JP2005152595A - 超音波プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】 対象へのあたりが柔らかい超音波プローブを実現する。
【解決手段】 超音波送受ユニット（１１２）とそれを収容するエンクロージャとを有する超音波プローブであって、エンクロージャは、先端が開口部となっている硬質プラスチックの第１の部分的エンクロージャ（１２２）と、開口部を覆って先端から張り出すように第１の部分的エンクロージャと一体成形され、超音波送受ユニットの送受面が内側から当接する軟質プラスチックの第２の部分的エンクロージャ（１２４）とを具備する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、超音波プローブ（ｐｒｏｂｅ）に関し、特に、超音波送受ユニット（ｕｎｉｔ）とそれを収容するエンクロージャ（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）とを有する超音波プローブに関する。

超音波プローブは超音波診断において患者に当接して超音波の送受に用いられる。超音波プローブは、超音波トランスデューサアレイ（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ａｒｒａｙ）等の送受ユニットをプラスチックのエンクロージャに収容したものとなっている。エンクロージャは先端部に超音波送受用の開口を有し、この開口から送受ユニットの送受面が露出ている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１６４４５０号公報（第８−９頁、図１３−１４）

上記のような構成の超音波プローブでは、超音波を送受する端面に送受ユニットとエンクロージャの間の継ぎ目があり、この継ぎ目を境にしてエンクロージャ側が硬質のプラスチック（ｐｌａｓｔｉｃｓ）となっている。このため、硬質のプラスチックが患者の身体に直接あたるので患者の負担が大きい。

そこで、本発明の課題は、対象へのあたりが柔らかい超音波プローブを実現することである。

上記の課題を解決するための本発明は、超音波送受ユニットとそれを収容するエンクロージャとを有する超音波プローブであって、前記エンクロージャは、先端が開口部となっている硬質プラスチックの第１の部分的エンクロージャと、前記開口部を覆って前記先端から張り出すように前記第１の部分的エンクロージャと一体成形され、前記超音波送受ユニットの送受面が内側から当接する軟質プラスチックの第２の部分的エンクロージャと、を具備することを特徴とする超音波プローブである。

前記第１の部分的エンクロージャと前記第２の部分的エンクロージャの一体成形は二重成型によって行われることが、一体成形を効果的に行う点で好ましい。前記第２の部分的エンクロージャにおける前記送受面が当接する部分は薄膜部となっていることが、送受される超音波の減衰が小さい点で好ましい。

前記硬質プラスチックはポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂であることが、適度の強度を得る点で好ましい。前記軟質プラスチックはサーモプラスチック・ポリマーであることが、適度の柔らかさを得る点で好ましい。

前記超音波送受ユニットは超音波トランスデューサアレイを有することが、フェーズドアレイによる超音波のビームフォーミングを行う点で好ましい。前記超音波トランスデューサアレイは送受面に音響レンズを有することが、超音波ビームを収束させる点で好ましい。前記第２の部分的エンクロージャは超音波の中心周波数に対応した色彩を有することが、中心周波数の識別を容易にする点で好ましい。

本発明では、エンクロージャが、先端が開口部となっている硬質プラスチックの第１の部分的エンクロージャと、開口部を覆って先端から張り出すように第１の部分的エンクロージャと一体成形され、超音波送受ユニットの送受面が内側から当接する軟質プラスチックの第２の部分的エンクロージャとを具備するので、使用時には軟質プラスチックの第２の部分的エンクロージャが患者の身体に当接する。このため、対象へのあたりが柔らかくなる。

以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１に超音波診断装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。同図に示すように、超音波診断装置は超音波プローブ１００を有する。超音波プローブ１００は対象１に当接して使用される。超音波プローブ１００は発明を実施するための最良の形態の一例である。本器の構成によって、超音波プローブに関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。

超音波プローブ１００は、送受信部２０２に接続されている。送受信部２０２は、超音波プローブ１００に駆動信号を与えて超音波を送波させる。送受信部２０２は、また、超音波プローブ１００が受波したエコー（ｅｃｈｏ）信号を受信する。

送受信部２０２は診断情報生成部２０４に接続されている。診断情報生成部２０４は、送受信部２０２を通じてエコー受信信号を入力し、このエコー受信信号に基づいて診断情報を生成する。

