JP2011004874A - 超音波プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】プローブハンドルで発生する熱を強制的に回収・廃熱する超音波プローブにおいて、プローブハンドルの構造を自然空冷に類似する単純な構造とし、かつ強制冷却ユニットが故障等した場合であっても容易に交換可能な超音波プローブを提供すること。
【解決手段】プローブハンドル２内の電子回路群２２で発せられた熱を筐体面に伝達するヒートスプレッダ群２３およびヒートシンク２４を設ける。そして、ヒートシンク２４に当接する位置に着脱自在の吸熱部４を設け、この吸熱部４が吸収した熱を冷却用ケーブル７にて接続された放熱部５にて放散する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、超音波ビームを走査してリアルタイムに生体内の画像を表示する超音波診断装置に接続される超音波プローブに関し、特に、発熱を伴う電子回路を内蔵した超音波プローブに関する。

近年、超音波プローブに２次元アレイ振動子が用いられるようになり、振動子数が数千に増大し、個々の振動子の大きさが極めて小さくなってきている。この種の超音波診断装置に超音波プローブを直接接続すると、非常に多くの電子線を挿通できる大直径のケーブルが必要となり、操作に支障をきたすとともに、微小な振動子に駆動用の波形を効率よく伝送すること、および微小な振動子で受信される超音波エコーを高品位で伝送することが困難である。このため、２次元アレイ振動子を採用した超音波プローブの場合、プローブハンドル内に送信回路および受信回路等の電子回路を実装して、微小振動子の駆動および超音波エコーの増幅の効率化を図っている。さらに、数個単位の振動子毎に部分的な受信ビームフォーミングを行って加算することにより、超音波診断装置に入力する信号線の本数を低減することがしばしば行われる。

この種の超音波診断装置の構成を図８に示している。この超音波診断装置は、プローブハンドル１１０および該ハンドル１１０とプローブケーブル１２０を介して接続されたプローブコネクタ１３０からなる超音波プローブ１００と、プローブコネクタ１３０と本体側プローブコネクタ１４０を介して接続された超音波診断装置本体１５０とを備えている。

プローブハンドル１１０は、アレイ状に配列された振動子群１１１と、振動子群１１１を駆動して所定の指向性を持つ超音波ビームを発生させるパルサー群１１２と、振動子群１１１が受信した微小な超音波エコー信号を良好に伝送するための低雑音増幅またはバッファリング等の処理を行うプリアンプ群１１３と、プリアンプ群１１３からの出力信号を数チャネルのグループで遅延時間を与えて加算し、プローブハンドル１１０からの出力信号線を減少させるサブアレイビームフォーマ１１４と、プローブハンドル１１０内の各部を制御する制御回路１１５とを備えている。

プローブコネクタ１３０は、必要に応じて超音波エコー信号に増幅，バッファリング，帯域調整等の追加処理を行う電子回路群１３１と、超音波診断装置本体１５０から伝送される制御信号を元にしてプローブハンドル１１０の制御回路１１５に伝送する制御信号を生成するプローブコネクタ内制御回路１３２とを備えている。

超音波診断装置本体１５０は、プローブハンドル１１０にて数チャネルのグループにて遅延加算処理された超音波エコー信号を増幅する本体プリアンプ群１５１と、増幅された信号のタイミングを合せる受信遅延加算回路１５２と、その信号を検波してエンベロープを取り出す信号処理部１５３と、被検体の断面に合せて座標変換する画像処理部１５４と、座標変換された画像データを表示する表示部１５５と、各部を制御する本体制御回路１５６と、ユーザの操作を受け付ける操作パネル１５７と、本体送信加算回路１５８および本体パルサー群１５９とを備えている。本体送信加算回路１５８および本体パルサー群１５９は、超音波プローブ１００に代えて電子回路を内蔵しないプローブを接続する際に該プローブを動作させるものである。この超音波診断装置は、被検体内の血流に対して超音波を送受信した際に生じる血球の動きによる超音波ビームのドプラ偏移を検出・処理することにより、ドプラ画像として血流速度情報を表示することもできる。

