專利名稱：超聲波內窺鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種超聲波內窺鏡，其在插入部的頂端硬質部上設置在該頂端硬質部的前方具有觀察視野的內窺鏡觀察部件、和具有與該頂端硬質部的軸線正交的圓周狀或者圓弧狀的超聲波掃描面的電子掃描式的超聲波觀測部件。
背景技術：
超聲波內窺鏡安裝有在插入部的頂端硬質部觀察體腔內部的內窺鏡觀察部件、包含例如插通鉗子及其他處置器械的處置器械插通部等其他部件的內窺鏡機構、和超聲波觀測部件而構成，并且，作為基于該超聲波觀測部件的掃描形態(tài)，一直以來廣泛使用的是將多個超聲波振子在規(guī)定方向上排列且依次驅動這些超聲波振子的所謂電子掃描式的裝置。然后，例如，如特開2001-314403號公報所述，作為內窺鏡觀察部件的觀察視野，作成將插入部的頂端硬質部的前方作為視野的直視內窺鏡，另外，在徑向上形成基于超聲波觀測部件的超聲波掃描面，即圓周狀或者規(guī)定角度范圍的圓弧狀。
該特開2001-314403號公報中的超聲波內窺鏡，例如插入到食管、十二指腸等上部消化道或者大腸等下部消化道等體腔管內，用內窺鏡觀察部件觀察插入方向的前方，其結果是在檢測出病變部位等關心區(qū)域時，使超聲波觀測部件位于該關心區(qū)域的對面，可以獲取與該部位的體內組織有關的信息。
然而，在上述類型的超聲波內窺鏡中，作為構成超聲波振子陣列的超聲波振子的數目，根據分辨率的點達到數十個乃至在此以上。并且，雖然對這些各超聲波振子的電極分別連接電纜，但該電纜的連接通常以借助由樹脂薄膜構成的柔性基板而進行的方式構成。并且，在上述的特開2001-314403號公報中，將柔性基板分割為多片，使這些各柔性基板延伸到插入部的中途位置，并與電纜連接而構成。在此，插入部具有在安裝了內窺鏡觀察部件及超聲波觀測部件的頂端硬質部上順次連結角(angle)部及軟性部的結構，上述的柔性基板和電纜之間的連接通過角部而作為進入軟性部的位置。并且，該電纜所連接的柔性基板的基端側端部為自由狀態(tài)。
在如上所述的構成的情況下，在將超聲波觀測部件裝入(incorporation)插入部時，在使柔性基板預先與電纜連接的狀態(tài)下，插通到插入部內，但以從插入部的基端側拉進的方式使電纜的基端部插通，直到將超聲波振子陣列配置在插入部的頂端。并且，為了確保電纜連接對柔性基板的穩(wěn)定性，有時需要柔性基板具有某種程度的粘度(rigidity)，因此在柔性基板的邊緣部分向插入部內插通時，其邊緣部分被其他部分掛住而被插通，插通操作性變差，而且當以過強引拉的方式操作電纜時，則電纜有可能產生斷線。
此外，由于在插入部內裝入進超聲波觀測部件及內窺鏡觀察部件，因此插入部的內部具有高填充率。并且，角部通過彎曲操作而被急劇彎曲，因此端部成為自由狀態(tài)，且具有粘度的柔性基板在角部彎曲時被強制彎曲，其端部被壓緊在其他構件、例如構成內窺鏡觀察部件的光導(lightguide)上通過邊緣有可能使由極細的光纖維形成的光導或連接在固體攝像元件上的電纜發(fā)生斷線，還會產生可使處置器械插通管或送氣送水管縱向彎屈、或損傷等問題點。
總之，當在多個超聲波振子上分別連接電纜時，在使用柔性基板時，如果使該柔性基板的一部分成為自由狀態(tài)，則不僅在插入部的裝入時，而且在進行作為超聲波內窺鏡的作動時，該成為自由狀態(tài)的柔性基板的邊緣部或隅角部等與其他構件形成干擾，有可能壓迫這些其他部件或使其損傷。
本發(fā)明正是鑒于以上的問題點而完成的發(fā)明，其目的在于，確保與超聲波振子陣列連接的電纜的固定性及穩(wěn)定性，且使超聲波觀測部件向插入部的裝入容易進行。
此外，超聲波振子陣列作為整體由大致圓筒形狀的單元構成，在超聲波振子的內側配設墊層(backing layer)，此外在外側安裝聲透鏡。聲透鏡是使從超聲波振子發(fā)送來的超聲波束聚焦的透鏡，通過設置該聲透鏡，改善與超聲波束的發(fā)送面垂直的方向的波束。超聲波振子陣列將上述的各構件等一體化，裝入到插入部的頂端硬質部，構成內窺鏡觀察部件等的各構件如上所述插通具有圓筒形狀的超聲波振子陣列的內部，具體地說是插通形成于墊層內部的通道狀通路內。
這里，超聲波內窺鏡的插入部插入到被檢查者體內而進行各種檢查或治療等，因此需要其直徑盡可能細。如果要提高基于超聲波觀測部件的檢查精度，需要將超聲波振子大型化且使其輸出功率增大。為此，不僅超聲波振子的厚度增大，而且墊層的厚度也必須增加。內窺鏡機構插通在墊層內部形成的通道狀通路。
