WO2011151994A1 - 超音波診断装置用レンズ及び超音波診断装置用プローブ - Google Patents

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聡 保泉
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4272—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving the acoustic interface between the transducer and the tissue
    • A61B8/4281—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving the acoustic interface between the transducer and the tissue characterised by sound-transmitting media or devices for coupling the transducer to the tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52079—Constructional features

Definitions

  • the present invention relates to a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus and a probe for an ultrasonic diagnostic apparatus, and more specifically, for an ultrasonic diagnostic apparatus that satisfies the acoustic characteristics of sound velocity, acoustic impedance, and acoustic attenuation rate and exhibits high wear resistance.
  • the present invention relates to a lens and a probe for an ultrasonic diagnostic apparatus.
  • An ultrasonic diagnostic apparatus for example, an electronic scanning ultrasonic diagnostic apparatus, includes a probe in which piezoelectric elements (also referred to as piezoelectric vibrators) are arranged to obtain an image of a subject.
  • a probe is provided with a so-called “lens for an ultrasonic diagnostic apparatus” that allows ultrasonic waves to be transmitted and received through a subject in contact with the subject. Since this ultrasonic diagnostic device lens is required to have acoustic characteristics such as sound velocity, acoustic impedance, and acoustic attenuation rate, the acoustic impedance is usually close to the subject, the ultrasonic attenuation is small, and the acoustic velocity is 1500 m / second or less.
  • silicone rubber It is made of some silicone rubber. Although the silicone rubber has excellent acoustic properties, it is inferior in chemical resistance, gas permeability, etc., and therefore, a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus provided with a coating on the surface of the silicone rubber for the purpose of improving chemical resistance, gas permeability, etc. Has been proposed.
  • Examples of the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus provided with a coating include the lenses for an ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Patent Documents 1 to 4.
  • a coating made of polyimide resin or polyester resin Patent Document 1
  • a protective film containing a fluororesin Patent Document 2
  • fluorine rubber layer Patent Document 3
  • Resin films of polyimide resin, fluororesin, polyester resin, etc.” Patent Document 4
  • the present inventors have found that the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus provided with the coating as described above cannot sufficiently exhibit the function as a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus because the acoustic characteristics and the like are deteriorated by the coating. Discovered.
  • the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus is slid in contact with the surface of the subject in order to obtain an image of the subject, high wear resistance is required in addition to the acoustic characteristics.
  • An object of the present invention is to provide a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus and a probe for an ultrasonic diagnostic apparatus that satisfy the acoustic characteristics of sound velocity, acoustic impedance, and acoustic attenuation rate and exhibit high wear resistance.
  • a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus as a means for solving the above problems includes a base formed of a silicone rubber composition, 100 parts by weight of a urethane resin and 3 to 7 parts by weight disposed on the outer surface of the base. And a urethane resin coat layer containing a portion of silica.
  • the mass change rate by the following measurement method is preferably 0.01 to 0.2%
  • the urethane resin coating layer is formed by applying a urethane resin composition containing 100 parts by mass of urethane resin and 3 to 7 parts by mass of silica to the outer surface of the substrate, and curing the applied urethane resin composition. It is preferable that (3) The urethane resin coat layer is preferably formed to a thickness of 10 to 50 ⁇ m.
  • a disk-shaped test piece is prepared and mounted and fixed on a fixed table of a “wear tester” defined in Japanese Industrial Standard (JIS K6264-2).
  • JIS K6264-2 Japanese Industrial Standard
  • Abrasion tester is pivotally supported so that the distance between the opposing surfaces of the disc-shaped grindstone is 52 mm with the plane being the center plane.
  • (3) Each of the disc-shaped grindstones is pressed against the surface of the disc-shaped test piece so that the contact surface between each of the disc-shaped grindstone polishing surfaces and the disc-shaped test piece is 1 mm ⁇ 13 mm, and the fixed base is It is made 3000 times at a rotation speed of 60 rpm. At this time, each of the disk-shaped grindstones is driven to rotate as the disk-shaped test piece rotates.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus probe as means for solving the problems is provided with a case having at least one end opened, and an end of the end exposed at the end.
  • the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of 4; a piezoelectric element housed in the case; a matching layer disposed between the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus and the piezoelectric element; And a backing layer disposed on the opposite side of the piezoelectric element with respect to the matching layer.
  • the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus comprises a urethane resin coating layer containing 100 parts by mass of urethane resin and 3 to 7 parts by mass of silica on the outer surface of a substrate formed of a silicone rubber composition. Therefore, high wear resistance is exhibited without greatly deteriorating the acoustic characteristics. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus and a probe for an ultrasonic diagnostic apparatus that satisfy the acoustic characteristics of sound velocity, acoustic impedance, and acoustic attenuation rate and exhibit high wear resistance.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus as an embodiment of the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention
  • FIG. 1 (a) is a diagram of the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention
  • FIG. 1 is a schematic front view showing a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus as an embodiment
  • FIG. 1B is a schematic view showing a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus as an embodiment of the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. It is a side view.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a probe for an ultrasonic diagnostic apparatus to which a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention is attached.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus as an embodiment of the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention
  • FIG. 1 (a) is a diagram of the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus which is another embodiment of the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention
  • FIG. 3 (a) is for the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention
  • FIG. 3 is a schematic front view showing a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus which is another embodiment of the lens
  • FIG. 3B is an ultrasonic diagnosis which is another embodiment of the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
  • It is a schematic side view which shows the lens for apparatuses.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view showing another example of a probe for an ultrasonic diagnostic apparatus to which a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention is attached.
  • FIG. 5 is a schematic explanatory diagram for explaining a method of measuring a mass change rate in the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus.
  • the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus includes a base and a urethane resin coat layer, and is in contact with a subject of a probe in the ultrasonic diagnostic apparatus, for example, a human body surface through olive oil or liquid paraffin. Is attached to the tip of the probe.
  • a probe in the ultrasonic diagnostic apparatus for example, a human body surface through olive oil or liquid paraffin. Is attached to the tip of the probe.
  • Examples of such an ultrasonic diagnostic apparatus include an electronic scanning ultrasonic diagnostic apparatus.
  • Such a probe is not particularly limited, and as an example, for example, as shown in FIG. 2, a substantially cylindrical case 3 having at least one end opened, and the end of the case 3 itself Between the ultrasonic diagnostic device lens 2 ⁇ / b> A provided so as to expose the distal end portion thereof, the piezoelectric element 4 housed in the case 3, and the ultrasonic diagnostic device lens 2 ⁇ / b> A and the piezoelectric element 4.
  • An example of the probe 1A includes a matching layer 5 disposed and a backing layer 6 disposed on the opposite side of the piezoelectric element 4 with respect to the matching layer 5.
  • the probe 1 ⁇ / b> A is provided with a substantially cylindrical case 3 having at least one end opened, and the tip of the case 3 being exposed from the case 3 at the one end.
  • a substantially cylindrical case 3 having at least one end opened, and the tip of the case 3 is exposed at the end of the case 3.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2B provided as described above, the piezoelectric element 4 housed in the case 3, and the matching layer 5 disposed between the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2B and the piezoelectric element 4
  • a probe 1B comprising a backing layer 6 disposed on the opposite side of the piezoelectric element 4 with respect to the matching layer 5. That is, the probe 1B is basically the same as the probe 1A except that the shape of the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus is different. Therefore, although a more specific description of the probe 1B is omitted, it means that components having the same reference numerals as the components of the probe 1A are the same as the components of the probe 1A.
  • ultrasonic diagnostic apparatus lenses 2A and 2B can be used without particular limitation.
  • probes include various probes for ultrasonic diagnostic equipment manufactured by GE Healthcare.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2A which is an embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus lens according to the present invention, will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2A includes a base body 10A and a urethane resin coat layer 11A disposed on the outer surface of the base body 10A.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2 ⁇ / b> A has a bottomed rectangular parallelepiped cylindrical body with one end opened, and the opening side is at the one end of the case 3. It is installed.
  • the lens 2A for an ultrasonic diagnostic apparatus is adjusted to an appropriate shape and size according to the shape and size of the case 3 to be mounted, and the shape and size are not particularly limited.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2A has a rectangular bottom portion having a flat surface and the same thickness as the bottom portion, and is perpendicular to each edge of the bottom portion. And four side walls standing up.
  • This bottom portion is formed with a plane whose outer surface is substantially perpendicular to its own axis, and this plane is the outer surface of the lens 2A for an ultrasonic diagnostic apparatus on which a urethane resin coat layer 11A described later is disposed.
  • the urethane resin coat layer 11 ⁇ / b> A formed on this plane comes into contact with the subject surface 9.
  • the base 10A constituting the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2A is basically the same as the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2A except that the urethane resin coat layer 11A is not disposed. It is the same. That is, the base 2 is a lens base that forms a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus, and is a rectangular parallelepiped cylinder having one end opened. Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the base body 2 has a rectangular bottom portion having a flat surface and the same thickness as the bottom portion, and rises vertically from each edge of the bottom portion. It has four side walls. The base 2 is also called a cap because it is attached to the opening of the case 4.
  • the size of the base 10A is adjusted to an appropriate size according to the size of the case 3 to be mounted, and is not particularly limited. However, since it affects transmission / reception of ultrasonic waves, the bottom of the base 10A is not excessively thick. Is good. For example, the bottom thickness is preferably adjusted to 0.1 to 2.5 mm.
  • This base 10A is formed of a silicone rubber composition to be described later.
  • the urethane resin coat layer 11A is a thin film containing 100 parts by mass of urethane resin and 3 to 7 parts by mass of silica, and is disposed on the outer surface of the bottom of the substrate 10A. As shown in FIGS. 1 and 2, the urethane resin coat layer 11A only needs to be formed on the outer surface of the base 10A that contacts at least the subject surface 9, and in addition to the outer surface of the bottom, the case 3 may be formed on the outer surface of the side wall exposed from 3, or may be formed on the entire outer surface of the base body 10A.
  • the base 10A has a urethane resin coat layer 11A disposed on the entire outer surface of the bottom, and the entire outer surface is covered with the urethane resin coat layer 11A.
  • the urethane resin coat layer 11A is formed by curing a urethane resin composition described later.
  • the urethane resin coat layer 11A is formed by applying a urethane resin composition to be described later to the outer surface of the base 10A and curing the applied urethane resin composition. Therefore, this urethane resin coat layer 11A contains a urethane resin formed of the urethane resin composition, and this urethane resin is formed of a polyol capable of forming a urethane resin and a polyisocyanate capable of forming a urethane resin. A kind etc. are not specifically limited.
