JP2018143403A - 超音波探触子及び超音波装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】適切に超音波を送信できる超音波探触子及び超音波装置を提供すること。
【解決手段】超音波探触子は、超音波を送受信する超音波素子と、前記超音波素子を収容する収容体と、を備え、前記収容体は、周方向に曲がる形状を有し、装着対象の第一面部に測定対象を接触させるように前記装着対象の前記第一面部とは異なる面が前記装着対象に当接可能な当接部と、前記当接部に連続し、前記当接部が前記装着対象に当接する位置で、前記収容体を前記装着対象に装着させる装着部と、を備え、前記超音波素子は、前記当接部に設けられている。
【選択図】図3
【解決手段】超音波探触子は、超音波を送受信する超音波素子と、前記超音波素子を収容する収容体と、を備え、前記収容体は、周方向に曲がる形状を有し、装着対象の第一面部に測定対象を接触させるように前記装着対象の前記第一面部とは異なる面が前記装着対象に当接可能な当接部と、前記当接部に連続し、前記当接部が前記装着対象に当接する位置で、前記収容体を前記装着対象に装着させる装着部と、を備え、前記超音波素子は、前記当接部に設けられている。
【選択図】図3
Description
本発明は、超音波探触子及び超音波装置に関する。
従来、超音波を送受信する振動子アレイと、振動子アレイのハウジングと、当該ハウジングより引き出された電気配線材と、を備えた超音波探触子が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1の超音波探触子では、検査者の指先に装着された際に、指先の手の平側のハウジングの一部に、指先挿入用のくぼみが設けられている。これにより、指先に超音波探触子を装着したまま、検査対象に対して超音波測定を実施することができる。
この特許文献1の超音波探触子では、検査者の指先に装着された際に、指先の手の平側のハウジングの一部に、指先挿入用のくぼみが設けられている。これにより、指先に超音波探触子を装着したまま、検査対象に対して超音波測定を実施することができる。
しかしながら、特許文献1に記載の超音波探触子を検査者が指先に装着し、当該超音波探触子を用いて被験者の内診を行った際に、大きく指先を動かすと、当該超音波探触子が指先から外れる可能性が高い。つまり、特許文献1に記載の超音波探触子では、内診中に指先を大きく動かすと超音波探触子が外れる場合があるので、検査者(使用者)は、内診中に所望の動きができない。
また、特許文献1に記載の超音波探触子では、指先の先端よりも前側に振動子アレイが位置しているので、指先が患部近傍に位置している場合であっても、当該患部よりも前側の領域に超音波が送信され、患部(触診位置)に適切に超音波を送信することができないという問題があった。
また、特許文献1に記載の超音波探触子では、指先の先端よりも前側に振動子アレイが位置しているので、指先が患部近傍に位置している場合であっても、当該患部よりも前側の領域に超音波が送信され、患部(触診位置)に適切に超音波を送信することができないという問題があった。
本発明は、上記課題の少なくとも1つを解決することを目的としたものであり、適切に超音波を送信できる超音波探触子及び超音波装置を提供することを目的の1つとする。
本発明に係る一態様の超音波探触子は、超音波を送受信する超音波素子と、前記超音波素子を収容する収容体と、を備え、前記収容体は、周方向に曲がる形状を有し、装着対象の第一面部に測定対象を接触させるように前記装着対象の前記第一面部とは異なる面が前記装着対象に当接可能な当接部と、前記当接部に連続し、前記当接部が前記装着対象に当接する位置で、前記収容体を前記装着対象に装着させる装着部と、を備え、前記超音波素子は、前記当接部に設けられていることを特徴とする。
なお、上記装着対象としては、使用者の指の他、使用者の腕や足等を例示できる。
本態様では、超音波素子を収容する収容体は、装着対象に装着される装着部と、装着対象の第一面とは異なる面に設けられた当接部を備え、超音波素子は、当接部に設けられている。このような構成によれば、装着対象の第一面部を測定対象(例えば内診の患部位置)に接触させつつ、超音波素子により測定対象に対する超音波測定を実施することができる。また、当接部は、装着部に連続して、装着対象の周方向における一部である第一面部に当接する。このような構成では、装着対象の姿勢が大きく変更された場合でも、当接部が装着対象に追従して動き、超音波探触子が装着対象から外れることを抑制できる。
例えば、指を装着対象とする場合、上記特許文献1では、指先を超音波探触子のくぼみに引っ掛けているだけであるため、指を大きく曲げると、指先がくぼみから外れてしまう可能性が高い。これに対して、本態様では、指を曲げた場合でも、当接部が装着部に連続して指の周方向の第一面部以外の部分に当接しているので、指に追従して動き、超音波探触子が指から外れない。したがって、装着対象の第一面部を測定対象に接触させたまま、超音波素子により適切に超音波測定を実施することができる。
本態様では、超音波素子を収容する収容体は、装着対象に装着される装着部と、装着対象の第一面とは異なる面に設けられた当接部を備え、超音波素子は、当接部に設けられている。このような構成によれば、装着対象の第一面部を測定対象(例えば内診の患部位置)に接触させつつ、超音波素子により測定対象に対する超音波測定を実施することができる。また、当接部は、装着部に連続して、装着対象の周方向における一部である第一面部に当接する。このような構成では、装着対象の姿勢が大きく変更された場合でも、当接部が装着対象に追従して動き、超音波探触子が装着対象から外れることを抑制できる。
例えば、指を装着対象とする場合、上記特許文献1では、指先を超音波探触子のくぼみに引っ掛けているだけであるため、指を大きく曲げると、指先がくぼみから外れてしまう可能性が高い。これに対して、本態様では、指を曲げた場合でも、当接部が装着部に連続して指の周方向の第一面部以外の部分に当接しているので、指に追従して動き、超音波探触子が指から外れない。したがって、装着対象の第一面部を測定対象に接触させたまま、超音波素子により適切に超音波測定を実施することができる。
本態様の超音波探触子では、前記当接部は、前記装着対象が前記装着部により装着された際に、前記装着対象の前記第一面部とは反対側の第二面部に接する第一当接部を含み、前記超音波素子は、前記第一当接部に設けられ、前記装着対象に向かって前記超音波を送信することが好ましい。
本態様では、当接部が装着対象の測定対象当接する面である第一面部の裏面となる第二面部に当接する第一当接部を有し、この第一当接部に超音波素子が設けられている。そして、超音波素子は、第一当接部から装着対象に向かって超音波を出力する。
したがって、このような構成では、超音波素子は、超音波を、装着対象を通して測定対象まで送信させることができる。また、測定対象にて反射された超音波は、装着対象を通って超音波素子にて受信される。すなわち、装着対象を含む測定対象に対する超音波の送受信を実施することで、装着対象が接触する測定対象に対する超音波測定を実施することができる。
本態様では、当接部が装着対象の測定対象当接する面である第一面部の裏面となる第二面部に当接する第一当接部を有し、この第一当接部に超音波素子が設けられている。そして、超音波素子は、第一当接部から装着対象に向かって超音波を出力する。
したがって、このような構成では、超音波素子は、超音波を、装着対象を通して測定対象まで送信させることができる。また、測定対象にて反射された超音波は、装着対象を通って超音波素子にて受信される。すなわち、装着対象を含む測定対象に対する超音波の送受信を実施することで、装着対象が接触する測定対象に対する超音波測定を実施することができる。
本態様の超音波探触子では、前記当接部は、前記装着対象が前記装着部により装着された際に、前記装着対象の前記第一面部に交差する第三面部に接する第二当接部を含み、前記超音波素子は、前記第二当接部に設けられていることが好ましい。
本態様では、超音波素子が当接部における第二当接部に設けられている。このような構成では、超音波素子は、装着対象を介さずに、測定対象に対して超音波の送受信を行うことができ、測定精度を向上させることができる。
本態様では、超音波素子が当接部における第二当接部に設けられている。このような構成では、超音波素子は、装着対象を介さずに、測定対象に対して超音波の送受信を行うことができ、測定精度を向上させることができる。
本態様の超音波探触子では、前記超音波素子は、前記第一面部の法線方向に向けて前記超音波を出力することが好ましい。
本態様では、超音波探触子は第一面部の法線方向に向けて超音波を出力するので、装着対象を確実に介さずに、測定対象に対して超音波の送受信を行うことができ、測定精度をさらに向上させることができる。
