JPH10201759A - 超音波プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 診断時にモニタ上の画像から目を離すことな
く、容易に超音波断層画像と走査方向との対応を認識で
きるようにする。 【解決手段】 超音波プローブ１は、生体の断層像を得
るための超音波振動子を内蔵したハウジングからなるプ
ローブ本体２を有してなり、診断時には術者がこのプロ
ーブ本体２の把持部７を把持して音響レンズ６表面を被
検部位へ当接させ、体内へ超音波を走査するようになっ
ている。把持部７には、滑り止め機能と超音波の走査開
始方向を指示する機能とを兼ね備えた複数の溝８が両面
に設けられている。溝８は、超音波振動子の一方の端部
に向かって途中から斜めに傾斜した傾斜部８ａを有し、
術者が把持した状態のまま触覚にて超音波振動子の走査
開始方向を認識可能となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体の断層像を得
るための超音波振動子を備えた超音波プローブに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】医療分野において、超音波振動子から生
体組織内に超音波パルスを繰り返し送信し、生体組織か
ら反射される超音波パルスのエコーを、同一あるいは別
体に設けた超音波振動子で受信して、この超音波パルス
を送受信する方向を徐々にずらすことによって、生体内
の複数の方向から収集した情報を可視像の超音波断層画
像として表示する超音波診断装置が、従来より種々提案
されている。

【０００３】超音波診断装置は、超音波振動子を備えた
超音波プローブを装置本体に接続して超音波パルスの送
受信を行うようになっており、被検者の体表面より診断
を行う体外式の超音波プローブや、体腔内に挿入する体
内式の超音波プローブなどが広く用いられている。体外
式の超音波プローブでは、術者が被検者の腹部等の体表
面に超音波プローブを当接させ、電子走査により超音波
振動子で超音波パルスを送受信し、得られたエコー信号
を基に超音波断層画像を生成するようになっている。

【０００４】体外式の超音波プローブを用いる場合は、
超音波プローブを体表面上で自在に配置できるため、モ
ニタ上に表示される超音波断層画像が超音波プローブの
どちらの方向から走査して得られた画像であるか、すな
わち、超音波断層画像と超音波走査方向との対応関係を
把握することが重要である。そこで、従来より術者が超
音波プローブの走査方向を認識できるようにするための
手段が提案されており、例えば実開昭５５−１３８９１
１号公報には、超音波プローブの外面に超音波振動子の
走査方向を明示する表示体を設けたものが開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】超音波診断において、
術者としては一旦良好な画像が得られたらその画像をじ
っくり見て診断を行いたいという要望がある。しかし、
前記従来の構成では、超音波プローブの表示体が把持す
る箇所以外の部分に付いているため、表示体を目視で確
認しなければ走査方向がわからず、モニタを見たままで
は走査方向を認識できなかった。すなわち、モニタから
目を離さずに表示されている超音波断層画像がどちらの
方向から見た断面を示しているのかを認識しづらいとい
う問題点があった。

【０００６】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、診断時にモニタ上の画像から目を離すことな
く、容易に超音波断層画像と走査方向との対応を認識す
ることが可能な超音波プローブを提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による超音波プロ
ーブは、生体の断層像を得るための超音波振動子を収納
するハウジングを備え、前記ハウジングに把持部を有す
る超音波プローブであって、前記ハウジングの把持部
に、術者が把持した状態のまま触覚にて前記超音波振動
子の走査開始方向を認識可能とする形態の滑り止め手段
を設けたものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１ないし図４は本発明の一実施
形態に係り、図１は超音波プローブの構成を示す平面
図、図２は術者が超音波プローブを把持して被検者の体
表面に当接させた診断時の状態を示す作用説明図、図３
及び図４は把持部に設けられる滑り止め手段の変形例を
示す平面図である。

