JP2014195497A - Ultrasonic probe and acoustic coupler attachment, electronic equipment and ultrasonic imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波プローブおよび音響カプラーアタッチメント、並びに、それらを利用した電子機器および超音波画像装置等に関する。 The present invention relates to an ultrasonic probe, an acoustic coupler attachment, an electronic device using the same, an ultrasonic imaging apparatus, and the like.
超音波プローブに装着される音響カプラーは一般に知られる。例えば特許文献1には音響カプラーの一例として水袋装置が開示される。水袋装置は枠体を備える。枠体には窓が形成される。枠体内に水で満たされた収納袋が収容される。収納袋は窓から外方に膨らむ。 Acoustic couplers attached to ultrasonic probes are generally known. For example, Patent Document 1 discloses a water bag device as an example of an acoustic coupler. The water bag device includes a frame. A window is formed in the frame. A storage bag filled with water is stored in the frame. The storage bag swells outward from the window.
特許文献1に記載の水袋装置では、収納袋が体表面といった対象物に押し当てられる際に、収納袋は窓から膨らんだまま維持される。窓の外側では収納袋は形状を維持することができず、押し当てる力の加減や押し当ての方向に応じて超音波の出射面と体表面との距離は変化してしまう。測定のたびに超音波の出射面と体表面との距離が変化してしまうと、測定の再現性に影響してしまう。 In the water bag device described in Patent Literature 1, when the storage bag is pressed against an object such as the body surface, the storage bag is maintained inflated from the window. The shape of the storage bag cannot be maintained outside the window, and the distance between the ultrasound emitting surface and the body surface changes depending on the amount of pressing force and the direction of pressing. If the distance between the output surface of the ultrasonic wave and the body surface changes every measurement, the measurement reproducibility is affected.
本発明の少なくとも1つの態様によれば、超音波の出射面と体表面との距離が安定して保持され測定ごとに優れた再現性を実現することができる超音波プローブは提供されることができる。 According to at least one aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic probe that can stably maintain the distance between the ultrasonic emission surface and the body surface and can realize excellent reproducibility for each measurement. it can.
(1)本発明の一態様は、超音波センサー部が備えられるセンサー面を区画する筐体本体と、前記センサー面に向き合う開口を区画する枠体部と、前記筐体本体に固定され前記枠体部を支持する支持部とを含むカプラー保持部と、前記センサー面および前記枠体部の間で固定され、流動体で満たされた弾性袋体で形成される音響カプラーとを備え、前記弾性袋体は、前記センサー面に接触する第1領域と、前記開口から外側に膨らむ第2領域と、前記枠体部および前記センサー面の間の位置に配置される第3領域とを有し、前記弾性袋体の前記第2領域のばね定数は前記弾性袋体の前記第3領域のばね定数より大きく、前記カプラー保持部の前記支持部と前記弾性袋体の前記第3領域との間には空間が形成されている超音波プローブに関する。 (1) According to one aspect of the present invention, a housing body that defines a sensor surface provided with an ultrasonic sensor unit, a frame body portion that defines an opening facing the sensor surface, and the frame fixed to the housing body A coupler holding part including a support part for supporting a body part, and an acoustic coupler formed of an elastic bag body that is fixed between the sensor surface and the frame part and is filled with a fluid. The bag body includes a first region that contacts the sensor surface, a second region that swells outward from the opening, and a third region that is disposed at a position between the frame body portion and the sensor surface, The spring constant of the second region of the elastic bag body is larger than the spring constant of the third region of the elastic bag body, and is between the support portion of the coupler holding portion and the third region of the elastic bag body. Relates to an ultrasonic probe in which a space is formed
枠体部は生体といった対象物に押し当てられる。開口内の弾性袋体の第2領域に対象物が密着する。このとき、対象物で弾性袋体が開口内に押し込まれると、第2領域に比べて第3領域は伸びやすいので、弾性袋体の第3領域が空間に向かって伸びる。空間は第3領域の伸びを許容する。張力は流動体に作用してセンサー面および対象物と弾性袋体との密着を維持する役割を果たす。その結果、流動体を含んだ第2領域が枠体部と対象物との間に介在することでセンサー面と対象物との距離決め機能が働かないことは防止される。ここでは、支持部が筐体本体に対して枠体部を固定することから、センサー面と枠体部との距離は保持される。その結果、センサー面と対象物との距離は特定値に維持されることができる。 The frame part is pressed against an object such as a living body. The object comes into close contact with the second region of the elastic bag in the opening. At this time, when the elastic bag is pushed into the opening by the object, the third region is more easily extended than the second region, so that the third region of the elastic bag extends toward the space. The space allows the third region to grow. The tension acts on the fluid and plays a role of maintaining the close contact between the sensor surface and the object and the elastic bag. As a result, it is prevented that the distance determining function between the sensor surface and the object does not work because the second region including the fluid is interposed between the frame body part and the object. Here, the distance between the sensor surface and the frame body portion is maintained because the support portion fixes the frame body portion to the housing body. As a result, the distance between the sensor surface and the object can be maintained at a specific value.