作為內窺鏡機構，是光學式觀察體腔內部的機構，因此最小限度需要具備照明部和觀察部。此外，除了它們之外，有時還需要設置例如處置器械插通通道或者觀察窗口的清洗用流體供給管等其他構件。尤其是，觀察部最少也要配置物鏡和固體攝像元件，且根據需要還可以配置各種過濾器或者用于彎曲光路的棱鏡等。而且，處置器械插通通道用于插通鉗子以及其他處置器械，而為了插通大型處置器械，處置器械插通通道最好由粗的管構成。
如上所述，在超聲波內窺鏡中，如果要提高超聲波觀測部件或者內窺鏡機構中任意一個的功能，則由此存在插入部直徑相應變粗的問題。尤其是由于墊層的內徑對內窺鏡機構的安裝具有極大的影響，因此本發(fā)明的目的在于，通過將由墊層形成的通道狀通路的截面盡量加寬，從而可以確保內窺鏡機構的安裝空間較寬闊。

發(fā)明內容
為了達到上述目的，本發(fā)明是在插入部的頂端硬質部安裝在其頂端面上至少具備照明部和觀察部的內窺鏡觀測部件、且在該內窺鏡觀察部件的安裝部的外周部上安裝電子掃描式的超聲波觀測部件的超聲波內窺鏡，其特征在于，所述超聲波觀測部件，設置將多個超聲波振子排列為圓筒形或圓弧形狀的超聲波振子陣列、和在其內面?zhèn)仍O置形成圓筒形狀的墊層，在所述各超聲波振子陣列和所述墊層之間配設柔性基板，其中，所述柔性基板形成與所述各超聲波振子的各電極連接的多個一方側端子、分別連接電纜的另一方側端子、和在這些兩個端子間形成的配線圖案，所述的柔性基板成為具有形成所述一方側端子的大直徑部和形成所述另一方側端子的小直徑部的階梯狀結構(stepped structure)，在該小直徑部的內面?zhèn)仍O置圓環(huán)狀的支撐部。
構成超聲波振子陣列的多個超聲波振子和各個電纜之間借助柔性基板電連接，但該柔性基板安裝在支撐構件上。由此，通過將柔性基板安裝在支撐構件上，固定整個該柔性基板，使邊緣和隅角部不突出。但是，當使柔性基板和超聲波振子之間的連接部直接筆直地延伸并與電纜連接時，該電纜的連接部的外徑尺寸增大。因此，使柔性基板成為階梯狀結構，其大直徑部成為與超聲波陣子相連的連接部，小直徑部與電纜連接，由此可以抑制柔性基板和電纜之間的連接部的直徑變大。
在超聲波振子的內面?zhèn)仍O置墊層，但優(yōu)選該墊層的厚度尺寸盡可能地厚。支撐柔性基板的小直徑部的支撐構件可以由獨立的構件構成，但也可以使墊層自身作為支撐構件發(fā)揮功能。在這種情況下，作為墊層的構成，是從比所述超聲波振子陣列的端部朝向頂端硬質部的基端側只伸出規(guī)定長度，且通過縮小該伸出部的外周面的直徑而成為階梯狀結構，且將基于該階梯的縮徑部作為支撐部。
如果如上述那樣構成柔性基板，柔性基板成為階梯狀結構，因此在從其大直徑部向階梯狀部的移行部和從階梯狀部向小直徑部的移行部兩處形成曲折部(folded section)。也可以將柔性基板預先形成為帶階梯的圓筒形狀，如此，難以通過印刷部件形成在該柔性基板上形成的端子部或配線。因此，由一片平板狀的樹脂薄膜構成柔性基板在通過印刷進行圖案形成方面是有利的。
在用平板狀的樹脂薄膜形成柔性基板的情況下，在兩處需要折彎，該折彎角通常為90°。由于柔性基板的大直徑部整體為圓筒形狀，因此雖然由連續(xù)部構成，但從向階梯狀部的移行部分到小直徑部的端部為止，必須至少以每規(guī)定的間距間隔形成切口。但是，如果只形成切割，則柔性基板在小直徑部的部位會部分地層疊。因此，在柔性基板上，分割成為多個帶狀以便具有小直徑部的圓周方向的長度。在此，帶狀的分割部每隔一定的間距間隔形成，從連續(xù)部到向階梯部的移行部的位置為止進行延伸，但各分割部的寬度尺寸也可以均勻，此外根據需要也可以成為從頂端側到向小直徑部的移行部的位置為止擴展的形狀。
換句話說，所述柔性基板，由覆蓋所述大直徑部的圓周方向的大致全長的長部(long section)，和具有與小直徑部的圓周方向的長度大致一致的長度的多個帶狀分割部構成，該分割部也可以具有從自所述長部向所述階梯狀部的移行部開始到所述支撐部的端部為止的長度。
在上述的分割部上有兩處形成折彎，但該彎曲為直角，需要成為整體或者局部不產生折皺或凹凸等的急劇的折彎形狀。當折彎部從墊層部分地浮起時，會產生下述的不良情況柔性基板對墊層的固定強度不僅降低，而且出現對超聲波振子的連接不良，此外過度的外力作用于超聲波振子而產生損傷等不良情況。因此，關于柔性基板的分割部，如果是例如在從大直徑部向階梯部的移行部和從階梯部向小直徑部的移行部上以沿著折線的方式形成多個微小孔或切口等的構成，則可以成為急劇的彎曲狀態(tài)。
