(57)【要約】【課題】流体の受渡しなしに超音波トランスデューサの廃熱を超音波システムに伝導して超音波トランスデューサを冷却するためのシステムを提供する。【解決手段】超音波トランスデューサ１５を冷却するためのシステム１０において、超音波トランスデューサアセンブリ１２が設けられており、超音波システム１４が設けられており、超音波トランスデューサアセンブリ１２が、超音波システム１４と解放可能に接続されるように動作可能であり、超音波システム１４内に冷却装置４９が設けられており、流体の受渡しなしに冷却装置４９と超音波トランスデューサアセンブリ１２との間で熱を伝導するように動作可能なコネクタ２６が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波トランスデューサ（１５）を冷却するためのシステム（１０）において、
超音波トランスデューサアセンブリ（１２）が設けられており、
超音波システム（１４）が設けられており、超音波トランスデューサアセンブリ（１２）が、超音波システム（１４）と解放可能に接続されるように動作可能であり、
超音波システム（１４）内に冷却装置（４９）が設けられており、
流体の受渡しなしに冷却装置（４９）と超音波トランスデューサアセンブリ（１２）との間で熱を伝導するように動作可能なコネクタ（２６）が設けられていることを特徴とする、超音波トランスデューサを冷却するためのシステム。
【請求項２】
前記冷却装置（４９）が、熱交換器（５０）を備えた圧縮機（４８）を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記冷却装置（４９）が、熱電冷却装置（７０）を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記冷却装置（４９）が、ヒートパイプ（９０）、熱貯蔵タンク（９２）又はこれらの組み合わせを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記コネクタ（２６）が、金属のシュー（３２）を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記金属のシュー（３２）が、流体通路（２４）を含む、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記コネクタ（２６）が、超音波トランスデューサアセンブリ（１２）における第１の中実材料（３２）と、超音波システム（１４）における第２の中実材料（４０）とを含んでおり、前記第１及び第２の中実材料（３２，４０）が、トランスデューサアセンブリ（１２）が超音波システム（１４）と接続されながら垂直力を提供することによって互いに接触するように動作可能である、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
超音波トランスデューサアセンブリ（１２）がさらに、
コネクタ（２６）からトランスデューサアレイハウジング（１８）にまで延びた第１の流体通路（２４）と、
該第１の流体通路（２４）内に流体を循環させるために働くポンプ（２８）とを含んでいる、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記冷却装置（４９）が、コネクタ（２６）にまで延びた第２の流体通路（４６）を含んでいる、請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記超音波トランスデューサアセンブリ（１２）が、コネクタ（２６）とトランスデューサアレイハウジング（１８）との間に延びた複数の同軸ケーブル（６０）を含んでおり、該複数の同軸ケーブル（６０）が第１の流体通路（２４）の周囲に配置されており、該第１の流体通路（２４）が内側管（６２）と外側管（６４）とを有しており、内側管と外側管との間に間隙（６６）が設けられている、請求項８記載のシステム。
【請求項１１】
前記ポンプ（２８）が、超音波トランスデューサアセンブリ（１２）内に設けられておりかつ、コネクタ（２６）を介して超音波システム（１４）におけるモータと接続されている、請求項８記載のシステム。
【請求項１２】
超音波システム（１４）に設けられた冷却装置（４９）と接続された空気熱交換器（５０）が設けられている、請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
超音波トランスデューサアセンブリ（１２）内に付加的な冷却装置（８０）が設けられている、請求項１記載のシステム。
【請求項１４】
前記コネクタ（２６）に隣接してヒータ（１００）が設けられている、請求項１記載のシステム。
【請求項１５】
温度センサに応答して、又は超音波トランスデューサアセンブリ（１５）アレイの使用に応答して温度を調整するように働く制御装置が設けられている、請求項１記載のシステム。
【請求項１６】
超音波トランスデューサ（１５）を冷却するためのシステム（１０）において、
トランスデューサ（１５）に隣接したところから第１のコネクタ（２６）における第１の熱伝導性シュー（３２）にまで延びた第１の流体通路（２４）を有する超音波トランスデューサアセンブリ（１２）が設けられており、
冷却装置（４９）を有する超音波システム（１４）が設けられており、該超音波システムが、第１のコネクタ（２６）と接続するように働く第２のコネクタ（２６）を有しており、前記超音波システムが、超音波トランスデューサアセンブリ（１２）が超音波システム（１４）と接続された時に第１の熱伝導性シュー（３２）と接触するように位置決めされた第２の熱伝導性シュー（４０）を有しており、前記冷却装置（４９）が、第２の熱伝導性シュー（４０）と熱的に接続されていることを特徴とする、超音波トランスデューサを冷却するためのシステム。
【請求項１７】
第１及び第２のコネクタ（２６）には流体接続がない、請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
前記冷却装置（４９）が、熱交換器（５０）を備えた圧縮機（４８）、熱電冷却装置（７０）又はこれらの両方を含む、請求項１６記載のシステム。
【請求項１９】
第１の流体通路（２４）が第１の熱伝導性シュー（３２）内に延びており、前記第１の流体通路（２４）とは別個の第２の流体通路（４６）が、第２の熱伝導性シュー（４０）内に延びている、請求項１６記載のシステム。
【請求項２０】
超音波トランスデューサ（１５）を冷却する方法において、
超音波システム（１４）内を能動的に冷却し、
超音波トランスデューサ（１５）と超音波システム（１４）との間の流体接続なしに、超音波システム（１４）内の能動的な冷却に応答して超音波トランスデューサ（１５）から熱を伝導することを特徴とする、超音波トランスデューサを冷却する方法。
【請求項２１】
