JPWO2012105256A1 - 体腔内超音波探触子 - Google Patents

体腔内超音波探触子 Download PDF

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Abstract

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む筐体と、挿入部に内蔵された超音波ユニットとを備える。保持部は、挿入部の中心軸と一致する第1の軸と、筐体の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の軸とを有し、保持部の長手方向に垂直な断面において、第1の軸は第2の軸からオフセット方向にオフセットされている。保持部における外表面は、保持部の長手方向に垂直な断面において、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、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、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。

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の長手方向に沿った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ca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
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。

Claims (7)

  1. 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、体腔内超音波探触子。
  2. 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請求項1に記載の体腔内超音波探触子。
  3. 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請求項2に記載の体腔内超音波探触子。
  4. 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請求項3に記載の体腔内超音波探触子。
  5. 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請求項4に記載の体腔内超音波探触子。
  6. 前記保持部において、前記第1の外表部分は、略直線部を含む請求項1から5のいずれかに記載の体腔内超音波探触子。
  7. 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請求項1から6のいずれかに記載の体腔内超音波探触子。
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