挿入した場合、血管の断面(輪切り)が画像として観察できるものである。The conventional structure of a catheter-type small-diameter ultrasonic probe that can be inserted into a blood vessel (hereinafter referred to as an ultrasonic imaging catheter) is roughly classified into FIGS. 14 (a), (b), (c). ) There are three known types. 14 (a) and 14 (b) show the structure of a radial scanning type ultrasonic imaging catheter using a mechanical scanning method, and FIG. 14 (a) shows a structure in which a transducer 101 is directly rotated by a drive shaft 103. In FIG. 4B, the transducer 101 is fixed and the opposing acoustic reflecting mirror 102 is rotationally scanned by the rotary drive shaft 103. In all of these, the ultrasonic beam 110 is rotationally scanned in a direction perpendicular to the catheter 104 to obtain a tomographic image. That is, when the catheter 104 is inserted into a blood vessel, the cross section (circular slice) of the blood vessel can be observed as an image.

【0005】[0005]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかしながら、上記の従来例のうち、図14(b)に示したものにおいては、 振動子101の開口は、カテーテル104の直径で制限されてしまい、図14( a)に示したものにおいては、断層面のスライスの厚さ方向の分解能を決定する 開口Sは、カテーテル104の直径には制限されないものの、断層像面の方位分 解能を決定する開口Lは、カテーテル104の直径で制限されてしまう。 However, in the conventional example shown in FIG. 14 (b), the opening of the oscillator 101 is limited by the diameter of the catheter 104, and in the example shown in FIG. 14 (a), The aperture S that determines the resolution in the slice thickness direction of the tomographic plane is not limited by the diameter of the catheter 104, but the aperture L that determines the azimuth resolution of the tomographic image plane is limited by the diameter of the catheter 104. I will end up.

【0006】 従って、カテーテル104を細径、例えば血管にも挿入できる様に1mm程度に すると、振動子101の開口も、1mm以下となってしまう。音波の原理より、小 さい開口から送波された超音波は、大きな開口より送波された超音波より指向性 が悪くすぐに超音波ビームが拡散してしまう性質をもっている。 従って、このような小開口の振動子により超音波ビームを発生させる場合、超 音波ビームの指向性を良くし、画像の分解能を良くするためには、原理的に、超 音波ビームの周波数をより高い周波数に設定しなければならない。この様な理由 から、実用化されている直径1mm程度の超音波イメージング・カテーテルの周波 数は20〜30MHz程度の高周波に設定されている。Therefore, when the catheter 104 has a small diameter, for example, about 1 mm so that it can be inserted into a blood vessel, the opening of the vibrator 101 also becomes 1 mm or less. Due to the principle of sound waves, ultrasonic waves transmitted from a small aperture have a poorer directivity than ultrasonic waves transmitted from a large aperture, and the ultrasonic beam immediately diffuses. Therefore, in order to improve the directivity of the ultrasonic beam and the resolution of the image when the ultrasonic beam is generated by the transducer with such a small aperture, in principle, the frequency of the ultrasonic beam should be set higher. Must be set to a higher frequency. For this reason, the frequency of the ultrasonic imaging catheter with a diameter of about 1 mm, which has been put into practical use, is set to a high frequency of about 20 to 30 MHz.

【0007】 開口と分解能と周波数の関係については、本願出願人が既に出願している特開 昭60−18159号公報に詳しく述べられている。 以上のように、ラジアル走査方式の細径のイメージング・カテーテルでは、2 0〜30MHz程度の高周波を使用しなければならないため、その観察深度(超音 波ビームの到達深度)は極めて浅く(約5mm程度)、従って診断対象も血管断面 付近と極めて制限されたものとなっている。勿論、カテーテルの直径を太くすれ ば、大開口がとれるので、より低い周波数である20MHzから10MHz位の周波 数が使用でき、診断深度は拡大するのであるが、カテーテルの直径は2〜3mm位 に太くなってしまい、血管内への挿入が困難となってしまう。The relationship between aperture, resolution and frequency is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-18159 filed by the applicant of the present application. As described above, in a radial scanning type small-diameter imaging catheter, a high frequency of about 20 to 30 MHz must be used, and therefore the observation depth (the ultrasonic beam reach depth) is extremely shallow (about 5 mm). Therefore, the target of diagnosis is extremely limited to the vicinity of the blood vessel cross section. Of course, if the diameter of the catheter is made thicker, a large opening can be made, so a frequency of 20 MHz to 10 MHz, which is a lower frequency, can be used, and the diagnostic depth can be expanded, but the diameter of the catheter can be increased to 2 to 3 mm. It becomes thick and it becomes difficult to insert it into the blood vessel.

