JP2002000603A - 試験補助治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】配列された複数の超音波振動子を有する超音波
プローブの、その配列された複数の超音波振動子の超音
波送受信機能の試験を補助する試験補助治具に関し、超
音波プローブの、配列された複数の超音波振動子の超音
波送受信機能の試験が誰にでも簡単に行うことができる
よう、その試験を補助する試験補助治具を提供する。 【解決手段】ヘッド部１０を超音波振動子の配列方向に
対し交わる横方向から挟む一対の支持部材１１０，１２
０と、一対の支持部材１１０，１２０の間に架け渡さ
れ、ヘッド部１０の先端面１０ａを横切る棒状部材１３
０と、棒状部材１３０を、ヘッド部先端面１０ａ側に付
勢するバネ部材１４０，１４０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配列された複数の
超音波振動子を有する超音波プローブの、その配列され
た複数の超音波振動子の超音波送受信機能の試験を補助
する試験補助治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】被検体、特に人体内に超音波ビームを送
波し、人体内の組織で反射されて戻ってきた超音波ビー
ムを受信して受信信号を得、この受信信号に基づく人体
内の画像を表示することにより人体の内臓等の疾患の診
断を容易ならしめる超音波診断装置が従来より用いられ
ており、この超音波診断装置は、通常、取扱いの便宜の
ため、超音波診断装置本体に超音波プローブを接続して
使用する構成を有している。超音波プローブは、ヘッド
部と、ヘッド部と超音波診断装置本体との間を接続する
ケーブルとを備えおり、ヘッド部の内部には、超音波を
送受信する複数の超音波振動子が配列されている。

【０００３】図８は、超音波プローブのヘッド部の内部
構造の一例を模式的に表わした斜視図である。

【０００４】ヘッド部１０の内部には、例えば圧電セラ
ミックス（ＰＺＴ）からなる多数の超音波振動子１１が
短冊状に配列され、その前面側には互いに電気的に接続
された共通の前面電極１２が形成されている。この前面
電極１２は、リード線１３を介して、超音波診断装置本
体（図示せず）に接続され、接地されている。また各超
音波振動子１１の背面側にはそれぞれ互いに独立した背
面電極１４が形成されており、各背面電極１４は、背面
電極それぞれに対応した信号線１５を介して、超音波診
断装置本体に接続されている。この信号線１５はリード
線１３とともに不図示のケーブル内に収められている。
また各超音波振動子１１の図の下方には、各超音波振動
子１１に対応したエポキシ樹脂等からなる整合層１６が
形成されており、さらにその下部には、超音波振動子か
ら送波された超音波を収束させるための、シリコーンゴ
ム等からなる音響レンズ１７が取り付けられ、ヘッド部
１０の先端面１０ａを形成している。また、超音波振動
子１０の図の上方には、超音波の波形継続時間を短縮
し、かつ背面側に発信された超音波を吸収する目的で、
バッキング１８が背面電極１４を挟んで超音波振動子１
１に結合されている。

【０００５】以上のような内部構造を有するヘッド部１
０を備えた超音波プローブを用いて人体等の被検体内に
超音波を送波するには、ヘッド部の先端面１０ａを人体
等の被検体にあてがい、超音波診断装置本体内に設けら
れた送信回路から、配列された複数の超音波振動子１１
のうちの全部もしくは一部の複数の超音波振動子に向け
て、それぞれ調整された遅延量を持つパルス信号を信号
線１５を経由して送信する。パルス信号が送信されたそ
れら複数の超音波振動子からは、そのパルス信号の送信
のタイミングのずれにより調整された位相を持った超音
波がそれぞれ送波される。

【０００６】被検体内では、それら位相の異なる超音波
どうしの重なり合いによって形成された超音波ビーム
が、被検体内の各点で反射しながら被検体内を進行し、
被検体内の各点で反射した超音波は、配列された複数の
超音波振動子１１の全部もしくは一部の複数の超音波振
動子で受信されて各受信信号に変換される。

【０００７】これらの各受信信号は、ケーブル内の信号
線１５を経由して超音波診断装置本体に送られる。超音
波診断装置本体は、送られてきた各受信信号をそれぞれ
調整された遅延量だけ相対的に遅延させて互いに加算さ
せた後、この遅延加算が行われた受信信号から被検体内
の画像を表わす画像信号を生成し、この画像信号に基づ
いて例えばＣＲＴディスプレイ装置等の画像表示装置に
画像を表示する。

