(57)【要約】　　　（修正有）【課題】画像化プローブの先端を冷却する冷却系及び方法を提供する。【解決手段】冷却系５００は、冷媒をその内部で周縁させるためのコンジット５０２と、循環される冷媒と流体連通し、循環される冷媒から熱を除去する手段を有する熱交換器５０３から成り、コンジットの少なくとも一部は、プローブの先端３０の外面の付近にある。コンジットは、熱交換器からプローブの先端に循環される冷媒を供給する流入冷却線と、プローブの先端から熱交換器に延在し、プローブの先端から熱交換器に循環される冷媒を供給する流出冷却線を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　プローブの先端の外面において、上記先端を介して、上記先端に接触する生物学的組織に向けて音響信号を発信し、且つ、その生物学的組織から音響信号を受信するプローブを有する超音波撮像装置用の冷却系であって、
　冷媒をその内部で循環させるためのコンジットと、
　上記循環される冷媒と流体連通し、上記循環される冷媒から熱を除去する手段を有する熱交換器と、を含み、
　上記コンジットの少なくとも一部は、上記プローブの上記先端の上記外面の付近にある、又は、上記外面に接触する冷却系。
【請求項２】
　上記コンジットは、
　上記先端の上記外面に結合する第１のメンブレンと、
　上記第１のメンブレンの周縁部に接続され、上記第１のメンブレンとの間に空洞を形成する第２のメンブレンと、
　上記空洞及び上記熱交換器と流体連通し、上記循環される冷媒を、上記熱交換器から上記空洞に供給する流入冷却線と、
　上記空洞及び上記熱交換器と流体連通し、上記循環される冷媒を、上記空洞から上記熱交換器に供給する流出冷却線と、を含む請求項１記載の冷却系。
【請求項３】
　上記冷媒を、上記コンジット内で循環させることを可能にする循環手段を更に含む請求項１記載の冷却系。
【請求項４】
　上記プローブの上記先端の上記外面に位置付けられるセンサ、及び、上記センサからの信号を受信するよう適応されるプロセッサを有し、上記循環手段及び上記熱交換器のうち少なくとも一方を制御する制御系を更に含む請求項３記載の冷却系。
【請求項５】
　上記超音波撮像装置は更に、上記プローブとデータを交換する手段と、上記プローブに送信されるデータ及び上記プローブから受信するデータを処理する処理手段と、データを表示する表示手段と、データを送信する送信手段を有するコンソールを含む請求項１記載の冷却系。
【請求項６】
　上記コンジットは、上記熱交換器から上記プローブの上記先端に延在し、上記循環される冷媒を、上記熱交換器から上記プローブの上記先端に供給する流入冷却線と、上記プローブの上記先端から上記熱交換器に延在し、上記循環される冷媒を、上記プローブの上記先端から上記熱交換器に供給する流出冷却線と、を含む請求項５記載の冷却系。
【請求項７】
　上記流入冷却線及び上記流出冷却線は、上記伝送手段を収容するケーブルの中を通り延在する請求項６記載の冷却系。
【請求項８】
　上記熱交換器は、上記プローブ内に収容される請求項１記載の冷却系。
【請求項９】
　上記プローブは、筐体内に収容され、
　上記コンジットの一部は、上記プローブの上記先端から、上記筐体の外面に沿って延在する請求項１記載の冷却系。
【請求項１０】
　上記プローブの上記先端を介して伝搬される音響エネルギーは、上記コンジットの窓部を介して伝搬され、
　上記窓部は、少なくとも１つのメンブレンから形成され、
　上記窓部の外面は、生物学的組織に接触するよう構成され、
　上記窓部の上記外面を形成するメンブレンは、変形可能である請求項１記載の冷却系。
【請求項１１】
　上記コンジットは、上記プローブの上記先端に接触するメンブレンを含む請求項１記載の冷却系。
【請求項１２】
　上記メンブレンは、変形可能である請求項１１記載の冷却系。
【請求項１３】
　上記窓部の上記外面を形成する上記メンブレンは、潤滑結合を与える請求項１０記載の冷却系。
【請求項１４】
　上記循環される冷媒は、気体、液体、及び、スラリーからなる群から選択される請求項１記載の冷却系。
【請求項１５】
　超音波撮像装置の振動子プローブの先端を冷却する方法であって、
