特開 2023-124713 超音波プローブ及び超音波診断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023124713

(43)【公開日】2023-09-06

(54)【発明の名称】超音波プローブ及び超音波診断装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/00 20060101AFI20230830BHJP

【ＦＩ】

A61B8/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022028654

(22)【出願日】2022-02-25

(71)【出願人】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100202429

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 信人

(72)【発明者】

【氏名】桑名 勇治

(72)【発明者】

【氏名】藤田 大広

(72)【発明者】

【氏名】長崎 祐也

(72)【発明者】

【氏名】鴫原 章哲

(72)【発明者】

【氏名】芝沼 浩幸

(72)【発明者】

【氏名】鷲見 篤司

【テーマコード（参考）】

4C601

【Ｆターム（参考）】

4C601EE10

4C601EE19

4C601GA01

4C601GB18

4C601GB50

(57)【要約】

【課題】被検体接触部の温度上昇を抑制することである。
【解決手段】実施形態に係る超音波プローブは、超音波の送受信側に被検体と接触する被検体接触面を介して、前記被検体に前記超音波を送受信する超音波振動子を有する被検体接触部と、 前記被検体接触部が達する温度より高い相転移温度を有する第１蓄熱潜熱剤と、前記被検体接触部と前記第１蓄熱潜熱剤との間を熱的に接続し、前記被検体接触部と第１蓄熱潜熱剤との間で熱交換可能な熱交換素子と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波の送受信側に被検体と接触する被検体接触面を介して、前記被検体に前記超音波を送受信する超音波振動子を有する被検体接触部と、
前記被検体接触部が達する温度より高い相転移温度を有する第１蓄熱潜熱剤と、
前記被検体接触部と前記第１蓄熱潜熱剤との間を熱的に接続し、前記被検体接触部と第１蓄熱潜熱剤との間で熱交換可能な熱交換素子と、
を備える超音波プローブ。

【請求項2】

前記超音波振動子に電気的に接続される電子部品を更に備え、
前記電子部品は、前記第１蓄熱潜熱剤に熱的に接続される、請求項１に記載の超音波プローブ。

【請求項3】

前記電子部品及び／又は前記熱交換素子に電力を供給するバッテリを更に備える、請求項２に記載の超音波プローブ。

【請求項4】

前記被検体接触部と、前記電子部品とは第１筐体に収容され、
前記第１蓄熱潜熱剤と、前記熱交換素子と、前記バッテリとは第２筐体に収容され、
前記第２筐体は、前記第１筐体に着脱可能に取り付けられる、請求項３に記載の超音波プローブ。

【請求項5】

前記第２筐体が前記第１筐体に着脱可能に取り付けられる際に、前記第２筐体は、前記第１筐体に対して、熱的に及び電気的に接続される、請求項４に記載の超音波プローブ。

【請求項6】

前記バッテリが充電される際に、前記第１蓄熱潜熱剤は冷却される、請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の超音波プローブ。

【請求項7】

前記被検体接触部と前記第１蓄熱潜熱剤とを、前記熱交換素子を介して熱的に接続する第１熱伝導体と、
前記電子部品と、前記第１蓄熱潜熱剤とを熱的に接続する第２熱伝導体とを、更に備える請求項２乃至請求項６のいずれかに記載の超音波プローブ。

【請求項8】

前記第１蓄熱潜熱剤の相転移温度は、５０～６５℃である、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の超音波プローブ。

【請求項9】

前記被検体接触部に熱的に接続され、前記第１蓄熱潜熱剤より低い相転移温度を有する第２蓄熱潜熱剤を更に備える、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の超音波プローブ。

【請求項10】

前記第２蓄熱潜熱剤の相転移温度は、４３℃以下である請求項９に記載の超音波プローブ。

【請求項11】

前記被検体接触部の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサが検出した温度に基づいて、前記熱交換素子を制御して、前記被検体接触部の温度を制御する温度制御部と、を備える請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の超音波プローブ。

【請求項12】

前記温度センサにより検出した温度が所定の温度以下の場合に、前記温度制御部は、前記被検体接触部を加温する、請求項１１に記載の超音波プローブ。

【請求項13】

前記熱交換素子に流す電流のＯＮ／ＯＦＦ及び／又は電流の極性を切り替える切替部を更に備える、請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の超音波プローブ。

【請求項14】

前記熱交換素子は、ペルチェ素子である、請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の超音波プローブ。

【請求項15】

請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の超音波プローブと、
前記超音波プローブから受信した受信信号に基づいて、超音波画像データを生成する画像生成部を備える装置本体と、
を備える、超音波診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書及び図面に開示の実施形態は、超音波プローブ及び超音波診断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、医療分野において、超音波プローブを用いて発生させた超音波を利用して、被検体内の検査を行う超音波診断装置が広く用いられている。この超音波診断装置は、被検体内の検査を行うために、超音波を送受信する超音波振動子を有する超音波プローブの被検体接触部を被検体に接触させる必要がある。このため、超音波診断装置は、被検体接触部の温度が所定の温度以上にならないように、被検体接触部の温度が制限温度に近づくと、超音波診断装置の動作を制限するように構成されている。

【0003】

近年、超音波プローブには、例えば、超音波を送受信させる超音波振動子を切り換えるための半導体スイッチなどの電子部品や、超音波プローブが受信した被検体からの反射波である受信信号を処理するための電子部品などが内蔵されることがある。しかしながら、超音波プローブに電子部品が内蔵される場合、超音波プローブの使用により、超音波プローブに内蔵された電子部品が発熱するため、被検体接触部の温度上昇が促進されることとなる。したがって、電子部品を内蔵した超音波プローブは、被検体接触部の温度を制限温度以下に保つことが難しくなる可能性がある。また、超音波プローブの使用により、超音波振動子が発熱し、被検体接触部の温度上昇が促進することもある。このため、超音波プローブは、被検体接触部の温度を制限温度以下に保つことがより難しくなる。

【0004】

この被検体接触部の温度を制限温度以下に保つために、制限温度以下の相転移温度を有する蓄熱潜熱剤を超音波プローブに収容し、この被検体接触部の熱を蓄熱潜熱剤に吸熱させることがある。しかし、被検体接触部の制限温度は、超音波プローブに内蔵された電子部品が発熱した際に発生する温度に対して小さいため、制限温度以下の相転移温度を有する蓄熱潜熱剤では、超音波プローブに内蔵された電子部品が発熱した際の被検体接触部の温度上昇に対して、被検体接触部の温度を制限温度以下に保つことが困難である。したがって、超音波プローブにおいて、被検体接触部の温度上昇を抑制することが望まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－２２８４２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、被検体接触部の温度上昇を抑制することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記の課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態に係る超音波プローブは、超音波の送受信側に被検体と接触する被検体接触面を介して、前記被検体に前記超音波を送受信する超音波振動子を有する被検体接触部と、 前記被検体接触部が達する温度より高い相転移温度を有する第１蓄熱潜熱剤と、前記被検体接触部と前記第１蓄熱潜熱剤との間を熱的に接続し、前記被検体接触部と第１蓄熱潜熱剤との間で熱交換可能な熱交換素子と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る超音波診断装置の外観を示す模式図。