本態様では、超音波探触子は第一面部の法線方向に向けて超音波を出力するので、装着対象を確実に介さずに、測定対象に対して超音波の送受信を行うことができ、測定精度をさらに向上させることができる。
本態様の超音波探触子では、前記装着対象と前記当接部との間に位置し、前記装着対象及び前記当接部のそれぞれに密着する可撓性部材を備えることが好ましい。
本態様では、装着対象及び当接部のそれぞれに密着する可撓性部材が装着対象と当接部との間に位置しているので、超音波探触子により内診を実行する際に、装着対象と当接部との間に、超音波の送受信を阻害する空気等が介在する不都合を抑制できる。これにより、超音波測定による測定精度の向上を図ることができる。
本態様では、装着対象及び当接部のそれぞれに密着する可撓性部材が装着対象と当接部との間に位置しているので、超音波探触子により内診を実行する際に、装着対象と当接部との間に、超音波の送受信を阻害する空気等が介在する不都合を抑制できる。これにより、超音波測定による測定精度の向上を図ることができる。
本態様の超音波探触子において、前記装着対象が指であり、前記第一面部が前記指の腹であることが好ましい。
本態様では、指を装着対象とした超音波探触子であり、超音波探触子を指に装着した際に、指の腹が測定対象の患部に接触可能であり、指の腹以外の部分に超音波素子が設けられる。このような本態様では、指の腹により患部を触診しつつ、指の腹にて触診を行っている部分に対して超音波素子による超音波測定を行うことができる。
本態様では、指を装着対象とした超音波探触子であり、超音波探触子を指に装着した際に、指の腹が測定対象の患部に接触可能であり、指の腹以外の部分に超音波素子が設けられる。このような本態様では、指の腹により患部を触診しつつ、指の腹にて触診を行っている部分に対して超音波素子による超音波測定を行うことができる。
本態様の超音波装置は、上記超音波探触子と、前記超音波探触子を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
本態様では、制御部により、超音波デバイスによる超音波の送信を制御する送信処理や、超音波デバイスで超音波を受信させる受信処理を実施できる。また、制御部は、受信処理により得られた受信信号に基づいて、例えば、測定対象の内部断層像を形成するなどの各種処理を実施できる。そして、上述したように、超音波デバイスは、送信対象に確実に超音波を送信できるので、当該超音波デバイスを備えた超音波装置では、上述したような各種処理を高精度に実施することができる。
本態様では、制御部により、超音波デバイスによる超音波の送信を制御する送信処理や、超音波デバイスで超音波を受信させる受信処理を実施できる。また、制御部は、受信処理により得られた受信信号に基づいて、例えば、測定対象の内部断層像を形成するなどの各種処理を実施できる。そして、上述したように、超音波デバイスは、送信対象に確実に超音波を送信できるので、当該超音波デバイスを備えた超音波装置では、上述したような各種処理を高精度に実施することができる。
[第一実施形態]
以下、本発明の第一実施形態に係る超音波装置について、図面に基づいて説明する。
[超音波装置の概略構成]
図1は、本実施形態の超音波装置1の概略構成を示す斜視図である。図2は、本実施形態の超音波装置1の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態の超音波装置1は、図1に示すように、超音波プローブ2と、超音波プローブ2にケーブル3を介して電気的に接続された制御装置10と、を備えている。
この超音波装置1は、検査者が生体の孔部(例えば、口腔、直腸及び膣等)に指を挿入して、孔部の内の患部に対して触診を行う際に、超音波プローブ2を指に装着して内診を行い、触診する患部の超音波測定を実施する装置である。以下、超音波装置1の構成について説明する。
以下、本発明の第一実施形態に係る超音波装置について、図面に基づいて説明する。
[超音波装置の概略構成]
図1は、本実施形態の超音波装置1の概略構成を示す斜視図である。図2は、本実施形態の超音波装置1の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態の超音波装置1は、図1に示すように、超音波プローブ2と、超音波プローブ2にケーブル3を介して電気的に接続された制御装置10と、を備えている。
この超音波装置1は、検査者が生体の孔部(例えば、口腔、直腸及び膣等)に指を挿入して、孔部の内の患部に対して触診を行う際に、超音波プローブ2を指に装着して内診を行い、触診する患部の超音波測定を実施する装置である。以下、超音波装置1の構成について説明する。
[超音波プローブの構成]
図3は、超音波プローブ2の概略構成を示す斜視図である。
超音波プローブ2は、本発明の超音波探触子に相当し、収容体21と、当該収容体21に収容される超音波センサー22と、を備える。
[収容体の構成]
収容体21は、図1及び図3に示すように、袋状の指サックの一部が切り欠かれた形状に形成され、超音波センサー22を収容する。このような収容体21は、装着対象である検査者の指MT(図3参照)に装着される装着部23と、当該装着部23に連続する当接部24と、を備える。
図3は、超音波プローブ2の概略構成を示す斜視図である。
超音波プローブ2は、本発明の超音波探触子に相当し、収容体21と、当該収容体21に収容される超音波センサー22と、を備える。
[収容体の構成]
収容体21は、図1及び図3に示すように、袋状の指サックの一部が切り欠かれた形状に形成され、超音波センサー22を収容する。このような収容体21は、装着対象である検査者の指MT(図3参照)に装着される装着部23と、当該装着部23に連続する当接部24と、を備える。
装着部23は、図1及び図3に示すように、例えば略円筒状に形成され、装着対象である指MTが挿通される。ここで、装着部23に指MTを挿通した際に、装着部23の筒中心軸よりも指の腹(てのひら)側を測定面側、測定面側とは反対を背面側とする。装着部23の軸方向において、指MTの挿通方向をX方向とし、背面側から測定面側に向かう方向をZ方向とし、X方向及びZ方向に交差(本実施形態では直交)する方向をY方向とする。
装着部23の+X側には、当接部24が連続し、−X側には、超音波プローブ2と制御装置10とを接続するケーブル3が接続される。
より具体的には、当接部24は、装着部23の+X側の端部のうち、背面側(中心軸よりも−Z側)に連続し、+X方向に延設されている。また、ケーブル3は、装着部23の−X側の端部のうち、背面側に接続されている。
よって、装着部23の+X側の端部のうち、測定面側(中心軸よりも+Z側)には当接部24が設けられず、装着部23に指MTを挿入した際に、内診時に患部を触診する指MTの指腹MT1(装着対象の第一面部)が露出される。
なお、ケーブル3は、図3においては図示を省略するが、装着部23の−X側端面から装着部23の内部を通り、後述する超音波センサー22(回路基板6)に接続されている。
また、本実施形態では、ケーブル3を用いて、超音波プローブ2と制御装置10とが接続される構成例を示すが、これに限定されない。例えば、超音波プローブ2と制御装置10とが無線通信により接続されていてもよく、超音波プローブ2内に制御装置10の各種構成が設けられていてもよい。
より具体的には、当接部24は、装着部23の+X側の端部のうち、背面側(中心軸よりも−Z側)に連続し、+X方向に延設されている。また、ケーブル3は、装着部23の−X側の端部のうち、背面側に接続されている。
よって、装着部23の+X側の端部のうち、測定面側(中心軸よりも+Z側)には当接部24が設けられず、装着部23に指MTを挿入した際に、内診時に患部を触診する指MTの指腹MT1(装着対象の第一面部)が露出される。
なお、ケーブル3は、図3においては図示を省略するが、装着部23の−X側端面から装着部23の内部を通り、後述する超音波センサー22(回路基板6)に接続されている。
また、本実施形態では、ケーブル3を用いて、超音波プローブ2と制御装置10とが接続される構成例を示すが、これに限定されない。例えば、超音波プローブ2と制御装置10とが無線通信により接続されていてもよく、超音波プローブ2内に制御装置10の各種構成が設けられていてもよい。
当接部24は、YZ断面が略円弧形状となり、指MTの背面側を覆って当該背面側に当接する。すなわち、当接部24は、+Z側から見た際に、指MTの背面側を覆う凹形状となる。そして、本実施形態では、当接部24の−Z側、つまり、この凹形状の当接部24の底部241(第一当接部)に超音波センサー22が設けられている。
