特許 7403358 超音波探触子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-14

(45)【発行日】2023-12-22

(54)【発明の名称】超音波探触子

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/12 20060101AFI20231215BHJP

【ＦＩ】

A61B8/12

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020045807

(22)【出願日】2020-03-16

(65)【公開番号】P2021145725

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2023-02-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000109543

【氏名又は名称】テルモ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000189486

【氏名又は名称】上田日本無線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100186015

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 靖之

(72)【発明者】

【氏名】井口 陽

(72)【発明者】

【氏名】山本 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】矢上 弘之

(72)【発明者】

【氏名】山屋 将悟

【審査官】門田 宏

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１０３０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５２８９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１２４４３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ８／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波振動子と、前記超音波振動子を支持するハウジングと、を備える超音波探触子であって、
前記超音波振動子は、
扁平状の圧電体と、
前記圧電体の厚み方向において、前記圧電体に対して少なくとも一方側に積層されている第１電極と、
前記圧電体の前記厚み方向において、前記圧電体に対して少なくとも他方側に積層されている第２電極と、を備え、
前記ハウジングは、
前記第２電極と当接して前記超音波振動子を支持している第１支持部及び第２支持部と、
前記圧電体に対して前記他方側で、前記第１支持部及び前記第２支持部の間で前記第２電極から離間している状態で前記超音波振動子を覆うカバー部と、を備え、
前記カバー部は、前記超音波振動子と対向する位置に、前記超音波振動子に向かって先細りする複数の突起状又は尾根状の部位を備え、
前記カバー部は、前記超音波振動子と対向する表面から、前記表面と反対側に位置する裏面まで貫通する複数のスロットを区画しており、
前記カバー部は、前記複数のスロットのうち隣接する２つのスロットの間に位置する仕切部を備え、
前記仕切部は、前記表面側に、前記超音波振動子に向かって先細りする尾根状の部位を備える、超音波探触子。

【請求項2】

前記仕切部は、前記裏面側に、前記圧電体の面内方向に沿って延在する面を含む、請求項１に記載の超音波探触子。

【請求項3】

前記スロット内を位置する樹脂部材を備える、請求項１又は２に記載の超音波探触子。

【請求項4】

前記ハウジングは、前記カバー部の前記裏面側に、前記スロットと連通する中空部を区画しており、
前記中空部を区画する内壁は、前記カバー部と対向する位置に、前記カバー部に向かって先細りする複数の突起状又は尾根状の部位を備える、請求項１から３のいずれか１つに記載の超音波探触子。

【請求項5】

前記中空部内に位置する樹脂部材を備える、請求項４に記載の超音波探触子。

【請求項6】

前記中空部は、前記ハウジングの遠位端で、前記ハウジングの外部に連通しており、
前記スロットは、前記超音波振動子の近位端側で前記ハウジングの外部に連通している、請求項５に記載の超音波探触子。

【請求項7】

前記超音波振動子と前記カバー部との間に介在する樹脂部材を備える、請求項１から６のいずれか１つに記載の超音波探触子。

【請求項8】

前記カバー部の前記仕切部における前記尾根状の部位は、前記カバー部の前記裏面側から前記表面側に向かって漸次先細りしている、請求項１から７のいずれか１つに記載の超音波探触子。

【請求項9】

前記中空部を区画する内壁における複数の突起状又は尾根状の部位は、基端から先端に向かって漸次先細りしている突起状又は尾根状の部位を含む、請求項４から６のいずれか１つに記載の超音波探触子。

【請求項10】

超音波振動子と、前記超音波振動子を支持するハウジングと、を備える超音波探触子であって、
前記超音波振動子は、
扁平状の圧電体と、
前記圧電体の厚み方向において、前記圧電体に対して少なくとも一方側に積層されている第１電極と、
前記圧電体の前記厚み方向において、前記圧電体に対して少なくとも他方側に積層されている第２電極と、を備え、
前記ハウジングは、前記圧電体に対して前記他方側で、前記超音波振動子を覆うカバー部を備え、
前記カバー部は、前記超音波振動子と対向する位置に、前記超音波振動子に向かって先細りする複数の突起状又は尾根状の部位を備え、
前記カバー部は、前記超音波振動子と対向する表面から、前記表面と反対側に位置する裏面まで貫通する複数のスロットを区画しており、
前記カバー部は、前記複数のスロットのうち隣接する２つのスロットの間に位置する仕切部を備え、
前記仕切部は、前記表面側に、前記超音波振動子に向かって先細りする尾根状の部位を備え、
前記ハウジングは、前記カバー部の前記裏面側に、前記スロットと連通する中空部を区画しており、
前記中空部を区画する内壁は、前記カバー部と対向する位置に、前記カバー部に向かって先細りする複数の突起状又は尾根状の部位を備える、超音波探触子。

【請求項11】

前記中空部を区画する内壁における複数の突起状又は尾根状の部位は、基端から先端に向かって漸次先細りしている突起状又は尾根状の部位を含む、請求項１０に記載の超音波探触子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は超音波探触子に関する。

【背景技術】

【0002】

超音波振動子を含む超音波探触子は、医療用超音波診断装置の超音波の送受信器として利用されている。最近では、カテーテルに長尺な超音波探触子を装填し、そのカテーテルを体内に挿入した状態で超音波診断をすることが行なわれている。