　上記先端の外面に沿って冷媒を循環させる段階と、
　上記冷媒をヒートシンクに供給する段階と、
　上記ヒートシンクを用いて上記冷媒から熱を除去する段階と、を含む方法。
【請求項１６】
　プローブの先端の外面において、上記プローブの上記先端を介して、上記プローブの上記先端に接触する生物学的組織に向けて音響信号を発信し、且つ、その生物学的組織から音響信号を受信するプローブと、
　冷却系と、を含む超音波撮像装置であって、
　上記冷却系は、
　冷媒をその内部で循環させるためのコンジットと、
　上記循環される冷媒と流体連通し、上記循環される冷媒から熱を除去する手段を有する熱交換器と、を含み、
　上記コンジットの少なくとも一部は、上記プローブの上記先端の上記外面の付近にある、又は、上記外面に接触する、超音波撮像装置。
【請求項１７】
　上記冷却系は更に、上記冷媒を、上記コンジット内で循環させることを可能にする循環手段を含む請求項１６記載の超音波撮像装置。
【請求項１８】
　上記冷却系は更に、上記プローブの上記先端の上記外面に位置付けられるセンサ、及び、上記センサからの信号を受信するよう適応されるプロセッサを有し、上記循環手段及び上記熱交換器のうち少なくとも一方を制御する制御系を含む請求項１７記載の超音波撮像装置。
【請求項１９】
　上記プローブは、筐体内に収容され、
　上記コンジットの一部は、上記プローブの上記先端から、上記筐体の外面に沿って延在する請求項１６記載の超音波撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、一般的に、画像化プローブに係り、より具体的には、画像化プローブの先端を冷却する系及び方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
　超音波診断技術は、一般的に、超音波振動子プローブを用いた生物学的組織の撮像が関連する。プローブは、超音波を送信し、組織から反射した超音波エコーを受信する振動子を含む。振動子は一般的に、選択された撮像領域において、患者の体表面上に置かれるか、又は、患者の体内腔に置かれる。超音波振動子は、超音波を生成し、撮像領域に超音波を方向付ける。次に、振動子は、撮像領域から反射された超音波を受信し、受信した超音波を、診断画像を形成するよう処理される電気信号に変換する。
【０００３】
　超音波発信時に、音響損失が熱に変換されることにより、熱が蓄積される。プローブの表面に蓄積可能な熱量に関する所定の制限は、管理業者によって設定されるか、又は、規定される。一般的に、プローブの先端の表面温度を所定の温度か、又は、周囲温度から所定の増加であるよう制限し、従って、音響出力を制限する。最適な振動子性能は、プローブ先端の表面温度が、音響出力に関係なく、周囲温度といった特定の温度に維持されるときに得られる。
【０００４】
　超音波プローブの熱管理に対し、多くの方法が提案されている。従来の方法は、熱源からの熱を、プローブの本体及びハンドル内に伝達することによって、振動子構造体を受動的に冷却することを指示する。特許文献１（Ｓｌｉｗａ　Ｊｒ．外）は、開ループ冷却系、閉ループ循環冷却系、熱電冷却系、及び、蒸発装置／液化装置系を用いた能動冷却法を教示する。特許文献２（Ｓｎｙｄｅｒ）は、振動子構造体からの熱を、熱伝導体として用いられるケーブル部品を介して伝達することを教示し、また、別の実施例では、ケーブル部品は、循環冷却系を含む。特許文献３（Ｋｅｌｌｙ　Ｊｒ．外）は、プローブの筐体内にあり、振動子の付近にある集積回路からの熱の伝達法を教示し、この熱の伝達は、循環冷却系によって与えられる。
【０００５】
　上述した方法は、プローブの内部にある、従って、撮像される生物学的組織から離れている振動子構造体の一部からの熱を取る、又は、振動子構造体の一部を冷却する。しかし、熱の主なる発生源は、生物学的組織に最も近いプローブの領域、即ち、音響エネルギーが生物学的組織に向けて発信される振動子領域と、生物学的組織と接触する隣接レンズである。そのレンズを介して、音響エネルギーは、生物学的組織に焦点が合わされ且つ方向付けられる。従って、熱源からの熱を伝達し、規定される温度制限に温度を制御するために、生物学的組織と接触するプローブの領域、即ち、プローブ先端からの熱を伝達する又はプローブ先端を冷却する方法が必要である。
