(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が組み合わされて、一方の端部で閉じられ、かつ他方の端部で開口している筒状容器を形成している合成樹脂製蓋部材と合成樹脂製基体部材、該基体部材の上面に配置され、両側端部にて基体部材に固定された合成樹脂製支持板、該支持板の上面に固定された上面に超音波振動子トランスデューサを備えた振動子ユニット、該超音波振動子トランスデューサの少なくとも一方の端部に接続されている電力供給・反射信号伝達用広幅ケーブル、一方の端部で該広幅ケーブルの他方の端部に接続し、そして筒状容器の開口部を通って外部に設けられる電力供給・反射信号処理機に接続する接続ケーブルから構成され、該蓋部材の閉じられた端部の近傍には超音波振動子トランスデューサ表面露出用窓が設けられており、超音波振動子トランスデューサの表面が該露出用窓から露出した状態で筒状容器の内部に絶縁性樹脂材料が注入固化されている医療用超音波プローブ。
【請求項２】
該振動子ユニットが支持板の上面に複数位置でのビス止めにより固定されていることを特徴とする請求項１に記載の医療用超音波プローブ。
【請求項３】
該支持板の基材部材への固定が、支持板の両側端部のそれぞれにおいて複数の位置で行なわれていることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の医療用超音波プローブ。
【請求項４】
該支持板の基体部材への固定が、支持板の両側端部のそれぞれにおいて複数の位置にて備えられた孔部と基体部材の対応位置に設けられた突起部とのはめ合いと融着とにより行なわれていることを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれかの項に記載の医療用超音波プローブ。
【請求項５】
該超音波振動子トランスデューサの両側端部のそれぞれに合計二枚の電力供給・反射信号伝達用広幅ケーブルが接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれかの項に記載の医療用超音波プローブ。
【請求項６】
各々が組み合わされて、一方の端部に超音波振動子トランスデューサ表面露出用窓が設けられ、かつ、他方の端部で開口している筒状容器を形成している合成樹脂製蓋部材と合成樹脂製基体部材、複数個の孔部が設けられた基台の上面に超音波振動子トランスデューサを備えた振動子ユニット、該超音波振動子トランスデューサの少なくとも一方の端部に接続されている電力供給・反射信号伝達用広幅ケーブル、一方の端部で該広幅ケーブルの他方の端部に接続し、そして筒状容器の開口部を通って外部に設けられる電力供給・反射信号処理機に接続する接続ケーブルから構成され、該振動子ユニットの基体部材への固定が、基台に設けられた孔部と基体部材の対応位置に設けられた突起部とのはめ合いと融着とにより行なわれ、超音波振動子トランスデューサの表面が該露出用窓から露出した状態で筒状容器の内部に絶縁性樹脂材料が注入固化されている医療用超音波プローブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内壁が粘膜で覆われている中空性器官に挿入するための医療用超音波プローブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医療用超音波診断装置は、生体に対し超音波が無害であること、バリウムなどを投与しなくても比較的容易に生体の内部の情報が得られることなどから、生体臓器内に形成もしくは持ち込まれた異物の位置の特定や外傷の度合いの判定、さらには胎児の観察などに広く利用されている。特に、近年では、超音波プローブの先端部を内壁が粘膜で覆われている食道、腸、膣、肛門などの中空性器官に挿入し、生体内部の情報を得る医療用超音波診断装置が盛んに利用されている。
【０００３】
中空性器官に挿入される超音波プローブの先端部（以下、超音波プローブ挿入部という）は、超音波を発し、反射した超音波を電気信号に変換する超音波振動子トランスデューサを上面に備えた振動子ユニットを、筒状容器に収納したものであり、診断中に挿入部内の電気回路と生体とが電気的に接触しないようにするために、その内部には絶縁製樹脂材料が注入固化されているのが一般的である。従って、筒状容器の内部への絶縁製樹脂材料の注入により超音波振動子トランスデューサの位置がずれないように、振動子ユニットを筒状容器に固定しておく必要がある。