【０００９】超音波プローブ１は、生体の断層像を得る
ための超音波振動子を内蔵したハウジングからなるプロ
ーブ本体２と、プローブ本体２より延出した超音波コー
ド３と、超音波コード３の端部に設けられたプローブコ
ネクタ４とを有して構成されており、プローブコネクタ
４を介して図示しない超音波観測装置に接続されるよう
になっている。プローブコネクタ４にはハンドル５が設
けられ、超音波観測装置に超音波プローブ１を接続する
際にはプローブコネクタ４をコネクタ受けに装着してハ
ンドル５を回動させることによりプローブコネクタ４を
固定できるように構成されている。

【００１０】プローブ本体２の端面は超音波の放射面と
なっており、ここに音響レンズ６が配設され内部に電子
走査式の超音波振動子が配置されている。超音波振動子
は、複数の圧電素子が直線状に並んで配列されたリニア
配列型のもので構成されている。プローブ本体２の後方
は把持部７となっており、診断時には術者がこの把持部
７を把持して音響レンズ６表面を被検部位へ当接させ、
体内へ超音波を放射するようになっている。本実施形態
では、図１においてプローブ本体２の上から下（図１の
矢印で示す方向）に向かって超音波の走査がなされるよ
うになっている。

【００１１】プローブ本体２の把持部７には、滑り止め
手段として複数（図では３つ）の溝８が両面に設けられ
ている。溝８は、超音波振動子の走査方向と略平行な水
平部を有し、この水平部の途中から斜めに傾斜した傾斜
部８ａが形成された形状となっている。傾斜部８ａの傾
斜方向は、超音波振動子の一方（図１において上側）の
端部、すなわち超音波の走査を開始する側の端部を指し
ている。

【００１２】本実施形態の滑り止め手段は、把持部７の
滑り止め機能と超音波の走査開始方向を指示する機能と
を兼ね備えている。洗浄性を良好にするためには、プロ
ーブ本体２の表面にはなるべく凹凸が少ない方が望まし
いので、本実施形態では滑り止めとは別に指標を設ける
ことなく、指標を兼ねた滑り止めとして溝８を片面に３
つずつ両面に設けている。なお、溝の代わりに同様な形
状の突起を設けても良い。

【００１３】超音波診断を行う際は、まず、被検者をベ
ッドに横にならせ、腹部などの診断を行いたい部分の体
表面にプローブ本体２の音響レンズ６表面を当接させ
る。このとき、被検者の体表面または音響レンズ６表面
に音響ゼリーを塗付して超音波振動子と生体との音響的
結合をはかるようにする。そして、プローブ本体２内部
の超音波振動子をパルス駆動してリニア走査による超音
波パルスの放射及び受信を行い、得られたエコー信号を
基に超音波観測装置によって生体の被検部位の超音波断
層画像を生成し、モニタに表示する。

【００１４】超音波走査を行っているときには、図２に
示すように、術者はプローブ本体２の把持部７を把持し
て被検部位に対してプローブ本体２を位置させている。
このように小指をガイドにしながら把持した状態で、他
の指９で溝８の傾斜部８ａを触ることによって、触覚に
より超音波振動子の走査開始点の方向を認識することが
できる。

【００１５】このように本実施形態では、超音波プロー
ブの把持部７に溝８を設けることにより、プローブ本体
２を把持した状態で触覚により容易に超音波振動子の一
方の端部、すなわち走査開始する第１番目の素子がどち
らの方向にあるかを認識することができる。これによ
り、モニタ上の画像を見たままで超音波断層画像と走査
方向との対応関係を把握することができ、どちらの方向
から見た断面を示した画像であるかを認識することが可
能である。従って、術者は観察している画像から目を離
さずに被検部位の状態を把握しながら診断を行えるた
め、診断時の操作性などの診断性能が向上する。