より具体的には、当接部24の底部241の内部に超音波センサー22が格納され、超音波センサー22の一部(後述する音響レンズ7)が凹形状の当接部24の内面に露出している。
また、当接部24+X側の先端部は、XZ断面が外側に凸となる円弧上に湾曲するストッパー242を備えている。これにより、挿通された指MTの先端(指先)が当接可能となる。
より具体的には、当接部24の底部241の内部に超音波センサー22が格納され、超音波センサー22の一部(後述する音響レンズ7)が凹形状の当接部24の内面に露出している。
また、当接部24+X側の先端部は、XZ断面が外側に凸となる円弧上に湾曲するストッパー242を備えている。これにより、挿通された指MTの先端(指先)が当接可能となる。
[超音波センサーの構成]
超音波センサー22は、図2に示すように、超音波デバイス4と、回路基板6と、音響レンズ7(図4参照)と、を備える。後述するが、回路基板6には、超音波デバイス4を制御するためのドライバー回路等が設けられており、超音波デバイス4は、例えばフレキシブル基板等の配線部材を介して回路基板6に電気的に接続される。この超音波デバイス4の超音波送受信側の面に、音響レンズ7が設けられており、当該音響レンズ7は、収容体21の一面側から外部に露出する。
超音波センサー22は、図2に示すように、超音波デバイス4と、回路基板6と、音響レンズ7(図4参照)と、を備える。後述するが、回路基板6には、超音波デバイス4を制御するためのドライバー回路等が設けられており、超音波デバイス4は、例えばフレキシブル基板等の配線部材を介して回路基板6に電気的に接続される。この超音波デバイス4の超音波送受信側の面に、音響レンズ7が設けられており、当該音響レンズ7は、収容体21の一面側から外部に露出する。
[超音波基板の構成]
次に、超音波基板41の構成について詳述する。
図4は、超音波基板41の概略構成を示す平面図である。
超音波デバイス4は、図4に示すように、超音波基板41を有する。
このような超音波基板41には、図4に示すように、互いに交差(本実施形態では、直交を例示)するX方向(スキャン方向)及びY方向(スライス方向)に沿って、複数の超音波トランスデューサー41A(超音波素子)が2次元アレイ状に配置されている。ここで、Y方向に配置された複数の超音波トランスデューサー41Aにより、1CH(チャネル)の送受信列41B(素子群)が構成される。また、当該1CHの送受信列がY方向に沿って複数並んで配置されることで、1次元アレイ構造の超音波基板41が構成される。
なお、図4は、説明の便宜上、超音波トランスデューサー41Aの配置数を減らしているが、実際には、より多くの超音波トランスデューサー41Aが配置されている。
次に、超音波基板41の構成について詳述する。
図4は、超音波基板41の概略構成を示す平面図である。
超音波デバイス4は、図4に示すように、超音波基板41を有する。
このような超音波基板41には、図4に示すように、互いに交差(本実施形態では、直交を例示)するX方向(スキャン方向)及びY方向(スライス方向)に沿って、複数の超音波トランスデューサー41A(超音波素子)が2次元アレイ状に配置されている。ここで、Y方向に配置された複数の超音波トランスデューサー41Aにより、1CH(チャネル)の送受信列41B(素子群)が構成される。また、当該1CHの送受信列がY方向に沿って複数並んで配置されることで、1次元アレイ構造の超音波基板41が構成される。
なお、図4は、説明の便宜上、超音波トランスデューサー41Aの配置数を減らしているが、実際には、より多くの超音波トランスデューサー41Aが配置されている。
図5は、超音波センサー22(超音波デバイス4及び音響レンズ7)をY方向に沿って切断した際の断面を示す断面図である。なお、図5においては、説明の便宜上、超音波トランスデューサー41Aの配置数を減らしているが、実際には、より多くの超音波トランスデューサー41Aが配置されている。
超音波基板41は、図5に示すように、素子基板411と、素子基板411の第一面411C上に設けられる支持膜412と、支持膜412上に設けられる圧電素子413とを備えて構成されている。
超音波基板41は、図5に示すように、素子基板411と、素子基板411の第一面411C上に設けられる支持膜412と、支持膜412上に設けられる圧電素子413とを備えて構成されている。
素子基板411は、例えばSi等の半導体基板により構成されている。この素子基板411は、各々の超音波トランスデューサー41Aに対応した開口部411Aが設けられている。本実施形態では、各開口部411Aは、素子基板411の一端面(第一面411C)から、第一面411Cの裏面である第二面411Dに亘って開口され、基板厚み方向を貫通した貫通孔である。この開口部411Aは、第一面411C側が支持膜412により閉塞されている。
なお、素子基板411の第一面411C側には、図示を省略するが、素子基板411を補強するための封止板が配置され、例えば樹脂等により構成された梁部により固定されている。
なお、素子基板411の第一面411C側には、図示を省略するが、素子基板411を補強するための封止板が配置され、例えば樹脂等により構成された梁部により固定されている。
また、開口部411Aの支持膜412が設けられない側には、音響層414が設けられる(充填される)。このような音響層414は、音響レンズ7と略同一の音響インピーダンスを有し、支持膜412及び音響レンズ7に密着されている。これにより、支持膜412の振動により送信される超音波を、音響層414を介して音響レンズ7に伝達させることができ、音響レンズ7から入射された超音波を、音響層414を介して支持膜412に伝達させることが可能となる。
支持膜412は、例えばSiO2や、SiO2及びZrO2の積層体等より構成され、素子基板411の第一面411C側の全体を覆って設けられている。すなわち、支持膜412は、開口部411Aを構成する隔壁411Bにより支持され、開口部411Aの第一面411C側を閉塞する。この支持膜412の厚み寸法は、素子基板411に対して十分小さい厚み寸法となる。
圧電素子413は、本発明の超音波素子に相当し、各開口部411Aを閉塞する支持膜412の第二面412D上にそれぞれ設けられている。この圧電素子413は、例えば、支持膜412側から下部電極413A、圧電膜413B、及び上部電極413Cを積層した積層体により構成されている。
ここで、支持膜412のうち、開口部411Aを閉塞する部分は振動部412Aを構成し、この振動部412Aと、圧電素子413とにより、1つの超音波トランスデューサー41A(振動子)が構成される。
このような超音波トランスデューサー41Aでは、下部電極413A及び上部電極413Cの間に所定周波数の矩形波電圧(駆動信号)が印加されることで、圧電膜413Bが撓んで振動部412Aが振動して超音波が送出される。また、生体から反射された超音波により振動部412Aが振動されると、圧電膜413Bの上下で電位差が発生する。これにより、下部電極413A及び上部電極413Cの間に発生する電位差を検出することで、受信した超音波を検出することが可能となる。
ここで、支持膜412のうち、開口部411Aを閉塞する部分は振動部412Aを構成し、この振動部412Aと、圧電素子413とにより、1つの超音波トランスデューサー41A(振動子)が構成される。
このような超音波トランスデューサー41Aでは、下部電極413A及び上部電極413Cの間に所定周波数の矩形波電圧(駆動信号)が印加されることで、圧電膜413Bが撓んで振動部412Aが振動して超音波が送出される。また、生体から反射された超音波により振動部412Aが振動されると、圧電膜413Bの上下で電位差が発生する。これにより、下部電極413A及び上部電極413Cの間に発生する電位差を検出することで、受信した超音波を検出することが可能となる。
また、本実施形態では、図4に示すように、下部電極413Aは、Y方向に沿って直線状に形成されており、1CHの送受信列41Bを構成する複数の超音波トランスデューサー41Aを接続する。この下部電極413Aの−Y側端部(第一方向の一端部)には、第一端子413A1が設けられ、+Y側端部(第一方向の他端部)には第二端子413A2が設けられている。これら第一端子413A1及び第二端子413A2は、それぞれ回路基板6に電気接続されている。
また、上部電極413Cは、X方向に沿って直線状に形成されており、X方向に並ぶ超音波トランスデューサー41Aを接続する。そして、上部電極413Cの±X側端部は共通電極線413Dに接続される。この共通電極線413Dは、Y方向に沿って複数配置された上部電極413C同士を結線し、その端部には、回路基板6に電気接続される共通端子413D1が設けられている。
[音響レンズの構成]