熱を伝導することが、超音波システム（１４）に設けられた第２の熱ブロック（４０）と係合させられた、超音波トランスデューサアセンブリコネクタ（２６）に設けられた第１の熱ブロック（３２）を介して、熱を伝導することを含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
超音波トランスデューサ（１５）を冷却する方法において、
トランスデューサ（１５）において廃熱を生ぜしめ、
該廃熱を伝導によってイメージングシステム（１０）に伝達し、
廃熱をイメージングシステム（１０）内の大気内へ散逸させることを特徴とする、超音波トランスデューサを冷却する方法。
【請求項２３】
トランスデューサ（１５）に隣接したところの温度を測定し、
温度に応じて伝達及び散逸を調整する、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
伝達及び散逸が、温度が設定点を超えるのを阻止することを含む、請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
トランスデューサ（１５）の動作に応じて伝達及び散逸を制御する、請求項２２記載の方法。
【請求項２６】
熱電冷却装置（７０，８０）、抵抗ヒータ（１００）又はこれらの組み合わせを作動させ、
作動に応じて水分の形成を制限する、請求項２２記載の方法。
【請求項２７】
散逸が、イメージングシステム（１０）における冷却システム（４９）によって散逸させることを含み、
さらに、トランスデューサ（１５）のためのトランスデューサアセンブリ（１２）における制御装置によって冷却システム（４９）の動作を制御することを含む、請求項２２記載の方法。
【請求項２８】
トランスデューサ（１５）が使用されていない時に、トランスデューサ（１５）のためのトランスデューサアセンブリ（１２）とイメージングシステム（１０）との間の境界面を、実質的に大気温度に維持する、請求項２２記載の方法。
【請求項２９】
超音波トランスデューサ（１５）を冷却するためのレトロフィットシステムにおいて、
アダプタにおける冷却システム（４９）が設けられており、
トランスデューサアセンブリコネクタ（２６）と接続するためのアダプタコネクタがアダプタに設けられており、
アダプタコネクタ（２６）内に固相熱導体（４０）が設けられており、該固相熱導体が冷却システム（１０）と接続されていることを特徴とする、超音波トランスデューサを冷却するためのレトロフィットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は診断超音波トランスデューサ冷却に関する。医療用診断超音波圧電デバイス及び支持電子機器は、動作中に大きな廃熱を生じる。一般的に、より高い電力レベルで動作させられることができるトランスデューサが好ましい。このようなトランスデューサは、体内への増大された送信エネルギにより、優れた診断性能を提供する。熱を生じる低騒音の増幅器を音響受信機の近傍に組み込むことは、検出される超音波エネルギのための信号対騒音性能を高める。
【背景技術】
【０００２】
トランスデューサの表面のために許容される温度に対する規則制限がある。例えば、患者と接触する診断超音波トランスデューサの表面のための規則制限は、４３℃である。
【０００３】
一般的に、トランスデューサにおいて生じる廃熱は、受動的な方法によって患者又は大気へ散逸される。実用的な超音波トランスデューサの表面積は制限されているので、伝導、放射、及び温度従順面からの自由対流によって環境及び患者へ伝達されることができる熱の量は制限される。小さな診断超音波トランスデューサのためのエネルギ散逸のための実際的な制限は、定常状態において１〜２ワットのオーダである。
【０００４】
米国特許第５５６０３６２号明細書において、能動的な冷却は、トランスデューサから除去されることができる熱の量を増大する。一般的に、能動的な冷却方式は、廃熱を、廃熱が効率的に大気中へ散逸されることができる箇所へ伝達するために閉ループ系内を流れる冷媒を使用する。トランスデューサアセンブリシステムコネクタ内のファン及び流体／空気熱交換器は、環境への廃熱の散逸を促進する。熱交換器及びファンのための容積が制限されているため、また、冷媒と大気との温度差が比較的小さいため、熱がどれだけこの形式で散逸されることができるかには実際的な制限がある。実際的な制限は、定常状態において５〜１２ワットのオーダである。
【０００５】
別のアプローチにおいて、熱放散ハードウェアが、トランスデューサアセンブリコネクタではなく、システムコネクタ又はイメージングシステム内に配置されている。流体は、コネクタからイメージングシステムへ搬送される。トランスデューサアセンブリがシステムコネクタに解離可能に結合されているならば、システムへ又はシステムから流体を搬送するための実際的な方法は、挑戦である。
【特許文献１】米国特許第５５６０３６２号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
導入として、以下に記載される好適な実施形態は、能動的な冷却システムを使用して超音波トランスデューサを冷却するための方法及びシステムを含む。イメージングシステムの寸法により、冷却システムを超音波システム又はコンソールに配置することがより実用的である。しかしながら、イメージングシステムとトランスデューサアセンブリとの間の双方向の流体受渡しは回避される。冷媒の閉ループを使用する冷却システムは、音響コンポーネント及び／又は支持電子装置から廃熱を抜き出し、熱を、トランスデューサアセンブリコネクタと超音波イメージングシステムとの間の熱的境界面に搬送するために、トランスデューサアセンブリ内に配置されている。各コネクタ、すなわち超音波システムコネクタ及びトランスデューサアセンブリコネクタにおける熱伝導性部材は、流体を受け渡すことなく、熱をトランスデューサアセンブリから冷却システムに熱的に伝導するように接触して位置決めされている。
【０００７】
第１の態様において、超音波トランスデューサを冷却するためのシステムが提供される。超音波トランスデューサアセンブリは、超音波イメージングシステムと解放可能に接続されるように動作可能である。冷却装置は超音波システム内に設けられている。コネクタは、流体を受け渡すことなく超音波トランスデューサアセンブリと冷却装置との間を熱的に伝導するように動作可能である。
【０００８】
第２の態様において、超音波トランスデューサを冷却するためのシステムが提供される。超音波トランスデューサアセンブリは、トランスデューサアレイに隣接したところから第１のコネクタにおける第１の熱伝導性のシューまで延びた第１の流体経路を有している。超音波システムは、冷却装置と、第１のコネクタと接続される第２のコネクタとを有しており、第２のコネクタに第２の熱伝導性のシューを有している。第２の熱伝導性のシューは、超音波トランスデューサアセンブリが超音波システムと接続されると、第１の熱伝導性のシューと接触する。冷却装置は第２の熱伝導性シューと熱的に接続されている。
【０００９】
