(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波伝播可能な本体であって、相互に平行な第１平面および第２平面が形成された固体の本体と、
前記第１平面に密着した第１ゲル層であって、前記第１平面に密着した第１密着面と、前記第１密着面の裏側で、前記第１密着面に対して略平行な送受信面とを有する第１ゲル層と、
前記第２平面に密着した第２ゲル層であって、前記第２平面に密着した第２密着面と、前記第２密着面の裏側で、前記第２密着面に対して略平行な反射面とを有する第２ゲル層と、
前記第２ゲル層の前記反射面に接触する振動板と、
前記本体に対して固定されつつ、前記振動板を駆動する駆動部と、
前記第１ゲル層に接触し、前記第１ゲル層における前記送受信面に対して超音波を送信し、かつ前記送受信面から超音波を受信する探触子と、
前記送受信面を保護する保護シートであって、前記探触子との接触面が、前記探触子に吸着しない粗度を有する保護シートと、
を備え、前記探触子に超音波ドプラ診断装置が接続され、前記探触子は、前記保護シートを介して、前記第１ゲル層に超音波を送信し、かつ前記第１ゲル層から超音波を受信する、超音波ドプラ診断装置のための感度試験装置。
【請求項２】
前記本体はアクリル樹脂ブロックよりなることを特徴とする請求項１記載の感度試験装置。
【請求項３】
前記第１ゲル層は、ちょう度が１００〜３００に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の感度試験装置。
【請求項４】
前記第２ゲル層は、ちょう度が１００〜３００に設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の感度試験装置。
【請求項５】
前記保護シートは、シリコンゴムによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の感度試験装置。
【請求項６】
前記駆動部は、支持部によって前記本体に固定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の感度試験装置。
【請求項７】
前記振動板は、平面振動板であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の感度試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波胎児心拍動検出装置等の超音波ドプラ診断装置のための感度試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波ドプラ診断装置は、感度検査が不可欠であるが、胎児の心拍を観測する超音波胎児心拍動検出装置に関して、非特許文献１の感度検査装置、検査方法が規定されている。同検査装置および検査方法は古くより本願出願人が実施していたものであり、日本規格協会において、ほぼそのまま採用された。
【０００３】
図７に示すように、非特許文献１の感度検査装置は、上端が開口した水槽７００に、超音波媒体として脱気水７０２を充填し、水槽７００底部に探触子７０４を装着し、水槽７００上端から脱気水７０２内に標準反射体（硬球）７０６を挿入したものである。
【０００４】
硬球７０６は駆動部７０８によって駆動されて上下に振動し、探触子７０４から発信された超音波を反射する。これによってドプラ信号が生成され、探触子７０４によって検出される。
【０００５】
探触子７０４には被検査装置７１０が接続され、被検査装置７１０には実効値測定装置７１２、波形発生器７１４が接続されている。駆動部７０８には波形発生器７１４およびオシロスコープ７１６が接続されている。
【０００６】
脱気水７０２の表面は音響減衰部７１８によって覆われ、水槽７００の内側面には必要に応じて音響減衰部７２０が貼付される。また探触子７０４は音響減衰部７２２を介して水槽７００の底面に装着されている。
【０００７】
非特許文献２には、ドプラ血流診断装置のための感度試験装置が開示されている。
【０００８】
図８に示すように、非特許文献２の感度検査装置は、上端が開口した水槽７００に、超音波媒体として脱気水７０２を充填し、さらに、水槽７００底部にターゲット７３０を設け、ターゲット７３０を駆動部７０８によって上下振動させる。