音響レンズ7は、超音波デバイス4から送信された超音波を測定対象である生体に効率よく伝搬させ、また、生体内で反射した超音波を効率よく超音波デバイス4に伝搬させる。この音響レンズ7は、超音波デバイス4が超音波を送受信する面に沿って配置される。
ここで、上述のように、超音波デバイス4と音響レンズ7との間には、音響層414が設けられる。この音響層414は、音響層414を形成する液状の材料(例えば、液状のシリコーン等)を、開口部411Aに充填して形成する。
音響レンズ7は、超音波デバイス4から送信された超音波を測定対象である生体に効率よく伝搬させ、また、生体内で反射した超音波を効率よく超音波デバイス4に伝搬させる。この音響レンズ7は、超音波デバイス4が超音波を送受信する面に沿って配置される。
ここで、上述のように、超音波デバイス4と音響レンズ7との間には、音響層414が設けられる。この音響層414は、音響層414を形成する液状の材料(例えば、液状のシリコーン等)を、開口部411Aに充填して形成する。
[収容体における超音波センサー(超音波基板)の配置]
図6は、収容体21内に収容される超音波センサー22の位置を示す平面図であり、図7は、収容体21内に収容される超音波センサー22の位置を示す側面図である。なお、図6及び図7においては、超音波センサー22の位置を分かりやすくするため、収容体21を二点鎖線にて示している。
指MTに超音波プローブ2を装着すると、指MTの指先がストッパー242に当接された位置で位置決めされ、その位置で装着部23により、超音波プローブ2が指MTに固定される。この際、当接部24は、指MTの背面側に当接し、当接部24の底部241に設けられた超音波センサー22は、音響レンズ7が指MTの指腹MT1の反対側の面である第二面部(爪側面MT2)に当接する。
図6は、収容体21内に収容される超音波センサー22の位置を示す平面図であり、図7は、収容体21内に収容される超音波センサー22の位置を示す側面図である。なお、図6及び図7においては、超音波センサー22の位置を分かりやすくするため、収容体21を二点鎖線にて示している。
指MTに超音波プローブ2を装着すると、指MTの指先がストッパー242に当接された位置で位置決めされ、その位置で装着部23により、超音波プローブ2が指MTに固定される。この際、当接部24は、指MTの背面側に当接し、当接部24の底部241に設けられた超音波センサー22は、音響レンズ7が指MTの指腹MT1の反対側の面である第二面部(爪側面MT2)に当接する。
このような構成では、超音波センサー22から出力された超音波は、指MTの爪側面MT2から検査者の指MTを通過し、内診において測定対象である患部に接する指腹MT1から患部に向かって送信される。そして、患部の内部にて反射された超音波は、指腹MT1から指MTを通過し、爪側面MT2から超音波センサー22に入射して受信される。つまり、本実施形態では、検査者が患部の触診を行っている間に、当該患部に対する超音波測定を実施でき、患部の内部断層像を得ることができる。
また、超音波センサー22の直下に対して超音波測定を実施するため、例えば、超音波トランスデューサー41Aを遅延駆動させて、超音波の送信方向を制御する必要がない。つまり、リニアスキャンにより、触診を実施している患部に対する超音波測定を実施できる。この場合、セクタースキャン等に比べて、超音波測定における分解能を向上させることができ、患部に対する高精度な超音波測定を実施することができる。
[回路基板の構成]
次に、回路基板6について説明する。
図2に戻って、回路基板6は、超音波トランスデューサー41Aを駆動させる各種回路として、例えば選択回路61、送信回路62(信号出力部)及び受信回路63を備えている。また、回路基板6は、超音波基板41の第一端子413A1に接続される第一入出力部66A1、第二端子413A2に接続される第二入出力部66A2を備える。
さらに、回路基板6は、図示は省略するが、共通端子413D1に接続される共通入出力部、共通入出力部に接続されて共通端子413D1に共通電圧を印加する共通電圧出力部等を備える。
次に、回路基板6について説明する。
図2に戻って、回路基板6は、超音波トランスデューサー41Aを駆動させる各種回路として、例えば選択回路61、送信回路62(信号出力部)及び受信回路63を備えている。また、回路基板6は、超音波基板41の第一端子413A1に接続される第一入出力部66A1、第二端子413A2に接続される第二入出力部66A2を備える。
さらに、回路基板6は、図示は省略するが、共通端子413D1に接続される共通入出力部、共通入出力部に接続されて共通端子413D1に共通電圧を印加する共通電圧出力部等を備える。
選択回路61は、超音波基板41の各送受信列41Bと接続される。また、選択回路61は、送信回路62や受信回路63と接続される。
この選択回路61は、制御装置10の制御に基づいて、超音波トランスデューサー41A(送受信列41B)と送信回路62とを接続する送信接続、及び超音波トランスデューサー41A(送受信列41B)と受信回路63とを接続する受信接続を切り替える。
送信回路62は、駆動信号を出力する信号出力部であり、制御装置10の制御により送信接続に切り替えられた際に駆動信号を出力する。この駆動信号は、選択回路61を介して各送受信列41Bに入力され、これにより、各超音波トランスデューサー41Aが駆動されて超音波が送出される。
この選択回路61は、制御装置10の制御に基づいて、超音波トランスデューサー41A(送受信列41B)と送信回路62とを接続する送信接続、及び超音波トランスデューサー41A(送受信列41B)と受信回路63とを接続する受信接続を切り替える。
送信回路62は、駆動信号を出力する信号出力部であり、制御装置10の制御により送信接続に切り替えられた際に駆動信号を出力する。この駆動信号は、選択回路61を介して各送受信列41Bに入力され、これにより、各超音波トランスデューサー41Aが駆動されて超音波が送出される。
受信回路63は、制御装置10の制御により受信接続に切り替えられた際に、各送受信列41Bから選択回路61を介して入力される受信信号を処理する。具体的には、受信回路63は、例えば低雑音増幅回路、電圧制御アッテネーター、プログラマブルゲインアンプ、ローパスフィルター、A/Dコンバーター等を含んで構成されており、受信信号のデジタル信号への変換、ノイズ成分の除去、所望信号レベルへの増幅等の各信号処理を実施した後、処理後の受信信号を制御装置10に出力する。
なお、本実施形態では、当接部24に設けられる超音波センサー22に回路基板6が含まれる構成を例示するが、これに限定されない。すなわち、回路基板6は、例えば装着部23に設けられていてもよく、制御装置10に設けられていてもよい。
なお、本実施形態では、当接部24に設けられる超音波センサー22に回路基板6が含まれる構成を例示するが、これに限定されない。すなわち、回路基板6は、例えば装着部23に設けられていてもよく、制御装置10に設けられていてもよい。
[制御装置の構成]
制御装置10は、図2に示すように、例えば、操作部11と、表示部12と、記憶部13と、制御部14と、を備えて構成されている。この制御装置10は、例えば、タブレット端末やスマートフォン、パーソナルコンピューター等の端末装置を用いてもよく、超音波プローブ2を操作するための専用端末装置であってもよい。
操作部11は、ユーザーが超音波装置1を操作するためのUI(user interface)であり、例えば表示部12上に設けられたタッチパネルや、操作ボタン、キーボード、マウス等により構成することができる。
表示部12は、例えば液晶ディスプレイ等により構成され、画像を表示させる。
記憶部13は、超音波装置1を制御するための各種プログラムや各種データを記憶する。
制御部14は、例えばCPU(Central Processing Unit)等の演算回路や、メモリー等の記憶回路により構成されている。そして、制御部14は、記憶部13に記憶された各種プログラムを読み込み実行することで、送受信制御部141及び画像形成部142等として機能する。
制御装置10は、図2に示すように、例えば、操作部11と、表示部12と、記憶部13と、制御部14と、を備えて構成されている。この制御装置10は、例えば、タブレット端末やスマートフォン、パーソナルコンピューター等の端末装置を用いてもよく、超音波プローブ2を操作するための専用端末装置であってもよい。
操作部11は、ユーザーが超音波装置1を操作するためのUI(user interface)であり、例えば表示部12上に設けられたタッチパネルや、操作ボタン、キーボード、マウス等により構成することができる。
表示部12は、例えば液晶ディスプレイ等により構成され、画像を表示させる。
記憶部13は、超音波装置1を制御するための各種プログラムや各種データを記憶する。