【0008】 また、図14(c)に示したものは、カテーテルの周囲に矩形状の振動子10 1を多数個配列し、電子スキャン方式により、超音波ビーム110をラジアル走 査するものである。この方式においても、方位分解能はカテーテル104の直径 で制限される開口に依存している。更に、この方式では、カテーテル104の外 周上に配列された振動子101の数を多くしないと(例えば64素子以上)、分 解能の良い断層像が得られないという原理的問題点があり、製造上極めて困難で ある。また、電子スキャンを制御するスイッチング回路をカテーテル104の先 端部105に設ける必要もあり(スイッチング回路がカテーテルの外部に在る場 合は素子の数だけのリード線をカテーテル内に通す必要がある)、いずれにして も、細径化を図ることは、極めて困難であり、実用的な方式とは言えない。In addition, as shown in FIG. 14C, a large number of rectangular transducers 101 are arranged around a catheter, and the ultrasonic beam 110 is radially scanned by an electronic scanning method. .. Also in this method, the lateral resolution depends on the opening limited by the diameter of the catheter 104. Furthermore, this method has a principle problem that a tomographic image with good resolution cannot be obtained unless the number of transducers 101 arranged on the outer circumference of the catheter 104 is increased (for example, 64 elements or more). , It is extremely difficult to manufacture. It is also necessary to provide a switching circuit for controlling the electronic scan at the tip portion 105 of the catheter 104 (when the switching circuit is outside the catheter, it is necessary to pass as many leads as the number of elements into the catheter). ) In any case, it is extremely difficult to reduce the diameter, and it cannot be said to be a practical method.

【0009】 上記の様な問題点を解決するための一つの方法としては、振動子の開口をカテ ーテルの長手方向に延長し、カテーテルの中心軸を含む面に沿ってこの振動子を セクタ走査する方法が考えられる。この場合には、走査方向の開口は、カテーテ ルの直径によって制限されないので、分解能を低下させることなく、より低い周 波数を使用することができ、観察深度をより深くすることができる。One method for solving the above problems is to extend the aperture of the transducer in the longitudinal direction of the catheter and perform sector scanning of the transducer along the plane including the central axis of the catheter. There are possible ways to do it. In this case, the aperture in the scanning direction is not limited by the diameter of the catheter, so that lower frequencies can be used and the observation depth can be deeper without reducing the resolution.

【0010】 このように振動子をカテーテルの中心軸を含む面に沿ってセクタ走査する機構 としては、例えば、特公昭57−61417号公報に開示されているものや、特 開昭63−145640号公報に開示されているものが知られている。 しかしながら、上記の機構のうち特公昭57−61417号公報に開示されて いる機構は、図15に示した様に振動子122の下部に、ソレノイドコイル12 8,アマーチャ124,回動体120等の機構部材を設けたものであるため、こ れらの機構部材を配置するためのスペースがカテーテルの径方向に余分に必要で ある。そのため、カテーテルの外径が原理的に太くなってしまい、細径のカテー テルには本質的に適さない構造である。また仮に、この構造で、図16に示す様 に振動子の開口をカテーテルの長手方向に沿って大きく取ったとしても、上記の 機構部材の存在によって、セクタ走査角度は極端に小さく制限されてしまう。す なわち、この構造は、直腸や体腔内プローブには適用可能であっても、血管内に まで挿入できる様な細径のプローブには適用することができない。As a mechanism for sector-scanning the transducer along the plane including the central axis of the catheter in this way, for example, a mechanism disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-61417 or Japanese Patent Publication No. 63-145640. The one disclosed in the publication is known. However, among the above-mentioned mechanisms, the mechanism disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-61417 discloses a mechanism, such as a solenoid coil 128, an armature 124, and a rotating body 120, which is provided below a vibrator 122 as shown in FIG. Since the members are provided, an extra space for arranging these mechanical members is required in the radial direction of the catheter. As a result, the outer diameter of the catheter is increased in principle, which is a structure that is essentially unsuitable for small diameter catheters. Even with this structure, even if the opening of the transducer is made large along the longitudinal direction of the catheter as shown in FIG. 16, the sector scan angle is extremely small due to the presence of the above-mentioned mechanical member. .. That is, this structure can be applied to a rectal probe or a body cavity probe, but cannot be applied to a probe having a small diameter that can be inserted into a blood vessel.