【0003】

特許文献１には、頂部主表面及び底部主表面を有するアクティブトランスジューサエレメントと、頂部主表面上に形成される頂部電極と、底部主表面上に形成される底部電極と、底部電極を覆う導電性バッキングエレメントと、頂部電極に電気的に接続されている第１リードと、導電性バッキングエレメントに電気的に接続される第２リードと、を備える超音波探触子が開示されている。特許文献１のアクティブトランスジューサエレメント、頂部電極、底部電極及び導電性バッキングエレメントは、末端ハウジングに対して固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００６－１９８４２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のバッキングエレメントは、超音波振動子の一部を構成するトランスジューサエレメントの裏面によって放射される超音波エネルギーを減衰させる。しかしながら、特許文献１に記載の末端ハウジングには、ノイズとなる超音波の送受信の抑制の観点において、依然として改善の余地がある。

【0006】

本開示は、超音波エネルギーの減衰性能を向上可能な構成を有する、超音波振動子を支持するハウジングを備える超音波探触子を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の１つの態様としての超音波探触子は、超音波振動子と、前記超音波振動子を支持するハウジングと、を備える超音波探触子であって、前記超音波振動子は、扁平状の圧電体と、前記圧電体の厚み方向において、前記圧電体に対して少なくとも一方側に積層されている第１電極と、前記圧電体の前記厚み方向において、前記圧電体に対して少なくとも他方側に積層されている第２電極と、を備え、前記ハウジングは、前記圧電体に対して前記他方側で、前記超音波振動子を覆うカバー部を備え、前記カバー部は、前記超音波振動子と対向する位置に、前記超音波振動子に向かって先細りする複数の突起状又は尾根状の部位を備える。

【0008】

本開示の１つの実施形態として、前記カバー部は、前記超音波振動子と対向する表面から、前記表面と反対側に位置する裏面まで貫通する複数のスロットを区画しており、前記カバー部は、前記複数のスロットのうち隣接する２つのスロットの間に位置する仕切部を備え、前記仕切部は、前記表面側に、前記超音波振動子に向かって先細りする尾根状の部位を備える。

【0009】

本開示の１つの実施形態として、前記仕切部は、前記裏面側に、前記圧電体の面内方向に沿って延在する面を含む。

【0010】

本開示の１つの実施形態として、前記スロット内を位置する樹脂部材を備える。

【0011】

本開示の１つの実施形態として、前記ハウジングは、前記カバー部の前記裏面側に、前記スロットと連通する中空部を区画しており、前記中空部を区画する内壁は、前記カバー部と対向する位置に、前記カバー部に向かって先細りする複数の突起状又は尾根状の部位を備える。

【0012】

本開示の１つの実施形態として、前記中空部内に位置する樹脂部材を備える。

【0013】

本開示の１つの実施形態として、前記中空部は、前記ハウジングの遠位端で、前記ハウジングの外部に連通しており、前記スロットは、前記超音波振動子の近位端側で前記ハウジングの外部に連通している。

【0014】

本開示の１つの実施形態として、前記ハウジングは、前記超音波振動子と前記カバー部との間を離間した状態で前記超音波振動子を支持する支持台部を備える。

【0015】

本開示の１つの実施形態として、前記超音波振動子と前記カバー部との間に介在する樹脂部材を備える。

【0016】

本開示の１つの実施形態として、前記カバー部における複数の突起状又は尾根状の部位は、前記カバー部の前記裏面側から前記表面側に向かって漸次先細りしている突起状又は尾根状の部位を含む。

【0017】

本開示の１つの実施形態として、前記中空部を区画する内壁における複数の突起状又は尾根状の部位は、基端から先端に向かって漸次先細りしている突起状又は尾根状の部位を含む。

【発明の効果】

【0018】

本開示によれば、超音波エネルギーの減衰性能を向上可能な構成を有する、超音波振動子を支持するハウジングを備える超音波探触子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本開示の一実施形態としての超音波探触子を含む画像診断用カテーテルと、外部装置と、が接続された状態を示す図である。

【図2】図１に示す画像診断用カテーテルの遠位端部でのシースの内部を示す図である。

【図3】図１に示す超音波探触子の遠位端部の長手方向に平行な断面での断面図である。

【図4】図２におけるI-I線の位置での超音波探触子の断面図である。

【図5】図１に示す超音波探触子のイメージングコアにおけるハウジングを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本開示に係る超音波探触子の実施形態について図面を参照して例示説明する。各図において共通する部材・部位には同一の符号を付している。また、本開示では、画像診断用カテーテルの長手方向を「長手方向Ａ」と記載する。更に、本開示では、画像診断用カテーテルの長手方向Ａで生体内に挿入される側を「遠位端側」と記載し、その反対側を「近位端側」と記載する。また、画像診断用カテーテルの近位端側から遠位端側に向かう方向を単に「挿入方向Ａ１」と記載する場合がある。また、画像診断用カテーテルの遠位端側から近位端側に向かう方向を単に「抜去方向Ａ２」と記載する場合がある。

【0021】

はじめに、本開示に係る超音波振動子を適用可能な画像診断装置の一例を説明する。図１は、一実施形態としての超音波振動子１１を備える画像診断装置１００を示す図である。

【0022】

画像診断装置１００は、画像診断用カテーテル１１０と、外部装置１２０と、を備える。図１では、画像診断用カテーテル１１０が外部装置１２０に接続されている状態を示している。図２は、図１に示す画像診断用カテーテル１１０の遠位端部でのシース２０の内部を示す図である。図３は、超音波探触子１０の遠位端部の長手方向Ａに平行な断面での断面図である。図４は、図２におけるI-I線の位置での超音波探触子１０の断面図である。図５は、超音波探触子１０のイメージングコア６０におけるハウジング１２を示す斜視図である。

【0023】

＜画像診断用カテーテル１１０＞
画像診断用カテーテル１１０は、血管内超音波診断法（Intravascular Ultrasound、略称「ＩＶＵＳ」）に適用される。図１に示すように、画像診断用カテーテル１１０は、外部装置１２０に接続されることによって駆動される。より具体的に、本実施形態の画像診断用カテーテル１１０は、外部装置１２０の駆動ユニット１２０ａに接続されている。