(2)前記筐体本体は、前記超音波センサー部の超音波出射面に連続して前記超音波出射面の輪郭から外側に配置される筐体センサー面を有することができ、前記弾性袋体の前記第1領域は、少なくとも前記超音波出射面の一部を含む第1範囲で前記筐体センサー面に固定されることができる。このとき、前記第1範囲の面積は前記開口の面積よりも小さい。第1範囲の輪郭の外側には筐体センサー面上に空間が形成されることができる。この空間には弾性袋体の第3領域が進入することができる。筐体本体は外部の物体から弾性袋体を保護する役割を果たすことができる。 (2) The casing main body may have a casing sensor surface disposed outside the outline of the ultrasonic wave emission surface continuously to the ultrasonic wave emission surface of the ultrasonic sensor unit, and the elastic bag body. The first region may be fixed to the housing sensor surface in a first range including at least a part of the ultrasonic wave emission surface. At this time, the area of the first range is smaller than the area of the opening. A space may be formed on the housing sensor surface outside the outline of the first range. The third region of the elastic bag body can enter this space. The housing body can serve to protect the elastic bag body from external objects.
(3)前記支持部は、前記筐体本体の前記筐体センサー面の外周から前記枠体部に連続する壁体部を備えることができる。こうして筐体センサー面および枠体部は壁体部の働きで一体化されることができる。筐体本体、枠体部および壁体部で弾性袋体の収納体は形成されることができる。弾性袋体は収納体の内部に収容されることができる。こうして弾性袋体は収納体の外側の物体から保護されることができる。 (3) The support portion may include a wall body portion that continues from the outer periphery of the housing sensor surface of the housing body to the frame body portion. Thus, the housing sensor surface and the frame body portion can be integrated by the action of the wall body portion. The housing body for the elastic bag body can be formed by the housing body, the frame body portion, and the wall body portion. The elastic bag body can be housed inside the housing body. In this way, the elastic bag can be protected from an object outside the storage body.
(4)前記弾性袋体は、前記第1領域、前記第2領域および前記第3領域以外に形成される第4領域を有することができる。このとき、前記弾性袋体の前記第4領域のばね定数は前記弾性袋体の前記第3領域のばね定数より大きく、かつ、前記弾性袋体の前記第2領域のばね定数より小さく、前記カプラー保持部の前記支持部と前記弾性袋体の前記第4領域との間には空間が形成されることができる。第3領域が伸びて対応の空間を満たすと、第3領域の伸びは停止する。その後、さらに対象物が第2領域に押し当てられると、第3領域に代わって第4領域が対応の空間に向かって伸びる。こうして第4領域の観察に応じてセンサー面と対象物との距離は推定されることができる。 (4) The elastic bag body may have a fourth region formed other than the first region, the second region, and the third region. At this time, the spring constant of the fourth region of the elastic bag body is larger than the spring constant of the third region of the elastic bag body and smaller than the spring constant of the second region of the elastic bag body, and the coupler A space may be formed between the support portion of the holding portion and the fourth region of the elastic bag body. When the third region extends to fill the corresponding space, the third region stops growing. Thereafter, when the object is further pressed against the second region, the fourth region extends toward the corresponding space instead of the third region. Thus, the distance between the sensor surface and the object can be estimated according to the observation of the fourth region.
(5)前述のような超音波プローブは電子機器に組み込まれて利用されることができる。このとき、電子機器は超音波プローブを備えればよい。 (5) The ultrasonic probe as described above can be used by being incorporated in an electronic device. At this time, the electronic device may include an ultrasonic probe.
(6)前述のような超音波プローブは超音波画像装置に組み込まれて利用されることができる。このとき、超音波画像装置は超音波プローブを備えればよい。 (6) The ultrasonic probe as described above can be used by being incorporated in an ultrasonic imaging apparatus. At this time, the ultrasonic imaging apparatus may include an ultrasonic probe.
(7)本発明の他の態様は、第1開口を形成する第1枠体部と、前記第1開口に向き合う第2開口を形成する第2枠体部と、前記第1枠体部と前記第2枠体部との間に配置され、前記第1枠体部と前記第2枠体部とを固定する支持部と、前記第1枠体部および前記第2枠体部に固定され、流動体で満たされた弾性袋体とを備え、前記弾性袋体は、前記第1開口から外方に膨らむ第1領域と、前記第2開口から外方に膨らむ第2領域と、前記第1枠体部と前記第2枠体部との間に配置される第3領域とを有し、前記弾性袋体の前記第2領域のばね定数は前記弾性袋体の前記第3領域のばね定数より大きく、前記支持部と前記弾性袋体の前記第3領域との間には空間が形成されている音響カプラーアタッチメントに関する。 (7) According to another aspect of the present invention, a first frame body portion that forms a first opening, a second frame body portion that forms a second opening facing the first opening, and the first frame body portion, A support portion disposed between the second frame body portion and fixing the first frame body portion and the second frame body portion; and fixed to the first frame body portion and the second frame body portion. An elastic bag filled with a fluid, the elastic bag having a first region bulging outward from the first opening, a second region bulging outward from the second opening, and the first A third region disposed between the one frame body portion and the second frame body portion, and a spring constant of the second region of the elastic bag body is a spring of the third region of the elastic bag body. The present invention relates to an acoustic coupler attachment that is larger than a constant and has a space formed between the support portion and the third region of the elastic bag body.