  • the urethane resin coat layer 11 ⁇ / b> A may contain various additives ordinarily used in various urethane resin compositions, if desired, in addition to the urethane resin.
  • silica for example, fumed silica, precipitated silica or the like can be used, and surface-treated silica can also be used.
  • silica is contained in the urethane resin coating layer 11A, the wear resistance of the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2A is improved, and in some cases, a urethane resin having low adhesion to the substrate 10A is highly adhered to the substrate 10A.
  • Silica can be used in the form of particles, granules, powders, etc., and the average particle diameter is preferably equal to or less than the thickness of the urethane resin coat layer 11A, for example, preferably 5 to 10 ⁇ m.
  • the average particle diameter of silica is a value measured by a sieving method.
  • the content of silica in the urethane resin coat layer 11A is 3 to 7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the urethane resin. If the content is less than 3 parts by mass, the effect of containing silica may not be sufficiently exhibited and the wear resistance may be inferior. In some cases, the adhesion between the base 10A and the urethane resin coat layer 11A may be poor. May be inferior. On the other hand, if the content exceeds 7 parts by mass, the acoustic characteristics may deteriorate. In view of well attaining the object of the present invention, the content of silica is preferably 4 to 6 parts by mass.
  • the silica content in the urethane resin coat layer 11A can be measured by a thermogravimetric analysis method (JIS K7120). Specifically, after the urethane resin coat layer 11A is heated to 900 ° C., the mass of the residue is measured, and the mass that is burned down by heating as the mass of the urethane resin in the urethane resin coat layer 11A is 100 parts by mass. The ratio of the mass of the residue when it is made is the silica content.
  • JIS K7120 thermogravimetric analysis method
  • the urethane resin coat layer 11A preferably has a thickness of 10 to 50 ⁇ m in that it can substantially maintain the excellent acoustic characteristics of the base 10A formed of the silicone rubber composition. It is particularly preferred to have a thickness.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2B which is another embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus lens according to the present invention, will be described with reference to the drawings.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2B includes a base body 10B and a urethane resin coat layer 11B disposed on the outer surface of the base body 10B.
  • This ultrasonic diagnostic apparatus lens 2B is basically the same as the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2A except that its shape and dimensions differ depending on the case. That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2 ⁇ / b> B includes a rectangular cylinder having a substantially rectangular cross-sectional outline perpendicular to the axis and open at both ends, and one end edge of the cylinder. And a tip portion protruding in the axial direction toward the opposite side with respect to the end edge. For example, as shown in FIG. 4, the tip portion has the same thickness as the side wall constituting the cylinder, and the outer surface is in the longitudinal direction of the cross-sectional contour of the cylinder.
  • the base body 10B constituting the lens 2B for an ultrasonic diagnostic apparatus has basically the same shape as the lens 2B for an ultrasonic diagnostic apparatus, as shown in FIGS.
  • the urethane resin coat layer 11B only needs to be formed on the outer surface of the base body 10B that is in contact with at least the subject surface 9.
  • the urethane resin coat layer 11B may be formed on the outer surface exposed from the case 3. Alternatively, it may be formed on the entire outer surface of the base body 10B. In this example, the urethane resin coat layer 11B is formed on the entire surface of the arcuate curved surface.
  • a urethane resin coat layer 11B is disposed on the entire outer surface of the arcuate curved surface, and the entire arcuate curved surface is covered with the urethane resin coat layer 11B.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus lenses 2A and 2B having the above-described configuration (hereinafter sometimes referred to as the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2) have a sound velocity c of 900 to 1600 m / s, which is close to the sound velocity of a living tissue. It is preferable.
  • the sound velocity c of the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2A is a urethane resin coating layer 11A of a test piece cut out from the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2 or a flat test piece produced in the same manner as the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2.
  • ultrasonic waves Longitudinal waves with a frequency of 5 MHz
  • urethane resin coat layer 11 reflected on the other surface, that is, the back surface
  • It is a value (m / s) obtained by measuring the time with an ultrasonic thickness meter “Echometer 1060” (manufactured by Nippon Matec Co., Ltd.) and dividing the measured time by the thickness t of the test piece.
  • the ultrasonic diagnostic device lens 2 is 1.30 to 1.60 (kg / (m) close to the acoustic impedance of the living body in that the reflection of ultrasonic waves between the living body and the acoustic lens can be minimized. 2 ⁇ S ⁇ 10 6 )) is preferable.
  • the acoustic impedance can be obtained from the specific gravity ⁇ (g / cm 3 ) of the lens 2 for an ultrasonic diagnostic apparatus and the sound velocity c (m / s) by the formula: ⁇ ⁇ c.
  • the sound speed c can be obtained by the measurement method.
  • the specific gravity ⁇ can be obtained by dividing the mass (g) of the ultrasonic diagnostic lens 2 by its volume (cm 3 ).
  • the lens 2 for an ultrasonic diagnostic apparatus can transmit and receive ultrasonic waves with high sensitivity and can obtain a high-quality image, and has a small acoustic attenuation rate in a longitudinal wave with a frequency of 1 to 5 MHz, for example, with a frequency of 4.5 MHz.
  • the acoustic attenuation factor (4.5 MHz) in the longitudinal wave is preferably 3.0 dB / mm or less, more preferably 2.6 dB / mm or less, and 1.1 to 1.7 dB / mm. Is particularly preferred.
  • the acoustic attenuation rate can be obtained from the formula: 20 ⁇ log 10 [(strength B1 / strength B2) / (thickness ⁇ 2)].
  • the intensity B1 is transmitted in the thickness direction from one surface of the lens 2 for ultrasonic diagnostic equipment to the other surface with an ultrasonic frequency of 4.5 MHz, and is reflected by the other surface and returned.
  • the intensity value of the ultrasonic wave when the ultrasonic wave is received by the one surface that is, the ultrasonic wave transmitted to the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2 makes one round trip in the thickness direction of the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2.
  • the intensity B2 is the intensity of the ultrasonic wave when it returns to the transmission position, and the intensity B2 is similarly transmitted twice to the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2 in the thickness direction by the ultrasonic wave transmitted to the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2. The intensity of the ultrasonic wave when returning to the transmission position.
  • the thickness is the thickness of the portion of the ultrasonic diagnostic device lens 2 where the ultrasonic wave is transmitted, that is, the total thickness of the urethane resin coat portion 11 and the base 10A of this portion, and the thickness of the ultrasonic diagnostic device lens 2A. In this case, it is the thickness of the bottom, and in the case of the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2B, it is the thickness of the tip, more specifically, the thickness at the center of the tip.
  • the acoustic attenuation rate can be measured using, for example, an ultrasonic thickness meter (type “Echometer 1060”, manufactured by Nippon Matec Co., Ltd.).
  • the ultrasonic diagnostic lens 2 has excellent wear resistance.
  • the lens 2 for an ultrasonic diagnostic apparatus preferably has a mass change rate of 0.01 to 0.2%, particularly preferably 0.01 to 0.1%, according to the following test. If the rate of mass change of the ultrasonic diagnostic device lens 2 is within the above range, the ultrasonic diagnostic device lens 2 is in contact with the subject surface 9 even when mounted on the probe for ultrasonic diagnostic device. Even when sliding, not only the substrates 10A and 10B (hereinafter also referred to as the substrate 10), but also the urethane resin coat layer 11 can maintain the initial state over a long period of time.
  • the mass change rate is determined as follows using a “wear tester” (for example, the trade name “Taber Ablation Tester”, manufactured by Yasuda Seiki Seisakusyo Co., Ltd.) defined in the Japanese Industrial Standard (JIS K6264-2). Can be requested.
  • FIG. 5 is a schematic explanatory diagram for explaining a method of measuring a mass change rate.
  • the same material as that for forming the lens 2 for an ultrasonic diagnostic apparatus whose mass change rate is to be measured is prepared.
  • the component 10 and the content of the base 10 and the urethane resin coat layer 11 of the ultrasonic diagnostic apparatus lens 2 for which the mass change rate is to be measured are specified by chemical analysis, etc., and the specified component and The same components and materials as the content are prepared.
  • Each of these materials is cured under appropriate conditions, and a disk-shaped test piece having a diameter of 125 mm (thickness: 2.015 mm) comprising a silicone rubber layer and a urethane resin coating layer disposed on the silicone rubber layer. 24 is produced.
  • each of the silicone rubber layer and the urethane resin coat layer is determined so long as the mass change rate can be measured.
  • the thickness of each urethane resin coat layer may be the same or different.
  • the thickness of the silicone rubber layer can be set to 2.000 mm, and the thickness of the urethane resin coat layer 11 can be set to 0.015 mm.
  • the mass (referred to as initial mass) of the disc-shaped test piece 24 thus produced is measured in advance.
  • This disk-shaped test piece 24 is placed on and fixed to the fixed base 22 of the wear tester 21.
  • the surface 25 of the disk-shaped test piece 24 is adjusted to the same surface roughness Rz as the surface roughness Rz of the lens 2 for an ultrasonic diagnostic apparatus.
  • each of the disk-shaped grindstones 27A and 27B has a disk shape having a circumferential side surface of 160 mm in circumference and a thickness of 13 mm, and the circumferential side surfaces are polished surfaces 28A and 28B.
  • a grindstone of a model number “CS-17” manufactured by TABER INDUSTRIES
  • these two disc-shaped grindstones 27 ⁇ / b> A and 27 ⁇ / b> B are perpendicular to the plane L including the axis C t of the disc-shaped test piece 24 whose axis C gs is fixed to the fixing base 22.
  • the axis C gs is pivotally supported by the wear tester 21 so as to be parallel to the surface 25 of the disk-shaped test piece 24 fixed to the fixed base 22.
  • the wear test is performed on the two disc-shaped grindstones 27A and 27B so that the distance d between the opposed surfaces 29A and 29B is 52 mm with the plane L being the center plane. It is pivotally supported on the machine 21.
  • the contact surfaces of the polishing surfaces 28A and 28B of the disc-shaped grindstones 27A and 27B and the surface 25 of the disc-shaped test piece 24 are 1 mm in the circumferential length of the disc-shaped grindstones 27A and 27B, and the thickness of the disc-shaped grindstones 27A and 27B.
  • the disc-shaped grindstones 27A and 27B are pressed against the surface 25 of the disc-shaped test piece 24 so that the length in the length direction is 13 mm.
  • the fixed base 22 is rotated 3000 in one direction at a rotational speed of 60 rpm together with the disk-shaped test piece 24 while maintaining this pressure contact state.
  • each of the disc-shaped grindstones 27 ⁇ / b> A and 27 ⁇ / b> B is driven to rotate on the surface 25 of the disc-shaped test piece 24 around the axis C gs as the disc-shaped test piece 24 rotates.