【図2】第１実施形態に係る超音波診断装置の電気的な構成の一例を示すブロック図。

【図3】第１実施形態に係る超音波診断装置の内部構成を説明する説明図。

【図4】第１実施形態に係る超音波プローブを冷却する際の超音波プローブ１０の熱の流れを説明する説明図。

【図5】第１実施形態に係る超音波プローブで実行される温度制御処理の内容を説明するフローチャート図。

【図6】第２実施形態に係る超音波診断装置の電気的な構成の一例を示すブロック図。

【図7】第２実施形態に係る被検体接触部を加温する際の超音波プローブの熱の流れを説明する説明図。

【図8】第２実施形態に係る超音波プローブで実行される温度制御処理の内容を説明するフローチャート図。

【図9】第３実施形態に係る超音波診断装置の電気的な構成の一例を示すブロック図。

【図10】第３実施形態に係る超音波プローブの内部構成を説明する説明図。

【図11】第３実施形態に係る超音波プローブの第１筐体の内部構成を説明する説明図。

【図12】第３実施形態に係る超音波プローブの第２筐体の内部構成を説明する説明図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、超音波プローブ及び超音波診断装置の実施形態について説明する。なお、以下の説明において実質的に同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行うこととする。

【0010】

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る超音波診断装置の外観を示す模式図である。図１に示すように本実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波プローブ１０と、装置本体３０と、ディスプレイ５０と、入力インターフェース７０とを備えて構成されている。なお、図１に示す例では、ディスプレイ５０と、入力インターフェース７０とは、装置本体３０と別体として構成されているが、装置本体３０と、ディスプレイ５０と、入力インターフェース７０とは一体として構成されていてもよい。装置本体３０と、ディスプレイ５０と、入力インターフェース７０とが一体として構成されている例としては、例えば、タブレット端末やワークステーションなどの情報処理装置である。

【0011】

超音波プローブ１０は、装置本体３０に接続され、被検体に対して超音波を送信するとともに、当該送信した超音波に基づく被検体内で反射された反射波信号を受信するデバイスである。この超音波プローブ１０は、例えば、被検体内の２次元領域を走査する１Ｄアレイプローブや、被検体内の３次元領域を走査するメカニカル４Ｄプローブや２Ｄアレイプローブなどである。図１では、超音波プローブ１０は、無線通信により、装置本体３０に接続される例を図示しているが、超音波プローブ１０は、ケーブルなどを介した有線通信により、装置本体３０に接続される構成であってもよい。なお、以下の説明では、超音波プローブ１０は、無線通信により、装置本体３０に接続される構成として、本実施形態の詳細を説明する。

【0012】

装置本体３０は、超音波プローブ１０から受信した受信信号に基づいて、超音波画像を生成する装置である。図１に示す例では、本実施形態に係る装置本体３０には、超音波プローブ１０と、ディスプレイ５０と、入力インターフェース７０とが接続されている。

【0013】

ディスプレイ５０は、各種超音波画像や各種設定などを表示する表示装置である。例えばディスプレイ５０は、装置本体３０により生成された超音波画像や、操作者からの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）等を表示する。本実施形態においては、ディスプレイ５０は、例えば、液晶ディスプレイや、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ等によって構成される。

【0014】

入力インターフェース７０は、種々の設定等を行うための入力装置であり、例えば、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチモニタ、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。入力インターフェース７０は、後述する装置本体３０の処理回路に接続されており、操作者から受け付けた入力操作を電気信号へ変換し、装置本体３０の処理回路へと出力する。なお、本明細書において入力インターフェース７０は、マウス、キーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を装置本体３０の処理回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース７０の例に含まれる。

【0015】

次に、図２及び図３を参照して、本実施形態に係る超音波診断装置１の構成の一例を説明する。図２は、第１実施形態に係る超音波診断装置１の電気的な構成の一例を示すブロック図である。図３は、第１実施形態に係る超音波診断装置１の内部構成を説明する説明図である。図２及び図３に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波プローブ１０と、装置本体３０と、ディスプレイ５０と、入力インターフェース７０とを備えて構成されている。また、本実施形態に係る超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１と、送受信回路１０３と、処理回路１０５と、熱交換素子１０７と、バッテリ１０９と、切替スイッチ１１１と、通信回路１１３と、温度センサ１１５と、第１蓄熱潜熱剤１１７と、電子部品１１９と、第１熱伝導体１２１と、第２熱伝導体１２３とを備える。そして、本実施形態に係る超音波プローブ１０において、被検体接触部１０１と、送受信回路１０３と、処理回路１０５と、熱交換素子１０７と、バッテリ１０９と、切替スイッチ１１１と、通信回路１１３と、温度センサ１１５と、第１蓄熱潜熱剤１１７と、電子部品１１９と、第１熱伝導体１２１と、第２熱伝導体１２３とは、１の筐体に収容されて構成されている。さらに、本実施形態に係る装置本体３０は、処理回路３０１と、記憶回路３０３と、通信回路３０５とを備える。

【0016】

以下では、まず、超音波プローブ１０における、被検体接触部１０１と、送受信回路１０３と、処理回路１０５と、熱交換素子１０７と、バッテリ１０９と、切替スイッチ１１１と、通信回路１１３と、温度センサ１１５と、第１蓄熱潜熱剤１１７と、電子部品１１９と、第１熱伝導体１２１と、第２熱伝導体１２３とついて説明する。

【0017】

被検体接触部１０１は、例えば、超音波の送受信側に被検体Ｐと接触する被検体接触面Ｓを介して、被検体Ｐに超音波を送受信する超音波振動子と、整合層と、バッキング材とを有している。また、被検体接触部１０１は、第１熱伝導体１２１により、熱交換素子１０７を介して、第１蓄熱潜熱剤１１７と熱的に接続されている。

【0018】

超音波振動子は、例えば、圧電セラミックにより作製された圧電振動子である。超音波振動子は、被検体接触部１０１の先端に複数配列されて設けられており、送受信回路１０３から供給される駆動信号に基づいて超音波を送信し、被検体Ｐ内からの反射波を受信して電気信号に変換する。整合層は、超音波振動子の超音波の送受信側に設けられ、超音波を被検体Ｐに効率よく伝播させるための中間層である。バッキング材は、超音波振動子から後方への超音波の伝播を防止する。

【0019】

送受信回路１０３は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性を制御するプロセッサであり、送信回路及び受信回路を有する。なお、図２においては、超音波プローブ１０に送受信回路１０３が設けられる場合の例を示したが、送受信回路１０３は、装置本体３０に設けられてもよく、超音波プローブ１０と装置本体３０の両方に設けられてもよい。

【0020】

送信回路は、パルス発生器、送信遅延回路およびパルサ回路などを有し、超音波振動子に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。送信遅延回路は、超音波振動子から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な超音波振動子ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサ回路は、レートパルスにもとづくタイミングで、超音波振動子に駆動パルスを印加する。送信遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、超音波振動子面から送信される超音波の送信方向を任意に調整する。

【0021】

受信回路は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器などを有し、超音波振動子が受信した反射波信号を受け、この反射波信号に対して各種処理を行なって受信信号（エコー信号）を生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、Ａ／Ｄ変換器によって処理された反射波信号の加算処理を行なって受信信号を生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。

【0022】

処理回路１０５は、例えば、超音波プローブ１０の全体的な制御を行う制御回路である。本実施形態に係る処理回路１０５は、送受信回路１０３を制御したり、被検体接触部１０１の温度を制御したりする。

【0023】

このため、本実施形態に係る処理回路１０５は、プローブ制御機能１０５１と、温度制御機能１０５２とを有する。プローブ制御機能１０５１は、本実施形態におけるプローブ制御部に相当し、温度制御機能１０５２は、本実施形態における温度制御部に相当している。

【0024】

図２に示す実施形態では、プローブ制御機能１０５１と、温度制御機能１０５２とにて行われる各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で装置本体３０の記憶回路３０３に格納されている。処理回路１０５はプログラムを装置本体３０の記憶回路３０３から読み出し、実行することで、各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１０５は、図２の処理回路１０５内に示された各機能を有することとなる。なお、図２においては単一の処理回路１０５にて、プローブ制御機能１０５１と、温度制御機能１０５２とが実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１０５を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより、これらの機能を実現するものとしても構わない。また、超音波プローブ１０が記憶回路を備え、超音波プローブ１０の記憶回路に各処理機能を格納するようにしてもよい。