【０００６】
　特許文献２は更に、プローブの遠位端にある音響的構成要素に形成される非常に熱伝導性の高いダイアモンド又はダイアモンドのような炭素系の材料からなるフィルムから構成される熱強化層を教示する。しかし、ダイアモンドフィルムは、適切な音響結合のためには、非常に薄くなくてはならず、このことは、そのフィルムの生物学的組織と熱結合する能力を制限してしまう。更に、ダイアモンドフィルムの熱伝導は固定されており、調節可能ではない。更に、伝達される熱は、プローブから生物学的組織に伝達されるか、又は、生物学的組織からプローブに伝達される。この方法は、いずれも、熱伝達の目的を没却する。従って、音響及び熱結合を向上するために、画像化プローブの先端から熱を伝達する、又は、画像化プローブの先端を冷却する方法が依然として必要である。
【特許文献１】米国特許第５，５６０，３６２号
【特許文献２】米国特許第５，７２１，４６３号
【特許文献３】米国特許第５，９６１，４６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
　本発明は、プローブを有する超音波撮像装置用の冷却系を提供することを目的とするが、超音波撮像装置のプローブは、プローブの先端の外面において、プローブの先端を介して、プローブの先端に接触する生物学的組織に向けて音響信号を送信し、且つ、その生物学的組織から音響的信号を受信する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　本発明の冷却系は、冷媒をその内部で循環させるためのコンジットと、循環される冷媒と流体連通し、循環される冷媒から熱を除去する手段を有する熱交換器を含み、コンジットの少なくとも一部は、プローブの先端の外面の付近にある、又は、外面に接触する。
【０００９】
　冷却系は、冷媒をコンジット内で循環させることを可能にする循環機装置と、プローブの先端の外面に位置付けられるセンサ、及び、センサからの信号を受信するよう適応されるプロセッサを有し、循環装置及び熱交換器のうち少なくとも一方を制御する制御系とを更に含むことが好適である。
【００１０】
　第１の実施例では、コンジットは、熱交換器からプローブの先端に延在し、循環される冷媒を熱交換器からプローブの先端に供給する流入冷却線と、プローブの先端から熱交換器に延在し、循環される冷媒をプローブの先端から熱交換器に供給する流出冷却線を含む。第１のメンブレンは、先端の外面に結合し、第２のメンブレンは、第１のメンブレンの周縁部に接続され、第１のメンブレンとの間に空洞を形成し、流入冷却線は、空洞及び熱交換器と流体連通し、循環される冷媒を熱交換器から空洞に供給し、流出冷却線は、空洞及び熱交換器と流体連通し、循環される冷媒を空洞から熱交換器に供給することが好適である。
【００１１】
　第２の実施例では、熱交換器は、プローブ内に収容される。第３の実施例では、プローブは、筐体内に収容される。コンジットの一部は、プローブの先端から、その筐体の外面に沿って延在する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
　本発明の様々な実施例を、図面を参照しながら以下に説明する。
【００１３】
　図１を参照するに、プローブ１２を介して、生物学的組織に超音波を当て、生物学的組織からのエコーを受信するのに適した超音波撮像装置１０を示す。超音波撮像装置１０は、振動子（図示せず）を有するプローブ１２と、超音波コンソール１４と、プローブ１２とコンソール１４を接続するケーブル１６を含む。コンソール１４は、プローブ１２から受信した信号を処理し、プローブ１２を制御するためのプロセッサ（図示せず）を収容するエレクトロニクスボックス１５と、超音波撮像装置ディスプレイ１８と、ユーザがデータを入力することを可能にするキーボードのようなユーザインタフェース２０と、ケーブル１６を受容するための第１のコネクタ２２を含む。ケーブル１６はその近位端に、コンソール１４の第１のコネクタ２２と係合する第２のコネクタ２４を有する。第１のコネクタ２２及び第２のコネクタ２４は、振動子とコンソール１４内のプロセッサとの間で信号を転送するための、係合振動子コネクタをそれぞれ含む。