このように、超音波の送受信処理をプローブハンドル１１０内にて行うため、プローブハンドル１１０の内蔵電子回路に電力を供給する必要があるが、被検体から診断に寄与し得る高品位の超音波信号を得るためには、相応の電力を供給して十分な送受信性能を確保する必要がある。このため、内蔵電子回路が発熱して温度が上昇し、そのままの状態では操作に支障をきたすとともに、被検体との接触面にその熱が伝導して被検体に危害を加える虞がある。さらには、内蔵電子回路自体が破壊に至ることも想定し得る。

しかし、プローブハンドル１１０への電力供給量を減らすと、性能が低下して必要な情報が得られなくなり、診断に支障をきたす。そのため、近年特に２Ｄアレイプローブにおいて、冷媒を循環させてプローブハンドルを冷却する冷却ユニットを設けたものが採用されるようになってきている。（例えば、特許文献１を参照）
冷媒を用いた冷却ユニットの一例を、図９に示している。この冷却ユニットは、内部に冷媒の流路が形成された吸熱部１６０と、この吸熱部１６０の流路と冷却用チューブ１６１ａ，１６１ｂで接続された冷却器１６２と、この冷却器１６２を制御する冷却制御回路１６３とで構成されている。

冷却器１６２は、冷媒を循環させるポンプと、多数の放熱フィンを備えたラジエータと、このラジエータに冷却風を送る冷却ファンとを備え、冷却制御回路１６３の制御下にて内蔵したポンプを駆動して冷媒を循環させるとともに冷却ファンを回転させ、冷媒を冷却する。冷却された冷媒は吸熱部１６０に送られ、プローブハンドル１１０の回路群から熱を奪うので、該回路群の温度上昇が防止される。

特開２００７−２７５４５８号公報

しかしながら、上記のような冷却ユニットを取り付ける場合、プローブハンドル１１０は１００ｃｃ程度の容積しかないため、超小型の強制冷却系が必要となる。したがって、超音波プローブの構造が複雑になるとともに十分な耐久性が確保できなくなる蓋然性がある。また、冷却ユニットを設けるスペースが限られるため、十分な冷却性能を得ることが困難である。さらに、冷却ユニットが故障すれば修理は困難であり、高価な超音波プローブであっても廃棄せざるを得ないとの問題が生じる。

本発明は、上記のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、プローブハンドルで発生する熱を強制的に回収・廃熱する超音波プローブにおいて、プローブハンドルの構造を自然空冷に類似する単純な構造とし、かつ強制冷却ユニットが故障等した場合であっても容易に交換可能な超音波プローブを提供することである。

本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。

本発明の第１の視点は、被検体との間で超音波の送受信を行う振動子部と、この振動子部に接続され電気信号処理を行う電子回路部と、この電子回路部よりも熱伝達率が高い材料にて形成され、前記電子回路部の熱を筐体面に伝達する熱伝達部材とを筐体内に配置したプローブ部と、このプローブ部の筐体に着脱自在に設けられ、前記熱伝達部材を冷却する冷却ユニットとを備えていることを特徴とする超音波プローブである。

本発明の第２の視点は、被検体との間で超音波の送受信を行う振動子部と、この振動子部に接続され電気信号処理を行う電子回路部と、この電子回路部よりも熱伝達率が高い材料にて形成され、前記電子回路部の熱を筐体面に伝達する熱伝達部材と、冷媒を循環させて前記熱伝達部材を冷却する熱交換器を、前記筐体面上の前記熱伝達部材による熱伝達部分に当接する位置に誘導する誘導手段とを備えていることを特徴とする超音波プローブである。

かかる手段を講じた本発明によれば、プローブハンドルで発生する熱を強制的に回収・廃熱する超音波プローブにおいて、プローブハンドルの構造を自然空冷に類似する単純な構造とし、かつ強制冷却ユニットが故障等した場合であっても容易に交換可能な超音波プローブを提供することができる。