【０００８】以上の如く超音波プローブによる超音波の
送受信には、超音波プローブのヘッド部１０に設けられ
た、配列された複数の超音波振動子１１の全部もしくは
一部の複数の超音波振動子が用いられるため、各超音波
振動子１１が確実に超音波受送信機能を果たす必要があ
る。

【０００９】そこで、従来から、超音波プローブのヘッ
ド部１０に設けられた複数の超音波振動子１１の全てが
確実に超音波受送信機能を果たしているか否かの試験
が、製品出荷時やユーザによる使用前に行われている。
この試験は、試験者が、ヘッド部１０の先端面１０ａ
の、超音波振動子の配列方向の一端に、超音波振動子の
配列方向に対して直交する姿勢に超音波ビームを反射す
る棒状部材をあてがい、超音波振動子１１を駆動させな
がら、棒状部材をこの姿勢のまま超音波振動子の配列方
向の他端に向かって移動させる。各超音波振動子１１
は、超音波を送波し、この棒状部材で送波された超音波
は反射される。反射されて戻ってきた超音波は、各超音
波振動子１１で受信されて受信信号に変換され、超音波
診断装置の画像表示装置には、この受信信号に基づく画
像が表示される。試験者は、棒状部材を移動させなが
ら、画像表示装置に表示される画像の変化を読みとり、
各超音波振動子１１が確実に超音波受送信機能を果たし
ているか否かを判断する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この試験では、画像表
示装置に表示される画像の変化を読みとることによっ
て、各超音波振動子１１が確実に超音波受送信機能を果
たしているか否かを判断するため、試験者は画像表示装
置に表示される画像に集中する必要がある。そのため、
試験者は、超音波振動子の配列方向に対して直交する姿
勢に棒状部材をあてがったまま、先端面を移動させるこ
とを目視なしに行わねばならず、正確にこの試験を行う
ことができる者は、ある程度熟練した者に限られてしま
う。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑み、超音波プロー
ブの、配列された複数の超音波振動子の超音波送受信機
能の試験が誰にでも簡単にを行うことができるよう、そ
の試験を補助する試験補助治具を提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の試験補助治具は、配列された複数の超音波振動子を
有し生体に先端面があてがわれて該超音波振動子から該
生体に超音波を送波するとともに、生体内で反射して戻
ってきた超音波を該超音波振動子で受信するヘッド部、
および、該ヘッド部と、該ヘッド部から超音波を送波さ
せるとともに受信した超音波に基づく画像を表示する超
音波診断装置本体との間を接続するケーブルを備えた超
音波プローブの、上記配列された複数の超音波振動子の
超音波送受信機能の試験を補助する試験補助治具であっ
て、上記ヘッド部を上記超音波振動子の配列方向に対し
交わる横方向から挟む一対の支持部材と、上記一対の支
持部材の間に架け渡され、上記ヘッド部の先端面を横切
る棒状部材と、上記棒状部材を、上記ヘッド部先端面側
に付勢するバネ部材とを備えたことを特徴とする。

【００１３】本発明の試験補助治具は、棒状部材が、ヘ
ッド部の先端面を横切るように一対の支持部材の間に架
け渡されているため、一対の支持部材の姿勢を上記超音
波振動子の配列方向に対し交わる横方向からヘッド部を
挟む姿勢に保つだけで、棒状部材を超音波振動子の配列
方向に対して直交する姿勢に容易に保つことができる。
また、棒状部材は、バネ部材によってヘッド部先端面側
に付勢されているため、棒状部材と先端面との相対的な
位置を変化させても、棒状部材を先端面にあてがった状
態に維持させておくことが容易である。したがって、本
発明の試験補助治具を用いると、超音波プローブの、配
列された複数の超音波振動子の超音波送受信機能の試験
を誰でも簡単に行うことができる。

【００１４】ここで、上記本発明の試験補助治具におい
て、上記棒状部材が円柱形の棒状部材であって、上記一
対の支持部材それぞれが、上記棒状部材を回転自在に支
持する軸受けを備えた態様であることが好ましい。この
態様にすると、棒状部材を先端面にあてがったまま両者
の相対的な位置を変化させるにあたり、棒状部材と先端
面との摩擦抵抗を低減することができる。

【００１５】また、上記本発明の試験補助治具におい
て、上記一対の支持部材それぞれは、上記棒状部材が上
記ヘッド部の先端面に接離する方向に移動自在に挿入さ
れた長孔を有する態様であることが好ましい。この態様
にすると、棒状部材を先端面にあてがったまま両者の相
対的な位置を変化させるにあたり、棒状部材を先端面の
形状により追従させやすくなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図１および図２を用いて説明する。