通過采用以上的構成，在固定于支撐構件上的柔性基板上，固定電纜，因此能夠容易地進行該電纜的連接操作，而且能牢固地固定，也可確保穩(wěn)定性，可以順利且容易地進行將超聲波觀測部件裝入插入部的操作，在操作時有不壓迫其他構件，或者不使損傷等效果。
將所述墊層的內側作為通道狀通路，在所述通道狀通路的內部插通具有所述內窺鏡觀察部件和包括處置器械插通溝道的其他部件的內窺鏡機構而進行設置，在所述墊層的內側，在所述內窺鏡機構的配設部中產生的空間區(qū)域，可以密封聲阻抗與該墊層相同或者相近的填充材料。
此外，所述填充材料由與所述墊層相同材質的材料構成，在所述觀察部上設置固體攝像元件，該固體攝像元件的至少一部分埋設在所述填充材料的內部。
由此，由于填充材料實質上發(fā)揮與墊層相同的功能，因此可以使構成超聲波觀測部件的墊層本身的厚度變薄，因此，可以出現使內窺鏡機構的安裝空間變大等效果。


圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的超聲波內窺鏡的整體構成圖。
圖2是插入部的頂端部分的外觀圖。
圖3是表示頂端硬質部的頂端面的圖。
圖4是插入部的頂端部分的縱向剖視圖。
圖5是圖4的A-A剖視圖。
圖6是圖4的B-B剖視圖。
圖7是圖4的C-C剖視圖。
圖8是圖4的D-D剖視圖。
圖9是架橋構件的外觀立體圖。
圖10是柔性基板的主要部分展開圖。
圖11是表示超聲波振子及墊層、與柔性基板之間的連結部分的放大剖視圖。
圖12是表示用于由平板狀的樹脂薄膜形成階梯圓筒形狀的柔性基板的工序的示意圖。
圖13是在樹脂薄膜的分割部中表示其折彎的構成的放大主視圖。
圖14是從插入部的角部表示頂端部分的縱向剖視圖。
圖15是圖14的A′-A′剖視圖。
圖16是圖14的B′-B′剖視圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細地說明。首先，如圖1所示，超聲波內窺鏡大致由主體操作部1、插入部2及通用導線3構成。而且，在該超聲波內窺鏡中，連接光源裝置、影像信號處理裝置、以及超聲波觀測裝置，并構成作為整體的系統(tǒng)。而且，通用導線3從主體操作部1引出，并在其中途進行分支，具備以可以裝卸的方式連接在光源裝置上的連接器3a、以可以裝卸的方式與影像信號處理裝置連接的連接器3b、以及以可以裝卸的方式與超聲波觀測裝置連接的連接器3c。
主體操作部1可以由術者等用一只手握持，并設有角操作部件4和處置器械導入部5，另外安裝有送氣送水按鈕6、吸引按鈕7等操作按鈕，并且還具備各種開關類8。
插入部2是與主體操作部1連結設置的并具有規(guī)定長度的導線狀的構件，并被插入到被檢驗者的體內等的部分。對于該插入部2，其從與主體操作部1的連結部開始的過半的長度部分成為沿著體腔內部等中的插入徑路任意彎曲的結構的軟性部2a，在該軟性部2a的頂端連結有角部2b，在該角部2b上連結有頂端硬質部2c。而且，為了使頂端硬質部2c朝向需要的方向，角部2b能夠通過遠距離操作進行上下以及左右的彎曲操作。為此，在主體操作部1上設有角操作部件4，從而由術者的操作使角部2b彎曲，對頂端硬質部2c進行控制使其朝向需要的方向。
圖2表示插入部2的頂端部分的剖面，此外圖3表示插入部2中的頂端硬質部2c的頂端面的構成。從這些圖可以明確，在頂端硬質部2c上設有內窺鏡觀察部件，其將頂端硬質部2c的軸線的延長線方向即頂端硬質部2c的前方作為視野，并具有規(guī)定的視角V；電子徑向掃描式的超聲波觀測部件，其在自該內窺鏡觀察部件的視野的基端側的位置上具有圓形或者圓弧狀的超聲波掃描面W。
圖4表示插入部2的頂端部分的剖面。從該圖和圖3中可以清楚地了解到，內窺鏡觀察部件由照明部10和觀察部11構成，且照明部10配設在對觀察部11進行夾持的兩側的位置上。照明部10具有朝向頂端硬質部2c的頂端面的照明用透鏡10a和光導10b(參照圖5～圖8)而構成的。光導10b由多條極細的光學纖維的束構成，并從通用導線3的連接器3a延長至插入部2的頂端硬質部2c為止，其照明光射出端面向與照明用透鏡10a對面的位置。另一方面，觀察部11由物鏡11a和對來自該物鏡11a的光路進行90°彎曲的棱鏡11b構成，物鏡11a設在鏡筒12內，棱鏡11b固定在鏡筒12上而設置。而且，在棱鏡11b上接合有固體攝像元件13，在固體攝像元件13的基板13a上連接有規(guī)定數目的信號線。這些信號線被聚束成一根影像信號電纜14，并延長至通用導線3的連接器3b為止。