制御部14は、例えばCPU(Central Processing Unit)等の演算回路や、メモリー等の記憶回路により構成されている。そして、制御部14は、記憶部13に記憶された各種プログラムを読み込み実行することで、送受信制御部141及び画像形成部142等として機能する。
送受信制御部141は、選択回路61を制御して、送信接続と、受信接続とを切り替える。また、送受信制御部141は、送信回路62に対して駆動信号の生成及び出力処理の制御を行い、受信回路63に対して受信信号の周波数設定やゲイン設定などの制御を行う。
画像形成部142は、超音波プローブ2から送信された受信信号(画像信号)に基づいて、生体(患部)の内部断層像(超音波画像)を生成する。また、画像形成部142は、生成した内部断層像を表示部12に表示させる。
画像形成部142は、超音波プローブ2から送信された受信信号(画像信号)に基づいて、生体(患部)の内部断層像(超音波画像)を生成する。また、画像形成部142は、生成した内部断層像を表示部12に表示させる。
ここで、本実施形態では、超音波測定を実施すると、超音波が検査者である指MTを通過して患部内に送信される。したがって、患部に対する超音波測定のみならず、検査者の指MT内での超音波の反射等も測定結果に含まれる。よって、画像形成部142により形成された内部断層像には、指MTが映り込む。
これに対して、画像形成部142は、検査者の指MTを除外した内部断層像を形成してもよい。例えば、得られた超音波画像に対してエッジ検出処理を実施し、指腹MT1を検出し、指腹MT1よりも深度が深い位置の反射波に基づく、患部の内部断層像を生成してもよい。また、画像形成部142は、超音波測定にも基づいて生成される内部断層像のうち、予め設定された寸法(指MTに相当する寸法)の画像をカットしてもよい。
これに対して、画像形成部142は、検査者の指MTを除外した内部断層像を形成してもよい。例えば、得られた超音波画像に対してエッジ検出処理を実施し、指腹MT1を検出し、指腹MT1よりも深度が深い位置の反射波に基づく、患部の内部断層像を生成してもよい。また、画像形成部142は、超音波測定にも基づいて生成される内部断層像のうち、予め設定された寸法(指MTに相当する寸法)の画像をカットしてもよい。
[第一実施形態の作用効果]
以上説明した本実施形態に係る超音波装置1は、以下の効果を奏する。
本実施形態では、指MTの指腹MT1を内診の患部位置に接触させつつ、超音波センサー22により患部位置に対する超音波測定を実施することができる。また、当接部24は、装着部23に連続して、指MTの周方向における一部である指腹MT1に当接する。このような構成では、指MTの姿勢が大きく変更された場合でも、当接部24が指MTに追従して動き、超音波プローブ2が指MTから外れることを抑制できる。つまり、本実施形態では、指MTを曲げた場合でも、当接部24が装着部23に連続して指MTの周方向の指腹MT1以外の部分に当接しているので、指MTに追従して動き、超音波プローブ2が指MTから外れない。したがって、指MTの指腹MT1を患部に接触させたまま、超音波センサー22により適切に超音波測定を実施することができる。
以上説明した本実施形態に係る超音波装置1は、以下の効果を奏する。
本実施形態では、指MTの指腹MT1を内診の患部位置に接触させつつ、超音波センサー22により患部位置に対する超音波測定を実施することができる。また、当接部24は、装着部23に連続して、指MTの周方向における一部である指腹MT1に当接する。このような構成では、指MTの姿勢が大きく変更された場合でも、当接部24が指MTに追従して動き、超音波プローブ2が指MTから外れることを抑制できる。つまり、本実施形態では、指MTを曲げた場合でも、当接部24が装着部23に連続して指MTの周方向の指腹MT1以外の部分に当接しているので、指MTに追従して動き、超音波プローブ2が指MTから外れない。したがって、指MTの指腹MT1を患部に接触させたまま、超音波センサー22により適切に超音波測定を実施することができる。
本実施形態では、超音波センサー22は、超音波を、指MTを通して患部まで送信させることができる。また、患部にて反射された超音波は、指MTを通って超音波センサー22にて受信される。すなわち、指MTを含む患部に対する超音波の送受信を実施することで、指MTが接触する患部に対する超音波測定を実施することができる。
また、超音波センサー22の法線方向に対して、超音波の送受信を実施できるので、超音波の送受信感度が高く、精度が高い測定を実施できる。また、リニアスキャンによる測定を実施できるので、測定分解能も高めることができる。
また、超音波センサー22の法線方向に対して、超音波の送受信を実施できるので、超音波の送受信感度が高く、精度が高い測定を実施できる。また、リニアスキャンによる測定を実施できるので、測定分解能も高めることができる。
本実施形態では、制御部14は、受信処理により得られた受信信号に基づいて、例えば、測定対象の内部断層像を形成するなどの各種処理を実施できる。そして、上述したように、超音波デバイス4は、指MTの指腹MT1により内診される患部に確実に超音波を送信できるので、当該超音波デバイス4を備えた超音波装置1では、上述したような各種処理を高精度に実施することができる。
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について図面を用いて説明する。
上記第一実施形態では、超音波センサー22は、指MTの指腹MT1の反対側の面である爪側面MT2に音響レンズ7を向けた状態で、当接部24内に位置する例を示した。これに対して、第二実施形態では、超音波センサー22の数、当接部24、及び当該当接部24における超音波センサー22の配置位置が異なる点で、上記第一実施形態と相違する。
なお、以下の説明では、第一実施形態と同一又は略同一の構成については、同番号を付し、説明を省略又は簡略化する。
次に、本発明の第二実施形態について図面を用いて説明する。
上記第一実施形態では、超音波センサー22は、指MTの指腹MT1の反対側の面である爪側面MT2に音響レンズ7を向けた状態で、当接部24内に位置する例を示した。これに対して、第二実施形態では、超音波センサー22の数、当接部24、及び当該当接部24における超音波センサー22の配置位置が異なる点で、上記第一実施形態と相違する。
なお、以下の説明では、第一実施形態と同一又は略同一の構成については、同番号を付し、説明を省略又は簡略化する。
図8は、第二実施形態に係る超音波装置の超音波プローブ2Aにおける収容体21内に収容される超音波センサー22A,22Bの位置を示す平面図であり、図9は、収容体21内に収容される超音波センサー22Aの位置を示す側面図である。なお、図8及び図9においては、超音波センサー22A,22Bの位置を分かりやすくするため、収容体21Aを二点鎖線にて示している。
本実施形態に係る超音波プローブ2Aは、超音波センサー22に代えて、超音波センサー22A,22Bを備える。なお、超音波センサー22A,22Bのそれぞれは、上記超音波センサー22と略同一の構成を有するが、XY平面におけるY方向の寸法が上記超音波センサー22よりも小さくなっている。すなわち、第二実施形態においては、超音波センサー22A,22Bのそれぞれは、後述する当接部24Aの配置位置のスペースの関係上、Y方向に配置される超音波トランスデューサー41Aの数が超音波センサー22に比べて少なくなっている。
本実施形態に係る超音波プローブ2Aは、超音波センサー22に代えて、超音波センサー22A,22Bを備える。なお、超音波センサー22A,22Bのそれぞれは、上記超音波センサー22と略同一の構成を有するが、XY平面におけるY方向の寸法が上記超音波センサー22よりも小さくなっている。すなわち、第二実施形態においては、超音波センサー22A,22Bのそれぞれは、後述する当接部24Aの配置位置のスペースの関係上、Y方向に配置される超音波トランスデューサー41Aの数が超音波センサー22に比べて少なくなっている。
本実施形態の収容体21は、上記当接部24に代えて当接部24Aを有する。この当接部24Aは、+X側から見て凹形状に形成され、指腹MT1(第一面部)に対して交差する指側面MT3,MT4(第三面部)のそれぞれに当接する凹内側面243,244を有する。具体的に、当接部24Aの−Y側には、指側面MT3に当接する凹内側面243が形成され、当接部24Aの+Y側には、指側面MT4に当接する凹内側面244が形成される。
このような凹内側面243には、図8及び図9に示すように、超音波センサー22Aが送受信面を+Z方向に向けた状態にて設けられ、凹内側面244には、超音波センサー22Bが送受信面を+Z方向に向けた状態にて設けられる。なお、本実施形態では、超音波センサー22A,22Bのそれぞれは、これら凹内側面243,244のそれぞれに設けられ、+Z方向に超音波を送信するため、音響レンズ7を備えていない。
