JP5258493B2 - 超音波プローブ - Google Patents

Description

本発明は、超音波診断装置に用いられる超音波プローブに係り、特に冷却機構を備えた超音波プローブに関する。

超音波プローブを利用して被検体内に超音波を送波し、その反射波に基づいて被検体の検査を行う超音波診断装置は、医用分野において広く用いられている。この超音波プローブは、被検体に一端部を接触させて超音波の送受波を行うプローブ本体と、超音波診断装置本体と信号の伝送を行うコネクタがケーブルにより接続されている。そして、プローブ本体の一端部に、超音波と電気信号を相互に変換する複数の振動子が配置され、他端部がケーブルに接続されている。

最近では、プローブ本体の外殻を形成するプローブケース内に電子回路基板を配置し、二次元アレイ振動子の駆動及び部分ビームフォーミングを行うことができる超音波プローブを用いて、三次元画像データの生成が可能な超音波診断装置が実用化されつつある。この超音波プローブにおいて、発生した超音波の全てが被検体内に送波されるわけではなく、一部が熱に変換されてプローブケース内の発熱源となっている。また、電子回路基板においても電力が消費され、プローブケース内の発熱源となっている。これにより、プローブケースからの自然空冷だけでは、プローブ本体の一端部が被検体に対して安全な温度に保つことができないため、超音波の出力が制限される問題がある。

この問題を解決するために、ケーブル内に配置したしなやかなチューブを介してプローブケース内に冷媒を送液し、送液した冷媒を用いて冷却する冷却機構を備えた超音波プローブがある。しかしながら、この冷却機構では、冷媒が漏れた場合に、電気的絶縁性を保つことができない問題がある。

この問題を回避できる冷却機構として、プローブケース内に設けた振動子及び電子回路基板の熱を伝達する熱伝導体と、プローブケース外に設けた熱伝導体からの熱を放散させるための放熱フィン及びこの放熱ファンを冷却する冷却ファンを備えた超音波プローブが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、超音波プローブは被検体に接触して使用されるので、消毒液に浸漬したり、滅菌ガスにさらして消毒が行われる。このため、プローブ本体及びケーブルは内部への浸入が不可能なように防水処理が施されている。
特開２００７−２０９６９９号公報

しかしながら、特許文献１の超音波プローブは、プローブケースの外側に放熱フィン及び冷却ファンを備えているので防水処理が困難であり、冷却ファンが故障する恐れがある。また、放熱フィン及び冷却ファンを含めて消毒しようとすると、プローブ本体の構造が複雑であるために消毒に手間がかかる問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、プローブ本体の温度上昇を抑え、消毒が容易な超音波プローブを提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、本発明の超音波プローブは、プローブ本体と、超音波診断装置本体との信号の送受信を行うコネクタとをケーブルにより接続してなる超音波プローブにおいて、前記プローブ本体は、プローブケースの一端部に配置され、被検体に対して超音波の送受波を行う振動子部と、前記プローブケース内に配置され、前記振動子部で発生した熱を前記プローブケース内の他端部近傍に伝達する熱伝達手段と、前記プローブケース外の他端部近傍に着脱可能に配置され、前記プローブケースを冷却する冷却手段と、前記超音波診断装置本体から前記コネクタ及び前記ケーブル内を介して前記プローブケース内へ伝送された電力を、前記プローブケースを介して非接触的に受電して前記冷却手段に供給する電力供給手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、発熱源からの熱をプローブケースに伝達する熱伝達部をプローブケース内に配置し、プローブケース内へ伝送された電力を非接触的に受電してプローブケース外に着脱可能に配置された冷却部でプローブケースを冷却することにより、発熱源の温度上昇を抑制することができる。また、冷却部をプローブケースから取り外してプローブケースを消毒液に浸漬することにより、容易に消毒することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。なお、本発明に係る超音波プローブは、内部に超音波の送信用の電子回路基板を設けた場合の例を説明する。これに限らず、超音波の受信用の電子回路基板を設けた場合にも適用することができる。