【0011】 また、特開昭63−145640号公報に開示されている機構は、カテーテル の先端に、揺動自在な回動部材を設け、この回動部材上に電子スキヤン方式の探 触子を取り付けたものである。この構造も、特公昭57−61417号公報に開 示されている機構と同様、振動子(探触子)の下部に駆動機構が存在するので、 この駆動機構の分だけカテーテルの径方向に余分なスペースを必要とすることと なるため、カテーテルの外径は本質的に太くなる傾向にあり、血管内にも挿入で きる様な細径のカテーテルには適さない。Further, the mechanism disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-145640 is provided with a swingable rotatable member at the tip of a catheter, and an electronic scanning type probe is provided on the rotatable member. It is attached. Similar to the mechanism disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-61417, this structure also has a drive mechanism below the transducer (probe). Since it requires a large space, the outer diameter of the catheter tends to be inherently thick, which is not suitable for a catheter with a small diameter that can be inserted into a blood vessel.

【0012】 従って、本考案は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的とする ところは、細径の超音波イメージング・カテーテルが本質的に有している観察深 度の浅さを大幅に改善し、細径であっても観察深度が深く、かつ画像の分解能の 良い超音波イメージング・カテーテルを提供することにある。[0012] Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to realize a shallow observation depth that is inherently possessed by a small-diameter ultrasonic imaging catheter. It is to provide an ultrasonic imaging catheter that has a large improvement, has a deep observation depth even with a small diameter, and has good image resolution.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上述の課題を解決し、目的を達成するために、本考案の超音波イメージング・ カテーテルは、体腔内に挿入される外管部と、該外管部の先端部近傍に該外管部 の長手方向に沿う面内に揺動可能に支持され、前記外管部の長手方向に沿って該 外管部の直径よりも大きい開口を有する振動子と、前記外管部内にその延出方向 に沿って配設され、該外管部に対して往復運動または回転運動をする伝達ワイヤ と、前記振動子の後部に配置され、前記伝達ワイヤの往復運動または回転運動を 前記振動子の揺動運動に変換する変換機構とを具備することを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems and to achieve the object, the ultrasonic imaging catheter of the present invention has an outer tube part to be inserted into a body cavity and a longitudinal part of the outer tube part near the tip part of the outer tube part. A vibrator which is swingably supported in a plane along the direction and has an opening larger than the diameter of the outer tube along the longitudinal direction of the outer tube; And a transmission wire that reciprocates or rotates with respect to the outer tube portion, and a reciprocating motion or rotational movement of the transmission wire that is disposed at the rear portion of the vibrator, and is converted into a swing motion of the vibrator. And a conversion mechanism for converting.

【0014】[0014]

【作用】[Action]

以上の様に、この考案に係わる超音波イメージング・カテーテルは構成されて いるので、伝達ワイヤの往復運動または回転運動を、振動子の後方に設けられた 変換機構を介して、外管部の径よりも大きい開口を有する振動子の揺動運動に変 換することにより、振動子をその開口の大きい方向に走査することが可能であり ながら、外管部の径方向に変換機構の収容スペースを必要としなくなるので、細 径であっても観察深度が深く、かつ画像の分解能の良い超音波イメージング・カ テーテルを提供することができる。 As described above, since the ultrasonic imaging catheter according to the present invention is constructed, the reciprocating motion or the rotary motion of the transmission wire is converted into the diameter of the outer tube portion through the conversion mechanism provided behind the transducer. By converting into a swinging motion of a transducer with a larger opening, it is possible to scan the transducer in the direction of the larger opening, but the storage space for the conversion mechanism is increased in the radial direction of the outer tube. Since it is not necessary, it is possible to provide an ultrasonic imaging catheter that has a large observation depth even with a small diameter and has good image resolution.