【００１４】
　プローブ１２は、振動子及び他の内部部品を収容するハンドル２６を含む。ハンドル２６は、撮像セッション時に技術者により握られることが可能である。冷却コンジット系２８が、プローブ１２と一体化されて設けられる。ただし、図１には、冷却コンジット系２８の一部のみを示す。冷却コンジット系２８の少なくとも一部は、冷却コンジット系２８の表面２７において、プローブ１２の先端３０の外面２９、即ち、プローブ１２の遠位端と、面と面とで接触している。外面２９は、撮像セッション時に生物学的組織に接触する。冷媒は、先端３０から熱を伝達するために、先端３０の外面２９において、先端３０上にある冷却コンジット系を通る。
【００１５】
　冷媒は、冷却コンジット系２８を流れることが可能であり、且つ、良好な熱伝導率及び音響的透過性（ａｃｏｕｓｔｉｃ　ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）を有する媒体である。冷媒は、水のような液体であることが好適である。その中を液体冷媒が流れる冷却コンジット系２８のコンジットは、空気がパージされることが好適である。コンジットには、コンジット内の空気を除去する又はコンジット内に空気が進入することを阻止するバブルトラップ又はエアーブリードバルブが設けられることが好適である。冷媒は、必要な音響特性及び熱伝導率を有する気体又はスラリーであり得ることが考えられる。
【００１６】
　図２は、冷却コンジット系２８が更に、コンソール１４内に収容される熱交換器２０２とケーブル１６内に延在するコンジットを含む、本発明の第１の実施例を示す。冷媒は、プローブ１２の先端３０からの熱を、プローブ１２の先端３０から、ケーブル１６内を延在するコンジットを通り、熱交換器２０２に伝達するために、プローブ１２の先端３０上の冷却コンジット系２８内を通る。熱交換器２０２には、冷媒から熱を取り除くためのヒートシンクが設けられる。冷やされた冷媒は再び、ケーブル１６内のコンジットを通り、プローブ１２の先端３０に流れる。
【００１７】
　熱交換器２０２は、電子冷却、気化冷却、循環等の当業者には周知である熱除去方法を用いる。循環は、受動的でも能動的でもよい。能動的な循環は、冷却コンジット系２８内に含まれる、ポンプ、ファン、又は、負の圧力を利用する吸引手段といった従来の循環手段を用いて行われる。循環手段は、熱交換器２０２に設けられることが好適である。熱交換器２０２において、温められた冷媒は処分され、新しい冷えた冷媒を供給することも考えられる。
【００１８】
　第１のコネクタ２２及び第２のコネクタ２４は、ケーブル１６をコンソール１４から着脱するための単純な手段を与えるために第１の係合冷媒コネクタ及び第２の係合冷媒コネクタ（図示せず）をそれぞれ含み、それにより、ケーブルがコンソール１４に接続されると、ケーブル１６のコンジットと熱交換器２０２の間に冷媒用の経路が与えられる。
【００１９】
　冷却コンジット系２８には更に、センサ（図示せず）及び制御モジュール２０６が設けられることが好適である。センサは、例えば、サーミスタ又はサーモカップルといった温度感知装置であり、先端３０の生物学的組織に接触する表面２９を適切に感知するようプローブ内に一体に位置付けられることが好適である。先端３０の生物学的組織に接触する表面２９は、画像アーチファクトを生成することなくモニタリングされる。制御モジュール２０６は、コンソール４内に収容されることが好適であるが、制御モジュール２０６は、超音波撮像装置１０の他の場所に位置付けられることも可能である。制御モジュール２０６は、センサから信号を受信し、熱交換器２０２及び／又は循環手段に信号を送信して、それにより、先端３０の接触面にて一定の温度を維持するために、冷媒の冷却の度合い及び／又は流速を制御する。
【００２０】