以下、本発明による超音波診断装置の実施例を、図１乃至図５を参照して説明する。

図１は、実施例に係る超音波診断装置の構成を示したブロック図である。この超音波診断装置１０は、被検体Ｐに対して超音波の送受波を行う超音波プローブ１と、超音波プローブ１への超音波を送波させるための信号の出力及び被検体Ｐからの反射波に応じて超音波プローブ１から出力される信号を処理して画像データの生成を行う超音波診断装置本体２と、各種コマンド信号の入力等を行う操作部２８と、操作部２８からの入力操作に基づいて超音波診断装置本体２を制御するシステム制御部２９とを備えている。

図２は、超音波プローブ１の構成を示した図である。この超音波プローブ１は、被検体Ｐに対して超音波の送受波を行うプローブ本体３と、信号や電力を伝送するケーブル３１と、超音波診断装置本体２に着脱自在に接続されたコネクタ３２とを備えている。

プローブ本体３は、外殻をなすプローブケース３３と、超音波駆動信号により被検体Ｐに超音波の送波し、被検体Ｐから受波した反射波を電気信号に変換する振動子部４と、プローブケース３３内に配置された振動子部４を駆動する超音波駆動信号を生成する電子回路基板３４と、振動子部４と電子回路基板３４の間で信号を伝送するリード線３７と、プローブケース３３内に配置された振動子部４及び電子回路基板３４で発生した熱を伝達する熱伝達部５とを備えている。

また、プローブケース３３内に配置され、超音波診断装置本体２からコネクタ３２及びケーブル３１内を介してプローブケース３３内に伝送された電力をプローブケース３３外へ給電する電力給電部６と、プローブケース３３外に配置され、電力給電部６により給電された電力を受電してプローブケース３３を冷却する冷却部７とを備えている。

ケーブル３１は、プローブ本体３とコネクタ３２間を電気的に接続する信号線３５及び電力線３６を内包している。信号線３５は、一端がプローブ本体３の電子回路基板３４に接続され、他端がコネクタ３２の一端部に接続されている。そして、プローブ本体３の振動子部４を駆動するためのコネクタ３２からの信号を電子回路基板３４へ伝送する。また、振動子部４における超音波の受波に応じた電子回路基板３４からの信号である超音波受信信号をコネクタ３２へ伝送する。

また、電力線３６は、一端がプローブ本体３の電力給電部６に接続され、他端がコネクタ３２の一端部に接続されている。そして、コネクタ３２からの電力を電力給電部６に伝送する。

コネクタ３２は、一端部がケーブル３１内の信号線３５及び電力線３６に接続され、他端部が超音波診断装置本体２に着脱自在に接続されている。そして、超音波診断装置本体２からの超音波を駆動するための信号を信号線３５へ伝送する。また、信号線３５からの超音波受信信号を超音波診断装置本体２へ伝送する。更に、超音波診断装置本体２からの電力を電力線３６へ伝送する。

図１の超音波診断装置本体２は、超音波駆動信号を生成するための信号を超音波プローブ１に送信する送信部２１と、超音波プローブ１からの超音波受信信号を受信する受信部２２と、この受信部２２からの信号を処理してＢモード画像データを生成するＢモード画像データ生成部２３と、受信部２２からの信号を処理してドプラ画像データを生成するドプラ画像データ生成部２４とを備えている。

また、Ｂモード画像データ生成部２３で生成したＢモード画像データやドプラ画像データ生成部２４で生成したドプラ画像データを表示処理する表示処理部２５と、表示処理部２５で表示処理された画像データを表示するモニタ２６と、超音波プローブ１を強制的に冷却するための電力を発生する電力発生部２７とを備えている。

送信部２１は、例えばクロック発生器、分周器等により構成される。そして、クロック発生器で発生したクロックパルスを分周器で例えば５ＫＨｚ程度のレートパルスに落とし、このレートパルスを超音波プローブ１のコネクタ３２及びケーブル３１内を介してプローブ本体３の電子回路基板３４に出力する。電子回路基板３４では、例えば送信遅延回路及びパルサを有し、送信部２１から出力されたレートパルスを、送信遅延回路を通してパルサに与え、パルサにより高周波の高圧パルサを発生して振動子部４を駆動する。

