JP6325363B2

JP6325363B2 - 医療用超音波伝達用具

Info

Publication number: JP6325363B2
Application number: JP2014124146A
Authority: JP
Inventors: 雅雄藤原
Original assignee: Hamamatsu University School of Medicine NUC
Current assignee: Hamamatsu University School of Medicine NUC
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2018-05-16
Anticipated expiration: 2034-06-17
Also published as: JP2016002245A

Description

本発明は、超音波診断装置や超音波治療装置などの超音波探触子と患者の体表面との間の音響結合（カップリング）を提供する医療用超音波伝達用具に関する。特に、手指などの複雑な部位に用いられ得る。

患者内部の断層画像や三次元画像を取得するための超音波診断装置が知られている。超音波探触子を患者の体表面に接触させて、接触部位から超音波の送信及び受信を行うことで体内の断層像等を取得する。接触部位において超音波探触子と体表面との間に空気層が介在すると超音波の送受信の妨げになるため、体表面にゼリーなどを塗ることで空気層が入り込むことを防いでいる。そのほか、液体袋内に超音波振動子を設ける、測定対象部位そのものを液浸するなどの手段が知られている。

また、患者内部に局所的に超音波を印加して、腫瘍や結石などを破壊する超音波治療装置も知られている。超音波診断装置と同様に超音波探触子と体表面との間に空気層が介在すると超音波の送信の妨げになるため、体表面にゼリーを塗る、液体袋内に超音波振動子を浸す、測定対象部位そのものを液浸するなどの手段が知られている。

比較的複雑な形状を有する鼻などで、鼻骨骨折整復時に使用される市販の超音波伝達パッドとして、超音波診断用ゲル・パッドが知られている。しかし、厚さの規格は5mm、10mmと非常に厚く、手指のような形状が複雑な部位への密着は困難である。

特許文献1には、超音波接触媒体（１００）（水、グリセリン、グリセリンと水の架橋高分子、シリコン油など）が、第一の層（１０２）と第二の層（１０３）の間に規定された空間（チャンバ）（１０４）の内部に配置される。第一の層（１０２）と第二の層（１０３）はシリコンで構成される超音波伝達パッドが記載されている。第二の層が標的面（１０５）に接触する。プローブ（２５０）は、機械的アタッチメント（２５４）を使用して、超音波伝達パッドを保持して、標的面に接触する。しかし、超音波伝達パッドは柔軟性に乏しいシリコンで作られており、手指のような複雑な形状のものには密着し得ない。

特許文献2には、医療用超音波装置と共に用いる結合パッドが記載されている。特許文献2では、文献中の図1のように、プロープと皮膚との間に介在させるパッド・アプリケーションが、カバー（２２）、プラスチックのネット部分（１８）、ゲル・パッド（１２）、フォーム（発泡体、foam）、カップ部分（２０）から構成されている。また文献中の図２、３のように、プローブ（３０）は、プローブのドーム状部分（３４）がゲル・パッドを内在したパッド・アプリケーションを介して、患者の皮膚領域（３５）に接触する。しかし、文献中の図４、５のように、カップ部分（２０）は柔軟性に欠くポリエステルなどのプラスチックで作られており、手指のような形状が複雑な部位に密着できないため、プローブと皮膚の間に空気が入り、超音波信号が正しく送受信できない。

特表2000-505333号公報特表2001-507603号公報

従来から超音波振動子と測定対象部位との間の音響結合のために、水などの超音波伝達媒体を封入した液体袋を介在させることは知られている。しかしながら、従来の超音波結合用の液体袋は、超音波探触子と一体的に構成されているか、超音波探触子に対してアタッチメント式になっていることがほとんどである。したがって、従来の音響結合用の液体袋は、超音波探触子メーカー等に依存しており、独立して用いたり、ディスポーザブルにしたりするのは困難であった。また、従来の音響結合用の液体袋は、腹部や胸部で用いることを想定しているため、手指などの複雑な形状に合わせて変形させることができなかった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、超音波探触子とは独立して用いられるとともに、手指などの複雑な形状に合わせて表面を変形させることができる医療用超音波伝達用具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
超音波探触子と対象部位との間の音響結合に用いられ、前記超音波探触子とは独立して用いられる医療用超音波伝達用具であって、
液状の超音波伝達媒体と、
前記超音波伝達媒体が封入され、前記超音波探触子と前記対象部位との間に配置される密閉体と、を有し、
前記密閉体のうち前記対象部位に接触する面を含む第1表面は、前記対象部位の形状に合わせて変形可能な可撓性膜からなり、
前記密閉体のうち前記超音波探触子と接触する面を含む第2表面は、前記第1表面よりも硬い硬性部材により構成されている、
医療用超音波伝達用具。