【0025】

プローブ制御機能１０５１は、超音波プローブ１０による超音波送受信などの基本動作を制御する機能である。例えば、処理回路１０５は、装置本体３０からの指示に基づいて、プローブ制御機能１０５１により、超音波プローブ１０の各部及び各回路を制御する。

【0026】

温度制御機能１０５２は、温度センサ１１５が検出した被検体接触部１０１の温度に基づいて、熱交換素子１０７を制御して、被検体接触部１０１の温度を制御する機能である。具体的には、本実施形態に係る温度制御機能１０５２は、温度センサ１１５が検出した被検体接触部１０１の温度に基づいて、熱交換素子１０７に流す電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて、被検体接触部１０１の温度を制御する。なお、温度制御機能１０５２は、切替スイッチ１１１を制御して、熱交換素子１０７に流す電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、熱交換素子１０７を制御して、被検体接触部１０１の温度を制御するようにしてもよい。

【0027】

熱交換素子１０７は、被検体接触部１０１と第１蓄熱潜熱剤１１７との間で熱交換可能な素子である。この熱交換素子１０７の一方の面は、第１熱伝導体１２１を介して、被検体接触部１０１に接続され、この熱交換素子１０７の他方の面は、第１熱伝導体１２１を介して、第１蓄熱潜熱剤１１７に接続されている。すなわち、熱交換素子１０７は、被検体接触部１０１と第１蓄熱潜熱剤１１７との間を熱的に接続している。

【0028】

この熱交換素子１０７は、例えば、ペルチェ素子である。ペルチェ素子は、２つの金属または半導体を電気的に直列に接合して直流電流を流すことで、一方の面の熱を他方の面に移動するというペルチェ効果を利用した素子である。すなわち、他方の面に熱が移動する一方の面は吸熱面となり、一方の面から熱が移動される他方の面は排熱面となる。また、ペルチェ素子は、供給する電流値に応じて一方の面から吸熱量を調整することができる。さらに、ペルチェ素子は、ペルチェ素子に供給する電流の極性を逆にすることで、吸熱面と排熱面とを反対に形成することができる。なお、熱交換素子１０７は、被検体接触部１０１と第１蓄熱潜熱剤１１７との間で熱交換可能な他の素子であってもよい。

【0029】

バッテリ１０９は、超音波プローブ１０の各構成要素に電力を供給する、例えば、リチウムイオン電池、或いはニッケル水素電池等の充電式電池である。バッテリ１０９は、例えば、電子部品１１９や、熱交換素子１０７などに電力を供給する。バッテリ１０９は、超音波プローブ１０がＡＣアダプタを介して取得した電力により充電されてもよく、超音波プローブ１０から取り外されて充電されてもよい。なお、バッテリ１０９は、充電式電池に替えて、充電式でない電池を用いることとしてもよい。

【0030】

切替スイッチ１１１は、熱交換素子１０７に流す電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるためのスイッチである。具体的には、切替スイッチ１１１は、温度制御機能１０５２の制御の下、バッテリ１０９から熱交換素子１０７に流す電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるための半導体スイッチ等の電気的なスイッチなどである。なお、切替スイッチ１１１は、電気的なスイッチに限られず、機械的なスイッチであってもよい。また、切替スイッチ１１１は、温度制御機能１０５２に制御されることとしたが、操作者の操作により、熱交換素子１０７に流す電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるようにしてもよい。この切替スイッチ１１１は、本実施形態における切替部に相当している。

【0031】

通信回路１１３は、無線通信用の種々のプロトコルを実装し、無線通信により、装置本体３０との通信を実現する。本実施形態に係る通信回路１１３は、例えば、送受信回路１０３の受信回路が生成した受信信号を、無線通信により、装置本体３０に送信する。なお、本実施形態における図１の例では、超音波プローブ１０と装置本体３０とは、無線通信により通信を行っているが、超音波プローブ１０と装置本体３０との通信は、無線通信に限られない。例えば、超音波プローブ１０と装置本体３０との通信が有線通信で行われる場合、通信回路１１３は有線通信用の種々のプロトコルを実装し、ケーブルなどを介した有線通信により、超音波プローブ１０と装置本体３０との通信を実現してもよい。

【0032】

温度センサ１１５は、被検体接触部１０１の温度を検出する、例えば、熱電対、測温抵抗体、サーミスタ、ＩＣ温度センサ等のセンサである。温度センサ１１５は、被検体接触部１０１の温度を検出して、検出した被検体接触部１０１の温度を処理回路１０５へと出力する。

【0033】

第１蓄熱潜熱剤１１７は、所定の相転移温度より高い温度になると固体から液体に相転移するとともに潜熱を吸熱（蓄熱）し、所定の相転移温度より低い温度になると液体から固体に相転移するとともに潜熱を排熱（放熱）する材料である。この第１蓄熱潜熱剤１１７は、例えば、ロウやパラフィンなどの有機物系の材料や、硫酸ナトリウム１０水塩や酢酸ナトリウム３水塩などの無機水和塩系の材料、ウッドメタルやガリウムなどの低融点金属系の材料などからなる。

【0034】

図３に示すように、第１蓄熱潜熱剤１１７は、熱交換素子１０７を介して、被検体接触部１０１と熱的に接続されている。第１蓄熱潜熱剤１１７は、例えば、処理回路１０５や切替スイッチ１１１により、熱交換素子１０７を制御して、被検体接触部１０１の熱を吸熱する。また、第１蓄熱潜熱剤１１７は、電子部品１１９と熱的に接続され、電子部品１１９の熱を吸熱する。さらになお、第１蓄熱潜熱剤１１７は、例えば、熱伝導の高い筐体に収容されている。

【0035】

この第１蓄熱潜熱剤１１７は、例えば、バッテリ１０９が充電式電池の場合であって、バッテリ１０９が充電される際に、冷却される。また、バッテリ１０９が充電される際に第１蓄熱潜熱剤１１７が冷却されるとき、超音波プローブ１０は、熱交換素子１０７を制御して、第１蓄熱潜熱剤１１７の熱を熱交換素子１０７により吸熱し、吸熱した第１蓄熱潜熱剤１１７の熱を外部に排熱することで、第１蓄熱潜熱剤１１７を急速に冷却するようにしてもよい。

【0036】

また、第１蓄熱潜熱剤１１７の相転移温度は、被検体接触部１０１が達する温度より高い温度であり、例えば、被検体接触部１０１の制限温度である。この被検体接触部１０１の制限温度は、例えば、４０℃や４３℃である。このため、第１蓄熱潜熱剤１１７の相転移温度は、例えば、４３℃以上７０℃以下の温度であり、より好ましくは、５０℃以上６５℃以下の温度である。仮に、第１蓄熱潜熱剤１１７が５０℃未満の相転移温度である場合、電子部品１１９の発熱による動作温度が６０℃であるため、電子部品１１９の熱を吸熱することにより、第１蓄熱潜熱剤１１７がすぐに相転移してしまう可能性があり、被検体接触部１０１の温度を制限温度以下に保つことが困難となる可能性がある。また、仮に、第１蓄熱潜熱剤１１７が６５℃より高い相転移温度である場合、電子部品１１９の発熱による動作温度が６０℃であるため、電子部品１１９が発熱しても第１蓄熱潜熱剤１１７の相転移が行われない可能性があり、超音波プローブ１０の内部が温度上昇することにより、熱交換素子１０７により被検体接触部１０１を吸熱した場合でも、被検体接触部１０１の温度を制限温度以下に保つことが困難となる可能性がある。このため、本実施形態に係る超音波診断装置１の第１蓄熱潜熱剤１１７は、好ましくは、相転移温度が５０℃以上６５℃以下の温度のものを用いる。なお、超音波プローブ１０を使用する際の周囲環境や第１蓄熱潜熱剤１１７の材料の特性によっては、第１蓄熱潜熱剤１１７が５０℃未満の相転移温度であっても、第１蓄熱潜熱剤１１７がすぐに相転移しない可能性があり、第１蓄熱潜熱剤１１７が６５℃より高い相転移温度であっても、第１蓄熱潜熱剤１１７の相転移が行われる可能性がある。このため、本実施形態に係る超音波診断装置１の第１蓄熱潜熱剤１１７は、相転移温度が４３℃以上７０℃以下の温度のものを用いてもよい。