受信部２２は、例えばプリアンプ、受信遅延回路、加算器等により構成され、超音波プローブ１から受信した超音波受信信号を増幅し、増幅した超音波受信信号に指向性を設定した後、整相加算してエコー信号を生成する。そして生成したエコー信号をＢモード画像データ生成部２３やドプラ画像データ生成部２４に出力する。

Ｂモード画像データ生成部２３は、振幅検出器を備え、受信部２２から出力されたエコー信号に基づいて、組織の形態的な情報を提供するＢモード画像データを生成して表示処理部２５に出力する。

ドプラ画像データ生成部２４は、カラードプライメージングを実現するための血流解析検出器を備え、受信部２２から出力されたエコー信号を直交位相で検波して周波数偏移を受けたドプラ信号を取り出す。この取り出したドプラ信号から特定の周波数成分だけを通過させ、その通過した信号の周波数を自己相関処理して求める。求めた周波数を演算処理して平均速度、分散、パワーを算出する。そして、血流を映像化した血流ドプラ画像データ又は心筋等の臓器を映像化した組織ドプラ画像データのドプラ画像データを生成して表示処理部２５に出力する。

表示処理部２５は、Ｂモード画像データ生成部２３で生成されたＢモード画像データを表示処理してモニタ２６に表示する。また、ドプラ画像データ生成部２４で生成された血流ドプラ画像データとＢモード画像データ生成部２３で生成されたＢモード画像データを表示処理した後、血流ドプラ画像データとＢモード画像データを合成してモニタ２６に表示する。

電力発生部２７は、超音波プローブ１を冷却するための電力を発生する。そして、発生した電力を超音波プローブ１のコネクタ３２及びケーブル３１を介してプローブ本体３の電力給電部６に供給する。

以下、図１乃至図５を参照して、超音波プローブ１におけるプローブ本体３の構成の詳細及び動作を説明する。図３は、プローブ本体３の構造を示す断面図である。図４は、図３におけるプローブ本体３のＡ−Ａ線矢視断面図である。図５は、プローブ本体３の冷却を説明するための図である。

図３において、プローブ本体３のプローブケース３３は、軽量で耐薬品性に優れた例えばプラスチックからなり、一端部及び他端部に開口部を有している。そして、プローブケース３３内に消毒液、滅菌ガス等が浸入不可能なように、一端部の開口部が振動子部４により閉塞され、他端部の開口部がケーブル３１の一端部により閉塞されている。また、プローブケース３３の外側は、単純な面で構成されている。

振動子部４は、超音波を集束させるための音響レンズの役目を果たすと共に被検体Ｐへの接触性をよくするレンズ４１、シールド板４２、振動子４３、及びバッキング４４により構成される。

レンズ４１は、縁辺がプローブケース３３の一端部の開口面に接合され、プローブケース３３の一端部の開口部を閉塞し、外面が被検体Ｐに接触しているときに被検体Ｐに対して送受波される超音波を伝播する。シールド板４２は、一面がレンズ４１の内面に接合され、縁辺が熱伝達部５に接続されており、振動子４３の駆動により発生した熱を熱伝達部５に伝達する。

振動子４３は、例えばアレイ状に加工された圧電材からなり、一端面がシールド板４２の他面に接合されている。また、他端面がリード線３７を介して電子回路基板３４に接続されている。そして、電子回路基板３４からの超音波駆動信号により超音波を発生する。また、被検体Ｐから反射した超音波を受波して電気信号に変換する。

バッキング４４は、一端面が振動子４３の他端面に接合し、振動子４３で発生した不要な超音波を吸収して振動を抑える。

熱伝達部５は、振動子部４のシールド板４２からの熱を伝達するシールド５１と、図４に示すように、シールド５１に離間して配置された例えば２つの電子回路基板３４で発生した熱を伝達する電子回路基板３４の数に応じて配置された２つの熱伝導体５２（５２ａ，５２ｂ）及びシールド５１からの熱を吸熱する２つのペルチェ素子５３（５３ａ，５３ｂ）とを備えている。