  • the disk-shaped test piece 24 is removed from the fixed base 22 and its mass (sometimes referred to as a mass after 3000 rotations) is measured.
  • the difference between the initial mass and the mass after 3000 rotations in the disc-shaped test piece 24 is obtained, and the percentage of the difference with respect to the initial mass is defined as the mass change rate (%) of the lens 2 for an ultrasonic diagnostic apparatus.
  • the lens 2 for an ultrasonic diagnostic apparatus has a thickness change rate according to the following test of 0.1 to 13% in place of the mass change rate or together with the mass change rate. It is preferable that the content is 0.1 to 11%.
  • the thickness change rate of the ultrasound diagnostic device lens 2 is within the above range, the ultrasound diagnostic device lens 2 is in contact with the subject surface 9 even if the ultrasound diagnostic device lens 2 is mounted on the probe. Even if it is slid, the base 10 and the urethane resin coat layer 11 can maintain the initial state for a long period of time.
  • the thickness change rate can be obtained by measuring the initial thickness of the urethane resin coat layer and the thickness after 3000 rotations before and after the measurement method basically performed in the same manner as the measurement of the mass change rate.
  • the thickness after 3000 rotations is the thickness of the portion where the disc-shaped grindstones 27A and 27B are in pressure contact with each other in the urethane resin coat layer.
  • the thickness of the urethane resin coating layer can be measured using a non-contact film thickness meter, for example, a trade name “Shape Measurement Microscope VK-8700 Generation II” (manufactured by Keyence Corporation).
  • the lens 2 for an ultrasonic diagnostic apparatus preferably has a thickness of a portion in contact with the subject surface 9 of 0.1 to 2.5 mm in order to suppress the attenuation of ultrasonic energy transmitted from the vibrator as much as possible. .
  • the lens 2 for an ultrasonic diagnostic apparatus preferably has a surface roughness Rz of 6 to 15 ⁇ m on the outer surface thereof, that is, the outer surface of the urethane resin coat layer 11, particularly the outer surface in contact with the subject surface 9.
  • a thickness of 12 ⁇ m is particularly preferable.
  • This surface roughness Rz is the “ten point average roughness” defined in JIS B0601-1994. According to the method of JIS B0601-1994, the tip diameter of the stylus for rubber is 5 ⁇ m, the load is 0.07 g, and the speed is 0.12 mm. / sec, measurement length of 0.4 mm, test piece thickness of 2.015 mm, and cutoff wavelength of 0.8 mm can be measured with a cutoff type Gaussian.
  • the lens 2 for an ultrasonic diagnostic apparatus is a method in which a base 10 is made with a silicone rubber composition and then a urethane resin composition is applied and cured on the outer surface of the base 10.
  • a thin film is made with the urethane resin composition.
  • a primer may be applied to the outer surface of the substrate 10.
  • the silicone rubber composition only needs to contain a silicone rubber, and examples thereof include a silicone rubber composition containing a silicone rubber having a dimethylpolysiloxane structure containing a vinyl group, silica, and a vulcanizing agent.
  • the silicone rubber composition is preferably a so-called “millable type” when used in a method for producing a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention described later.
  • the vulcanizing agent those generally used as a vulcanizing agent for silicone rubber can be used without any particular limitation.
  • Specific examples of the silicone rubber composition forming the substrate 10 include, for example, “a silicone rubber having a dimethylpolysiloxane structure containing a vinyl group and a mass ratio with respect to the silicone rubber” described in Japanese Patent No.
  • the silicone rubber composition containing the silicone rubber and silica includes, for example, a trade name “KE-981U” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), a trade name “KE-971U”, Examples include trade names “KE-752U” and “KE-772” (both manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
  • the urethane resin composition is a composition containing 100 parts by mass of a component that forms a urethane resin and / or urethane resin, and 3 to 7 parts by mass of silica with respect to the urethane resin and / or 100 parts by mass of the component. is there.
  • a component which forms the said urethane resin a polyol and polyisocyanate, or the urethane prepolymer formed by reacting these, etc. are mentioned, for example,
  • the silica which a urethane resin composition contains is as above-mentioned.
  • the polyol may be any of various polyols usually used for preparing polyurethanes, preferably having at least two hydroxyl groups in the molecule.
  • the polyol is preferably at least one polyol selected from polyether polyols and polyester polyols, and polyester polyols are more preferable in terms of excellent thermal stability.
  • the polyether polyol include polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polypropylene glycol-ethylene glycol, polytetramethylene ether glycol, copolymer polyols of tetrahydrofuran and alkylene oxide, and various modified products thereof. These mixtures etc. are mentioned.
  • polyester polyol examples include a polyester polyol, a lactone polyester polyol, a polycarbonate polyol, and a mixture thereof obtained by condensation of a dicarboxylic acid such as adipic acid and a polyol such as ethylene glycol and hexanediol. .
  • the polyol is preferably a diol, and therefore more preferably a polyester diol or a polyether diol, and particularly preferably a polyester diol.
  • the polyol preferably has a number average molecular weight of 800 to 15000, more preferably 1000 to 5000, from the viewpoint of excellent compatibility with polyisocyanate and the like described later.
  • the number average molecular weight is a molecular weight when converted to standard polystyrene by gel permeation chromatography (GPC).
  • GPC gel permeation chromatography
  • the said polyol may be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types, and may be used combining polyether polyol and polyester polyol.
  • the polyisocyanate may be any of various polyisocyanates usually used in the preparation of polyurethane having at least two isocyanate groups in the molecule, and examples thereof include aliphatic polyisocyanates, aromatic polyisocyanates and these polyisocyanates. Derivatives and the like.
  • Aromatic polyisocyanates include, for example, xylylene diisocyanate (XDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), toluene diisocyanate (also referred to as tolylene diisocyanate, TDI), 3,3′-bitrylene-4,4′-diisocyanate, 3 , 3′-dimethyldiphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate uretidinedione (a dimer of 2,4-TDI), xylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate (NDI), paraphenylene diisocyanate (PDI) ), Tolidine diisocyanate (TODI), metaphenylene diisocyanate and the like.
  • XDI xylylene diisocyanate
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • TDI tolu
  • aliphatic polyisocyanates examples include hexamethylene diisocyanate (HDI), 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI), orthotoluidine diisocyanate, lysine diisocyanate methyl ester, isophorone diisocyanate (IPDI), norbornane diisocyanate methyl, trans Examples include cyclohexane-1,4-diisocyanate and triphenylmethane-4,4 ′, 4 ′′ -triisocyanate.
  • HDI hexamethylene diisocyanate
  • MDI 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate
  • IPDI isophorone diisocyanate
  • trans examples include cyclohexane-1,4-diisocyanate and triphenylmethane-4,4 ′, 4 ′′ -triisocyanate.
  • derivatives include polynuclear polyisocyanates, urethane-modified products modified with polyols (including urethane prepolymers), dimers formed by uretidione formation, isocyanurate-modified products, carbodiimide-modified products, uretonimine-modified products, and allophanate-modified products. Products, urea-modified products, and burette-modified products.
  • the polyisocyanate is preferably a diisocyanate, and thus is particularly preferably an aliphatic diisocyanate.
  • the polyisocyanate preferably has a molecular weight of 500 to 2000, more preferably 700 to 1500.
  • the said polyisocyanate can be used individually by 1 type or 2 types or more.
  • the urethane resin and the urethane prepolymer are obtained by reacting the polyol and the polyisocyanate in a mixing ratio described later.
  • the mixing ratio of the polyol and the polyisocyanate is such that the ratio [NCO / OH] of the number of moles of hydroxyl group (OH) contained in the polyol to the number of moles of isocyanate group (NCO) contained in the polyisocyanate is 0.7. It is preferably ⁇ 1.15. This ratio [NCO / OH] is more preferably 0.85 to 1.10. From the viewpoint that hydrolysis of polyurethane can be prevented. However, in practice, an amount corresponding to 3 to 4 times the appropriate molar ratio may be blended in consideration of work environment and work errors.
  • the urethane composition may optionally be a solvent, an auxiliary agent usually used in the reaction of the polyol and the polyisocyanate, for example, a chain extender, a crosslinking agent.
  • a chain extender for example, a chain extender, a crosslinking agent.
  • An agent or the like may be contained. Examples of chain extenders and crosslinking agents include glycols, hexanetriol, trimethylolpropane, and amines.
  • the urethane resin composition is prepared by mixing 100 parts by mass of a urethane resin and / or a component that forms a urethane resin, 3 to 7 parts by mass of silica, and an appropriate amount of a solvent and an appropriate amount of an auxiliary agent, if necessary. can get.
  • a preferred method for manufacturing the lens 2 for an ultrasonic diagnostic apparatus will be specifically described.
  • a molding method using a mold or the like is usually selected. For example, using a molding die comprising a first mold having a convex part and a second mold having a concave part into which the convex part can enter, the mold is arranged between the convex part and the concave part.
  • the silicone rubber composition is compression-molded, the substrate 10 is produced.
  • the gap shape between the convex portion and the concave portion of the molding die matches the shape of the base 10.
  • the silicone rubber composition is heated under the condition that the silicone rubber composition is cured simultaneously with or after the compression of the silicone rubber composition by the molding die.
  • the silicone rubber composition is cured when heated at a temperature of 155 ° C. or higher for about 3 to 10 minutes. After curing the silicone rubber composition in this manner, secondary heating may be performed as desired.
  • the compression molded product is taken out from the molding die, and deburring or the like is performed as desired, whereby the substrate 10 can be manufactured.
  • a urethane resin composition containing 100 parts by mass of urethane resin and 3 to 7 parts by mass of silica is applied to the outer surface of the substrate 10 thus prepared.
  • the urethane resin composition can be applied by a known method such as a spray method, a brush coating method, or a dip method.
  • the urethane resin composition applied to the outer surface of the substrate 10 is cured.
  • the urethane resin composition can be cured by heating and / or moisture.
  • the lens 2 for an ultrasonic diagnostic apparatus can be manufactured.
  • the lens 2 for an ultrasonic diagnostic apparatus Since the lens 2 for an ultrasonic diagnostic apparatus has the above-described configuration, it exhibits high wear resistance without greatly deteriorating acoustic characteristics. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a lens for an ultrasonic diagnostic apparatus and a probe for an ultrasonic diagnostic apparatus that satisfy the acoustic characteristics of sound velocity, acoustic impedance, and acoustic attenuation rate and exhibit high wear resistance.
  • the base 10 is made of a silicone rubber composition, and the thin urethane resin coat layer 11 is disposed on the outer surface thereof.