診断情報としては、例えば、Ｂモード（ｍｏｄｅ）画像、カラードップラ（ｃｏｌｏｒ
Ｄｏｐｐｌｅｒ）画像、ドップラスペクトラム（Ｄｏｐｐｌｅｒ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）画像等が生成される。Ｂモード画像は診断対象の断層像を表す。カラードップラ画像は、診断対象における血流等の速度分布像を表す。ドップラスペクトラム画像はドップラ信号のスペクトラムを表す。このような診断情報が、診断情報生成部２０４に接続された表示部２０６で表示される。

送受信部２０２、診断情報生成部２０４および表示部２０６は制御部２０８によって制御される。制御部２０８には操作部２１０が接続されている。操作部２１０は使用者によって操作され、制御部２０８に適宜の指令や情報を入力するようになっている。

図２に、超音波プローブ１００の外観を示す。同図に示すように、超音波プローブ１００は概ね棒状の外形をなす。このような棒状構造の先端が超音波の送受端１０２となっている。送受端１０２の反対側の端部に信号ケーブル（ｃａｂｌｅ）１０４が設けられ、それによって超音波診断装置本体と接続される。

超音波プローブ１００の外面は、例えばプラスチック（ｐｌａｓｔｉｃｓ）材料等で一体的に構成されたエンクロージャとなっている。エンクロージャの内部には、超音波トランスデューサを主体とする超音波送受用の内部ユニット（ｕｎｉｔ）が収容されている。

図３に、送受端１０２付近の構成を断面図によって示す。この断面は図２における破線に沿った断面である。同図に示すように、内部ユニット１１０の先端が送受端１０２に内側から当接している。送受端１０２付近では、エンクロージャは２つの部分的エンクロージャ１２２および１２４を一体化したものとなっている。

内部ユニット１１０は本発明における超音波送受ユニットの一例である。部分的エンク
ロージャ１２２は本発明における第１の部分的エンクロージャの一例である。部分的エンクロージャ１２４は本発明における第２の部分的エンクロージャの一例である。

部分的エンクロージャ１２２は、先端部が開口した概ね筒状のものであり、超音波プローブ１００のエンクロージャの主体をなす。部分的エンクロージャ１２２は、例えばポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）等の硬質プラスチックを用いて構成される。ポリカーボネートは、使用時に加わる外力に対して十分な強度を有する点で好ましい。なお、部分的エンクロージャ１２２は、ポリカーボネートに限らず他の適宜の硬質プラスチック材料で構成してよい。そのような材料として、例えば、ポリブチレンテレフタレート、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂がある。

部分的エンクロージャ１２４は部分的エンクロージャ１２２の先端部にその開口を覆う用に一体化されている。部分的エンクロージャ１２４は部分的エンクロージャ１２２の開口に対するキャップ（ｃａｐ）となっており、かつ部分的エンクロージャ１２２の先端から前方に張り出している。

部分的エンクロージャ１２４には内側から内部ユニット１１０の先端が当接している。内部ユニット１１０と部分的エンクロージャ１２２，１２４は接着剤１３０で接着される。部分的エンクロージャ１２４は内部ユニット１１０の先端が当接する部分において薄膜となっており、他の部分はそれ自体で形状を保つことができる程度適宜の厚みを持っている。

部分的エンクロージャ１２４は、例えばサーモプラスチック・ポリマー（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｐｏｌｙｍｅｒ）等の軟質プラスチックを用いて構成される。サーモプラスチック・ポリマーは適度な柔らかさを有する点で好ましい。なお、部分的エンクロージャ１２４は、サーモプラスチック・ポリマーに限らず他の適宜の軟質プラスチックで構成してよい。

２つの部分的エンクロージャ１２２，１２４からなるエンクロージャは二重成型により一体的に成型される。二重成型はプラスチック成型の技術分においてよく知られており、性質の異なる複数のプラスチック材料を一体的に成型するのに多用される。

部分的エンクロージャ１２４が部分的エンクロージャ１２２の先端から張り出した状態で一体化されているので、使用時には部分的エンクロージャ１２４だけが患者の身体に当接する。

部分的エンクロージャ１２４の材料は軟質プラスチックであるから、身体への当たりが柔らかくなり、従来の超音波プローブのように硬質プラスチックのエンクロージャが当接するものに比べて患者の負担を大幅に軽減することができる。また、部分的エンクロージャ１２４の矢印で示す角部は比較的曲率の大きな円弧とすることができるので、このことも患者の負担軽減に大きく寄与する。