第1の実施形態に係る超音波プローブの構成を示す模式図。 同実施形態における取付け前のプローブハンドルと吸熱部の外観斜視図。 同実施形態における取付け後のプローブハンドルと吸熱部の外観斜視図。 第２の実施形態における取付け前のプローブハンドルと吸熱部の外観斜視図。 同実施形態における取付け後のプローブハンドルと吸熱部の外観斜視図。 第３の実施形態におけるプローブハンドル，吸熱部，カバーの外観斜視図。 同実施形態における取付け後のプローブハンドルの外観斜視図。 従来の超音波診断装置の構成を示す図。 従来のプローブハンドル，プローブコネクタの構成を示す図。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略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。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第1の実施形態に係る超音波プローブ１の構成を示す模式図である。超音波プローブ１は、超音波を送受信するプローブハンドル２（プローブ部）と、超音波診断装置本体に接続されるプローブコネクタ３（コネクタ部）と、プローブハンドル２に内蔵された電子回路が発する熱を吸熱する吸熱部４と、吸熱部４が吸収した熱を放熱する放熱部５とを備えている。上記プローブハンドル２とプローブコネクタ３とは、柔軟性あるプローブケーブル６（信号ケーブル）を介して接続され、上記吸熱部４と放熱部５とは、柔軟性ある冷却用ケーブル７を介して接続されている。なお、吸熱部４と放熱部５とは、本実施形態における冷却ユニットを構成する。
以下、各部の構成について説明する。

［プローブハンドル］
プローブハンドル２は、超音波振動子群２０と、接続部２１と、電子回路群２２と、ヒートスプレッダ群２３と、ヒートシンク２４と、温度センサ２５と、温度センサ２６とを筐体２７内に配置して構成されている。

超音波振動子群２０は、例えば、振超音波動子をＮ×Ｍ（Ｎ，Ｍ；整数）のアレイ状に配列されてなるもので、被観測体に対して超音波を送受信する。

電子回路群２２は、図示せぬパルサー群、プリアンプ群、サブアレイビームフォーマ群、プローブハンドル内制御回路にて構成され、接続部２１を介して超音波振動子群２０と接続されている。パルサー群は、超音波振動子群２０に接続されるもので、プローブハンドル内制御回路で生成された異なるタイミングに従って超音波振動子群２０を駆動して、所定の指向性を有する超音波ビームを発生させるためのものである。超音波振動子群２０から送波された超音波ビームは、被観測体内における構造物の境界等の音響インピーダンスが異なる界面にて反射を受ける。この反射波を受信した超音波振動子群２０は、微弱な超音波エコー信号を出力する。プリアンプ群は、超音波振動子群２０から出力される微弱な超音波エコー信号を良好に伝送するために、低雑音増幅またはバッファリング等の処理を行うものである。サブアレイビームフォーマ群は、上述したプリアンプ群からの出力信号を数チャネルのグループで遅延時間を与えて加算し、プローブハンドル２からの出力信号線の数を減少させるものである。これにより、プローブケーブル６内に挿通する信号線６０の本数を減少させている。プローブハンドル内制御回路は、上述したパルサー群、プリアンプ群及びサブアレイビームフォーマ群の動作を制御するためのものである。このプローブハンドル内制御回路からの制御信号により、プリアンプ群はバイアス電流等の動作条件を個々に設定できるように構成されている。

ヒートスプレッダ群２３は、電子回路群２２を構成する個々の電子基板の間に介在するようにして、各電子基板に密着して設けられた複数のヒートスプレッダにより構成され、電子回路群２２が動作に伴って発する熱をヒートシンク２４に誘導する。

ヒートシンク２４は、電子回路群２２およびヒートスプレッダ群２３を覆う大きさの平板状に形成され、ヒートスプレッダ群２３から伝わる熱をプローブハンドル２の筐体面に誘導する。

このように熱を誘導する役割を担うヒートスプレッダ群２３およびヒートシンク２４には、プローブハンドル２の筐体２７内に配置された各電子部品よりも熱伝達率が高い部材を主材料とした構造、例えばＳｉＣで形成された本体の表面にＮｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層金属膜をコーティングした構造や、Ｃｕ製の部材の表面に酸化防止用のＡｕメッキを施した構造を採用する。なお、ヒートスプレッダ群２３およびヒートシンク２４は、本実施形態における熱伝達部材を構成する。

温度センサ２５は、超音波振動子群２０に設けられ、超音波振動子群２０近傍の温度Ｔ１を検知する。温度センサ２６は、電子回路群２２の所定位置に設けられ、電子回路群２２の温度Ｔ２を検知する。なお、温度センサ２５，２６は、それぞれ超音波振動子群２０および電子回路群２２の中で最も高温になり易い位置の温度を検知できるように位置決めされて設けられている。