第1枠体部はプローブに対して固定される。プローブは弾性袋体の第1領域に押し当てられる。プローブの先端は弾性袋体に密着する。この状態で第2枠体部は生体といった対象物に押し当てられる。第2開口内の弾性袋体の第2領域に対象物が密着する。このとき、プローブの先端で弾性袋体が第1開口内に押し込まれたり、対象物で弾性袋体が第2開口内に押し込まれたりすると、第2領域に比べて第3領域は伸びやすいので、弾性袋体の第3領域が空間に向かって伸びる。空間は第3領域の伸びを許容する。張力は流動体に作用してセンサー面および対象物と弾性袋体との密着を維持する役割を果たす。その結果、流動体を含んだ第2領域が第2枠体部と対象物との間に介在することでセンサー面と対象物との距離決め機能が働かないことは防止される。ここでは、支持部が筐体本体に対して第2枠体部を固定することから、センサー面と第2枠体部との距離は保持される。その結果、センサー面と対象物との距離は特定値に維持されることができる。 The first frame part is fixed to the probe. The probe is pressed against the first region of the elastic bag. The tip of the probe is in close contact with the elastic bag. In this state, the second frame body part is pressed against an object such as a living body. The object comes into close contact with the second region of the elastic bag body in the second opening. At this time, if the elastic bag body is pushed into the first opening at the tip of the probe or the elastic bag body is pushed into the second opening by the object, the third region is more easily extended than the second region. The third region of the elastic bag body extends toward the space. The space allows the third region to grow. The tension acts on the fluid and plays a role of maintaining the close contact between the sensor surface and the object and the elastic bag. As a result, it is prevented that the function of determining the distance between the sensor surface and the object does not work because the second region including the fluid is interposed between the second frame body part and the object. Here, since the support portion fixes the second frame body portion to the housing body, the distance between the sensor surface and the second frame body portion is maintained. As a result, the distance between the sensor surface and the object can be maintained at a specific value.
(8)音響カプラーアタッチメントでは、前記第1開口の面積は前記第2開口の面積よりも小さくてもよく、前記第1枠体部は前記第1開口の輪郭から外側に配置されプローブに接続可能なプローブ対向面を有することができる。プローブ対向面上には空間が形成されることができる。この空間には弾性袋体の第3領域が進入することができる。第2枠体部は外部の物体から弾性袋体を保護する役割を果たすことができる。 (8) In the acoustic coupler attachment, the area of the first opening may be smaller than the area of the second opening, and the first frame body portion is disposed outside the outline of the first opening and can be connected to the probe. It can have a probe facing surface. A space may be formed on the probe facing surface. The third region of the elastic bag body can enter this space. The second frame body part can serve to protect the elastic bag body from an external object.
(9)前記支持部は、前記第1枠体部の外周から前記第2枠体部の外周に連続する壁体部を備えることができる。こうして第1枠体部および第2枠体部は壁体部の働きで一体化されることができる。第1枠体部、第2枠体部および壁体部で筐体は形成されることができる。弾性袋体は筐体の内部に収容されることができる。こうして弾性袋体は筐体の外側の物体から保護されることができる。 (9) The support portion may include a wall portion that continues from the outer periphery of the first frame portion to the outer periphery of the second frame portion. Thus, the first frame body portion and the second frame body portion can be integrated by the action of the wall body portion. A housing can be formed by the first frame body part, the second frame body part, and the wall body part. The elastic bag can be accommodated in the housing. In this way, the elastic bag can be protected from an object outside the casing.
(10) 前記弾性袋体は、前記第1領域、前記第2領域および前記第3領域以外に形成される第4領域をさらに有することができる。このとき、前記弾性袋体の前記第4領域のばね定数は前記弾性袋体の前記第3領域のばね定数より大きく、かつ、前記弾性袋体の前記第2領域のばね定数より小さく、前記支持部と前記弾性袋体の前記第4領域との間には空間が形成されることができる。第3領域が伸びて対応の空間を満たすと、第3領域の伸びは停止する。その後、さらに対象物が第2領域に押し当てられると、第3領域に代わって第4領域が対応の空間に向かって伸びる。こうして第4領域の観察に応じてセンサー面と対象物との距離は推定されることができる。 (10) The elastic bag body may further include a fourth region formed other than the first region, the second region, and the third region. At this time, the spring constant of the fourth region of the elastic bag body is larger than the spring constant of the third region of the elastic bag body and smaller than the spring constant of the second region of the elastic bag body, and the support A space may be formed between the portion and the fourth region of the elastic bag body. When the third region extends to fill the corresponding space, the third region stops growing. Thereafter, when the object is further pressed against the second region, the fourth region extends toward the corresponding space instead of the third region. Thus, the distance between the sensor surface and the object can be estimated according to the observation of the fourth region.
(11)前述のような音響カプラーアタッチメントは筐体に装着されて超音波プローブを形成することができる。このとき、超音波プローブは、筐体と、前記筐体に装着される前述の音響カプラーアタッチメントとを備えればよい。 (11) The acoustic coupler attachment as described above can be attached to the housing to form an ultrasonic probe. At this time, the ultrasonic probe may include a housing and the above-described acoustic coupler attachment attached to the housing.
(12)前述のような音響カプラーアタッチメントは電子機器に組み込まれて利用されることができる。このとき、電子機器は音響カプラーアタッチメントを備えればよい。 (12) The acoustic coupler attachment as described above can be used by being incorporated in an electronic device. At this time, the electronic device may be provided with an acoustic coupler attachment.