第３の態様において、超音波トランスデューサを冷却するための方法が提供されている。超音波システム内に能動的な冷却が提供されている。超音波トランスデューサと超音波システムとの間の流体接続なしに、超音波システム内の能動的な冷却に応答して、熱は超音波トランスデューサから伝導される。
【００１０】
本発明は、請求項によって定義され、このセクションにおけるものは、それらの請求項における制限として取られるべきではない。発明の別の態様及び利点は、好適な実施形態に関連して以下で論じられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
コンポーネント及び図面は必ずしも実寸ではなく、その代わりに発明の原理を示すことに重点が置かれている。さらに、図面において、同じ参照符号は、異なる図面を通じて、対応する部材を示している。
【００１２】
規制は、医療診断作業のために使用される超音波トランスデューサが、トランスデューサが患者に接触する箇所において４３℃以下に制限されることを要求する。大気温度が２５℃であると仮定すると、１８℃の温度差だけが、自然対流、伝導及び放射を含む受動的な方法によって熱除去を促進する。
【００１３】
付加的な熱除去を提供するために、循環する液体冷媒を利用する、トランスデューサアセンブリ内の冷却システムが開発される。この冷却システムは、トランスデューサ内の、熱を発生する音響的又は電子機器コンポーネントから、ケーブルに沿って、トランスデューサコネクタに廃熱を搬送する。廃熱を比較的小さなコネクタにおいて散逸させようとするのではなく、熱は、熱伝導によって、超音波イメージングシステムに伝達される。イメージングシステムに入ると、廃熱は、蒸気／液体又は幾つかのその他の種類の冷却システムの助けによって、大気中へ散逸させられる。温度勾配を拡大するための冷却システムの能力により、システムにおける熱受容体は、大気温度よりもはるかに低い温度に維持されることができる。これにより、今やイメージングシステムに配置された、熱を生じるトランスデューサとヒートシンクとの間の温度差は、より高い値、例えば４０℃〜６０℃にまで拡大される。拡大された温度差は、離れて配置されたトランスデューサから除去されることができる廃熱の量を増大するために活用される。規則の表面温度限界を超える前に、変換機内により多くの熱が生ぜしめられることができる。
【００１４】
図１は、超音波イメージングシステム１４内に配置された蒸気／液体冷却システムを使用することによって超音波トランスデューサアセンブリ１２の１つ又は複数のコンポーネントを冷却するためのシステム１０を示している。超音波システム１４は、高められた熱除去のための冷却システムのコンポーネント（４０〜５４）を有している。廃熱は、通常動作中に、トランスデューサハウジング１８又はコネクタ２６内に配置された、トランスデューサ音響コンポーネント１５及び／又は支持エレクトロニクス（図示せず）によって生ぜしめられる。この廃熱の一部は、超音波システム１４へ搬送され、大気中へ散逸させられる。音響窓１６から、超音波システム１４内に配置された冷却システムへの、２０℃〜６０℃等の、あらゆる温度勾配範囲が提供されることができる。種々異なるコンポーネント又は伝達に関連した温度勾配の例としてここで論じられる温度は、機能的説明のためにのみ提供されており、計算されていない。機能的説明を単純にするために、定常状態動作が仮定されている。
【００１５】
超音波トランスデューサアセンブリ１２は、トランスデューサハウジング１８と、その中の全てのコンポーネントと、ケーブルアセンブリ１３と、その中のコネクタ２６及び全てのコンポーネントとから成っている。音響積層体１５において生ぜしめられた超音波エネルギは、音響窓１６を介して患者（図示せず）へ送信される。患者内の解剖学上の特徴から反射された、僅かな超音波エネルギ量は音響積層体１５へ戻り、ここで、超音波エネルギ量は小さな電気信号に変換され、この電気信号は、ハウジング１８内に配置された電気コンポーネントによって処理されるか又は臨床上役立つ診断イメージに変換されるために直接にイメージングシステムへ伝達される。トランスデューサハウジング１８内の能動的冷却システムコンポーネントは、熱板２０と、熱交換器２２と、流路２４とを含む。コネクタ内に配置された能動的冷却システムコンポーネントは、係合面３０と、ばね３４と、再循環ポンプ２８とを備えた熱伝導シュー３２を含む。流路２４の代わりに又は流路２４に加えて、トランスデューサハウジング１８内に配置されたコンポーネントからコネクタ２６へ熱を伝達するために、付加的な、異なる又はより少ないコンポーネントを設けることができる。別の例として、熱板２０、熱交換器２２及び／又はその他のコンポーネントは設けられていない。
【００１６】
超音波トランスデューサアセンブリ１２は超音波システム１４と解放可能に結合可能である。上掲のコンポーネントに加え、コネクタ２６は、超音波システム１４における対応するコネクタと係合するための電気的な相互接続部又は金属接点を有している。電気的相互接続部は、患者をスキャンするために音響波面を生ぜしめるために伝達波形を超音波システム１４からトランスデューサ１５へ提供する及び／又は受信された信号をトランスデューサ１５から超音波システム１４へイメージングのために提供する。１つの実施形態において、伝達波面を生ぜしめるために使用されるエレクトロニクスの幾つか又は全ては、トランスデューサアセンブリ１２内に配置されている、例えばトランスデューサハウジング１８内に又はトランスデューサハウジング１８とコネクタ２６との両方に配置されている。異なる又は付加的な実施形態において、マルチプレクサ、前値増幅器又はフィルタ等の受信エレクトロニクスの幾つかも、トランスデューサアセンブリ１２に位置決めされている。択一的に、トランスデューサアセンブリ１２は、能動的エレクトロニクスを有していない。コネクタ２６を超音波システム１４と解放可能に結合するために機械的な結合も設けられている。例えば、ラッチ、スナップ嵌め係合面、ねじ留め又はその他の機構は、使用中にコネクタ２６を超音波システム１４に保持する。１つの実施形態において、トランスデューサアセンブリ１２は米国特許第５５６０３６２号明細書に開示されたコンポーネントを含んでおり、この米国特許明細書の開示内容は引用したことにより本明細書に記載されたものとする。
【００１７】
音響超音波トランスデューサ１５は、エレメントの一次元又は多次元の配列を含む。トランスデューサ１５は、マッチング層、バッキングブロック、個々の圧電素子若しくはＣＭＵＴ素子、及び電気的相互接続のためのフレキシブルな回路から成る。高電圧伝達波形は、音響波面を生ぜしめるためにトランスデューサ１５に提供される。伝達波形の導入は熱を生ぜしめる。
【００１８】
音響窓１６は、ペバックス、エポキシ、シリコンゴム、ウレタン、又は最少限の反射又は音響損失で音響エネルギを身体へ及び身体から搬送するためのその他の材料を含む。択一的に、音響窓１６は開口である。音響窓１６は、患者と接触するためのトランスデューサアセンブリ１２の主要な部分である。様々な温度規制が音響窓１６に当てはまる。熱伝導により、ハウジング１８内のトランスデューサ１５及びその他の部分によって生ぜしめられた熱は、音響窓１６の温度を上昇させる。