【００１７】図１は本発明の一実施形態の試験補助治具
の側面図、図２は図１に示された試験補助治具の正面図
である。

【００１８】本発明の一実施形態の試験補助治具１００
は、長尺の一対の支持部材１１０，１２０と、その一対
の支持部材１１０，１２０の間に架け渡された棒状部材
１３０と、２つのバネ部材１４０，１４０とを有する。

【００１９】図１及び図２には、この試験補助治具１０
０を超音波プローブ１のヘッド部１０に装着した状態が
示されている。この超音波プローブ１のヘッド部１０内
部には、図８を用いて上述したように複数の超音波振動
子が備えられ、これら複数の超音波振動子は、図２にお
ける矢印Ｘ方向に配列されている。また、この超音波プ
ローブ１のヘッド部１０の先端面１０ａは、平坦に形成
されている。

【００２０】図１及び図２に示されるように、試験補助
治具１００は、棒状部材１３０がヘッド部１０の先端面
１０ａを横切るように、超音波振動子の配列方向（矢印
Ｘ参照）に対し交わる横方向から一対の支持部材１１
０，１２０でヘッド部１０を挟み込んだ状態で超音波プ
ローブ１のヘッド部１０に装着されている。

【００２１】次に、本実施形態の試験補助治具１００の
各構成部材について、必要に応じて図３から図５も参照
しながら説明する。

【００２２】図３は図１に示された試験補助治具の、図
１の左方の軸受け構造を説明するための要部拡大一部断
面図、図４は図１に示された試験補助治具の、図１の右
方の軸受け構造を説明するための要部拡大一部拡大図、
図５は図１に示された試験補助治具の係止突部を説明す
るための要部拡大図である。

【００２３】一対の支持部材１１０，１２０それぞれ
は、長孔１１１，１２１及び軸受け１１２，１２２（図
３及び図４も参照）、並びに係止突起１１３，１２３
（図５も参照）を有している。長孔１１１，１２１（図
３及び図４も参照）は、一対の支持部材１１０，１２０
の長手方向（図２の上下方向）に延びる貫通孔である。
軸受け１１２，１２２（図３及び図４も参照）は、棒状
部材１３０をその軸心を中心に回転自在に支持するもの
である。この軸受け１１２，１２２は、一端側が長孔１
１１，１２１内に収められ、他端側が一対の支持部材１
１０，１２０それぞれの互いに対面する面とは反対の面
から突出する姿勢で、長孔１１１，１２１内に長孔の周
壁に沿って摺動自在に配置されている。すなわち長孔１
１１，１２１には、軸受け１１２，１２２を介して棒状
部材１３０が、ヘッド部１０の先端面１０ａに接離する
方向に移動自在に挿入されている。またこの軸受け１１
２，１２２の、一対の支持部材１１０，１２０それぞれ
の互いに対面する面とは反対の面から突出している部分
それぞれには、周溝１１２ａ，１２２ａが形成されてい
る。係止突起１１３，１２３は、長孔１１１，１２１か
ら、一対の支持部材１１０，１２０の長手方向に所定長
隔てた位置に、一対の支持部材１１０，１２０それぞれ
の互いに対面する面とは反対の面から突出するものであ
る。またこの係止突起１１３，１２３それぞれにも、軸
受け１１２，１２２と同じような周溝が形成されている
が、説明の都合上、一方の支持部材１１０に設けられた
係止突起１１３に形成された周溝１１３ａのみ図示する
（図５参照）。

【００２４】棒状部材１３０は、超音波を反射する材料
で形成された円柱形のものであって、一対の支持部材１
１０，１２０それぞれに設けられた軸受け１１２，１２
２を貫通している。また、棒状部材１３０の両端には、
フランジ１３１，１３２が固着され、さらに棒状部材１
３０の一端側には、棒状部材１３０の周方向に沿った段
部１３３が設けられている。この段部１３３が設けられ
た図３に示す試験補助治具の一端側では、段部１３３と
フランジ１３１とで、一対の支持部材のうちの一方の支
持部材１１０は、棒状部材１３０との相対的な、図３に
おける横方向の位置の変化が拘束されている。一方、図
４に示す試験補助治具の他端側では、フランジ１３２に
よって、軸受け１２２から棒状部材１３０が抜け出てし
まうことが防止されているが、一対の支持部材のうちの
他方の支持部材１２０と棒状部材１３０とは相対的な、
図４における横方向の位置を変化させることができる
（図４中の矢印Ｙ参照）。したがって、一対の支持部材
１１０，１２０の間隔は、棒状部材１３０の長さの範囲
で調整可能であるため、本実施形態の試験補助治具１０
０は、ヘッド部の厚み（超音波振動子の配列方向に対し
交わる横方向の長さ）が異なる場合であっても、一対の
支持部材１１０，１２０によって、超音波振動子の配列
方向に対し交わる横方向からヘッド部を挟むことがで
き、汎用性に富んでいる。