  • the slidability is high and the contact property to the subject surface 9 is also good.
  • the lens 2 for an ultrasonic diagnostic apparatus is excellent in durability because the urethane resin coating layer 11 contains silica and has high adhesion to the base 10 and can follow the deformation of the base 10 well during use. .
  • the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within a range in which the object of the present invention can be achieved.
  • the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus does not need to be formed in a quadrangular prism shape, and may be formed in, for example, a cylindrical shape with one end opened, an elliptical column shape, a polygonal column shape, Further, it may be formed in a U-shaped section or a V-shaped section having no opposing side surfaces, such as a shape formed by folding a single plate.
  • the base 10 and the urethane resin coat layer 11 of the lens 2 for an ultrasonic diagnostic apparatus both have a single layer structure, but in the present invention, the base and the urethane resin coat layer may have a multi-layer structure.
  • the urethane resin coating layer 11 is directly disposed on the outer surface of the base 10.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus lens is disposed on the outer surface of the base, for example, an adhesive layer, A urethane resin coat layer may be disposed via a primer layer or the like.
  • Example 1 As a silicone rubber composition, 100 parts by mass of a silicone rubber composition containing silicone rubber and silica (SiO 2 ) (trade name “KE-772” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and a vulcanizing agent (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) A silicone rubber composition prepared by mixing 0.5 part by mass with a product name “C-8” manufactured by company was prepared. This silicone rubber composition had a plasticity of 420 according to JIS K6249.
  • a urethane resin composition having the following composition was prepared as a urethane resin coat composition.
  • a first mold having a convex portion with a height of 3.0 mm and a substantially rectangular cross section of 15 ⁇ 23 mm, and a second mold having a concave portion with a substantially rectangular cross section of 16 ⁇ 24 mm and a depth of 3.4 mm Prepared.
  • the silicone rubber composition was placed on the convex portion of the first mold and the second mold was overlaid.
  • the second mold was advanced toward the first mold to compress the silicone rubber composition, and at the same time, the entire mold was heated to 180 ° C. for 5 minutes to heat and cure the silicone rubber composition.
  • the molded product was taken out from the molding die to produce a base 10A having a thickness of 2.000 mm.
  • the urethane resin coating composition of the substrate 10A was applied by spray coating so that the thickness after curing was 15 ⁇ m, and then cured in an environment of 150 ° C. and 5 RH%.
  • a lens 2A for a diagnostic device was manufactured.
  • the total thickness of the base 10A and the urethane resin coating layer 11A in the portion in contact with the surface of the subject was 2.015 mm.
  • Example 2 A lens 2A for an ultrasonic diagnostic apparatus of Example 2 was manufactured basically in the same manner as in Example 1 except that the urethane resin coat composition was applied so that the thickness after curing was 30 ⁇ m.
  • Comparative Example 1 Basically the same as Example 1 except that a fluororesin PTFE (polytetrafluoroethylene) coat composition “FLUON PTFE” (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was used instead of the urethane resin coat composition. A lens for an ultrasonic diagnostic apparatus of Comparative Example 1 was produced.
  • a fluororesin PTFE polytetrafluoroethylene coat composition “FLUON PTFE” (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was used instead of the urethane resin coat composition.
  • FLUON PTFE trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.
  • a flat test piece having a thickness of t2.000 mm was produced basically in the same manner as the lenses for ultrasonic diagnostic apparatuses of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
  • the acoustic velocity (kg / (m 2 ⁇ S ⁇ 10 6 )) was calculated by measuring the sound velocity c (m / s) and specific gravity ⁇ based on the above method using this test piece. Further, the acoustic attenuation factor (dB / mm) and the surface roughness Rz were measured based on the above method using each manufactured lens for an ultrasonic diagnostic apparatus.
  • Each of the disc-shaped grindstones 27A and 27B is brought into pressure contact with the disc-shaped test piece 24 at a pressure of about 1 kN, and the contact surface between each of the polishing surfaces 28A and 28B and the surface 25 of the disc-shaped test piece 24 is adjusted to 1 mm ⁇ 13 mm. did.
  • the lenses for the ultrasonic diagnostic apparatuses of Examples 1 and 2 sufficiently satisfy all the acoustic characteristics of the sound speed c, the acoustic impedance, and the acoustic attenuation rate, and more than the actual usage situation.