【0037】

電子部品１１９は、超音波プローブ１０に内蔵されている回路などを構成する電気的な部品である。電子部品１１９は、例えば、送受信回路１０３や、処理回路１０５、通信回路１１３等を構成し、超音波振動子に電気的に接続されるされる部品である。電子部品１１９は、第２熱伝導体１２３を介して、第１蓄熱潜熱剤１１７に熱的に接続されている。なお、電子部品１１９は、送受信回路１０３や、処理回路１０５、通信回路１１３等を構成する全ての部品を含まなくてもよい。すなわち、電子部品１１９は、送受信回路１０３や、処理回路１０５、通信回路１１３等を構成する一部の部品により構成されてもよく、送受信回路１０３や、処理回路１０５、通信回路１１３以外の他の部品を含んでいてもよい。

【0038】

第１熱伝導体１２１は、熱伝導率の高い、アルミニウムや銅などの金属又はグラファイトなどからなる伝熱部材である。また、第１熱伝導体１２１は、被検体接触部１０１と第１蓄熱潜熱剤１１７とを、熱交換素子１０７を介して熱的に接続している。

【0039】

第２熱伝導体１２３は、第１熱伝導体１２１と同様に、熱伝導率の高い、アルミニウムや銅などの金属又はグラファイトなどからなる伝熱部材である。また、第２熱伝導体１２３は、電子部品１１９と第１蓄熱潜熱剤１１７とを熱的に接続している。

【0040】

次に、装置本体３０における、処理回路３０１と、記憶回路３０３と、通信回路３０５とについて説明する。

【0041】

処理回路３０１は、超音波診断装置１の全体的な制御を行う制御回路である。また、処理回路３０１は各種の演算を行う演算回路であり、例えば、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサにより構成される。本実施形態に係る処理回路３０１は、例えば、通信回路３０５を介して受信した受信信号に基づいて、超音波画像データを生成したり、生成した超音波画像データをディスプレイ５０に表示させたりする。

【0042】

このため、本実施形態に係る処理回路３０１は、Ｂモード処理機能３０１１と、ドプラ処理機能３０１２と、画像生成機能３０１３と、表示制御機能３０１４とを有する。Ｂモード処理機能３０１１は、本実施形態におけるＢモード制御部に相当し、ドプラ処理機能３０１２は、本実施形態におけるドプラ処理部に相当し、画像生成機能３０１３は、本実施形態における画像生成部に相当し、表示制御機能３０１４は、本実施形態における表示制御部に相当している。

【0043】

図２に示す実施形態では、Ｂモード処理機能３０１１と、ドプラ処理機能３０１２と、画像生成機能３０１３と、表示制御機能３０１４とにて行われる各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路３０３に格納されている。処理回路３０１はプログラムを記憶回路３０３から読み出し、実行することで、各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路３０１は、図２の処理回路３０１内に示された各機能を有することとなる。なお、図２においては単一の処理回路３０１にて、Ｂモード処理機能３０１１と、ドプラ処理機能３０１２と、画像生成機能３０１３と、表示制御機能３０１４とが実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路３０１を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより、これらの機能を実現するものとしても構わない。

【0044】

Ｂモード処理機能３０１１は、超音波プローブ１０から受信した受信信号に基づき、Ｂモードデータを生成する機能である。処理回路３０１は、Ｂモード処理機能３０１１により、例えば、超音波プローブ１０から受信した受信信号に対して包絡線検波処理、および対数圧縮処理等を施し、信号強度が輝度の明るさで表現されるＢモードデータを生成する。

【0045】

ドプラ処理機能３０１２は、超音波プローブ１０から受信した受信信号に基づき、血流の速度、血流の分散、血流のパワー等のドプラデータを生成する機能である。ドプラ処理機能３０１２は、超音波プローブ１０から受信した受信信号を周波数解析することで、スキャン領域に設定されるＲＯＩ（Region Of Interest： 関心領域）内にある移動体のドプラ効果に基づく血流情報を抽出したドプラデータを生成する。

【0046】

画像生成機能３０１３は、超音波プローブ１０から受信した受信信号に基づいて、超音波画像データを生成する機能である。具体的には、画像生成機能３０１３は、Ｂモード処理機能３０１１により生成されたＢモードデータ、及び／又はドプラ処理機能３０１２により生成されたドプラデータに基づき、各種超音波画像データを生成する機能である。例えば、画像生成機能３０１３は、Ｂモード処理機能３０１１により生成されたＢモードデータから、反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像データを生成する。また、例えば、画像生成機能３０１３は、ドプラ処理機能３０１２により生成されたドプラデータから、移動体の平均速度画像、分散画像、パワー画像、または、これらの組み合わせ画像としてのドプラ画像データを生成する。

【0047】

表示制御機能３０１４は、画像生成機能３０１３により生成された各種超音波画像データをディスプレイ５０に表示させる機能である。具体的には、例えば、表示制御機能３０１４は、画像生成機能３０１３により生成されたＢモード画像データ、ドプラ画像データ、又はこれらの両方を含む超音波画像データのディスプレイ５０における表示を制御する。

【0048】

記憶回路３０３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。本実施形態においては、例えば、記憶回路３０３は、超音波プローブ１０や装置本体３０に含まれる回路で実行されるプログラムを記憶する。

【0049】

通信回路３０５は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。通信回路３０５は、この各種プロトコルに従って、ネットワークを介して他の装置との通信を実現する。例えば、本実施形態に係る通信回路３０５は、超音波プローブ１０の送受信回路１０３の受信回路が生成した受信信号を受信したり、超音波プローブ１０に超音波プローブ１０の制御プログラムを送信したり、装置本体３０が生成した超音波画像などを他の装置に送信したりする。

【0050】

次に、図３及び図４を参照して、第１実施形態に係る被検体接触部１０１を冷却する際の超音波プローブ１０の熱の流れを説明する。図４は、第１実施形態に係る超音波プローブ１０を冷却する際の超音波プローブ１０の熱の流れを説明する説明図である。図４に示す例では、点線は電力の供給や電流の流れる方向示す。また、実線は熱の流れる方向を示し、実線の太さは、熱が流れる量を示している。

【0051】

図４に示すように、超音波プローブ１０は、超音波プローブ１０の使用が開始されると、点線ａに示すように、バッテリ１０９から電子部品１１９に電力Ｐｂｅを供給する。また、超音波プローブ１０は、点線ｂに示すように、処理回路１０５及び／又は切替スイッチ１１１により、被検体接触部１０１が冷却されるように、熱交換素子１０７に電流Ｐｂｐを流す。そして、このバッテリ１０９から電子部品１１９に供給された電力Ｐｂｅは、電子部品１１９により熱に変換される。そして、電子部品１１９により変換された多くの熱Ｐｅｔは、実線ｃに示すように、第２熱伝導体１２３を介して、第１蓄熱潜熱剤１１７に熱伝導され、第１蓄熱潜熱剤１１７は、電子部品１１９により変換された多くの熱Ｐｅｔを蓄熱する。

