JP2619987B2 - 乳房用超音波探触子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波の送受波を行う
超音波探触子、特に乳腺などの超音波診断に供される乳
房用超音波探触子に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波を送受波して生体内の断層画像な
どを得る超音波診断装置が医療の分野において活用され
ている。このような超音波診断装置による超音波診断
は、一般的に、生体表面に超音波の送受波を行う超音波
探触子を当接した状態で行われ、このため、従来から種
々の用途に適した超音波探触子が提供されている。

【０００３】ところで、婦人における乳腺の検診におい
ても、上述した超音波診断が活用されており、このよう
な超音波診断によれば、被検者に苦痛や負担を与えるこ
となく、迅速かつ容易に例えば乳癌などの診断を行うこ
とが可能である。

【０００４】このような診断を行うために、例えば実公
平２−７５３３号で乳房用超音波診断装置が提案されて
いる。この従来の装置は、生体に接触して超音波の送受
波を行う探触部と、この探触部を支持する大型のスキャ
ナと、前記探触部からの信号を処理する本体と、などか
ら構成されるものである。そして、前記探触部は、乳房
全面を覆う形状で形成された乳房用アプリケータと、こ
の乳房用アプリケータの内部で回転しながら摺動運動を
行う振動子部と、この振動子部を駆動する駆動機構と、
などから構成されるものである。

【０００５】従って、その探触部の形状は非常に大き
く、かつ、その重量もあることから、上述したように大
型のスキャナなどによってその支持が行われていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、このような従
来の乳房用超音波探触子において超音波診断を行う場
合、まず、被検者を椅子などに腰掛けさせ、その状態
で、例えば胸部レントゲン撮影のように、前記探触部を
被検者の胸部に当て超音波診断が行われていた。

【０００７】しかしながら、このような従来の乳房用超
音波探触子においては、乳房全面の超音波診断を一度に
行えるという利点を有する反面、探触部の行動がスキャ
ナにより規制されてしまい、この結果、種々の被検者に
対してあるいは被検者の種々の姿勢に対して自在に超音
波診断を行えないという欠点があった。

【０００８】また、超音波診断装置自体が極めて大型化
されているため、例えば乳癌の集団検診などにおいて
は、集団検診車に限られた台数しか搭載できず、このた
め能率的な乳癌の検診等の妨げとなっていた。

【０００９】一方、このように用途が特定化された超音
波診断装置に限らず、一般的な超音波探触子を用いて乳
腺の超音波診断を行うことも可能であるが、この場合に
は、超音波探触子の形状が乳房の形状に合わず正確な超
音波診断が行えないという問題があり、また、このよう
な一般的な超音波探触子にあっては乳房特有の診断領域
を十分にカバーすることができないという問題があっ
た。

【００１０】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、乳房特有の診断領域に合致し
たデータ取込み領域を有し、かつ、容易に超音波診断を
行うことのできる機動性のある乳房専用の超音波探触子
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、超音波診断装置にケーブルによって接続
される可搬型の超音波探触子であって、乳房に当接され
る底部が乳房形状に対応して扇状に形成された本体ケー
スと、前記本体ケース内に配置されたアレイ振動子と、
前記扇状の底部内でその扇状に合わせて前記アレイ振動
子を円弧状に走査する円弧状走査部と、前記アレイ振動
子の走査角度を検出する角度検出器と、を含み、前記扇
状の底部は、円形の乳房診断領域を所定角度ごとに複数
に分割した場合の１つの分割領域に対応した大きさを有
し、前記本体ケースの乳房への複数回の当接によって、
前記円形の乳房診断領域の全体がカバーされるように構
成したことを特徴とする。

【００１２】また、本発明は、前記本体ケースは、扇状
の底部を有する扇状の当接部と、前記当接部の上部から
起立する起立部と、で構成され、前記起立部には、操作
者により握られる水平方向に伸びる取手が形成されたこ
とを特徴とする。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、本体ケースの当接部が扇状
に形成されると共に、その扇状の面内でアレイ振動子を
円弧状に走査させることができるので、乳房の形状に合
った超音波診断領域を形成することができる。本発明で
は、本体ケースを乳房へ複数回当接させることによって
円形の乳房診断領域をカバーできるように本体ケースの
形状・大きさを定めたので、乳房用超音波探触子の小型
・可搬型及び効率的な診断が実現されている。

【００１４】また、そのアレイ振動子の走査角度は、角
度検出器によって検出されるため、例えば三次元的な画
像形成に係る走査面の位置情報を確実に取り込むことが
可能である。

