JPH07124158A - 超音波診断装置のプローブ用接触媒体 - Google Patents

超音波診断装置のプローブ用接触媒体

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JPH07124158A
JPH07124158A JP1804693A JP1804693A JPH07124158A JP H07124158 A JPH07124158 A JP H07124158A JP 1804693 A JP1804693 A JP 1804693A JP 1804693 A JP1804693 A JP 1804693A JP H07124158 A JPH07124158 A JP H07124158A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】優れた超音波特性と機械的強度を有する安全性
の高い超音波診断装置のプローブ用接触媒体を提供する
ことを目的とする。 【構成】カードランを主成分とするゲルからなり、かつ
当該ゲルの少なくとも一部が化学的に架橋していること
を特徴とする、超音波診断装置のプローブ用接触媒体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は超音波診断装置の探触子
(プローブ)用接触媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、内臓器疾患の治療においては、患
者の体力的負担を軽減し、予後の経過を良好にせしめる
ために、大がかりな外科手術を行うことなく治療する方
法が多数試みられている。また、仮に開腹手術を行うと
しても、術前に病巣部の様子を詳細に知ること、並びに
術中に臓器表面を切開することなく内部の様子を知るこ
とは、実際の手術の際に極めて有意義な情報をもたらす
ことになる。本目的を達成するために、超音波診断が近
年著しく発展普及し、これを用いた術前診断の正確さ
は、最近の手術成績の向上に大いに役立っている。特に
甲状腺疾患に超音波診断法と穿刺吸引細胞診を組み合わ
せることにより診断能の飛躍的向上がなされた。
【0003】しかしながら、体表面もしくは臓器表面に
直接超音波診断装置のプローブを当てて内部の状態を観
察しようとした際に超音波診断装置の特性上、表面下数
cm以内の領域での鮮明な画像を得ることは非常に困難で
ある。また、実際の体・臓器表面は平らな状態ではな
く、各々に特徴的な湾曲・凹凸を持つことになるため、
ある一定の形態を保った不可変なプローブでは目的の部
位に密着させることは不可能である。すなわち、生体と
プローブの間に空気が介在すると超音波伝播率の著しい
低下が起こり、診断装置上に正確な画像を結ばなくな
る。
【0004】かかる上記の問題を解決するため、プロー
ブと生体との間に適当なスペーサー(接触媒体)を介在
せしめることが有効である。接触媒体はシート状にして
診断の際にプローブと体表面等との間に挟むか、あるい
は適当な形状に成形しプローブに直接または治具で装着
して使用できるものが好ましい。このような接触媒体に
は適当な柔軟性と機械的強度及び良好な音響特性(超音
波減衰率が低いこと等)を有することが要求され、例え
ば、特開昭55-63636には特定の含水高分子ゲルが開示さ
れている。しかしながら、ここで開示されているゲルは
機械的強度が不十分であったり音波の減衰が大きいなど
の問題を有しており、その後、これらを改善すべくさま
ざまな努力がなされている。例えば、ポリビニルアルコ
ール系高分子ゲル(特開昭 62-298342、特公平 2-4621
1)、高吸水性樹脂(特開平 4-53544)、各種有機・無
機高分子(特公平 2-2152)のものが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような高分子ゲルは依然として種々の問題を有してい
た。すなわち、合成高分子を用いたものは、穿刺時ある
いは術中にゲルの一部もしくはゲル自体が生体内に混入
・留置される可能性があり、ゲルそのものや残留モノマ
ーに由来する毒性が懸念され、安全性の上で問題があっ
た。また、安全性が高いと考えられる天然高分子やポリ
ビニルアルコールゲルも音響特性が不十分であり(例え
ば減衰率が高い)、この様な音響特性を向上させるに
は、含水率を上げる必要があり、一方、含水率をあげる
と機械的強度が低下してしまうという欠点があった。ま
たポリビニルアルコールゲルは圧力を加えると離水し易
く、体・臓器表面に押し付けて使用するプローブ用接触
媒体としては不向きであった。加えて滅菌性に劣る(簡