在插入部2的頂端硬質部2c的頂端面上，還進一步設有用于導出鉗子以及其他處置器械的處置器械導出用開口15，在該處置器械導出用開口15上安裝有連接管16，該連接管16與來自設置在主體操作部1上的處置器械導入部5的處置器械插通管相連。此外，處置器械插通管以在主體操作部1的內部與吸引通路合流的方式構成。此外，在頂端硬質部2c上安裝有噴嘴17，該噴嘴17用于當在觀察部11上的物鏡11a的頂端面被體液等污染時進行清洗。另外，在該噴嘴17上連接有通過送氣送水按鈕6操作的清洗用流體供給管9(參照圖5～圖8)。因此，它們也與內窺鏡觀察部件一起作為構成內窺鏡的內窺鏡機構發(fā)揮功能。
內窺鏡觀察部件按以上方式構成，但構成這些內窺鏡觀察部件的各構件的頂端部分被固定地保持在內窺鏡安裝構件18上。內窺鏡安裝構件18由不銹鋼等金屬材料構成，該金屬材料形成有多個用于使構成所述的內窺鏡觀察部件的各構件插通的通孔，在該內窺鏡安裝構件18上嵌合有頂端帽19。通過該頂端帽19，使由金屬材料構成的內窺鏡安裝構件18不露出到外部，由這些內窺鏡安裝構件18和頂端帽19構成頂端塊。而且，如圖5所示，在頂端帽19中朝向其厚度方向形成兩處螺孔19a，在這些螺孔19a中螺合插入止動螺釘20，使該止動螺釘20的頂端壓接在內窺鏡安裝構件18上，同時使內窺鏡安裝構件18和頂端帽19的對接面粘接，從而使由內窺鏡安裝構件18和頂端帽19構成的頂端塊一體化。
在頂端硬質部2c中的頂端帽19的基端側位置，安裝有具有徑向的掃描面的超聲波觀測部件。從圖6可以明確，該超聲波觀測部件，由將多個超聲波振子21沿圓周方向排列的超聲波振子構成，且超聲波振子21被排列成圓周狀或者圓弧狀(例如270°左右)而進行電子掃描。在如此排列的超聲波振子21的內周側上安裝有墊層22，這些多個超聲波振子21通過粘接等方法固定在墊層22上。此外，在超聲波振子21的外周面上設置聲透鏡23，由它們構成整體大致為圓筒形狀的超聲波收發(fā)單元24。
各超聲波振子21分別具有兩個電極25、26，其中一個電極25是對所有(或者每規(guī)定數量)的超聲波振子21共用的共用電極25，而另一個電極26是針對各超聲波振子21而個別的構件。而且，這些超聲波振子21的個別電極26，如后文所述，與形成在柔性基板28上的配線圖案電連接。并且，如圖7所示，將由規(guī)定數量構成的電纜27借助柔性基板28分別與個別電極26電連接。另一方面，柔性基板28和來自共用電極25的電纜的連接在原理上可以是一根，盡管省略圖示，但該電纜的連接是在超聲波振子21的頂端側進行的。
如上所述，超聲波收發(fā)單元24形成為大致圓筒形狀，其內周面成為通道狀通路。構成內窺鏡觀察部件的各構件插通基于該超聲波收發(fā)單元24的通道狀通路的內部，位于從該超聲波收發(fā)單元24的頂端側，被固定在由頂端帽19覆蓋的內窺鏡安裝構件18上。而且，超聲波收發(fā)單元24的頂端部與該頂端帽19的端面對接，此外基端側與連結構件30的端面對接。連結構件30構成頂端硬質部2c中向角部2b的連結部。
進而，在連結構件30的內側設有架橋構件31，而構成角部2b的結構體的角環(huán)(angle ring)32中的最頂端環(huán)32a，連結在連結構件30和架橋構件31上。為此，從圖8中可清楚地看到，在連結構件30和架橋構件31之間是由多個螺釘33連結，且最頂端環(huán)32a由多個螺釘34連結。
并且，架橋構件31發(fā)揮以下幾個功能，即，與配置在頂端硬質部2c的最基端側的連結構件30一同與構成角部2b的最頂端位置的頂端環(huán)32a連結的功能、對包含超聲波振子陣列的超聲波收發(fā)單元24進行在與頂端硬質部2c的軸線正交的方向的位置限制的功能、以及對內窺鏡安裝部18和頂端帽19的結合體的連結功能。從而，該架橋構件31有必要具備高強度，而且是不露出到外部的構件，因此由不銹鋼等金屬形成。此外，如圖9所示，架橋構件31通過螺釘33和34連結在連結構件30以及角部2b的最頂端環(huán)32a上的部位，成為筒狀部31a，但在該筒狀部31a上有多根(本實施方式中是三根)連結臂31b朝向頂端側延伸設置。
從而，通過將超聲波收發(fā)單元24嵌合在連結臂31b上，能夠進行與其軸線正交的方向的定位。此外，各連結臂31b的頂端部和內窺鏡安裝構件18之間由螺釘35連結。在架橋構件31的筒狀部31a的外周面上形成有階梯31c，并通過該階梯31c使基端側的直徑增大。另外，在連結構件30的內周面也形成階梯30a，并由該階梯30a使基端側內周面的直徑變大。通過使該階梯31c和30a接合，使超聲波收發(fā)單元24在頂端帽19和連結構件30之間被夾持。而且，通過粘接這些超聲波收發(fā)單元24的兩端面和頂端帽19的基端面以及連結構件30的頂端面，進行超聲波收發(fā)單元24的軸線方向的定位以及止轉，從而使超聲波收發(fā)單元24在規(guī)定位置被固定地保持。其中，角部2b的外皮層36延長至連結構件30的基端側的外周面部，且該外皮層36的頂端部通過由纏線以及膠粘劑構成的固定機構37，被固定在頂端硬質部2c的連結構件30上。