【００１９】
トランスデューサハウジング１８は、ペバックス、プラスチック、エポキシ、金属、ガラス繊維、又はトランスデューサ１５を収容するためのその他の材料である。トランスデューサハウジング１８は、音波検査者によって手で保持されるように成形されている。択一的に、トランスデューサハウジング１８は、カテーテル、空洞プローブ、食道内プローブ又は術中プローブ等のように、患者に挿入されるように成形されている。１つの実施形態において、トランスデューサハウジング１８は、増幅器、トランジスタ、波面発生器、Ｄ／Ａ変換器及び／又はデジタル光変換器等の、能動的なエレクトロニクスをも含んでいる。能動的なエレクトロニクスも熱を生じる。
【００２０】
トランスデューサハウジング１８内のコンポーネントによって生ぜしめられた廃熱は、表面温度が取り締まり限界を超えるのを阻止するために除去される。身体、及びハウジング１８内の他のコンポーネントへの熱伝導は、トランスデューサ１５等の熱源から熱を運び去る。廃熱は熱板２０を介した熱勾配によって伝達される。熱板２０は、銅、アルミニウム、熱伝導を提供するその他の金属又はその他の材料である。熱板２０は、トランスデューサ積層体の側部に沿って等の、１つ又は２つ以上の熱源にすぐ隣接して位置決めされているか、又は接地平面等の他の熱伝導体に結合されている。１つの例において、熱板は、１０℃の定常状態温度を有する。２つ以上の熱板２０を設けることができる。択一的な実施形態において、熱板２０は、フレキシブルであり、その他の非板形状又はその他の定常状態温度を有する。
【００２１】
熱交換器２２は、熱板２０と結合されているか又は熱板２０の一部として形成されている。熱交換器２２は、銅、アルミニウム、又はその他の金属又はその他の熱伝導材料である。熱交換器２２は、熱板２２との大きな表面積結合を有するが、より小さな表面積が提供されることができる。熱交換器２２は、流体通路２４を流過する冷媒への熱伝達のための１つ又は２つ以上の内部チャネルをも有している。択一的に、流体通路２４は、熱交換器２２に隣接して、又は熱交換器２２なしに熱板２０に隣接して位置決めされている。１つの例において、熱交換器２２は、平均で４℃の定常状態温度を有している。
【００２２】
流体通路２４は、マイラー、ペバックス、ＰＴＦＥ、ウレタン、ＨＤＰＥ、又は循環する冷媒と両立可能なその他の材料から成る管である。流体通路２４は、フレオン、フロリナート、エチレングリコール、プロピレングリコール、アルコール、又は使用温度において凍結を回避するあらゆるその他の液体又は気体等の冷媒を内包している。高い比熱及び低い粘度を有する液体が好ましい。流体通路２４はコネクタ２６からケーブル１３を通って、トランスデューサ１５に隣接した、トランスデューサハウジング１８にまで延びている。コネクタ２６において、流体通路２４は、熱伝導性シュー３２に隣接して又は熱伝導性シュー３２内へ延びている。流体通路２４は閉ループである。
【００２３】
より温暖な熱交換器２２とより低温の循環する冷媒２４との温度差は、熱を、冷媒へ転移させ、冷媒の温度を、冷媒がトランスデューサハウジング１８に進入する時の−２℃から、冷媒がトランスデューサハウジング１８を出る時の９℃にまで上昇させる。ケーブル内を循環する冷媒は、約２５℃の典型的な大気温度よりも低いので、冷媒がコネクタ２６からトランスデューサハウジング１８へ移動し、またトランスデューサハウジング１８からコネクタ２６へ戻る時に、熱が大気から取り出される。この例において、この熱は、冷媒を、冷媒がそれぞれの形式でトランスデューサ１５とコネクタ２６との間を移動するときに温度を２度増大させる。トランスデューサハウジング１８に進入する冷媒の結果的な上昇温度は、トランスデューサハウジング１８内の熱発生コンポーネントから除去されることができる廃熱の量を低減する。
【００２４】
図２は、周囲からの熱移動を低減するための、トランスデューサアセンブリケーブルに沿った流体通路２４の１つの実施形態を示している。流体通路２４は複数の同軸的な導体６０によって包囲されるように位置決めされている。同軸的な導体６０は、イメージングシステム１４において又はコネクタ２６内において生ぜしめられた電気的な送信パルスを伝導するために使用される。トランスデューサ１５からの受信信号は、同じ導体又は択一的な導体を使用してコネクタ２６に伝導される。同軸的な導体６０及び関連した空隙６５は、断熱を提供する。さらなる断熱が、流体通路２４のための層状の管によって提供される。押出し成形されたマイラー又はＰＴＦＥ等の外側層６２が、押し出し成形されたＰＴＦＥ又は冷媒と両立可能なその他の材料等の内側層６４を包囲している。内側層６４及び／又は外側層６２は、層６２と６４との間に間隙６６を形成及び維持するためのリッジ又はセパレータを有している。間隙６６は、熱移動をさらに低減するために、空気、絶縁体又はその他の材料で充填されている。
【００２５】
再び図１を参照すると、ポンプ２８の目的は、閉鎖された流体通路２４に冷媒を再循環させることである。ポンプ２８は、一体化された電気モータを有している。ポンプ２８は、流体を移動させるために、遠心的な、定置の変位、ダイヤフラム又はその他の方法を使用することができる。ポンプ２８は、トランスデューサアセンブリ１２のコネクタ２６内に配置されている。ポンプ２８は、熱伝導性シュー３２とは別個であるか又は熱伝導性シュー３２に組み込まれている。電力は、コネクタ２６と超音波システム１４との電気的相互接続部又は接点等を介して、超音波システム１４からポンプ２８に提供される。ポンプ２８は、流体通路２４内を通過する冷媒に関連した摩擦損失を克服するように冷媒の圧力を上昇させる。
【００２６】
択一的な実施形態において、ポンプ２８は超音波トランスデューサアセンブリ１２内に配置されており、超音波システム１４に配置されたモータと機械的に相互接続されている。モータによって回転させられるシャフトはポンプ２８を作動させる。１つの実施形態において、シャフトは、ポンプシャフトとモータシャフトとを一緒に、トランスデューサアセンブリコネクタ２６と超音波システム１４のコネクタとの間に接続するための、解離可能なリンク機構若しくは連結器を有している。別の実施形態において、連結は、機械的境界面を持たない磁気的なものである。駆動モータは、超音波システム１４によって便利に電力供給されることができる位置にある。超音波システム１４において利用可能な電力の量は、通常の相互接続方法によってコネクタ２６に伝達させられることができる量よりも大きい。これは、冷却システムが比較的大きな量の電力を消費するので、コネクタ２６内に配置された冷却システムのために役立つ。空間消費するシールディング又は電気的なフィルタリングの実施の実用性により、駆動モータをイメージングシステム１４内に配置することに対するＲＦＩ利点もある。