便な滅菌法であるオートクレーブによる121℃の加熱
で完全に溶解し、原形をとどめ得ない)ため実用化に至
っていない。このような状況から、従来より穿刺・術中
にも使用可能で安全なプローブ用接触媒体が望まれてい
た。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者等は、上
記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、天然多糖
類であるカードランを主成分とし、かつその一部が化学
的に架橋しているゲルをプローブ用接触媒体として用い
ることにより、これらの問題が全て解決されることを見
いだし、本発明を完成した。すなわちカードランを加熱
することにより調製したゲルは、安全性が極めて高く、
仮に体内に留置されても長時間かけて生体内で徐々に分
解される性質を有する(薬学雑誌 110 (10) 869-875,19
90)。しかも、カードランに少量の架橋剤を添加して調
製されるゲルは、最も一般的に普及している滅菌装置オ
ートクレーブまたは放射線による滅菌が可能であり、超
音波診断装置用プローブの接触媒体、特に穿刺・術中に
使用するプローブの接触媒体として極めて優れている。
以下、本発明の構成について詳述する。
【0007】
【構成の具体的な説明】本プローブ用接触媒体はカード
ランを主成分とする高含水ゲルである。カードランにつ
いては、日本食品工業学会誌Vol.38,No.8,736-742(199
1) などに記載されており、微生物(Alcaligenes faeca
lis var.myxogenesまたはAgrobacteriumの多くの菌株や
Rizobium)が産生する多糖類の一種で、構成糖はD-グル
コースのみであり、そのグルコシド結合の99%以上が
β-1,3結合である。カードランは水に不溶であるが、水
酸化ナトリウムなどのアルカリ性水溶液には溶解する。
カードランの均一な水分散液の調製法としては、カード
ラン粉末に水を加え高速ホモジナイザーもしくはカッタ
ーミキサー等で激しく撹拌するか、55℃程度の温水に
手やプロペラ撹拌機等を用いて撹拌しながらカードラン
を加えた後、冷却する方法が知られている。この水分散
液を加熱するとゲルを形成する。加熱によって得られる
ゲルは、その処理温度により2つの型に大別される。す
なわち、80℃以上の加熱により得られる熱不可逆性の
ゲルと、約60℃で加熱した後、冷却して得られる熱可
逆性のゲルであり、各々ハイセットゲルおよびローセッ
トゲルと呼ばれる。また加熱をしなくてもカードランを
アルカリ性水溶液に溶解し、これを静置したまま炭酸ガ
ス等で中和するか、透析膜を用いて水酸化ナトリウムを
除去することでもゲルを調製することができる。また
は、アルカリ性水溶液にカルシウム、マグネシウムイオ
ンなどのカチオンを添加して解離した水酸基とカチオン
による架橋構造をつくらせることによってもゲル形成さ
せることができる。
【0008】本発明のプローブ用接触媒体は、カードラ
ンをゲル化する際に、カードランのアルカリ水溶液に適
当な架橋剤を添加し化学架橋することによって得られ
る。例えば、5mM以上好ましくは25〜100mMの水酸
化ナトリウム水溶液に1〜10%となるカードラン粉末
を加え、0.001〜2%の架橋剤を添加後、充分に撹
拌し鋳型に注入し真空下で脱気を行う。これを室温で放
置するか、もしくは50℃以上で加熱することにより架
橋反応を行う。ゲル化後、型より取り出し、等モルの塩
酸水溶液中で中和し、続いて充分に水洗を行う。上記加
熱と水洗により、未反応の架橋剤の完全なる除去が可能
である。さらに60℃以上好ましくは100〜121℃
で加熱処理を行うことにより、強固なゲル化が可能であ
る。ここで用いる架橋剤としては、水酸基またはカルボ
キシル基と反応し得る官能基を1分子当り2個以上持つ
ものであればいずれでもよく、例えば、多価グリシジル
エーテル化合物、多価アジリジン化合物、多価アミン化
合物、多価イソシアネート化合物、ハロメチルオキシラ
ン化合物及びアルデヒド類、ジビニルスルホンのうち1
種類、または2種以上を組み合わせて使用する。
【0009】多価グリシジルエーテル化合物としては、
(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、グ
リセロールポリグリシジルエーテル等がある。多価アジ
リジン化合物としては、2,2-ビスヒドロキシメチルブタ
ノール-トリス〔3-(1-アジリジニル)プロピオネー
ト〕)、1,6-ヘキサメチレンジエチレンウレア、ジフェ
