JP2005204766A

JP2005204766A - 超音波探触子

Info

Publication number: JP2005204766A
Application number: JP2004012554A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ozawa; 仁小澤; Noboru Kosaka; 登高坂; Junichi Takeda; 潤一武田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2024-01-21
Also published as: JP4612310B2

Abstract

【課題】ハウジングを把持する操作者の疲労感を低減させることができる超音波探触子を提供する。
【解決手段】超音波を発生される圧電振動子１と、前記圧電振動子１で発生した前記超音波を効率よく伝播させるための音響整合層２と、前記音響整合層２を介して伝播される前記超音波を集束させる音響レンズ４とを少なくとも収納するハウジング７を把持して操作される超音波探触子において、前記ハウジング７はユーザが把持する際にユーザの指１０の少なくとも一部を収納する取っ手１１を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波画像診断装置に用いられ、ハウジングを把持して使用される超音波探触子に関する。

従来の超音波探触子は、図５に示すように、圧電振動子１、バッキング材３、音響整合層２、音響レンズ４、配線基板５などを含むファンクション部９と、ファンクション部９に接続されるケーブル６と、ファンクション部９とケーブル６の一部又は全部とを収納する樹脂製のハウジング７と、ハウジング７に被せる弾性素材で作製されたグリップキャップ８から構成されている。ハウジング７の内部には、不図示のポッティング材が充填されている場合もある。弾性素材で作製されたグリップギャップ８を操作者が把持することにより、グリップキャップ８は操作者の指１０の形状に合わせて変形する。操作者が把持の仕方を変えると、グリップギャップ８も把持の仕方に応じて変形する。したがって、このような構成により、操作者は使用状況に応じた操作しやすい形状で超音波探触子を把持することができる。また、超音波探触子を弾力のあるグリップキャップ８で保護しているため、超音波探触子を落下させたり、机などに衝突させたとき、グリップキャップ８は衝撃を吸収できるようになっている。また、樹脂製のハウジング７にグリップギャップ８を被せるため、樹脂製のハウジング７を簡単な形状に作製することができ、樹脂製のハウジング７の製造コストを抑えることができる。また、グリップキャップ８に抗菌性物質を混ぜ込むことにより、抗菌性を有する超音波探触子を構成することも可能である。このような超音波探触子が下記の特許文献１に開示されている。
特開平９−２７６２６７号公報（図１）

しかしながら、特許文献１に開示されているような超音波探触子においては、樹脂製のハウジング７に弾性素材で作製されたグリップキャップ８を被せるため、操作者が把持する把持部は太くなる。さらにハウジング７の中に収める部品が多く全体の形状を小型化できない超音波探触子の場合、ハウジング７にグリップキャップ８を被せると、把持部はさらに太くなる。その結果、超音波探触子の把持が困難になり、操作者の疲労感を増大させるという問題があった。また、硬度の低い弾性素材を使ったとしても、弾性素材で作製されたグリップキャップ８を被せられたハウジング７を把持している間は、操作者がある程度の握力でハウジング７を固定する必要があり、使用時間の長期化と共に操作者の疲労感は増大するという問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、ハウジングを把持する操作者の疲労感を低減させることができる超音波探触子を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、超音波を発生させる圧電振動子と、前記圧電振動子で発生した前記超音波を効率よく伝播させるための音響整合層と、前記音響整合層を介して伝播される前記超音波を収束させる音響レンズとを少なくとも収納するハウジングを把持して操作される超音波探触子において、前記ハウジングは、ユーザが把持する際に前記ユーザの指の少なくとも一部を収納する収納部を備えることを特徴とする超音波探触子が提供される。この構成により、ハウジングを把持する操作者の疲労感を低減させることができる。

また、上記発明の超音波探触子における前記ハウジングが複数の前記収納部を備えることは、本発明の好ましい態様である。この構成により、複数の指を収納部に挿入できるため、ハウジングを把持する操作者の疲労感をより低減させることができる。