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

以下、本考案の好適な一実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する 。 図1は、一実施例の超音波イメージング・カテーテルの構造を概略的に示した 図である。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing the structure of an ultrasonic imaging catheter according to an embodiment.

【0016】 図1において、超音波イメージング・カテーテル10(以下、単にカテーテル と呼ぶ)は、その先端部10aから体腔または血管内に挿入され、これら体腔ま たは血管の周囲の構造を超音波により探索するためのものである。 カテーテル10の外殻を構成する外管12の内部の先端部近傍には、超音波振 動子14が配置されており、この超音波振動子14は、基板30に取り付けられ ている。基板30は、回転軸16によりカテーテル10の長手方向に沿う平面内 で回動自在に支持されている。超音波振動子14の後方には、外管12の長手方 向に沿って配置されたフレキシブルな駆動ワイヤ18が配設されており、この駆 動ワイヤ18は、カテーテル10の後端部に配置された不図示の駆動装置により 、外管12の長手方向に沿う往復運動(矢印a方向)または、外管12の中心軸 を回転軸とする回転運動(矢印b方向)を行う様になされている。駆動ワイヤ1 8と超音波振動子14の間には駆動ワイヤ18の上記の往復運動または回転運動 を、超音波振動子14の回転軸16回りの揺動運動(矢印c方向)に変換するた めの変換機構19が配置されている。従って、超音波振動子14は、不図示の駆 動装置により、カテーテル10の長手方向に対して側視の方向に矢印dの範囲に 渡ってセクタ操作が行われる様に駆動される。In FIG. 1, an ultrasonic imaging catheter 10 (hereinafter, simply referred to as a catheter) is inserted into a body cavity or a blood vessel from its tip 10a, and the structure around the body cavity or the blood vessel is ultrasonically detected. It is for exploring. An ultrasonic oscillator 14 is arranged in the vicinity of the distal end inside the outer tube 12 forming the outer shell of the catheter 10, and the ultrasonic oscillator 14 is attached to the substrate 30. The substrate 30 is rotatably supported by a rotating shaft 16 in a plane along the longitudinal direction of the catheter 10. Behind the ultrasonic transducer 14, a flexible drive wire 18 arranged along the longitudinal direction of the outer tube 12 is arranged, and the drive wire 18 is arranged at the rear end of the catheter 10. By a driving device (not shown), a reciprocating movement along the longitudinal direction of the outer tube 12 (direction of arrow a) or a rotational movement about the central axis of the outer tube 12 (direction of arrow b) is performed. There is. Between the drive wire 18 and the ultrasonic oscillator 14, the reciprocating motion or the rotational motion of the drive wire 18 is converted into the swinging motion of the ultrasonic vibrator 14 around the rotation axis 16 (direction of arrow c). A conversion mechanism 19 is arranged. Therefore, the ultrasonic transducer 14 is driven by a driving device (not shown) so that the sector operation is performed over the range of the arrow d in the side view direction with respect to the longitudinal direction of the catheter 10.

【0017】 超音波振動子14は、図1,図2,図3に示した様に、カテーテル10の長手 方向にAの開口幅を有しており、カテーテル10の径方向にFの開口幅を有して いる。カテーテル10の径方向の開口幅Fは、必然的にカテーテル10の内径D により制限され、開口幅Fはこの内径Dよりも僅かに小さい値に設定されている 。一方、カテーテル10の長手方向の開口幅Aは、カテーテル10の内径Dには 制限されず、カテーテル10の内径Dよりも大きく採ることが可能である。この ように、カテーテル10の長手方向すなわち超音波振動子14の走査方向に沿っ て、開口幅Aを大きく採ることによって、超音波が拡散しにくくなるので、矢印 dの範囲で示されるセクタ操作における方位分解能が改善される。この方位分解 能が改善されることにより、より低い周波数を使用しても必要な分解能が確保さ れるので、低い周波数を使用して、超音波ビームの到達深度を増大させることが できる。超音波ビームの到達深度が増大すれば、カテーテル10による観察深度 が深くなり、より広い範囲の観察を行うことが可能となる。The ultrasonic transducer 14 has an opening width of A in the longitudinal direction of the catheter 10 and an opening width of F in the radial direction of the catheter 10, as shown in FIGS. have. The radial opening width F of the catheter 10 is necessarily limited by the inner diameter D 1 of the catheter 10, and the opening width F is set to a value slightly smaller than this inner diameter D 2. On the other hand, the opening width A in the longitudinal direction of the catheter 10 is not limited to the inner diameter D of the catheter 10 and can be set larger than the inner diameter D of the catheter 10. As described above, by increasing the opening width A along the longitudinal direction of the catheter 10, that is, the scanning direction of the ultrasonic transducer 14, it becomes difficult for the ultrasonic waves to diffuse. Therefore, in the sector operation indicated by the range of arrow d. The lateral resolution is improved. This improved azimuth resolution can ensure the required resolution even at lower frequencies, so lower frequencies can be used to increase the depth of arrival of the ultrasonic beam. If the arrival depth of the ultrasonic beam increases, the observation depth of the catheter 10 becomes deeper, and it becomes possible to perform observation in a wider range.