そして被検査装置７１０の探触子７０４を、ターゲット７３０に対向するように、水槽７００の上方から脱気水７０２に浸すことによって、被検査装置７１０の感度を測定する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＩＳＴ１５０６「超音波手持探触子形ドプラ胎児心拍数検出装置性能要求事項，試験方法及び表示」
【非特許文献２】ＪＪ＆Ａ社製ＤＤＰ／１ドプラ感度ファントムのカタログ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図７の感度試験装置は、硬球７０６の振動方向が超音波入射方向に対して傾斜すると測定感度が低下するが、硬球７０６は一般にカンチレバーで支持されるため、円弧運動をすることになり、測定状態が安定せず、また充分な測定感度が得られない。
さらに、図８の構成では、探触子７０４と標準反射体（硬球）７０６との配置（位置関係）の自由度がない。
【００１１】
図８の感度試験装置は、探触子７０４を脱気水７０２に浸した際に、脱気水７０２の水面が波立ち、超音波に対するノイズを生じ、測定感度を低下させる。
さらに、感度試験に際して探触子７０４を手Ｈによって保持した場合には、探触子７０４の振動にともなう手Ｈの振動を完全に抑制することは困難であり、測定精度低下の原因となる。
可動の治具（図示省略）によって探触子７０４を強固に保持することも可能であるが、この場合、探触子７０４をターゲット７３０に対して最適位置、角度に設定するための操作には長時間を要し、試験時間が大幅に増大する。
【００１２】
本発明はこのような従来の問題点を解消すべく創案されたもので、超音波ドプラ診断装置の感度試験における測定感度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る超音波ドプラ診断装置のための感度試験装置は、超音波伝播可能な本体であって、相互に平行な第１平面および第２平面が形成された固体の本体と、前記第１平面に密着した第１ゲル層であって、前記第１平面に密着した第１密着面と、前記第１密着面の裏側で、前記第１密着面に対して略平行な送受信面とを有する第１ゲル層と、前記第２平面に密着した第２ゲル層であって、前記第２平面に密着した第２密着面と、前記第２密着面の裏側で、前記第２密着面に対して略平行な反射面とを有する第２ゲル層と、前記第２ゲル層の前記反射面に接触する振動板と、前記本体に対して固定されつつ、前記振動板を駆動する駆動部と、前記第１ゲル層に接触し、前記第１ゲル層における前記送受信面に対して超音波を送信し、かつ前記送受信面から超音波を受信する探触子と、前記送受信面を保護する保護シートであって、前記探触子との接触面が前記探触子に吸着しない粗度を有する保護シートと、を備え、前記探触子に超音波ドプラ診断装置が接続され、前記探触子は前記保護シートを介して、前記第１ゲル層に超音波を送信し、かつ前記第１ゲル層から超音波を受信する。
これによって、測定感度を高め得る。
また、前記第１ゲル層を、前記第１平面に密着した第１密着面と、前記第１密着面に略平行な送受信面とを有するものとし、前記探触子は前記送受信面に対して超音波を送信しかつ前記送受信面から超音波を受信するので、探触子を第１平面に対して直交させることが容易となり、測定感度の向上に有効である。
そして、前記第２ゲル層を、前記第２平面に密着した第２密着面と、前記第２密着面に略平行な反射面とを有するものとし、前記振動板を前記反射面に接触するので、振動板を第２平面に対して平行に配置することが容易となり、測定感度の向上に有効である。
さらに、前記送受信面、前記探触子との接触面が前記探触子に吸着しない粗度を有するに保護シートによって保護し、前記探触子は前記保護シートを介して、前記第１ゲル層に超音波を送信し、かつ前記第１ゲル層から超音波を受信することによって、第１ゲル層が保護され、探触子の振動による第１ゲル層の劣化を抑え、第１ゲル層の耐久性を向上し得る。
【００１４】
前記第１ゲル層は、例えば、ちょう度が１００〜３００に設定され、これによって探触子の微妙な角度調節が可能である。
【００１５】
前記第２ゲル層は、例えば、ちょう度が１００〜３００に設定され、これによって前記振動子の振動を阻害することなく、前記本体と前記振動子の間の超音波伝播が保証されている。