【００２５】バネ部材１４０は、その一端を軸受け１１
２，１２２に設けられた周溝１１２ａ，１２２ａ（図３
及び図４参照）に係止され、他端を係止突起１１３，１
２３に設けられた周溝に係止されることによって、棒状
部材１３０をヘッド部の先端面１０ａ側に付勢してい
る。

【００２６】次に、以上のような構成を有する本実施形
態の試験補助治具１００を用いた、超音波プローブの、
配列された複数の超音波振動子の超音波送受信機能の試
験について図２を用いて説明する。

【００２７】最初にこの試験について概説しておくと、
この試験は、ヘッド部先端面１０ａに、超音波振動子の
配列方向（矢印Ｘ参照）に対して直交する姿勢に超音波
ビームを反射する棒状部材１３０をあてがい、超音波振
動子１０を駆動させながら、棒状部材１３０をこの姿勢
に保ったまま、棒状部材１３０と先端面１０ａとの相対
的な位置を変化させることにより、超音波プローブの、
配列された複数の超音波振動子の超音波送受信機能を試
験するものである。

【００２８】具体的には、まず試験者が、一対の支持部
材１１０，１２０の間隔を調整して、一対の支持部材１
１０，１２０によって、超音波振動子の配列方向（矢印
Ｘ参照）に対し交わる横方向から、棒状部材１３０がヘ
ッド部１０の先端面１０ａを横切るようにヘッド部１０
を挟み込ませる。

【００２９】次に、棒状部材１３０をヘッド部の先端面
１０ａに接触させ、さらに、棒状部材１３０が、バネ部
材１４０によってヘッド部の先端面１０ａ側に付勢され
るように、一対の支持部材１１０，１２０を図２の下方
へ移動させる。

【００３０】その後、ヘッド部１０内部に備えられた超
音波振動子を駆動させるとともに、試験者は片方の手
で、一対の支持部材１１０，１２０の図２の下方側、す
なわち棒状部材１３０が設けられた側とは反対側の部分
を、一対の支持部材１１０，１２０の両側から押さなが
ら、もう片方の手で、その押さえられたところを回動中
心にして、ヘッド部１０を回動させる（図２中の矢印Ｚ
参照）。図２中の二点鎖線は、ヘッド部１０を矢印Ｚ方
向に回動させ、棒状部材１３０が超音波振動子の配列方
向（矢印Ｘ参照）の一端に位置したときのヘッド部１０
を表すものである。なお、図２に示された超音波プロー
ブ１のヘッド部１０の先端面１０ａの形状は平坦な形状
であるため、棒状部材１３０が超音波振動子の配列方向
（矢印Ｘ参照）の端に位置すれば位置するほど、棒状部
材１３０は長孔１１１，１２１の周壁に沿って図２の上
方に移動するため、バネ部材１４０が伸長し、棒状部材
１４０は、伸長したバネ部材１４０によってヘッド部の
先端面１０ａ側に強く付勢される。

【００３１】以上のようなヘッド部１０の回動操作は、
棒状部材１３０が一対の支持部材１１０，１２０によっ
て支持されているため、一対の支持部材の姿勢を超音波
振動子の配列方向（矢印Ｘ参照）に対し交わる横方向か
らヘッド部１０を挟む姿勢に保つだけで、棒状部材１３
０を超音波振動子の配列方向（矢印Ｘ参照）に対して直
交する姿勢に容易に保つことができる。また、棒状部材
１３０は、バネ部材１４０によってヘッド部の先端面１
０ａ側に付勢されているため、先端面１０ａに沿って、
棒状部材１３０を先端面１０ａに接触させたままヘッド
部１０を回動させることは容易である。しかも、棒状部
材１３０は、その軸心を中心に回転自在に軸受け１１
２，１２２によって支持されているため、棒状部材１３
０と先端面１０ａとの摩擦抵抗は低減され、ヘッド部１
０の回動操作を軽快に行うことができる。さらに、棒状
部材１３０を支持する軸受け１１２，１２２は、長孔１
１１，１２１の周壁にそって摺動自在に設けられている
ため、ヘッド部１０の回動操作において、棒状部材１３
０を先端面１０ａの形状により追従させやすい。したが
って、上述したヘッド部１０の回動操作では、あえて目
視で確認しながらヘッド部１０を回動させる必要性が薄
れ、試験者は、ヘッド部１０を回動させながら、ヘッド
部１０の内部に備えられた超音波振動子から送波し棒状
部材１３０で反射されて戻ってきた超音波に基づく、画
像表示装置に表示された画像の変化の読みとりに集中す
ることができる。