【0024】

図１に示すように、画像診断用カテーテル１１０は、挿入部１１０ａと、操作部１１０ｂと、を備える。挿入部１１０ａは、画像診断用カテーテル１１０のうち、生体内に挿入されて使用される部位である。操作部１１０ｂは、画像診断用カテーテル１１０のうち、挿入部１１０ａが生体内に挿入されている状態で、生体外で操作される部位である。本実施形態の画像診断用カテーテル１１０では、後述する遠位端側コネクタ４２（図１参照）よりも遠位端側の部分が挿入部１１０ａであり、遠位端側コネクタ４２から近位端側の部分が操作部１１０ｂである。

【0025】

図１、図２に示すように、挿入部１１０ａは、超音波探触子１０と、シース２０と、を備える。

【0026】

図１に示すように、操作部１１０ｂは、内管部材３０と、外管部材４０と、を備える。内管部材３０は、超音波探触子１０の近位端側の端部を保持している。外管部材４０は、シース２０の近位端側の端部を保持している。詳細は後述するが、内管部材３０が外管部材４０内を中心軸方向に移動することで、超音波探触子１０がシース２０内を長手方向Ａに移動することができる。また、詳細は後述するが、超音波探触子１０の一部である駆動シャフト１３及び電気信号線１４は、内管部材３０及び外管部材４０の内部を通じて、長手方向Ａにおいて、挿入部１１０ａの領域のみならず、操作部１１０ｂの領域に亘って延在している。つまり、本実施形態の操作部１１０ｂは、内管部材３０及び外管部材４０に加えて、超音波探触子１０により一部が構成されている。

【0027】

［超音波探触子１０］
図２に示すように、超音波探触子１０は、イメージングコア６０と、駆動シャフト１３と、電気信号線１４と、を備える。イメージングコア６０は、超音波振動子１１と、ハウジング１２と、第１～第３樹脂部材６１～６３と、を備える。

【0028】

図３、図４に示すように、超音波振動子１１は、圧電素子１と、音響整合部材３と、を備える。具体的に、圧電素子１は、扁平状の圧電体４と、この圧電体４の厚み方向Ｂにおいて、圧電体４に対して少なくとも一方側に積層されている第１電極５と、圧電体４の厚み方向Ｂにおいて、圧電体４に対して少なくとも他方側に積層されている第２電極６と、からなる。以下、説明の便宜上、圧電体４に対して少なくとも第１電極５の一部が設けられている、圧電体４の厚み方向Ｂの一方側を「表面側」と記載する。また、説明の便宜上、圧電体４に対して少なくとも第２電極６の一部が設けられている、圧電体４の厚み方向Ｂの他方側を「裏面側」と記載する。超音波振動子１１の表面側とは、超音波の送受信を行う側である。また、超音波振動子１１の裏面側とは、超音波の送受信を行う側とは反対側である。

【0029】

圧電素子１の圧電体４は、例えば、圧電セラミックシートにより構成される。圧電セラミックシートの材料としては、例えば、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ）、ニオブ酸リチウムなどの圧電セラミック材料が挙げられる。圧電体４は、圧電セラミック材料ではなく、水晶により形成されていてもよい。

【0030】

圧電素子１の第１電極５及び第２電極６は、例えば、マスク材を用いたイオンプレーティング法、蒸着法、スパッタ法により、圧電体４の厚み方向Ｂの両面それぞれに電極層として積層させることで形成できる。第１電極５及び第２電極６の材料としては、例えば、銀、クロム、銅、ニッケル、金などの金属や、これら金属の積層体などが挙げられる。

【0031】

本実施形態の第２電極６は、圧電素子１の裏面側のみに形成されている。

【0032】

これに対して、本実施形態の第１電極５は折返し電極により構成されている。具体的に、本実施形態の第１電極５は、表面電極層と、裏面電極層と、連結導電部と、を備える。表面電極層は、圧電体４に対して表面側に積層されている。裏面電極層は、圧電体４に対して裏面側に積層されている。連結導電部は、表面電極層及び裏面電極層を連結している。換言すれば、本実施形態の第１電極５は、圧電素子１の表面側から裏面側に亘って形成されている。第１電極５を折返し電極とすることで、圧電素子１の裏面側に、第１電極５の裏面電極層、及び、第２電極６、を共に配置できる。これにより、第１電極及び第２電極それぞれが圧電素子の別々の面のみに配置されている場合と比較して、電気信号線１４と第１電極５及び第２電極６との接続作業を圧電素子１の片面側のみで行うことができるようになる。

【0033】

図３、図４に示すように、音響整合部材３は、圧電素子１の表面側の一部を覆うように積層されている。但し、音響整合部材３は、この構成に限られず、圧電素子１の表面側の全域を覆うように積層されていてもよい。

【0034】

音響整合部材３を設けることにより、被検体への超音波の伝播効率を高めることができる。つまり、本実施形態の音響整合部材３は、超音波の伝播効率を高める音響整合層を構成している。

【0035】

音響整合部材３としての音響整合層は、音響整合層を形成するシート材を圧電素子１に張り合わせる方法、音響整合層を形成する液状の音響整合性材料を塗布して硬化させる方法、などによって形成することができる。音響整合部材３の材料としては、例えば、エポキシ樹脂などの樹脂材料が挙げられる。また、音響整合部材３は、樹脂材料から構成された樹脂層の積層体により構成されていてもよい。