【００１６】
本発明に係る超音波ドプラ診断装置のための感度試験装置において、前記保護シートは、例えば、シリコンゴムによって形成される。
【００１７】
本発明に係る超音波ドプラ診断装置のための感度試験装置において、前記駆動部は、例えば、支持部によって前記本体に固定される。
【００１８】
本発明に係る超音波ドプラ診断装置のための感度試験装置において、前記振動板は、例えば、平面振動板である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、超音波ドプラ診断装置の感度試験における測定感度が向上し、また探触子を第１平面に対して直交させ、かつ振動板を第２平面に平行に配置することが容易である。
さらに、前記送受信面を保護シートによって保護し、前記探触子は前記保護シートを介して、前記第１ゲル層に超音波を送信し、かつ前記第１ゲル層から超音波を受信することによって、第１ゲル層が保護され、探触子の振動による第１ゲル層の劣化を抑え、第１ゲル層の耐久性を向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る超音波ドプラ診断装置の感度試験装置の実施例を示すブロック図である。
【図２】図１の感度試験装置における主要部を示す縦断面図である。
【図３】図１の感度試験装置の第１の製造工程を示す縦断面図である。
【図４】図１の感度試験装置の第２の製造工程を示す縦断面図である。
【図５】図１の感度試験装置の第３の製造工程を示す縦断面図である。
【図６】図１の感度試験装置の第４の製造工程を示す縦断面図である。
【図７】従来の感度試験装置を示すブロック図である。
【図８】従来の他の感度試験装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に本発明に係る超音波ドプラ診断装置の感度試験装置の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００２２】
図１は、本発明に係る超音波ドプラ診断装置の感度試験装置の実施例を示すブロック図、図２は、図１の感度試験装置における主要部を示す縦断面図である。
【００２３】
図１、図２において、超音波ドプラ診断装置の感度試験装置１０００は、直方体状アクリル樹脂ブロック等の固体により形成された、超音波伝播可能な本体１１００と、本体１１００の一端の第１平面１００２に設けられた第１ゲル層１０１０と、他端の第２平面１００４に設けられた第２ゲル層１０２０とを備え、第１ゲル層１０１０は、保護シート１０３０によって保護されている。
平面１００２、１００４相互が平行になるように角度設定するために、本体１１００をアクリル樹脂ブロック等の固体により形成すべきことはいうまでもない。
保護シート１０３０には、被検査装置（超音波ドプラ診断装置）１０４０の探触子１０６０が当接され、探触子１０６０は所定の超音波を、保護シート１０３０、第１ゲル層１０１０、を介して、本体１１００の第１平面１００２に入力し、入力された超音波は、本体１１００内を第２平面１００４に向かって伝播する。
一方、第２ゲル層１０２０には、平面的な円板状の振動板１０５０が接しており、振動板１０５０は駆動部１０５２に連結されている。
振動板１０５０は、保護シート１０３０、第１ゲル層１０１０、本体１１００、第２ゲル層１０２０を介して、探触子１０６０に対向しており、振動板１０５０は、感度試験装置１０００における標準反射体として機能する。
振動板（標準反射体）１０５０は、駆動部１００８によって駆動され、所定の振動数、振動パターンで微少振動することによって、探触子１０６０から発信された超音波を反射し、これによってドプラ信号を生成する。ドプラ信号は探触子１０６０によって検出される。
駆動部１０５２は、支持部１０７０によって本体１１００に固定されている。
【００２４】
このように、板状の標準反射体を採用すれば、微少振動（小振幅）によって超音波を変調し得るパワーが得られる。また小振幅による変調を実行することによって、振動板１０５０の振動パターンを安定化でき、ひいては試験系を安定化し得る。
【００２５】
なお探触子１０６０から発信される超音波は、例えば２〜５ＭＨｚであり、振動板１０５０の振動数は、例えば５００Ｈｚである。
【００２６】