【0052】

一方、図４に示すように、電子部品１１９により変換された一部の熱Ｐｅｋは、実線ｄに示すように、被検体接触部１０１に伝熱される。このとき、熱交換素子１０７には、被検体接触部１０１が冷却されるように電流Ｐｂｐが流れている。そのため、被検体接触部１０１の熱Ｐｋｐは、実線ｅに示すように、第１熱伝導体１２１を介して、熱交換素子１０７に吸熱される。この被検体接触部１０１に伝熱される電子部品１１９により変換された一部の熱Ｐｅｋの熱量が、熱交換素子１０７に吸熱される被検体接触部１０１の熱Ｐｋｐの熱量と同じとなることにより、被検体接触部１０１の温度Ｔｋは変化しない。すなわち、被検体接触部１０１は、熱交換素子１０７により、冷却されることとなる。そして、実線ｆに示すように、被検体接触部１０１から吸熱した熱Ｐｋｐに熱交換素子１０７の発熱による熱を加えた熱Ｐｐｔが第１蓄熱潜熱剤１１７に排熱され、第１蓄熱潜熱剤１１７は、被検体接触部１０１から吸熱した熱Ｐｋｐに熱交換素子１０７の発熱による熱を加えた熱Ｐｐｔを蓄熱する。このように、超音波プローブ１０に収容される第１蓄熱潜熱剤１１７の相転移温度を被検体接触部１０１の制限温度より高くしても、超音波プローブ１０は、熱交換素子１０７により、被検体接触部１０１を冷却することができる。

【0053】

図５は、本実施形態に係る超音波プローブ１０で実行される温度制御処理の内容を説明するフローチャート図である。この温度制御処理では、超音波プローブ１０は、温度センサ１１５が検出した被検体接触部１０１の温度に基づいて、熱交換素子１０７を制御して、被検体接触部１０１の温度を制御する。例えば、この温度制御処理は、超音波プローブ１０の使用が開始される場合に実行される処理である。

【0054】

図５に示すように、まず、超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１の温度を検出する（ステップＳ１１）。この被検体接触部１０１の温度を検出する処理は、処理回路１０５における温度制御機能１０５２により実現される。具体的には、超音波プローブ１０は、温度センサ１１５により、被検体接触部１０１の温度を検出する。

【0055】

次に、図５に示すように、超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１の温度が所定の温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。この所定の温度以上であるか否かを判定する処理は、処理回路１０５における温度制御機能１０５２により実現される。具体的には、超音波プローブ１０は、ステップＳ１１において、温度センサ１１５により検出した被検体接触部１０１の温度が所定の温度以上であるか否かを判定する。

【0056】

そして、ステップＳ１３において、被検体接触部１０１の温度が所定の温度以上であると判定された場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１を冷却する（ステップＳ１５）。この被検体接触部１０１を冷却する処理は、処理回路１０５における温度制御機能１０５２により実現される。具体的には、超音波プローブ１０は、熱交換素子１０７を制御して、第１熱伝導体１２１を介して、熱交換素子１０７により被検体接触部１０１の熱を吸熱する。そして、超音波プローブ１０は、熱交換素子１０７により吸熱した被検体接触部１０１の熱を、第１熱伝導体１２１を介して、第１蓄熱潜熱剤１１７に排熱する。これにより、超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１を冷却する。

【0057】

より具体的には、例えば、熱交換素子１０７がペルチェ素子である場合、超音波プローブ１０は、ペルチェ素子に電流を流し、被検体接触部１０１に接続されたペルチェ素子の面を吸熱面とし、第１蓄熱潜熱剤１１７に接続されたペルチェ素子の面を排熱面とする。そして、超音波プローブ１０は、第１熱伝導体１２１を介して、ペルチェ素子により、被検体接触部１０１の熱を吸熱し、ペルチェ素子により吸熱した被検体接触部１０１の熱を、第１蓄熱潜熱剤１１７に排熱する。これにより、超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１を冷却する。

【0058】

一方、ステップＳ１３において、被検体接触部１０１の温度が所定の温度より低い場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１を冷却しない（ステップＳ１７）。この被検体接触部１０１を冷却しない処理は、処理回路１０５における温度制御機能１０５２により実現される。具体的には、ステップＳ１５における被検体接触部１０１の冷却が行われている場合、超音波プローブ１０は、熱交換素子１０７を制御して、被検体接触部１０１の冷却を停止する。一方、ステップＳ１５における被検体接触部１０１の冷却が行われていない場合、超音波プローブ１０は、冷却していない状態を維持する。

【0059】

この図５に示す本実施形態に係る温度制御処理は、操作者が、超音波プローブ１０を使用している間、繰り返し実行され、操作者が超音波プローブ１０の使用を終了したとき、終了する。

【0060】

以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置１の超音波プローブ１０によれば、被検体接触部１０１と第１蓄熱潜熱剤１１７とを熱的に接続し、被検体接触部１０１と第１蓄熱潜熱剤１１７との間で熱交換可能な熱交換素子１０７を備えることで、被検体接触部１０１が達する温度より高い相転移温度を有する第１蓄熱潜熱剤１１７を備えた場合でも、被検体接触部１０１を冷却することができる。すなわち、本実施形態においては、電子部品１１９が発熱し、被検体接触部１０１に電子部品１１９の熱が伝熱したとしても、熱交換素子１０７により、被検体接触部１０１の熱を吸熱して、被検体接触部１０１を冷却しつつ、吸熱した被検体接触部１０１の熱を第１蓄熱潜熱剤１１７に排熱することができるため、被検体Ｐと接触する箇所の温度を制限温度以下に保つことができる。すなわち、被検体接触部１０１の温度上昇を抑制することができる。

【0061】

〔第２実施形態〕
上述した第１実施形態に係る超音波診断装置１の超音波プローブ１０においては、被検体接触部１０１と第１蓄熱潜熱剤１１７との間で熱交換可能な熱交換素子１０７を備え、被検体接触部１０１の温度が所定の温度以上の場合には、熱交換素子１０７により、被検体接触部１０１を冷却することとしたが、被検体接触部１０１は冷却のみが行われるとは限られない。そこで、第２実施形態においては、被検体接触部１０１を冷却するだけでなく、被検体接触部１０１の温度が所定の温度以下の場合に、被検体接触部１０１を加温することも可能な超音波診断装置１の超音波プローブ１０を説明する。以下、上述した第１実施形態と異なる部分を説明する。なお、本実施形態に係る超音波診断装置１の構成は、図１と同等であるので、説明を省略する。

【0062】

次に、図３及び図６に基づき、第２実施形態に係る超音波診断装置１の構成の一例を説明する。なお、本実施形態に係る超音波診断装置１の超音波プローブ１０の内部構成は、上述した第１実施形態の図３と同等であるため、説明を省略する。図６は、第２実施形態に係る超音波診断装置の電気的な構成の一例を示すブロック図であり、上述した第１実施形態における図２に対応する図である。図３及び図６に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波プローブ１０と、装置本体３０と、ディスプレイ５０と、入力インターフェース７０とを備えて構成されている。なお、装置本体３０と、ディスプレイ５０と、入力インターフェース７０との構成は、第１実施形態と同等であるため、説明を省略する。

【0063】

また、図３及び図６に示すように、本実施形態に係る超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１と、送受信回路１０３と、処理回路１０５ａと、熱交換素子１０７と、バッテリ１０９と、切替スイッチ１１１ａと、通信回路１１３と、温度センサ１１５と、第１蓄熱潜熱剤１１７と、電子部品１１９と、第１熱伝導体１２１と、第２熱伝導体１２３とを備える。そして、本実施形態に係る超音波プローブ１０において、被検体接触部１０１と、送受信回路１０３と、処理回路１０５ａと、熱交換素子１０７と、バッテリ１０９と、切替スイッチ１１１ａと、通信回路１１３と、温度センサ１１５と、第１蓄熱潜熱剤１１７と、電子部品１１９と、第１熱伝導体１２１と、第２熱伝導体１２３とは、１の筐体に収容されて構成されている。なお、第２実施形態に係る処理回路１０５ａと、切替スイッチ１１１ａ以外の超音波プローブ１０の構成は、上述した第１実施形態と同等であるので、説明を省略する。