【００２７】
再び図１を参照すると、ばね３４は１つ又は多数のばねであり、熱伝導性シュー３２と４０との間に垂直力を生ぜしめることができる。熱伝導性シュー３２とコネクタ熱伝導性シュー４０との間に垂直力を提供するためにレバーアーム又はその他の装置が付加的に又は択一的に使用されることができる。垂直力は、２つの伝導性シュー３２，４０の間の熱的相互結合の効率を改良する。
【００２８】
熱伝導性シュー３２は、板、ブロック又はその他の成形された材料である。銅、金めっきされた銅、銀、アルミニウム、その他の金属又はその他の熱伝導性材料が使用される。熱伝導性シュー３２の係合面３０は、平坦であり、１／２〜２平方インチ等の表面積を有している。別の実施形態においては、表面３０は、平坦でなく、例えば、対応するスリットに嵌合するためのフィンを有している。熱伝導性シュー３２は、流体通路２４の回路等の、１つ又は２つ以上の流体チャネルを有する。熱伝導性シュー３２内のチャネルは、より温暖な冷媒２４からより低温の熱伝導性シュー３２への熱移動の効率を最大化するように設計されている。流体通路２４のチャネルは、互いから約３ｍｍ離れているが、１つ又は複数のループを備えたより大きな又はより小さな分離が提供されることができる。トランスデューサハウジング１８からの加熱された冷媒２４は、熱伝導性シュー３２内を循環させられ、この熱伝導性シューにおいて、より低温の熱伝導性シュー４０への熱移動により冷媒温度は１５度低下させられる。
【００２９】
超音波システム１４において、他の熱伝導性シュー４０は、トランスデューサアセンブリ１２の熱伝導性シュー３２と同じ又は異なる材料、形状及び構造である。システム熱伝導性シュー４０は、コネクタ２６が超音波システム１４と結合された場合にトランスデューサアセンブリ１２の中実の熱伝導性シューと接触又は係合するように動作可能な中実な材料である。伝導性シュー３２，４０は、流体の受渡しのない熱的相互接続を提供し、熱は伝導によって伝達される。コネクタ２６又はシステム１４におけるばね３４又はその他の構造によって生ぜしめられる平坦な係合面及び／又は中間の垂直力は、効率的な熱通路又は結合を保証する。システム熱伝導性シュー４０の温度は−１０℃であり、係合するシューの間に２度の温度差を生じ、これにより、廃熱をシステム１４内に伝達させる。
【００３０】
システム熱伝導性シュー４０は、超音波システム１４における冷却システムへ熱を移動させるための特徴を有する。冷媒通路４６は、システム熱伝導性シュー４０を貫通しているか又はシステム熱伝導性シューの脇を通過している。冷媒通路４６は、冷媒を内包する銅、その他の金属又はその他の両立可能な材料である。フレオン１３４ａは、冷媒通路４６内の種々異なる位置において蒸気及び液体状態で存在する冷媒の例である。冷媒通路４６は、システム気化器熱伝導性シュー４０に隣接したところから又はシステム気化器熱伝導性シューにおいて、圧縮機４８を通ってコンデンサ５０まで延びており、オリフィス４４を通って気化器４０へ戻っている。流体通路４６は、閉ループを形成していて、イメージングシステム１４内に配置されており、トランスデューサアセンブリ１２の流体通路２４とは別個である。
【００３１】
蒸気の形式の冷媒が圧縮機４８を通過すると、冷媒の温度は、実質的に断熱圧縮によって、周囲空気の温度よりも著しく高い温度にまで上昇させられる。次いで、この高温で高圧の蒸気は圧縮機５０へ移動し、この圧縮機において大きな熱がコンデンサ５０の内面へ移動させられる。熱が蒸気から取り出されると、蒸気は凝縮して、ほぼ同じ温度の液体になる。ほぼ等温の相変化から解放されたこの熱は蒸発潜熱と呼ばれる。高圧冷媒がコンデンサ４０から出る時、冷媒はほとんど液体である。冷媒の温度は、コンデンサに進入する高圧蒸気の温度とほぼ同じである。
【００３２】
高圧液体は、気化器への入口におけるオリフィス４４へ移動する。流れる液体の圧力は、オリフィス４４を通過し、気化器４へ進入すると低下する。低圧の液体冷媒は、気化器４０において蒸気へ急速に気化し、気化器４０の内側通路から所要の蒸発潜熱を抜き取る。気化器４０から抜き取られた熱は、温度を低下させる。結果的な低圧で低温の気体の冷媒は、連続的なプロセスを繰り返すために圧縮機４８に戻される。
【００３３】
１つの実施形態において、オリフィス４４の寸法は、達成される冷却の量を制御するために使用されることができるように、調整可能である。小さなオリフィスは高い熱移動率に関連している。オリフィス寸法が増大されると、コンデンサにおける冷媒の背圧が低下する。その結果、圧縮機４８を横切る圧力上昇が減じられる。圧縮機４８からの、コンデンサ５０に進入する結果的なより低い冷媒温度は、熱移動率を減じる。オリフィスが完全に開放されると、圧縮機を作動させるために使用されるエネルギは、熱となり、気化器４０に実際に温度を上昇させる。択一的な実施形態において、オリフィス４４は異なる位置に位置決めされている。例えば、熱伝導性シュー４０内に組み込まれているか、又は熱伝導性シュー４０から離れている。
【００３４】
熱交換器５０は、液体／空気熱交換器又はコンデンサとして働く構造体に隣接した又はこの構造体内における流体通路４６を備えた金属又はその他の構造である。熱（例えば５０℃）を大気へ移動させるためにフィン５２が設けられている。熱は、放射又は強制された対流によって周囲空気へ散逸させられるために、システム熱伝導性シュー４０（気化器）からコンデンサ５０へ移動させられる。温度勾配を増大するためのエネルギは、圧縮機４８によって供給される。熱交換器に低温の周囲空気を循環させるために、小さなファン５４が使用される。別の実施形態において、他のコンポーネントを冷却するためにシステム内において既に使用されたファンは、空気循環を提供する。
【００３５】
冷却システム４９は、熱伝導性シュー４０を、周囲空気の温度よりも低い温度に維持する。その結果、トランスデューサアセンブリ１２内に、より急な温度勾配が提供される。したがって、より多くの熱が、トランスデューサ１５から抜き取られ、大気中へ散逸される。この例において、熱伝導性シュー３２における熱境界面は、−１０℃である。冷却システムが設けられていないと、熱伝導シュー４０は、２５℃の最低温度、すなわち大気温度である。
【００３６】
能動的な冷却システムを設計するための複数の方法がある。概して、冷却移動は熱勾配を上昇させる。これは、熱が伝導、放射又は対流を介してより高温の領域からより低温の領域へ流れる通常の状況に対抗する。電気エネルギ又はその他の形式のエネルギが、能動的な冷却装置４９に供給されなければならない。冷却はエネルギの外部の形式を使用するが、能動的な冷却トランスデューサアセンブリ１５に提供された場合、冷却は、そうでない場合に可能であるよりも著しく大きな量の熱を抜き出すことを可能にする。
【００３７】