前記超音波探触子は、超音波診断装置や超音波治療装置などに用いられ、超音波送信や超音波受信を行うものである。
前記超音波探触子の形状は特に限定されず、コンベックス、リニア、セクタなど、どのタイプでも構わない。
前記対象部位は、超音波を照射可能な部位ならば特に限定されないが、複雑な形状を有し、超音波探触子を当てにくい手指、足指、関節などに好適に用いられ得る。
前記「超音波探触子とは独立して用いられる」とは、超音波探触子へのアタッチメント機構などを有せず、どのようなメーカーのどのようなタイプの超音波探触子にも用いることができることを意味している。

前記超音波伝達媒体は、液状で超音波を伝達できるものならば何でも良く、水、グリセリン、シリコンオイルなどが用いられ得る。
前記可撓性膜は、超音波伝達媒体を密閉可能で、対象部位の形状に合わせて変形可能なものであり、且つ超音波を伝達可能であれば、材質や厚さは特に限定されない。好適には、ポリウレタン系薄膜やゴム系薄膜などが用いられ得る。
前記第2表面に用いられる硬性部材は、前記可撓性膜よりも剛性が高く、超音波が伝達可能なものであれば何でも構わない。前記可撓性膜と同じ材料で厚さを大きくしても良いし、前記可撓性膜よりも剛性の高い材料を用いても良い。好適には、プラスチックやゴムなどの樹脂製のものが用いられ得る。

本発明の医療用超音波伝達用具は、超音波探触子とは独立して用いられ得る構成になっているため、どのようなメーカーのどのようなタイプの超音波探触子にも用いることができるとともに、ディスポーザブルにすることができる。本発明の医療用超音波伝達用具は対象部位に接触して用いるため、衛生の観点から、使い回しをしないディスポーザブルのものが好ましい。
また、本発明の医療用超音波伝達用具は、対象部位に接触する部分が形状に合わせて変形可能な可撓性膜であるため、手指のような複雑な形状にも可撓性膜を変形させることが可能であり、従来では不可能だった部位にも適用可能である。全ての表面が薄い可撓性膜であると形状が安定しないため、超音波探触子と接触する面を含む第2表面を可撓性膜よりも硬い硬性部材により構成することで、形状を安定させている。

また、本発明は以下の好ましい実施態様を有する。
前記可撓性膜の表面に粘着層が設けられている。

前記粘着層は、対象部位に接着可能なものであれば何でも構わない。例えば、アクリル系接着剤などが好適に用いられ得る。
可撓性膜の表面に粘着層を設けることで、対象部位と可撓性膜とを接着させることができる。手指などの複雑な形状部位では、可撓性膜の変形だけでは可撓性膜と対象部位とを密着させることが困難なことがあり得るが、粘着層を設けることでより確実に密着させることが可能になる。また粘着層があることで、対象部位を動かしても密着状態を維持することができるため、例えば、対象部位を動かしながら診断や治療が可能になる。

