JP2556839B2 - Ultrasonic coupling material - Google Patents
Ultrasonic coupling materialInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、超音波診断装置を用いた診断において、超
音波探触子と被検体との間に介在される超音波用カップ
リング材に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to an ultrasonic coupling material interposed between an ultrasonic probe and a subject in a diagnosis using an ultrasonic diagnostic apparatus. Regarding
（ロ）従来技術とその問題点 超音波診断装置による診断において、超音波探触子と
被検体との間に空気層が存在すると、空気層との境界で
超音波ビームが反射されて正確な診断を実施するものが
困難となる。このため、従来では、乳房や頚部などの凹
凸のある部位を検査する場合には、超音波探触子と被検
体表面との間にカップリング材として脱気水を満たした
ウォーターバッグを介在させている。ところが、このよ
うなウォーターバッグは、脱気水の準備など取り扱いが
煩雑であり、さらに、水を媒体とするウォーターバッグ
では、水中での超音波の減衰が少ないために、生体内の
強い超音波エコーが超音波探触子表面で反射し、被検体
の中深部から深部にかけて多重エコーとして現われると
いう難点がある。(B) Prior art and its problems In the diagnosis by the ultrasonic diagnostic apparatus, if an air layer exists between the ultrasonic probe and the subject, the ultrasonic beam will be reflected at the boundary with the air layer and accurate What makes the diagnosis difficult. For this reason, conventionally, when inspecting an uneven part such as a breast or a neck, a water bag filled with deaerated water is interposed as a coupling material between the ultrasonic probe and the surface of the subject. ing. However, such a water bag is complicated to handle such as preparation of degassed water, and a water bag using water as a medium has less attenuation of ultrasonic waves in water, so that strong ultrasonic waves in the living body are not generated. There is a drawback that echoes are reflected on the surface of the ultrasonic probe and appear as multiple echoes from the deep part to the deep part of the subject.
本発明は、上述の点に鑑みて成されたものであって、
取り扱いが容易で、かつ、多重エコーを抑制した超音波
用カップリング材を提供することを目的とする。The present invention is made in view of the above points,
It is an object of the present invention to provide an ultrasonic coupling material which is easy to handle and has suppressed multiple echoes.
（ハ）問題点を解決するための手段 本件発明者は、上述の目的を達成するために、鋭意検
討した結果、炭化水素系パラフィンを主材とし、ゴム系
材料および直径50μｍを越える粒状性物質を混入するこ
とにより、音響インピーダンスが1.2〜1.5×106kg/m
2s、常温における音速が1300〜1600m/s、周波数3.5MHz
の超音波減衰が２〜3.5dB/cmである超音波用カップリン
グ材を見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明の
超音波用カップリング材は、適度な流動性があり、か
つ、人体に無害である炭化水素系パラフィンを主材と
し、適度な弾性を付与するためのゴム系材料および音響
特性を生体に近付けるとともに、適度に超音波を減衰さ
せるため粒状性物質を混入して成り、音響インピーダン
スが1.2×1.5×106kg/m2s、常温における音速が1300〜1
600m/s、周波数3.5MHzの超音波減衰が２〜3.5dB/cmであ
る。(C) Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive studies to achieve the above-mentioned object, and as a result, have found that hydrocarbon-based paraffin as the main material, rubber-based material, and granular material having a diameter of more than 50 μm. Acoustic impedance of 1.2 to 1.5 × 10 6 kg / m
2 s, sound velocity at room temperature 1300 to 1600 m / s, frequency 3.5 MHz
The present invention has been completed by finding an ultrasonic coupling material having an ultrasonic attenuation of 2 to 3.5 dB / cm. That is, the ultrasonic coupling material of the present invention has a moderate fluidity and is mainly composed of a hydrocarbon-based paraffin that is harmless to the human body, and a rubber-based material and acoustic characteristics for imparting appropriate elasticity. It is made by mixing a granular material in order to bring the ultrasonic wave close to the living body and to appropriately attenuate the ultrasonic wave, the acoustic impedance is 1.2 × 1.5 × 10 6 kg / m 2 s, and the sound velocity at room temperature is 1300 ~ 1
The ultrasonic attenuation at 600m / s and frequency 3.5MHz is 2-3.5dB / cm.