【００１５】更に、本体ケースに水平方向に伸びる取手
として把持部を形成することにより、その把持部を握っ
て乳房用超音波探触子を自在な姿勢で保持させることな
どが可能となり、超音波診断に係る機動性を向上させる
ことが可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。

【００１７】図１には、本発明に係る乳房用超音波探触
子（以下、探触子という）１０の斜視図が示されてい
る。この探触子１０のケーシングをなす本体ケース１２
は、生体に当接される水平断面が扇状の当接部１２Ａ
と、この当接部１２Ａの非接触面から垂直に起立した起
立部１２Ｂとで構成されている。

【００１８】そして、当接部１２Ａは、その被検者接触
面が扇状に形成され、その内部は空洞に形成されてい
る。また、起立部１２Ｂには、操作者が把持し易いよう
にその中央部を貫通する指挿入洞１２Ｃが形成されてい
る。なお、この起立部１２Ｂもその内部が空洞に形成さ
れ、これらの当接部１２Ａ及び起立部１２Ｂの内部には
後述する各構成部材が収納配置されている。

【００１９】このような形状により、操作者は、図１に
示されるように、前記指挿入洞１２Ｃに４指を挿入し
て、棒状に形成された水平方向に伸びる取手１２Ｄを握
ることにより、極めて容易に探触子１０を安定させて把
持することが可能となる。

【００２０】また、図１に示されるように、起立部１２
Ｂには、本実施例において、２本のケーブル１４−１，
１４−２が接続されており、超音波診断装置本体との電
気的接続が図られている。このケーブル１４−１は、例
えば超音波エコーデータの伝送に用いられ、一方、ケー
ブル１４−２は、例えば後述する振動子の走査に係る制
御信号を伝送するものである。勿論、これらのケーブル
１４−１，１４−２を集合させて１本のケーブルとして
構成しても好適である。

【００２１】次に、この探触子１０の内部構造につい
て、図２を用いて説明する。図２には、図１で示したII
−II´断面が示されている。

【００２２】図に示されるように、本体ケース内部に
は、互いに所定の上下間隔をもって第１水平台１６と第
２水平台１８が形成されている。この第１水平台１６及
び第２水平台１８には、両者の垂直方向に支軸２０が貫
通しており、その支軸と各水平台との係合部分には、ベ
アリングなどを含む軸受２２，２４が配設されている。
従って、第１及び第２水平台１６，１８によって保持さ
れた軸受２２，２４によって、支軸２０は回転自在に保
持されている。

【００２３】支軸２０の生体側の端部（図において下方
端）には、振動子ホルダ２６が形成されている。図に示
されるように、この振動子ホルダ２６は、支軸２０の軸
方向と直交する方向に伸長形成されている。そこで、振
動子ホルダ２６には、空洞の振動子収納室２６Ａが形成
されている。

【００２４】この振動子収納室２６Ａには、超音波の送
受波を行うアレイ振動子２８が収納配置されている。こ
のアレイ振動子２８は、複数の超音波振動素子を配列さ
せたものである。そして、このアレイ振動子２８の生体
側の面には、超音波ビームの集束性を良好にさせる音響
レンズ３０が配置されている。なお、この音響レンズ３
０と振動子収納室２６Ａの開口周囲縁とは気密状態で固
着されている。

【００２５】支軸２０の中には、ケーブル１４が挿通さ
れている。そして、支軸２０におけるその下方端の第１
水平台１６近傍部分には、ケーブル１４を構成する複数
の伝送線を突出させた開口が形成されている。すなわ
ち、ケーブル１４の外被膜は、前記支軸２０の開口付近
で除去されており、これによって、振動子ホルダ２６の
回転運動に伴うケーブル１４のよじれや、これに伴う振
動子ホルダ２６の回転運動への規制力を排除している。

【００２６】第１水平台１６には、支軸２０の回転運
動、すなわちアレイ振動子２８の円弧状の運動を駆動す
るために、ＤＣモータなどから成る駆動モータ３２が配
置されている。そして、この駆動モータ３２の回転力を
前記支軸２０に伝達させるために、両者間にはベベルギ
アが介在配置されている。

【００２７】このベベルギアは、駆動モータ３２の回転
軸に固着された駆動歯車３４と支軸２０に固着された従
動歯車３６とで構成され、両者の噛合により、駆動モー
タ３２の回転力が支軸２０に伝達されている。

