JP3534016B2 - 超音波探触子 - Google Patents

超音波探触子

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JP3534016B2 JP29068699A JP29068699A JP3534016B2 JP 3534016 B2 JP3534016 B2 JP 3534016B2 JP 29068699 A JP29068699 A JP 29068699A JP 29068699 A JP29068699 A JP 29068699A JP 3534016 B2 JP3534016 B2 JP 3534016B2
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    • A61B8/08Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0808Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of the brain

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断装置に
用いる体腔内用などの超音波探触子に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】脳内の血流速の経時的、相対的な変化を
測定することは、脳循環に対する薬学的な影響等を知る
ために必要とされている。また臨床的には、頚動脈血流
を超音波ドプラ法等で測定することによって、脳動脈血
流を推測していたが、脳内血流以外の血流情報も含むた
め正確な判断はできなかった。 【0003】従来、これを測定するための方法として、
特開平1-204655号公報に開示された方法が知ら
れている。図5にこの方法の構成を示す。図5におい
て、生体頭部20のこめかみに超音波を送受信する超音
波探触子21を接触し、超音波探触子21を本体(図示
せず)で駆動して、超音波探触子21から超音波を、経
頭蓋骨を経由し脳動脈内に送信することにより、ドプラ
効果を利用して血流速を測定していた。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、頭蓋骨によって超音波が減衰されるため
信号が小さくなり、脳内の血流速の経時的、相対的な変
化を正確に測定することが困難であった。また、超音波
探触子21から目的とする測定部位の脳動脈までの距離
があるため、微小領域の血流の情報を受信し難くなり、
再現性よく継続的に観測することが困難であった。 【0005】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、脳動脈血流を高感度に測定できる超音波
探触子を提供することを目的とするものである。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明の超音波探触子は
超音波を送受信する超音波振動子と超音波振動子に接続
するケーブルとを包囲する可撓性シースとを備え、超音
波振動子の被検体と接触する側と略反対の側に、膨張お
よび収縮可能な構造体を設けた構成を有する。 【0007】このような構成により、鼻の穴(鼻孔)か
ら超音波探触子を目的とする部位まで挿入して、膨張お
よび収縮可能な構造体に気体または液体を注入して膨ら
ませることで、超音波振動子の送受波面側が被検体(鼻
腔壁面)に接触し密着できて、脳動脈流を近くから高感
度で正確に測定でき、しかも安定した状態で密着固定で
きるため長時間測定できるという作用を有する。 【0008】また、本発明の超音波探触子は、超音波を
送受信する超音波振動子と超音波振動子に接続するケー
ブルとを包囲する可撓性シースとを備え、超音波振動子
の被検体と接触する側と略反対の側に、気体若しくは液
体を注入して膨張および収縮する弾性体の材料を用いた
膨張および収縮可能な構造体を設けた構成を有する。こ
のような構成により、超音波探触子を鼻孔から挿入し膨
張および収縮可能な構造体に気体または液体を注入して
膨らませることで、超音波振動子の送受波面側が被検体
(鼻腔壁面)に接触し密着できて、脳動脈流を近くから
高感度で正確に測定でき、しかも安定した状態で密着固
定できるため長時間測定できるという作用を有する。 【0009】また、本発明の超音波探触子は、超音波を
送受信する超音波振動子と超音波振動子に接続するケー
ブルとを包囲する可撓性シースとを備え、超音波振動子
の被検体と接触する側に柔軟性を有する超音波伝播媒体
を設けた構成を有する。 【0010】この構成により、超音波探触子を鼻孔から
挿入し、超音波振動子の送受波面側が柔軟性を有する超
音波伝播媒体を介して被検体(鼻腔壁面)に接触し鼻腔
壁面に密着できて、脳動脈流を近くから高感度で正確に
測定正確に測定でき、しかも安定した状態で密着固定で
きるため長時間測定できるという作用を有する。 【0011】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1〜図4を用いて説明する。 【0012】図1は、本発明の第1の実施の形態の超音
波探触子の構成を示す。図1において、超音波振動子2
は、超音波を送受信するものであり、PZT系、チタン
酸鉛などの圧電セラミックス材料で構成されている。さ
らに超音波探触子は図示はしていないが、その圧電セラ