筐体２７には、ヒートシンク２４の設置面側に、ヒートシンク２４の一面を露出するための開口部２８が設けられている。

［プローブコネクタ］
プローブコネクタ３は、電子回路群３０と、プローブコネクタ内制御回路３１と、冷却ユニット制御回路３２と、冷却ユニット制御コネクタ３３とを備えている。また、図示せぬ接続機構にて超音波診断装置本体の制御回路および電源回路と接続され、本体側電源３４からの電源供給を受けて動作する。

電子回路群３０は、信号線６０を介してプローブハンドル２から伝送される超音波エコー信号に対し、必要に応じて増幅、バッファリング、帯域調整等の追加処理を行う。プローブコネクタ内制御回路３１は、上記電子回路群３０の動作を制御すると共に、超音波診断装置本体から伝送される制御信号を基にして、プローブハンドル２に伝送する制御信号を生成する。

冷却ユニット制御回路３２は、冷却ユニットへの電源供給を制御するとともに、温度センサ２５で検知した温度Ｔ１および温度センサ２６で検知した温度Ｔ２を放熱部５に通知する。冷却ユニット制御コネクタ３３は、プローブコネクタ３側の制御回路および電源回路と冷却ユニット側の制御回路および電源回路とを着脱自在に接続するものである。

［吸熱部］
吸熱部４は、熱伝達特性が高い材料で形成された平板状の熱交換器４０と、この熱交換器４０を覆うケース状の筐体４１とで構成されている。

熱交換器４０の内部には蛇行した冷媒流路が形成されており、該流路に冷媒（送冷媒）を受入れるための受入口４２ａと、該流路から冷媒を排出するための排出口４２ｂとが設けられている。受入口４２ａおよび排出口４２ｂは、シリコーンゴム、軟質塩化ビニル樹脂などのしなやかな材料で構成された送給管７０ａおよび排出管７０ｂ（送受管）とそれぞれ接続されている。これら送給管７０ａおよび排出管７０ｂは、いずれも冷却用ケーブル７内に挿通されている。なお、上記冷媒は、熱的及び化学的に安定で、電気絶縁性及び浸透性に優れた例えばフッ素系の不活性液体である。

筐体４１は、プローブハンドル２との取り付け面側に、熱交換器４０を露出するための図示せぬ開口部が形成されている。この開口部は、プローブハンドル２の筐体２７の開口部２８と略同一の幅寸法を有する。

［放熱部］
放熱部５は、ポンプ５１（冷媒循環手段），ラジエータ５２，廃熱ファン５３で構成される冷却器５０と、冷却制御回路５４と、補助電源回路５５とを備えている。なお、ラジエータ５２および廃熱ファン５３は、本実施形態における冷媒冷却手段を構成する。

上記送給管７０ａおよび排出管７０ｂは、ポンプ５１およびラジエータ５２と接続されている。ポンプ５１は、送給管７０ａを介して冷媒を熱交換器４０内の流路に供給するとともに、排出管７０ｂを介して回収してラジエータ５２に送出する。廃熱ファン５３は、ラジエータ５２に冷却風を送風し、冷媒が熱交換器４０から回収した熱を図示せぬ排気口から放熱部５の外気へ排熱する。

冷却制御回路５４は、プローブコネクタ３から通知された温度Ｔ１，Ｔ２に基づいてポンプ５１の出力を制御して冷媒の流速を調整するとともに、廃熱ファン５３の回転数を制御してラジエータ５２への送風量を調整する。具体的には、温度Ｔ１，Ｔ２が規定の閾値Ｔαを超過した場合には（Ｔα＜Ｔ１，Ｔ２）、ポンプ５１の出力および廃熱ファン５３の回転数を増加方向に補正し、温度Ｔ１，Ｔ２が閾値Ｔαを下回った場合には（Ｔ１，Ｔ２＜Ｔα）、ポンプ５１の出力および廃熱ファン５３の回転数を減少方向へ補正する。このように温度Ｔ１，Ｔ２に基づいて冷却器５０を制御することで、プローブハンドル２の温度上昇を防ぎ、良好な超音波送受信性能を得ることができる。