如上文所述，設置的多個超聲波振子與電纜27借助柔性基板28電連接。因此，以在超聲波振子21與電纜27之間被夾持的方式安裝柔性基板28。并且，柔性基板28，如圖10展開所示那樣，需要的配線圖案由印刷等方法形成。作為該配線圖案，由分別與超聲波振子21的個別電極26電連接的第1端子部29a，通過錫焊等方法電連接在電纜27上的第2端子部29b，和連接這些各第1、第2端子部29a、29b之間的配線29c構成。該柔性基板28被裝入頂端硬質部2c使其整體為圓筒形狀，但如圖11所示，構成排列為圓環(huán)狀的超聲波振子陣列的各超聲波振子21向該墊層22的接合部側(即第1端子部29a形成側)為大直徑部28a，連接電纜27側(即第2端子部29b的形成側)為小直徑部28b，在此之間為由階梯狀形成的垂直部28c。
由此，柔性基板28形成為階梯圓筒形狀，該柔性基板28貼附于墊層22上。這里，在墊層22的外周面上有超聲波振子21排列為圓環(huán)狀，柔性基板28中的第1端子部29a和形成于這些各超聲波振子21中的電極26電連接。從而，柔性基板28的大直徑部28a，成為與墊層22大致相同的圓筒形狀，該大直徑部28a以在超聲波振子21的電極26與墊層22之間被夾持的方式安裝。
在此，從圖4可以明確，超聲波振子21的內周面位于連結構件30的外周面的更外側，從而如果使柔性基板28直接筆直地在基端側延伸，則與連結構件30形成干涉。這是因為在形成筒狀的柔性基板28的基端側上設置了小直徑部28b。此外，在該小直徑部28b上形成有第2端子部29b，在這些各第2端子部29b上通過錫焊等方法分別與電纜27電連接。并且，該小直徑部28b并未處于自由狀態(tài)，使其內面與支撐構件對接，并通過粘接等方法固定在該支撐構件的外面。作為該支撐構件，是由與墊層22連接設置成一體且直徑小于將該墊層22的外周面的小直徑部22a形成。
在此，作為支撐構件，也認為是由不同于墊層22的構件構成，插入由該墊層22的內徑構成的通道狀通路的內部，如此墊層22的厚度變薄，且由墊層22與支撐部件之間的聲阻抗的差產生超聲波的反射作用。從而，為了增大墊層22的厚度，使墊層22在基端側延伸，這不是因為要使其發(fā)揮襯墊功能，而是要使其發(fā)揮作為支撐柔性基板28的小直徑部28b的支撐構件的功能，而且縮小該延伸部的直徑而成為小直徑部22a，通過粘接將柔性基板28的小直徑部28b固定在該小直徑部22a上。墊層22的階梯狀壁與作為從柔性基板28的大直徑部28a向小直徑部28的移行部的鉛垂部28c之間通過粘接被固定地保持。
如上文所述，與柔性基板28連接的多根電纜27位于墊層22的小直徑部22a的外周側，這些電纜27在架橋構件31的配設位置的更外周側與柔性基板28連接，且引出電纜27。另一方面，在圖8的位置、即頂端硬質部2c和角部2b的連結部的位置上，使電纜27插通架橋構件31的內側。因此，電纜27以朝向架橋構件31的厚度方向貫通的方式被引出。在此，使由分割架橋構件31中的連結臂31b而形成的間隔部通過。并且，將由多根構成的電纜27分割為多根例如4根左右并成束，由此，成束的電纜束27B成為可以自由變形的形狀，從角部2b插通到軟性部2a。
此外，在成為通道狀通路的超聲波收發(fā)單元24的內周部中，插通構成內窺鏡觀察部件的各構件。其中，兩根成束的光導10b及影像電纜14，其剖面形狀可以任意變形。此外，作為除此之外的插通構件，有構成處置器械插通路徑的連接管16及清洗用流體供給管9、后文所述的用于向球囊41內提供超聲波傳導介質的管43。還有，構成處置器械通路的連接管16，從在圖8的位置的基端側或者該圖8所示的位置附近與軟性管連接。進而如上文所述，與各超聲波振子21連接的電纜27以規(guī)定根數分割成束，但電纜束27B也通過通道狀通路內，在角部2b側延伸。