  • the mass change rate and thickness change rate in the wear resistance test assuming a severe situation were also small, and it was easily estimated that sufficient wear resistance in the actual use situation was exhibited.
  • the lens for an ultrasonic diagnostic apparatus and the probe for an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention are suitably used for an ultrasonic diagnostic apparatus such as an electronic scanning ultrasonic diagnostic apparatus.

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Abstract

　この発明は、音速、音響インピーダンス及び音響減衰率の音響特性を満足すると共に高い耐摩耗性を発揮する超音波診断装置用レンズを提供することを目的としており、シリコーンゴム組成物で形成された基体１０Ａと、基体１０Ａの外表面に配置された、１００質量部のウレタン樹脂及び３～７質量部のシリカを含有するウレタン樹脂コート層１１Ａとを備えて成る超音波診断装置用レンズ２Ａに関する。また、この発明は、音速、音響インピーダンス及び音響減衰率の音響特性を満足すると共に高い耐摩耗性を発揮する超音波診断装置用プローブを提供することを目的としており、ケース３と、この端部に先端部が露出するように設けられた前記超音波診断装置用レンズ２Ａと、ケース３の内部に収納された圧電素子４と、超音波診断装置用レンズ２及び圧電素子４の間に配置された整合層５と、整合層５に対する圧電素子４の反対側に配置されたバッキング層６とを備えて成る超音波診断装置用プローブ１Ａに関する。

Description

超音波診断装置用レンズ及び超音波診断装置用プローブ
　この発明は、超音波診断装置用レンズ及び超音波診断装置用プローブに関し、さらに詳しくは、音速、音響インピーダンス及び音響減衰率の音響特性を満足すると共に高い耐摩耗性を発揮する超音波診断装置用レンズ及び超音波診断装置用プローブに関する。
　超音波診断装置例えば電子走査型超音波診断装置は、被検体の映像を得るため、圧電素子（圧電振動子とも称する。）が配列されたプローブを備えている。このようなプローブは、被検体に接触して被検体を介して超音波の送受信を可能にする所謂「超音波診断装置用レンズ」を備えている。この超音波診断装置用レンズは、音速、音響インピーダンス及び音響減衰率の音響特性等が求められるから、通常、音響インピーダンスが被検体に近く、超音波減衰も小さいうえ、音速が１５００ｍ／秒以下であるシリコーンゴムで形成されている。シリコーンゴムは前記音響特性に優れるものの耐薬品性、気体透過率等に劣るから、耐薬品性、気体透過性の向上等を目的としてシリコーンゴムの表面に被膜等を設けた超音波診断装置用レンズが提案されている。
　被膜を設けた超音波診断装置用レンズとして、例えば、特許文献１～４の超音波診断装置用レンズが挙げられる。具体的には、前記被膜として、「ポリイミド樹脂又はポリエステル樹脂から成る被膜」（特許文献１）、「フッ素樹脂を含有する保護膜」（特許文献２）、「フッ素ゴム層」（特許文献３）及び「ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂などの樹脂フィルム」（特許文献４）等が提案されている。
実開昭６４－３４５５９号公報 特開平４－１８１８９６号公報 実用新案登録第３０３８１６７号明細書 実開平４－４４９７号公報
　しかし、前記のような被膜を設けた超音波診断装置用レンズは、前記被膜によってその音響特性等が低下して超音波診断装置用レンズとしての機能を十分に発揮できないことを、本発明者らは発見した。
　また、超音波診断装置用レンズは、被検体の映像を得るために被検体の表面に接触した状態で摺動されるから、前記音響特性に加えて高い耐摩耗性も要求される。
　この発明は、音速、音響インピーダンス及び音響減衰率の音響特性を満足すると共に高い耐摩耗性を発揮する超音波診断装置用レンズ及び超音波診断装置用プローブを提供することを、目的とする。
　前記課題を解決するための手段としての超音波診断装置用レンズは、シリコーンゴム組成物で形成された基体と、前記基体の外表面に配置された、１００質量部のウレタン樹脂及び３～７質量部のシリカを含有するウレタン樹脂コート層とを備えて成ることを特徴とする。
　この発明に係る超音波診断装置用レンズにおいて、
（１）下記測定方法による質量変化率が０．０１～０．２％であるのが好ましく、
（２）ウレタン樹脂コート層は、１００質量部のウレタン樹脂と３～７質量部のシリカを含有するウレタン樹脂組成物を前記基体の外表面に塗布し、塗布された前記ウレタン樹脂組成物を硬化してなるのが好ましく、
（３）ウレタン樹脂コート層は、１０～５０μｍの厚さに形成されているのが好ましい。
＜質量変化率の測定方法＞
（１）前記超音波診断装置用レンズと同一の材料で、シリコーンゴム層と、このシリコーンゴム層上に配置されたウレタン樹脂コート層とを備えて成る、直径１２５ｍｍ（厚さ２．０１５ｍｍ）の円盤状試験片を作製し、日本工業規格（ＪＩＳ　Ｋ６２６４－２）に規定された「摩耗試験機」の固定台に載置固定する。
（２）周長１６０ｍｍで厚さ１３ｍｍの周側面を研磨面とする２枚の円盤状砥石それぞれを、その軸線が前記固定台に固定された前記円盤状試験片の軸線を含む平面に対して垂直となり、かつ、前記円盤状砥石の相対向する面同士の間隔が前記平面を中心面として５２ｍｍとなるように、摩耗試験機に軸支する。
（３）前記円盤状砥石の研磨面それぞれと前記円盤状試験片との接触面が１ｍｍ×１３ｍｍとなるように前記円盤状砥石それぞれを前記円盤状試験片の表面に圧接して前記固定台を６０ｒｐｍの回転速度で３０００回させる。このとき前記円盤状砥石それぞれは前記円盤状試験片の回転に伴って従動回転する。
（４）前記円盤状試験片における、前記固定台に固定する前の初期質量と３０００回転後の質量との差分を求め、前記初期質量に対する前記差分の百分率を前記超音波診断装置用レンズの質量変化率（％）とする。
　前記課題を解決するための手段としての超音波診断装置用プローブは、少なくとも一方の端部が開口したケースと、前記端部に自身の先端部が露出するように設けられた、請求項１～４のいずれか１項に記載の超音波診断装置用レンズと、前記ケースの内部に収納された圧電素子と、前記超音波診断装置用レンズ及び前記圧電素子の間に配置された整合層と、前記整合層に対する前記圧電素子の反対側に配置されたバッキング層とを備えて成ることを特徴とする。
　この発明に係る超音波診断装置用レンズは、シリコーンゴム組成物で形成された基体の外表面に１００質量部のウレタン樹脂及び３～７質量部のシリカを含有するウレタン樹脂コート層を備えて成るから、前記音響特性を大きく低下させることなく高い耐摩耗性を発揮する。したがって、この発明によれば、音速、音響インピーダンス及び音響減衰率の音響特性を満足すると共に高い耐摩耗性を発揮する超音波診断装置用レンズ及び超音波診断装置用プローブを提供することができる。
図１は、この発明に係る超音波診断装置用レンズの一実施例である超音波診断装置用レンズを示す概略図であり、図１（ａ）はこの発明に係る超音波診断装置用レンズの一実施例である超音波診断装置用レンズを示す概略正面図であり、図１（ｂ）はこの発明に係る超音波診断装置用レンズの一実施例である超音波診断装置用レンズを示す概略側面図である。 図２は、この発明に係る超音波診断装置用レンズが装着される超音波診断装置用プローブの一例を示す概略断面図である。 図３は、この発明に係る超音波診断装置用レンズの別の一実施例である超音波診断装置用レンズを示す概略図であり、図３（ａ）はこの発明に係る超音波診断装置用レンズの別の一実施例である超音波診断装置用レンズを示す概略正面図であり、図３（ｂ）はこの発明に係る超音波診断装置用レンズの別の一実施例である超音波診断装置用レンズを示す概略側面図である。 図４は、この発明に係る超音波診断装置用レンズが装着される超音波診断装置用プローブの別の一例を示す概略断面図である。 図５は、超音波診断装置用レンズにおける質量変化率の測定方法を説明する概略説明図である。
　この発明に係る超音波診断装置用レンズは、基体とウレタン樹脂コート層とを備えて成り、超音波診断装置におけるプローブの被検体例えば人体表面に、オリーブオイル又は流動パラフィン等を介して、接触されるプローブの先端部に装着される。このような超音波診断装置として、例えば、電子走査型超音波診断装置等が挙げられる。
　このようなプローブは、特に限定されず、その一例として、例えば、図２に示されるように、少なくとも一方の端部が開口した略筒状のケース３と、このケース３の前記端部に自身の先端部が露出するように設けられた超音波診断装置用レンズ２Ａと、前記ケース３の内部に収納された圧電素子４と、前記超音波診断装置用レンズ２Ａ及び前記圧電素子４の間に配置された整合層５と、前記整合層５に対する前記圧電素子４の反対側に配置されたバッキング層６とを備えてなるプローブ１Ａを挙げることができる。より具体的に説明すると、このプローブ１Ａは、少なくとも一方の端部が開口した略筒状のケース３と、ケース３の前記一方の端部に自身の先端部がケース３から露出するように設けられた超音波診断装置用レンズ２Ａと、ケース３と超音波診断装置用レンズ２Ａとで形成された内部空間に収納された圧電素子４と、圧電素子４の両表面に設けられた電極４ａ及び４ｂと、圧電素子４の先端側に設けられた電極４ａの表面に形成され、前記超音波診断装置用レンズ２Ａに接触する整合層５と、圧電素子４の後端側に設けられた電極４ｂの表面に形成されたバッキング層６と、ケース３の内表面に設けられたシールド膜７と、前記電極４ａ及び前記電極４ｂに接続するリード線８とを備えて成る。
　また、プローブの別の一例として、例えば、図４に示されるように、少なくとも一方の端部が開口した略筒状のケース３と、このケース３の前記端部に自身の先端部が露出するように設けられた超音波診断装置用レンズ２Ｂと、前記ケース３の内部に収納された圧電素子４と、前記超音波診断装置用レンズ２Ｂ及び前記圧電素子４の間に配置された整合層５と、前記整合層５に対する前記圧電素子４の反対側に配置されたバッキング層６とを備えてなるプローブ１Ｂを挙げることができる。すなわち、このプローブ１Ｂは、超音波診断装置用レンズの形状が異なること以外はプローブ１Ａと基本的に同様である。したがって、プローブ１Ｂのより具体的な説明は省略するが、プローブ１Ａの構成要素と同じ符号が付された構成要素はプローブ１Ａの構成要素と同じであることを意味する。
　前記のようなプローブにおいて、超音波診断装置用レンズ２Ａ及び２Ｂ以外は公知の各要素及び材料等を特に限定されることなく採用することができる。前記のようなプローブとして、例えば、ＧＥ　Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ社製の超音波診断装置用の各種プローブ等が挙げられる。
　この発明に係る超音波診断装置用レンズの一実施例である超音波診断装置用レンズ２Ａを、図面を参照して説明する。図１及び図２に示されるように、この超音波診断装置用レンズ２Ａは、基体１０Ａと、基体１０Ａの外表面に配置されたウレタン樹脂コート層１１Ａとを備えて成る。