このような凹内側面243には、図8及び図9に示すように、超音波センサー22Aが送受信面を+Z方向に向けた状態にて設けられ、凹内側面244には、超音波センサー22Bが送受信面を+Z方向に向けた状態にて設けられる。なお、本実施形態では、超音波センサー22A,22Bのそれぞれは、これら凹内側面243,244のそれぞれに設けられ、+Z方向に超音波を送信するため、音響レンズ7を備えていない。
なお、本実施形態では、超音波センサー22A,22Bのそれぞれは、音響レンズ7を備えないこととしたが、これに限らず、例えば、Y方向に配置される超音波トランスデューサー41Aの数が当該第二実施形態よりも多い場合には、超音波センサー22A,22Bのそれぞれは、音響レンズ7を備えてもよい。
この超音波センサー22A,22Bのそれぞれは、上述したように、開口部411Aを介して超音波を送信する。すなわち、超音波センサー22は、指腹MT1の略法線方向(指腹MT1から患部に向かう方向)に直線的に超音波を送信する。
このため、超音波センサー22A,22Bから送信された超音波は、指MTを通過することなく患部に送信される。具体的に、超音波センサー22A,22Bのそれぞれから送信された超音波は、図9に示すように、指腹MT1によって内診される患部(内診位置)に送信される。
このため、超音波センサー22A,22Bから送信された超音波は、指MTを通過することなく患部に送信される。具体的に、超音波センサー22A,22Bのそれぞれから送信された超音波は、図9に示すように、指腹MT1によって内診される患部(内診位置)に送信される。
[第二実施形態の作用効果]
以上説明した本実施形態に係る超音波装置は、上記第一実施形態に係る超音波装置と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
本実施形態では、超音波センサー22A,22Bのそれぞれから、すなわち、検査者の指MTの両指側面MT3,MT4側から当該検査者の指MTを介さずに超音波を患部に送信できる。これによれば、検査者の指MTの指腹MT1が直接触れた患部に対して、当該指MTを介さずに超音波を送信できるので、患部に確実に超音波を送信できる。
また、患部を挟む2か所の超音波測定結果が得られるので、これらを合成して、超音波画像を形成できる。さらに、これら各超音波センサー22A,22Bのそれぞれの超音波測定結果に基づく2つの画像を表示させてもよい。
以上説明した本実施形態に係る超音波装置は、上記第一実施形態に係る超音波装置と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
本実施形態では、超音波センサー22A,22Bのそれぞれから、すなわち、検査者の指MTの両指側面MT3,MT4側から当該検査者の指MTを介さずに超音波を患部に送信できる。これによれば、検査者の指MTの指腹MT1が直接触れた患部に対して、当該指MTを介さずに超音波を送信できるので、患部に確実に超音波を送信できる。
また、患部を挟む2か所の超音波測定結果が得られるので、これらを合成して、超音波画像を形成できる。さらに、これら各超音波センサー22A,22Bのそれぞれの超音波測定結果に基づく2つの画像を表示させてもよい。
[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態について図面を用いて説明する。
上記第一実施形態では、超音波プローブ2が指MTに装着されると、超音波センサー22の音響レンズ7が当該指MTに直接触れた状態になり、当該超音波センサー22から超音波が送信される例を示した。これに対して、第三実施形態では、指MTと当接部24との間に可撓性部材が位置する点で、上記第一実施形態と相違する。
なお、以下の説明では、第一実施形態と同一又は略同一の構成については、同番号を付し、説明を省略又は簡略化する。
次に、本発明の第三実施形態について図面を用いて説明する。
上記第一実施形態では、超音波プローブ2が指MTに装着されると、超音波センサー22の音響レンズ7が当該指MTに直接触れた状態になり、当該超音波センサー22から超音波が送信される例を示した。これに対して、第三実施形態では、指MTと当接部24との間に可撓性部材が位置する点で、上記第一実施形態と相違する。
なお、以下の説明では、第一実施形態と同一又は略同一の構成については、同番号を付し、説明を省略又は簡略化する。
図10は、第三実施形態に係る超音波装置の超音波プローブ2Bを示す側面図である。なお、図10においては、超音波プローブ2Bの構成を分かりやすくするため、収容体21Bを二点鎖線にて示している。
本実施形態では、超音波プローブ2Bは、図10に示すように、指MTと当接部24との間に位置する可撓性部材25を備えている。この可撓性部材25は、例えば、内部に超音波を透過させるジェル状の物質(検査対象である生体と音響インピーダンスが略同一の物質)が収容された可撓性の袋体により構成されている。このような可撓性部材25は、超音波センサー22の送受信面に一様に固定されている。
なお、本実施形態では、可撓性部材25は、超音波センサー22の送受信面に一様に固定されていることとしたが、これに限らず、例えば、超音波センサー22の送受信面の一端にて固定されていることとしてもよい。
本実施形態では、超音波プローブ2Bは、図10に示すように、指MTと当接部24との間に位置する可撓性部材25を備えている。この可撓性部材25は、例えば、内部に超音波を透過させるジェル状の物質(検査対象である生体と音響インピーダンスが略同一の物質)が収容された可撓性の袋体により構成されている。このような可撓性部材25は、超音波センサー22の送受信面に一様に固定されている。
なお、本実施形態では、可撓性部材25は、超音波センサー22の送受信面に一様に固定されていることとしたが、これに限らず、例えば、超音波センサー22の送受信面の一端にて固定されていることとしてもよい。
[第三実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係る超音波プローブ2Bを備える超音波装置は、上記第一実施形態の超音波装置1と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
ここで、上記第一実施形態の超音波プローブ2では、超音波センサー22(音響レンズ7)と指腹MT1の爪側面MT2との間に、隙間が生じる可能性が高い。このような隙間が生じると、超音波が当該隙間(当該隙間に位置する空気等)により散乱する可能性がある。このため、超音波プローブ2により内診を実行するためには、上記隙間を埋めるために、ローション等を使用する必要がある。
これに対し、本実施形態では、検査者が指MTに超音波プローブ2Bを装着すると、可撓性部材25は、指MT及び当接部24のそれぞれに密着する。これにより、指MT及び当接部24(超音波センサー22)との間に超音波を反射及び散乱させる空気層が形成される不都合を低減できる。
したがって、超音波センサー22から送信された超音波は、可撓性部材25及び指MTを透過して確実に患部に送信され、当該指MTを介して超音波を受信できる。
以上説明した本実施形態に係る超音波プローブ2Bを備える超音波装置は、上記第一実施形態の超音波装置1と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
ここで、上記第一実施形態の超音波プローブ2では、超音波センサー22(音響レンズ7)と指腹MT1の爪側面MT2との間に、隙間が生じる可能性が高い。このような隙間が生じると、超音波が当該隙間(当該隙間に位置する空気等)により散乱する可能性がある。このため、超音波プローブ2により内診を実行するためには、上記隙間を埋めるために、ローション等を使用する必要がある。
これに対し、本実施形態では、検査者が指MTに超音波プローブ2Bを装着すると、可撓性部材25は、指MT及び当接部24のそれぞれに密着する。これにより、指MT及び当接部24(超音波センサー22)との間に超音波を反射及び散乱させる空気層が形成される不都合を低減できる。
したがって、超音波センサー22から送信された超音波は、可撓性部材25及び指MTを透過して確実に患部に送信され、当該指MTを介して超音波を受信できる。
[第四実施形態]
次に、本発明の第四実施形態について図面を用いて説明する。
上記第二実施形態では、超音波プローブ2が指MTに装着されると、超音波センサー22A,22Bの送受信面が上記患部に直接触れた状態になり、当該超音波センサー22A,22Bのそれぞれから超音波が送信される例を示した。これに対して、第四実施形態では、超音波センサー22A,22Bと患部との間に可撓性部材が位置する点で、上記第二実施形態と相違する。