図３は、冷却システム４９の択一的な実施形態を示している。冷却システム４９は、ファン５４と、フィン５２と、アダプタ７２と、ばね７４と、熱電装置７０とを有している。付加的な、異なる又はより少ないコンポーネントが提供されることができる。例えば、ファン５４、フィン５２、アダプタ７２及び／又はばね７４は設けられていなくてもよい。トランスデューサ１２は、図１において上に説明されたものと機能的に同じである。
【００３８】
熱電装置７０は熱電冷却装置である。熱電冷却装置は、ＤＣ電流が提供された時に熱を溶融された異なる金属面の間に流れさせるためにペルチエ効果を活用する。１つの実施形態において、熱電冷却装置７０は、１．７５インチ×１．５６インチ装置であり、約０．０９３インチの厚さである。このような熱電冷却装置７０は、約１００ワットの電力を使用して２０度の温度勾配に対して熱の形式で５０ワットの電力を移動させることができる。Marlow XLT2385 は、商業的に利用可能な熱電冷却装置の例である。４０ワットの熱は、９アンペアのＤＣ電流と５．５ボルトの電位差とを使用することによって、３０℃の構造体から５０℃の隣接する構造体へ移動させられる。したがって、５０ワットは低温面に入り、９０ワットは高温面から出る。米国特許出願連続番号第１０／１８３３０２号明細書に開示されたその他の熱電装置７０を使用することができる。この明細書の開示内容は引用により本明細書に記載されたものとする。熱容量のより大きな又はより小さな量を備えた多かれ少なかれ効率的な装置は、より大きな又はより小さな勾配のために提供されることができる。
【００３９】
より大きな温度上昇に亘って熱を上昇させるために、多数の熱電装置７０が直列に縦続接続されている。与えられた温度上昇に亘って上昇させられる熱の量を増大するために、多数の熱電装置７０が並行に位置決めされている。付加的な熱電装置７０は付加的なエネルギを使用する。図３に示された例の場合、４０ワットの熱が、４つの熱電装置７０、すなわちこの例においては２つの２列の積層体が並列されている、を使用してシステム熱伝導性シュー４０（−１０℃）から押出しアダプタ７２（５０℃）へ上昇させられる。図４は、この構成のサーマルダイアグラムである。この例において、合計で２３０．６ワットの電力が、４０ワットの熱を−１０℃から＋５０℃に上昇させるために必要とされる。したがって、合計で２７０．６ワットが、４８℃において金属フィン付き構造５２から２５℃の大気へ散逸させられる。この例のために、約０．１８５℃／ワットの熱抵抗を備えたファン／熱交換器アセンブリ（５２及び５４）が使用される。
【００４０】
図１に示された蒸気／液体冷却システムを有するコンポーネントと比較して、熱電装置７０は比較的小さく、概して効率も低い。熱電装置に基づく冷却システムは、その寸法により複数のパッケージング上の利点を提供する。付属の熱電冷却装置を作動させるための電力は、別個のソースから供給されるか、又はイメージングシステム又は遠隔位置に配置された電池又は燃料電池によって電力供給されるイメージングシステムから抜き取られることができる。熱電冷却装置は、コンパクトな寸法を有するので、高められた冷却システムが、付属品として既存のイメージングシステムに取り付けられることを許容する。
【００４１】
再び図３を参照すると、アダプタ７２は、熱電装置７０をシステム熱伝導性シュー４０に対して挟むように寸法決め及び成形された、アルミニウム、銅、その他の金属又はその他の熱伝導性材料である。シュー４０及びアダプタ７２は、１つ又は２つ以上のばね７４、圧縮されたゴムスペーサ、又はアダプタ７２を熱電装置７０に対して配置するために働くその他の材料を介して接続されてもいる。択一的に、金属フィン付き構造５２が、アダプタ７２を使用することなく、熱電装置７０をシュー４０に対して押し付ける。
【００４２】
図５及び図６は、付加的な能動的冷却装置８０を超音波トランスデューサアセンブリ１２内に提供する２つの他の実施形態を示している。図５は、トランスデューサコネクタ２６内の付加的な能動的冷却装置８０を示しており、超音波システム１４における熱電装置７０を備えている。図６は、超音波システム１４に配置された蒸気／液体冷却システム４９に加えて、コネクタ２６内の付加的な能動的冷却装置８０を示している。付加的な能動的冷却装置８０は、超音波アセンブリ１２のコネクタ２６における熱伝導性シュー３２に隣接して位置決めされた１つの又は多数の熱電冷却装置である。付加的な能動的熱電装置８０は、作動するために５０＋ワット又はその他の量の電気エネルギを使用する。付加的な能動的冷却装置８０は、付加的な能動的冷却装置８０によって使用されるワット数のために作動可能な超音波システム１４との１つ又は２つ以上の相互接続部又は電気接点を介して電力供給される。コネクタ２６内に配置された小さな冷却システム（蒸気／ガス）は、トランスデューサアセンブリコネクタ２６におけるさらなる能動的冷却を提供するために、超音波システム１４に離れて配置されたモータによって動力供給される。
【００４３】
図５を参照すると、アダプタ８２はシステム熱伝導性シュー４０と係合しており、平らな面を提供している。アダプタ８２は、銅、金めっきされた銅又はその他の熱伝導性材料である。ばね７４又は３４は、付加的な能動的冷却装置８０をアダプタ８２とシュー３２との間において押圧している。
【００４４】
付加的な能動的冷却装置８０は、流体通路２４における冷媒がはるかに低い温度にあるとしても、大気により近い温度を有する、例えば約２０〜２５℃である、システム熱伝導性シュー４０とアダプタ８２との係合面を生じる。熱伝導性シュー４０とアダプタ８２とは、大気から湿気を凝縮させにくい又は凍結させにくい。例えば、付加的な能動的冷却装置８０は約３３℃の温度勾配を提供する。アダプタ８２は２５℃である。システム熱伝導性シュー４０は約２３℃である。図５の場合、超音波システム１４における熱電冷却装置７０は、アダプタ７２が５６℃であるように３３℃の温度上昇を提供する。熱交換器フィン５２は５３℃であり、空気は２５℃の周囲温度から４５℃にまで加熱される。
【００４５】
図６の場合、オリフィス４４に進入する、液体の形式の冷媒は、５０℃で、１４８ｐｓｉである。冷媒がオリフィス４４を通過すると、圧力は２０ｐｓｉにまで低下し、温度は−２０℃にまで低下する。冷媒が気化器シュー４０内を通過すると、冷媒は液体から蒸気に変化する。シュー４０から出る気体冷媒は、２０ｐｓｉにおいて約−１５℃である。圧力が圧縮機４８において２０ｐｓｉから１４８ｐｓｉにまで上昇すると、温度は５０度にまで上昇する。冷媒がコンデンサ５０において液体に凝縮した後、冷媒温度は依然として５０℃である。このようにサイクルは反復される。フィン５２に流入させられる周囲空気は、排出される前に２５℃から４０℃にまで上昇する。
【００４６】
図７は、超音波システム１４における冷却システム４９が、ヒートパイプ９０及び／又は熱貯蔵タンク９２をも有している。熱除去率は、フィン９５及びファン５４だけを使用する率を超える。
【００４７】