(13)前述のような音響カプラーアタッチメントは超音波画像装置に組み込まれて利用されることができる。このとき、超音波画像装置は音響カプラーアタッチメントを備えればよい。 (13) The acoustic coupler attachment as described above can be used by being incorporated in an ultrasonic imaging apparatus. At this time, the ultrasonic imaging apparatus may include an acoustic coupler attachment.
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are essential as means for solving the present invention. Not necessarily.
(1)超音波診断装置の全体構成
図1は本発明の一実施形態に係る電子機器の一具体例すなわち超音波診断装置11の構成を概略的に示す。超音波診断装置11は装置端末12と超音波プローブ13とを備える。装置端末12と超音波プローブ13とはケーブル14で相互に接続される。装置端末12と超音波プローブ13とはケーブル14を通じて電気信号をやりとりする。装置端末12にはディスプレイパネル15が組み込まれる。ディスプレイパネル15の画面は装置端末12の表面で露出する。装置端末12では、超音波プローブ13で検出された超音波に基づき画像が生成される。画像化された検出結果がディスプレイパネル15の画面に表示される。
(1) Overall Configuration of Ultrasonic Diagnostic Apparatus FIG. 1 schematically shows a specific example of an electronic apparatus according to an embodiment of the present invention, that is, a configuration of an ultrasonic
図2に示されるように、第1実施形態に係る超音波プローブ13は筐体16を有する。筐体16の先端には接触面16aが形成される。接触面16aは1仮想平面内で広がる。筐体16には音響カプラー17が装着される。音響カプラー17は筐体16の先端で接触面16aから露出することができる。その他、超音波プローブ13は、プローブ本体13aに着脱自在に連結されるプローブヘッド13bを備えることができる。
As shown in FIG. 2, the
図3に示されるように、筐体16は筐体本体18および枠体部19aを備える。枠体部19aは、筐体本体18に固定される支持部19bで筐体本体18に支持される。筐体本体18内には超音波トランスデューサーユニット21が収容される。超音波トランスデューサーユニット21は超音波デバイス22を備える。超音波デバイス22は例えば基板といった基体上にアレイ状に配置される複数の超音波トランスデューサー素子を有する。超音波トランスデューサー素子は、例えば振動膜の超音波振動に応じて超音波を発信することができ受信することができる。超音波の発信にあたって圧電体は振動膜の超音波振動を引き起こす。その他、超音波トランスデューサー素子は圧電体そのものの超音波振動に応じて超音波を発信したり受信したりしてもよい。超音波デバイス22はバッキング材23で裏打ちされる。バッキング材23は逆方向の超音波の漏れやそういった超音波の反射を防止する。
As shown in FIG. 3, the
超音波トランスデューサーユニット21は整合層24および音響レンズ25を備える。整合層24は超音波デバイス22の表面に形成される。音響レンズ25は整合層24上に形成される。整合層24は生体といった被検対象物と超音波デバイス22との間で音響インピーダンスの整合にあたって用いられる。音響レンズ25は超音波ビームの狭角化にあたって用いられる。音響レンズ25は列ごとに超音波トランスデューサー素子から発信される超音波を1つの焦点に集める。
The
超音波トランスデューサーユニット21には中継回路26が接続される。中継回路26は筐体本体18内に収容される。中継回路26にはケーブル14が接続される。中継回路26は装置端末12との間で通信を司る。
A
音響レンズ25は筐体本体18の表面に面一に超音波ビームの出射面(超音波出射面)27を区画する。超音波デバイス22で生成される超音波ビームは出射面27から出射される。筐体本体18は、出射面27に連続して広がる表面を有する。ここでは、出射面の輪郭から外側に向かって特定の範囲で広がる表面を「固定面(筐体センサー面)28」と称す。
The
枠体部19aは筐体本体18に相対変位不能に固定される。枠体部19aは出射面27に向き合う開口29を形成する。支持部19bは、筐体本体18の固定面28の外周から枠体部19aに連続する壁体部を備える。壁体部は枠体部19aに沿って途切れなく固定面28上の空間を囲めばよい。枠体部19aおよび壁体部は筐体本体18に一体化されることができる。枠体部19a、壁体部および筐体本体18は樹脂材料から一体成型されればよい。
The
出射面27および枠体部19aの間に音響カプラー17は固定される。音響カプラー17は弾性袋体32で形成される。弾性袋体32は例えばシリコーンゴムといった弾性材料から形成されればよい。弾性袋体32は表面積の増大に応じて張力を発揮する。弾性袋体32の内部は液体やジェルといった流動体33で満たされる。流動体33は超音波の周波数に応じて選択されればよい。流動体33は被検対象物と音響レンズ25との間で効率的に超音波を伝達する。例えば液体には水が挙げられる。
The
弾性袋体32は第1領域34で出射面27に接触する。第1領域34はセンサー面(=出射面27+固定面28)の第1範囲35に固定される。第1範囲35は少なくとも出射面27の一部を含む。ここでは、出射面27の全域が第1範囲35に含まれる。弾性袋体32の第1領域34は全域で出射面27および固定面28に密着する。第1範囲35の面積は開口29の開口面積よりも小さい。筐体本体18の固定面28は第1範囲35の輪郭線から外側に向かって広がる。第1領域34はその輪郭線36で筐体本体18の固定面28に固定される。
The
弾性袋体32の第2領域37は枠体部19aの開口29内に配置される。第2領域37はその輪郭線38で開口29の縁に固定される。第2領域37は開口29(開口29を含む平面)から外側に膨らむ。
The
弾性袋体32は第3領域39を備える。第3領域39は第1領域34および第2領域37以外で弾性袋体32に形成される。ここでは、第3領域39は第1領域34と第2領域37との間に区画される。第3領域39は一端で第1領域34に接続され他端で第2領域37に接続される。第2領域37のばね定数は第3領域39のばね定数よりも大きい。こうしたばね定数の設定にあたって第3領域39は第2領域37とは相違する素材で形成されることができる。その他、こうしたばね定数の設定にあたって第3領域39の膜厚は第2領域37の膜厚よりも大きければよい。ここで、弾性袋体32のばね定数は引っ張り力に対するものであって、弾性袋体32が伸びると表面積の増大で伸びに応じた張力が生じる。
