JPH0542136A - 超音波カプラ装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波診断装置における探触子と被観察対象
との間に設ける超音波カプラに関し，使用時の取り扱い
及び未使用時の保管が容易で，かつ，安価に製造するこ
とができる超音波カプラ装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 超音波カプラ本体の上部が略中段に達するよ
うな深さの容器に超音波カプラ本体を収納し，少なくと
も超音波伝播媒体が漬かるように保存液を注入し，保存
液の液面の近傍を覆う蓋をして超音波カプラ本体を保管
するように超音波カプラ装置を構成する。また，探触子
を挿入する凹状部分を形成する型と超音波伝播媒体を探
触子へ接合する接合部とを容器へ挿入し，容器内に高分
子を含有する水溶液を, 接合部の少なくとも一部が漬か
るように注入し，水溶液をゲル化して超音波カプラ装置
を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は, 超音波診断における探
触子と被観察対象との間に設ける超音波カプラ（その収
納容器を含む）に関し，特に，高分子含水ゲル物質を用
いた超音波カプラに関する。

【０００２】超音波診断装置を用いて甲状腺や頸動脈，
乳腺などの近距離の診断部位を観る場合，図12に示すよ
うに，分解能の向上を図るために探触子と被観察対象物
との間に超音波の良導体である超音波カプラを配置し
て，該診断部位近傍に超音波ビームが収束するような工
夫がなされる。

【０００３】超音波カプラ本体にはウレタンゴムやシリ
コンゴムからなる非含水ゲル物質から成るものや，ある
いはＰＶＡ（ポリビニルアルコール），ＰＶＰ（ポリビ
ニルピロリドン），ＰＥＯ（ポリエチレンオキサイド）
等の高分子含水ゲル物質から成るものがある。前者は一
般に超音波の減衰が大きいため（２dB/cm/MHz 程度），
探触子から放射される超音波がカプラにより減衰されて
被観察対象に入りにくく，また被検査対象の内部から反
射してきた超音波も同様に減衰してしまうためＳＮ比の
低下を招くという欠点があった。それに反して後者は超
音波の減衰が非常に少なく（0.1dB/cm/MHz程度），高い
ＳＮ比を実現することができるため，高分子含水ゲル物
質から成る超音波がカプラが有用である。特に，ＰＶＡ
を含有する水溶液は，これを凍結・解凍することによ
り，人体の凹凸に良く沿う柔軟で（硬さ:2.0x10⁴dyne/c
m²) ，かつ，引き裂き強度の高い（:2.0x10⁶dyne/cm²以
上）ゲルを得ることができる。また，本材料は超音波の
減衰が非常に少なく（減衰率：0.1dB/cm/MHz以下），か
つ，人体との音響的な整合性にも優れる（音響インピー
ダンス：1.52x10⁶kg/m²/s)ため，本材料を超音波伝播材
料として使用することにより優れた超音波カプラを得る
ことができる。しかし，高分子含水ゲル物質（以下，含
水ゲルという）は空気中に放置すると水分が蒸発してし
まうため，使用前及び使用後には密閉した容器に保管し
ておく必要がある。また，こんにゃくのような性質を持
っているため滑りやすく, 手で保持することが困難なた
め，図13に示すように高分子含水ゲル物質を探触子に合
致させる接合部に固着して使用される。

【０００４】従って，使用時の取り扱い及び未使用時の
保管が容易で，かつ，安価に製造することができる高分
子含水ゲル物質から成る超音波カプラが望まれている。

【０００５】

【従来の技術】図14は, 従来例の超音波カプラの構成を
示す図である。図15は, 従来例の超音波カプラの製造方
法を示す図である。全図を通じて同一符号は同一または
同様の構成要素を示す。

【０００６】超音波カプラの構成を示す図14(a) におい
て，含水ゲル部8bと接合部2bとから構成される超音波カ
プラ1bの中, 含水ゲル部8bは保水力が弱く，空気中に放
置すると水分が蒸発または離脱する。これを防止するた
め，使用前及び使用後には，超音波カプラ1bを, 収納ケ
ース3bに満たした保存液4aに浸し，蓋5bをして密閉し，
保管する。保存液4aは振動から超音波カプラ1bを保護
し，また，防腐剤等の添加することによって含水ゲル部
8bの腐敗を防ぐ役目をする。