【0018】 なお、この実施例における超音波振動子14の開口幅Aと、セクタ走査角度α とカテーテル10の内径Dとの関係は次の様な式で表される。 α=2・sin-1(D/A) この関係をグラフに表すと、図4に示した様になる。図4によれば、開口幅A をカテーテル10の内径Dの2倍とした場合で、約60°の走査角度が得られ、 開口幅Aを内径Dの4倍とした場合でも、30°程度の走査角度が得られること が分かる。The relationship between the opening width A of the ultrasonic transducer 14, the sector scanning angle α, and the inner diameter D of the catheter 10 in this embodiment is expressed by the following equation. α = 2 · sin −1 (D / A) When this relationship is expressed in a graph, it becomes as shown in FIG. According to FIG. 4, when the opening width A is twice the inner diameter D of the catheter 10, a scanning angle of about 60 ° is obtained, and even when the opening width A is four times the inner diameter D, it is about 30 °. It can be seen that the scanning angle of is obtained.

【0019】 次に、図5は、一実施例の第1の変形例を示した図である。なお、一実施例と 同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。 図5において、超音波振動子14の裏面には、バッキング層20を介してもう 1つの超音波振動子22が配設されている。これら2つの超音波振動子14,2 2により同時にセクタ走査を行えば、矢印dで示した範囲と、矢印eで示した範 囲の断層像が同時に得られることとなり、より観察範囲を広げることができる。Next, FIG. 5 is a diagram showing a first modification of the embodiment. The same parts as those in the embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In FIG. 5, another ultrasonic transducer 22 is provided on the back surface of the ultrasonic transducer 14 with the backing layer 20 interposed therebetween. If sector scanning is simultaneously performed by these two ultrasonic transducers 14 and 22, the range shown by arrow d and the tomographic image within the range shown by arrow e can be obtained at the same time, and the observation range can be further expanded. You can

【0020】 図6は、一実施例の第2の変形例を示した図である。 この第2の変形例は、一実施例の超音波振動子14を、図6,図7に示した様 に、小さな振動素子24をアレイ状に配列させたアレイ振動素子26で置き換え たものである。このようにアレイ振動素子26を使用すれば、超音波の送信及び 受信のときに、電子フォーカスの技術を使用することができるので、画像の分解 能の改善を図ることができる。特に、この実施例の様に、開口を大きくして観察 深度を深くしたカテーテルにおいては、電子フォーカスの技術を使用することに より、患部の深い部分に焦点を合わせることができるので、深い部分を鮮明に観 察することが可能となる。また、アレイ振動子26を、図5に示した第1の変形 例に適用することも可能である。FIG. 6 is a diagram showing a second modification of the embodiment. In this second modification, the ultrasonic transducer 14 of the embodiment is replaced with an array vibrating element 26 in which small vibrating elements 24 are arranged in an array as shown in FIGS. 6 and 7. is there. When the array vibrating element 26 is used in this way, the electronic focusing technique can be used at the time of transmitting and receiving ultrasonic waves, so that the resolution of images can be improved. In particular, in the case of a catheter with a large opening and a large observation depth, as in this embodiment, it is possible to focus on a deep portion of the affected area by using the electronic focusing technique. It is possible to observe clearly. Further, the array transducer 26 can be applied to the first modification shown in FIG.