The
第2領域37の輪郭線38は弾性袋体32の左右対称面41から遠ざかる方向に第1領域34の輪郭線36よりも変位することから、固定面28上には第3領域39と支持部19bの壁体部と固定面28とで空間42が区画される。図4に示されるように、第1領域34および第2領域37の間で第3領域39以外の領域43(ハッチング部分)は支持部19bの壁体部に密着すればよい。
Since the
(2)第1実施形態に係る超音波プローブの動作
図5に示されるように、超音波診断にあたって例えば被検対象物としての腕44に超音波プローブ13の先端が当てられる。枠体部19aは全周で腕44に押し当てられる。弾性袋体32の第2領域37は全域で腕44の表面に密着する。このとき、腕44の表面は凸形状を有することから、弾性袋体32の第2領域37は開口29の内方に押し込まれる。第2領域37に比べて第3領域39が伸びやすいので、弾性袋体32の第3領域39が空間42に向かって伸びる。空間42は第3領域39の伸びを許容する。第3領域39では表面積の増大に応じて張力が発生する。張力は流動体33に作用して弾性袋体32の第2領域37と腕44との密着を維持する役割を果たす。その結果、流動体33を含んだ第2領域37が枠体部19aと腕44との間に介在することで超音波トランスデューサーユニット21と腕44との距離決め機能が働かないことは防止される。
(2) Operation of Ultrasonic Probe According to First Embodiment As shown in FIG. 5, for ultrasonic diagnosis, for example, the tip of the
超音波デバイス22から超音波ビームが発信されると、音響レンズ25から超音波ビームは出射される。出射された超音波ビームは音響カプラー17内の流動体33を効率的に伝搬する。超音波ビームは腕44内に進入していく。
When an ultrasonic beam is transmitted from the
反射した超音波ビームは再び音響カプラー17内の流動体33を効率的に伝わって超音波デバイス22で受信される。超音波デバイス22では超音波が電気信号に変換される。電気信号は装置端末12に供給されて画像処理が実施される。このとき、支持部19bは筐体本体18に対して枠体部19aを固定することから、出射面27および固定面28と枠体部19aとの距離は保持される。その結果、出射面27と腕44との距離は特定値に維持されることができる。測定の再現性は確保されることができる。
The reflected ultrasonic beam efficiently travels again through the fluid 33 in the
第1範囲35の輪郭の外側には筐体本体18の固定面28上に空間42が形成される。この空間42には、表面積の増大時に膨らむ弾性袋体32の第3領域39が進入することができる。その結果、弾性袋体32は筐体本体18の固定面28上に収まりつつ確実に第3領域39を膨らませる。こうして弾性袋体32の第2領域37は開口29内に確実に押し込まれることから、枠体部19aは確実に腕44に密着することができる。加えて、第3領域39の張力の働きでび弾性袋体32の第2領域37は確実に腕44に密着することができる。筐体本体18および壁体31は外部の物体から弾性袋体32を保護する役割を果たすことができる。
A
(3)第2実施形態に係る超音波プローブ
図6は第2実施形態に係る超音波プローブ13xの構成を概略的に示す。超音波プローブ13xでは弾性袋体32は第1領域34、第2領域37および第3領域39以外に形成される第4領域46を備える。第4領域46は例えば第1領域34、第2領域37および第3領域39から外れた領域43(ハッチング部分)に形成される。第4領域46のばね定数は第3領域39のばね定数よりも大きい。こうしたばね定数の設定にあたって第4領域46は第3領域39とは相違する素材で形成されることができる。その他、こうしたばね定数の設定にあたって第4領域46の膜厚は第3領域39の膜厚よりも大きければよい。その他の構造は前述の第1実施形態と同様である。超音波診断装置11では超音波プローブ13に超音波プローブ13xが置き換えられればよい。
(3) Ultrasonic Probe According to Second Embodiment FIG. 6 schematically shows a configuration of an ultrasonic probe 13x according to the second embodiment. In the ultrasonic probe 13 x, the
図7に示されるように、弾性袋体32の第4領域46に対応して、支持部19bの壁体部と第4領域46との間には空間47が形成される。空間47は第4領域46の伸びを許容する。第4領域46のばね定数は第3領域39のばね定数よりも大きいことから、弾性袋体32の第2領域37が開口29の内方に向かって押し込まれると、第4領域46の伸びに先立って第3領域39が伸びて膨張する。第3領域39が空間42全体に広がると、第3領域39の膨張は停止する。その後、さらに腕44が第2領域37に押し当てられると、第3領域39に代わって第4領域46が伸びる。第4領域46で弾性袋体32の表面積が増大する。第4領域46は伸びて空間47に進入していく。腕44の表面と出射面27との距離が減少するにつれて第4領域46のはみ出し具合は増大することから、第4領域46のはみ出し具合に応じて腕44の表面と出射面27との距離は推定されることができる。こうした観察を通じて超音波プローブ13xの操作者は腕44の表面と出射面27との距離を調整することができる。
As shown in FIG. 7, a
(4)第3実施形態に係る超音波プローブ
図8は第3実施形態に係る超音波プローブ13yの構成を概略的に示す。超音波プローブ13yの先端で筐体16の接触面16aに出射面27が面一に形成される。超音波プローブ13yには音響カプラーアタッチメント51が装着される。音響カプラーアタッチメント51は筐体52を備える。筐体52内には音響カプラー17bが収容される。音響カプラーアタッチメント51の装着にあたって超音波プローブ13yには留め具53が取り付けられる。留め具53は筐体16の胴回りに取り付けられる。留め具53は筐体16の胴回りに突片を形成する。音響カプラーアタッチメント51が筐体16の接触面16aに重ねられると、音響カプラーアタッチメント51のフック54が留め具53に係り合う。こうして音響カプラーアタッチメント51は着脱自在に筐体16に取り付けられる。図9に示されるように、留め具53は筐体16の外壁面に直交する向きでねじ込まれる取り付けねじ55を有することができる。取り付けねじ55がねじ込まれると、取り付けねじ55の先端が筐体16の外壁面に当たって取り付けねじ55から反対側で留め具53の接触圧力は高められる。こうして音響カプラーアタッチメント51は既製の超音波プローブに後付けされることができる。