また、上記発明の超音波探触子における前記収納部が着脱可能な部材であることは、本発明の好ましい態様である。この構成により、超音波探触子の使用状況に合わせることができる。

また、上記発明の超音波探触子における前記収納部が変形可能な部材であることは、本発明の好ましい態様である。この構成により、超音波探触子の使用状況に合わせることができる。

また、本発明によれば、超音波を発生させる圧電振動子と、前記圧電振動子で発生した前記超音波を効率よく伝播させるための音響整合層と、前記音響整合層を介して伝播される前記超音波を収束させる音響レンズとを少なくとも収納するハウジングを把持して操作される超音波探触子において、前記ハウジングは、ユーザが把持する際に前記ユーザの指を通すための穴部を備えることを特徴とする超音波探触子が提供される。この構成により、ハウジングを把持する操作者の疲労感を低減させることができる。

また、上記発明の超音波探触子における前記ハウジングが複数の前記穴部を備えることは、本発明の好ましい態様である。この構成により、複数の指を穴部に挿入できるため、ハウジングを把持する操作者の疲労感をより低減させることができる。

また、本発明によれば、超音波を発生させる圧電振動子と、前記圧電振動子で発生した前記超音波を効率よく伝播させるための音響整合層と、前記音響整合層を介して伝播される前記超音波を収束させる音響レンズとを少なくとも収納するハウジングを把持して操作される超音波探触子において、前記ハウジングは、ユーザが把持する際に前記ユーザの指の少なくとも一部を収納する収納部及び前記ユーザの指を通すための穴部を備えることを特徴とする超音波探触子が提供される。この構成により、ハウジングを把持する操作者の疲労感を低減させることができる。

本発明の超音波探触子は、上記構成を有し、ハウジングを把持する操作者の疲労感を低減させることができる。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子について図１から図３を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子の構成を示す模式図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子の他の構成を示す模式図である。図３は、本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子のさらに他の構成を示す模式図である。

まず、本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子について図１を用いて説明する。図１に示すように、超音波探触子は、圧電振動子１、音響整合層２、バッキング材３、音響レンズ４を含む音響素子部及び圧電振動子１の両面の電極とつながる配線基板５を含むファンクション部９と、ファンクション部９と不図示の超音波画像診断装置とを接続し、またファンクション部９の構成要素間を接続するケーブル６と、ファンクション部９及びケーブル６の一部又は全部を収納するハウジング７と、超音波探触子を把持するための取っ手１１とから構成されている。ここで、取っ手１１は、上述した収納部に相当するものである。圧電振動子１は、印可された電気信号により超音波を発生させたり、逆に受信した超音波を電気信号に変換する作用を有する。圧電振動子１の材料としては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛系やチタン酸鉛系の圧電セラミックスをはじめ、亜鉛ニオブ酸鉛とチタン酸鉛の固溶体単結晶やＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）などが用いられる。また、圧電振動子１の厚み方向の両面には、メッキ、スパッタ又は焼き付けなどにより不図示の電極を設ける。電極の材料は、例えば金、銀などの金属である。

圧電振動子１の背面には、バッキング材３を設けてもよい。バッキング材３は、圧電振動子１の背面に伝播する不要な振動を抑え、生体内に超音波を効率良く伝播させる作用を有する。材料としては、例えばゴムやエポキシ樹脂、ウレタン樹脂などにタングステンやアルミニウム酸化物の金属粉末を混ぜたものである。アレイ系と呼ばれる超音波探触子では、矩形状の圧電セラミックスを一定の方向に配列している。バッキング材３は、外部からの衝撃などに対して、圧電振動子１が配列された形状を保持する役目を有する。また、圧電振動子１の前面には音響整合層２が設けられている。音響整合層２は、圧電振動子１で発生した振動が前面に効率よく伝播するように音響レンズ４との音響整合を取る働きを有する。通常２層の音響整合層２が用いられるが、２層以上の音響整合層２が設けられる場合には、圧電振動子１から離れるに従い、音響整合層２の音響インピーダンスを生体の音響インピーダンスに近づけるようにする。音響インピーダンスとは、材料の密度と音速の積で表される値である。音響整合層２の材料としては、例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂の他、導電性を有する材料などである。