ミックスを保持するバッキング材と、超音波送受信する
側には音響整合層や音響レンズなどによって構成されて
いる。超音波振動子2は複数個配列して電子的に走査す
る電子走査型アレイタイプと、機械的に走査する機械走
査タイプがあるが、ここでは電子走査型アレイタイプの
超音波振動子の例を図示している。ケーブル3の一端
は、超音波振動子2と電気的に接続され、他端は、超音
波振動子2を駆動し、超音波を送受信して処理し、画像
表示を行う本体(図示せず)に接続されている。 【0013】可撓性シース4は、超音波振動子2、ケー
ブル3および注入パイプ6を包囲して、被検体に容易に
挿入しやすくし、被検体に損傷を負わせないようにする
ものであり、鼻孔から挿入できるように太さが約2〜4
mm程度あり、柔軟性が有り被検体に対して無害なポリ
エチレンなどの高分子材料が用いられる。 【0014】構造体5は、柔軟性を有し膨張および収縮
する材料からなり、気体や液体を充満させることにより
バルーンのような形状に膨らんで超音波振動子2側が被
検体に密着できる機能を有するものである。この構造体
5は、超音波振動子2の超音波送受波面側とは略反対側
に位置する付近に設けることにより、超音波振動子2を
より被検体の面に密着させることができる。 超音波振
動子2と可撓性シース4との間は、超音波が伝播しやす
い液体を設けてもよく、また整合層を構成する固体材料
等と接着剤で接着して固定してもよい。 【0015】また注入パイプ6は、構造体5の内部に気
体または液体を注入させるためのものである。ここで注
入する気体は、被検体に害を及ぼさないものであればよ
く、空気や窒素、酸素が望ましい。また液体についても
同様で被検体に無害なものであればよく、水などが望ま
しい。 【0016】次に上記超音波探触子1の動作について、
図2を用いて説明する。 【0017】図2は、被検体に超音波探触子を挿入して
診断している状態を示す概略断面図である。 【0018】本発明の超音波探触子を用いた測定方法の
概要としては、超音波振動子2を有する超音波探触子1
を体内に挿入し、測定対象部位の方向に超音波振動子2
を向けてその近くまで挿入した後、超音波振動子2とは
略反対側に設けた伸縮可能な構造体5を生体の外部から
気体または液体を充填して膨らませる。この方法によ
り、超音波振動子2側の面を生体に密着させ安定した状
態で固定することで、測定対象部位の近くに超音波振動
子2を安定した状態で密着固定することができ、生体情
報を高感度で正確に測定でき、しかも長時間測定できる
ことが可能となる。 【0019】具体的には、図2に示すように、まず、超
音波探触子1を鼻孔7から目的(脳内の血流が測定でき
る部位)とする部位に挿入する。挿入した超音波探触子
1の超音波振動子2の送受波面が脳内8の方向を向くよ
うにして気体または液体用の注入パイプ6を介して外部
から構造体5を膨らませる。これにより、超音波振動子
2が鼻腔壁面に可撓性シース4を介して密着する。 【0020】超音波振動子2と被検体との間に空気など
の気体が介在すると、超音波の送受信の感度が著しく低
下して生体情報の測定が困難になるため、超音波振動子
2を被検体に密着させることは測定する上で極めて重要
である。 【0021】その後、超音波振動子を駆動する本体(図
示せず)から超音波振動子2にケーブル3を介して電気
信号を印加して脳内8に超音波を送信する。この送信し
た超音波は組織の音響特性の差から反射した信号を同じ
超音波振動子2で受信し、本体で処理し画像化または数
値表示をする。特に血流に関する情報は良く知られてい
るドプラ効果などを利用することにより得ることができ
る。脳内8の血流、特に動脈の血流情報を正確に測定す
ることは臨床上重要である。 【0022】なお、超音波探触子1を鼻孔7から引き出
す時は、挿入時とは逆に、気体または液体用の注入パイ
プ6を介して構造体5内の気体または液体を構造体5の
外部へ抜き取ることにより、構造体5を収縮させて鼻孔
7から引き出す。 【0023】本発明の第1の実施の形態の超音波探触子
は、脳に極めて近い所から超音波を送受信できる構成に
したものであることと、超音波振動子2を鼻腔壁面に密
着できる構成を有していることのため、脳内8の血流情
報を高感度でしかも精度良く測定でき、しかも長時間安
定して測定できるものである。 【0024】以上のように本発明の実施の形態によれ
ば、鼻孔7から挿入できる超音波探触子1で、脳内8に
近い所に超音波振動子2を設け、構造体5を設けること
により、鼻腔壁面に超音波振動子2を密着できるため
に、脳内8の血流情報を高感度でしかも精度良く測定で
きるものである。 【0025】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3を用いて説明する。 【0026】図3において、超音波探触子1、超音波振
動子2、ケーブル3、可撓性シース4、構造体5、注入
パイプ6は、第1の実施の形態で説明したものと同様の
機能をもつ。本発明の第1の実施の形態の超音波探触子
では、構造体5として、バルーンのような形状にしたも
のを使用する構成としたが、第2の実施の形態では、膨
張および収縮可能な構造体5の形状が図3に示すような
一部に波形の形状をしたものであり、この構造体5に注
入パイプ6から気体または液体を充満させることによ
り、波形形状部が伸びる構造になっている。 【0027】構造体5の材料としては、天然ゴム、合成
ゴムまたはプラスチック特にポリエチレンのような材料
を用いるのが好ましい。また、構造体5を設ける位置