(4) Ultrasonic Probe According to Third Embodiment FIG. 8 schematically shows a configuration of an
図9に示されるように、筐体52は第1枠体部56および第2枠体部57を備える。第1枠体部56は第1開口58を形成する。第2枠体部57は第2開口59を形成する。第2開口59は第1開口58に向き合わせられる。第1開口58の開口面積は第2開口59の開口面積よりも小さい。
As shown in FIG. 9, the
第2枠体部57は第1枠体部56に相対変位不能に固定される。第1枠体部56と第2枠体部57との間には支持部61が配置される。支持部61は第1枠体部56と第2枠体部57とを相互に固定する。支持部61は、第1枠体部56の外周から第2枠体部57の外周に連続する壁体部を備える。壁体部は第1枠体部56および第2枠体部57の外周に沿って途切れなく第1枠体部56上の空間を囲めばよい。第1枠体部56および第2枠体部57は壁体部で相互に一体化されることができる。第1枠体部56、第2枠体部57および壁体部は樹脂材料から一体成型されればよい。
The second
第1枠体部56および第2枠体部57の間に音響カプラー17bは固定される。音響カプラー17bは前述と同様に弾性袋体32で形成される。弾性袋体32の第1領域34は第1枠体部56の第1開口58内に配置される。第1領域34はその輪郭線36で第1開口58の縁に固定される。ここでは、第1領域34は第1開口58(第1開口58を含む平面)から外方に向かって膨らむ。第1枠体部56は第1開口58の輪郭線から外側に向かって所定の範囲で広がる。
The
弾性袋体32の第2領域37は第2枠体部57の第2開口59内に配置される。第2領域37はその輪郭線38で第2開口59の縁に固定される。第2領域37は第2開口59(第2開口59を含む平面)から外方に向かって膨らむ。
The
弾性袋体32は第3領域39を備える。第3領域39は第1領域34および第2領域37以外で弾性袋体32に形成される。ここでは、第3領域39は第1領域34と第2領域37との間に区画される。第3領域39は一端で第1領域34に接続され他端で第2領域37に接続される。第2領域37のばね定数は第3領域39のばね定数よりも大きい。ここで、弾性袋体32のばね定数は引っ張り力に対するものであって、弾性袋体32が伸びると表面積の増大で伸びに応じた張力が生じる。
The
第2領域37の輪郭線38は弾性袋体32の左右対称面41から遠ざかる方向に第1領域34の輪郭線36よりも変位することから、第1枠体部56上には第3領域39と支持部61と第1枠体部56とで空間62が区画される。前述と同様に、第1領域34および第2領域37の間で第3領域39以外の領域は支持部61の壁体部に密着すればよい。
Since the
音響カプラーアタッチメント51の第1枠体部56は筐体16に対して固定される。筐体16の接触面16aは弾性袋体32の第1領域34に押し当てられる。筐体16の接触面16aは弾性袋体32に密着する。音響カプラーアタッチメント51が筐体16に結合されて超音波プローブ13yが形成される。この状態で第2枠体部57は腕44といった対象物に押し当てられる。第2開口59内の弾性袋体32の第2領域37に対象物が密着する。このとき、超音波プローブ13yの先端で弾性袋体32が第1開口58内に押し込まれたり、対象物で弾性袋体32が第2開口59内に押し込まれたりすると、第2領域37に比べて第3領域39が伸びやすいので、弾性袋体32の第3領域39が空間62に向かって伸びる。空間62は第3領域39の伸びを許容する。第3領域39では表面積の増大に応じて張力が発生する。張力は流動体33に作用して弾性袋体32の第2領域37と対象物との密着を維持する役割を果たす。その結果、流動体33を含んだ第2領域37が第2枠体部57と対象物との間に介在することで超音波トランスデューサーユニット21と対象物との距離決め機能が働かないことは防止される。
The first
第1枠体部56の外周と第1開口58との間には第1枠体部56上に空間62が形成される。この空間62には、表面積の増大時に膨らむ弾性袋体32の第3領域39が進入することができる。その結果、弾性袋体32は第1枠体部56の輪郭の内側に収まりつつ確実に第3領域39を膨らませる。第2枠体部57および弾性袋体32の第2領域37は確実に対象物に密着することができる。加えて、筐体52は外部の物体から弾性袋体32を保護する役割を果たすことができる。
A
(5)第4実施形態に係る超音波プローブ
図10は第4実施形態に係る超音波プローブ13zの構成を概略的に示す。超音波プローブ13zでは弾性袋体32は第1領域34、第2領域37および第3領域39以外に形成される第4領域46を備える。第4領域46は例えば第1領域34、第2領域37および第3領域39から外れた領域43(ハッチング部分)に形成される。第4領域46のばね定数は第3領域39のばね定数よりも大きい。こうしたばね定数の設定にあたって第4領域46は第3領域39とは相違する素材で形成されることができる。その他、こうしたばね定数の設定にあたって第4領域46の膜厚は第3領域39の膜厚よりも大きければよい。その他の構造は前述の第1実施形態と同様である。超音波診断装置11では超音波プローブ13に超音波プローブ13zが置き換えられればよい。
(5) Ultrasonic Probe According to Fourth Embodiment FIG. 10 schematically shows the configuration of an
図11に示されるように、弾性袋体32の第4領域46に対応して、支持部61の壁体部と第4領域46との間には空間63が形成される。空間63は第4領域46の伸びを許容する。第4領域46のばね定数は第3領域39のばね定数よりも大きいことから、弾性袋体32の第2領域37が第2開口59の内方に向かって押し込まれると、第4領域46の伸びに先立って第3領域39が伸びて膨張する。第3領域39が空間62全体に広がると、第3領域39の膨張は停止する。その後、さらに対象物が第2領域37に押し当てられると、第3領域39に代わって第4領域46が伸びる。第4領域46で弾性袋体32の表面積が増大する。第4領域46は伸びて空間63に進入していく。対象物の表面と出射面27との距離が減少するにつれて第4領域46のはみ出し具合は増大することから、第4領域46のはみ出し具合に応じて対象物の表面と出射面27との距離は推定されることができる。こうした観察を通じて超音波プローブ13zの操作者は対象物の表面と出射面27との距離を調整することができる。
As shown in FIG. 11, a
なお、図12に示されるように、音響カプラーアタッチメント51、51aの取り付けにあたってゴム製のポケット64が用いられることができる。ポケットは例えば2つの開口を備える。一方の開口は音響カプラーアタッチメント51、51aの第2枠体部57に固着される。ポケット64は例えば第2開口59の縁で弾性袋体32の第2領域37の輪郭線38とともに固定されることができる。もう1つの開口には超音波プローブ13y、13zの筐体16が進入する。開口の縁はポケット64の弾性力に応じて筐体16の胴回りに密着する。こうして音響カプラーアタッチメント51、51aは筐体16に取り付けられて超音波プローブ13y、13zを形成することができる。