また、本発明は以下の好ましい実施態様を有する。
前記第2表面は、前記超音波探触子と接触する平面と、該平面とは異なる1以上の平面又は曲面と、からなる。

本発明の密閉体の形状は特に限定されないが、直方体又は円柱形状が好適に用いられ得る。
直方体の場合は、対向する2つの面が、それぞれ可撓性膜の対象部位接触面と硬性部材の超音波探触子接触面になる。超音波探触子接触面に垂直な4つの面（側面）のうち対向する2つの面を第2表面（硬性部材）にし、残りの対向する2つの面を第1表面（可撓性膜）にすることが好ましい。このように構成すれば、超音波探触子接触面に垂直な2つの第2表面（硬性部材）の間に手指等の対象部位を配置させることにより、密閉体の形状が崩れること無く、対象部位に可撓性膜を密着させることが可能になる。
また、前記超音波探触子接触面に垂直な4つの面（側面）について、超音波探触子接触面に近い側を第2表面（硬性部材）とし、対象部位接触面に近い側を第1表面（可撓性膜）にして、超音波探触子側の硬性部材と、対象部位側の可撓性膜とが上下に2段重ねになっている構造にしても良い。このように構成しても密閉体の形状が崩れることを防止できる。また、密閉体の形状を、円柱等にしても同様である。また、密閉体の形状は、直方体に限らず、多面体や多角柱形状にしても良く、また対象部位接触面と超音波探触子接触面以外の面がそれぞれの面に対して垂直でなくても構わない。

また、本発明は以下の好ましい実施態様を有する。
前記対象部位は手指である。

また、本発明は以下の好ましい実施態様を有する。
本発明の医療用超音波伝達用具はディスポーザブルである。

本発明は上記構成により、超音波探触子のメーカーやタイプに関係なく独立して用いることができるとともに、手指などの複雑な形状に合わせて表面を変形させることができる。

本発明の第1実施形態を断面図。本発明の第1実施形態を断面図。本発明の第1実施形態の外観図。本発明の第2実施形態を表す図。本発明の第3実施形態を表す図。本発明の第4実施形態を表す図。

以下、図面とともに本発明に係る医療用超音波伝達用具の好適な実施形態の例について説明する。なお、図面は、説明を容易にするために強調して記載してあり、実際の寸法や外観とは異なることがある。

＜第1実施形態＞
図1から図3を用いて第1実施形態について説明する。図1は使用形態を表す図で、指11の長手方向から見た断面図である。図2は図1のA-A断面図で、指11を曲げた状態での使用形態を表す図である。図3は、未使用状態での斜視図である。

本実施形態の医療用超音波伝達用具は、指11に接触する部分に設けられている可撓性膜1a,1bと、超音波探触子12に接触する部分に設けられている硬性部材2a,2bとからなる密閉体で構成され、密閉体の内部には液状の超音波伝達媒体3が封入されている。可撓性膜1a,1bの表面には必要に応じて粘着層4が設けられている。超音波探触子12に接触する硬性部材2aと、指11に接触する可撓性膜1aとは対向配置されている。超音波探触子接触面2aと指接触面1aとをつなぐ4つの側面は、対向配置される2つ硬性部材2bの面と、同じく対向配置される2つの可撓性膜1bの面とで構成される。

可撓性膜1a,1bは、指などの複雑な形状に合わせて変形可能で音響インピーダンスが生体に近いものであれば何でも良いが、好適には厚さ32μm程度のポリウレタンフィルムが好適に用いられる。材料、厚さなどは本発明の趣旨に合致する範囲で適宜選択可能であることは言うまでもない。硬性部材2a,2bは医療用超音波伝達用具の型くずれを防止するものであり、可撓性膜1a,1bより硬い材質により構成されている。硬性部材2a,2bは、型くずれが防止可能で音響インピーダンスが生体に近いものであれば何でも良いが、樹脂系の材料が好適に用いられる。可撓性膜1a,1bと硬性部材2a,2bとは異なる材料でも良いし、同じ材料で厚さを異ならせることで硬さを調節しても良い。可撓性膜1a,1b及び硬性部材2a,2bの材質は、柔軟性を有し音響インピーダンスが生体に近いものであれば何でも良く、例えば、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニール、ポリイミド、フッ素樹脂、天然ゴムラテックス、シリコンゴムなどが用いられ得る。

超音波伝達媒体3は、液状で、超音波が伝達可能で、音響インピーダンスが生体に近いものであれば何でも良く、例えば、水、グリセリン、シリコンオイル、及びこれらの組み合わせが用いられ得る。
粘着層4は、生体に対して影響が小さいものであれば何でも良く、例えば、アクリル系の接着剤が用いられ得る。