【０００４】
図８は、絶縁製樹脂材料を注入固化する前の従来の超音波プローブの挿入部の代表的な構成を示す分解斜視図である。振動子ユニット１１は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などからなる圧電振動子１２ａを複数個、配列してなる超音波振動子トランスデューサ１２を基台１３の上面に備えたものである。超音波振動子トランスデューサ１２は、端部にて広幅ケーブル線（プリント配線基板）１４に接続し、図示しない医療用超音波診断装置の電力供給器から供給された電気信号を超音波に変換し、その反射した超音波を電気信号に変換して医療用超音波診断装置の反射信号処理器に供給する。挿入部の筒状容器は、合成樹脂製蓋部材６と合成樹脂製基体部材７とを組み合わせて形成される。蓋部材６は超音波振動子トランスデューサ表面露出用窓１０が設けられており、基体部材７には、振動子ユニットを固定するためのビス受け部２２が設けられている。
【０００５】
超音波プローブの挿入部は、初めに振動子ユニット１１の基台１３とＬ字型の固定用金具２１とをビス２０ａを用いて固定し、次いで固定用金具２１と基体部材７のビス受け部２２とをビス２０ｂを用いて固定して、振動子ユニット１１を基体部材７に固定した後、振動子ユニット１１にキャップ型の音響レンズ８を被せ、基体部材７と蓋部材６とを組み合わせて、接着剤などで接着した後、内部に絶縁製樹脂材料を注入固化して形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の図８に示すようにして振動子ユニットが固定された合成樹脂製基体部材の斜視図を図９に示す。上記の従来の超音波プローブでは、振動子ユニット１１が、ビス２０ａを中心にして回転したり（矢印Ａ）、固定用金具２１は、ビス２０ｂを中心にして回転したり（矢印Ｂ）して、所定の位置からずれることがある。また、ビスを用いて固定する際に、基台１３やビス受け部２２が破損することによっても、振動子ユニット１１が前後に傾いてしまう（矢印Ｃ）こともある。
【０００７】
上述のように振動子ユニットが所定の位置からずれている超音波プローブでは、超音波振動子トランスデューサから発せられる超音波の照射方向が、振動子ユニットが所定の位置にある超音波プローブの照射方向とはずれてしまうため正確な診断を行うことができなくなる。また、振動子ユニットは絶縁製樹脂材料で固定されているので、振動子ユニットの位置を修正することはできない。従って、振動子ユニットが所定の位置からずれている超音波プローブは廃棄処分となる。
【０００８】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、振動子ユニットが、所定の位置からずれることなく固定されている医療用超音波プローブを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記の１）〜７）からなる医療用超音波プローブにある。
１）各々が組み合わされて、一方の端部で閉じられ、かつ他方の端部で開口している筒状容器を形成している合成樹脂製蓋部材（６）と合成樹脂製基体部材（７）；
２）該基体部材の上面に配置され、両側端部にて基体部材に固定された合成樹脂製支持板（１６）；
３）該支持板の上面に固定された上面に超音波振動子トランスデューサ（１２）を備えた振動子ユニット（１１）；
４）該超音波振動子トランスデューサの少なくとも一方の端部に接続されている電力供給・反射信号伝達用広幅ケーブル（１４ａ、１４ｂ）；
５）一方の端部で該広幅ケーブルの他方の端部に接続し、そして筒状容器の開口部を通って外部に設けられる電力供給・反射信号処理器に接続する接続ケーブル（４）から構成され、
６）該蓋部材の閉じられた端部の近傍には超音波振動子トランスデューサ表面露出用窓（１０）が設けられており；
７）超音波振動子トランスデューサの表面が該露出用窓から露出した状態で筒状容器の内部に絶縁性樹脂材料が注入固化されている医療用超音波プローブ。
【００１０】
さらに本発明は、下記の１）〜６）からなる医療用超音波プローブにもある。