As shown in FIG. 12, a
その他、図13に示されるように、音響カプラーアタッチメント51、51aの取り付けにあたって音響カプラーアタッチメント51、51aの第1枠体部56は留め具53にねじ65でねじ留めされてもよい。さらに、図14に示されるように、音響カプラーアタッチメント51、51aの取り付けにあたって磁力が利用されてもよい。ここでは、音響カプラーアタッチメント51、51aの第1枠体部56および留め具53は軟磁性体材料で形成されればよい。磁力は留め具53に固定される磁石66から第1枠体部56に作用すればよい。
In addition, as shown in FIG. 13, the first
さらに、いわゆるリニア型の超音波プローブ13、13x、13y、13zに基づき本発明は説明されてきたものの、本発明はその他の形態の超音波プローブにも適用されることができる。そういった超音波プローブにはコンベックス型超音波プローブやセクター型超音波プローブ、シングル型超音波プローブが含まれる。
Furthermore, although the present invention has been described based on so-called linear type
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。また、超音波プローブ13、13x、13y、13z、音響カプラー17、17a、17b、超音波トランスデューサーユニット21、音響カプラーアタッチメント51、51a等の構成および動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。
Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Therefore, all such modifications are included in the scope of the present invention. For example, a term described with a different term having a broader meaning or the same meaning at least once in the specification or the drawings can be replaced with the different term in any part of the specification or the drawings. Further, the configurations and operations of the
11 電子機器および超音波画像装置としての超音波診断装置、13 超音波プローブ、13x 超音波プローブ、13y 超音波プローブ、13z 超音波プローブ、16 筐体、17 音響カプラー、17a 音響カプラー、17b 音響カプラー、18 筐体本体、19a 枠体部、19b 支持部、21 超音波センサー部(超音波トランスデューサーユニット)、27 超音波出射面(出射面)、28 筐体センサー面(固定面)、29 開口、32 弾性袋体、33 流動体、34 第1領域、35 第1範囲、37 第2領域、39 第3領域、42 空間、46 第4領域、47 空間、51 音響カプラーアタッチメント、51a 音響カプラーアタッチメント、56 第1枠体部、57 第2枠体部、58 第1開口、59 第2開口、61 支持部、62 空間、63 空間。
11 Ultrasonic diagnostic apparatus as electronic device and ultrasonic imaging apparatus, 13 ultrasonic probe, 13x ultrasonic probe, 13y ultrasonic probe, 13z ultrasonic probe, 16 housing, 17 acoustic coupler, 17a acoustic coupler, 17b acoustic coupler , 18 Housing body, 19a Frame body portion, 19b Support portion, 21 Ultrasonic sensor portion (ultrasonic transducer unit), 27 Ultrasonic emission surface (emission surface), 28 Housing sensor surface (fixed surface), 29 Opening , 32 Elastic bag, 33 Fluid, 34 First region, 35 First region, 37 Second region, 39 Third region, 42 Space, 46 Fourth region, 47 Space, 51 Acoustic coupler attachment, 51a
Claims (13)
前記センサー面に向き合う開口を区画する枠体部と、前記筐体本体に固定され前記枠体部を支持する支持部とを含むカプラー保持部と、
前記センサー面および前記枠体部の間で固定され、流動体で満たされた弾性袋体で形成される音響カプラーと、を備え、
前記弾性袋体は、前記センサー面に接触する第1領域と、前記開口から外側に膨らむ第2領域と、前記枠体部および前記センサー面の間の位置に配置される第3領域とを有し、
前記弾性袋体の前記第2領域のばね定数は前記弾性袋体の前記第3領域のばね定数より大きく、
前記カプラー保持部の前記支持部と前記弾性袋体の前記第3領域との間には空間が形成されている
ことを特徴とする超音波プローブ。 A housing body that partitions a sensor surface provided with an ultrasonic sensor unit;
A coupler holding section including a frame body section defining an opening facing the sensor surface, and a support section fixed to the housing body and supporting the frame body section;
An acoustic coupler fixed between the sensor surface and the frame body and formed of an elastic bag filled with a fluid; and
The elastic bag has a first region that contacts the sensor surface, a second region that swells outward from the opening, and a third region that is disposed at a position between the frame and the sensor surface. And