続いて、本実施形態の使用形態について説明する。図１及び図２に記載されているように、側面にある2つの硬性部材2b面に挟み込む形で指11を配置する。可撓性膜1a,1bは柔軟性を有するため、指11の形状に合わせて密着することができる。指11の長手方向の面にある可撓性膜1bは指11の押し込みに合わせて変形可能であるため、超音波伝達媒体3の体積を変化させること無く、指11を可撓性膜1a,1bに密着させることができる。また、粘着層4を設けることにより、複雑な形状の対象部位にもより確実に密着させることができると共に、対象部位を動かしても密着状態を維持できるため、対象部位を動かしながら超音波診断や超音波治療を行うことができる。

＜第2実施形態＞
図4を用いて第2実施形態について説明する。第1実施形態では、4つの側面は、対向配置されている2つ硬性部材2b面と2つの可撓性膜1b面で構成されていたが、本実施形態では、4つの側面のそれぞれの上側が硬性部材22b,22cで構成され、下側が可撓性膜21b,22cで構成されている。第1実施形態と同様に、上平面は超音波探触子12に接触する硬性部材22aと、下平面は対象部位に接触する可撓性膜21aで構成されている。可撓性膜21a,21b,21cと硬性部材22a,22b,22cとで囲われる密閉体の内部には第1実施形態と同様に液状の超音波伝達媒体が封入されている。また、第1実施形態と同様に可撓性膜21a,21b,21cの表面に粘着層を設けても良い。

本実施形態の構成により、第1実施形態と同様に、指などの対象部位に接触する可撓性膜21aと側面下方にある可撓性膜21b,21cとが変形することで、指などの対象部位に密着させることができる。また、上方に硬性部材22a,22b,22cが配置されているため、全体が型くずれすることを防止できる。

＜第3実施形態＞
図5を用いて第3実施形態について説明する。第2実施形態では、超音波探触子12に接触する上平面と、対象部位に接触する下平面は四角形であったが、本実施形態はこれらの平面を円又は楕円にしたものである。側周面の上側が硬性部材32bで構成され、下側が可撓性膜31bで構成されている。第1実施形態と同様に、上平面は超音波探触子12に接触する硬性部材32aと、下平面は対象部位に接触する可撓性膜31aで構成されている。可撓性膜31a,31bと硬性部材32a,32bとで囲われる密閉体の内部には第1実施形態と同様に液状の超音波伝達媒体が封入されている。また、第1実施形態と同様に可撓性膜31a,31bの表面に粘着層を設けても良い。

本実施形態の構成により、第2実施形態と同様に、指などの対象部位に接触する可撓性膜31aと側面下方にある可撓性膜31bとが変形することで指などの対象部位に密着させることができる。また、上方に硬性部材32a,32bが配置されているため、全体が型くずれすることを防止できる。

＜第4実施形態＞
図6を用いて第4実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態の医療用超音波伝達用具を、指11を挟んで2つ対向配置させる使用形態に関するものである。このように配置することで指11の下方端面で生じる超音波反射を低減することはでき、より確実な超音波診断や超音波治療を行うことができる。

以上、本発明の実施形態のいくつか例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において各種の変更が可能であることは言うまでもない。

1a,1b,21a,21b,21c,31a,31b：可撓性膜、
2a,2b,22a,22b,22c,32a,32b：硬性部材、
3：超音波伝達媒体、 4：粘着層、
11：対象部位（手指）、 12：超音波探触子

Claims

超音波探触子と対象部位との間の音響結合に用いられ、前記超音波探触子とは独立して用いられる医療用超音波伝達用具であって、
液状の超音波伝達媒体と、
前記超音波伝達媒体が封入され、前記超音波探触子と前記対象部位との間に配置される密閉体と、を有し、
前記密閉体のうち前記対象部位に接触する面を含む第1表面は、前記対象部位の形状に合わせて変形可能な可撓性膜からなり、
前記密閉体のうち前記超音波探触子と接触する面を含む第2表面は、前記第1表面よりも硬い硬性部材により構成されており、
前記可撓性膜の表面に粘着層が設けられている、
医療用超音波伝達用具。
前記第2表面は、前記超音波探触子と接触する平面と、該平面とは異なる1以上の平面又は曲面と、からなる、
請求項1記載の医療用超音波伝達用具。
前記対象部位は手指である、
請求項1又は2記載の医療用超音波伝達用具。
ディスポーザブルである、
請求項1乃至3いずれか記載の医療用超音波伝達用具。