【０００７】また，従来例の製造方法を示す図15におい
て，超音波カプラ1bは下記の工程に従って製造される。 (A) 接合部2aを型内に埋め込んで型9bを組み立てる。 (B) 湯口部から高分子含有水溶液８を注入する。 (C) 凍結・解凍やγ線の照射等により水溶液８をゲル化
する。 (D) 離型した後に湯口部を切除して超音波カプラ1bの本
体ができ上がる。 (E) 超音波カプラ1bの本体を収納ケース3bの中に入れて
保存液4aを注入し，蓋5bをして密閉する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】超音波カプラ1bを探触
子20に装着するときは，蓋5bを外した後，超音波カプラ
1bを収納ケースから取り出すことなく，片手で探触子20
を収納ケース3b内の超音波カプラ1bの接合部2aへ挿入し
てワンタッチで装着することが, 診断を迅速，かつ，能
率的に行う上で必要とされている。しかるに，従来の超
音波カプラ1bは，図14(a) に示すように収納ケース3bに
満たした保存液4aに超音波カプラ1bを浸し，蓋5bをして
保管したので，使用時には探触子20の挿入によって，図
14(b) に示すように保存液4aが収納ケース3bから溢れて
しまうという問題点があった。

【０００９】また，従来例の製造方法によれば，図15に
示すような多くの工程を必要とするため，超音波カプラ
1bの製造コストが高くなるという問題点があった。本発
明は，使用時の取り扱い及び未使用時の保管が容易で，
かつ，安価に製造することができる高分子含水ゲル物質
から成る超音波カプラを提供すると共に，安価な超音波
カプラの製造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の超音波カ
プラ及びその製造方法を示す原理図である。超音波カプ
ラ装置の構成を示す図１(a) において，１は，超音波診
断において探触子と生体との間で超音波を伝播する超音
波伝播媒体を有する超音波カプラ本体，３は，超音波カ
プラ本体１を収容し，超音波カプラ本体１の上部が略中
段に達するような深さを有する，上端が開放された容
器，４は，容器３に収納された超音波カプラ本体１の少
なくとも超音波伝播媒体が漬かるように注入された保存
液，５は，保存液４の液面の近傍を覆う蓋である。

【００１１】超音波カプラ装置の製造方法を示す図１
(b) において，Ａは，探触子を挿入する凹状部分を形成
するための型９と超音波伝播媒体を探触子へ接合する接
合部２とを，上端が開放された容器3Aへ挿入する型・接
合部挿入工程，Ｂは，容器3A内に高分子を含有する水溶
液８を, 接合部２の少なくとも一部が漬かるように注入
する注入工程，Ｃは，水溶液８をゲル化するゲル化工程
である。

【００１２】

【作用】超音波カプラ装置は，超音波カプラ本体１の上
部が略中段に達するような深さの容器３に超音波カプラ
本体１を収納し，少なくとも超音波伝播媒体が漬かるよ
うに保存液４を注入し，保存液４の液面の近傍を覆う蓋
５をして超音波カプラ本体１を保管する。使用時には蓋
５を外し，探触子をそのまま，容器３に挿入して超音波
カプラ本体１を装着する。

【００１３】また，型・接合部挿入工程Ａにおいて探触
子を挿入する凹状部分を形成するための型９と超音波伝
播媒体を探触子へ接合する接合部２とを容器3Aへ挿入
し，注入工程Ｂにおいて容器3A内に水溶液８を, 接合部
２の少なくとも一部が漬かるように注入し，ゲル化工程
Ｃにおいて水溶液８をゲル化して超音波カプラ装置を製
造する。

【００１４】

【実施例】以下に，本発明になる超音波カプラの構成及
び製造方法の実施例について述べる。超音波カプラの構成 図２は，本発明の超音波カプラの第１の実施例を示す構
成図である。

【００１５】図２において，超音波カプラ1aを収納した
とき, その上部が略中段に達するような深さを有し, 上
端が開放された収納ケース3aを設ける。保存液4aを収納
ケース3aの略中断まで，超音波カプラ1aが完全に漬かる
まで注入し，保存液4aの略液面にフィルム状の蓋5aを設
ける。従って, 収納ケース3a内にある超音波カプラ1a本
体を探触子20に，収納ケース3a内の保存液4aをこぼすこ
となく片手でワンタッチ装着できる。