補助電源回路５５は、プローブコネクタ３から供給される電源の電圧を監視し、その電圧が冷却ユニットの動作に必要十分な値を下回ったことにトリガされてバッテリ等の補助電源５６から動作電源を取り込み、放熱部５の各部に供給する。なお、放熱部５の筐体に補助電源５６への切り替えスイッチを設け、ユーザが手動にて該スイッチを操作したことにトリガされて電源供給源を切り替えるようにしてもよい。

次に、プローブハンドル２および吸熱部４の形状について、図２および図３を用いて説明する。図２は、取り付け前のプローブハンドル２と吸熱部４の外観斜視図であり、図３は、取り付け後のプローブハンドル２と吸熱部４の外観斜視図である。

図２に示したように、プローブハンドル２の筐体には、吸熱部４の取り付け位置を示す窪み部２９（誘導手段）が設けられている。筐体２７の開口部２８は窪み部２９の底面に位置し、該開口部２８からはヒートシンク２４の上面が露出している。ヒートシンク２４の露出面は、ユーザや患者の皮膚に触れる蓋然性があるため、絶縁性の保護膜を設けておくことが望ましい。ただし、プローブハンドル２内の構造によりヒートシンク２４の絶縁が可能である場合には、保護膜を設けずに吸熱部４への熱伝導性を優先してもよい。

吸熱部４をプローブハンドル２に取り付ける際には、上記窪み部２９に吸熱部４の筐体４１を位置決めして押し当てる。このとき、窪み部２９の傾斜部に吸熱部４の筐体４１が当接し、ヒートシンク２４による熱伝達部分と当接する位置に吸熱部４を誘導する。かかる状態にて、図３に示したように固定ベルト８０（固定手段）を巻回してプローブハンドル２と吸熱部４とを固定すると、ヒートシンク２４の露出面が吸熱部４の筐体４１の開口面から露出した熱交換器４０に密着する。このとき、吸熱部４に対して、プローブハンドル２の筐体２７上をスライドする方向の力が加わったとしても、吸熱部４の筐体４１の側面が窪み部２９の傾斜部に押し当てられるので、容易に固定位置がずれることはない。

固定ベルト８０には、弾性部材を帯状に形成してマジックテープ（登録商標）等の固定手段を講じたものや、弾性部材を輪状に形成したもの等、吸熱部４をプローブハンドル２に固定するに適した部材を用いる。さらに、プローブハンドル２に取り付けられた吸熱部４の筐体４１を全て覆う大きさの絶縁性部材を採用すれば、ヒートシンク２４の露出面に絶縁性保護膜を設けずとも人体に触れる蓋然性を排除できるので、冷却ユニットの冷却性能を一層高めることができる。また、ヒートシンク２４の露出面にシリコーングリース等の熱伝導媒体を塗布することで、ヒートシンク２４と熱交換器４０との間に空気層が形成されることを防止し、ヒートシンク２４から熱交換器４０への熱伝導性を高めることができる。

なお、プローブケーブル６と冷却用ケーブル７とのばらつきにより診断時の操作に支障をきたさぬように、ケーブル固定具８１にて両ケーブルを束ねておく。

かくして冷却ユニットをプローブハンドル２およびプローブコネクタ３に取り付けると、既述の如くプローブコネクタ３から通知される温度センサ２５，２６の検知温度Ｔ１，Ｔ２に基づいて冷却器５０のポンプ５１，廃熱ファン５３が駆動される。このとき、熱交換器４０内の流路を通過する冷媒により、ヒートシンク２４が冷却される。そして、熱交換器４０にて加温された冷媒がラジエータ５２および廃熱ファン５３にて冷却される。

以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。

本実施形態における超音波プローブ１によれば、冷却ユニットをプローブハンドル２およびプローブコネクタ３に対して着脱自在に設けたので、冷却ユニットが故障した場合であっても超音波プローブ１を廃棄することなく、冷却ユニットのみ修理ないしは交換すればよい。

また、冷却ユニットの吸熱部４をプローブハンドル２と独立して設けたので、プローブハンドル２の構造を自然空冷に類する単純なものにすることができる。したがって、耐久性を十分確保したプローブハンドル２の構造を実現することができる。