并且，從構成超聲波收發(fā)單元24的各超聲波振子21向體內發(fā)送超聲波，接收來自體內的組織斷層部的反射回聲，但是為了抑制以這種方式收發(fā)的超聲波的衰減，在夾持超聲波收發(fā)單元24的安裝部的前后位置、即頂端帽19和連結構件30之間的外周面上設置圓環(huán)狀凹槽40、40，由圖2可明確，在這些圓環(huán)狀凹槽40、40之間，安裝通過封入超聲波傳導介質而膨脹的球囊41。該球囊41由成為筒狀的撓性膜41a構成，且在該撓性膜41a的兩端設置有止動安裝在圓環(huán)狀凹槽40中的止動安裝環(huán)41b，這些止動安裝環(huán)41b以對圓環(huán)狀凹槽40施加緊固力作用的方式被止動安裝。而且，在連結構件30中貫穿設置有用于在球囊41的內部進行超聲波傳導介質的給排動作的給排通路42，且在該給排通路42上連接有管43。
通過具備以上構成，將插入部2插入到被檢查者的體腔內部，從構成內窺鏡觀察部件的照明部10向體腔內部照射照明光，并借助安裝在觀察部11上的物鏡11a，使體腔內部的像在固體攝像元件13上成像，通過該固體攝像元件13獲取體腔內部的影像信號，并傳送到影像信號處理裝置，在該影像信號處理裝置中，通過進行規(guī)定的信號處理，在內窺鏡影像顯示用的監(jiān)視器上顯示體腔內部的影像。從而，通過目視觀看該監(jiān)視器，能夠進行有關體腔內部狀態(tài)的內窺鏡檢查。
而且，當根據該內窺鏡檢查的結果而存在病變部等關心區(qū)域時，將構成超聲波觀測部件的超聲波收發(fā)單元24移動到該關心區(qū)域的對面位置。即，通過使插入部2僅前進規(guī)定距離，將超聲波收發(fā)單元24配置到關心區(qū)域的對面位置。接著，向球囊41內提供超聲波傳導介質，使該撓性膜41a膨脹，密接在體腔內壁上。在該狀態(tài)下，使構成超聲波收發(fā)單元24的且在圓周方向排列的超聲波振子21依次動作，向體內發(fā)送超聲波脈沖，并接收其反射回聲。在這里，超聲波振子21也可以依次一個一個地動作，不過通過使多個超聲波振子21以規(guī)定的時間延遲而動作，能進行例如電子聚焦。其中，關于使多個排列的超聲波振子21進行電子掃描的方式，一直以來都是周知的，因此這里省略其說明。
如以上所述，將由構成超聲波收發(fā)單元24的各超聲波振子21獲取的反射回聲信號傳送給超聲波觀測裝置，并由該超聲波觀測裝置進行信號處理，由此能夠獲取與包含關心區(qū)域的體內組織的狀態(tài)有關的斷層信息。而且，該超聲波斷層像顯示在附設于超聲波觀測裝置上的監(jiān)視器上。由此，能夠對組織內是否含有病變部等進行診斷。
然而，構成內窺鏡觀察部件的各構件即光導10b、影像電纜14，構成處置器械通路的連接管16及清洗用流體供給管9，從構成超聲波觀測部件的超聲波收發(fā)單元24引出的電纜束27B，用于向球囊41內提供超聲波傳導介質的管43，以至少從插入部2插通到主體操作部1內的方式而組裝。
當進行該組裝時，在插入部2從主體操作部1分離的狀態(tài)下，首先在角部2b的頂端，將與連結構件30連接的管43和與超聲波收發(fā)單元24連接的電纜束27B從角部2b的頂端開口側插入，使其從該角部2b插通到軟性部2a的內部。在此，管43是具有撓性的管，此外電纜27以規(guī)定根數成束，如此成束的電纜束27B可以容易地被引向插入部2的軟性部2a中的基端側。而電纜束27B在彎曲方向上具有撓性，且在成束狀態(tài)下可以自由變形，因此向插入部2內的插通可以極其容易地進行，不會被構成角部2b的角環(huán)或其他的構件2掛住，能夠順利地插通。
接下來，在內窺鏡安裝構件18中組裝構成內窺鏡觀察部件的各構件，且在由螺釘20將該內窺鏡安裝構件18與頂端帽19連結而形成一體的頂端塊的狀態(tài)下，使光導10b、影像電纜14、連接管16及清洗用流體供給管9依次從由超聲波收發(fā)單元24構成的通道狀通路插通到角部2b及軟性部2a的內部。此時，架橋構件31預先與內窺鏡安裝構件18連結，由螺釘35固定為連結狀態(tài)。
由此，如果將與頂端塊連結的架橋構件31插通到通道狀通路內，通過將超聲波收發(fā)單元24的兩端部分別粘接在連結部件30和構成頂端塊的頂端帽19上而進行固定，接著由螺釘33連結固定連結構件30和架橋構件31。進而，通過螺釘34，將連結固定連結構件30的架橋構件31固定在角部2b中的最頂端環(huán)32上。由此將構成超聲波觀測部件的各部分組裝到插入部2上。
如上所述，組裝插入部2，但當將超聲波內窺鏡的插入部2插入體腔內部等進行該操作時，如果使角部2b彎曲，使其內部的插通構件移動，但由于該角部2b內的插通構件在彎曲方向上都具有撓性，而且光導10b以及影像信號用電纜14束以及進行多根分割聚束的電纜束27B，其截面形狀可自由變形，因此在角部2b的彎曲操作時，即使將上述的各構件安置在其他構件上，也不會產生斷線、縱向彎曲、損傷等。