次に、本発明の第四実施形態について図面を用いて説明する。
上記第二実施形態では、超音波プローブ2が指MTに装着されると、超音波センサー22A,22Bの送受信面が上記患部に直接触れた状態になり、当該超音波センサー22A,22Bのそれぞれから超音波が送信される例を示した。これに対して、第四実施形態では、超音波センサー22A,22Bと患部との間に可撓性部材が位置する点で、上記第二実施形態と相違する。
図11は、第四実施形態に係る超音波装置の超音波プローブ2Cを示す正面図である。なお、図11においても超音波プローブ2Cの構成を分かりやすくするため、収容体21Cを二点鎖線にて示している。
本実施形態では、超音波プローブ2Cは、図11に示すように、可撓性部材25A,25Bを備えている。これら可撓性部材25A,25Bのそれぞれは、上記可撓性部材25と同様に、生体と略同一のインピーダンスを有する物質が収容された可撓性の袋体により構成されている。
可撓性部材25Aは、図11に示すように、超音波センサー22Aの送受信面に一様に固定される。また、可撓性部材25Bは、超音波センサー22Bの送受信面に一様に固定される。このため、可撓性部材25A,25Bのそれぞれは、生体の孔部に挿入された際に、患部により指MTに押し付けられ、密着する。
本実施形態では、超音波プローブ2Cは、図11に示すように、可撓性部材25A,25Bを備えている。これら可撓性部材25A,25Bのそれぞれは、上記可撓性部材25と同様に、生体と略同一のインピーダンスを有する物質が収容された可撓性の袋体により構成されている。
可撓性部材25Aは、図11に示すように、超音波センサー22Aの送受信面に一様に固定される。また、可撓性部材25Bは、超音波センサー22Bの送受信面に一様に固定される。このため、可撓性部材25A,25Bのそれぞれは、生体の孔部に挿入された際に、患部により指MTに押し付けられ、密着する。
[第四実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係る超音波プローブ2Cを備える超音波装置は、上記第二実施形態の超音波装置と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
本実施形態では、指MTが超音波プローブ2Cに装着されると、可撓性部材25A,25Bは、指MTの指腹MT1の端部及び当該指腹MT1に接続される指側面MT3,MT4の一部に密着するので、指MT及び当接部24(超音波センサー22A,22B)との間に超音波を反射及び散乱させる空気層が形成される不都合を低減できる。
したがって、超音波センサー22A,22Bのそれぞれから送信された超音波は、各可撓性部材25A,25Bを透過して確実に患部に投射される。
以上説明した本実施形態に係る超音波プローブ2Cを備える超音波装置は、上記第二実施形態の超音波装置と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
本実施形態では、指MTが超音波プローブ2Cに装着されると、可撓性部材25A,25Bは、指MTの指腹MT1の端部及び当該指腹MT1に接続される指側面MT3,MT4の一部に密着するので、指MT及び当接部24(超音波センサー22A,22B)との間に超音波を反射及び散乱させる空気層が形成される不都合を低減できる。
したがって、超音波センサー22A,22Bのそれぞれから送信された超音波は、各可撓性部材25A,25Bを透過して確実に患部に投射される。
[実施形態の変形]
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良、及び以下の変形例を適宜組み合わせる等によって得られる構成は本発明に含まれるものである。
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良、及び以下の変形例を適宜組み合わせる等によって得られる構成は本発明に含まれるものである。
上記第一実施形態では、1つの超音波センサー22が当接部24内に位置する例を示したが、これに限らず、例えば、図12〜図14に示す構成であってもよい。
図12は、上記各実施形態の変形例に係る超音波装置の超音波プローブ2Dにおける収容体21D内に収容される超音波センサー22,22A,22Bの位置を示す平面図であり、図13は、超音波センサー22,22A,22Bの位置を示す正面図であり、図14は、超音波センサー22,22A,22Bの位置を示す側面図である。なお、図12〜図14においては、超音波センサー22,22A,22Bの位置を分かりやすくするため、収容体21Dを二点鎖線にて示している。
本実施形態に係る超音波プローブ2Dは、超音波センサー22に加えて、上記超音波センサー22A,22Bを備える。なお、超音波センサー22,22A,22Bのそれぞれは、上記各実施形態における超音波センサー22,22A,22Bのそれぞれと同一であるため説明を省略する。
図12は、上記各実施形態の変形例に係る超音波装置の超音波プローブ2Dにおける収容体21D内に収容される超音波センサー22,22A,22Bの位置を示す平面図であり、図13は、超音波センサー22,22A,22Bの位置を示す正面図であり、図14は、超音波センサー22,22A,22Bの位置を示す側面図である。なお、図12〜図14においては、超音波センサー22,22A,22Bの位置を分かりやすくするため、収容体21Dを二点鎖線にて示している。
本実施形態に係る超音波プローブ2Dは、超音波センサー22に加えて、上記超音波センサー22A,22Bを備える。なお、超音波センサー22,22A,22Bのそれぞれは、上記各実施形態における超音波センサー22,22A,22Bのそれぞれと同一であるため説明を省略する。
これらのうち、超音波センサー22は、図12〜図14に示すように、当接部24D内における指MTの爪側面MT2に対向する底部241に位置し、超音波センサー22A,22Bのそれぞれは、第二当接部に相当する凹内側面243,244に位置する。
このため、超音波センサー22から送信された超音波は、指MTを透過して指腹MT1により内診される患部に送信され、超音波センサー22A,22Bのそれぞれから送信された超音波は、指MTを透過することなく、患部に照射される。
このような構成によれば、検査者の指MTを透過した超音波と、当該指MTを透過しない超音波とを、それぞれ異なる方向から患部に送信できる。したがって、検査者の指MT(指腹MT1)が直接触れた患部に対して、より確実に超音波を送信できる。
このため、超音波センサー22から送信された超音波は、指MTを透過して指腹MT1により内診される患部に送信され、超音波センサー22A,22Bのそれぞれから送信された超音波は、指MTを透過することなく、患部に照射される。
このような構成によれば、検査者の指MTを透過した超音波と、当該指MTを透過しない超音波とを、それぞれ異なる方向から患部に送信できる。したがって、検査者の指MT(指腹MT1)が直接触れた患部に対して、より確実に超音波を送信できる。
なお、上記変形例では、超音波センサー22,22A,22Bのそれぞれを有することとしたが、これに限らない。例えば、超音波センサー22及び超音波センサー22Aを備えることとしてもよいし、超音波センサー22及び超音波センサー22Bを備えることとしてもよい。この場合であっても、少なくとも2方向から超音波を患部に送信できるので、上記変形例と同様の効果を奏することができる。
上記第二実施形態では、超音波センサー22A,22Bのそれぞれは、当接部24内における指MTの指側面MT3,MT4のそれぞれに対向する凹内側面243,244に位置することとしたが、これに限らない。例えば、超音波センサー22A,22Bは、図15に示す角度にて当接部24内に位置することとしてもよい。
図15は、第二実施形態の変形例に係る超音波プローブ2Eを示す正面図である。なお、図15においても超音波プローブ2Eの構成を分かりやすくするため、収容体21Eを二点鎖線にて示している。
例えば、図15に示すように、収容体21Eの当接部24Eは、+X側から見て凹形状における両端部が指MTに対して傾斜する傾斜面245及び傾斜面246を有する。これら傾斜面245,246のそれぞれには、超音波センサー22A,22Bのそれぞれが位置する。
図15は、第二実施形態の変形例に係る超音波プローブ2Eを示す正面図である。なお、図15においても超音波プローブ2Eの構成を分かりやすくするため、収容体21Eを二点鎖線にて示している。
例えば、図15に示すように、収容体21Eの当接部24Eは、+X側から見て凹形状における両端部が指MTに対して傾斜する傾斜面245及び傾斜面246を有する。これら傾斜面245,246のそれぞれには、超音波センサー22A,22Bのそれぞれが位置する。