また、プローブハンドル２内の限られたスペースに吸熱部４を設ける必要がないので、十分な冷却性能を有する大型の吸熱部４を用いることができる。したがって、多量の発熱を伴う大容量の電力を用いてプローブハンドル２を駆動可能であり、高品位の超音波エコー信号を得ることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態における超音波プローブは、プローブハンドル２に吸熱部４を取り付けた際に、プローブハンドル２の筐体２７と吸熱部４の上面とが略平面となるように窪み部２９を形成した点、および、プローブハンドル２と吸熱部４とに固定機構を設けた点で前記実施形態と相違する。その他、超音波プローブ１の回路構成等は前記実施形態と同様であるので、同一の符号を付して説明を省略する。

図４は、本実施形態におけるプローブハンドル２と吸熱部４の外観斜視図である。
本実施形態における窪み部９０は、吸熱部４の厚さと略同一長の深さに形成されている。窪み部９０のプローブケーブル６接続側の内壁には、一対のストッパ９１ａ，９１ｂと、ガイド溝９２とが設けられており、プローブハンドル２の先端側における内壁には、一対の固定穴９３ａ，９３ｂが設けられている。

ストッパ９１ａ，９１ｂは、プローブハンドル２の筐体に設けられた溝部に長尺状の突起部材を嵌め込み、該突起部材を吸熱部４の取り付け位置方向に対してスライド可能に保持したスライド式ストッパである。ガイド溝９２は、窪み部９０の側壁からプローブケーブル６の接続側の一端に亘って、冷却用ケーブル７よりも曲率が大きい円弧状に形成されている。

吸熱部４の筐体４１の冷却用ケーブル７接続側の側壁には、一対の溝部４３ａ，４３ｂが設けられており、該側壁と対向する側壁には、一対の固定ピン４４ａ，４４ｂが設けられている。

溝部４３ａ，４３ｂは、それぞれストッパ９１ａ，９１ｂと対応する位置に設けられており、ストッパ９１ａ，９１ｂの突起部材と嵌め合う形状に形成されている。固定ピン４４ａ，４４ｂは、それぞれ固定穴９３ａ，９３ｂと対応する位置に設けられており、固定穴９３ａ，９３ｂと嵌め合う形状に形成されている。

なお、ストッパ９１ａ，９１ｂ、固定穴９３ａ，９３ｂ、溝部４３ａ，４３ｂ、固定ピン４４ａ，４４ｂは、本実施形態における固定手段を構成する。

上記のような形状の吸熱部４をプローブハンドル２に取り付ける際には、先ず、固定穴９３ａ，９３ｂに固定ピン４４ａ，４４ｂを遊挿し、吸熱部４の底面（開口面）とプローブハンドル２のヒートシンク２４の露出面とを密着させる。そして、ストッパ９１ａ，９１ｂの突起部材をスライドさせ、溝部４３ａ，４３ｂに嵌挿する。このとき、冷却用ケーブル７は、ガイド溝９２内に位置決めされる。したがって、冷却用ケーブル７が吸熱部４の取り付けを妨げることはない。

このようにして吸熱部４をプローブハンドル２に取り付けると、図５に示したように、プローブハンドル２の筐体２７の上面と吸熱部４の筐体４１とが略平面をなす。このとき、プローブハンドル２の長手方向に対する吸熱部４の移動は、窪み部９０の側壁によって規制され、プローブハンドル２の短手方向およびヒートシンク２４の露出面方向に対する移動は、固定ピン４４ａ，４４ｂおよび固定穴９３ａ，９３ｂと、ストッパ９１ａ，９１ｂとによって規制される。

以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。

本実施形態における超音波プローブ１によれば、吸熱部４をプローブハンドル２に対して固定する手段を設けたので、前記実施形態のように別途の固定部材を容易し管理する必要がなく、冷却ユニットの取り付けが容易となる。

また、吸熱部４を取り付けた際に、プローブハンドル２の筐体２７から吸熱部４の筐体４１が突出することはない。したがって、吸熱部４を取り付けた状態においても、吸熱部４を取り付けていない状態と相違ないプローブハンドル２の操作性を維持することができる。

その他、前記実施形態と同様の効果を奏することはいうまでもない。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態における超音波プローブ１は、プローブハンドル２に対し、吸熱部４の取り付け位置を覆うカバー９４を設けた点で第２の実施形態と相違する。超音波プローブ１の回路構成等は前記各実施形態と同様であるので、同一の符号を付して説明を省略する。