【0021】 更には、超音波振動子を凹面状の振動子として、超音波の収束性を良くするな ど種々の変形が考えられる。 次に、変換機構19の構造について説明する。 図8は、変換機構19の第1の実施例の構造を示した図である。 図8において、超音波振動子14は、回転軸16の回りに回動可能に取り付け られた基板30上に配設されている。基板30の後端部には、図9に示した様に 、基板30の幅方向に延出するスライド溝30aが形成されている。一方、駆動 ワイヤ18の先端部18aは、図8に示した様に、曲げられており、その更に先 端部には、球状の突起部18bが形成されている(図10)。そして、この突起 部18bが図10に示した様に、スライド溝30aを介して基板30内に進入し ている。このように構成された変換機構19においては、駆動ワイヤ18が図8 に矢印bで示した様に回転すると、駆動ワイヤ18の先端部18aが、駆動ワイ ヤ18の中心軸の回りに振れ回り運動する。この運動につれて、突起部18bが 、図9(a)〜図9(c)に示した様に、スライド溝30aに沿ってスライドし 、基板30は、回転軸16の回りに揺動運動することとなる。Furthermore, various modifications such as improving the convergence of ultrasonic waves can be considered by using the ultrasonic vibrator as a concave vibrator. Next, the structure of the conversion mechanism 19 will be described. FIG. 8 is a diagram showing the structure of the conversion mechanism 19 according to the first embodiment. In FIG. 8, the ultrasonic transducer 14 is arranged on a substrate 30 that is rotatably mounted around a rotary shaft 16. As shown in FIG. 9, a slide groove 30a extending in the width direction of the substrate 30 is formed at the rear end of the substrate 30. On the other hand, the tip portion 18a of the drive wire 18 is bent as shown in FIG. 8, and a spherical projection portion 18b is formed on the tip portion thereof (FIG. 10). Then, as shown in FIG. 10, the protrusion 18b enters the substrate 30 through the slide groove 30a. In the conversion mechanism 19 configured as above, when the drive wire 18 rotates as shown by the arrow b in FIG. Exercise. With this movement, the protrusion 18b slides along the slide groove 30a as shown in FIGS. 9A to 9C, and the substrate 30 swings around the rotary shaft 16. Becomes

【0022】 次に、図11は、変換機構19の第2の実施例の構造を示した図である。 図11において、基板30の先端部には、ヒンジ32を介して、リンク部材3 4の一端部が回転自在に取り付けられている。リンク部材34の他端部は、駆動 ワイヤ18の先端部にヒンジ35を介して回転自在に取り付けられている。従っ て、駆動ワイヤ18が、矢印a方向に往復運動すると、リンク部材34は、駆動 ワイヤの動きにつれて90°以内の回転角で回転運動し、基板30は、矢印cで 示した様に揺動運動を行う。Next, FIG. 11 is a view showing the structure of the second embodiment of the conversion mechanism 19. In FIG. 11, one end of a link member 34 is rotatably attached to the tip of the substrate 30 via a hinge 32. The other end of the link member 34 is rotatably attached to the tip of the drive wire 18 via a hinge 35. Therefore, when the drive wire 18 reciprocates in the direction of arrow a, the link member 34 rotates at a rotation angle of 90 ° or less as the drive wire moves, and the substrate 30 swings as indicated by arrow c. Do exercise.

【0023】 図12は、第2の実施例の変形例の構造を示したものであり、基板30の後端 部にヒンジ36を介してリンク部材38が取り付けられている場合を示している 。この構造においても、第2の実施例と全く同様に駆動ワイヤ18が矢印a方向 に往復運動することにより、基板30は、矢印cで示した様に揺動運動を行う。 次に、図13は、変換機構19の第3の実施例の構造を示した図である。FIG. 12 shows a structure of a modification of the second embodiment, and shows a case where a link member 38 is attached to the rear end portion of the substrate 30 via a hinge 36. In this structure as well, the drive wire 18 reciprocates in the direction of the arrow a in exactly the same manner as in the second embodiment, so that the substrate 30 oscillates as shown by the arrow c. Next, FIG. 13 is a diagram showing the structure of the third embodiment of the conversion mechanism 19.