【００２８】支軸２０の回転角度、すなわちアレイ振動
子２８の円弧状の走査角度を検出するために、角度検出
器３８が設けられている。この角度検出器３８は、駆動
モータ３２の回転軸に固定され円周方向に沿って複数の
スリットが形成されたスリット板４０と、このスリット
板４０の一方面側で発光を行い他方面側でその受光を行
うフォトエンコーダ４２と、で構成されている。

【００２９】本体ケース１２の下部には、アレイ振動子
２８と生体との間の音響伝搬確保を行う媒質槽４４が形
成されている。この媒質槽４４は、本体ケース１２の生
体当接側の扇状の開口を密封する外膜４６と、振動子ホ
ルダ２６の周囲に膜の中央開口が気密密着されかつ膜の
外周囲が本体ケース１２内の側周壁に気密接合された内
膜４８と、で構成される気密空間に音響伝搬媒質（カッ
プリング液）を充填させて成るものである。

【００３０】ここで、外膜４６及び内膜４８は、磨耗や
機械的強度に強く、かつ超音波を過度に反射させないも
ので構成することが好適である。本実施例においては、
具体的には柔軟性の高いポリウレタンフィルムが用いら
れている。

【００３１】なお、伝搬媒質、外膜、更に生体のそれぞ
れの音響インピーダンスの違いから、媒質内で超音波の
多重反射が生じる場合には、音響伝搬媒質として超音波
の減衰率が比較的大きいものを用いることが好適であ
る。このような構成により、過度の超音波の多重反射な
どが有効に防止される。なお、そのような要件を満たす
音響伝搬媒質としては、例えばひまし油などの粘性の高
い油が好適である。

【００３２】以上のようにして、このような媒質槽４４
によれば、乳房などの平坦な形状でない隆起部位に対し
ても、当接面を密着させて空気層を介在させることなく
超音波の送受波を行うことが可能である。なお、本体ケ
ース１２には、媒質層４４へ音響伝搬媒質を注入させる
ために注入口５０が設けられている。

【００３３】また、取手１２Ｄの一方側の面には、アレ
イ振動子の走査に係る取込み制御スイッチ５１が設けら
れており、操作者は把持した状態でこのスイッチ５１の
操作を行うことにより、簡単かつ迅速にデータの取込み
を行うことが可能である。

【００３４】図３には、アレイ振動子２８の円弧状の走
査が模式的に示されている。図に示されるように、アレ
イ振動子２８は、支軸を中心軸として一定角度範囲で円
弧状の往復運動を行う。なお、本実施例において扇状の
角度は９０°に定められている。勿論、例えば１２０°
や６０°にしても好適である。

【００３５】図４には、このような乳房用超音波探触子
で形成されるデータ取込み領域の例が示されている。

【００３６】図４（Ａ）には、本実施例における探触子
１０のデータ取込み領域が示されている。すなわち、本
実施例において、アレイ振動子２８はリニア電子走査が
行われており、これによって垂直断面をみた場合の形状
が矩形となるデータ取込み領域が形成されている。ま
た、（Ｂ）には、他の例として、アレイ振動子２８をコ
ンベックス型とした場合のデータ取込み領域が示されて
いる。（Ｃ）には、アレイ振動子２８をコンケーブ型と
した場合のデータ取込み領域が示されている。更に、
（Ｄ）には、本実施例と同様の直線上に配列されたアレ
イ振動子を電子セクタ走査した場合のデータ取込み領域
が示されている。

【００３７】本発明に係る乳房用超音波探触子は、この
図４に示されるいずれの手法も適用可能であり、アレイ
振動子の配列形状及び各振動子の電子走査によって所望
のデータ取込み領域を選択採用することが可能である。

【００３８】次に、この超音波探触子１０の動作につい
て説明する。まず、操作者が探触子１０を把持し、その
把持した状態でデータ取込みスイッチ５１を操作するこ
とにより、超音波診断装置本体から駆動モータ３２へ駆
動信号が供給され、回転駆動力が発生されることにな
る。そして、この駆動力は、ベベルギアによって支軸２
０の回転運動になり、この結果、図３に示したように、
アレイ振動子２８が円弧状に機械的に走査されることに
なる。ここで、その走査は、本実施例において５°ずつ
行われており、各走査角度において、電子走査が行われ
二次元のデータ取込みが実行される。