ヒートパイプ９０は、蒸気及び液体形式の熱移動媒体を含む、アルミニウム、銅、又はその他の材料から成る閉鎖された構造である。ヒートパイプ９０の直径は約１／４インチであるが、これよりも大きくても小さくてもよい。熱伝達媒体は、水、アルコール、アセトン、フレオン又はその他の物質である。高い蒸発潜熱を備えた材料が、ヒートパイプの性能を最大化するために好適である。アダプタ７２から気化器区分へ伝達された熱は、液体によって吸収され、液体を蒸気に変化させる。蒸気が発生されると、蒸気は、僅かにより低温のコンデンサ区分に向かって移動し、このコンデンサ区分において蒸気は、ヒートパイプ９０の内壁に蒸発熱を引き渡した後に液化する。気化及び凝縮は実質的に同じ温度で生じるので、ヒートパイプ９０は、金属等の同様の中実な材料と比較した場合極めて高い有効熱伝導率を有する。比較的小さなヒートパイプ９０は、極めて小さな温度勾配で大きな量の熱を伝達することができる。凝縮された液体は、重力を用いて、又は液体の毛管作用動作を活用する構造又はメッシュを使用して、気化器区分へ戻される。
【００４８】
熱貯蔵タンク９２は、相変化媒体９１を収容するための金属又はその他の材料構造である。熱貯蔵タンク９２を使用して、トランスデューサ１５からの熱除去率は、熱を大気中へ散逸させるためのシステムの能力を超えることができる。廃熱は、トランスデューサ１５によって、又はトランスデューサハウジング１８又はコネクタ２６に配置された能動的エレクトロニクスによって生ぜしめられるのと同じ早さで大気中へ散逸させられない。さもなければ散逸させられない廃熱は、後で散逸させられるように、相変化媒体９１に貯蔵される。セチルアルコールが、約５０℃の溶融温度と比較的高い溶融熱とを備えたこのような媒体の例である。したがって、システムは定常状態において連続的に動作しない。診断作業は概して連続的に行われないので、この特定のシステムは、診断超音波機器のために実用的である。
【００４９】
ヒートパイプ９０のコンデンサ区分は、熱貯蔵タンク９２内に配置された熱伝導性の液化機構造９４に熱的に共通である。液化機９４によって媒体９１に伝達された熱は、媒体の量を、固体から液体に変換させ、その材料のための溶融熱と一貫している。気体／液体熱交換器（固化機）９６も、熱貯蔵タンク９２内に内包されている。固化機９６及びフィン９５は、銅、アルミニウム、又はその他の熱伝導性材料である。熱は、固化機９６及びフィン９５によって、より温暖な液体媒体９１からより低温な周囲空気へ伝達される。液体からのこの溶融熱の除去は、媒体を固化させる。固化機から周囲空気への熱伝達は、ファン５４の存在によって高められる。液化機９４の熱伝達面が固化機９６の対応する表面と近いことが、貯蔵タンク９２内の液体媒体９１を物理的に循環させるためのポンプの必要性を最少限にするか又は排除する。択一的に、熱貯蔵タンク９２におけるポンプが、液体媒体９１を液化機フィン９４の近傍から固化機９６へ移動させる。
【００５０】
この例において、トランスデューサハウジング１８内の能動的冷却ハードウェア２０，２２は、トランスデューサ１８から４０ワットの率で熱を抜き取る。熱電冷却装置７０により、合計２７０．６ワットが、媒体９１に貯蔵されるか又はフィン９５によって大気へ散逸させられる。ファン５４及びフィン付きラジエータ９６が、７５ワットしか大気へ散逸できないならば、トランスデューサ１５が一時間全出力で使用されると、０．１９５キロワット時のエネルギが貯蔵される。固化機９６から周囲空気への熱の散逸率は、より攻撃的なファン５４を使用して空気速度を高めることによって、又は固体／空気熱伝達面の表面積を増大することによって増大されることができる。熱伝達率を高めることの利点は、熱電装置に提供されなければならないエネルギ量が減少するということである。
【００５１】
図８を参照すると、冷却システム４９は、熱伝導性シュー４０の温度を直接調整するように、又は音響窓１６の温度を間接的に調整するように制御されることができる。マイクロコントローラ、現場でプログラム可能なゲートアレイ、アナログ回路、デジタル回路又はその他の制御装置等のプログラム可能な制御装置は、熱伝導性シュー４０内に配置されたセンサ１０２によって測定された温度に基づいてオリフィス４４、圧縮機４８、ファン５４及び／又はポンプ２８の動作を制御する。制御装置は、トランスデューサアセンブリ１２又はイメージングシステム１４に物理的に配置されることができる。これに加えて又は択一的に、熱電対、サーミスタ又はＲＤＴ（抵抗温度検出器）等の温度センサ１０２が、トランスデューサ１５、熱交換器２２、トランスデューサアセンブリシュー３２、システムシュー４０内に又はこれらの近傍に、及び／又はその他の位置、例えば流体通路２４及び／又は４６内に位置決めされている。
【００５２】
ハウジング１８内に配置されたトランスデューサ１５、トランスデューサ支持エレクトロニクス、及び／又はコネクタ２６に配置された能動的エレクトロニクスにおいて生ぜしめられる熱の量は、これらのコンポーネントの設計と、患者からの診断情報を得るためにそれらのコンポーネントが使用される形式とに依存する。コンポーネントからの信頼できる熱除去は、トランスデューサ表面温度が規制限界を超えないこと、及びエレクトロニクスコンポーネントが過剰温度によって損傷を受けないことを保証するために使用される。
【００５３】
能動的冷却システム、特に冷却能動冷却システムは、作動中にかなりの量のエネルギを消費する。これらのシステムの幾つかのコンポーネントは、周囲空気温度よりも低い温度に維持される。これらの低い温度は、大気水分の凝縮及び／又は霜の形成を生じる可能性がある。冷却システムコンポーネントを作動させる制御装置は、凝縮又は結霜を回避又は制限するために使用されることができる。トランスデューサの廃熱の除去率は、複数の方法で制御されることができる。熱電冷却装置７０，８０を用いる場合、熱除去率は、装置を通過させられる電流の大きさによって決定される。電流を反転させることにより、熱電装置は反対方向に熱を搬送し、加熱効果を提供する。蒸気／液体冷却アプローチの場合、熱除去率は、膨張弁（オリフィス４４）の調整によって、圧縮機４８のオンとオフとを繰り返すことによって、又はコンデンサを通る空気流を制御することによって、制御されることができる。
【００５４】
イメージング超音波システム１４はトランスデューサアセンブリ１２の動作を制御するので、トランスデューサコンポーネントにおいて生ぜしめられる廃熱の量は、事前の実験的試験に基づいて評価されてもよい。上述の温度検出に加え、制御装置は、トランスデューサアセンブリ１２の動作に関連したアルゴリズムに基づいて様々な作動モードのための廃熱除去率を制御することができる。例えば、トリガコントラストエージェントイメージングの場合よりも連続波イメージングの場合に、より多くの廃熱除去が提供される。
【００５５】
図８を参照すると、別の又は付加的な実施形態において、冷却システムを制御するために使用される情報を提供するために、熱伝導性シュー４０に配置された温度センサ１０２又はトランスデューサ１５に配置された温度センサ１０１が使用されることができる。予め設定された値よりも大きな温度が検出された場合には、熱除去率が増大される。同じ値又はその他の予め設定された値よりも低い温度の場合には、熱除去率は減少させられる。増減の量は、その他のしきい値に基づいてよい。１つの実施形態において、所定の範囲に温度を維持するために、熱除去システムは最少限のレベルで作動させられる。