The spring constant of the second region of the elastic bag body is larger than the spring constant of the third region of the elastic bag body,
An ultrasonic probe, wherein a space is formed between the support portion of the coupler holding portion and the third region of the elastic bag body.
前記弾性袋体は、前記第1領域、前記第2領域および前記第3領域以外に形成される第4領域を有し、
前記弾性袋体の前記第4領域のばね定数は前記弾性袋体の前記第3領域のばね定数より大きく、かつ、前記弾性袋体の前記第2領域のばね定数より小さく、
前記カプラー保持部の前記支持部と前記弾性袋体の前記第4領域との間には空間が形成されている
ことを特徴とする超音波プローブ。 The ultrasonic probe according to claim 3,
The elastic bag body has a fourth region formed other than the first region, the second region, and the third region,
The spring constant of the fourth region of the elastic bag body is larger than the spring constant of the third region of the elastic bag body and smaller than the spring constant of the second region of the elastic bag body,
An ultrasonic probe, wherein a space is formed between the support portion of the coupler holding portion and the fourth region of the elastic bag body.
前記第1開口に向き合う第2開口を形成する第2枠体部と、
前記第1枠体部と前記第2枠体部との間に配置され、前記第1枠体部と前記第2枠体部とを固定する支持部と、
前記第1枠体部および前記第2枠体部に固定され、流動体で満たされた弾性袋体と、を備え、
前記弾性袋体は、前記第1開口から外方に膨らむ第1領域と、前記第2開口から外方に膨らむ第2領域と、前記第1枠体部と前記第2枠体部との間に配置される第3領域とを有し、
前記弾性袋体の前記第2領域のばね定数は前記弾性袋体の前記第3領域のばね定数より大きく、
前記支持部と前記弾性袋体の前記第3領域との間には空間が形成されている
ことを特徴とする音響カプラーアタッチメント。 A first frame part forming a first opening;
A second frame part forming a second opening facing the first opening;
A support portion that is disposed between the first frame body portion and the second frame body portion and fixes the first frame body portion and the second frame body portion;
An elastic bag body fixed to the first frame body part and the second frame body part and filled with a fluid,
The elastic bag body includes a first region that bulges outward from the first opening, a second region that bulges outward from the second opening, and a space between the first frame body portion and the second frame body portion. A third region arranged in
The spring constant of the second region of the elastic bag body is larger than the spring constant of the third region of the elastic bag body,
An acoustic coupler attachment, wherein a space is formed between the support portion and the third region of the elastic bag body.
前記弾性袋体は、前記第1領域、前記第2領域および前記第3領域以外に形成される第4領域をさらに有し、
前記弾性袋体の前記第4領域のばね定数は前記弾性袋体の前記第3領域のばね定数より大きく、かつ、前記弾性袋体の前記第2領域のばね定数より小さく、
前記支持部と前記弾性袋体の前記第4領域との間には空間が形成されている
ことを特徴とする音響カプラーアタッチメント。 The acoustic coupler attachment according to claim 9,
The elastic bag further includes a fourth region formed in addition to the first region, the second region, and the third region,
The spring constant of the fourth region of the elastic bag body is larger than the spring constant of the third region of the elastic bag body and smaller than the spring constant of the second region of the elastic bag body,
An acoustic coupler attachment, wherein a space is formed between the support portion and the fourth region of the elastic bag body.
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