JP6042212B2

JP6042212B2 - 体腔内超音波探触子

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Publication number: JP6042212B2
Application number: JP2012555759A
Authority: JP
Inventors: 道代平山; 高野　浩; 浩高野
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2032-02-01
Also published as: JPWO2012105256A1; CN103338708B; US20130317366A1; CN103338708A; WO2012105256A1; EP2671512A4; EP2671512A1

Description

本発明は、例えば胎児の成長状態を確認したり、子宮筋腫の状態を確認したりするのに用いる体腔内超音波探触子に関する。

従来の体腔内超音波探触子は、例えば、特許文献１に開示されているように、先端側内に超音波ユニットが設けられた挿入部と、挿入部の後端に接続された円形の断面を有する保持部とを備えている。特許文献１はこのような体腔内超音波探触子に装着する穿刺アダプタも開示している。

医者は保持部を握り、その状態で、挿入部を体腔内に挿入し、診断を行う。体腔内超音波探触子による超音波の送受信を行うことによって、受信エコーを取得し、受信エコーから、断層画像を生成したり、体内組織の特性値等を得る。これにより、上述した胎児の成長状態や子宮筋腫の状態の確認等を行う。

特開２００６−２８８７７３号公報

しかし、本願発明者による検討によると、従来の体腔内超音波探触子は操作性が悪いという課題がある。特に、体腔内超音波探触子をその軸周りに回転させて異なる領域の診断画像を得る際に操作性が悪い場合がある。本発明はこのような従来技術の課題を解決し、優れた操作性を有する体腔内超音波探触子を提供することを目的とする。

本発明の体腔内超音波探触子は、中心軸を有する挿入部と、長手方向を有する保持部とを含み、前記中心軸と前記長手方向が互いに平行になるように、前記挿入部の一端に前記保持部が接続された筐体と、前記挿入部の他端側に内蔵された超音波ユニットとを備え、前記筐体は外表面を有し、前記保持部は、前記挿入部の中心軸と一致する第１の軸と、前記筐体の長手方向の中央近傍における断面の中心を通り、前記長手方向に平行な第２の軸とを有し、前記保持部の長手方向に垂直な断面において、前記第１の軸は前記第２の軸からオフセット方向にオフセットされており、前記保持部における前記外表面は、前記保持部の長手方向に垂直な断面において、前記第２の軸からオフセット方向へ向けた線上に位置する第１の外表面部分と、前記第２の軸からオフセット方向と反対の方向へ向けた線上に位置する第２の外表面部分とを有し、前記第１の外表面部分の曲率は第２の外表面部分の曲率よりも小さい。

ある好ましい実施形態において、前記保持部の長手方向に垂直な前記断面において、前記第１の外表面部分は略円弧を含み、前記円弧の中心は、前記断面における前記第１の軸の近傍に位置している。

ある好ましい実施形態において、前記筐体は、前記保持部の前記長手方向の前記挿入部側の端部近傍において、第１の膨出部を有し、前記第１の膨出部の前記長手方向と垂直な断面における前記オフセット方向の幅は、前記保持部の前記長手方向の中央近傍における断面上の前記オフセット方向の幅よりも長い。

ある好ましい実施形態において、前記筐体は、前記保持部の前記長手方向の前記挿入部側と反対側の端部近傍において、第２の膨出部を有し、前記第２の膨出部の前記長手方向と垂直な断面における前記オフセット方向の幅は、前記保持部の前記長手方向の中央近傍における断面上の前記幅よりも長い。

ある好ましい実施形態において、前記第１の膨出部の前記断面における前記第オフセット方向の幅は、前記第２の膨出部の前記断面における前記オフセット方向の幅よりも長い。

ある好ましい実施形態において、前記保持部において、前記第１の外表部分は、略直線部を含む。

ある好ましい実施形態において、前記外表面は、前記第１の軸および前記第２の軸を含む平面に対して略対称な形状を有する。

また、本発明の体腔内超音波探触子は、中心軸を有する挿入部と、長手方向を有する保持部とを含み、前記中心軸と前記長手方向が互いに平行になるように、前記挿入部の一端に前記保持部が接続された筐体と、前記挿入部の他端側に内蔵された超音波ユニットとを備え、前記筐体は外表面を有し、前記外表面の、前記保持部における前記長手方向に垂直な断面上の輪郭は、第１の方向よりも前記第１の方向に直交する第２の方向において短い幅を有し、前記断面上における前記輪郭は、前記第１の方向と平行な直線上の第１の点を中心する第１円弧と、前記直線上の第２の点を中心とし、前記第１円弧よりも大きい曲率を有する第２円弧とを含み、前記断面において、前記第１の点は、前記第２の点よりも前記挿入部の前記中心軸が前記断面と交わる点に近接している。