【0036】

本実施形態の超音波振動子１１は、圧電体４の裏面から出射される超音波の超音波エネルギーを吸収可能で、圧電素子１を裏面側から支持する支持部材を備えない。超音波振動子１１は、この構成に限られず、支持部材を備える構成であってもよい。支持部材とは、例えば、ゴムや、タングステン粉末などの金属粉末を分散させたエポキシ樹脂など、により構成される吸音体である。但し、ハウジング１２に後述する吸音楔構造を設けることで、本実施形態の超音波振動子１１のように、支持部材を備えない構成とすることが好ましい。支持部材を設けない構成にすることで、超音波振動子１１を小型化できる。

【0037】

ハウジング１２は、超音波振動子１１を支持している。ハウジング１２の近位端側は、駆動シャフト１３に接続されている。本実施形態のハウジング１２は、コネクタ１５を介して、駆動シャフト１３に接続されているが、コネクタ１５を介さずに接続されるハウジングとしてもよい。

【0038】

ハウジング１２は、金属塊からの削り出しやＭＩＭ（金属粉末射出成形）等により形成可能である。ハウジング１２の構成材料は、金属、セラミックス、樹脂など、特に限定されない。但し、本実施形態のハウジング１２は、導電性を有さないセラミックス、樹脂等から構成されるハウジング本体１６ａと、このハウジング本体１６ａに埋設され、一部がハウジング本体１６ａから露出する導電部材１６ｂと、を備える。導電部材１６ｂは、導電性を有する金属により構成される。導電部材１６ｂは、超音波振動子１１の第１電極５及び第２電極６と電気的に接続される。また、導電部材１６ｂは、電気信号線１４と電気的に接続される。これにより、超音波振動子１１は、導電部材１６ｂを介して、電気信号線１４に電気的に接続される。

【0039】

図４、図５に示すように、ハウジング本体１６ａは、超音波振動子１１の裏面側を支持する支持台部１７ａを備える。支持台部１７ａは、超音波振動子１１の幅方向Ｃの一端部で超音波振動子１１の裏面と当接する第１支持部１７ａ１と、超音波振動子１１の幅方向Ｃの他端部で超音波振動子１１の裏面と当接する第２支持部１７ａ２と、を備える。「幅方向Ｃ」とは、長手方向Ａ及び厚み方向Ｂの両方に直交する方向を意味する。つまり、支持台部１７ａは、超音波振動子１１の幅方向Ｃの一端部及び他端部で、超音波振動子１１の裏面と接触して、超音波振動子１１を支持している。換言すれば、図４に示すように、支持台部１７ａは、幅方向Ｃにおける第１支持部１７ａ１及び第２支持部１７ａ２の間では、超音波振動子１１の裏面と当接していない。

【0040】

図３～図５に示すように、ハウジング本体１６ａは、圧電体４に対して裏面側（超音波振動子１１の裏面側と同じ）で、超音波振動子１１を覆うカバー部１７ｂを備える。図４に示すように、カバー部１７ｂは、超音波振動子１１と対向する位置に、超音波振動子１１に向かって先細りする複数の尾根状の部位１７ｂ１を備える。そのため、カバー部１７ｂのうち、超音波振動子１１の裏面と対向する表面は、平面ではなく、凹凸形状を有している。

【0041】

カバー部１７ｂは、上述の尾根状の部位１７ｂ１に加えて又は代えて、超音波振動子１１と対向する位置に、超音波振動子１１に向かって先細りする複数の突起状の部位を備えてもよい。以下、尾根状の部位１７ｂ１について例示説明するが、特段の説明をしない限り、突起状の部位であっても同様である。

【0042】

このように、ハウジング１２が上述した複数の突起状又は尾根状の部位（本実施形態では尾根状の部位１７ｂ１）を備えることで、ハウジング１２の超音波エネルギーの減衰性能を向上させることができる。具体的に、超音波振動子１１の裏面から出射される超音波の超音波エネルギーは、複数の尾根状の部位１７ｂ１の間の間隙に入り込み、この間隙で反射を繰り返すことにより減衰し易い。そのため、超音波振動子１１の裏面から出射される超音波が、カバー部１７ｂで超音波振動子１１の裏面に向かって反射することを抑制できる。つまり、超音波振動子１１が、その裏面でノイズとなる超音波を受信することを抑制できる。

【0043】

図４に示すように、本実施形態のカバー部１７ｂは、超音波振動子１１と対向する表面から、この表面とは反対側に位置する裏面まで、貫通する複数のスロット１８を区画している。本実施形態のカバー部１７ｂは、複数のスロット１８のうち隣接する２つのスロット１８の間に位置する仕切部１９を備える。そして、仕切部１９は、その表面側（図４では上側）に、超音波振動子１１に向かって先細りする尾根状の部位１７ｂ１を備える。換言すれば、本実施形態のカバー部１７ｂの尾根状の部位１７ｂ１は、仕切部１９の超音波振動子１１の裏面に対向する部分に形成されている。したがって、上述した本実施形態における尾根状の部位１７ｂ１の間の間隙とは、隣接する２つの仕切部１９に挟まれているスロット１８の内部空間を意味する。カバー部１７ｂに複数のスロット１８を設けるとともに、尾根状の部位１７ｂ１を仕切部１９の表面側に設けることで、超音波振動子１１の裏面から出射される超音波の超音波エネルギーは、複数の尾根状の部位１７ｂ１の間の間隙であるスロット１８の内部空間に入り込み、反射を繰り返して減衰する。更に、スロット１８の内部空間で減衰しきれない超音波エネルギーは、スロット１８からカバー部１７ｂの裏側に抜ける。そのため、超音波振動子１１が、その裏面でノイズとなる超音波を受信することを、より抑制できる。