【0024】 図13において、超音波振動子14が取り付けられている基板40は、その先 端部40aにおいて、回転軸41により外管12に対して回転自在に支持されて いる。基板40の後端部40bには摺動ピン42が取り付けられている。一方、 駆動ワイヤ18の先端部には、略円弧状の溝部44aを有するスライドレール4 4が、上下方向に延出した状態で取り付けられている。このように構成された変 換機構19においては、駆動ワイヤ18が矢印a方向に往復運動すると、摺動ピ ン42は、円弧状の溝部44aに沿って、上下方向にスライドし、これに伴って 、基板40は、回転軸41を中心として、揺動運動を行う。In FIG. 13, the substrate 40 to which the ultrasonic transducer 14 is attached is rotatably supported by the rotating shaft 41 at the front end portion 40 a thereof with respect to the outer tube 12. A sliding pin 42 is attached to the rear end portion 40b of the substrate 40. On the other hand, a slide rail 44 having a substantially arcuate groove portion 44a is attached to the distal end portion of the drive wire 18 in a state of extending in the vertical direction. In the conversion mechanism 19 configured in this manner, when the drive wire 18 reciprocates in the direction of arrow a, the sliding pin 42 slides vertically along the arcuate groove portion 44a, and accordingly. Thus, the substrate 40 makes a swinging motion around the rotation shaft 41.

【0025】 上記の実施例のうちで、最も好ましいものは、第1の実施例である。第1の実 施例においては、駆動ワイヤ18の回転運動により超音波振動子14を揺動運動 させることができるので、図14(a),(b)に示した様な従来のラジアルス キヤン方式の細径プローブを使用する超音波診断装置の駆動機構をそのまま流用 することができる。従って、1台の超音波診断装置本体を使用し、プローブのみ を取り替えることにより、血管近傍の観察から、深い臓器の観察まで、幅広い診 断範囲に対応することができ、実用的に優れている。Of the above embodiments, the most preferred one is the first embodiment. In the first embodiment, since the ultrasonic transducer 14 can be oscillated by the rotational movement of the drive wire 18, the conventional radial scan method as shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b) is used. The drive mechanism of the ultrasonic diagnostic apparatus using the small-diameter probe can be used as it is. Therefore, by using one ultrasonic diagnostic equipment main unit and replacing only the probe, it is possible to support a wide range of diagnosis from observation of the vicinity of blood vessels to observation of deep organs, which is practically excellent. ..

【0026】 なお、本考案は、その主旨を逸脱しない範囲で上記実施例を修正または変形し たものに適用可能である。It should be noted that the present invention can be applied to modifications and variations of the above embodiments without departing from the spirit of the invention.

【0027】[0027]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上説明した様に、本考案の超音波イメージング・カテーテルによれば、伝達 ワイヤの往復運動または回転運動を、振動子の後方に設けられた変換機構を介し て、外管部の径よりも大きい開口を有する振動子の揺動運動に変換することによ り、振動子をその開口の大きい方向に走査することが可能でありながら、外管部 の径方向に変換機構の収容スペースを必要としなくなるので、細径であっても観 察深度が深く、かつ画像の分解能の良い超音波イメージング・カテーテルを提供 することができる。 As described above, according to the ultrasonic imaging catheter of the present invention, the reciprocating motion or rotating motion of the transmission wire is larger than the diameter of the outer tube portion via the conversion mechanism provided behind the transducer. By converting the oscillator with the opening into the oscillating motion, it is possible to scan the oscillator in the direction in which the opening is large, but a space for the conversion mechanism is required in the radial direction of the outer tube. Since it is eliminated, it is possible to provide an ultrasonic imaging catheter which has a deep observation depth even with a small diameter and has good image resolution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】一実施例の超音波イメージング・カテーテルの
構造を概略的に示した図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the structure of an ultrasonic imaging catheter according to an embodiment.

【図2】図1を右側から見た断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1 viewed from the right side.

【図3】超音波振動子の形状を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the shape of an ultrasonic transducer.