ある好ましい実施形態において、前記筐体は、前記保持部の前記長手方向の前記挿入部側の端部近傍において、第１の膨出部を有し、前記第１の膨出部の前記断面における前記第１の方向の幅は、前記保持部の前記長手方向の中央近傍における前記断面上の前記第１の方向の幅よりも長い。

ある好ましい実施形態において、前記筐体は、前記保持部の前記長手方向の前記挿入部側と反対側の端部近傍において、第２の膨出部を有し、前記第２の膨出部の前記断面における前記第１の方向の幅は、前記保持部の前記長手方向の中央近傍における前記断面における前記第１の方向の幅よりも長い。

ある好ましい実施形態において、前記第１の膨出部の前記断面における前記第１の方向の幅は、前記第２の膨出部の前記断面における前記第１の方向の幅よりも長い。

ある好ましい実施形態において、前記保持部の前記断面における前記輪郭は、前記第１の方向であって、前記第１の点に対して前記第２の点と反対側において、略直線部を有する。

ある好ましい実施形態において、前記断面における前記輪郭は、前記第１の方向に平行な直線に対して対称な形状を有する。

ある好ましい実施形態において、前記第１の点と前記第２の点との距離は前記第１円弧の半径と前記第２円弧の半径との差よりも大きい。

本発明の体腔内超音波探触子によれば、保持部における第１の外表面部分の曲率は第２の外表面部分の曲率よりも小さい。このため、体腔内超音波探触子を安定して支持することができる。

本発明による体腔内超音波探触子の一実施形態を示す側面図である。図１に示す体腔内超音波探触子の上面図である。図１に示す体腔内超音波探触子の正面図である。図１に示す体腔内超音波探触子の背面図である。図１に示す体腔内超音波探触子の図１におけるＡ−Ａ断面図である。図１に示す体腔内超音波探触子の図１におけるＢ−Ｂ断面図である。図１に示す体腔内超音波探触子の図１におけるＣ−Ｃ断面図である。図１に示す体腔内超音波探触子の図１におけるＤ−Ｄ断面図である。図１に示す体腔内超音波探触子の図１におけるＥ−Ｅ断面図である。図１に示す体腔内超音波探触子の図１におけるＦ−Ｆ断面図である。図１に示す体腔内超音波探触子の使用状態を示す図である。図１に示す体腔内超音波探触子の他の使用状態を示す図である。

本願発明者は、従来の体腔内超音波探触子の操作性について詳細に検討した。その結果、従来の体腔内超音波探触子では、保持部の断面が円形であるため、体腔内超音波探触子をその長手方向に沿った軸を中心として、体腔内超音波探触子が回転するように、手指で保持部を回転させにくいことが分かった。

このため、医師などの操作者は、手首の関節を動かして、体腔内超音波探触子を回転させようとしがちになる。しかし、この場合、体腔内超音波探触子の長方向に沿った軸がシフトしてしまい、挿入部が振り回されてしまう。

本願発明者はこれらの点を考慮し、操作性に優れた体腔内超音波探触子を想到した。以下本発明による体腔内超音波探触子の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明による体腔内超音波探触子の一実施形態を示す側面図であり、図２は、その上面図である。また、図３および図４は、その正面図および背面図である。これらの図に示すように、以下、体腔内超音波探触子の長手方向をｚ軸にとり、長手方向に垂直な面においてｘ軸およびｙ軸をとって、必要に応じ、これらの軸を参照しながら体腔内超音波探触子を説明する。