【００１６】図３及び図４に滑り止め手段の変形例を示
す。図３（ａ）に示す第１の変形例は、プローブ本体２
の把持部７に超音波振動子の走査方向と略平行な水平部
とこの水平部の途中から略直角に折れ曲がった垂直部と
を有する複数の突起または溝からなる滑り止め１１を設
け、超音波の走査開始方向（図において左側の端部）を
示すようにしたものである。図３（ｂ）に示す第２の変
形例は、プローブ本体２の把持部７に全体が傾斜部とな
った複数の突起または溝からなる滑り止め１２を設け、
超音波の走査開始方向（図において左側の端部）を示す
ようにしたものである。

【００１７】図４は滑り止め手段の第３の変形例を示し
たものであり、（ａ）はプローブ本体の正面図、（ｂ）
はプローブ本体の側面図である。プローブ本体２の把持
部７には超音波の走査開始方向を示す滑り止めとして傾
斜部を有する段差部１３が設けられている。この例で
は、傾斜部を延長した方向（図４（ａ）において左側）
が超音波振動子の走査開始する第１番目の素子の方向と
なっており、術者が把持した状態で走査開始方向を認識
可能である。

【００１８】これらの変形例においても、前述と同様に
プローブ本体２を把持した状態で触覚により容易に超音
波の走査開始方向を認識でき、モニタ上の画像から目を
離すことなく超音波断層画像と走査方向との対応関係を
把握することができる。

【００１９】次に、図５ないし図１０を参照してプロー
ブ本体２内部の構成を説明する。図５はプローブ本体２
のハウジングを取り除いた状態での内部構造を示したも
のである。プローブ本体２の内部には、音響レンズ６が
取り付けられた電子走査式リニア配列型の超音波振動子
２１が設けられている。

【００２０】超音波振動子２１は、後述する圧電素子に
フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと略記する）
２２が接続され、このＦＰＣ２２の略中央部に第１のコ
ネクタ２３が取り付けられている。また、プローブ本体
２内には第２のコネクタ２４が取り付けられたプリント
基板２５が設けられ、このプリント基板２５には超音波
コード３の一端が接続されている。前記第１のコネクタ
２３と第２のコネクタ２４とを嵌合接続することにより
ＦＰＣ２２とプリント基板２５とを着脱可能に電気接続
できるようになっている。

【００２１】図６は音響レンズ６及び整合層を除いた状
態での超音波振動子２１の詳細構成を示す斜視図であ
る。複数の圧電素子２６が一列に並んで配設され、これ
らの圧電素子２６の裏面部には超音波を吸収するバッキ
ング材２７が接着等により取り付けられている。バッキ
ング材２７の後端面には、ガラスエポキシ等からなる補
強板２８が接着されている。圧電素子２６の両面には、
それぞれ電極が蒸着等により設けられており、表面電極
には各圧電素子２６をつなぐようにグランド線２９がハ
ンダ付けにより接続されている。圧電素子２６の裏面電
極には、それぞれＦＰＣ２２の信号パターンがハンダ付
けまたは導電性接着剤等により接続されており、バッキ
ング材２７の側面部にＦＰＣ２２が接着されている。

【００２２】図７はフレキシブルプリント基板２２のコ
ネクタ接続部の構成を示したものである。ＦＰＣ２２の
信号パターン３０は、複数の銅箔パターンが並列に設け
られて形成されており、信号パターン３０の端部には第
１のコネクタ２３接続用のランド３１が設けられてい
る。ＦＰＣ２２の端部には、広い面積に渡ってグランド
用銅箔電極３２が設けられており、前記グランド線２９
が電気的に接続されるようになっている。グランド用銅
箔電極３２とグランド線２９との接続は、例えばバッキ
ング材２７の側面部の周囲に銅箔テープを巻き付け、こ
の銅箔テープにグランド線２９を接続した後、銅箔テー
プとグランド用銅箔電極３２とを銅線などで接続するこ
とによって、グランド線２９をグランドに落とすように
する。

【００２３】グランド用銅箔電極３２の一部は、２列に
配設されたランド３１の間に延設され、クロストーク低
減用パターン３３を形成している。このランド３１間の
クロストーク低減用パターン３３により、近接する信号
パターン３０間における信号の混入を低減し、意図しな
い素子からの超音波の発生を防止することができる。こ
れにより、放射した本来の超音波ビームのエコーによっ
て得られる断層像以外に生じる虚像等のアーチファクト
を抑制することができる。