　図３を参照するに、第１の実施例のプローブ１２を、プローブ１２の先端３０の外面においてプローブ１２内に一体にされる冷却コンジット系２８の一部と共に示す。プローブは、筐体３０２と、内側フレーム３０４と、振動子キャップ保持器３０６を含む。振動子キャップ保持器３０６内には、振動子を形成する振動子素子のアレイスタック３０８と、プローブ１２の先端に位置付けられ、先端３０の外面を形成し、音響エネルギーを生物学的組織に向けて方向付ける音響レンズ３１０とが収容される。アレイスタック３０８は、例えば、線形アレイ、曲線アレイ、静的である又は機械的振動子を有する１つ以上の１次元又は２次元アレイスタックからなるアレイスタックといった、当該技術において周知であるアレイスタックである。プローブ１２は、音響レンズ３１０無しでも音響レンズ３１０有りでも形成され得る。先端３０には、先端３０の外面が音響レンズ３１０以外となるよう追加の構造も含まれ得る。先端３０の外面は、静止していても、例えば、回転のように動いていてもよい。
【００２１】
　筐体３０２内には、ケーブルインタコネクタ３１２、及び、超音波ケーブル３１３が収容される。ケーブルインタコネクタ３１２は、アレイスタック３０８及び集積回路といった他の電子装置３１４と、超音波ケーブル３１３とを接続する。超音波ケーブル３１３は、筐体の近位端にて筐体３０２から出る。筐体の近位端から、超音波ケーブル３１３は、図２に示すように、ケーブル１６内をコンソール１４に向けて延在する。超音波ケーブル３１３とコンソール１４間を転送される信号は、図１及び図２に示すコネクタ２２、２４を介して転送される。
【００２２】
　冷却コンジット系２８のプローブ１２への一体化を以下に説明する。ポリエチレンといった音響的にクリアな（音響的に障害とならない）材料からなる第１の層３１６は、音響的にクリアな材料からなる第１の層３１６が先端３０の外面に音響的及び熱的に結合するよう、先端３０の外面に接合又は結合される。ポリエチレンといった音響的にクリアな材料からなる第２の層３１８は、その周縁部において、音響的にクリアな材料からなる第１の層３１６に接合される、シールされる、又は、接続されて、音響的にクリアな材料からなる第１の層３１６と、音響的にクリアな材料からなる第２の層３１８との間に、空洞３２０を有するポケット３１９を形成する。音響的にクリアな材料からなる第１の層３１６は、例えば、薄い音響的に透過性である接合材料によって、又は、例えば、好適に音響的にクリアな液体の毛管現象によって、先端３０の外面に結合又は接合される。
【００２３】
　空洞３２０には、冷媒が満たされる。空洞３２０は、流入冷却線３２６を有する冷媒入口３２２と流出冷却線３２８を有する冷媒出口３２４を介して連通する。冷媒シール３３０が、冷媒入口３２２及び冷媒出口３２４に設けられ、それにより、冷媒の流量を少なくしたり、冷媒の流れを止めたりする。流入冷却線３２６及び流出冷却線３２８は筐体３０２を出て、ケーブル１６の長さ方向に延在し、図２に示すコネクタ２２、２４内の冷媒コネクタを介して熱交換器２０２に接続する。
【００２４】
　図２及び図３を参照するに、冷えた冷媒は、熱交換器２０２から第１のコネクタ２２及び第２のコネクタ２４内の冷媒コネクタを通り、流入冷却線３２６に流れる。冷えた冷媒である流体は、冷媒入口３２２を介して空洞３２０に入る。音響レンズ３１０にて生成した熱は、空洞３２０において、熱結合により、冷媒に伝達される。温められた冷媒は、冷媒出口３２４から流出冷却線３２８を通り、そこから、温められた冷媒は、第１のコネクタ２２及び第２のコネクタ２４内の冷媒コネクタを介して熱交換器２０２に入る。熱交換器２０２内では、温められた冷媒が冷却される。
【００２５】
　音響的にクリアな材料からなる第１の層３１６は、最大の熱及び音響結合を与えるよう弾性材料から形成されることが好適である。生物学的組織に接触する音響的にクリアな材料からなる第２の層３１８は、音響レンズ３１０と生物学的組織との間に音響結合及び／又は潤滑を与えることが好適である。
【００２６】
　音響的にクリアな材料からなる第１の層３１６は、音響レンズ３１０に着脱可能に接合される、シールされる、又は、接続され、また、冷媒入口３２２及び冷媒出口３２４は、シール可能であり、従って、プローブ１２の外部である冷却コンジット系２８の一部、即ち、ポケット３１９をプローブ１２から外すことを可能にすることが考えられる。冷却コンジット系２８によって妥協される又は複雑化されることなく、殺菌処理も行われ得る。更に、ポケット３１９は可処分及び交換可能であることが考えられる。