【0044】

本実施形態の尾根状の部位１７ｂ１は、図４に示す長手方向Ａと直交する断面視で、基端側（図４では下側）から先端側（図４では上側）に向かって、先細りする傾斜角度が変化する。具体的に、本実施形態の尾根状の部位１７ｂ１は、図４に示す断面視で、厚み方向Ｂに対して所定の傾斜角度θ１で傾斜する第１斜面部５１と、この第１斜面部５１の先端側に連続して先端まで延在する、第１斜面部５１よりも厚み方向Ｂに対して大きい傾斜角度θ２で傾斜する第２斜面部５２と、を備える。この２つの傾斜角度θ１、θ２は特に限定されず、超音波エネルギーの減衰効率によって適宜設定されればよい。

【0045】

カバー部１７ｂにおける複数の尾根状の部位１７ｂ１は、カバー部１７ｂの裏面側から表面側に向かって漸次先細りしている少なくとも１つの尾根状の部位１７ｂ１を含む。より具体的に、本実施形態のカバー部１７ｂの複数の尾根状の部位１７ｂ１は全て、カバー部１７ｂの裏面側から表面側に向かって漸次先細りしている。このような漸次先細りする構成とすることで、超音波振動子１１の裏面から出射される超音波が、カバー部１７ｂの超音波振動子１１の裏面と対向する表面で、超音波振動子１１の裏面に向かって反射することを、より抑制できる。したがって、本実施形態のように、尾根状の部位１７ｂ１は、２つの第２斜面部５２が交差する稜線により先鋭な先端を形成していることが好ましい。

【0046】

更に、図４に示すように、超音波振動子１１とカバー部１７ｂとの間は、支持台部１７ａが超音波振動子１１を支持している状態で、離間している。換言すれば、支持台部１７ａは、超音波振動子１１とカバー部１７ｂとの間を離間した状態で、超音波振動子１１を支持する。つまり、超音波振動子１１は、カバー部１７ｂの超音波振動子１１に対向する表面に設けられる尾根状の部位１７ｂ１の先端により支持されていない。このようにすることで、支持台部１７ａは、カバー部１７ｂの超音波振動子１１に対向する表面に設けられた凹凸形状の寸法精度に関係なく、超音波振動子１１を支持できる。そのため、ハウジング１２における超音波振動子１１の位置決め精度を向上させることができる。

【0047】

本実施形態のカバー部１７ｂの複数のスロット１８は、幅方向Ｃに所定間隔を空けて区画されている。また、本実施形態のカバー部１７ｂの複数のスロット１８及び仕切部１９は、長手方向Ａに略平行に延在している。本実施形態の複数のスロット１８及び複数の仕切部１９は、幅方向Ｃにおいて、支持台部１７ａの第１支持部１７ａ１及び第２支持部１７ａ２の間の全域に亘って、超音波振動子１１の裏面側に配置されている。このようにすることで、超音波振動子１１の裏面から出射される超音波を、幅方向Ｃの広い範囲で、超音波振動子１１の裏面に向かって反射させないようにすることができる。これにより、超音波振動子１１が、その裏面でノイズとなる超音波を受信することを抑制できる。

【0048】

更に、本実施形態の複数のスロット１８及び複数の仕切部１９は、長手方向Ａにおいて、超音波振動子１１の位置する全域に亘って、超音波振動子１１の裏面側に配置されている。このようにすることで、超音波振動子１１の裏面から出射される超音波を、長手方向Ａの広い範囲で、超音波振動子１１の裏面に向かって反射させないようにすることができる。これにより、超音波振動子１１が、その裏面でノイズとなる超音波を受信することを抑制できる。

【0049】

また、カバー部１７ｂの裏面は、圧電体４の面内方向に沿って延在する面としての平面部５３により構成されている。より具体的に、本実施形態のカバー部１７ｂの裏面は、複数の仕切部１９の裏面により構成されている。そして、本実施形態の仕切部１９は、裏面側に、圧電体４の面内方向に沿って延在する平面部５３を備える。このようにすることで、超音波振動子１１の裏面から出射され、スロット１８を抜け出た超音波は、たとえカバー部１７ｂに向かって再度反射しても、平面部５３によって反射され易い。つまり、超音波振動子１１の裏面から出射され、スロット１８を抜け出た超音波が、再びスロット１８を通じて超音波振動子１１の裏面で受信されることを抑制できる。但し、カバー部１７ｂの裏面は、圧電体４の面内方向に沿って延在する面を含む構成であればよく、その面は、本実施形態の平面部５３に限られない。「圧電体の面内方向に沿って延在する面」とは、圧電体の面内方向に平行な平面に限られず、圧電体の面内方向に沿って延在していれば、凸面、凹面などの湾曲面をも含む意味である。従って、カバー部１７ｂの裏面を構成する仕切部１９の裏面は、圧電体４の面内方向に沿って延在する面であれば、例えば、尾根状の部位１７ｂ１よりも鈍い先端を有する尾根状の凸面部により構成されてもよい。また、仕切部１９の裏面は、圧電体４の面内方向に沿って延在する面であれば、例えば、表面側に向かって窪む凹面部により構成されてもよい。仕切部１９の裏面は、上述の効果の観点では、凸面部又は凹面部よりも、平面部５３により構成されることが好ましい。

【0050】

図４に示すように、ハウジング本体１６ａは、カバー部１７ｂの裏面側に、スロット１８と連通する中空部５４を区画している。ハウジング本体１６ａのうち中空部５４を区画する内壁は、カバー部１７ｂと対向する位置に、カバー部１７ｂに向かって先細りする複数の尾根状の部位１７ｂ２を備える。

【0051】

ハウジング本体１６ａのうち中空部５４を区画する内壁は、上述の尾根状の部位１７ｂ２に加えて又は代えて、カバー部１７ｂと対向する位置に、カバー部１７ｂに向かって先細りする複数の突起状の部位を備えてもよい。以下、尾根状の部位１７ｂ２について例示説明するが、特段の説明をしない限り、突起状の部位であっても同様である。