【００２４】なお変形例として、隣同士の信号パターン
３０間のクロストークを低減するために、各信号パター
ン３０の間にグランド用銅箔電極３２を延出してクロス
トーク低減用パターン３３を設けるようにしても良い。

【００２５】前記圧電素子２６、ＦＰＣ２２、バッキン
グ材２７の結合部を拡大した断面図を図８に示す。ＦＰ
Ｃ２２は、ベースフィルム３４上に銅箔による信号パタ
ーン３０を形成し、その表面をカバーフィルム３５で被
覆したフィルム状のもので構成されている。ＦＰＣ２２
の端部は略直角方向に折り曲げられ、露呈した信号パタ
ーン３０の端部が圧電素子２６の裏面電極に接続されて
いる。圧電素子２６とバッキング材２７との間には、接
着剤３６が充填されている。

【００２６】図９は図８のＦＰＣ２２の端部を伸ばした
状態でベースフィルム３４側から見た平面図である。Ｆ
ＰＣ２２のベースフィルム３４の外表面には、信号パタ
ーン３０の端部近傍に各信号パターン３０とは略垂直に
またがるようにシルク印刷等による塗付部３７が設けら
れ、この塗付部３７の塗料において光線を反射するよう
になっている。なお、ベースフィルム３４及びカバーフ
ィルム３５は、ポリイミドフィルム等の光透過性を有す
る樹脂製フィルムで構成されている。

【００２７】ここで、図１０を参照して複数の圧電素子
２６に分割する際の手順を説明する。図１０は圧電素子
を分割している途中の状態を示している。まず、１枚の
細長い矩形の圧電材となった状態での圧電素子２６の裏
面電極側に、ＦＰＣ２２の信号パターン３０端部に各パ
ターンがつながって形成された共通電極部を接続した
後、圧電素子２６の裏面電極側をバッキング材２７に接
着し、ＦＰＣ２２の端部を折り曲げてバッキング材２７
の側面部に接着する。すると図１０の右側に示すような
組み付け状態となり、この状態でダイシングソーを用い
て図１０の左側に示すように圧電素子２６を信号パター
ン３０端部の共通電極部と共に複数に切断して分割す
る。

【００２８】このとき、ＦＰＣ２２内面側の端部におけ
る共通電極部近傍にはシルク印刷等による塗付部３７が
設けられており、信号パターン３０の間は塗付部３７の
塗料がベースフィルム３４及びカバーフィルム３５を透
過して外側から見えるため、信号パターン３０の輪郭が
より認識しやすくなる。このように塗付部３７によって
明確にされた信号パターン３０のパターン間にダイシン
グソーのダイヤモンドブレードが位置するように位置決
めを行う。そして、各信号パターン３０の間にダイヤモ
ンドブレードを順次移動させて所定のピッチでダイシン
グソーにより圧電素子２６を分割する。

【００２９】このようにＦＰＣ２２に塗付部３７を設け
ることにより、信号パターン３０間の隙間の位置を認識
しやすくすることができ、ダイシングソーのダイヤモン
ドブレードの位置決めを容易に行うことが可能である。
これにより、圧電素子の分割時の作業性を向上できる。

【００３０】［付記］ （１） 生体の断層像を得るための超音波振動子を収納
するハウジングを備え、前記ハウジングに把持部を有す
る超音波プローブであって、前記ハウジングの把持部
に、術者が把持した状態のまま触覚にて前記超音波振動
子の走査開始方向を認識可能とする形態の滑り止め手段
を設けたことを特徴とする超音波プローブ。

【００３１】（２） 前記超音波振動子は電子走査式リ
ニア配列型振動子からなる付記１に記載の超音波プロー
ブ。

【００３２】（３） 前記滑り止め手段は、超音波走査
のために術者が前記ハウジングの把持部を把持して被検
部位に該ハウジングを当接させた際に、把持している指
を移動することなく接触可能な位置に設けられているこ
とを特徴とする付記１に記載の超音波プローブ。