而且，柔性基板28也可以使用以預先成為階梯圓筒形狀的方式而成形的構件，但在該柔性基板28上，在其表面上形成稱為端子部29a、29b以及配線29c的圖案。這些圖案優(yōu)選由印刷方法進行。因此，如圖12(a)所示，為了在該階梯圓筒形狀的柔性基板28上通過印刷方法形成圖案，使用長尺狀態(tài)的樹脂薄膜50，在該樹脂薄膜50中，可以在平板狀態(tài)下印刷由端子部29a、29b及配線29c構成的圖案。
在此，由于形成階梯圓筒形狀，因此樹脂薄膜50通過從其一端側以規(guī)定深度形成具有規(guī)定寬度的缺口51，形成連續(xù)部50a和每隔一定間距間隔的分割部50b。并且，如圖12(b)所示，通過使該樹脂薄膜50的連續(xù)部50a的兩端部接合而形成環(huán)狀。如上所述，成為環(huán)狀的部位形成柔性基板28的大直徑部28a，并且，在該圖12(b)中如虛擬線所示，通過將從連續(xù)部50a向分割部50b的移行部向內側折彎90°，且將分割部50b的中間位置翻折90°，如圖12(c)所示，形成柔性基板28中的大直徑部28a、小直徑部28b及作為其間的移行部的鉛垂部28c。并且，通過適當設定缺口部51的寬度和數目，小直徑部28b可形成為實質連續(xù)的圓筒形狀。
換句話說，如圖12(a)所示，柔性基板28由覆蓋大直徑部的圓周方向的大致全長的長部(連續(xù)部50a)和具有與小直徑部的圓周方向的長度大致一致的長度(L21+L22+L23+L24+……L2n)多個帶狀的分割部50b構成。在此，L21、L22、L23、L24……以及L2n的每一個都為多個帶狀的分割部50b的每個圓周方向的長度。每個分割部50b具有從自長部向階梯部的移行部開始到支撐部的端部為止的長度L1。
然而，在上述的兩處的折彎部中，并不是被彎曲成直線狀，而是必須彎曲成為圓弧狀。由此，如果單純彎曲，則對該折彎部施加壓力而局部有可能產生折皺、或產生凹凸不平。為了不產生這種情況而將折彎部急劇地進行90°彎曲，如圖13所示，沿著彎曲線形成規(guī)定數目的微小孔52，同時也可以在分割部50b的兩端部形成切口53。并且，這些微小孔52及切槽53發(fā)揮在彎曲為圓弧形狀時的應力開放功能，從而可以急劇地完成彎曲線。其結果，在將柔性基板28貼附于墊層22上時，在提高其強度的同時，可以防止壓力作用于和該柔性基板28連接的超聲波振子21上。
接著，使用圖14～16，對插入部2的頂端部分的其他的實施方式進行說明。超聲波收發(fā)單元24形成大致圓筒形狀，其內周面為通道狀通路125。因此，構成內窺鏡機構的各構件插通由該超聲波收發(fā)單元24中的墊層22的內周面構成的通道狀通路125的內部，從超聲波收發(fā)單元24延伸到頂端側，被固定在由頂端帽19覆蓋的內窺鏡安裝構件118上。此外，內窺鏡安裝構件118的基端部成為大直徑階梯部118a，構成超聲波收發(fā)單元24的聲透鏡23的頂端部分延伸到超聲波振子21的前方位置，嵌合在該內窺鏡安裝構件118的大直徑階梯部18a上，通過粘接等方法固定超聲波收發(fā)單元24。此外，超聲波收發(fā)單元24的基端側，與通過螺釘34和構成角部2b的結構體的角環(huán)32中的最頂端環(huán)32a連結的連結構件30對接，通過粘接其間而被固定。
而且，從圖14可明確，在超聲波內窺鏡的插入部2的內部，最狹窄的部位是超聲波收發(fā)單元24的安裝部，是墊層22的內側的通道狀通路125的部位。作為內窺鏡機構，有構成觀察部的棱鏡11b、個體攝像元件13及其基板13a、影像信號電纜14的頂端部分位于該部位。將構成照明部的光導10b(參照圖15、16)，進一步將構成處置器械的插通路徑的連接管16、送氣送水管9配置在該墊層22的內部。從而，根據墊層22的厚度，限制通道狀通路125的大小。因此，使該通道狀通路125的大小為可以插通上述的內窺鏡機構的程度的尺寸。并且，如果將插入部2的外徑尺寸設定為規(guī)定的值，有時墊層22的厚度阻礙其功能的發(fā)揮，即不能完全吸收從與超聲波的收發(fā)面相反側的面發(fā)送的超聲波的反射回聲。
在此，從超聲波振子21向墊層22的方向行進的超聲波，在墊層22與空氣層的邊界部發(fā)生反射。此外，如果在墊層22上對接聲阻抗與其不同的構件，仍然從該構件產生反射回聲。