【００１６】図３は，本発明の超音波カプラの第２の実
施例を示す構成図である。超音波カプラ1aを収納する収
納ケース3aの中段に，底面に対して平行な棚状の面30を
設ける。超音波カプラ1aを収納ケース3aに収納した後,
この面30まで保存液4aを充満させ，この面30にフィルム
状の蓋5aを装着する。収納ケース3aの高さは，探触子20
を挿入した場合に保存液4aが溢れないような高さにす
る。診断時に超音波カプラ1aを使用する場合，蓋5aを外
し，探触子20を収納ケース3aの中の超音波カプラ1aの接
合部2aに挿入する。探触子20の挿入により保存液4aの液
面は上昇するが収納ケース3aから保存液4aが溢れること
は無い。蓋5aの取りつけ位置は，収納する超音波カプラ
1aの高さと略同一とした方が場所を取らず，また超音波
カプラ1aが不安定に動くことがない。

【００１７】なお，本発明の収納ケース3aに収納する超
音波カプラ1a本体としては高分子含水性のゲルに限定す
るものではなく，ウレタンゴムやシリコンゴムからなる
非含水ゲル物質からなる超音波カプラ1aでもよく，この
場合は超音波の伝播効率を良好にするためのゼリーを収
納ケース3aに注入すると良い。超音波カプラの製造方法 図４は，本発明の超音波カプラ製造方法の第１の実施例
を示す。 (A) 上端が開放された収納ケース3aに, 探触子20を挿入
する凹状部分を形成するための凸状の型9aと，超音波カ
プラ1aを探触子20へ接合するための接合部2aを挿入す
る。 (B) 収納ケース3a内に高分子を含有する水溶液８を接合
部2aの一部または全部が漬かるように注入する。 (C) 水溶液８をゲル化することにより超音波カプラ1aを
製造する。 (D）収納ケース3aはそのまま超音波カプラ1a収納用の収
納ケース3aとして使用する。

【００１８】図５は，本発明の超音波カプラ製造方法の
第２の実施例を示し，特に，超音波カプラ1aを量産する
場合の工程を示す。 (A) 探触子20の挿入用の凹状部分を形成するための型9a
に探触子20への接合部2aを固定し，上端が開放された収
納ケース3aに型と接合部2aを挿入する。 (B) 高分子を含有した水溶液８を収納ケース3a内に接合
部2aの一部または全部が漬かるように注入する。 (C) 注入した高分子含有水溶液８がゲル化するようなγ
線等の放射線を加えるか，または水溶液８を凍結・解凍
して水溶液８をゲル化する。 (D) 型9aを外し，蓋5aをする。

【００１９】上記の製造法において，(A) と(B) の工程
の順序が代わっても差支えない。以上によって製造され
た超音波カプラ1aを使用する際には蓋5aを外し，探触子
20を収納ケース3aの中の超音波カプラ1aの接合部2aに挿
入するか，または超音波カプラ1aを収納ケース3aから取
り出して超音波カプラ1aの接合部2aに挿入するかして，
探触子20と超音波カプラ1aとを接合して使用する。

【００２０】図６は，本発明の超音波カプラ製造方法の
第３の実施例を示す。第１の実施例と同様にして収納ケ
ース3a内で超音波カプラ1aを製造する。このとき，収納
ケース3aから取り出し易くすることが必要である。

【００２１】収納ケース3aの底面に，図６に示すよう
に，穴を開けるための突起部10を設ける。この突起部10
を破壊することにより底面部分から空気が入るため超音
波カプラ1aが抜け易くなる。

【００２２】図７は，本発明の超音波カプラ製造方法の
第４の実施例を示す。超音波カプラ1aの保存液4aを収納
ケース3a内に入れて有る場合は，図６による方法では超
音波カプラ1aを取り出した後，保存液4aが底面の穴から
こぼれてしまう。そこで図７に示すように，収納ケース
3a内部に板材（又は棒材）6aを側面に密着させて挿入し
ておき(A) ，水溶液８をゲル化する(B) 。超音波カプラ
1aの使用に際しては，先ずこの板材6aを収納ケース3aか
ら引き抜き取り外すことにより，超音波カプラ1aと収納
ケース3aとの間に隙間を作り(C) ，超音波カプラ1aを収
納ケース3aから取り出し易くすることができる。この板
材6aは収納ケース3aの側面に接触していない場合でも，
収納ケース3aの底面に接触していれば，保存液4aが底面
に周り込み超音波カプラ1aが取り出し易くなる。