図１に示すように体腔内超音波探触子は、外表面２０Ｓを有する筐体２０と超音波ユニット１３とを備える。図１および図２に示すように、筐体２０は、挿入部２と保持部１とを含む。挿入部２は長手方向（ｚ軸）に沿って中心軸ｃｄを有する棒状であり、保持部１の長手方向と中心軸ｃｄとが互いに平行となるように、挿入部２の一端が、保持部１の一端に接続されている。筐体２０は、例えば、樹脂によって構成されており、挿入部２と保持部１とは一体的に成形されていてもよい。

挿入部２の他端側には、超音波ユニット１３が内蔵されている。超音波ユニット１３の外表面には音響レンズ３が構成されている。超音波ユニット１３は、音響レンズ３を介して、超音波を送受信する。超音波ユニット１３および音響レンズ３には、超音波探触子に用いられる公知の超音波ユニットおよび音響レンズを用いることができる。

図５から図１０は、図１に示すＡ−ＡからＦ−Ｆで示す位置における断面をそれぞれ示している。なお、図５から図１０では、筐体２０は概ね均一な厚さを有する中空形状を有している。しかし、筐体２０は均一な厚さを有していなくてもよいし、中空でなくてもよい。

図５に示すように、挿入部２は、長手方向の中央部分において、本実施形態では、円形の断面を有しており、外表面２０Ｓは、挿入部２において円形の輪郭を有している。中心軸ｃｄは輪郭が形成する円形の中心と一致している。挿入部２の断面は円形でなくてもよい。本実施形態では、超音波ユニット１３が設けられている他端は、図１に示すように、側面から見て円弧状の輪郭を有している。また、図１、図２および図３に示すように、超音波ユニット１３の設けられている部分では、外形が大きくなっている。

図１から図４および図６から図１０に示すように、保持部１は、全体として長手方向を有する筒状あるいは柱状形状を有する。より具体的には、保持部１は、上部略Ｕ字状体１Ａおよび下部略Ｕ字状体１Ｂによって構成されており、全体として長手方向を有する筒状あるいは柱状形状を有する。このため、外表面２０Ｓは、上部略Ｕ字状体１Ａおよび下部略Ｕ字状体１Ｂの長手方向に垂直な任意の断面において、それぞれ概ねＵ字形の輪郭１ａおよび輪郭１ｂを有している。また、図１に示すように、保持部１は、挿入部２の中心軸ｃｄと一致する第１の軸ｃｅと、長手方向の中央近傍における断面の中心を通り、長手方向に平行な第２の軸ｃｆとを有する。

本実施形態ではＵ字とは、少なくとも円弧部分を含む線によって２つの略直線部分の一端がそれぞれ接続された形状をいう。略直線部は概ね平行であってもよいし、２つの略直線部分の他端側が一端側よりも離れており、Ｖ字形状になっていてもよい。つまり、２つの略直線部を接続する線が円弧部分を含んでいればよい。２つの略直線部を接続する線の部分を底部と呼ぶ。

図６から図１０に示すように、上部略Ｕ字状体１Ａおよび下部略Ｕ字状体１Ｂは、Ｕ字の開口を互いに接合することによって、閉じた内空間を形成している。このため、輪郭１ａおよび輪郭１ｂも閉じた輪郭２０ｐを形成している。

保持部１の長手方向に垂直な断面において、外表面２０Ｓ、つまり、輪郭２０ｐは、ｙ軸方向に幅ｗｙを有し、ｘ軸方向に幅ｗｘを有する。幅ｗｙよりも幅ｗｘの方が短い。言い換えれば、幅ｗｙの方が幅ｗｘよりも長い。分かりやすさのため図７から図１０では示していないが、好ましくは、保持部１の長手方向に垂直な任意の断面において、幅ｗｙの方が幅ｗｘよりも長い。

図６に示すように、保持部１の長手方向に垂直な断面において、輪郭１ａおよび輪郭１ｂは、それぞれ第１円弧１１Ａおよび第２円弧１１Ｂを有する。第１円弧１１Ａは、ｙ軸と平行な直線Ｌｙ上の第１の点ＣＡを中心とする半径ＲＡの円の一部であり、第２円弧１１Ｂは、直線Ｌｙ上の第２の点ＣＢを中心とする半径ＲＢの円の一部である。半径ＲＡは半径ＲＢよりも大きい。このため、第２円弧１１Ｂの曲率（１/ＲＢ）は第１円弧１１Ａの曲率（１／ＲＡ）よりも大きい。