【００２７】
　図４を参照するに、本発明の第２の実施例である超音波撮像装置４００を示す。図示するプローブは、経食道超音波心臓図検査（ＴＥＥ）プローブである。しかし、他の種類のプローブに置き換えてもよい。ＴＥＥプローブは、細長い遠位端部と、プローブ先端操作制御部４０２を含む。流入冷却線３２６及び流出冷却線３２８は、先端３０からプローブ１２Ａの近位端に延在する。流体コネクタ線４０４が、流入冷却線３２６及び流出冷却線３２８のそれぞれとコンソール１４との間の経路を与えるよう設けられる。ケーブル１６は、コンソール１４とプローブ１２Ａとの間で信号を転送するためのコネクタ２２、２４を有し、超音波ケーブル３１３を収容する従来のケーブルである。
【００２８】
　流体コネクタ線４０４及び熱交換器２０２には、それぞれ係合コネクタ４０６及び４０８が設けられ、それにより、流体コネクタ線４０４と熱交換器２０２との間で冷媒を交換することを可能にする。流体コネクタ線４０４とプローブ１２Ａの近位端には、それぞれ係合コネクタ４１０及び４１２が設けられ、それにより、流体コネクタ線４０４とプローブ１２Ａの流入冷却線３２６及び流出冷却線３２８との間で冷媒を交換することを可能にする。プローブ１２Ａの近位端には、コネクタ４１２が設けられる第１のブランチと、ケーブル１６を接続するためのコネクタが設けられる第２のブランチとを有するフォーク部４１４が設けられる。コネクタ４０６、４０８、４１０、及び４１２は、迅速な着脱に適していることが好適である。別の実施例では、熱交換器２０２は、プローブ１２Ａのハンドル内に設置されることも可能である。
【００２９】
　図５を参照するに、第３の実施例として超音波撮像装置のプローブ１２Ｂの冷却コンジット系５００を示す。冷却コンジット系５００は、その中を冷媒が流れるコンジット５０２と、流れる冷媒にヒートシンクを与える熱交換器５０３を含む。コンジットは、プローブ１２Ｂの先端３０の外面上を通る。音響エネルギーが透過し且つ受信される、音響レンズの直ぐ上方に位置付けられるコンジット５０２の一部又は先端３０の外面にある他の構造体は、窓５０４を形成する。
【００３０】
　コンジット５０２は、プローブ１２Ｂ内の既存の材料に結合又は接合される単一チューブ状メンブレンから形成され、そして、冷媒は、チューブ内に形成されるコンジットを流れる。窓５０４の上面５０６及び下面５０８は、音響レンズ５１０、又は、音響レンズがない場合には、音響スタック５１１の最終層の直ぐ上方に位置付けられるチューブ状メンブレンの一部から形成され、その２つの層のメンブレンを、発信された音響エネルギーが通過する。音響レンズ５１０、又は、先端３０の外面に位置付けられる他の構造体上にある下層メンブレンは、例えば、薄い音響的に透過性である接合材料、又は、例えば、好適に音響的にクリアな液体の毛管現象によって、先端３０の外面に、音響的に透過性である接合及び結合によって接合又は結合される。
【００３１】
　別の実施例では、コンジット５０２は、プローブ１２Ｂ内の既存の材料に結合又は接合されるメンブレンによって少なくとも部分的に形成され、冷媒は、メンブレンと既存の材料との間に形成されるコンジットを流れる。窓５０４に位置付けられる流体空洞は、冷媒が、音響レンズ５１０（又は、音響レンズがない場合には、音響スタック５１１における最終層又は先端３０の外面に位置付けられる他の構造体）と、生物学的組織と接触するコンジット５０２のメンブレンとによって境界付けられるよう構成される。この実施例では、窓５０４の下面５０８は、音響レンズ５１０の上面であり、音響レンズがない場合には、音響スタック５１１の最終層、又は、先端３０の外面に位置付けられるプローブ１２Ｂの他の構造体の上面であり、窓５０４の上面５０６は、接合されるメンブレンであり、従って、発信された音響エネルギーは、１つの層のメンブレンを通過する。
【００３２】