第１、第２ゲル層１０１０、１０２０は、例えば、シリコン・フィーリング・エラストマ（シリコンゴムに近い感触の、弾性力のあるゴム状物質）であるエラストマ７−９６００（商標）によって形成され、その特性は、ちょう度１００〜３００程度である。
【００２７】
ちょう度は、ペースト状物質等の硬さ、軟らかさ、流動性の指標であり、所定の三角錘が０．１ｍｍの深さまで沈む硬さを１ちょう度とし、同三角錘が沈む深さに０．１ｍｍ乗じた値で示される。
例えば、グリースについては、国際グリース協会（ＮＬＧＩ）において、半流動性の０００号グリースのちょう度を４４５〜４７５、半流動性の００号グリースのちょう度を４００〜４３０、極めて軟らかい０号グリースのちょう度を３５５〜３８５、軟らかい１号グリースのちょう度を３１０〜３４０、中間の２号グリースのちょう度を２２０〜２９５、やや硬い３号グリースのちょう度を２２０〜２５０、硬い４号グリースのちょう度を１７５〜２０５、極めて硬い５号グリースのちょう度を１３０〜１６０、極めて硬い６号グリースのちょう度を８５〜１１５と定めている。
【００２８】
上記硬さ（ちょう度）の第１ゲル層１０１０を設けることにより、探触子１０６０を保護シート１０３０に密着させたまま、角度変化させたとき、第１ゲル層１０１０は、保護シート１０３０との密着状態を維持しつつ柔軟に変形し、保護シート１０３０の変形に追随する。従って、手Ｈで保持した状態で、超音波の発信方向を微妙に角度調節できる。
探触子１０６０から発信された超音波は、振動板１０５０に入射角０度で入射するときに、反射波の出力が最大となるので、感度測定に際して、入射角を極力０度に近付けることが好ましいが、探触子１０６０を微妙に角度調節することによって、迅速かつ精密に探触子１０６０を最適角度に設定し得る。
これによって、測定感度を最大限に高めることができ、その作業効率は高い。
【００２９】
振動板１０５０を上記ちょう度の第２ゲル層１０２０に接触させたことにより、本体１１００内を伝播した超音波は、略減衰することなく第２ゲル層１０２０を介して振動板１０５０に入射し、さらに、振動板１０５０で反射した超音波は略減衰することなく第２ゲル層１０２０を介して本体１１００に入力される。そして、上記ちょう度の第２ゲル層１０２０は、振動板１０５０を拘束せず、振動板１０５０は本体１１００に対して自由に振動でき、充分な変調効果を発揮する。
すなわち、振動板１０５０の振動を阻害することなく、本体１１００と振動板１０５０の間の超音波伝播が保証されている。
【００３０】
第１平面１００２と第２平面１００４とは、相互に平行に形成されている。
第１ゲル層１０１０は第１密着面１０１２において第１平面１００２に密着し、かつ第１密着面１０１０の裏側で、第１密着面１０１０に対して平行な送受信面１０１４において、保護シート１０３０に接している。一方、第２ゲル層１０２０は、第２密着面１０２２において第２平面１００４に密着し、かつ第２密着面１０２２の裏側で、第２密着面１０２２に対して平行な反射面１０２４において振動板１０５０に接している。
このように、送受信面１０１４、第１密着面１０１２、第１平面１００２、第２平面１００４、第２密着面１０２２、反射面１０２４を相互に平行に形成することにより、探触子１０６０が保護シート１０３０に直交するとき、振動板１０５０に対する超音波入射角度が略０度となる。このとき、探触子１０６０は最も自然な保持状態となり、探触子１０６０を比較的容易に最適角度に設定できる。
従って、振動板１０５０に対して探触子１０６０を直交させることが容易であり、測定感度の向上に有効である。
【００３１】
図１に示すように、被検査装置１０４０には実効値測定装置１０４２、波形発生器１０４４が接続され、駆動部１０５２には波形発生器１０４４およびオシロスコープ１０４６が接続されている。
探触子１０６０を保護シート１０３０に対して角度設定する際には、オシロスコープ１０４６によって、探触子１０６０に入射した超音波強度を確認しつつ、手Ｈで探触子１０６０の角度を調整して、最適角度を探る。
【００３２】
探触子１０６０は、それ自体が振動するため、仮に第１ゲル層１０１０に直接接触すると、第１ゲル層１０１０に損傷が生じる可能性が高いが、保護シート１０３０によって保護したことによって第１ゲル層１０１０が保護され、第１ゲル層１０１０の劣化を抑え、第１ゲル層１０１０の耐久性を向上し得る。