【００２３】図７による方法は保存液4aが無い場合でも
有効である。板材6aは収納ケース3aに密着し易いように
柔軟な材料であることが要求される。従って，図８に示
す第５の実施例のように，板材6aに収納ケース3aの側面
に対して部分的に接触するようなゴム6b等の柔軟な材料
を装着した状態で，収納ケース3a内で超音波カプラ1aを
製造する。使用時には先ず板材6aを引き抜いて超音波カ
プラ1aと収納ケース3aとの間に隙間を作ることによっ
て，超音波カプラ1aを収納ケース3aから取り出し易くす
ることができる。

【００２４】図７及び図８に示す板材は水溶液８のゲル
化後，蓋5aを装着する前に取り外しても構わない。また
図９の第６の実施例に示すように，板材6aが，探触子20
の挿入用の凹状部分を形成するための型と一体で形成さ
れていても良く，この場合，板材6aと型5aの離型を同時
に行うことができ工数を削減できる。

【００２５】図10は，本発明の超音波カプラ製造方法の
第７の実施例を示す。ゲル部8aの強度が弱い場合は，図
10に示すように押さえ板11を用いて，型9aを接合部2aか
ら取り外す際にゲル部8aと接合部2aとの結合部分が引き
裂けるのを防止することができる。即ち, 図４の工程に
対して図10の工程においては，型9aと収納ケース3aとの
間に予め押さえ板11を組み込んでおき（A,B)，接合部2a
から型9aを引き抜く際に, 押さえ板11で接合部2aを押さ
える（C,D)ことによって, ゲル部8aと接合部2aとの結合
部分が引き裂けるのを防止することができ, 型9aを取り
去った後蓋5aをして, そのまま保管する(E)。

【００２６】図11は，本発明の超音波カプラ製造方法の
第８の実施例を示す。超音波カプラ1aを収納する収納ケ
ース3aの中段に，底面に対して平行な棚状の面31を設け
る。この棚状の面31の上に接合部2aを置いた状態で他の
実施例と同様にして超音波カプラ1aを製造ことにより，
型9aを取り外す際にゲル部8aと接合部2aとの結合部分が
引き裂けるのを防止することができる。

【００２７】以上説明したように, 本発明によれば，図
２及び図３を基に説明したように超音波カプラ1aを構成
することにより，未使用時の管理・保存が容易で，ま
た，使用時には超音波カプラ1bを収納ケースから取り出
すことなく，かつ，保存液4aが収納ケース3bから溢れる
ことなく，片手で探触子20を収納ケース3b内の超音波カ
プラ1bの接合部2aへ挿入してワンタッチで装着すること
ができる。また，図4 〜図11を基に説明したように超音
波カプラ1aを製造することにより，従来例で必要とした
(D) 及び(E) の工程を必要としないので，低コストの超
音波カプラ1aを製造することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば，超音波カプラ装置は，
超音波カプラ本体の上部が略中段に達するような深さの
容器に超音波カプラ本体を収納し，少なくとも超音波伝
播媒体が漬かるように保存液を注入し，保存液の液面の
近傍を覆う蓋をして超音波カプラ本体を保管するように
構成される。使用時には蓋を外し，探触子をそのまま，
容器に挿入することにより，保存液をこぼすことなく,
片手でワンタッチで超音波カプラ本体を探触子に装着す
ることができる。また，探触子を挿入する凹状部分を形
成するための型と超音波伝播媒体を探触子へ接合する接
合部とを容器へ挿入し，容器内に水溶液を, 接合部の少
なくとも一部が漬かるように注入し，水溶液をゲル化し
て超音波カプラ装置を製造する。従って, 使用時の取り
扱い及び未使用時の保管が容易で，かつ，安価に超音波
カプラ装置を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の超音波カプラ及びその製造方法を示
す原理図