図６は、本実施形態におけるプローブハンドル２，吸熱部４，カバー９４の外観斜視図である。
プローブハンドル２の形状は第２の実施形態と略同様であるが、筐体２７の短手方向の両側面に窪み部９０の底面に沿った一対の溝部９５ａ，９５ｂ（図６では溝部９５ｂのみ示している）が形成されている点で相違する。

カバー９４は、短手方向幅がプローブハンドル２の短手方向幅と略同一の平板の長手方向に沿った両端部を、それぞれ内向きのコの字状に折り曲げた形状をなしており、折曲部９６ａ，９６ｂの各先端部であるガイド部９７ａ，９７ｂが、それぞれプローブハンドル２の各溝部９５ａ，９５ｂに嵌合するようになっている。なお、カバー９４は、熱伝導率の低い絶縁性材料、例えばプラスチックにて形成されている。

カバー９４を取り付ける際には、先ず既述の図５に示したようにプローブハンドル２に吸熱部４を取り付ける。そして、吸熱部４の取り付け面側からカバー９４を押し込むと、ガイド部９７ａ，９７ｂがそれぞれ溝部９５ａ，９５ｂに嵌め合い、カバー９４がプローブハンドル２の筐体２７に対して固定される。

このように吸熱部４およびカバー９４をプローブハンドル２に取り付けると、図７に示したように、プローブハンドル２の筐体２７の上面とカバー９４の上面とが略平面をなすとともに、カバー９４がプローブハンドル２に取り付けられた吸熱部４を完全に被覆する。なお、カバー９４の筐体２７に対する取り付け方法は、ガイド部９７ａ，９７ｂと溝部９５ａ，９５ｂとを用いたものに限定されるものではなく、他の方法に変形して実施することも可能である。

以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。

本実施形態における超音波プローブ１によれば、プローブハンドル２に吸熱部４を取り付けた場合であっても、カバー９４にて取り付け部分の全体が覆われ、吸熱部４が露出しない。したがって、冷却ユニットがプローブハンドル２の操作に支障をきたすことはない。

また、吸熱部４を取り付けると否とに関わらず、プローブハンドル２にカバー９４を取り付けておけば、吸熱部４の取り付け部分が操作者および患者の皮膚に接触することがない。したがって、高温に帯熱したヒートシンク２４の露出面や吸熱部４が操作者または患者に接触し、火傷を負わせるようなこともない。

その他、前記各実施形態と同様の効果を奏することはいうまでもない。

なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。

（１）すなわち、上記各実施形態では、プローブコネクタ３の制御回路と放熱部５の制御回路とを冷却ユニット制御コネクタ３３を介して接続し、プローブコネクタ３から通知される温度Ｔ１，Ｔ２に基づいて冷却制御回路５４が冷却器５０を制御する場合について説明した。しかしながら、放熱部５の制御回路とプローブコネクタ３の制御回路とを接続せずに、それぞれ別途独立した制御系統として本発明を実施してもよい。この場合、例えば放熱部５の筐体にスイッチ等で構成される操作部を設け、ユーザが手動で冷却器の制御情報を入力するようにしてもよいし、常に一定条件にて冷却器５０のポンプ５１および廃熱ファン５３が動作するようにしてもよい。

（２）上記各実施形態では、放熱部５の動作電源は、プローブコネクタ３から冷却ユニット制御コネクタ３３を介して供給され、その電圧が低下した場合に補助電源回路５５が補助電源５６から電源を取り込むとして説明した。しかし、プローブコネクタ３から放熱部５の動作電源を一切供給せず、放熱部５がプローブコネクタ３や超音波診断装置本体と完全に別系統で電源供給を受けるようにしてもよい。

上記変形例（１）（２）の如く、放熱部５とプローブコネクタ３との独立性を高めることで、プローブコネクタ３に冷却ユニット制御コネクタ３３や冷却ユニット制御回路３２を設ける必要がなくなり、超音波プローブ１の構造をより簡易なものとすることができる。また、プローブコネクタ３側から冷却ユニットに電源を供給する必要がなくなれば、本体側電源３４から供給される電源のうちの多くをプローブハンドル２の駆動に充てることができるので、超音波の送受信性能がより安定化する。