　窓５０４の上面及び下面は、音響的に透過性である。窓５０４の下面は、音響レンズ５１０と、コンジット５０２を流れる冷媒との間の熱結合を与える。窓５０４の上面は、窓５０４と生物学的組織との間に音響結合及び／又は潤滑を与えることが好適である。両方の実施例におけるコンジット５０２のメンブレンは、最大の熱的及び音響的結合を与えるよう弾性があることが好適である。
【００３３】
　熱交換器５０３は、電子冷却、気化冷却、循環等といった当業者には周知である熱除去方法を用いる。例示的な熱交換器５０３は、空冷ヒートシンクとして設けられている。空気は、冷媒の温度を更に下げることのできる圧縮空気であり得る。気流の方向は、温められた空気を先端３０から遠ざけるよう方向付けるために図示する方向とは反対であってもよい。コンジット５０２は、熱交換器５０３の中を通過する又は横を通過する連続的なコンジットであり得る。或いは、コンジット５０２は、熱交換器５０３の両側に開いた端を有して、冷媒から熱を伝達するために、冷媒が熱交換器５０３を流れることを可能にする。熱交換器５０３は、電子冷却、気化冷却、循環等の当業者には周知である熱除去方法を用いるよう構成され得る。
【００３４】
　１つの実施例では、人工的な流れは必要ではない。コンジット５０２／熱交換器５０３は閉系であり、この閉系では、自由対流が、先端３０からの適切な熱伝達を可能にする十分な混合を引き起こす。自由対流による循環は、プローブ１２Ｂの向きに依存する。必要である場合には、ポンプ、ファン、又は、負の圧力を用いる吸引手段といった従来の循環手段が、冷却コンジット系５００に含まれ得る。
【００３５】
　冷却コンジット系５００は、センサと、センサからの信号を受信し、熱交換器５０３及び／又は循環手段を制御して、冷媒の冷却の度合い及び／又は流速を制御し、先端３０の接触面において一定の温度を維持する制御モジュールを含む。センサは、画像アーチファクトを生成することなく先端３０の生物学的組織に接触する面を適切に感知するために、振動子の構造体内に一体に位置付けられることが有利である。制御モジュールは、例えば、プローブ１２Ｂ又はコンソール１４（図１に示す）といった超音波撮像装置の１つ以上の部品内に収容されるか、又は、超音波撮像装置の外部に収容され得る。更に、コンジット５０２は、容易に消毒可能であるよう着脱可能且つ置換可能であることが考えられる。
【００３６】
　図６を参照するに、外部の冷却系６００を有するプローブ１２Ｃを示す。冷却系６００は、冷媒を保持するための空洞６０４を有する密閉ポケット６０２と、冷媒から熱を除去するためのヒートシンクを与える熱交換器６０６を含む。ポケット６０２には、空気がパージされた液体で充填されることが好適である。ポケットには、バブルとラップ又はエアーブリードバルブが設けられて、ポケット内から空気を除去し、且つ、ポケット内に空気が進入することを阻止することが好適である。
【００３７】
　ポケット６０２は、ポケットの一部が、プローブ１２Ｃの先端３０の外面（即ち、図示する実施例では、音響レンズ３１０の外面）に接合するようプローブ１２Ｃに固定される。ポケットは、音響的に透過性である接合及び結合によって先端３０の外面に結合及び接合される。音響レンズ３１０の上にあるポケットの一部は、音響エネルギーに対し透過性である窓６１０を形成する。冷媒は、プローブ１２Ｃの先端３０から熱を取るようポケット内で循環される。
【００３８】
　ポケットは、接着剤又は留め具といった従来の手段によってプローブ１２Ｃの筐体に固定される。ポケットは、冷媒を浸透させない材料からなる層６０８によって形成される。材料層６０８は、互いに接続される材料の１つ以上の層から形成され得る。ポケット６０２は、プローブ１２Ｃを覆うシースを形成することが好適である。材料層６０８全体、又は、窓６１０を形成する材料層６０８の少なくとも一部は、音響的にクリアな材料から形成される。音響レンズ３１０に接触する材料層６０８の少なくとも一部は、良好な熱伝導体として形成される。窓６１０を形成する材料層６０８の一部は、最大の熱的及び音響的結合を与えるために弾性材料から形成されることが好適である。生物学的組織に接触する材料６０８の層の一部は、窓６１０と生物学的組織との間に音響的結合及び／又は潤滑を与えることが好適である。
【００３９】