【0064】

処理回路１０５ａは、例えば、超音波プローブ１０の全体的な制御を行う制御回路である。本実施形態に係る処理回路１０５ａは、送受信回路１０３を制御したり、被検体接触部１０１の温度を制御したりする。

【0065】

このため、本実施形態に係る処理回路１０５ａは、プローブ制御機能１０５１と、温度制御機能１０５２ａとを有する。プローブ制御機能１０５１は、本実施形態におけるプローブ制御部に相当し、温度制御機能１０５２ａは、本実施形態における温度制御部に相当している。

【0066】

図６に示す実施形態では、プローブ制御機能１０５１と、温度制御機能１０５２ａとにて行われる各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で装置本体３０の記憶回路３０３に格納されている。処理回路１０５ａはプログラムを装置本体３０の記憶回路３０３から読み出し、実行することで、各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１０５ａは、図２の処理回路１０５ａ内に示された各機能を有することとなる。なお、図６においては単一の処理回路１０５ａにて、プローブ制御機能１０５１と、温度制御機能１０５２ａとが実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１０５を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより、これらの機能を実現するものとしても構わない。なお、第２実施形態に係るプローブ制御機能１０５１は、上述した第１実施形態と同等であるので、説明を省略する。

【0067】

温度制御機能１０５２ａは、温度センサ１１５が検出した被検体接触部１０１の温度に基づいて、熱交換素子１０７を制御する機能である。具体的には、本実施形態に係る温度制御機能１０５２ａは、温度センサ１１５が検出した被検体接触部１０１の温度に基づいて、熱交換素子１０７に流す電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替えたり、熱交換素子１０７に流す電流の極性を切り替えたりする。

【0068】

切替スイッチ１１１ａは、熱交換素子１０７に流す電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替えたり、熱交換素子１０７に流す電流の極性を切り替えたりするためのスイッチである。具体的には、切替スイッチ１１１ａは、温度制御機能１０５２ａの制御の下、熱交換素子１０７に流す電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替えたり、熱交換素子１０７に流す電流の極性を切り替えたりするための半導体スイッチ等の電気的なスイッチなどである。なお、切替スイッチ１１１ａは、電気的なスイッチに限られず、機械的なスイッチであってもよい。また、切替スイッチ１１１は、温度制御機能１０５２ａに制御されることとしたが、操作者の操作により、熱交換素子１０７に流す電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替えたり、熱交換素子１０７に流す電流の極性を切り替えたりするようにしてもよい。この切替スイッチ１１１ａは、本実施形態における切替部に相当している。

【0069】

次に、図３、図４、及び、図７を参照して、被検体接触部１０１を冷却する際の超音波プローブ１０の熱の流れ、及び被検体接触部１０１を加温する際の超音波プローブ１０の熱の流れを説明する。図７は、第２実施形態に係る被検体接触部１０１を加温する際の超音波プローブ１０の熱の流れを説明する説明図である。図７に示す例では、点線は電力の供給や電流の流れる方向示す。また、実線は熱の流れる方向を示し、実線の太さは、熱が流れる量を示している。なお、被検体接触部１０１を冷却する際の超音波プローブ１０の熱の流れは、上述した第１実施形態と同等であるので説明を省略する。

【0070】

図７に示すように、超音波プローブ１０は、超音波プローブ１０の使用が開始されると、点線ａに示すように、バッテリ１０９から電子部品１１９に電力Ｐｂｅを供給する。また、超音波プローブ１０は、点線ｂに示すように、処理回路１０５ａ及び／又は切替スイッチ１１１ａに基づいて、被検体接触部１０１が加温されるように、熱交換素子１０７に電流Ｐｂｐを流す。そして、このバッテリ１０９から電子部品１１９に供給された電力Ｐｂｅは、電子部品１１９により熱に変換される。電子部品１１９により変換された多くの熱Ｐｅｔは、実線ｃに示すように、第２熱伝導体１２３を介して、第１蓄熱潜熱剤１１７に熱伝導され、第１蓄熱潜熱剤１１７は、電子部品１１９により変換された多くの熱Ｐｅｔを蓄熱する。

【0071】

一方、図７に示すように、電子部品１１９により変換された一部の熱Ｐｅｋは、実線ｄに示すように、被検体接触部１０１に伝熱される。このとき、熱交換素子１０７には、被検体接触部１０１が加温されるように、電流Ｐｂｐが流れている。そのため、第１蓄熱潜熱剤１１７の熱Ｐｋｐは、実線ｇに示すように、第１熱伝導体１２１を介して、熱交換素子１０７に吸熱される。そして、実線ｈに示すように、第１蓄熱潜熱剤１１７から吸熱した熱Ｐｐｔに熱交換素子１０７の発熱による熱を加えた熱Ｐｋｐが被検体接触部１０１に排熱される。このため、被検体接触部１０１には、この被検体接触部１０１に伝熱される電子部品１１９により変換された一部の熱Ｐｅｋと、熱交換素子１０７に吸熱される第１蓄熱潜熱剤１１７の熱Ｐｐｔとが伝熱され、被検体接触部１０１の温度Ｔｋは上昇する。そして、被検体Ｐには、被検体接触部１０１との接触する箇所において、被検体接触部１０１から伝熱される熱Ｐｋｄが与えられる。したがって、超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１を加温することができる。

【0072】

図８は、本実施形態に係る超音波プローブ１０で実行される温度制御処理の内容を説明するフローチャート図であり、上述した第１実施形態における図５に対応する図である。この温度制御処理では、超音波プローブ１０は、温度センサ１１５が検出した被検体接触部１０１の温度に基づいて、熱交換素子１０７を制御して、被検体接触部１０１の温度を制御する。例えば、この温度制御処理は、超音波プローブ１０の使用が開始される場合に実行される処理である。なお、図８に示すステップＳ１１の処理は上述した第１実施形態における図５と同等であるため、説明を省略する。

【0073】

次に、図８に示すように、超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１の温度が第１の温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。この被検体接触部１０１の温度が第１の温度以上であるか否かを判定する処理は、処理回路１０５ａにおける温度制御機能１０５２ａにより実現される。具体的には、超音波プローブ１０は、ステップＳ１１において、温度センサ１１５により検出した被検体接触部１０１の温度が第１の温度以上であるか否かを判定する。そして、ステップＳ２１において、被検体接触部１０１の温度が第１の温度以上であると判定された場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１を冷却する（ステップＳ１５）。このステップＳ１５の処理は、上述した第１実施形態における図５の温度制御処理におけるステップＳ１５と同等であるため、説明を省略する。

【0074】

一方、ステップＳ２１において、被検体接触部１０１の温度が第１の温度以上でないと判定された場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１の温度が第２の温度以下であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。この被検体接触部１０１の温度が第２の温度以下であるか否かを判定する処理は、処理回路１０５ａにおける温度制御機能１０５２ａにより実現される。具体的には、ステップＳ１１において、温度センサ１１５により検出した被検体接触部１０１の温度が第２の温度以下であるか否かを判定する。なお、第２の温度は、本実施形態における所定の温度に相当している。