ニルメタン-ビス-4,4'-N,N'-ジエチレンウレア等があ
る。多価アミン化合物としては、エチレンジアミン、ジ
エチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラ
エチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ポリ
エチレンイミン等がある。多価イソシアネート化合物と
しては、2,4-トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート等がある。ハロメチルオキシラン化
合物としては、エピクロルヒドリン、エピブロムヒドリ
ン、β-メチルエピクロルヒドリン、β-メチルエピブロ
ムヒドリン等がある。
【0010】本発明のプローブ用接触媒体には、ゲルの
主成分であるカードラン以外に、他の高分子物質(例え
ば、アルギン酸、カラギナン、寒天、グルコマンナン、
でんぷん、ヒアルロン酸、スクレログルカン、シゾフィ
ラン、レンチナン、パラミロン、カロース、ラミナラ
ン、セルロース、メチルセルロース、エチルセルロー
ス、ニトロセルロース、ポリビニルアルコール)や各種
の塩類(例えば、リン酸、酢酸、乳酸、クエン酸、ホウ
酸の各ナトリウム塩もしくはカリウム塩、塩化ナトリウ
ム)、各種の糖類(例えば、グルコース、シュクロー
ス、マルトース、ガラクトース、マンノース、ラクトー
ス等)、尿素、グリセリン、シリコーンのうち1種類も
しくは2種以上の物質を配合することによっても、優れ
た特性を示すゲルが得られる。
【0011】このようにして調製されるゲルは、適度な
柔軟性を有すると共に、成形が極めて容易であり、一定
の形状を持つプローブとゲルの接続を考えた場合、非常
に有利である。このようにして調製されたゲルは、全て
良好な音響特性を示した。すなわち、音速は水の場合に
近い1499〜1510m/s、減衰は0.07〜0.20d
B/MHz・cmであった。また、同ゲルの機械的強度を測定
したところ、破壊強度 1.281 x 103 〜 7.601 x 103 g/
cm2、ヤング率 2.671 x 106〜9.318 x 106 dyn/cm2を示
し、プローブ用接触媒体として使用するのに充分な強度
を持つことが明かであった。
【0012】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。 実施例1 カードラン(武田薬品工業(株))3.5重量部を96.
25重量部の25mM水酸化ナトリウム溶液に溶解し、
0.25重量部のエチレングリコールジグリシジルエー
テル(テ゛ナコール EX-810P MEDICAL GRADE:ナガセ化成)を
加え充分に撹拌した。真空下で脱気した後に型に静注
し、再び真空下で脱気を行った。これを121℃、20
分間加熱しゲル化を行った。冷却後、等モル量の塩酸溶
液に浸し、24時間振とうしながら中和を行った。中和
後、外液を生理的食塩水に置き換え、再び振とうしなが
ら24時間洗浄を行った。このようにして得られたゲル
を適当なヒートシールパックに封入し121℃, 20分
間の加熱により無菌化を行った。上記のように調製した
ゲルについて音響特性を測定した結果、音速1503m/
s、減衰0.13dB /MHz・cmとの値を得た。また、レオ
メーター(不動工業(株)製;NRM-2010J-CW)で物性を
測定したところ、上記のように調製した架橋体カードラ
ンゲルの物性は、破壊強度 3.852 x 103 g/cm2、ヤング
率 5.067 x106dyn/cm2 であり、非架橋カードランゲル
に比較し、ヤング率は同程度ながら破壊強度の向上が認
められた。上記架橋カードランゲルを用いた超音波画像
診断では、ゲルを用いない場合に比較し明かに鮮明な画
像が得られた。また、上記架橋カードランゲルを生理的
食塩水に浸し、5℃、25℃および50℃にて保存し安
定性を評価したところ、3カ月後でも、目視上変化を認
めなかった。
【0013】比較例1 カードラン粉末3.5重量部に96.5重量部の水を加
え、高速ホモジナイザーで10分間撹拌した。上記カー
ドラン水分散液を真空下で充分に脱気後、型に注入し1
00℃、10分間の加熱によりゲル化を行った。冷却
し、型から取り出した後、加熱滅菌器で121℃、20
分間の加熱をし、完全なゲル化と滅菌を行った。上記の
ように調製したゲルについて音響特性を測定した結果、
音速1500m/s、減衰0.13dB/MHz・cmとの値を得
た。また、物性を測定したところ、破壊強度 2.21 x 10
3g/cm2、ヤング率 4.56 x 106 dyn/cm2 を示した。同ゲ