【0052】

このように、ハウジング１２が上述した複数の突起状又は尾根状の部位（本実施形態では尾根状の部位１７ｂ２）を備えることで、ハウジング１２の超音波エネルギーの減衰性能を、更に向上させることができる。具体的に、超音波振動子１１の裏面から出射される超音波がスロット１８を通り抜けて中空部５４に進入したとしても、複数の尾根状の部位１７ｂ２の凸面により分散するように反射させることができる。これにより超音波エネルギーを中空部５４内で減衰させることができる。更に、複数の尾根状の部位１７ｂ２からカバー部１７ｂに向かって反射する超音波を少なくできる。そのため、超音波振動子１１が、その裏面でスロット１８を通じて逆戻りしたノイズとなる超音波を受信することを、抑制できる。

【0053】

より具体的に、本実施形態のハウジング本体１６ａは、半円筒部とカバー部１７ｂとにより、中空部５４を区画している。また、本実施形態では、中空部５４を区画する半円筒部の内壁に、尾根状の部位１７ｂ２が設けられている。本実施形態の複数の尾根状の部位１７ｂ２は、長手方向Ａに延在するリブ状凸部である。尾根状の部位１７ｂ２は、周方向の異なる位置に、複数設けられている。周方向で隣接する２つの尾根状の部位１７ｂ２は、本実施形態のように連続的に配置されていてもよく、離間して配置されていてもよい。この距離は、所望の吸音性能に応じて適宜設定されればよい。

【0054】

図４に示すように、中空部５４を区画する内壁に設けられる尾根状の部位１７ｂ２は、基端から先端に向かって漸次先細りしていることが好ましい。特に、尾根状の部位１７ｂ２は、図４に示す断面視において凸状に湾曲する湾曲面により構成されることが好ましい。このようにすることで、尾根状の部位１７ｂ２により超音波を分散して反射し易くなる。

【0055】

図３、図４に示すように、本実施形態の中空部５４は、ハウジング１２の遠位端としてのハウジング本体１６ａの遠位端で、ハウジング１２の外部に連通している。また、本実施形態のスロット１８は、超音波振動子１１の近位端側でハウジング１２の外部に連通している。そのため、ハウジング１２の遠位端から中空部５４に樹脂系の接着剤を充填すれば、接着剤は、中空部５４のみならず、スロット１８を通り抜けて、超音波振動子１１とカバー部１７ｂとの間の間隙まで充填される。スロット１８は、超音波振動子１１の近位端側でハウジング１２の外部に連通しているため、接着剤により押し出される空気はハウジング１２の外部に排出される。そのため、中空部５４内、スロット１８内、及び、超音波振動子１１とカバー部１７ｂとの間の間隙、をすべて接着剤で充填できる。このようにすれば、後述する第１～第３樹脂部材６１～６３を同一材料で容易に形成できる。

【0056】

ハウジング本体１６ａは、支持台部１７ａに超音波振動子１１が支持されている状態で、超音波振動子１１の幅方向Ｃの端面を覆う側壁部１７ｃを備える。側壁部１７ｃは、支持台部１７ａの第１支持部１７ａ１から立ち上がる第１側面部１７ｃ１と、支持台部１７ａの第２支持部１７ａ２から立ち上がる第２側面部１７ｃ２と、を備える。第１側面部１７ｃ１及び第２側面部１７ｃ２を設けることで、ハウジング本体１６ａに対して超音波振動子１１を取り付ける際に、超音波振動子１１をハウジング本体１６ａの取り付け位置に位置決めし易い。また、第１側面部１７ｃ１及び第２側面部１７ｃ２を設けることで、超音波振動子１１の幅方向Ｃの端面でノイズとなる超音波を受信することを抑制できる。

【0057】

図３、図４に示すように、本実施形態のイメージングコア６０は、第１樹脂部材６１を備える。第１樹脂部材６１は、スロット１８内に位置する。圧電体４と第１樹脂部材６１との間の音響インピーダンス差は、圧電体４と空気との間の音響インピーダンス差よりも小さい。

【0058】

本実施形態のイメージングコア６０は、第２樹脂部材６２を備える。第２樹脂部材６２は、中空部５４内に位置する。圧電体４と第２樹脂部材６２との間の音響インピーダンス差は、圧電体４と空気との間の音響インピーダンス差よりも小さい。

【0059】

更に、本実施形態のイメージングコア６０は、第３樹脂部材６３を備える。第３樹脂部材６３は、超音波振動子１１とカバー部１７ｂとの間に介在する。圧電体４と第３樹脂部材６３との間の音響インピーダンス差は、圧電体４と空気との間の音響インピーダンス差よりも小さい。

【0060】

第１樹脂部材６１、第２樹脂部材６２及び第３樹脂部材６３は、同一の材料から構成されていてもよい。第１樹脂部材６１、第２樹脂部材６２及び第３樹脂部材６３は、例えば、主成分として樹脂であり、シリコーンゴム系の接着剤、エポキシ樹脂系の接着剤、等により構成可能である。上述したように、中空部５４内、スロット１８内、及び、超音波振動子１１とカバー部１７ｂとの間の間隙、をすべて樹脂系の接着剤で充填し固化することで、第１～第３樹脂部材６１～６３を同一材料で容易に形成できる。