【００３３】
保護シート１０３０は、例えば、探触子１０６０が送受信面１０１４に吸着しない程度の粗度のシリコンゴムによって形成され、超音波の良好な伝播と、探触子１０６０の保護シート１０３０に対する円滑な相対移動とが保証されている。
本体１１００には、第１平面１００２の周囲にカバープレート１０８０が、ビス１０８２によって固定され、保護シート１０３０は、その周縁部が、本体１１００とカバープレート１０８０とによって挟圧、保持されている。これによって、保護シート１０３０は本体１１００に対して固定されている。
カバープレート１０８０には、その中央部に貫通孔１０８４が形成され、探触子１０６０は貫通孔１０８４を貫通しつつ保護シート１０３０に接している。
【００３４】
支持部１０７０は本体１１００の下方に配置され、第２平面に平行な支持プレート１０７２と、支持プレート１０７２の周縁部から下方に突出するベース１０７８とを備える。ベース１０７８は、感度試験装置１０００を設置する際の脚部となり、本体１１００等を安定に支持する。
支持プレート１０７２は、ビス１０７６によって本体１１００に固定され、駆動部１０５２は、支持プレート１０７２の底面に固定されている。支持プレート１０７２には、中央部に貫通孔１０７４が形成され、駆動部１０５２に、貫通孔１０７４を貫通する駆動軸１０５４によって振動板１０５０を駆動する。
【００３５】
なお、支持部１０７０の構成は、本実施例に限定されるものではなく、第１、第２平面１００２、１００４が鉛直になるように本体１１００等を支持する構成、鉛直方向に対して傾斜状態に保持する構成等、種々の構成を採用し得る。
【００３６】
第１ゲル層１０１０は、本体１１００の上面に形成された凹部１１０２に形成され、第２ゲル層１０２０は、本体１１００の底面に形成された環状突起１１０４内に形成されており、液状のゲル素材を硬化して形成される。
【００３７】
以下に、第１、第２ゲル層１０１０、１０２０の形成を含む、感度試験装置１０００の製造方法の一例を示す。
【００３８】
［感度試験装置の製造方法］
最初に、図３に示すように、凹部１１０２を上方に向け、第１平面１００２が水平になるように設定した状態で、加熱して流動性を高めた前記エラストマを凹部１１０２内に充填する。そして、所定時間（例えば２４時間）放置して、エラストマを硬化させ、第１ゲル層１０１０を形成する。
【００３９】
次に、図４に示すように、環状突起１１０４を上方に向け、第２平面１００４が水平になるように設定した状態で、加熱して流動性を高めた前記エラストマを環状突起１１０４内に充填する。そして、所定時間（例えば２４時間）放置して、エラストマを硬化させ、第２ゲル層１０２０を形成する。
【００４０】
次に、図５に示すように、駆動部１０５２を支持部１０７０の支持プレート１０７２に取り付け、駆動部１０５２の駆動軸１０５４に連結する。さらに、支持プレート１０７２を、ビス１０７６によって本体１１００に取り付ける。
【００４１】
次に、図６に示すように、第１ゲル層１０１０の送受信面１０１４を覆うように、保護シート１０３０を本体１１００上に配置し、カバープレート１０８０をビス１０８２によって本体１１００に固定する。これによって、保護シート１０３０は、カバープレート１０８０と本体１１００とで挟圧、保持される。
【符号の説明】
【００４２】
１０００ 感度試験装置
１００２ 第１平面
１００４ 第２平面
１０１０ 第１ゲル層
１０１２ 第１密着面
１０１４ 送受信面
１０２０ 第２ゲル層
１０２２ 第２密着面
１０２４ 反射面
１０３０ 保護シート
１０４０ 被検査装置
１０４２ 実効値測定装置
１０４４ 波形発生器
１０４６ オシロスコープ
１０５０ 振動板
１０５２ 駆動部
１０５４ 駆動軸
１０６０ 探触子
１０７０ 支持部
１０７２ 支持プレート
１０７４ 貫通孔
１０７６ ビス
１０７８ ベース
１０８０ カバープレート
１０８２ ビス
１０８４ 貫通孔
１１００ 本体
１１０２ 凹部
１１０４ 環状突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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