　この超音波診断装置用レンズ２Ａは、図１及び図２に示されるように、一端が開口した有底の直方体状の筒体を成し、開口部側が前記ケース３の前記一方の端部に装着されている。超音波診断装置用レンズ２Ａは、装着される前記ケース３の形状及び寸法に応じて適宜の形状及び寸法に調整され、その形状及び寸法は特に限定されない。この例において、超音波診断装置用レンズ２Ａは、図１及び図２示されるように、平坦な表面を有する長方形の底部と、この底部と同じ厚さを有し、底部の各端縁から垂直に立ち上がる４つの側壁とを有している。この底部はその外表面が自身の軸線に対して略垂直な平面で形成され、この平面は後述するウレタン樹脂コート層１１Ａが配置形成される超音波診断装置用レンズ２Ａの外表面となる。そして、この平面上に形成されたウレタン樹脂コート層１１Ａが被検体表面９に接触する。
　前記超音波診断装置用レンズ２Ａを構成する基体１０Ａは、図１及び図２に示されるように、ウレタン樹脂コート層１１Ａが配置されていないこと以外は超音波診断装置用レンズ２Ａと基本的に同様である。すなわち、基体２は、超音波診断装置用レンズを形作るレンズ基体であり、一端が開口した直方体状の筒体である。具体的には、この基体２は、図１及び図２に示されるように、平坦な表面を有する長方形の底部と、この底部と同じ厚さを有し、底部の各端縁から垂直に立ち上がる４つの側壁とを有している。なお、この基体２はケース４の開口に装着されるのでキャップとも称される。
　基体１０Ａの寸法は、装着される前記ケース３の寸法に応じて適宜の寸法に調整され、特に限定されないが、超音波の送受信に影響を与えるため、基体１０Ａの底面は過度に厚すぎないのがよい。例えば、底部の厚さは０．１～２．５ｍｍに調整されるのがよい。この基体１０Ａは後述するシリコーンゴム組成物で形成される。
　前記ウレタン樹脂コート層１１Ａは、１００質量部のウレタン樹脂及び３～７質量部のシリカを含有する薄膜であり、前記基体１０Ａにおける底部の外表面に配置されている。ウレタン樹脂コート層１１Ａは、図１及び図２に示されるように、前記基体１０Ａの少なくとも被検体表面９に接触する外表面に形成されていればよく、底部の外表面に加えて、前記ケース３から露出した側壁の外表面に形成されても、基体１０Ａの外表面全体に形成されてもよい。基体１０Ａは底部の外表面全体にウレタン樹脂コート層１１Ａが配置され、外表面全体がウレタン樹脂コート層１１Ａで被覆されている。
　ウレタン樹脂コート層１１Ａは、後述するウレタン樹脂組成物を硬化してなる。例えば、ウレタン樹脂コート層１１Ａは後述するウレタン樹脂組成物を基体１０Ａの外表面に塗布し、塗布されたウレタン樹脂組成物を硬化してなる。したがって、このウレタン樹脂コート層１１Ａは前記ウレタン樹脂組成物で形成されるウレタン樹脂を含有し、このウレタン樹脂はウレタン樹脂を形成可能なポリオールとウレタン樹脂を形成可能なポリイソシアネートとで形成され、その種類等は特に限定されない。記ウレタン樹脂コート層１１Ａは、前記ウレタン樹脂の他に、所望により、各種ウレタン樹脂組成物に通常用いられる各種添加剤等を含有していてもよい。
　前記シリカは、例えば、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ等を用いることができ、表面処理されたシリカを用いることもできる。前記ウレタン樹脂コート層１１Ａにシリカが含有されていると、超音波診断装置用レンズ２Ａの耐摩耗性が向上し、場合によっては基体１０Ａへの密着性の低いウレタン樹脂を基体１０Ａに高度に密着させることができる。シリカは粒状、顆粒状、粉末状等の形態で用いることができ、その平均粒径は、ウレタン樹脂コート層１１Ａの厚さ以下であるのがよく、例えば、５～１０μｍであるのが好ましい。シリカの平均粒径はふるい分け法で測定される値である。
　ウレタン樹脂コート層１１Ａ中のシリカの含有量は、ウレタン樹脂１００質量部に対して、３～７質量部である。前記含有量が３質量部未満であると、シリカを含有させた効果が十分に発揮されず耐摩耗性に劣ることがあり、場合によっては、基体１０Ａとウレタン樹脂コート層１１Ａとの密着性が劣ることがある。一方、前記含有量が７質量部を超えると、音響特性が減退することがある。この発明の目的をよく達成できる点で、シリカの含有量は、４～６質量部であるのがましい。ウレタン樹脂コート層１１Ａ中のシリカの含有量は、熱重量分析法（ＪＩＳ　Ｋ７１２０）によって、測定することができる。具体的には、ウレタン樹脂コート層１１Ａを９００℃まで加熱した後に残留物の質量を測定し、ウレタン樹脂コート層１１Ａ中のウレタン樹脂の質量としての加熱により焼失した分の質量を１００質量部としたときの残留物の質量の割合をシリカの含有量とする。
　ウレタン樹脂コート層１１Ａは、シリコーンゴム組成物で形成された基体１０Ａの優れた音響特性を実質的に維持できる点で、１０～５０μｍの厚さを有しているのが好ましく、１０～３０μｍの厚さを有しているのが特に好ましい。
　この発明に係る超音波診断装置用レンズの別の一実施例である超音波診断装置用レンズ２Ｂを、図面を参照して説明する。図３及び図４に示されるように、この超音波診断装置用レンズ２Ｂは、基体１０Ｂと、基体１０Ｂの外表面に配置されたウレタン樹脂コート層１１Ｂとを備えて成る。
　この超音波診断装置用レンズ２Ｂは、その形状、場合によって寸法が異なること以外は、超音波診断装置用レンズ２Ａと基本的に同様である。すなわち、超音波診断装置用レンズ２Ｂは、図３及び図４に示されるように、軸線に垂直な断面輪郭が略長方形で両端が開口した長方形の筒体と、この筒体の一端縁から他端縁に対して反対側に向かって前記軸線方向に突出する先端部とを有している。そして、この先端部は、例えば図４に示されるように、その厚さが筒体を構成する側壁の厚さと同じ厚さを有しており、その外表面が筒体の断面輪郭の長手方向に沿って延在する半円筒状曲面で形成され、したがって、筒体の軸線に沿って徐々に先細ると共に筒体の断面輪郭の長手方向に沿って一様に延在する円弧状曲面を有している。この円弧状曲面はウレタン樹脂コート層１１Ｂが配置形成される超音波診断装置用レンズ２Ｂの外表面となる。そして、この円弧状曲面上に形成されたウレタン樹脂コート層１１Ｂが被検体表面９に接触する。
　前記超音波診断装置用レンズ２Ｂを構成する基体１０Ｂは、図３及び図４に示されるように、超音波診断装置用レンズ２Ｂと基本的に同様の形状を成している。前記ウレタン樹脂コート層１１Ｂは、基体１０Ｂの少なくとも被検体表面９に接触する外表面に形成されていればよく、この円弧状曲面に加えて、前記ケース３から露出した外表面に形成されても、基体１０Ｂの外表面全体に形成されてもよい。この例において、ウレタン樹脂コート層１１Ｂは円弧状曲面の全面に形成されている。基体１０Ｂは円弧状曲面の外表面全体にウレタン樹脂コート層１１Ｂが配置され、この円弧状曲面全体がウレタン樹脂コート層１１Ｂで被覆されている。
　前記構成を有する超音波診断装置用レンズ２Ａ及び２Ｂ（以下、超音波診断装置用レンズ２と称することがある。）は、生体組織の音速に近い９００～１６００ｍ／ｓの音速ｃを有しているのが好ましい。超音波診断装置用レンズ２Ａの音速ｃは、超音波診断装置用レンズ２から切り出した試験片又は超音波診断装置用レンズ２と同様にして作製した平板状の試験片の、ウレタン樹脂コート層１１Ａ又は１１Ｂ（以下、ウレタン樹脂コート層１１と称することがある。）側の表面から超音波（周波数５ＭＨｚの縦波）を発して他方の表面すなわち裏面で反射された音波が前記表面に到達するまで時間を超音波厚さ計「Ｅｃｈｏｍｅｔｅｒ１０６０」（日本マテック株式会社製）で測定し、測定された時間を前記試験片の厚さｔで除して得られる値（ｍ／ｓ）である。
　超音波診断装置用レンズ２は、生体を音響レンズとの間で超音波の反射を最小限に抑えることができる点で、生体の音響インピーダンスに近い１．３０～１．６０（ｋｇ／（ｍ２・Ｓ×１０６））の音響インピーダンスを有しているのが好ましい。音響インピーダンスは、超音波診断装置用レンズ２の比重ρ（ｇ／ｃｍ３）と前記音速ｃ（ｍ／ｓ）とから、式：ρ×ｃにより、求めることができる。音速ｃは前記測定方法で求めることができる。比重ρは、超音波診断装置用レンズ２の質量（ｇ）をその体積（ｃｍ３）で除して求めることができる。
　超音波診断装置用レンズ２は、高感度で超音波を送受信でき、高品質の画像を得られる点で、周波数１～５ＭＨｚの縦波における音響減衰率が小さいこと、例えば、周波数４．５ＭＨｚの縦波における音響減衰率（４．５ＭＨｚ）が３．０ｄＢ／ｍｍ以下であるのが好ましく、２．６ｄＢ／ｍｍ以下であるのがより一層好ましく、１．１～１．７ｄＢ／ｍｍであるのが特に好ましい。音響減衰率は、式：２０×ｌｏｇ１０［（強度Ｂ１／強度Ｂ２）／（厚み×２）］　から求めることができる。ここで、強度Ｂ１は周波数４．５ＭＨｚの超音波を超音波診断装置用レンズ２の一方の表面から他方の表面に向けて厚さ方向に発信し、前記他方の表面で反射して戻ってきた超音波を前記一方の表面で受信したときの超音波の強度値、すなわち、超音波診断装置用レンズ２に発信した超音波が超音波診断装置用レンズ２内をその厚さ方向に一往復して発信位置に戻ってきたときの超音波の強度であり、強度Ｂ２は同様に超音波診断装置用レンズ２に発信した超音波が超音波診断装置用レンズ２内をその厚さ方向に二往復して発信位置に戻ってきたときの超音波の強度である。前記厚みは、超音波診断装置用レンズ２における超音波が発信された部分の厚み、すなわち、この部分のウレタン樹脂コート部１１と基体１０Ａとの合計厚みであり、超音波診断装置用レンズ２Ａの場合には底部の厚みであり、超音波診断装置用レンズ２Ｂの場合には先端部の厚み、より具体的には先端部の中心部分における厚みである。音響減衰率は、例えば、超音波厚さ計（形式「Ｅｃｈｏｍｅｔｅｒ１０６０」、日本マテック株式会社製）を用いて測定できる。
　超音波診断装置用レンズ２は耐摩耗性に優れる。具体的には、超音波診断装置用レンズ２は下記試験による質量変化率が０．０１～０．２％であるのが好ましく、０．０１～０．１％であるのが特に好ましい。超音波診断装置用レンズ２の質量変化率が前記範囲内にあると、超音波診断装置用レンズ２を超音波診断装置用プローブに装着して使用しても被検体表面９に接触した状態で摺動しても基体１０Ａ及び１０Ｂ（以下、基体１０と称することがある。）はもとよりウレタン樹脂コート層１１も初期の状態を長期間にわたって維持することができる。
　質量変化率は、日本工業規格（ＪＩＳ　Ｋ６２６４－２）に規定された「摩耗試験機」（例えば、商品名「テーバー式アブレーションテスター」、株式会社安田精機製作所製）を用いて、次のようにして、求めることができる。図５は質量変化率の測定方法を説明する概略説明図である。
　まず、質量変化率を測定しようとする超音波診断装置用レンズ２を形成する材料と同一の材料を準備する。具体的には、質量変化率を測定しようとする超音波診断装置用レンズ２の基体１０とウレタン樹脂コート層１１とをそれぞれ化学分析等してその成分及び含有量を特定し、特定した成分及び含有量と同一の成分及び含有量の材料をそれぞれ調製する。これらの材料それぞれを適宜の条件で硬化して、シリコーンゴム層と、このシリコーンゴム層上に配置されたウレタン樹脂コート層とを備えて成る直径１２５ｍｍ（厚さ２.０１５ｍｍ）の円盤状試験片２４を作製する。この円盤状試験片２４において、シリコーンゴム層及びウレタン樹脂コート層それぞれの厚さは、質量変化率を測定できる限り、質量変化率を測定しようとする超音波診断装置用レンズ２におけるシリコーンゴム層及びウレタン樹脂コート層それぞれの厚さと同一であっても異なっていてもよい。例えば、円盤状試験片２４において、シリコーンゴム層の厚さは２．０００ｍｍに設定でき、ウレタン樹脂コート層１１の厚さは０．０１５ｍｍに設定できる。このようにして作製した円盤状試験片２４の質量（初期質量と称する。）を測定しておく。この円盤状試験片２４を摩耗試験機２１の固定台２２に載置して固定する。なお、円盤状試験片２４の表面２５は超音波診断装置用レンズ２の表面粗さＲｚと同じ表面粗さＲｚに調整されている。