【0061】

駆動シャフト１３は、可撓性を有する管体により構成されている。駆動シャフト１３の内部には、超音波振動子１１に接続される電気信号線１４が配置されている。駆動シャフト１３は、例えば、軸まわりの巻き方向が異なる多層のコイルによって構成される。コイルの材料としては、例えば、ステンレス、Ｎｉ－Ｔｉ（ニッケル・チタン）合金などが挙げられる。このような駆動シャフト１３にすることで、２本の電気信号線１４を二重らせん状のツイストペアケーブルにより構成しても、シールド性を高めて電気信号線１４から発生するノイズによる影響を軽減することができる。

【0062】

駆動シャフト１３は、内管部材３０及び外管部材４０の内部を通って、内管部材３０の近位端部に位置する後述のハブ３２まで延在している。つまり、駆動シャフト１３は、長手方向Ａにおいて、挿入部１１０ａの遠位端部から操作部１１０ｂの近位端部まで延在している。

【0063】

図２に示すように、電気信号線１４は、駆動シャフト１３内に延在しており、超音波振動子１１と外部装置１２０とを電気的に接続している。つまり、電気信号線１４は、駆動シャフト１３と同様、長手方向Ａにおいて、挿入部１１０ａの遠位端部から操作部１１０ｂの近位端部まで延在している。電気信号線１４は複数（本実施形態では２本）設けられており、各電気信号線１４は、コネクタ１５、及び、ハウジング１２の導電部材１６ｂ、を介して、上述した圧電素子１の第１電極５又は第２電極６に接続されている。複数の電気信号線１４は、例えば、２本の電気信号線１４が撚り合わされたツイストペアケーブルにより構成される。各電気信号線１４は、外径が０ｍｍより大きく０．１ｍｍ以下の、可撓性を有する柔軟な細線部材とすることができる。各電気信号線１４は、例えば、０ｍｍより大きく０．０５ｍｍ以下の導線と、絶縁材料により形成され、導線の周囲を被覆する被覆材と、により構成可能である。

【0064】

［シース２０］
図２に示すように、シース２０は、第１中空部２１ａ及び第２中空部２１ｂを区画している。第１中空部２１ａには、超音波探触子１０が収容されている。超音波探触子１０は、第１中空部２１ａ内において、長手方向Ａに進退移動することができる。第２中空部２１ｂには、ガイドワイヤＷが挿通可能である。本実施形態では、第２中空部２１ｂを区画する管状のガイドワイヤ挿通部２０ｂが、第１中空部２１ａを区画する管状の本体部２０ａの遠位端部に対して、互いが平行な状態になるように位置している。本体部２０ａ及びガイドワイヤ挿通部２０ｂは、互いに異なる管部材を熱融着等によって接合することで形成可能であるが、このような形成方法に限られない。

【0065】

本体部２０ａには、Ｘ線が不透過な材料で形成されるＸ線造影性を有するマーカ２２が設けられている。また、ガイドワイヤ挿通部２０ｂにおいても、Ｘ線造影性を有するマーカ２３が設けられている。マーカ２２及び２３は、例えば、白金、金、イリジウム、タングステン等のＸ線不透過性の高い金属コイルにより構成可能である。

【0066】

シース２０の長手方向Ａにおいて超音波振動子１１が移動する範囲には、超音波の透過性が他の部位に比べて高く形成された窓部２４が形成されている。より具体的に、本実施形態の窓部２４は、シース２０のうち本体部２０ａに形成されている。

【0067】

本体部２０ａの窓部２４、及び、ガイドワイヤ挿通部２０ｂは、可撓性を有する材料で形成され、その材料は特に限定されない。構成材料としては、例えば、ポリエチレン、スチレン、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリブタジエン、トランスポリイソプレン、フッ素ゴム、塩素化ポリエチレン等の各種熱可塑性エラストマー等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組合せたポリマーアロイ、ポリマーブレンド、積層体等も使用することができる。

【0068】

本体部２０ａの窓部２４よりも近位端側は、窓部２４よりも剛性が高い材料によって補強された補強部を有する。補強部は、例えば、樹脂等の可撓性を有する管状部材に、ステンレス製などの金属素線を網目状に編組した補強材が配設されて形成される。上記管状部材は、窓部２４と同様の材料によって形成される。

【0069】

シース２０の外表面には、湿潤時に潤滑性を示す親水性潤滑被覆層を配置することが好ましい。

【0070】

シース２０の本体部２０ａの遠位端部には、第１中空部２１ａの内部と外部とを連通する連通孔２５が形成されている。プライミング時には、この連通孔２５を通じて、本体部２０ａ内の気体を排出することができる。

【0071】

［内管部材３０及び外管部材４０］
図１に示すように、内管部材３０は、内管３１と、ハブ３２と、を備える。内管３１は、外管部材４０内で進退移動可能に挿入されている。ハブ３２は、内管３１の近位端側に設けられている。

【0072】

図１に示すように、外管部材４０は、外管４１と、遠位端側コネクタ４２と、近位端側コネクタ４３と、を備える。外管４１は、内管３１の径方向外側に位置し、外管４１内を内管３１が進退移動する。遠位端側コネクタ４２は、シース２０の本体部２０ａの近位端部と、外管４１の遠位端部と、を接続している。近位端側コネクタ４３は、外管４１の近位端部に設けられ、内管３１を外管４１内に受容するように構成されている。

【0073】

上述した超音波探触子１０の駆動シャフト１３及び電気信号線１４は、シース２０の本体部２０ａ、この本体部２０ａの近位端側に接続された外管部材４０、及び、この外管部材４０に一部が挿入されている内管部材３０の近位端部に位置するハブ３２まで、延在している。