第１の点ＣＡは、第２の点ＣＢよりも、挿入部２の中心軸ｃｄが保持部１の長手方向に垂直な断面と交わる点ＣＤに近接している。また、第１の点ＣＡと第２の点ＣＢとの距離は第１円弧１１Ａの半径と第２円弧１１Ｂの半径との差よりも大きい。

図６に示すように、保持部１の長手方向に垂直な断面と第１の軸ｃｅおよび第２の軸ｃｆが交わる点を点ＣＥ、点ＣＦとした場合、点ＣＥは、点ＣＤと一致している。この断面において、第１の軸ｃｅによる点ＣＥは、第２の軸ｃｆによる点ＣＦからｙ軸のマイナス方向にオフセットしている。この方向をオフセット方向ＯＦと呼ぶ。また、保持部１の長手方向に垂直な断面における、点ＣＥからオフセット方向ＯＦへ向けた直線Ｌｙ上に位置する外表面２０Ｓの一部を第１の外表面部分２０Ｓ１とし、点ＣＦからオフセット方向と反対の方向へ向けた直線Ｌｙ上に位置する外表面２０Ｓの一部を第２の外表面部分２０Ｓ２とする。直線Ｌｙ上において上述の特徴を見た場合、第１円弧１１Ａおよび第２円弧１１Ｂは、それぞれ、直線Ｌｙ上における第１の外表面部分２０Ｓ１および第２の外表面部分２０Ｓ２を含み、第１の外表面部分２０Ｓ１の曲率は第２の外表面部分２０Ｓ２の曲率よりも小さいと言える。また、第１円弧１１Ａの中心である点ＣＡは、点ＣＥに近接している。

本実施形態では、保持部１の長手方向に垂直な任意の断面において、第１の点ＣＡの位置はほぼ同じである。このため、図１において、示すように、任意の断面における第１の点ＣＡは軸ｃａ上に位置している。つまり、上部略Ｕ字状体１Ａにおいて、第１円弧１１Ａによって構成される曲面の形状および位置は長手方向にほぼ一様である。一方、図６から図１０に示すように、保持部１の長手方向に垂直な任意の断面において、第２の点ＣＢの位置は変化している。これは、以下において説明するように、下部略Ｕ字状体１Ｂに、第１の膨出部４および第２の膨出部５が形成されているためである。

図１および図２に示すように、本実施形態では、保持部１の長手方向に垂直な断面において、輪郭２０ｐは、直線Ｌｙに対して対称な形状を有している。また、保持部１は、上部略Ｕ字状体１ＡのＵ字形状の底部に位置する部分において、長手方向に伸びる平坦な平面部９を有する。この平坦部９によって、図７から図１０に示すように、保持部１の長手方向に垂直な断面において、輪郭２０ｐは直線部９ａを含む。直線部９ａは、Ｕ字形の輪郭１ａの底部、つまり、ｙ軸方向であって第１の点ＣＡに対して第２の点ＣＢと反対側に位置しており、略直線形状を有する。これにより、図７から図１０に示すように、Ｃ−Ｃ断面からＦ−Ｆ断面の位置において、第１円弧１１Ａは直線部９ａによって２つに分断されている。この場合でも、直線部９ａの曲率は０またはゼロに近い値であり、かつ、第１円弧１１Ａは第２円弧１１Ｂよりも曲率が小さい。したがって、第１の外表面部分２０Ｓ１の曲率のうち、直線部９ａと第１円弧１１Ａとのいずれの部分の曲率を、第２の外表面部分２０Ｓ２の曲率である第２円弧１１Ｂの曲率と比較したいずれの場合でも、第１の外表面部分２０Ｓ１の曲率は第２の外表面部分２０Ｓ２の曲率よりも小さいとも言える。

また、図１および図６から図１０に示すように、筐体２０は、保持部１の長手方向の挿入部２側の端部近傍において、第１の膨出部４を有している。図６と図８とを比較すれば分かるように、第１の膨出部４が位置する断面（図６）におけるｙ方向の幅ｗｙは、保持部１の長手方向の中央近傍における断面（図８）上のｙ方向の幅ｗｙよりも長い。これは、本実施形態では、第１の膨出部４において、輪郭１ａが拡張部１２を有しており、Ｕ字形状が深くなっているからである。拡張部１２は輪郭１ｂが有していてもよい。