は、超音波振動子2の超音波送受波面側とはほぼ反対側
に位置する付近に設けることが望ましい。これにより、
超音波振動子2が鼻腔壁面に可撓性シース4を介して密
着させることができる。 【0028】以上のように本発明の第2の実施の形態の
超音波探触子によれば、鼻孔から挿入できる超音波探触
子1で、脳内8に近い所に超音波振動子2を位置させ、
構造体5を設けることにより、鼻腔壁面に超音波振動子
2を密着できるために、脳内の血流情報を高感度でしか
も精度良く測定できるものである。 【0029】次に、本発明の第3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。 【0030】図4において、超音波探触子1、超音波振
動子2、ケーブル3、可撓性シース4は、第1の実施の
形態で説明したものと同様の機能をもつ。超音波伝播媒
体9は超音波振動子2からの超音波を効率よく送受信す
るために、可撓性シース4の表面に接着などにより設け
たものであり、被検体と良好に密着させる機能を持つ。 【0031】また超音波伝播媒体9は、超音波振動子2
が超音波を送受信する最低の領域をカバーできる大きさ
以上であればよい。そのため超音波伝播媒体9は、音響
インピーダンスが被検体の音響インピーダンスに近い
(1.5〜1.6Mrayl)値を有し、かつ減衰係数が小
さく、さらには密着性を良好にするため、軟らかい材料
が好ましい。この材料としては、高分子材料のポリウレ
タンゲル、シリコーンゲル、ポリビニルアルコールゲ
ル、ポリエチレンオキサイドゲル材料などが好ましい。
また超音波伝播媒体9は、可撓性シース4を介さない
で、超音波振動子2に直接設けるようにしてもよい。 【0032】以上のように本発明の第3の実施の形態に
よれば、鼻孔から挿入できる超音波探触子1で、脳内に
近い所に超音波振動子2を位置させ、構造体5を設ける
ことにより、鼻腔壁面に超音波振動子2を密着できるた
めに、脳内の血流情報を高感度でしかも精度良く脳内の
血流情報を測定できるものである。 【0033】なお、本発明の超音波探触子は、脳内の血
流情報だけでなく、例えば超音波探触子を食道または気
管等に挿入することで心臓また肺周辺の血流等の、生体
内の臓器の多くの部位において、生体情報の測定を行う
ことができるものである。 【0034】 【発明の効果】以上説明したように本発明の超音波探触
子によれば、超音波探触子を目的とする部位まで挿入し
て、脳内に近い所に超音波振動子を位置させ、伸縮可能
な構造体に気体または液体を注入して膨らませること
で、超音波振動子の送受波面側が被検体に接触し密着で
きて、生体情報を高感度で精度良く正確に測定できるも
のであり、しかも長時間測定・情報収集できるというす
ぐれた効果を有する。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の実施の形態における超音波探触
子の要部断面図 【図2】同超音波探触子の動作を説明するための図 【図3】本発明の第2の実施の形態における超音波探触
子の要部断面図 【図4】本発明の第3の実施の形態における超音波探触
子の先端部の概略断面図 【図5】従来の方法による超音波脳動脈の血流測定法を
説明するための概念図 【符号の説明】 1 超音波探触子 2 超音波振動子 3 ケーブル 4 可撓性シース 5 構造体 9 超音波伝播媒体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−133227(JP,A) 特開 昭59−171538(JP,A) 特開 昭63−240840(JP,A) 特開 平1−204655(JP,A) 特開 平1−288243(JP,A) 特開 平7−299069(JP,A) 特開 平8−118377(JP,A) 特開 平8−257030(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 8/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 超音波を送受信する超音波振動子と前記
    超音波振動子に接続されたケーブルとを備え、前記超音
    波振動子の被検体と接触する側と略反対の側に、波形形
    状を有しかつ膨張および収縮可能で、体内に挿入した後
    気体または液体を注入して膨らませることで前記超音波
    振動子の被検体と接触する側を被検体に密着させること
    のできる、高分子材料を用いた構造体を設けた超音波探
    触子。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20230041414A (ko) * 2021-09-17 2023-03-24 동의대학교 산학협력단 진단 프로브 및 이를 이용한 의료용 초음파 스캐너

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20230041414A (ko) * 2021-09-17 2023-03-24 동의대학교 산학협력단 진단 프로브 및 이를 이용한 의료용 초음파 스캐너
KR102616368B1 (ko) 2021-09-17 2023-12-20 동의대학교 산학협력단 진단 프로브 및 이를 이용한 의료용 초음파 스캐너

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