　一方、２枚の円盤状砥石２７Ａ及び２７Ｂを準備する。この円盤状砥石２７Ａ及び２７Ｂそれぞれは周長１６０ｍｍで厚さ１３ｍｍの周側面を有する円盤状をなしており、その周側面が研磨面２８Ａ及び２８Ｂになっている。円盤状砥石２７Ａ及び２７Ｂとしては、例えば、型番「ＣＳ－１７」（ＴＡＢＥＲ　ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ社製）の砥石を用いることができる。これら２枚の円盤状砥石２７Ａ及び２７Ｂを、図５に示されるように、その軸線Ｃｇｓが固定台２２に固定された円盤状試験片２４の軸線Ｃｔを含む平面Ｌに対して垂直となるように、換言すると、軸線Ｃｇｓが固定台２２に固定された円盤状試験片２４の表面２５に平行となるように、摩耗試験機２１に軸支する。さらに、これら２枚の円盤状砥石２７Ａ及び２７Ｂを、図５に示されるように、それらの相対向する面２９Ａ及び２９Ｂ同士の間隔ｄが平面Ｌを中心面として５２ｍｍとなるように、摩耗試験機２１に軸支する。
　次いで、円盤状砥石２７Ａ及び２７Ｂの研磨面２８Ａ及び２８Ｂそれぞれと円盤状試験片２４の表面２５との接触面が円盤状砥石２７Ａ及び２７Ｂの周方向長さ１ｍｍで円盤状砥石２７Ａ及び２７Ｂの厚さ方向長さ１３ｍｍとなるように、円盤状砥石２７Ａ及び２７Ｂそれぞれを円盤状試験片２４の表面２５に圧接する。この圧接状態を維持したまま固定台２２を円盤状試験片２４と共に６０ｒｐｍの回転速度で一方向に３０００回転させる。このとき円盤状砥石２７Ａ及び２７Ｂそれぞれは円盤状試験片２４の回転に伴って軸線Ｃｇｓを中心にして円盤状試験片２４の表面２５上を従動回転する。
　次いで、固定台２２を３０００回転させた後に円盤状試験片２４を固定台２２から取り外してその質量（３０００回転後の質量と称することがある。）を測定する。この円盤状試験片２４における初期質量と３０００回転後の質量との差分を求め、初期質量に対する差分の百分率を、超音波診断装置用レンズ２の質量変化率（％）とする。
　超音波診断装置用レンズ２は、前記質量変化率に代えて、又は、前記質量変化率と共に、少なくとも被検体表面９に接触する部分の、下記試験による厚さ変化率が０．１～１３％であるのが好ましく、０．１～１１％であるのが特に好ましい。超音波診断装置用レンズ２の厚さ変化率が前記範囲内にあると、超音波診断装置用レンズ２を超音波診断装置用プローブに装着して使用しても被検体表面９に接触した状態で摺動しても基体１０はもとよりウレタン樹脂コート層１１も初期の状態を長期間にわたって維持することができる。厚さ変化率は質量変化率の測定と基本的に同様にして行う測定方法の前後におけるウレタン樹脂コート層の初期厚さ及び３０００回転後の厚さを測定して求めることができる。この３０００回転後の厚さは、ウレタン樹脂コート層における円盤状砥石２７Ａ及び２７Ｂが圧接していた部分の厚さである。なお、ウレタン樹脂コート層の厚さは、非接触膜厚計、例えば、商品名「形状測定マイクロスコープ　ＶＫ－８７００　ＧｅｎｅｒａｔｉｏｎII」（株式会社キーエンス製）を用いて測定できる。
　超音波診断装置用レンズ２は、振動子から発信された超音波エネルギーの減衰を限りなく抑えるために被検体表面９に接触する部分の厚さが０．１～２．５ｍｍであるのが好ましい。
　超音波診断装置用レンズ２は、その外表面すなわちウレタン樹脂コート層１１の外表面、特に、被検体表面９に接触する外表面の表面粗さＲｚが６～１５μｍであるのが好ましく、８～１２μｍであるのが特に好ましい。この表面粗さＲｚは、ＪＩＳ　Ｂ０６０１－１９９４に規定の「十点平均粗さ」であり、ＪＩＳ　Ｂ０６０１－１９９４の方法に従って、ゴム用触針の先端径φ５μｍ、荷重０．０７ｇ、スピード０．１２ｍｍ/ｓｅｃ、測定長０．４ｍｍ、試験片厚み２．０１５ｍｍ、カットオフ波長０．８ｍｍの条件でカットオフ種別ガウシアンにより、測定することができる。
　次に、この発明に係る超音波診断装置用レンズの製造方法について説明する。超音波診断装置用レンズ２は、シリコーンゴム組成物で基体１０を作製した後に基体１０の外表面にウレタン樹脂組成物を塗布硬化する方法、ウレタン樹脂組成物で薄膜体を作製し、この薄膜体をシリコーンゴム組成物で作製した基体１０の外表面に貼着する方法、前記薄膜体とシリコーンゴム組成物とを一体成型する方法等を、適宜に選択して、製造することができる。これらの中でも、シリコーンゴム組成物で作製した基体１０の外表面にウレタン樹脂組成物を塗布硬化する方法が好ましい。なお、基体１０の外表面にはプライマーを塗布してもよい。
　前記シリコーンゴム組成物は、シリコーンゴムを含有していればよく、例えば、ビニル基を含むジメチルポリシロキサン構造のシリコーンゴムとシリカと加硫剤とを含有するシリコーンゴム組成物等が挙げられる。シリコーンゴム組成物は、後述するこの発明に係る超音波診断装置用レンズの製造方法に用いられる場合には、所謂「ミラブルタイプ」であるのがよい。前記加硫剤としては、シリコーンゴムの加硫剤として一般に使用されるものを特に限定されず用いることができる。前記基体１０を形成するシリコーンゴム組成物として、具体的には、例えば、特許第３４６８７５３号明細書に記載された、「ビニル基を含むジメチルポリシロキサン構造のシリコーンゴムと、このシリコーンゴムに対する質量比が４０質量％以上５０質量％以下の重量平均粒子径１５～３０ｎｍのシリカ粒子と、加硫剤として２，５―ジメチル―２，５―ジターシャリーブチルパーオキシシヘキサンとを含有するシリコーンゴム組成物」が挙げられる。
　前記シリコーンゴム及びシリカ（ＳｉＯ２）を含有するシリコーンゴム組成物として、より具体的には、例えば、商品名「ＫＥ－９８１Ｕ」（信越化学工業株式会社製）、商品名「ＫＥ－９７１Ｕ」、商品名「ＫＥ－７５２Ｕ」及び「ＫＥ－７７２」（いずれも信越化学工業株式会社製）等が挙げられる。
　前記ウレタン樹脂組成物は、ウレタン樹脂及び／又はウレタン樹脂を形成する成分１００質量部と、このウレタン樹脂及び／又は前記成分１００質量部に対して３～７質量部のシリカを含有する組成物である。前記ウレタン樹脂を形成する成分としては、例えば、ポリオール及びポリイソシアネート、又は、これらを反応してなるウレタンプレポリマー等が挙げられ、ウレタン樹脂組成物が含有するシリカは前記した通りである。
　前記ポリオールは、分子内に好ましくは末端に水酸基を少なくとも２つ有する、ポリウレタンの調製に通常使用される各種ポリオールであればよい。前記ポリオールは、ポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオールから選択された少なくとも１種のポリオールであるのが好ましく、熱的安定性に優れる点でポリエステルポリオールがより好ましい。前記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール－エチレングリコール等のポリアルキレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、テトラヒドロフランとアルキレンオキサイドとの共重合ポリオール、及び、これらの各種変性体又はこれらの混合物等が挙げられる。前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、アジピン酸等のジカルボン酸とエチレングリコール、ヘキサンジオール等のポリオールとの縮合により得られるポエステルポリオール、ラクトン系ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、及び、これらの混合物等が挙げられる。
　前記ポリオールは、ジオールであるのが好ましく、したがって、ポリエステルジオール又はポリエーテルジオールであるのがさらに好ましく、ポリエステルジオールが特に好ましい。前記ポリオールは、後述するポリイソシアネート等との相溶性に優れる点で、８００～１５０００の数平均分子量を有するのが好ましく、１０００～５０００の数平均分子量を有するのがさらに好ましい。数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による標準ポリスチレンに換算したときの分子量である。前記ポリオールは１種単独でも２種以上を組み合わせて使用してもよく、ポリエーテルポリオールとポリエステルポリオールとを組み合わせて使用してもよい。
　前記ポリイソシアネートは、分子内に好ましくは末端にイソシアネート基を少なくとも２つ有する、ポリウレタンの調製に通常使用される各種ポリイソシアネートであればよく、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート及びこれらの誘導体等が挙げられる。芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、キシリレンジイシシアネート（ＸＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トルエンジイソシアネート（トリレンジイソシアネートとも称する。ＴＤＩ）、３，３’－ビトリレン－４，４’－ジイソシアネート、３，３’－ジメチルジフェニルメタン－４，４’－ジイソシアネート、２，４－トリレンジイソシアネートウレチジンジオン（２，４－ＴＤＩの二量体）、キシレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、メタフェニレンジイソシアネート等が挙げられる。脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、４，４’－ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、オルトトルイジンジイソシアネート、リジンジイソシアネートメチルエステル、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ノルボルナンジイソシアネートメチル、トランスシクロヘキサン－１，４－ジイソシアネート、トリフェニルメタン－４，４’，４’’－トリイソシアネート等が挙げられる。前記誘導体としては、前記ポリイソシアネートの多核体、ポリオール等で変性したウレタン変性物（ウレタンプレポリマーを含む）、ウレチジオン形成による二量体、イソシアヌレート変性物、カルボジイミド変性物、ウレトンイミン変性物、アロハネート変性物、ウレア変性物、ビュレット変性物等が挙げられる。
　前記ポリイソシアネートは、ジイソシアネートであるのが好ましく、したがって、脂肪族ジイソシアネートであるのが特に好ましい。ポリイソシアネートは、５００～２０００の分子量を有するのが好ましく、７００～１５００の分子量を有するのがさらに好ましい。前記ポリイソシアネートは１種単独で又は２種以上を用いることができる。
　前記ウレタン樹脂及びウレタンプレポリマーは、前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとを後述する混合割合で反応させて得られる。前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとの混合割合は、ポリオールに含まれる水酸基（ＯＨ）のモル数と、ポリイソシアネートに含まれるイソシアネート基（ＮＣＯ）のモル数との比率［ＮＣＯ／ＯＨ］が０．７～１．１５であるのが好ましい。この比率［ＮＣＯ／ＯＨ］は、ポリウレタンの加水分解を防止することができる点で、０．８５～１．１０であるのがより好ましい。ただし、実際には、作業環境、作業上の誤差を考慮して前記適正モル比の３～４倍相当量を配合してもよい。
　前記ウレタン組成物は、ウレタン樹脂及び／又はウレタン樹脂を形成する成分並びにシリカに加えて、所望により、溶媒、ポリオールとポリイソシアネートとの反応に通常使用される助剤、例えば、鎖延長剤、架橋剤等を含有していてもよい。鎖延長剤、架橋剤としては、例えば、グリコール類、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン及びアミン類等が挙げられる。
　前記ウレタン樹脂組成物は、ウレタン樹脂及び／又はウレタン樹脂を形成する成分１００質量部と、シリカ３～７質量部と、所望により適量の溶媒、適量の助剤等を適宜の方法で混合して得られる。