同様に、筐体２０は、保持部１の長手方向の挿入部２と反対側の端部近傍において、第２の膨出部５を有している。図８と図１０とを比較すれば分かるように、第２の膨出部５が位置する断面（図１０）におけるｙ方向の幅ｗｙは、保持部１の長手方向の中央近傍における断面（図８）上のｙ方向の幅ｗｙよりも長い。第１の膨出部４におけるｙ軸方向の幅ｗｙは、第２の膨出部５におけるｙ軸方向の幅ｗｙよりも長い。

図１１は、本実施形態の体腔内超音波探触子を手で持ち、挿入部２を体腔内に挿入する前の状態を示している。医師などの操作者は、主に筐体２０の保持部１を手で握ることによって体腔内超音波探触子を保持する。具体的には、例えば、操作者は、人差し指７を第１の膨出部４より挿入部２側の下部略Ｕ字状体１Ｂに添え、中指８を第１の膨出部４よりも後ろ側の下部略Ｕ字状体１Ｂに添える。また、薬指および小指を、保持部１の第１の膨出部４と第２の膨出部５との間であって、下部略Ｕ字状体１Ｂに添える。

操作者は、親指１０および手のひらの親指１０の付け根部分を保持部１の上部略Ｕ字状体１Ａの平面部９に添える。手のひらは主に上部略Ｕ字状体１Ａの半分と接触する。図６に示すように、保持部１の輪郭は、長手方向の断面においてｙ軸方向の幅がｘ軸方向の幅よりも長い。このため、手指の先端、特に、人差し指７と中指８の先端部近傍で保持部１の下部略Ｕ字状体１Ｂの底部を支持しやすい。また、下部略Ｕ字状体１Ｂの底部に位置する第２の円弧は曲率が大きい（半径が小さい）ため、曲げられた手指にフィットしやすい。一方、上部略Ｕ字状体１Ａの底部に位置する第１の円弧は小さな曲率を有する（半径が大きい）ため、手のひらとの接触面積が大きくなる。したがって、保持部１の上部略Ｕ字状体１Ａにおいて、体腔内超音波探触子を安定して支持することができる。

この状態で挿入部２を体腔内に挿入した後、挿入部２を体腔内で、その中心軸ｃｄまわりに回転させることによって、超音波ユニット１３から任意の方向に超音波を送信することができ、体腔内の広い範囲から受信信号を得ることができる。

このとき、操作者は、体腔内超音波探触子の保持部１を保持した手で回転させることにより、挿入部２を回転させる。保持部１の回転は、例えば、親指１０、人差し指７、中指８の３点で行うことができる。上述したように保持部１の輪郭は、長手方向の断面においてｙ軸方向の幅がｘ軸方向の幅よりも長い。このため、上部略Ｕ字状体１Ａの底部に位置する平面部９に添えられた親指１０近傍の長手方向の軸を支点として、人差し指７および中指８が添えられた下部略Ｕ字状体１Ｂの底部を力点とした場合、支点から力点までの距離が長くなっている。よって、てこの原理に基づき、人差し指７および中指８で軽く下部略Ｕ字状体１Ｂの底部をｘ軸方向に移動させることによって、保持部１を長手方向に沿った軸を中心として回転させることができ、良好な回動操作性が得られる。

この時、上部略Ｕ字状体１Ａの第１の円弧の半径が大きいため、上部略Ｕ字状体１Ａの一部は、手のひらと接触し得る。また、上部略Ｕ字状体１Ａの回動感覚が、保持部１の回動感覚をほぼ支配する。このため、上部略Ｕ字状体１Ａの部分で手のひらと接触させながら、体腔内超音波探触子を滑らすように回転させることができる。これにより、上部略Ｕ字状体１Ａの第１円弧の中心が位置する軸ｃａを中心として、保持部１を回転させやすくなる。第１円弧の中心は、挿入部２の中心軸ｃｄの近傍に位置しているため、上述したように保持部１を回転させることにより、挿入部２をほぼその中心軸ｃｄの回りに回転させることができる。よって、保持部１と挿入部２の回転軸が概ね一致することにより、保持部１と挿入部２の回動感覚がほぼ一致し、操作者は、優れた操作感覚を得ることができる。