【００３３】（４） 前記滑り止め手段は、超音波走査
時に術者が前記ハウジングの把持部を把持して手の小指
側を被検体に接触させながら該ハウジングを被検部位に
当接させた際に、小指を除く残りの指を移動することな
く接触可能な位置に設けられていることを特徴とする付
記１に記載の超音波プローブ。

【００３４】（５） 前記滑り止め手段は、前記超音波
振動子による電子リニア走査の開始点側の方向を指示す
るよう設けられることを特徴とする付記２に記載の超音
波プローブ。

【００３５】（６） 圧電材を複数に分割し所定数の振
動素子を形成した配列型超音波振動子であって、各振動
素子の信号電極にプリント基板に設けられた信号パター
ンが接続され、各信号パターンにはランドが形成されて
コネクタが接続された超音波振動子において、前記プリ
ント基板に設けられた信号パターンのランド間にグラン
ド用パターンを設けたことを特徴とする超音波振動子。

【００３６】（７） 前記プリント基板には信号パター
ンのランドが２列に並んで配設され、これらのランドの
列の間にグランド用パターンを設けたことを特徴とする
付記６に記載の超音波振動子。

【００３７】（８） 共通電極部を有する信号パターン
を形成したフレキシブルプリント基板における該共通電
極部を圧電材に接続し、前記圧電材及び共通電極部を分
割して複数の振動素子を形成した配列型超音波振動子に
おいて、前記フレキシブルプリント基板は、信号パター
ンを被覆し光透過性を有する樹脂製フィルムを両面に有
してなり、前記フィルムの一方の共通電極部近傍に光波
を反射する光反射手段を設けたことを特徴とする超音波
振動子。

【００３８】（９） 前記樹脂製フィルムはポリイミド
フィルムであり、前記光反射手段は該フィルムに印刷さ
れた塗料であることを特徴とする付記８に記載の超音波
振動子。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、診
断時にモニタ上の画像から目を離すことなく、容易に超
音波断層画像と走査方向との対応を認識することが可能
な超音波プローブを提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る超音波プローブの構
成を示す平面図

【図２】術者が超音波プローブを把持して被検者の体表
面に当接させた診断時の状態を示す作用説明図

【図３】把持部に設けられる滑り止め手段の変形例を示
すもので、（ａ）は第１の変形例のプローブ本体の平面
図、（ｂ）は第２の変形例のプローブ本体の平面図

【図４】把持部に設けられる滑り止め手段の第３の変形
例を示す平面図で、（ａ）はプローブ本体の正面図、
（ｂ）はプローブ本体の側面図

【図５】プローブ本体のハウジングを取り除いた状態で
の内部構造を示す斜視図

【図６】音響レンズ及び整合層を除いた状態での超音波
振動子の詳細構成を示す斜視図

【図７】フレキシブルプリント基板のコネクタ接続部の
構成を示す平面図

【図８】圧電素子、フレキシブルプリント基板、バッキ
ング材の結合部を拡大して示した断面図

【図９】フレキシブルプリント基板の端部を伸ばした状
態でベースフィルム側から見た平面図

【図１０】圧電素子を分割している途中の状態を示す組
立手順説明図

【符号の説明】

１…超音波プローブ ２…プローブ本体 ６…音響レンズ ７…把持部 ８…溝 ８ａ…傾斜部 ２１…超音波振動子 ２２…フレキシブルプリント基板 ２６…圧電素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体の断層像を得るための超音波振動子
   を収納するハウジングを備え、前記ハウジングに把持部
   を有する超音波プローブであって、 前記ハウジングの把持部に、術者が把持した状態のまま
   触覚にて前記超音波振動子の走査開始方向を認識可能と
   する形態の滑り止め手段を設けたことを特徴とする超音
   波プローブ。