【図4】超音波振動子の開口幅とセクタ走査角度とカテ
ーテルの内径との関係を示したグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the opening width of the ultrasonic transducer, the sector scan angle, and the inner diameter of the catheter.

【図5】一実施例の第1の変形例を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a first modification of the embodiment.

【図6】一実施例の第2の変形例を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a second modification of the embodiment.

【図7】第2の変形例における超音波振動子の形状を示
す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing the shape of an ultrasonic transducer according to a second modification.

【図8】変換機構の第1の実施例の構造を示した図であ
る。
FIG. 8 is a view showing the structure of the first example of the conversion mechanism.

【図9】超音波振動子の揺動する様子を示した図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing how the ultrasonic transducer oscillates.

【図10】基板の後端部の側断面図である。FIG. 10 is a side sectional view of a rear end portion of a substrate.

【図11】変換機構の第2の実施例の構造を示した図で
ある。
FIG. 11 is a diagram showing a structure of a second example of the conversion mechanism.

【図12】変換機構の第3の実施例の構造を示した図で
ある。
FIG. 12 is a diagram showing the structure of a third embodiment of the conversion mechanism.

【図13】変換機構の第4の実施例の構造を示した図で
ある。
FIG. 13 is a diagram showing the structure of a fourth example of the conversion mechanism.

【図14】従来の細径の超音波イメージング・カテーテ
ルの構造を示した図である。
FIG. 14 is a diagram showing the structure of a conventional small-diameter ultrasonic imaging catheter.

【図15】従来の超音波振動子の駆動機構の例を示した
図である。
FIG. 15 is a diagram showing an example of a drive mechanism for a conventional ultrasonic transducer.

【図16】図15において、超音波振動子の開口を大き
く採った場合を示した図である。
FIG. 16 is a diagram showing a case where the ultrasonic transducer has a large opening in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 超音波イメージング・カテーテル 12 外管 14 超音波振動子 16 回転軸 18 駆動ワイヤ 19 変換機構 20 バッキング層 22 超音波振動子 24 振動素子 26 アレイ振動素子 30 基板 32 ヒンジ 34 リンク部材 35 ヒンジ 36 ヒンジ 38 リンク部材 40 基板 41 回転軸 42 摺動ピン 44 スライドレール 10 Ultrasonic Imaging Catheter 12 Outer Tube 14 Ultrasonic Transducer 16 Rotating Shaft 18 Drive Wire 19 Conversion Mechanism 20 Backing Layer 22 Ultrasonic Transducer 24 Vibrating Element 26 Array Vibrating Element 30 Substrate 32 Hinge 34 Link Member 35 Hinge 36 Hinge 38 Link member 40 Substrate 41 Rotating shaft 42 Sliding pin 44 Slide rail

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 体腔内に挿入される外管部と、 該外管部の先端部近傍に該外管部の長手方向に沿う面内
に揺動可能に支持され、前記外管部の長手方向に沿って
該外管部の直径よりも大きい開口を有する振動子と、 前記外管部内にその延出方向に沿って配設され、該外管
部に対して往復運動または回転運動をする伝達ワイヤ
と、 前記振動子の後部に配置され、前記伝達ワイヤの往復運
動または回転運動を前記振動子の揺動運動に変換する変
換機構とを具備することを特徴とする超音波イメージン
グ・カテーテル。
1. An outer tube part to be inserted into a body cavity, and a longitudinal part of the outer tube part, which is swingably supported near a tip part of the outer tube part in a plane along the longitudinal direction of the outer tube part. A vibrator having an opening larger than the diameter of the outer tube portion along the direction, and arranged in the outer tube portion along the extending direction thereof and reciprocating or rotating with respect to the outer tube portion. An ultrasonic imaging catheter comprising: a transmission wire; and a conversion mechanism, which is disposed at a rear portion of the transducer and converts a reciprocating motion or a rotational movement of the transmission wire into a swing motion of the transducer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017094528A1 (en) * 2015-12-02 2018-09-13 オリンパス株式会社 Ultrasonic transducer unit, ultrasonic probe, and method for manufacturing ultrasonic transducer unit
CN111419285A (en) * 2020-04-28 2020-07-17 深圳英美达医疗技术有限公司 Ultrasonic three-dimensional imaging catheter and three-dimensional scanning method thereof

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