音響レンズ４は音響整合層２の前面に設けられる。音響レンズ４は音響整合層２と生体との音響整合をとる働きを有する。音響レンズ４は、凹面又は凸面形状であり超音波を収束させる作用を有する。音響レンズ４の音響インピーダンスは、生体の音響インピーダンスに近く、減衰の低いシリコーンゴムなどが用いられる。外部からの衝撃吸収のために、ファンクション部９やケーブル６の一部又は全部は、ハウジング７内に収納されている。さらに、ハウジング７の内部は、不図示のポッティング材と呼ばれる充填材が充填され、ファンクション部９をさらに保護している場合もある。

ハウジング７は、成型し易く、耐薬品性や耐熱性などのある樹脂材料が好ましい。ハウジング７には、主に超音波探触子が生体と接する部位の形状及び操作者が把持する部位の形状がある。生体と接する部位の形状は診断部位に応じた形状であり、アレイ系と呼ばれる超音波探触子では、矩形状の圧電振動子１が一直線に配列されたリニア系や円弧状に配列されたコンベックス系が一般的である。また、操作者が把持する部位の形状は、操作者が操作しやすいように、細く、エッジのない形状が望ましい。また、把持する部位には指１０を収めるための凹状の窪みが設けられている場合もある。

取っ手１１の材料は、ハウジング７と同一の耐薬品性や耐熱性などがある樹脂材料が好ましい。これ以外にも、生体適合性のある金属やプラスチックなどの材料でもよい。取っ手１１は、ハウジング７との一体成型により構成される。また、ハウジング７との一体成型ではなく、接着剤あるいは凹凸構造による嵌合方式などによりハウジング７に固定された構成でもよい。また、ねじなどにより固定された構成でもよい。さらに、取っ手１１は、操作者が使用状況に合わせてハウジング７の任意の位置に取り付けられる着脱可能な部材であってもよい。取っ手１１を設ける位置は、ハウジング７の把持される部位が好ましい。なお、超音波探触子の大きさや形状によっては、従来の超音波探触子の把持される部位に取っ手１１を設けるのではなく、図２に示すように超音波探触子のケーブル側端面の位置に取っ手１１ａを設けてもよい。

取っ手１１の大きさは、人差し指、中指などの複数の指１０を同時に取っ手１１内に収められることが好ましい。また、図３に示すように各指の太さ程度の取っ手１１ｂが複数設けられた構成でもよい。また、任意の指１０一本だけが入る空間を有する形状でもよい。また、図３に示すように、人差し指、中指などの指１０を収めるための取っ手１１ｂと対向する位置に別の指１０を収めるための取っ手１１ｃを備えた構成でもよい。また、取っ手１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ（以下、「取っ手１１など」とも言う）の形状を変えることができるゴムなどの材料を用いて、「取っ手１１など」内の空間の大きさを変えることができる構成でもよい。

以上のように構成された超音波探触子の内部動作について図１を用いて説明する。不図示の超音波画像診断装置から、ケーブル６及び配線基板５を通して圧電振動子１に電気信号が印加されると、圧電振動子１は機械振動し超音波を発生する。発生した超音波は、音響整合層２及び音響レンズ４を通して音響レンズ４に接触する生体に送出される。生体に送出された超音波は、生体内の組織の音響インピーダンスの差によりその境界で反射し、反射波は圧電振動子１で受信される。受信された信号は圧電振動子１により電気信号に変換され、配線基板５及びケーブル６を通して超音波画像診断装置に送られる。送られた信号に基づいて、超音波画像診断装置は生体内の組織の断層画像を映し出す。従来、超音波探触子の操作者は、超音波探触子のハウジング７の把持する部位を直接把持したり、またはハウジング７に被せた弾性素材で作製された図５中のグリップギャップ８を把持したりして超音波探触子を操作してきた。