シールド５１は、放射電波を遮蔽すると共に熱伝導性に優れている銅箔や銅板等の金属材からなり、プローブケース３３の内周部に振動子部４及び電子回路基板３４を包囲して配置される。また、一端部が振動子部４のシールド板４２に接合されている。他端部の分岐した一方がペルチェ素子５３ａの低温側の面に接合され、他端部の分岐した他方がペルチェ素子５３ｂの低温側の面に接合されている。そして、振動子部４のシールド板４２からの熱を各ペルチェ素子５３ａ，５３ｂに伝達する。

なお、シールド５１の内周側の面に、熱伝導性が面方向に極めて高く、厚さ方向に低いグラファイトシートを接合するようにしてもよい。これにより、より低い熱伝導率で振動子部４からの熱を各ペルチェ素子５３ａ，５３ｂに伝達することができる。

また、熱伝導体５２に離間して高い熱伝導率を有する熱伝導材を設け、その熱伝導材の一端部に振動子部４のシールド板４２を接合し、他端部をペルチェ素子５３の低温側の面に接合する。そして、シールド板４２からの熱をペルチェ素子５３に伝達するようにしてもよい。

熱伝導体５２は、振動子部４よりも発熱量の多い各電子回路基板３４からの熱を伝達する例えばヒートパイプであり、プローブケース３３内に配置された電子回路基板３４の数に応じた２つの熱伝導体５２ａ，５２ｂにより構成される。熱伝導体５２ａの一端部が一方の電子回路基板３４に接合され、他端部の一面がプローブケース３３内面の他端部近傍の一部の面に接合されている。また、他端部の他面がペルチェ素子５３ａの高温側の面に接合されている。そして、一方の電子回路基板３４からの熱をプローブケース３３内面の他端部近傍の一部の面に伝達する。

また、熱伝導体５２ｂの一端部が他方の電子回路基板３４に接合され、他端部の一面がプローブケース３３内面の他端部近傍の一部の面に対向する他部の面に接合されている。また、他端部の他面がペルチェ素子５３ｂの高温側の面に接合されている。そして、他方の電子回路基板３４からの熱をプローブケース３３内面の他端部近傍の他部の面に伝達する。

なお、ヒートパイプに限定されるものではなく高い熱伝導率や熱放射率を有する素材を利用するようにしてもよい。また、小型のコンプレッサを利用するようにしてもよい。

ペルチェ素子５３は、２つのペルチェ素子５３ａ，５３ｂにより構成され、シールド５１よりも高温になる熱伝導体５２からの熱がシールド５１に移動して振動子部４が高温になるのを防ぐために、低温側の面にシールド５１が接合され、高温側の面に熱伝導体５２が接合されている。また、シールド５１とペルチェ素子５３の間、及び熱伝導体５２とペルチェ素子５３の間は高い熱伝導率と絶縁耐圧が要求されるため、例えばポリイミド等の薄膜層を介して接合されている。なお、前記薄膜層の表面に高い熱放射率を有するセラミック等の熱放射材を塗装又は塗装した薄膜シートを貼付して、熱伝導率を高めるようにしてもよい。

そして、各ペルチェ素子５３ａ，５３ｂは、シールド５１から伝達された振動子部４からの熱を低温側の面から吸熱する。また、高温側の面から発した熱は各熱伝導体５２ａ，５２ｂを介してプローブケース３３内面の他端部近傍の一部及び他部の面に伝達される。

電力給電部６は、プローブケース３３内に配置され、冷却部７に電力を供給するための給電部６１、及びこの給電部６１を制御する制御部６２により構成される。給電部６１は、２つの給電部６１ａ，６１ｂにより構成され、各給電部６１ａ，６１ｂは一次コイルを有する。そして、制御部６２から供給される交流電流により交流磁場を発生する。

冷却部７は、プローブケース３３外の他端部近傍に着脱可能に密着して配置され、電力給電部６からの電力を非接触的に受電する受電部７１と、この受電部７１及び電力給電部６により構成される電力供給手段から供給される電力により、プローブケース３３の他端部近傍の外周面を冷却する冷却器８とを備えている。

受電部７１はプローブケース３３を介して電力給電部６の給電部６１に対向して配置され、２つの受電部７１ａ，７１ｂにより構成される。各受電部７１ａ，７１ｂは冷却器８に保持され、二次コイルを有する。そして、給電部６１の一次コイルが発生する交流磁場により二次コイルに電圧を発生する電磁誘導方式によって、給電部６１から電力を受電する。そして、受電した各電力を冷却器８に供給する。