１）各々が組み合わされて、一方の端部に超音波振動子トランスデューサ表面露出用窓が設けられ、かつ、他方の端部で開口している筒状容器を形成している合成樹脂製蓋部材（４１）と合成樹脂製基体部材（４２）；
２）複数個の孔部（４６）が設けられた基台（４５）の上面に超音波振動子トランスデューサ（１２）を備えた振動子ユニット（４４）；
３）該超音波振動子トランスデューサの少なくとも一方の端部に接続されている電力供給・反射信号伝達用広幅ケーブル（１４ａ、１４ｂ）；
４）一方の端部で該広幅ケーブルの他方の端部に接続し、そして筒状容器の開口部を通って外部に設けられる電力供給・反射信号処理機に接続する接続ケーブルから構成され；
５）該振動子ユニットの基体部材への固定が、基台に設けられた孔部（４６）と基体部材の対応位置に設けられた突起部（４７）とのはめ合いと融着とにより行なわれ；
６）超音波振動子トランスデューサの表面が該露出用窓から露出した状態で筒状容器の内部に絶縁性樹脂材料が注入固化されている医療用超音波プローブ。
【００１１】
なお、上記のかっこ内数字は、図に付した番号に対応する数字である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の超音波プローブの代表的な構成を示す斜視図である。超音波プローブ１は、外観的には、従来の超音波プローブと同様であり、先端が丸味を帯びて閉じ、そして、音響レンズ８が被せられた振動子ユニットが収納されている挿入部２、測定者が握るための取って部（握り部ともいう）３、超音波トランスデューサと電力供給・反射信号処理装置（図示せず）とコネクター（図示せず）を介して接続するための接続ケーブル４から構成される。接続ケーブル４は屈曲に耐えられるようにブッシュ５により保護されている。また、接続ケーブル４は同軸ケーブルを用いるのが好ましい。
【００１３】
挿入部２の表面には、図に示すように挿入部先端からの長さを示す目盛り９が付されていることが好ましい。目盛り９は、診断中に汚物などがケースに付着したり、ケースの表面と中空性器官の内壁とが擦れて内壁あるいはその粘膜に傷を付けてしまうことがないように挿入部の表面には段差を形成することなく埋め込まれていることが好ましい。目盛りをケースの表面に段差なく埋め込む方法としては、例えば、インサート成形法を用いてケースと目盛りとを一体的に成形する方法などが挙げられる。
【００１４】
挿入部２及び取っ手部３には、生体に対して有害な物質を含まず、生体内で変質しない等生物的安全性が高く、消毒液等に対して溶解しない等耐薬品性である合成樹脂を用いられる。このような合成樹脂の例としては、ポリエチレン樹脂などのポリオレフィン系樹脂やポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）変性品（ノリル）樹脂などが挙げられる。超音波プローブの挿入部の内部に注入固化される絶縁性樹脂材料としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。また、絶縁性樹脂材料は、挿入部２にだけでなく、取っ手部３にまで注入・固化されていることが好ましい。
【００１５】
図２に、上記の超音波プローブの一例の分解斜視図を示す。超音波プローブの挿入部を形成する筒状容器は、超音波振動子トランスデューサ表面露出用窓１０が設けられた蓋部材６と基体部材７とから形成される。蓋部材６と基体部材７とは、それぞれ略半円筒形状をしており、基体部材７の上面には、その幅方向に、複数個の圧電振動子１２ａからなる超音波振動子トランスデューサ１２を基台１３の上面に備えた振動子ユニット１１が配置されている。振動子ユニット１１は、キャップ型の音響レンズ８が被せられる。超音波振動子トランスデューサ１２と端部にて接続する広幅ケーブル１４ａ、１４ｂは、コネクター１５を介して、接続ケーブル４に接続されている。筒状容器が蓋部材６と基体部材７とから形成され、振動子ユニットが基体部材７に固定される点では、前記の図８及び９に示した従来の超音波プローブと同様である。本発明の超音波プローブは、振動子ユニット１１が、基体部材７の上面にて、支持板１６と基体部材に設けられている突起部１９とにより固定されている点で従来の超音波プローブと異なる。さらに、本発明の超音波プローブは、超音波振動子トランスデューサ１２の両側の端部に、それぞれ広幅ケーブル１４ａ、１４ｂを接続されている点で異なる。