　超音波診断装置用レンズ２の好ましい製造方法を具体的に説明する。シリコーンゴム組成物で基体１０を作製するには、通常、金型等を用いた成形方法が選択される。例えば、凸部を有する第１金型と前記凸部が進入可能な凹部を有する第２金型とを備えて成る成形金型を用いて、前記凸部と前記凹部との間に配置されたシリコーンゴム組成物を圧縮成形すると、基体１０が作製される。前記成形金型の前記凸部と前記凹部との間隙形状は基体１０の形状に一致している。
　前記成形金型によるシリコーンゴム組成物の圧縮と同時又は後にシリコーンゴム組成物が硬化する条件でシリコーンゴム組成物を加熱する。例えば、前記シリコーンゴム組成物の場合には、温度１５５℃以上で３～１０分間程度加熱するとシリコーンゴム組成物が硬化する。このようにしてシリコーンゴム組成物を硬化した後に所望により二次加熱してもよい。
　シリコーンゴム組成物を硬化した後に成形金型から圧縮成形品を取り出し、所望によりバリ取り等をして、基体１０を作製することができる。
　このようにし作製した基体１０の外表面に１００質量部のウレタン樹脂と３～７質量部のシリカを含有するウレタン樹脂組成物を塗布する。ウレタン樹脂組成物の塗布は、公知の方法を採用することができ、例えば、スプレー法、刷毛塗り法、ディップ法等が挙げられる。次いで、基体１０の外表面に塗布されたウレタン樹脂組成物を硬化する。ウレタン樹脂組成物は加熱及び／又は湿気によって硬化させることができる。
　このようにして、超音波診断装置用レンズ２を製造することができる。
　超音波診断装置用レンズ２は、前記構成を有しているから、音響特性を大きく低下させることなく高い耐摩耗性を発揮する。したがって、この発明によれば、音速、音響インピーダンス及び音響減衰率の音響特性を満足すると共に高い耐摩耗性を発揮する超音波診断装置用レンズ及び超音波診断装置用プローブを提供することができる。
　また、これらの超音波診断装置用レンズ２は、基体１０がシリコーンゴム組成物で作製され、その外表面に薄肉のウレタン樹脂コート層１１が配置されているから、被検体表面９すなわち人肌での摺動性が高く、被検体表面９への接触性もよい。さらに、超音波診断装置用レンズ２は、ウレタン樹脂コート層１１がシリカを含有しているので基体１０との密着性が高く、使用時に基体１０の変形等によく追従できるから、耐久性に優れる。
　この発明に係る超音波診断装置用レンズは、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。
　例えば、この発明において、超音波診断装置用レンズは、四角柱状に形成されている必要はなく、例えば、一方の端部が開口した円柱状、楕円柱状、多角柱状等に形成されてもよく、また、例えば１枚の板を折り返して成る形状のような、相対向する側面のない断面Ｕ字型又はＶ字型等に形成されてもよい。
　また、超音波診断装置用レンズ２の基体１０及びウレタン樹脂コート層１１はいずれも一層構造になっているが、この発明において基体及びウレタン樹脂コート層は複数層構造になっていてもよい。
　超音波診断装置用レンズ２は、基体１０の外表面に直接ウレタン樹脂コート層１１が配置されているが、この発明において、超音波診断装置用レンズは基体の外表面に、例えば、接着層、プライマー層等を介して、ウレタン樹脂コート層が配置されていてもよい。
（実施例１）
　シリコーンゴム組成物として、シリコーンゴム及びシリカ（ＳｉＯ２）を含有するシリコーンゴム組成物（信越化学工業株式会社製、商品名「ＫＥ－７７２」）１００質量部と、加硫剤（信越化学工業株式会社製、商品名「Ｃ－８」）０．５質量部とを混合して成るシリコーンゴム組成物を準備した。なお、このシリコーンゴム組成物はＪＩＳ　Ｋ６２４９における可塑度は４２０であった。
　ウレタン樹脂コート組成物として下記組成を有するウレタン樹脂組成物を準備した。
・ポリエステルポリオール１００質量部とイソシアヌレートポリイソシアネート１２質量部（比率［ＮＣＯ／ＯＨ］＝１．１／１）とを含有するウレタン樹脂組成物１００質量部
・シリカ：ヒュームドシリカ（平均粒径３μｍ）５質量部
・溶剤：シンナー４０質量部
　次いで、１５×２３ｍｍの略長方形断面で高さが３．０ｍｍの凸部を有する第１金型と、１６×２４ｍｍの略長方形断面で深さが３．４ｍｍの凹部を有する第２金型とを準備した。
　前記第１金型の前記凸部に前記シリコーンゴム組成物を配置して第２金型を重ね合わせた。第２金型を第１金型に向けて前進させて前記シリコーンゴム組成物を圧縮すると同時に成形金型ごと１８０℃に５分間加熱してシリコーンゴム組成物を加熱硬化させた。放熱後、成形金型から成形品を取り出して、厚さ２．０００ｍｍの基体１０Ａを作製した。
　この基体１０Ａの前記ウレタン樹脂コート組成物を吹き付け塗装法にて硬化後の厚さが１５μｍとなるように塗布した後、１５０℃、５ＲＨ％の環境下で硬化させて、実施例１の超音波診断装置用レンズ２Ａを製造した。この超音波診断装置用レンズ２Ａは、被検体の表面に接触する部分における、基体１０Ａ及びウレタン樹脂コート層１１Ａの合計厚さが２．０１５ｍｍであった。
（実施例２）
　前記ウレタン樹脂コート組成物を硬化後の厚さが３０μｍとなるように塗布したこと以外は実施例１と基本的に同様にして実施例２の超音波診断装置用レンズ２Ａを製造した。
（比較例１）
　前記ウレタン樹脂コート組成物に代えてフッ素樹脂ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）コート組成物「ＦＬＵＯＮ　ＰＴＦＥ」（商品名、旭硝子株式会社製）を用いたこと以外は実施例１と基本的に同様にして比較例１の超音波診断装置用レンズを製造した。
（比較例２）
　前記ウレタン樹脂コート組成物に代えてポリイミド樹脂コート組成物「ＰＷ－１０００」（商品名、東レ株式会社製）を用いたこと以外は、実施例１と基本的に同様にして比較例２の超音波診断装置用レンズを製造した。
（音速、比重ρ、音響減衰率及び表面粗さＲｚの測定並びに音響インピーダンスの算出）
　実施例１及び２並びに比較例１及び２の超音波診断装置用レンズと基本的に同様にして、厚さｔ２．０００ｍｍの平板状の試験片を作製した。この試験片を用いて前記方法に基づいて音速ｃ（ｍ／ｓ）及び比重ρを測定して、音響インピーダンス（ｋｇ／（ｍ２・Ｓ×１０６））を算出した。また、製造した各超音波診断装置用レンズを用いて前記方法に基づいて音響減衰率（ｄＢ／ｍｍ）及び表面粗さＲｚを測定した。これらの結果を第１表に示す。
（シリカの含有量）
　各超音波診断装置用レンズにおけるウレタン樹脂コート層中のシリカの含有量を前記方法に基づいて測定したところ、ウレタン樹脂組成物中のシリカの含有量とほぼ一致した。測定値を第１表に示す。
（耐摩耗性試験：質量変化率の測定）
　製造した各超音波診断装置用レンズの基体１０Ａとウレタン樹脂コート層１１Ａを形成するシリコーンゴム組成物及びウレタン樹脂コート組成物を用いて、厚み２．０００ｍｍのシリコーンゴム層と、このシリコーンゴム層上に厚み０．０１５ｍｍのウレタン樹脂コート層とを備えて成る円盤状試験片２４を作製した。硬化条件は超音波診断装置用レンズ２Ａの硬化条件と同じ硬化条件とした。作製した各円盤状試験片２４は直径が１２５ｍｍで厚さが２．０１５ｍｍであった。これらの円盤状試験片２４を用いて質量変化率を前記測定方法に基づいて測定した。なお、円盤状砥石２７Ａ及び２７Ｂそれぞれを約１ｋＮの圧力で円盤状試験片２４に圧接させて、研磨面２８Ａ及び２８Ｂそれぞれと円盤状試験片２４の表面２５との接触面を１ｍｍ×１３ｍｍに調整した。
（耐摩耗性試験：厚さ変化率の測定）
　この質量変化率の測定方法を実施する前の各円盤状試験片２４におけるウレタン樹脂コート層の初期厚さと、質量変化率の測定方法を実施した後の各円盤状試験片２４におけるウレタン樹脂コート層の研磨部分の３０００回転後の厚さとを前記方法に基づいて測定し、各円盤状試験片２４の厚さ変化率を求めて、これを超音波診断装置用レンズの厚さ変化率とした。これらの結果を第１表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　第１表に示されるように、実施例１及び２の超音波診断装置用レンズは、音速ｃ、音響インピーダンス及び音響減衰率のいずれの音響特性をも十分に満たすと共に、実際の使用状況よりも過酷な状況を想定した耐摩耗試験における質量変化率及び厚さ変化率も小さく、実際の使用状況における十分な耐摩耗性を発揮することが容易に推測できた。
　この発明に係る超音波診断装置用レンズ及び超音波診断装置用プローブは、超音波診断装置例えば電子走査型超音波診断装置等に好適に用いられる。
１Ａ、１Ｂ　プローブ
２Ａ、２Ｂ　超音波診断装置用レンズ
３　ケース
４　圧電素子
４ａ、４ｂ　電極
５　整合層
６　バッキング層
７　シールド膜
８　リード線
９　被検体表面
１０Ａ、１０Ｂ　基体（キャップ）
１１Ａ、１１Ｂ　ウレタン樹脂コート層
２１　摩耗試験機
２２　固定台
２４　円盤状試験片
２５　表面
Ｃｔ　軸線
Ｌ　平面
２７Ａ、２７Ｂ　円盤状砥石
２８Ａ、２８Ｂ　研磨面
２９Ａ、２９Ｂ　面
Ｃｇｓ　軸線
ｄ　間隔

Claims (5)

  1. 　シリコーンゴム組成物で形成された基体と、前記基体の外表面に配置された、１００質量部のウレタン樹脂及び３～７質量部のシリカを含有するウレタン樹脂コート層とを備えて成ることを特徴とする超音波診断装置用レンズ。
  2. 　下記測定方法による質量変化率が０．０１～０．２％であることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置用レンズ。
    ＜質量変化率の測定方法＞
    （１）前記超音波診断装置用レンズと同一の材料で、シリコーンゴム層と、このシリコーンゴム層上に配置されたウレタン樹脂コート層とを備えて成る、直径１２５ｍｍ（厚さ２．０１５ｍｍ）の円盤状試験片を作製し、日本工業規格（ＪＩＳ　Ｋ６２６４－２）に規定された「摩耗試験機」の固定台に載置固定する。
    （２）周長１６０ｍｍで厚さ１３ｍｍの周側面を研磨面とする２枚の円盤状砥石それぞれを、その軸線が前記固定台に固定された前記円盤状試験片の軸線を含む平面に対して垂直となり、かつ、前記円盤状砥石の相対向する面同士の間隔が前記平面を中心面として５２ｍｍとなるように、摩耗試験機に軸支する。
    （３）前記円盤状砥石の研磨面それぞれと前記円盤状試験片との接触面が１ｍｍ×１３ｍｍとなるように前記円盤状砥石それぞれを前記円盤状試験片の表面に圧接して前記固定台を６０ｒｐｍの回転速度で３０００回させる。このとき前記円盤状砥石それぞれは前記円盤状試験片の回転に伴って従動回転する。
    （４）前記円盤状試験片における、前記固定台に固定する前の初期質量と３０００回転後の質量との差分を求め、前記初期質量に対する前記差分の百分率を前記超音波診断装置用レンズの質量変化率（％）とする。
  3. 　前記ウレタン樹脂コート層は、１００質量部のウレタン樹脂と３～７質量部のシリカを含有するウレタン樹脂組成物を前記基体の外表面に塗布し、塗布された前記ウレタン樹脂組成物を硬化してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置用レンズ。
  4. 　前記ウレタン樹脂コート層は、１０～５０μｍの厚さに形成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の超音波診断装置用レンズ。
  5. 　少なくとも一方の端部が開口したケースと、
    　前記端部に自身の先端部が露出するように設けられた、請求項１～４のいずれか１項に記載の超音波診断装置用レンズと、
    　前記ケースの内部に収納された圧電素子と、
    　前記超音波診断装置用レンズ及び前記圧電素子の間に配置された整合層と、
    　前記整合層に対する前記圧電素子の反対側に配置されたバッキング層とを備えて成ることを特徴とする超音波診断装置用プローブ。
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