冷却器８は、大気中に熱を放散する複数の放熱板８１と、プローブケース３３を介して外面に伝達された熱を放熱板８１に伝達する基部８２と、基部８２をプローブケース３３に対して着脱可能にするヒンジ８３及び留具８４と、受電部７１から供給される電力により放熱板８１及び基部８２を強制的に冷却する冷却ファン８５と、冷却ファン８５からの送風をプローブケース３３の他端部後方に放出させるカバー８６とを備えている。

なお、冷却部７を取り付けたプローブケース３３を、超音波診断装置本体２で容易に保持できるように冷却器８に取り付けアダプタが設けられている。

図４は、図３におけるプローブ本体３のＡ−Ａ線矢視断面図を示した図である。
冷却器８の放熱板８１は、外部に向かって放射状に配置され、軽量で高い熱伝導性を有する例えばアルミニウム等により構成される。そして、各放熱板８１の一端部の中央から両端近傍に亘って切欠きを有し、一端部の両端部分が基部８２の外面に接合されている。

なお、水等の気化熱の高い液体が保持可能なように、多数の微細孔を有する例えば紙等の材料を各放熱板８１の表面に貼付し、その材料に前記液体を補給する機構を設けて各放熱板８１を冷却するようにしてもよい。また、熱を遠赤外線にして放熱する高い熱放射率を有するセラミック等の熱放射材を各放熱板８１の表面に塗装又は塗装した薄膜シートを貼付して、放熱効果を高めるようにしてもよい。

基部８２は、軽量で高い熱伝導性を有する例えばアルミニウム等により構成され、内周面がプローブケース３３外面の他端部近傍の面を包囲して配置される２つの中空の基部８２ａ，８２ｂにより構成される。基部８２ａの円弧状を成す内面がプローブケース３３における内面の他端部近傍の一部の面に対応する外面に配置され、基部８２ｂの円弧状を成す内面がプローブケース３３における内面の他端部近傍の他部の面に対応する外面に配置される。また、各基部８２ａ，８２ｂの円弧状の外面には、複数の放熱板８１が接合されている。更に、冷却ファン８５が固定された各基部８２ａ，８２ｂの円弧状の隣り合う一端面に第１の開口部８２１を有し、外面の各放熱板８１の近傍に第２の開口部８２２を有する。

そして、図５に矢印で示すように、外気を吸入した冷却ファン８５からの送風が各第１の開口部８２１から各基部８２ａ，８２ｂ内に流入し、各基部８２ａ，８２ｂ内を通過して各第２の開口部８２２から流出する。流出した送風は、各放熱板８１の表面に沿って通過すると共に各基部８２ａ，８２ｂの外面に沿って各放熱板８１の切欠きを通過する。

このように、外気を吸入して基部８２内及び各放熱板８１の表面を通過させることにより、基部８２及び各放熱板８１を強力に冷却することができる。

ヒンジ８３は各基部８２ａ，８２ｂの一端面の近傍の互いに対向する側面に固定され、各基部８２ａ，８２ｂを矢印Ｒ１及びＲ２方向に開閉することができるようになっている。留具８４は第１の留具８４ａ及びこの第１の留具８４ａに係合する第２の留具８４ｂにより構成され、各第１及び第２の留具８４ａ，８４ｂは各基部８２ａ，８２ｂの他端部に配置される。

そして、各基部８２ａ，８２ｂをプローブケース３３外面の他端部近傍を包囲するように閉じた後、留具８４を締め付けることにより、冷却部７をプローブケース３３に取り付けることができる。また、留具８４を緩めて基部８２ａ，８２ｂを開くことにより冷却部７をプローブケース３３から取り外すことができる。

冷却ファン８５は、基部８２ａ及びこの基部８２ａに接合された各放熱板８１を受電部７１ａから供給される電力により冷却するファン８５ａ、及び基部８２ｂ及びこの基部８２ｂに接合された各放熱板８１を受電部７１ａから供給される電力により冷却するファン８５ｂにより構成される。ファン８５ａが断熱材を介して基部８２ａの一端面に固定され、ファン８５ｂが断熱材を介して基部８２ｂの一端面に固定されている。なお、各ファン８５ａ，８５ｂに設けた安全のためのフィンガードには、軽量な樹脂を用いるようにする。