【００１６】
次に、振動子ユニットを基体部材の上面にて固定する方法について、図を参照しながら詳しく説明する。図３に、本発明の超音波プローブの振動子ユニットが固定された基体部材の一例の分解斜視図を示す。振動子ユニット１１は支持板１６の上面に二個のビス１８によって固定される。支持板１６と基体部材７とは、支持板の両側端部の四隅にそれぞれ設けられた孔部１７と、基体部材の支持板の孔部に対応した位置に設けられた突起部１９とをはめ合わせた後、突起部の先端を融着させることにより固定される。突起部の先端を融着させる方法としては、突起部先端をはんだごてなどで部分的に加熱して突起部先端を溶融させる方法などが挙げられる。
【００１７】
上記の振動子ユニット１１と支持板１６との固定は、ビスを用いなくても良く、例えば、接着剤で接着して固定しても良い。但し、ビスを用いて振動子ユニット１１と支持板１６とを固定する場合には、振動子ユニット１１が、支持板１７の上で前後左右に位置ずれしたり、ビスを中心に回転したりしないように、二個以上のビスで固定するのが好ましい。また、上記の支持板１６と基体部材７との固定は、より多くの位置で固定されていることが好ましいが、少なくとも二つの位置で固定されていれば良い。
【００１８】
支持板１６の形状は、基体部材の上面に配置される形状であれば、特には制限はない。また、支持板１６の材質としては、ポリカボーネート樹脂など基体部材より融点の高いものが好ましい。
【００１９】
図４に、図３に示した超音波プローブの振動子ユニットが固定された基体部材の斜視図を示す。図に示すように、支持板１６は、基体部材７の両側の突起部１９により固定されているので、基体部材の上面で前後左右に動いたり、突起部を中心に回転したりしにくくなる。また、突起部１９の先端部が支持板１６に融着しているので、支持板は上下方向にもずれにくくなる。従って、基体部材７に固定された振動子ユニットは、絶縁性樹脂を注入してもその位置がずれたりしにくくなる。
【００２０】
図５は、本発明の超音波プローブの挿入部の代表的な構成を示す拡大断面図である。図に示した超音波プローブは、上述したように、振動子ユニット１１を固定し、蓋部材を組み合わせて絶縁性樹脂材料を充填したものである。振動子ユニット１１は、支持部材７の上面に両側端部にて固定された支持板１６により固定されているので、超音波振動子トランスデューサの両側端部に、それぞれ広幅ケーブル１４ａ、１４ｂを接続することができる。すなわち、超音波振動子トランスデューサの前側（超音波プローブの先端側）に接続した広幅ケーブル１４ｂを、支持板１６と支持部材７との間を通して、超音波振動子トラスデューサ１２の後側の端部に接続した広幅ケーブル１４ａと共にコネクターを介して接続ケーブルに接続することができる（図２参照）。二個の広幅ケーブルを超音波振動子トラスデューサ１２に接続することにより、それぞれ一個の広幅ケーブルは、従来の超音波プローブで使用されていた広幅ケーブルよりもその幅を狭くすることができる。
【００２１】
本発明の超音波プローブに用いられる振動子ユニット１１の構成に、特には制限はなく公知のものを用いることできる。例えば、基台１３と超音波振動子トラスデューサ１２との間に吸音材（ダンパともいう）を設けても良い。振動子ユニット１１は、上面が凸形の基台の上面に超音波振動子トラスデューサを備えたもの（電子コンベックス振動子ともいう）に限られず、上面が平坦な基台の上面に超音波振動子トラスデューサ１２を備えたもの（電子リニア振動子ともいう）であっても良い。また、超音波振動子トラスデューサ１２の上面には、音響整合層を設けることが好ましい。
【００２２】
図６は、本発明の超音波プローブの挿入部の別の構成を示す一例の分解斜視図である。図に示す超音波プローブの挿入部３０は、その長さ方向に振動子ユニットが固定されたものである。超音波プローブの挿入部３０を形成する筒状容器は、長さ方向に超音波振動子トランスデューサ表面露出用窓１０が設けられた蓋部材６と基体部材７とから形成される。振動子ユニット１１は、上述の超音波プローブと同様に孔部１７が設けられた支持板１６の上面に固定されていおり、超音波振動子トランスデューサ１２の両端には、広幅ケーブル１４ａ、１４ｂが接続されている。基体部材７は、支持板１６の孔部１７の対応位置に突起部１９が設けられており、広幅ケブール１４ａ、１４ｂを配置するための溝部３１が設けられている。そして、振動子ユニット１１は、支持板の孔部３６と突起部３７とをはめ合わせた後、突起部の先端を支持板に融着させることによりに固定される。