ルを、実施例1に準じ安定性試験を行ったところ、5℃
と50℃においてゲルが脆弱化し2週間後にひび割れを
生じた。
【0014】実施例2 カードラン5重量部を94重量部の25mM水酸化ナトリ
ウム溶液に溶解し、1重量部のジビニルスルホンを加
え、撹拌後、100℃、10分間の加熱を行った。上記
操作により半ゲル状となったものを、等モルの1N塩酸
溶液を加えながらホモジナイズし粉砕した。粉砕しゾル
状となったものを厚さ10mmの平板に注入し−20℃で
12時間凍結し、続いて48時間凍結真空乾燥した後、
粉砕し架橋体カードラン粉末を得た。架橋体カードラン
粉末1重量部、カードラン粉末7重量部を92重量部の
水に加え、高速ホモジナイザーで13000回転、10
分間撹拌し均一な分散液を得た。真空下で脱気後、型に
静注し再び真空下で脱気を行い、続いて100℃、10
分間の加熱によりゲル化を行った。冷却後、型から外
し、121℃、20分間加熱し完全なゲル化と滅菌を同
時に行った。上記ゲルを用いた超音波診断では、使用し
ない場合に比較し明かに鮮明な画像が得られた。
【0015】実施例3 架橋剤をエピクロルヒドリンに換えたほかは、上記実施
例2と全く同様にして架橋体カードラン粉末を得た。こ
の架橋体カードラン粉末3.5重量部に96.5重量部の
水を加え、高速ホモジナイザーで10分間撹拌し、真空
下で脱気後、型に注入し100℃、10分間の加熱によ
りゲル化を行った。冷却し型から取り外した後、加熱滅
菌器で121℃、20分間の加熱を行い、この操作で完
全なゲル化と滅菌が可能であった。得られたゲルを用い
た超音波診断で、ゲルを使用しない場合に比較し明かに
鮮明な画像が得られた。
【0016】実施例4 カードラン2.7重量部、アルギン酸0.3重量部に9
6.998重量部の50mMNaOH溶液を加え高速ホモジナ
イザーで、13000回転、5分間撹拌後、一旦、撹拌
を停止しここにジビニルスルホン0.002重量部を添
加し、再び6000回転、5分間の撹拌を行った。これ
を真空下で脱気した後、型に注入し121℃、10分間
の加熱によりゲル化を行った。冷却し型から取りはずし
た後、10%塩化カルシウム溶液に浸しアルギン酸のゲ
ル化を行った。この際、外液の塩化カルシウム溶液のpH
が6〜7となるように適時0.1N HClを滴下し調整し
た。24時間後にゲルを取り出して水洗後、生理的食塩
水中に48時間浸せきした。その後、加熱滅菌器を用い
て121℃、20分間の加熱をし滅菌を行った。得られ
たプローブ用接触媒体を用いて超音波診断を行ったとこ
ろ、接触媒体を用いない場合に比較し、明かに鮮明な画
像が得られた。
【0017】
【発明の効果】本発明の超音波診断装置プローブ用接触
媒体は高含水率のゲルからなり、極めて優れた超音波特
性・機械的強度を持つものである。しかも、天然多糖類
を原料としているために安全性も高く、加えて安価に大
量に供給が可能である。また、通常の加圧滅菌装置が使
用でき無菌化も容易である。また、本発明のプローブ用
接触媒体は、適当な接続部品を用いて超音波診断装置の
プローブに直接固定することが可能であり、その使用性
は従来に比較してはるかに向上するものと考えられる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カードランを主成分とするゲルからな
    り、かつ当該ゲルの少なくとも一部が化学的に架橋して
    いることを特徴とする、超音波診断装置のプローブ用接
    触媒体。
  2. 【請求項2】 カードラン濃度が1〜10%である請求
    項1記載の超音波診断装置のプローブ用接触媒体。
  3. 【請求項3】 架橋剤を0.001〜2%含有する請求
    項1又は2記載の超音波診断装置のプローブ用接触媒
    体。
  4. 【請求項4】 架橋剤が、多価グリシジルエーテル化合
    物、多価アジリジン化合物、多価アミン化合物、多価イ
    ソシアネート化合物、ハロメチルオキシラン化合物およ
    びアルデヒド類、ジビニルスルホンからなる群から選ば
    れる1種又は2種以上の架橋剤である請求項1ないし3
    記載の超音波診断装置のプローブ用接触媒体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012176197A (ja) * 2011-02-28 2012-09-13 Nagasaki Univ フィルム状エコーゲル及び超音波センサユニット

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