そして、振動子部４、電子回路基板３４、及び基部８２又は放熱板８１には図示しない温度センサが配置されており、各温度センサからの温度検出信号は電力供給部６の制御部６２に出力される。制御部６２は各温度センサからの温度検出信号に基づいて、給電部６１を制御する。

この制御による電力供給手段からの電力の供給により、各ファン８５ａ，８５ｂが作動して、各放熱板８１及び各基部８２ａ，８２ｂを冷却する。この冷却によりプローブケース３３外面の他端部近傍を強力に冷却する。また、受電部７１からの電力の停止により、各ファン８５ａ，８５ｂが停止しているとき、各放熱板８１及び各基部８２ａ，８２ｂがプローブケース３３外面の他端部近傍を自然空冷する。なお、基部８２又は放熱板８１に配置された温度センサからの温度検出信号は、電力供給手段に設けたコイルにより電磁誘導方式によって制御部６２に出力される。

カバー８６は、軽量で屈曲性を有し、且つ高い熱伝導性及び熱放射性を有する材料又は高い熱伝導性及び熱放射性を有する層を表面に設けた材料からなり、プローブケース３３に着脱自在に取り付けられている。また、放熱部８１を包囲して配置され、ケーブル３１が屈曲しても干渉しないように一部に切欠きを有する。

そして、各放熱板８１や各基部８２ａ，８２ｂから放散した熱をプローブケース３３の他端部の後方に放出させる。また、受電部７１及び冷却器８が被検体Ｐに接触するのを防ぐ。そして、被検体Ｐに接触する可能性があるカバー８６を検査毎に廃棄することにより、より高い安全を確保することができる。

このように、冷却器８を軽量な材料で構成し、望ましくは５０ｇ以下に抑えることにより、冷却部７をプローブケース３３に取り付けたプローブ本体３の操作性の低下を防ぐことができる。

なお、熱伝導部５のシールド５１の他端部を例えばペルチェ素子５３ａの低温側の面に接合し、熱伝導体５２ａ，５２ｂをペルチェ素子５３ｂの低温側の面に接合する。また、ペルチェ素子５３ａの高温側の面をプローブケース３３内面の他端部近傍の一部の面に接合し、ペルチェ素子５３ｂの高温側の面をプローブケース３３内面の他端部近傍の他部の面に接合する。更に、各温度センサからの温度検出信号に基づきファン８５ａ，８５ｂを独立に作動可能とする。そして、振動子部４の温度が高くなったときにはファン５３ａを作動させて振動子部４の温度を下げ、電子回路基板３４の温度が高くなったときにはファン５３ｂを作動させて電子回路基板３４の温度を下げるように実施してもよい。

次に、超音波プローブ１の動作を説明する。
超音波診断装置１０の操作者が、超音波プローブ１におけるプローブ本体３のプローブケース３３外面の他端部近傍を包囲して、冷却器８の各基部８２ａ，８２ｂを閉じた後、留具８４を締め付けることにより、冷却部７をプローブケース３３に取り付ける。そして、コネクタ３２を超音波診断装置本体２に取り付けた後、操作部２８から検査開始の操作を行うことにより、超音波診断装置本体２及び超音波プローブ１は動作を開始する。

超音波プローブ１において、プローブ本体３の電子回路基板３４は、コネクタ３２及びケーブル３１内の信号線３５により伝送された超音波診断装置本体２からの信号により超音波駆動信号を生成する。振動子部４は、電子回路基板３４からの超音波駆動信号により被検体Ｐに超音波を送波する。熱伝達部５のシールド５１及び熱伝導体５２は、振動子部４及び電子回路基板３４で発生した熱をプローブケース３３内面の他端部近傍に伝達する。この伝達された熱はペルチェ素子５３によりプローブケース３３内面の他端部近傍の面に伝達され、更にプローブケース３３を介して冷却器８の基部８２及び放熱板８１に伝達される。放熱板８１及び基部８２は伝達された熱を大気中に放散してプローブケース３３の他端部を冷却する。