【0074】

上述した超音波探触子１０及び内管部材３０は、それぞれが一体的に長手方向Ａに進退移動するように互いに接続されている。そのため、例えば、内管部材３０が、挿入方向Ａ１に向かって押される操作がなされると、内管部材３０は、挿入方向Ａ１に向かって、外管部材４０内に押し込まれる。内管部材３０が挿入方向Ａ１に向かって外管部材４０内に押し込まれると、内管部材３０に接続されている超音波探触子１０がシース２０の本体部２０ａ内を挿入方向Ａ１に移動する。逆に、内管部材３０が、抜去方向Ａ２に向かって引かれる操作がなされると、内管部材３０は、外管部材４０内から抜去方向Ａ２に引き出される。内管部材３０が外管部材４０内から抜去方向Ａ２に引き出されると、内管部材３０に接続されている超音波探触子１０はシース２０の本体部２０ａ内を抜去方向Ａ２に移動する。

【0075】

内管部材３０が挿入方向Ａ１へ最も押し込まれたときには、内管部材３０の遠位端部は、外管部材４０の遠位端側コネクタ４２付近まで到達する。この際、超音波探触子１０の超音波振動子１１は、シース２０の本体部２０ａの遠位端付近に位置する。

【0076】

内管部材３０の遠位端部には、内管部材３０が外管部材４０よりも遠位端側に飛び出すことを防止すると共に、内管部材３０が最も近位端側に引かれたときに外管部材４０の近位端側に抜け落ちることを防止するストッパ部が設けられている。ストッパ部は、上記機能を実現できる構成であれば特に限定されず、例えば、所定の位置で外管部材４０と長手方向Ａにおいて突き当たる壁部などにより構成すればよい。

【0077】

内管部材３０のハブ３２の近位端には、外部装置１２０と機械的および電気的に接続されるコネクタ部が設けられている。つまり、画像診断用カテーテル１１０は、内管部材３０のハブ３２に設けられたコネクタ部により、外部装置１２０と機械的および電気的に接続される。より具体的に、超音波探触子１０の電気信号線１４は、超音波振動子１１からハブ３２のコネクタ部まで延在しており、ハブ３２のコネクタ部が外部装置１２０に接続された状態で、超音波振動子１１と外部装置１２０とを電気的に接続する。超音波振動子１１における受信信号は、ハブ３２のコネクタ部を介して外部装置１２０に送信され、所定の処理を施されて画像として表示される。

【0078】

＜外部装置１２０＞
図１に示すように、外部装置１２０は、駆動シャフト１３を回転させるための動力源であるモータ１２１と、駆動シャフト１３を長手方向Ａに移動させるための動力源であるモータ１２２と、を有する。モータ１２２の回転運動は、モータ１２２に接続したボールネジ１２３によって軸方向の運動に変換される。

【0079】

より具体的に、本実施形態の外部装置１２０は、駆動ユニット１２０ａと、この駆動ユニット１２０ａに有線又は無線で電気的に接続されている制御装置１２０ｂと、この制御装置１２０ｂが画像診断用カテーテル１１０から受信した受信信号に基づいて生成した画像を表示可能なモニタ１２０ｃと、を備える。本実施形態の上述したモータ１２１、モータ１２２及びボールネジ１２３は、駆動ユニット１２０ａに設けられている。この駆動ユニット１２０ａの動作は、制御装置１２０ｂによって制御される。制御装置１２０ｂは、ＣＰＵ及びメモリを含むプロセッサにより構成することができる。

【0080】

外部装置１２０は、本実施形態で示す構成に限られず、例えば、キーボード等の外部入力部を更に備える構成であってもよい。

【0081】

本開示に係る超音波探触子は上述した実施形態で特定される具体的な構成に限られず、特許請求の範囲に記載された発明の要旨を逸脱しない限り、種々の変形・変更が可能である。上述した実施形態の超音波探触子１０のイメージングコア６０は、血管内超音波診断を可能とする超音波振動子１１のみを備える構成であるが、この構成に限られず、例えば、光干渉断層診断（Optical Coherence Tomography、略称「ＯＣＴ」）を可能とする光送受信部を更に備える構成であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0082】

本開示は超音波探触子に関する。

【符号の説明】

【0083】

１：圧電素子
３：音響整合部材
４：圧電体
５：第１電極
６：第２電極
１０：超音波探触子
１１：超音波振動子
１２：ハウジング
１３：駆動シャフト
１４：電気信号線
１５：コネクタ
１６ａ：ハウジング本体
１６ｂ：導電部材
１７ａ：支持台部
１７ａ１：第１支持部
１７ａ２：第２支持部
１７ｂ：カバー部
１７ｂ１：尾根状の部位
１７ｂ２：尾根状の部位
１７ｃ：側壁部
１７ｃ１：第１側面部
１７ｃ２：第２側面部
１８：スロット
１９：仕切部
２０：シース
２０ａ：本体部
２０ｂ：ガイドワイヤ挿通部
２１ａ：第１中空部
２１ｂ：第２中空部
２２、２３：マーカ
２４：窓部
２５：連通孔
３０：内管部材
３１：内管
３２：ハブ
４０：外管部材
４１：外管
４２：遠位端側コネクタ
４３：近位端側コネクタ
５１：第１斜面部
５２：第２斜面部
５３：平面部
５４：中空部
６０：イメージングコア
６１：第１樹脂部材
６２：第２樹脂部材
６３：第３樹脂部材
１００：画像診断装置
１１０：画像診断用カテーテル
１１０ａ：挿入部
１１０ｂ：操作部
１２０：外部装置
１２０ａ：駆動ユニット
１２０ｂ：制御装置
１２０ｃ：モニタ
１２１：モータ
１２２：モータ
１２３：ボールネジ
θ１：第１斜面部の傾斜角度
θ２：第２斜面部の傾斜角度
Ａ：長手方向
Ａ１：挿入方向
Ａ２：抜去方向
Ｂ：厚み方向
Ｃ：幅方向
Ｗ：ガイドワイヤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】