根據以上所述，在通道狀通路125的內部安裝構成內窺鏡機構的各構件后，將與墊層22相同原材料的填充材料126變?yōu)槿廴跔顟B(tài)進行充填。該填充材料126在墊層22內，進入構成內窺鏡機構的各構件間的間隙。此外，例如使構成處置器械插通路徑的連接管16等與墊層22對接乃至近接的構件向中心方向偏置。
這樣，在通道狀通路125內填充材質與墊層22相同的填充材料126，用填充材料126并以實質不存在卷入空氣的方式緊密填充形成有墊層22的通道狀通路125。
通過以上那樣的構成，當從構成超聲波收發(fā)單元24的超聲波振子21發(fā)送超聲波脈沖時，在該墊層22側行進的超聲波不是由墊層22的內面反射，而朝向填充材料126的內部行進。從而，例如即使在墊層22的厚度較薄的情況下，也不發(fā)生來自與超聲波振子21中的收發(fā)面相反側的反射。
此外，設置有通道狀通路125的部位為插入部2中的頂端硬質部2c，因此即使在該部位填充填充材料126并固定插通到內部的構件，不僅沒有成為特殊問題，而且在對插入部2的頂端部分施加沖擊時等，可以實現對構成觀察部的固體攝像元件13及其基板13a、還有從該基板13a延伸的影像信號電纜14的保護。進而還可以實現鏡筒12內等中的氣密保持。
權利要求
1.一種超聲波內窺鏡，是在插入部的頂端硬質部上安裝在其頂端面上至少具備照明部和觀察部的內窺鏡觀測部件、且在該內窺鏡觀察部件的安裝部的外周部上安裝電子掃描式的超聲波觀測部件的超聲波內窺鏡，其特征在于，所述超聲波觀測部件，設置將多個超聲波振子排列為圓筒形或圓弧形狀的超聲波振子陣列和在其內面?zhèn)刃纬蔀閳A筒形狀的墊層；在所述各超聲波振子陣列和所述墊層之間配設柔性基板，其中，所述的柔性基板形成了與所述各超聲波振子的各電極連接的多個一方側端子、分別連接電纜的另一方側端子、和在這些兩個端子間形成的配線圖案；所述柔性基板形成為具有分別在外面?zhèn)刃纬伤鲆环絺榷俗拥拇笾睆讲亢托纬伤隽硪环絺榷俗拥男≈睆讲康碾A梯狀結構，在該小直徑部的內面?zhèn)仍O置圓環(huán)狀的支撐部。
2.根據權利要求1所述的超聲波內窺鏡，其特征在于，所述墊層從所述超聲波振子陣列的端部朝向所述頂端硬質部的基端側只伸出規(guī)定長度，且通過縮小該伸出部的外周面的直徑而構成階梯狀結構，將通過該階梯的縮徑部作為所述支撐部。
3.根據權利要求1所述的超聲波內窺鏡，其特征在于，所述柔性基板，由覆蓋所述大直徑部的圓周方向的幾乎全長的長部，和長度與小直徑部的圓周方向的幾乎一致的多個帶狀分割部構成，該分割部具有從自所述長部向所述階梯部的移行部開始到所述支撐部的端部為止的長度。
4.根據權利要求3所述的超聲波內窺鏡，其特征在于，在所述柔性基板的所述各分割部上，在從所述大直徑部向階梯部的移行部和從階梯部向所述小直徑部的移行部上，沿著折彎線至少形成多個微小孔或切口的任一種。
5.根據權利要求1所述的超聲波內窺鏡，其特征在于，將所述墊層的內側作為通道狀通路，在所述通道狀通路的內部使具有所述內窺鏡觀察部件和包括處置器械插通溝道的其他部件的內窺鏡機構插通而進行設置；在所述墊層的內側，在所述內窺鏡機構的配設部中產生的空間區(qū)域，可以密封聲阻抗與該墊層相同或者相近的填充材料。
6.根據權利要求5所述的超聲波內窺鏡，其特征在于，所述填充材料由與所述墊層相同材質的材料構成，在所述觀察部上設置固體攝像元件，該固體攝像元件的至少一部分埋設在所述填充材料的內部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超聲波內窺鏡，其是在插入部的頂端硬質部安裝在其頂端面至少具備照明部和觀察部的內窺鏡觀察部件且在該內窺鏡觀察部件的安裝部的外周部上安裝電子掃描式超聲波觀測部件，其特征是，所述超聲波觀測部件設置將多個超聲波振子排列為圓筒形或圓弧形狀的超聲波振子陣列和在其內面?zhèn)刃纬蓤A筒形狀的墊層；在所述各超聲波振子陣列和所述墊層之間，配設形成了與所述各超聲波振子的各電極連接的多個一方側端子、分別連接電纜的另一方側端子、和在這些兩端子間形成的配線圖案的柔性基板；所述柔性基板成為具有分別在外面?zhèn)刃纬伤鲆环絺榷俗拥拇笾睆讲亢托纬伤隽硪环絺榷俗拥男≈睆讲康碾A梯狀結構，在該小直徑部的內面?zhèn)仍O置圓環(huán)狀支撐部。
文檔編號A61B8/12GK1726872SQ20051008813
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月29日 優(yōu)先權日2004年7月29日
發(fā)明者田中俊積, 坂本利男 申請人:富士能株式會社