そして、例えば振動子部４の温度が被検体Ｐの安全を確保できる上限の温度よりも低い第１の警告温度以上である場合、又は電子回路基板３４の温度が電子回路基板３４を正常に作動させることができる上限の温度よりも低い第２の警告温度以上である場合、電力供給手段は冷却ファン８５に電力を供給する。冷却ファン８５はプローブケース３３の他端部を強力に冷却する。この冷却により、振動子部４を第１の警告温度未満の安全な温度に抑制することができる。また、電子回路基板３４を第２の警告温度未満の正常に作動する温度に抑制することができる。

このように、振動子部４の温度上昇を抑制して、被検体Ｐの安全を確保することができる。また、電子回路基板３４の温度上昇を抑制して、電子回路基板３４を正常に作動させることができる。

また、振動子部４の温度が第１の警告温度未満である場合、及び電子回路基板３４の温度が第２の警告温度未満である場合、電力供給手段は冷却ファン８５への電力を停止する。このように、強制的な冷却が不要なときには冷却ファン８５を停止させることにより、自然空冷により効率よく冷却することができる。

操作部２８から検査終了の操作が行われると、超音波診断装置本体２及び超音波プローブ１は動作を停止する。操作者は、留具８４を緩めて各基部８２ａ，８２ｂを開いた後、冷却部７をプローブケース３３から取り外す。また、コネクタ３２を超音波診断装置本体２から取り外す。そして、プローブケース３３を消毒液に浸漬して超音波プローブ１の消毒を行う。

このように、冷却部７をプローブケース３３から取り外してプローブケース３３を消毒液に浸漬することにより、プローブケース３３の単純な面で構成された外面の隅々まで消毒液を行きわたらせることができる。また、消毒液を容易に洗い落とすことができる。これにより、消毒にかかる手間を低減し、消毒を容易に行うことができる。また、防水処理を必要としない冷却ファン８５を使用することができる。

以上述べた本発明の実施例によれば、振動子部４及び電子回路基板３４で発生した熱をプローブケース３３内面の他端部近傍の面に伝達する熱伝達部５を配置し、超音波プローブ１を用いて検査するときには、プローブケース３３外面の他端部近傍を包囲して着脱可能な冷却部７を取り付けることにより、プローブケース３３の他端部近傍を冷却することができる。

そして、振動子部４が第１の警告温度以上である場合又は電子回路基板３４が第２の警告温度以上である場合、超音波診断装置本体２からコネクタ３２及びケーブル３１内を介してプローブケース３３内へ伝送された電力を、プローブケース３３を介して非接触的に受電して冷却器８に供給することにより、プローブケース３３の他端部近傍を強力に冷却することができる。また、振動子部４の温度が第１の警告温度未満である場合及び電子回路基板３４の温度が第２の警告温度未満である場合、冷却器８への電力を停止することにより、自然空冷により効率よく冷却することができる。

これにより、振動子部４の温度上昇を抑制して、被検体Ｐの安全を確保することができる。また、電子回路基板３４の温度上昇を抑制して、電子回路基板３４を正常に作動させることができる。

また、超音波プローブ１を消毒するときには、冷却部７をプローブケース３３から取り外してプローブケース３３を消毒液に浸漬することにより、プローブケース３３の単純な面で構成された外面の隅々まで消毒液を行きわたらせることができる。また、消毒液を容易に洗い落とすことができる。これにより、消毒にかかる手間を低減し、消毒を容易に行うことができる。また、防水処理を必要としない冷却ファン８５を使用することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば電子回路基板３４及び熱伝導体５２を超音波プローブ１から除いて電子回路基板３４を超音波診断装置本体２に配置し、ペルチェ素子５３の高温側の面をプローブケース３３内面の他端部近傍の面に接合するように実施してもよい。

本発明の実施例に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。 本発明の実施例に係る超音波プローブの構成を示すブロック図。 本発明の実施例に係るプローブ本体の構造を示す断面図。 図３のプローブ本体におけるＡ−Ａ線矢視断面図。 本発明の実施例に係るプローブ本体の冷却を説明するための図。