（３）空間分解能，時間分解能により優れた画像の取得が所望される場合には、より大容量の電源をプローブハンドル２に供給する必要があるため、電子回路群２２の発熱量も増大する。したがって、冷却性能を向上させる必要性から、冷却ユニットも大型化させなければならず、そのサイズや重量が問題となる。かかる問題が生じる場合には、プローブハンドル２を支える支持アーム等の補助器具を適宜設ければよい。

この他、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１…超音波プローブ、２…プローブハンドル、３…プローブコネクタ、４…吸熱部、５…放熱部、６…プローブケーブル、７…冷却用ケーブル、２２…電子回路群、２３…ヒートスプレッダ群、２４…ヒートシンク、３１…プローブコネクタ内制御回路、３２…冷却ユニット制御回路、３３…冷却ユニット制御コネクタ、４０…熱交換器、５０…冷却器、５４…冷却制御回路、５５…補助電源回路、７０ａ…送給管、７０ｂ…排出管

Claims (10)

1. 被検体との間で超音波の送受信を行う振動子部と、この振動子部に接続され電気信号処理を行う電子回路部と、この電子回路部よりも熱伝達率が高い材料にて形成され、前記電子回路部の熱を筐体面に伝達する熱伝達部材とを筐体内に配置したプローブ部と、
   このプローブ部の筐体に着脱自在に設けられ、前記熱伝達部材を冷却する冷却ユニットと、
   を備えていることを特徴とする超音波プローブ。
2. 前記冷却ユニットは、
   内部に冷媒の流路が形成され、この流路内を冷媒が通過することにより前記熱伝達部材を冷却する熱交換器と、
   この熱交換器と冷媒の送受管にて接続された冷却器と、
   を備え、
   前記冷却器は、
   前記送受管を介して前記熱交換器との間で冷媒を循環させる冷媒循環手段と、
   前記熱交換器にて加温された冷媒を冷却する冷媒冷却手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
3. 前記プローブ部と通信ケーブルを介して接続され、超音波診断装置本体との信号の送受信を行うコネクタ部をさらに備え、
   前記冷却器は、前記コネクタ部及び前記超音波診断装置本体に供給される電源と別系統の電源から動作電源の供給を受けて前記冷媒を循環させることを特徴とする請求項２に記載の超音波プローブ。
4. 前記プローブ部は、前記筐体面上の前記熱伝達部材による熱伝達部分に当接する位置に前記熱交換器を誘導する誘導手段を備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載の超音波プローブ。
5. 前記プローブ部は、前記熱交換器を前記熱伝達部材による熱伝達位置に密着させて筐体に固定する固定手段をさらに備えていることを特徴とする請求項２乃至４のうちいずれか１に記載の超音波プローブ。
6. 前記プローブ部は、その筐体に取り付けられた前記熱交換器を被覆する着脱自在なケースをさらに備えていることを特徴とする請求項２乃至５のうちいずれか１に記載の超音波プローブ。
7. 前記熱伝達部材は、
   前記筐体面に一面を露出して設けられたヒートシンクと、
   前記電子回路部を構成する電子回路間に設けられ、各電子回路の熱を前記ヒートシンクに伝達するヒートスプレッダと、
   を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１に記載の超音波プローブ。
8. 被検体との間で超音波の送受信を行う振動子部と、
   この振動子部に接続され電気信号処理を行う電子回路部と、
   この電子回路部よりも熱伝達率が高い材料にて形成され、前記電子回路部の熱を筐体面に伝達する熱伝達部材と、
   冷媒を循環させて前記熱伝達部材を冷却する熱交換器を、前記筐体面上の前記熱伝達部材による熱伝達部分に当接する位置に誘導する誘導手段と、
   を備えていることを特徴とする超音波プローブ。
9. 被検体との間で超音波の送受信を行う振動子部と、
   この振動子部に接続され電気信号処理を行う電子回路部と、
   この電子回路部よりも熱伝達率が高い材料にて形成され、前記電子回路部の熱を筐体面に伝達する熱伝達部材と、
   冷媒を循環させて前記熱伝達部材を冷却する熱交換器を、前記熱伝達部材による熱伝達部分に密着させて筐体に固定する固定手段と、
   を備えていることを特徴とする超音波プローブ。
10. 前記筐体に取り付けられた前記熱交換器を被覆する着脱自在なケースをさらに備えていることを特徴とする請求項８又は９に記載の超音波プローブ。

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