　熱交換器６０６は、例えば、電子冷却、気化冷却、循環等の当業者には周知である熱除去方法を用いる。冷媒の循環は受動的であっても能動的であってもよい。能動的な循環は、冷却コンジット系６００に含まれる、ポンプ、ファン、又は、負の圧力を用いる吸引手段といった従来の循環手段を用いて行われる。循環手段は、熱交換器６０６に設けられることが好適である。
【００４０】
　ポケット６０２は、熱交換器６０６の中を通る又は横を通る連続的なコンジットを与え得る。或いは、コンジットポケット６０２は、冷媒が熱交換器６０６内を流れることを可能にする入口及び出口を有し得る。
【００４１】
　冷却コンジット系６００は、センサと、センサから信号を受信して、熱交換器６０６及び／又は循環手段を制御して、冷媒の冷却具合及び／又は流速を制御し、それにより、先端３０の外面における温度を一定に保つ制御モジュールとを含むことが考えられる。センサは、画像アーチファクトを生成することなく、先端３０の生物学的組織に接触する面を適切に感知するために振動子構造体内に一体に位置付けられることが有利である。制御モジュールは、プローブ１２Ｃ又はコンソール１４（図１参照）といった超音波撮像装置の１つ以上の要素内に収容されるか、又は、超音波撮像装置の外部に収容され得る。更に、ポケット６０２はプローブ１２Ｃから着脱可能であり、消毒のために置換可能であることが考えられる。
【００４２】
　開示した実施例に対し様々な修正を行うことが可能であることを理解するものとする。従って、上述の説明は、本発明を制限するものではなく、好適な実施例の説明に過ぎない。当業者は、本発明の特許請求の範囲及び技術思想内において多くの変形を考えるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による超音波装置を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施例による超音波装置を示す概略図である。
【図３】本発明の第１の実施例による超音波プローブの線Ｘ−Ｘについての断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例による超音波装置を示す概略図である。
【図５】図３に示すプローブの先端部を拡大して示す平面図である。
【図６】本発明の第３の実施例による超音波装置のプローブを示す側面図である。
【符号の説明】
【００４４】
　１０　超音波撮像装置
　１２　プローブ
　１４　コンソール
　１５　エレクトロニクスボックス
　１６　ケーブル
　１８　超音波撮像装置ディスプレイ
　２０　ユーザインタフェース
　２２　第１のコネクタ
　２４　第２のコネクタ
　２６　ハンドル
　２７　表面
　２８　冷却コンジット系
　２９　外面
　３０　プローブの先端
　２０２　熱交換器
　２０６　制御モジュール
　３０２　筐体
　３０４　内側フレーム
　３０６　振動子キャップ保持器
　３０８　アレイスタック
　３１０　音響レンズ
　３１２　ケーブルインタコネクタ
　３１３　超音波ケーブル
　３１４　他の電子装置
　３１６　音響的にクリアな材料からなる第１の層
　３１８　音響的にクリアな材料からなる第２の層
　３１９　ポケット
　３２０　空洞
　３２２　冷媒入口
　３２４　冷媒出口
　３２６　流入冷却線
　３２８　流出冷却線
　３３０　冷媒シール
　４００　超音波撮像装置
　４０２　制御部
　４０４　流体コネクタ線
　４０６、４０８、４１０、４１２　係合コネクタ
　４１４　フォーク部
　１２Ｂ　プローブ
　５００　冷却コンジット系
　５０２　コンジット
　５０３　熱交換器
　５０４　窓
　５０６　窓の上面
　５０８　窓の下面
　５１０　音響レンズ
　５１１　音響スタック
　１２Ｃ　プローブ
　６００　冷却系
　６０２　密閉ポケット
　６０４　空洞
　６０６　熱交換器
　６０８　冷媒を浸透させない材料からなる層
　６１０　窓
【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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