【００３２】なお、図６及び図７は、本実施形態の試験
補助治具を、図２に示した超音波プローブとはヘッド部
の形状が異なる超音波プローブに装着した状態を示す図
である。図６に示された超音波プローブ１’のヘッド部
１０’は、略正方形を成すように配列された複数の超音
波振動子を内部に備えたことにより、図２に示されたヘ
ッド部１０の形状とは異なる形状を有するものである。
また、図７に示された超音波プローブ１’’のヘッド部
１０’’は、その先端面１０ａ’’の形状が曲面形状の
ものであるが、いずれの超音波プローブ１’，１’’で
あっても、上述と同じように本実施形態の試験補助治具
１００をヘッド部に装着し、上述と同じような試験を行
うと、あえて目視で確認しながらヘッド部を回動させる
必要性が薄れ、試験者は、画像表示装置に表示された画
像の変化の読みとりに集中することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の試験補
助治具によれば、超音波プローブの、配列された複数の
超音波振動子の超音波送受信機能の試験が誰にでも簡単
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の試験補助治具の側面図で
ある。

【図２】図１に示された試験補助治具の正面図である。

【図３】図１に示された試験補助治具の、図１の左方の
軸受け構造を説明するための要部拡大一部断面図であ
る。

【図４】図１に示された試験補助治具の、図１の右方の
軸受け構造を説明するための要部拡大一部拡大図であ
る。

【図５】図１に示された試験補助治具の係止突部を説明
するための要部拡大図である。

【図６】本実施形態の試験補助治具を、図２に示した超
音波プローブとはヘッド部の形状が異なる超音波プロー
ブに装着した状態を示す図である。

【図７】本実施形態の試験補助治具を、図２に示した超
音波プローブとはヘッド部の形状が異なる超音波プロー
ブに装着した状態を示す図である。

【図８】超音波プローブのヘッド部の内部構造の一例を
模式的に表わした斜視図である。

【符号の説明】

１ 超音波プローブ １０ ヘッド部 １０ａ 先端面 １００ 試験補助治具 １１０，１２０ 一対の支持部材 １１１，１２１ 長孔 １１２，１２２ 軸受け １１２ａ，１２２ａ 周溝 １１３，１２３ 係止突起 １１３ａ 周溝 １３０ 棒状部材 １３１，１３２ フランジ １３３ 段部 １４０ バネ部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配列された複数の超音波振動子を有し生
   体に先端面があてがわれて該超音波振動子から該生体に
   超音波を送波するとともに、生体内で反射して戻ってき
   た超音波を該超音波振動子で受信するヘッド部、およ
   び、該ヘッド部と、該ヘッド部から超音波を送波させる
   とともに受信した超音波に基づく画像を表示する超音波
   診断装置本体との間を接続するケーブルを備えた超音波
   プローブの、前記配列された複数の超音波振動子の超音
   波送受信機能の試験を補助する試験補助治具であって、 前記ヘッド部を前記超音波振動子の配列方向に対し交わ
   る横方向から挟む一対の支持部材と、 前記一対の支持部材の間に架け渡され、前記ヘッド部の
   先端面を横切る棒状部材と、 前記棒状部材を、前記ヘッド部先端面側に付勢するバネ
   部材とを備えたことを特徴とする試験補助治具。
2. 【請求項２】 前記棒状部材が円柱形の棒状部材であっ
   て、前記一対の支持部材それぞれが、前記棒状部材を回
   転自在に支持する軸受けを備えたものであることを特徴
   とする請求項１記載の試験補助治具。
3. 【請求項３】 前記一対の支持部材それぞれは、前記棒
   状部材が前記ヘッド部の先端面に接離する方向に移動自
   在に挿入された長孔を有することを特徴とする請求項１
   又は２記載の試験補助治具。