【００３９】従って、このような機械的走査と電子的走
査により、図４（Ａ）に示した立体的なデータ取込み領
域内のエコーデータを取り込むことが可能である。

【００４０】ここで、各走査角度は、前述した角度検出
器３８によって常時監視されており、各走査角度毎にそ
の走査角度信号が超音波診断装置本体に送られている。
ここで、この角度検出器３８で検出された角度検出信号
を用いて、例えばサーボアンプなどを用いて前記駆動モ
ータをフィードバック制御しても好適である。

【００４１】なお、アレイ振動子２８が機械的走査さ
れ、本体ケース１２内を円弧状に往復運動しても、上述
した外膜４６と内膜４８によって、常にアレイ振動子２
８と生体との間の音響伝搬が確保されるため、空気層な
どを介在させずに精度のよいエコーデータの取込みが行
える。

【００４２】次に、本実施例の探触子１０を用いて実際
に乳房の超音波診断を行う場合の手法について説明す
る。図５には、乳房の超音波診断において必要とされる
診断領域が示されている。この図５に示されるように、
まず領域Ａ〜領域Ｄに示される乳房周辺部の超音波診断
が行われる。そして、残された乳房中央部を含む領域Ｅ
（一点鎖線で示す）の超音波診断が行われる。更に、肩
部Ｆについての超音波診断が行われ、全ての診断が完了
する。

【００４３】このように、本発明に係る乳房用超音波探
触子は、従来例で示した装置とは異なり、乳房全面の超
音波診断を一度に行うことはできないが、その反面、図
５に示したような超音波診断法を用いて効率的に無駄な
く乳房全体の超音波診断を容易に行うことが可能であ
る。すなわち、扇状の本体ケース１２は、円形の乳房診
断領域を所定角度ごとに複数（例えば４つ）に分割した
場合の１つの分割領域に対応した大きさを有し、本体ケ
ース１２の乳房への複数回の当接によって前記円形の乳
房診断領域の全体がカバーされる。つまり、乳房の形状
がほぼ円形であることを前提として、小型化・可搬型が
図れ、かつ能率的な超音波診断を行なえる本体ケースの
形状が採用されている。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る乳房
用超音波探触子によれば、本体ケースの当接部が扇状に
形成され、その内部でアレイ振動子が円弧状に機械的に
走査されるため、乳房特有の診断領域に合致したデータ
取込み領域を形成できると共に、そのデータ取込みを容
易に行うことが可能である。

【００４５】また、本体ケースに把持部を形成すること
により、より操作性の良い乳房用超音波探触子を構成で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る乳房用超音波探触子の概略的な外
観を示す外観図である。

【図２】本発明に係る乳房用超音波探触子の要部断面図
である。

【図３】アレイ振動子の円弧状の走査を示す模式図であ
る。

【図４】乳房用超音波探触子にて形成されるデータ取込
み領域を示す概念図である。

【図５】乳房用超音波探触子を用いて超音波診断を行う
場合の領域分割を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 乳房用超音波探触子 １２ 本体ケース ２８ アレイ振動子 ３２ 駆動モータ ３８ 角度検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 勝久 東京都三鷹市牟礼６丁目22番１号アロカ 株式会社内 (72)発明者 松中 敏行 東京都三鷹市牟礼６丁目22番１号アロカ 株式会社内 (72)発明者 島崎 和弘 東京都三鷹市牟礼６丁目22番１号アロカ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−57439（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−85090（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−85089（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波診断装置にケーブルによって接続さ
   れる可搬型の超音波探触子であって、 乳房に当接され
   る底部が乳房形状に対応して扇状に形成された本体ケー
   スと、 前記本体ケース内に配置されたアレイ振動子
   と、前記扇状の底部内でその扇状に合わせて 前記アレイ振動
   子を円弧状に走査する円弧状走査部と、 前記アレイ振動子の走査角度を検出する角度検出器と、 を含み、 前記扇状の底部は、円形の乳房診断領域を所定角度ごと
   に複数に分割した場合の１つの分割領域に対応した大き
   さを有し、 前記本体ケースの乳房への複数回の当接によって、前記
   円形の乳房診断領域の全体がカバーされるように構成し
   た ことを特徴とする乳房用超音波探触子。
2. 【請求項２】請求項１に記載の乳房用超音波探触子にお
   いて、 前記本体ケースは、扇状の底部を有する扇状の当接部
   と、前記当接部の上部から起立する起立部と、で構成さ
   れ、 前記起立部には、操作者により握られる水平方向に伸び
   る取手が形成された ことを特徴とする乳房用超音波探触
   子。