本発明の第１の実施の形態では、操作者は「取っ手１１など」内に指１０を収め、手のひら全体で超音波探触子を把持し、超音波探触子を操作するよう構成されている。以上のように、本発明の第１の実施の形態によれば、ハウジング７に「取っ手１１など」を設け、「取っ手１１など」内に指１０を収納することにより、操作者は手のひら全体で包むようにハウジング７を把持することができ、操作者の疲労感を低減させることができる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態の超音波探触子について図４を用いて説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係る超音波探触子の構成を示す模式図である。ファンクション部９、ケーブル６及びハウジング７の材料は、本発明の第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。図４に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る超音波探触子は、ハウジング７を把持する指を通すための貫通穴１２が設けられた構成である。貫通穴１２の大きさは、人差し指、中指などの複数の指１０を同時に収められることが好ましい。

また、各指の太さ程度の貫通穴１２が複数設けられた構成でもよい。また、任意の指１０一本だけが入る貫通穴１２でもよい。また、人差し指、中指などの指１０を収めるための貫通穴１２と対向する位置に別の指１０を収めるための貫通穴１２を備えた構成でもよい。なお、不図示であるが、本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子における取っ手１１と本発明の第２の実施の形態に係る超音波探触子における貫通穴１２との双方をハウジング７に設けるようにしてもよい。この際の取っ手１１は、着脱可能の部材であってもよく、また形状が変形する部材であってもよい。以上のように、本発明の第２の実施の形態では、ハウジング７に貫通穴１２を設け、貫通穴１２に指１０を通すことにより、操作者は手のひら全体で包むようにハウジング７を把持することができ、操作者の疲労感を低減させることができる。

本発明に係る超音波探触子は、ハウジングを把持する操作者の疲労感を低減させることができるので、超音波画像診断装置に用いられ、ハウジングを把持して使用される超音波探触子などに有用である。

本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子の構成を示す模式図本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子の他の構成を示す模式図本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子のさらに他の構成を示す模式図本発明の第２の実施の形態に係る超音波探触子の構成を示す模式図従来の超音波探触子の構成を示す模式図

符号の説明

１圧電振動子
２音響整合層
３バッキング材
４音響レンズ
５配線基板
６ケーブル
７ハウジング
８グリップキャップ
９ファンクション部
１０指
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ取っ手（収納部）
１２貫通穴（穴部）

Claims

超音波を発生させる圧電振動子と、前記圧電振動子で発生した前記超音波を効率よく伝播させるための音響整合層と、前記音響整合層を介して伝播される前記超音波を収束させる音響レンズとを少なくとも収納するハウジングを把持して操作される超音波探触子において、
前記ハウジングは、ユーザが把持する際に前記ユーザの指の少なくとも一部を収納する収納部を備えることを特徴とする超音波探触子。
前記ハウジングは、複数の前記収納部を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
前記収納部は、着脱可能な部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波探触子。
前記収納部は、変形可能な部材であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の超音波探触子。
超音波を発生させる圧電振動子と、前記圧電振動子で発生した前記超音波を効率よく伝播させるための音響整合層と、前記音響整合層を介して伝播される前記超音波を収束させる音響レンズとを少なくとも収納するハウジングを把持して操作される超音波探触子において、
前記ハウジングは、ユーザが把持する際に前記ユーザの指を通すための穴部を備えることを特徴とする超音波探触子。
前記ハウジングは、複数の前記穴部を備えることを特徴とする請求項５に記載の超音波探触子。
超音波を発生させる圧電振動子と、前記圧電振動子で発生した前記超音波を効率よく伝播させるための音響整合層と、前記音響整合層を介して伝播される前記超音波を収束させる音響レンズとを少なくとも収納するハウジングを把持して操作される超音波探触子において、
前記ハウジングは、ユーザが把持する際に前記ユーザの指の少なくとも一部を収納する収納部及び前記ユーザの指を通すための穴部を備えることを特徴とする超音波探触子。