具体的に、超音波センサー22Aは、指側面MT3に向けて傾斜する傾斜面245に位置し、超音波プローブ2Eに指MTが装着された際に、当該指MTの指側面MT3に当接した状態となる。また、超音波センサー22Bは、指側面MT4に向けて傾斜する傾斜面246に位置し、超音波プローブ2Eに指MTが装着された際に、当該指MTの指側面MT4に当接した状態となる。すなわち、超音波センサー22A,22Bのそれぞれは、指MTの指側面MT3,MT4の傾斜に沿って配置される。
このような構成によれば、各超音波センサー22A,22Bから送信される超音波を指腹MT1の直下の患部(触診対象位置)において交差させることができるので、指MTの指腹MT1により直接内診される患部に超音波をさらに効率よく送信できる。
また、超音波センサー22A,22Bのそれぞれから送信された超音波により、同一位置を測定するので、これに基づいて取得された2つの画像を合成(平均化)してもよい。
このような構成によれば、各超音波センサー22A,22Bから送信される超音波を指腹MT1の直下の患部(触診対象位置)において交差させることができるので、指MTの指腹MT1により直接内診される患部に超音波をさらに効率よく送信できる。
また、超音波センサー22A,22Bのそれぞれから送信された超音波により、同一位置を測定するので、これに基づいて取得された2つの画像を合成(平均化)してもよい。
上記第一実施形態では、素子基板411の第二面411Dに音響レンズ7が位置することとしたが、これに限らず、例えば、音響レンズ7はなくてもよい。この場合、超音波センサー22と指MTとの間に空気層が形成される不具合を低減できるので、より確実に超音波を患部に送信することができる。
上記第三及び第四実施形態では、可撓性部材25,25A,25Bのそれぞれは、内部に超音波を透過するジェル状の物質が収容された可撓性の袋体により構成されていることとしたが、これに限らない。例えば、可撓性部材25,25A,25Bのそれぞれは、シリコーン樹脂等の可撓性を有する樹脂部材により構成されていてもよい。
また、上記可撓性部材25,25A,25Bに代えて、超音波を透過可能なジェル等を当接部24及び指MTの間に供給するジェル供給部を設けることとしてもよい。このような構成であっても、上記第三及び第四実施形態の超音波装置と同様の効果を奏することができる。
また、上記可撓性部材25,25A,25Bに代えて、超音波を透過可能なジェル等を当接部24及び指MTの間に供給するジェル供給部を設けることとしてもよい。このような構成であっても、上記第三及び第四実施形態の超音波装置と同様の効果を奏することができる。
上記各実施形態において、開口部411Aが、超音波基板41の厚み方向から見た際に矩形状となる構成を例示したが、これに限定されない。例えば、円形状であってもよく、その他の多角形状等であってもよい。
上記各実施形態では、超音波トランスデューサー41Aとして、支持膜412と、当該支持膜412を振動させる超音波素子としての圧電素子413と、を備える構成を例示した。しかしながら、これに限定されず、圧電素子以外の超音波素子を用いてもよい。例えば、基板上にエアギャップを介して振動膜を配置し、基板と振動膜との間に静電アクチュエーターを配置することで振動膜を振動させる超音波素子等を用いてもよい。
また、超音波トランスデューサー41Aは、振動膜を備えず、圧電素子等の振動子を振動させることにより超音波送信するように構成されてもよい。
また、超音波トランスデューサー41Aは、振動膜を備えず、圧電素子等の振動子を振動させることにより超音波送信するように構成されてもよい。
上記各実施形態では、超音波プローブ2は、指MTに装着する例を示したが、これに限らない。例えば、超音波プローブ2を検査者の腕に装着できる程度に大型化してもよい。このような構成によれば、触診対象を人間に限らず、例えば、乳牛等の膣内の触診等にも用いることができる。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で上記各実施形態及び変形例を適宜組み合わせることで構成してもよく、また他の構造などに適宜変更してもよい。
1…超音波装置、2,2A,2B,2C,2D,2E…超音波プローブ(超音波探触子)、14…制御部、21,21A,21B,21C,21D,21E…収容体、22…超音波センサー,22A…超音波センサー,22B…超音波センサー(超音波素子)、23…装着部、24,24A,24D,24E…当接部、25,25A,25B…可撓性部材、241…底部、242…ストッパー、243,244…凹内側面、245,246…傾斜面、411…素子基板(基板)、411A…開口部、411B…隔壁、411C…第一面、411D…第二面、MT…指(装着対象)、MT1…指腹、MT2…爪側面、MT3…指側面、MT4…指側面。
Claims (7)
- 超音波を送受信する超音波素子と、
前記超音波素子を収容する収容体と、を備え、
前記収容体は、
周方向に曲がる形状を有し、装着対象の第一面部に測定対象を接触させるように前記装着対象の前記第一面部とは異なる面が前記装着対象に当接可能な当接部と、
前記当接部に連続し、前記当接部が前記装着対象に当接する位置で、前記収容体を前記装着対象に装着させる装着部と、
を備え、
前記超音波素子は、前記当接部に設けられていることを特徴とする超音波探触子。 - 請求項1に記載の超音波探触子において、
前記当接部は、前記装着対象が前記装着部により装着された際に、前記装着対象の前記第一面部とは反対側の第二面部に接する第一当接部を含み、
前記超音波素子は、前記第一当接部に設けられ、前記装着対象に向かって前記超音波を送信することを特徴とする超音波探触子。 - 請求項1又は請求項2に記載の超音波探触子において、
前記当接部は、前記装着対象が前記装着部により装着された際に、前記装着対象の前記第一面部に交差する第三面部に接する第二当接部を含み、
前記超音波素子は、前記第二当接部に設けられていることを特徴とする超音波探触子。 - 請求項3に記載の超音波探触子において、
前記超音波素子は、前記第一面部の法線方向に向けて前記超音波を出力することを特徴とする超音波探触子。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の超音波探触子において、
前記装着対象と前記当接部との間に位置し、前記装着対象及び前記当接部のそれぞれに密着する可撓性部材を備えることを特徴とする超音波探触子。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の超音波探触子において、
前記装着対象が指であり、前記第一面部が前記指の腹である
ことを特徴とする超音波探触子。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の超音波探触子と、
前記超音波探触子を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする超音波装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017040154A JP2018143403A (ja) | 2017-03-03 | 2017-03-03 | 超音波探触子及び超音波装置 |
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JP2017040154A JP2018143403A (ja) | 2017-03-03 | 2017-03-03 | 超音波探触子及び超音波装置 |
Publications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115530881A (zh) * | 2022-11-29 | 2022-12-30 | 四川大学华西第二医院 | 一种多模态数据融合的盆底功能整体评估方法及设备 |
-
2017
- 2017-03-03 JP JP2017040154A patent/JP2018143403A/ja active Pending
Cited By (2)
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CN115530881A (zh) * | 2022-11-29 | 2022-12-30 | 四川大学华西第二医院 | 一种多模态数据融合的盆底功能整体评估方法及设备 |
CN115530881B (zh) * | 2022-11-29 | 2023-03-07 | 四川大学华西第二医院 | 一种多模态数据融合的盆底功能整体评估方法及设备 |
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