図１２は、保持部１の後端側を保持した状態で操作をする場合を示しているが、この場合でも、例えば、平面部９には親指１０が添えられ、第２の膨出部５より先端側には人差し指７が添えられ、第２の膨出部５より後端側に中指８を添えることができる。

したがって、図１１に示す保持状態と同様、親指１０、人差し指７、中指８の３点で操作を行うことができ、安定した操作感、良好な回動操作性が得られる。また、保持部１と挿入部２の回動感覚が一致することにより、優れた操作感覚を得ることができる。

なお、本実施形態では、上部略Ｕ字状体１Ａおよび下部略Ｕ字状体１Ｂは、Ｕ字の開口を互いに接合することによって、閉じた内空間を形成していた。しかし、筐体の構造は必ずしも上下に分離する筐体構造に限られない。外表面が上述した形状を有しておればよく、閉じた内空間を形成できれば、筐体は、コの字型構造の部材と、逆コの字型構造の部材とを左右から接合する構造でもよく、また、筒状のロの字型構造であってもよい。

本発明は、種々の診断に用いられる体腔内超音波探触子に好適に用いられ、特に、例えば胎児の成長状態を確認したり、子宮筋腫の状態を確認したりするために使用される体腔内超音波探触子に好適に用いられる。

１保持部
１Ａ上部略Ｕ字状体
１Ｂ下部略Ｕ字状体
１ａ、１ｂ、２０ｐ輪郭
２挿入部
３音響レンズ
４第１の膨出部
５第２の膨出部
６手
７人差し指
８中指
９平面部
１０親指
２０筐体
２０Ｓ外表面

Claims

中心軸を有する挿入部と、長手方向を有する保持部とを含み、前記中心軸と前記長手方向が互いに平行になるように、前記挿入部の一端に前記保持部が接続された筐体と、
前記挿入部の他端側に内蔵された超音波ユニットとを備え、
前記保持部は、前記挿入部の中心軸と一致する第１の軸と、前記第１の軸から第１の方向にオフセットされた、前記長手方向に平行な第２の軸とを有し、
前記保持部は、前記第１の軸が中を通過する第１の保持部と、前記第１の保持部と接続する第２の保持部を有し、
前記保持部の長手方向に垂直な保持部断面において、前記第１の保持部の外表面は第１の曲率を持つ曲線である第１の曲線部を有し、
前記保持部断面において、前記第２の保持部の外表面は第２の曲率を持つ曲線である第２の曲線部を有し、
前記第１の曲率は第２の曲率よりも小さく、
前記筐体は、前記保持部の前記長手方向において前記保持部の長手方向における中央よりも前記挿入部に近い場所に、第１の膨出部を有し、
前記第１の膨出部の前記長手方向と垂直な第１の断面における前記第１の方向の幅は、前記保持部の長手方向における中央における前記長手方向と垂直な第３の断面上の前記第１の方向の幅よりも長く、
前記筐体は、前記長手方向における中央よりも前記保持部が前記挿入部と接続する一端とは反対側の前記筐体の一端に近い場所に、第２の膨出部を有し、
前記第２の膨出部の前記長手方向と垂直な第２の断面における前記第１の方向の幅は、前記第３の断面上の前記幅よりも長く、
前記保持部断面において、前記第１の保持部の外表面は、直線部を含む、
体腔内超音波探触子。
前記第１の膨出部の前記第１の断面における前記第１の方向の幅は、前記第２の膨出部の前記第２の断面における前記第１の方向の幅よりも長い請求項１に記載の体腔内超音波探触子。
前記保持部断面における前記保持部の外表面は、前記第１の軸および前記第２の軸を含む平面に対して対称な形状を有する請求項１または２に記載の体腔内超音波探触子。
前記保持部断面において、前記第１の曲線部は円弧を含み、前記円弧の中心は、前記保持部断面における前記第１の軸に位置している請求項１から３のいずれかに記載の体腔内超音波探触子。