【００５６】
別の実施形態において、熱除去制御システムは、トランスデューサが使用されていないときに熱伝導性シュー３２及び４０の温度を制御するように最適化されている。通常の作業中、シュー３２及び４０は、周囲空気温度よりも著しく低い温度で作動する。このことは、大気からの水分の凝縮を生じるこ可能性がある。水分が、コネクタ２６又はイメージングシステム１４におけるデリケートなエレクトロニクスに進入すると、信頼性の問題が生じるおそれがある。極端な場合には、導電性シュー３２及び／又は４０に形成された水分は凍結することができる。このことは、イメージングシステム１４からトランスデューサアセンブリの取外しを妨げるか、イメージングシステムへのトランスデューサの据付を妨げる。
【００５７】
熱電冷却装置及び蒸気／ガス冷却システム４９は、図３に示されたシュー３２，４０に熱を生ぜしめるために作動させられてもよい。熱電冷却装置７０は、通常作動様式とは逆の極性を備えたＤＣ電流によって動力供給される。この形式で作動させられると、熱電装置は実際にはヒータになる。図８に示された液体／蒸気冷却システムを使用する実施形態において、圧縮機４８は、反転された方向で作動させられることができ、熱伝導性シュー４０の温度を上昇させる。熱伝導性シュー４０を加熱する択一的な方法は、前記のように、オリフィス４４を開放させることである。
【００５８】
図８は、熱電冷却装置７０，８０又は圧縮機４８以外に又はこれらに加えてヒータ１００を使用する１つの実施形態を示している。ヒータ１００は、電気カートリッジヒータを含む。ヒータ１００と、１つ又は２つ以上の温度センサ１０２が、システム熱伝導性シュー４０及び／又はトランスデューサアセンブリ熱伝導性シュー３２に又はこれらに隣接して配置されているか、又は温度センサは設けられていない。２つのヒータ１００が示されているが、１つ又は３つ以上のヒータが設けられていてもよい。閉ループ温度制御装置は、シュー４０の温度を決定し、予めプログラムされた温度レベル、例えば大気温度を維持するためにヒータ１００にどれだけの電流を提供するかという決定を行うために使用される。この制御装置は、イメージングシステムの作動要求をも監視し、予めプログラムされた温度レベルを無効にし、及び／又は冷却を提供するように圧縮機４８を作動させる。
【００５９】
超音波トランスデューサを冷却するための方法が提供される。この方法は、上の実施形態のうちの１つ又は異なる実施形態を使用した。能動的な冷却は、冷却によって超音波システム内において行われる。例えば、超音波システムは、医療的診断使用のための、カートに取り付けられたイメージング装置である。超音波システムにおけるビーム発生装置及び画像処理装置は、診断画像又は情報を提供する。冷却装置も、同じカートリッジ、ハウジング又はフレーム等の、超音波システム内に位置決めされている。
【００６０】
トランスデューサアセンブリは、超音波エネルギで患者をスキャンするために、超音波システムと解放可能に解離可能である。作動中、トランスデューサ及びあらゆる一体化された能動的エレクトロニクスは熱を発生する。この熱は、超音波トランスデューサから伝導又は伝達される。超音波システム内の冷却に応答して、熱は、超音波トランスデューサと超音波システムとの間の流体接続なしに、超音波システムに伝導される。流体の伝達の代わりに、熱は、個々のコネクタを介してトランスデューサアセンブリから超音波システムへ伝導される。超音波トランスデューサアセンブリコネクタにおける熱ブロックは、超音波システムコネクタにおける熱ブロックと係合させられている。熱は熱ブロックを介して伝導される。
【００６１】
１つの実施形態において、冷却システム４９は、イメージングシステム内又はコネクタ２６とイメージングシステム１４との間に位置決め可能なアダプタに配置されている。アダプタは、能動的な冷却のための既存のシステムを改装するために使用される。トランスデューサアセンブリ１２のコネクタ２６は、アダプタにおけるシュー４０との伝導性係合のためのシュー３２を有している。
【００６２】
様々な実施形態を引用することによって発明が上に説明されたが、発明の範囲から逸脱することなく多くの変更がなされることができることが理解されるべきである。したがって、前記の詳細な説明は、限定ではなく例示的であると見なされ、発明の精神及び範囲を定義するのは、全ての均等物を含む請求項であることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】超音波トランスデューサのための能動的な冷却システムの第１の実施形態を示す図である。
【図２】流体ベースの能動的な冷却システムのためのトランスデューサアセンブリケーブルの１つの実施形態を示す断面図である。
【図３】超音波トランスデューサのための能動的な冷却アイスステムの第２の実施形態を示す図である。
【図４】熱流図の１つの実施形態を示す図である。
【図５】超音波トランスデューサのための能動的な冷却システムの第３の実施形態を示す図である。
【図６】超音波トランスデューサのための能動的な冷却システムの第４の実施形態を示す図である。
【図７】超音波トランスデューサのための能動的な冷却システムの第５の実施形態を示す図である。
【図８】超音波トランスデューサのための能動的な冷却システムの第６の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０  冷却システム、  １２  超音波トランスデューサアセンブリ、  １３  ケーブルアセンブリ、  １４  超音波システム、  １５  トランスデューサ音響コンポーネント、  １６  音響窓、  １８  ハウジング、  ２０  熱板、  ２２  熱交換器、  ２４  流体通路、  ２６  コネクタ、  ２８  再循環ポンプ、  ３０  係合面、  ３２  熱伝導シュー、  ３４  ばね、  ２６  コネクタ、  ４０  気化器、  ４４  オリフィス、  ４８  圧縮機、  ４９  冷却システム、  ５０  コンデンサ、  ５２  フィン、  ５４  ファン、  ６０  導体、  ６２  外側層、  ６４  内側層、  ６５  空隙、  ７０  熱電装置、  ７２  アダプタ、  ７４  ばね、  ８０  能動的冷却装置、  ８２  アダプタ、  ９０  ヒートパイプ、  ９１  相変化媒体、  ９２  熱貯蔵タンク、  ９４  液化機、  ９５  フィン、  ９６  固化機、  １００  ヒータ
【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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