【0075】

そして、ステップＳ２３において、被検体接触部１０１の温度が第２の温度以下であると判定された場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１を加温する（ステップＳ２５）。この被検体接触部１０１を加温する処理は、処理回路１０５ａにおける温度制御機能１０５２ａにより実現される。具体的には、超音波プローブ１０は、熱交換素子１０７を制御して、第１熱伝導体１２１を介して、熱交換素子１０７により第１蓄熱潜熱剤１１７の熱を吸熱する。そして、超音波プローブ１０は熱交換素子１０７により吸熱した第１蓄熱潜熱剤１１７の熱を、第１熱伝導体１２１を介して、被検体接触部１０１に排熱する。これにより、超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１を加温する。

【0076】

より具体的には、例えば、熱交換素子１０７がペルチェ素子である場合、超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１に接続されたペルチェ素子の面を排熱面とし、第１蓄熱潜熱剤１１７に接続されたペルチェ素子の面を吸熱面とするように、ペルチェ素子に電流を流す。そして、超音波プローブ１０は、第１熱伝導体１２１を介して、ペルチェ素子により、第１蓄熱潜熱剤１１７の熱を吸熱し、ペルチェ素子により吸熱した第１蓄熱潜熱剤１１７の熱を、被検体接触部１０１に排熱する。これにより、超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１を加温する。

【0077】

一方、ステップＳ２３において、被検体接触部１０１の温度が第２温度以下でないと判定された場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１の加温及び冷却を行わない（ステップＳ２７）。この被検体接触部１０１の加温及び冷却を行わない処理は、処理回路１０５ａにおける温度制御機能１０５２ａにより実現される。具体的には、ステップＳ１５における被検体接触部１０１の冷却、又は、ステップＳ２５における被検体接触部１０１の加温が行われている場合、超音波プローブ１０は、温度制御機能１０５２又は切替スイッチ１１１により、被検体接触部１０１の冷却、又は、加温を停止する。一方、ステップＳ１５における被検体接触部１０１の冷却、及び、ステップＳ２５における被検体接触部１０１の加温が行われていない場合、超音波プローブ１０は、被検体接触部１０１の冷却、及び、加温を行われていない状態を維持する。

【0078】

この図８に示す本実施形態に係る温度制御処理は、操作者が、超音波プローブ１０を使用している間、繰り返し実行され、操作者が超音波プローブ１０の使用を終了したとき、終了する。

【0079】

以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置１の超音波プローブ１０によれば、被検体接触部１０１と第１蓄熱潜熱剤１１７とを熱的に接続し、被検体接触部１０１と第１蓄熱潜熱剤１１７との間で熱交換可能な熱交換素子１０７を備え、熱交換素子１０７を制御して、被検体接触部１０１の冷却及び加温することができるため、被検体接触部１０１の温度を一定に保つことができる。すなわち、本実施形態においては、被検体接触部１０１の温度が第１の温度以上であった場合に、被検体接触部１０１の温度を冷却することが出来、被検体接触部１０１の温度が第２の温度以下であった場合、被検体接触部１０１の温度を加温することができるため、被検体Ｐと接触する箇所の温度上昇を抑制しつつ、被検体Ｐが快適と感じる被検体接触部１０１の温度を保つことができる。

【0080】

〔第３実施形態〕
上述した第１実施形態及び第２実施形態においては、第１蓄熱潜熱剤１１７と、バッテリ１０９とは、第１蓄熱潜熱剤１１７及びバッテリ１０９以外の構成要素と同じ筐体内に収容されて構成されていたが、必ずしも第１蓄熱潜熱剤１１７と、バッテリ１０９とは、第１蓄熱潜熱剤１１７及びバッテリ１０９以外の構成要素と１の筐体内に収容されてなくてもよい。そこで、第３実施形態では、第１蓄熱潜熱剤１１７と、バッテリ１０９とは、第１蓄熱潜熱剤１１７及びバッテリ１０９以外の構成要素と異なる筐体に収容されるようにする。以下、上述した第１実施形態に基づいて、第１実施形態と異なる部分を説明する。なお、本実施形態に係る超音波診断装置１の構成は、図１と同等であるので、説明を省略する。

【0081】

次に、図９乃至図１２を参照して、本実施形態に係る超音波診断装置１の構成の一例を説明する。図９は第３実施形態に係る超音波診断装置１の電気的な構成の一例を示すブロック図であり、上述した第１実施形態における図２に対応する図である。また、図１０は、第３実施形態に係る超音波プローブ１０の内部構成を説明する説明図であり、上述した第１実施形態における図３に対応する図である。図１１は、第３実施形態に係る超音波プローブ１０の第１筐体の内部構成を説明する説明図である。また、図１１（ａ）は、超音波プローブ１０の第１筐体１１の内部構成を正面から見た説明図であり、図１１（ｂ）は、超音波プローブ１０の第１筐体を側面から見た図である。図１２は、第３実施形態に係る超音波プローブ１０の第２筐体の内部構成を説明する説明図である。また、図１２（ａ）は、超音波プローブ１０の第２筐体の内部構成を正面から見た説明図であり、図１２（ｂ）は、超音波プローブ１０の第２筐体を側面から見た図である。

【0082】

図９乃至図１２に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波プローブ１０と、装置本体３０と、ディスプレイ５０と、入力インターフェース７０とを備えて構成されている。なお、装置本体３０と、ディスプレイ５０と、入力インターフェース７０との構成は、第１実施形態と同等であるため、説明を省略する。本実施形態に係る超音波プローブ１０は、第１筐体１１と、第２筐体１３とを備えて構成されている。

【0083】

第１筐体１１は、少なくとも、被検体接触部１０１と、電子部品１１９とを収容する筐体である。また、第２筐体１３は、少なくとも、熱交換素子１０７と、バッテリ１０９と、第１蓄熱潜熱剤１１７とを収容する筐体である。この第２筐体１３は、第１筐体１１に対して、着脱可能に取り付けることが出来る。また、第２筐体１３が第１筐体１１に着脱可能に取り付けられる際に、第２筐体１３は、第１筐体１１に対して、熱的及び電気的に接続される。

【0084】

本実施形態に係る第１筐体１１は、例えば、被検体接触部１０１と、送受信回路１０３と、処理回路１０５と、切替スイッチ１１１と、通信回路１１３と、温度センサ１１５と、電子部品１１９と、第１筐体側第１熱伝導体１２１ａと、第１筐体側第２熱伝導体１２３ａと、第２蓄熱潜熱剤１２５と、第１筐体側電極１２７とを収容する。また、本実施形態に係る第２筐体１３は、例えば、熱交換素子１０７と、バッテリ１０９と、第１蓄熱潜熱剤１１７と、第２筐体側第１熱伝導体１２１ｂと、第２筐体側第２熱伝導体１２３ｂと、第２筐体側電極１２９とを収容する。なお、第１筐体側第１熱伝導体１２１ａと、第１筐体側第２熱伝導体１２３ａと、第２蓄熱潜熱剤１２５と、第１筐体側電極１２７と、第２筐体側第１熱伝導体１２１ｂと、第２筐体側第２熱伝導体１２３ｂと、第２筐体側電極１２９以外の超音波プローブ１０の構成は、上述した第１実施形態と同等であるので、説明を省略する。

【0085】

第１筐体側第１熱伝導体１２１ａは、第１熱伝導体１２１を構成する、第１筐体１１に収容された伝熱部材である。第１筐体側第１熱伝導体１２１ａは、被検体接触部１０１に接続される。また、第１筐体側第１熱伝導体１２１ａは、第２筐体１３が第１筐体１１に対して、着脱可能に取り付けられる際に、第２筐体側第１熱伝導体１２１ｂに熱的に接続されることにより、第２筐体側第１熱伝導体１２１ｂ及び熱交換素子１０７を介して、第１蓄熱潜熱剤１１７と熱的に接続される。