【図２】 本発明の超音波カプラの第１の実施例を示す
構成図

【図３】 本発明の超音波カプラの第２の実施例を示す
構成図

【図４】 本発明の超音波カプラ製造方法の第１の実施
例を示す図

【図５】 本発明の超音波カプラ製造方法の第２の実施
例を示す図

【図６】 本発明の超音波カプラ製造方法の第３の実施
例を示す図

【図７】 本発明の超音波カプラ製造方法の第４の実施
例を示す図

【図８】 本発明の超音波カプラ製造方法の第５の実施
例を示す図

【図９】 本発明の超音波カプラ製造方法の第６の実施
例を示す図

【図10】 本発明の超音波カプラ製造方法の第７の実施
例を示す図

【図11】 本発明の超音波カプラ製造方法の第８の実施
例を示す図

【図12】 超音波カプラの使用状態を示す図

【図13】 超音波カプラ本体の構成を示す図

【図14】 従来例の超音波カプラの構成を示す図

【図15】 従来例の超音波カプラの製造方法を示す図

【符号の説明】

１, 1a, 1b 超音波カプラ ２, 2a 接合部 ３，3A 容器 3a, 3b 収納ケース ４, 4a 保存液 ５, 5a, 5b 蓋 6a 板材 6b ゴム ８ 水溶液 9a, 9b 含水ゲル部 ９, 9a, 9b 型 10 突起部 11 押さえ板 20 探触子 30，31 棚状の面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 清人 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 川辺 憲二 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波診断において探触子と生体との間
   で超音波を伝播する超音波伝播媒体を有する超音波カプ
   ラ本体(1) と，該超音波カプラ本体(1) を収容し，該超
   音波カプラ本体(1) の上部が略中段に達するような深さ
   を有する，上端が開放された容器(3) と，該容器(3) に
   収納された該超音波カプラ本体(1) の少なくとも超音波
   伝播媒体が漬かるように注入された保存液(4) と，該保
   存液(4) の液面の近傍を覆う蓋(5) とを設けることを特
   徴とする超音波カプラ装置。
2. 【請求項２】 前記容器(3) は中段から上部の口径が下
   部の口径より大きくなる構造を有し, 口径が変化する中
   段の部分に前記蓋(3) を設置することを特徴とする請求
   項１の超音波カプラ装置。
3. 【請求項３】 前記超音波カプラ本体(1) の少なくとも
   一部が含水性の高分子ゲルにより構成されていることを
   特徴とする請求項１の超音波カプラ装置。
4. 【請求項４】 前記高分子含水ゲルがポリビニルアルコ
   ール系冷凍ゲルであることを特徴とする請求項３の超音
   波カプラ装置。
5. 【請求項５】 探触子を挿入する凹状部分を形成する型
   (9) と超音波伝播媒体を探触子へ接合する接合部(2) と
   を上端が開放された容器(3A)へ挿入する型・接合部挿入
   工程(A) と，該容器(3A)内に高分子を含有する水溶液
   (8) を, 該接合部(2) の少なくとも一部が漬かるように
   注入する注入工程(B) と，該水溶液(8) をゲル化するゲ
   ル化工程(C) とを含むことを特徴とする超音波カプラ装
   置の製造方法。
6. 【請求項６】 前記容器(3A)は，その底面または側面に
   おいて内部と外部とを貫通する穴を生ぜしめる構造を有
   することを特徴とする請求項５の超音波カプラ装置の製
   造方法。
7. 【請求項７】 前記型・接合部挿入工程(A) は，前記容
   器(3A)内に，その底面または側面に接触すると共に前記
   水溶液(8) に一部が漬かる棒状もしくは板状部材を設け
   る工程を含むことを特徴とする請求項５の超音波カプラ
   装置の製造方法。
8. 【請求項８】 前記棒状もしくは板状部材を，前記容器
   (3A)の側面及び底面に対して密着するような柔軟な部材
   で構成したことを特徴とする請求項７の超音波カプラ装
   置の製造方法。
9. 【請求項９】 前記棒状もしくは板状部材に, 前記容器
   (3A)の側面及び底面に対して密着する柔軟な部材を装着
   したことを特徴とする請求項７の超音波カプラ装置の製
   造方法。
10. 【請求項10】 前記棒状もしくは板状部材と，探触子を
    挿入する凹状部分を形成する型とが一体となっているこ
    とを特徴とする請求項７〜９の超音波カプラ装置の製造
    方法。
11. 【請求項11】 前記型・接合部挿入工程(A) において，
    前記容器(3A)は中段から上部の口径が下部の口径より大
    きくなる構造を有し,口径が変化する中段の部分に前記
    接合部(2) を設置することを特徴とする請求項５の超音
    波カプラ装置の製造方法。
12. 【請求項12】 前記型・接合部挿入工程(A) において，
    前記型(9) は複数の型(9) が一体となった構造であるこ
    とを特徴とする請求項５の超音波カプラ装置の製造方
    法。
13. 【請求項13】 前記注入工程(B) において，前記水溶液
    (8) は分子がポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系の高分
    子であり，前記ゲル化工程(C) において，水溶液を凍結
    ・解凍することによりゲル化することを特徴とする請求
    項５〜12の超音波カプラ装置の製造方法。