【００２３】
図７は、本発明の超音波プローブの挿入部のさらに別の構成を示す一例の分解斜視図である。図に示す超音波プローブの挿入部４０は、振動子ユニットがその先端部に設置されたものであり、支持板を用いずに振動子ユニットの基台を基体部材に固定したものである。超音波プローブの挿入部４０を形成する筒状容器は、組み合わされて超音波振動子トランスデューサ表面露出用窓を形成する切削部４３ａ、４３ｂがその先端に設けられた蓋部材４１と基体部材４２とからなる。振動子ユニット４４は、基台４５に孔部４６が設けられており、超音波振動子トランスデューサ１２の両端には、広幅ケーブル１４ａ、１４ｂが接続されている。基体部材４２は、振動子ユニットの基台部４５に設けられた孔部４６の対応位置に突起部４７が設けられている。そして、振動子ユニット４４はキャップ型の音響レンズ８が被せられた後、基台４５の孔部４６と基体部材４２の突起部４７とはめ合わせた後、突起部の先端を基台に融着させることにより固定される。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の超音波プローブは、その製造時において、振動子ユニットの位置合わせが容易になり、かつその位置がずれたり、曲がったりしにくくなる。従って、本発明の超音波プローブは、振動子ユニットの位置合わせが容易なので、製造時間の短縮化が図られ、不良品の発生の確率が低くなるので、生産コストが安価になる。さらに、本発明の超音波プローブは、超音波振動子トランスデューサに二枚の広幅ケーブルを接続できることから、それぞれの広幅ケーブルの幅を狭くすることができ、患者負担の少ない細い形状の超音波プローブを製造するのに有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波プローブの代表的な構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示した超音波プローブの一例の分解斜視図である。
【図３】本発明の超音波プローブの振動子ユニットが固定された合成樹脂製基体部材の一例の分解斜視図である。
【図４】図３に示した超音波プローブの振動子ユニットが固定された合成樹脂製基体部材の斜視図を示す。
【図５】本発明の超音波プローブの挿入部の代表的な構成を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の超音波プローブの挿入部の別の構成を示す一例の分解斜視図である。
【図７】本発明の超音波プローブの挿入部のさらに別の構成を示す一例の分解斜視図である。
【図８】絶縁製樹脂材料を注入固化する前の従来の超音波プローブの挿入部の代表的な構成を示す分解斜視図である。
【図９】図８に示した超音波プローブの振動子ユニットが固定された合成樹脂製基体部材の斜視図である。
【符号の説明】
１  超音波プローブ
２、３０、４０  挿入部
３  取っ手部
４  接続ケーブル
５  ブッシュ
６、４１  蓋部材
７、４２  基体部材
８  音響レンズ
９  目盛り
１０  超音波振動子トランスデューサ表面露出用窓
１１、４４  振動子ユニット
１２  超音波振動子トランスデューサ
１２ａ  圧電振動子
１３、４５  基台
１４、１４ａ、１４ｂ  広幅ケーブル
１５  コネクター
１６  支持板
１７、４６  孔部
１８  ビス
１９、４７  突起部
２０ａ、２０ｂ  ビス
２１  固定用金具
２２  ビス受け部
３１  溝部
４３ａ、４３ｂ  切削部
【図１】
0004359362.tif 000002
【図２】
0004359362.tif 000003
【図３】
0004359362.tif 000004
【図４】
0004359362.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004359362.tif 000007
【図７】
0004359362.tif 000008
【図８】
0004359362.tif 000009
【図９】
0004359362.tif 000010