符号の説明

３ プローブ本体
４ 振動子部
５ 熱伝導部
６ 電力給電部
７ 冷却部
８ 冷却器
３１ ケーブル
３３ プローブケース
３４ 電子回路基板
３７ リード線
４１ レンズ
４２ シールド板
４３ 振動子
４４ バッキング
５１ シールド
５２ 熱伝導体
５３ ペルチェ素子
７１，７１ａ，７１ｂ 受電部
８１ 放熱板
８２，８２ａ，８２ｂ 基部
８３ ヒンジ
８４ 留具
８５ 冷却ファン
８６ カバー

Claims (10)

1. プローブ本体と、超音波診断装置本体との信号の送受信を行うコネクタとをケーブルにより接続してなる超音波プローブにおいて、
   前記プローブ本体は、
   プローブケースの一端部に配置され、被検体に対して超音波の送受波を行う振動子部と、
   前記プローブケース内に配置され、前記振動子部で発生した熱を前記プローブケース内の他端部近傍に伝達する熱伝達手段と、
   前記プローブケース外の他端部近傍に着脱可能に配置され、前記プローブケースを冷却する冷却手段と、
   前記超音波診断装置本体から前記コネクタ及び前記ケーブル内を介して前記プローブケース内へ伝送された電力を、前記プローブケースを介して非接触的に受電して前記冷却手段に供給する電力供給手段とを
   備えたことを特徴とする超音波プローブ。
2. 前記電力供給手段は、前記プローブケース内に伝送された電力を、電磁誘導を利用して受電するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
3. 前記冷却手段は、前記熱伝達手段からの熱を放散する放熱板及びこの放熱板を冷却する冷却ファンを有し、
   前記冷却ファンは、前記電力供給手段により供給される電力により作動することを特徴とする請求項２に記載の超音波プローブ。
4. 前記電力供給手段は、前記放熱板に配置された温度センサからの電磁誘導を利用して非接触的に前記プローブケース内に伝送された温度検出信号に基づいて、前記冷却ファンに電力を供給するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の超音波プローブ。
5. 前記放熱板を包囲して前記プローブケースに着脱可能に配置されたカバーを有することを特徴とする請求項３に記載の超音波プローブ。
6. 前記プローブケース内周部に前記振動子部を包囲して配置され、一端部が前記振動子部の一部に接合された放射電波を遮蔽するシールドを有し、
   前記熱伝達手段は、前記振動子部で発生した熱を、前記シールドにより前記プローブケース内の他端部近傍に伝達するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
7. 前記シールドの他端部に低温側の面が接合され、高温側の面が前記プローブケース内面の他端部近傍の面に接合されたペルチェ素子を有し、
   前記熱伝達手段は、前記シールドからの熱を前記ペルチェ素子により前記プローブケース内面の他端部近傍の面に伝達するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の超音波プローブ。
8. 前記シールドに離間して配置され、前記振動子部への超音波駆動信号の生成又は前記振動子部からの超音波受信信号の処理を行なう電子回路基板及びこの電子回路基板に一端部が接合されたヒートパイプを有し、
   前記熱伝達手段は、前記電子回路基板で発生した熱を前記ヒートパイプにより前記プローブケース内の他端部近傍に伝達するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の超音波プローブ。
9. 前記シールドの他端部に低温側の面が接合され、他端部の一面が前記プローブケース内面の他端部近傍の面に接合された前記ヒートパイプの他端部の他面に高温側の面が接合されたペルチェ素子を有し、
   前記熱伝達手段は、前記シールドからの熱を前記ペルチェ素子により前記ヒートパイプの他端部に伝達し、前記ヒートパイプの他端部からの熱を前記プローブケース内面の他端部近傍の面に伝達するようにしたことを特徴とする請求項８に記載の超音波プローブ。
10. 前記ヒートパイプの他端部に低温側の面が接合され、高温側の面が前記プローブケース内面の他端部近傍の面に接合されたペルチェ素子を有し、
    前記熱伝達手段は、前記ヒートパイプからの熱を前記ペルチェ素子により前記プローブケース内面の他端部近傍の面に伝達するようにしたことを特徴とする請求項８に記載の超音波プローブ。

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