図４に、内部ユニット１１０と部分的エンクロージャ１２４との当接部分の拡大図を示す。これは図３において丸で囲んだ部分に相当する。同図に示すように、内部ユニット１１０は超音波トランスデューサ１１２を有する。超音波トランスデューサ１１２は、背面にバッキング（ｂａｋｉｎｇ）材１１４を有し、前面に音響レンズ（ｌｅｎｓ）１１６を有する。音響レンズ１１６は超音波ビーム（ｂｅａｍ）を収束させるものである。超音波トランスデューサ１１２と音響レンズ１１６の間には音響整合層が介在する。音響レンズ１１６の前面が部分的エンクロージャ１２４の薄膜の裏側に当接する。部分的エンクロージャ１２４が薄膜となっているのでこの部分での超音波の減衰は無視できる。

超音波トランスデューサ１１２は、図５に示すように複数のものがアレイ（ａｒｒａｙ）をなし、その上に音響レンズ１１６が音響整合層１１８を介して接合される。超音波トランスデューサ１１２がアレイを構成するので、フェーズドアレイ（ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ）の技法により超音波のビームフォーミング（ｂｅａｍ ｆｏｒｍｉｎｇ）およびビームステアリング（ｂｅａｍｓｔｅｅｒｉｎｇ）が可能である。

部分的エンクロージャ１２４は、例えば図６に示すように、色彩を幾通りかに変えるようにしてもよい。このようにすることにより超音波の中心周波数の識別を容易にすることができる。すなわち、例えば、イエロー（ｙｅｌｌｏｗ）によって２ＭＨｚを表し、レッド（ｒｅｄ）で５ＭＨｚを表し、ブルー（ｂｌｕｅ）で１０ＭＨｚを表す。

なお、色彩による周波数表示は抵抗器における数値のカラー（ｃｏｌｏｒ）表示に準じるようにしてもよい。すなわち、色彩と数値の対応を、茶＝１、赤＝２、橙＝３、黄＝４、緑＝５、青＝６、紫＝７、灰＝８、白＝９とする。

超音波プローブ１００は、超音波診断装置本体のプローブ受けでは、送受端１０２を上に向け信号ケーブルを下にした状態で支持されるので、送受端１０２側である部分的エンクロージャ１２４が中心周波数ごとに異なる色彩を持つことにより、使用者は一目でその周波数を識別することができる。

超音波診断装置のブロック図である。 超音波プローブの外観を示す図である。 超音波プローブの送受端付近の断面を示す図である。 超音波プローブの送受端付近の断面の一部を拡大して示す図である。 超音波トランスデューサアレイを示す図である。 超音波プローブの送受端の色分けを示す図である。

符号の説明

１００ 超音波プローブ
１０２ 送受端
１０４ 信号ケーブル
１１０ 内部ユニット
１２２，１２４ 部分的エンクロージャ
１１２ 超音波トランスデューサ
１１４ バッキング材
１１６ 音響レンズ

Claims (11)

1. 超音波送受ユニットとそれを収容するエンクロージャとを有する超音波プローブであって、
   前記エンクロージャは、
   先端が開口部となっている硬質プラスチックの第１の部分的エンクロージャと、
   前記開口部を覆って前記先端から張り出すように前記第１の部分的エンクロージャと一体成形され、前記超音波送受ユニットの送受面が内側から当接する軟質プラスチックの第２の部分的エンクロージャと、
   を具備することを特徴とする超音波プローブ。
2. 前記第１の部分的エンクロージャと前記第２の部分的エンクロージャの一体成形は二重成型によって行われる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
3. 前記第２の部分的エンクロージャにおける前記送受面が当接する部分は薄膜部となっている、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波プローブ。
4. 前記硬質プラスチックはポリカーボネートである、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の超音波プローブ。
5. 前記硬質プラスチックはポリブチレンテレフタレートである、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の超音波プローブ。
6. 前記硬質プラスチックはＡＢＳ樹脂である、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の超音波プローブ。
7. 前記硬質プラスチックは熱可塑性樹脂である、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の超音波プローブ。
8. 前記軟質プラスチックはサーモプラスチック・ポリマーである、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の超音波プローブ。
9. 前記超音波送受ユニットは超音波トランスデューサアレイを有する、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の超音波プローブ。
10. 前記超音波トランスデューサアレイは送受面に音響レンズを有する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の超音波プローブ。
11. 前記第２の部分的エンクロージャは超音波の中心周波数に対応した色彩を有する、
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載の超音波プローブ。

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