【0086】

第１筐体側第２熱伝導体１２３ａは、第２熱伝導体１２３を構成する、第１筐体１１に収容された伝熱部材である。第１筐体側第２熱伝導体１２３ａは、電子部品１１９に接続される。また、第１筐体側第２熱伝導体１２３ａは、第２筐体１３が第１筐体１１に対して、着脱可能に取り付けられる際に、第２筐体側第２熱伝導体１２３ｂに熱的に接続されることにより、第２筐体側第２熱伝導体１２３ｂを介して、第１蓄熱潜熱剤１１７と熱的に接続される。

【0087】

第２蓄熱潜熱剤１２５は、第１蓄熱潜熱剤１１７と同様に、所定の相転移温度より高い温度になると固体から液体に相転移するとともに潜熱を吸熱（蓄熱）し、所定の相転移温度より低い温度になると液体から固体に相転移するとともに潜熱を排熱（放熱）する材料である。この第２蓄熱潜熱剤１２５は、例えば、ロウやパラフィンなどの有機物系の材料や、硫酸ナトリウム１０水塩や酢酸ナトリウム３水塩などの無機水和塩系の材料、ウッドメタルやガリウムなどの低融点金属系の材料などからなる。また、第２蓄熱潜熱剤１２５は、図９に示すように、第１筐体側第１熱伝導体１２１ａを介して、被検体接触部１０１と熱的に接続され、被検体接触部１０１の熱を吸熱する。なお、第２蓄熱潜熱剤１２５は、第１筐体側第１熱伝導体１２１ａを介さずに、被検体接触部１０１と熱的に接続してもよい。

【0088】

第２蓄熱潜熱剤１２５の相転移温度は、第１蓄熱潜熱剤１１７より低い相転移温度であり、例えば、４３℃以下の温度であり、好ましくは、３８℃乃至４３℃のいずれかの温度である。仮に、第２蓄熱潜熱剤１２５が３８℃未満の場合、被検体Ｐの体温などにより、蓄熱潜熱剤がすぐに相転移してしまい、被検体接触部１０１の温度を制限温度以下に保つことが困難となる可能性がある。また、仮に、第２蓄熱潜熱剤１２５が４３℃より高い場合、被検体接触部１０１が４３℃より高い温度に達する可能性があり、被検体接触部１０１の温度を制限温度以下に保つことが困難となる可能性がある。

【0089】

第１筐体側電極１２７は、第１筐体１１に収容された電極であり、電子部品１１９と電気的に接続されている。第１筐体側電極１２７は、第２筐体１３が第１筐体１１に対して、着脱可能に取り付けられる際に、第２筐体側電極１２９と電気的に接続されることにより、第２筐体側電極１２９を介して、バッテリ１０９と電気的に接続される。なお、図１１（ｂ）に示すように、第１筐体側電極１２７は、３つの電極により構成されているが、第１筐体側電極１２７の電極の数はこれに限られない。すなわち、第１筐体側電極１２７の電極の数は任意であり、２つ以下の電極により構成されてもよく、４つ以上の電極により構成されてもよい。

【0090】

第２筐体側第１熱伝導体１２１ｂは、第２筐体１３に収容された第１熱伝導体１２１を構成する部材である。第２筐体側第１熱伝導体１２１ｂは、熱交換素子１０７を介して、第１蓄熱潜熱剤１１７に熱的に接続される。また、第２筐体側第１熱伝導体１２１ｂは、第２筐体１３が第１筐体１１に対して、着脱可能に取り付けられる際に、第１筐体側第１熱伝導体１２１ａに熱的に接続され、第２筐体側第１熱伝導体１２１ｂは、第１筐体側第１熱伝導体１２１ａを介して、被検体接触部１０１と熱的に接続される。

【0091】

第２筐体側第２熱伝導体１２３ｂは、第２熱伝導体１２３を構成する、第２筐体１３に設けられた部材である。第２筐体側第２熱伝導体１２３ｂは、第１蓄熱潜熱剤１１７に熱的に接続される。また、第２筐体側第２熱伝導体１２３ｂは、第２筐体１３が第１筐体１１に対して、着脱可能に取り付けられる際に、第１筐体側第２熱伝導体１２３ａに熱的に接続されることにより、第１筐体側第２熱伝導体１２３ａを介して、電子部品１１９と熱的に接続される。

【0092】

第２筐体側電極１２９は、第２筐体１３に収容された電極であり、熱交換素子１０７やバッテリ１０９等と電気的に接続されている。第２筐体側電極１２９は、第２筐体１３が第１筐体１１に対して、着脱可能に取り付けられる際に、第１筐体側電極１２７と電気的に接続されることにより、第１筐体側電極１２７を介して、電子部品１１９に電気的に接続される。なお、図１２（ｂ）に示すように、第２筐体側電極１２９は、３つの電極により構成されているが、第２筐体側電極１２９の電極の数はこれに限られない。すなわち、第２筐体側電極１２９の電極の数は任意であり、２つ以下の電極により構成されてもよく、４つ以上の電極により構成されてもよい。

【0093】

以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置１の超音波プローブ１０によれば、被検体接触部１０１と、電子部品１１９とは、第１筐体１１に収容され、熱交換素子１０７と、バッテリ１０９と、第１蓄熱潜熱剤１１７とは、第２筐体１３に収容され、第２筐体１３は、第１筐体１１に対して着脱可能に取り付けることが出来る。このため、第１筐体に取り付けられている第１蓄熱潜熱剤１１７が蓄熱することが出来なくなった場合に、第２筐体１３を第１筐体１１から取り外し、第１蓄熱潜熱剤１１７が冷却済み、かつ、バッテリ１０９が充電済みの他の第２筐体１３に第１筐体１１を取り付けることにより、操作者は、超音波プローブ１０を継続して使用することが出来る。

【0094】

なお、上述した第３実施形態の説明は、第１実施形態に適用した場合の説明であるが、本実施形態は、第２実施形態に対しても適用可能なことは明らかである。

【0095】

〔第１乃至第３実施形態の変形例〕
上述した第１乃至第３実施形態に係る超音波診断装置１の超音波プローブ１０において、第１蓄熱潜熱剤１１７及び第２蓄熱潜熱剤１２５は、有機物系の材料や、無機水和塩系の材料、低融点金属系の材料などに限られず、他の材料を用いてもよい。すなわち、第１蓄熱潜熱剤１１７及び第２蓄熱潜熱剤１２５に用いる材料は任意であり、例えば、固体相転移材料（電子相転移蓄熱材料）を用いてもよい。この固体相転移材料とは、所定の相転移温度より高い温度になると、結晶構造の異なる第１固相から第２固相へ相転移するとともに潜熱を吸熱し、所定の相転移温度より低い温度になると第２固相から第１固相に相転移するとともに潜熱を排熱する材料である。

【0096】

上述した第１乃至第３実施形態に係る超音波診断装置１において、超音波プローブ１０と、装置本体３０とは、無線通信により接続されていたが、超音波プローブ１０と、装置本体３０とは、ケーブルを介した有線通信により接続されてもよい。

【0097】

なお、上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及び、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは、記憶回路に保存されたプログラムを読み出して実行することにより機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成して構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、プロセッサは、プロセッサ単一の回路として構成されている場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて、１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合して、その機能を実現するようにしてもよい。

【0098】

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置及び方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置及び方法の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲及びこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。

【符号の説明】

【0099】

１…超音波診断装置、１０…超音波プローブ、３０…装置本体、５０…ディスプレイ、７０…入力インターフェース、１０１…被検体接触部、１０３…送受信回路、１０５、３０１…処理回路、１０７…熱交換素子、１０９…バッテリ、１１１…切替スイッチ、１１３、３０５…通信回路、１１５…温度センサ、１１７…第１蓄熱潜熱剤、１１９…電子部品、１２１…第１熱伝導体、１２３…第２熱伝導体、３０３…記憶回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】