（ニ）実施例 以下、本発明の実施例について詳細に説明する。この
実施例の超音波用カップリング材では、炭化水素系パラ
フィンとして食品添加物に使用される純度のものを用
い、適度な弾性を与えて被検体との形状適合性を向上さ
せるためにゴム系材料としてイソプレンゴムを用い、音
響特性を生体と整合させるとともに、適度な吸収をもた
せるために直径50μｍの粒状性物質として沈降炭酸カル
シウムを用いた。その混合割合は、炭化水素系パラフィ
ン85wt％、イソプレンゴム10wt％、沈降炭酸カルシウム
5wt％である。なお粒状性物質としては、沈降炭酸カル
シウムの他に、シリカやカーボンなどが好適であり、こ
れらを適宜併用してもよい。(D) Examples Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail. In the ultrasonic coupling material of this example, a hydrocarbon paraffin having a purity used for food additives is used, and rubber-based paraffin is used in order to impart appropriate elasticity to improve shape conformity with an object. Isoprene rubber was used as a material, and precipitated calcium carbonate was used as a granular substance having a diameter of 50 μm in order to match the acoustic characteristics with a living body and to have appropriate absorption. The mixing ratio is 85 wt% of hydrocarbon paraffin, 10 wt% of isoprene rubber, and precipitated calcium carbonate.
It is 5 wt%. In addition to precipitated calcium carbonate, silica and carbon are suitable as the granular substance, and these may be used in combination as appropriate.
上記組成の調音波用カップリング材を第１図に示され
るシステムによって音速、減速および音響インピーダン
スの計測を行なった。第１図において、１は反射板、２
は超音波用カップリング材、３は温度計、４は超音波探
触子、５はパルサー、６はシンクロスコープ、７はスペ
クトラムアナライザーである。これらの音響特性は、温
度依存性を持っているので、計測にあたっては、被測定
物質の温度が十分安定してから行なった。25℃における
固有音響インピーダンスは、約1.3×106kg/m2sであり、
この値は、水の固有音響インピーダンス値1.5×106kg/m
2sと比較的近い値となる。表１に25℃における超音波の
減衰を示し、表２に周囲水温に対する音速をそれぞれ示
す。The sonic coupling, which has the above composition, was subjected to measurement of sound velocity, deceleration and acoustic impedance by the system shown in FIG. In FIG. 1, 1 is a reflector and 2
Is an ultrasonic coupling material, 3 is a thermometer, 4 is an ultrasonic probe, 5 is a pulsar, 6 is a synchroscope, and 7 is a spectrum analyzer. Since these acoustic characteristics have temperature dependence, the measurement was performed after the temperature of the substance to be measured was sufficiently stabilized. The intrinsic acoustic impedance at 25 ℃ is about 1.3 × 10 6 kg / m 2 s,
This value is the specific acoustic impedance value of water 1.5 × 10 6 kg / m
The value is relatively close to 2 s. Table 1 shows the attenuation of ultrasonic waves at 25 ° C, and Table 2 shows the speed of sound with respect to the ambient water temperature.
この超音波用カップリング材は、軟化点が約250℃と
高いので滅菌処理が容易である。さらに、炭化水素系パ
ラフィンを主材としているので、雑菌がついても腐敗し
にくいという特性を有している。 Since this ultrasonic coupling material has a high softening point of about 250 ° C., it can be easily sterilized. Furthermore, since hydrocarbon-based paraffin is used as a main material, it has a characteristic that it is unlikely to rot even if various bacteria are attached.
次に、この超音波用カップリング材の臨床応用につい
て説明する。Next, clinical application of this ultrasonic coupling material will be described.
この超音波用カップリング材を200×100×40mm程度の
直方体状に形成して患者の被検部に密着し、その上から
超音波探触子による走査を行なう。この超音波用カップ
リング材は、固形であるために取り扱いが容易であり、
さらに、ウォーターバッグに比べて検査時のずれが少な
く、固定手段を特別に考慮する必要がない。超音波用カ
ップリング材を被検部に密着するときには、超音波カッ
プリング材と超音波探触子との間に、市販の超音波ゲル
を使用した方が走査が容易である。This ultrasonic coupling material is formed into a rectangular parallelepiped shape of about 200 × 100 × 40 mm, and is brought into close contact with the subject to be examined of the patient, and the ultrasonic probe is used to perform scanning from above. Since this ultrasonic coupling material is solid, it is easy to handle,
Furthermore, compared to a water bag, there is less deviation during inspection, and there is no need to consider the fixing means in particular. When the ultrasonic coupling material is brought into close contact with the test portion, it is easier to scan using a commercially available ultrasonic gel between the ultrasonic coupling material and the ultrasonic probe.
第２図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、直接法、ウォーターバ
ッグおよび超音波用カップリング材をそれぞれ使用した
各場合の正常甲状線の超音波診断画像を示している。こ
の超音波用カップリング材は、形状適合性が優れている
ので、直接法に比べて画像が明瞭である。2 (A), (B) and (C) show ultrasonic diagnostic images of the normal thyroid line in each case of using the direct method, the water bag and the ultrasonic coupling material. Since this ultrasonic coupling material has excellent shape conformity, the image is clearer than in the direct method.
第３図（Ａ）（Ｂ）は、直接法と超音波用カップリン
グ材を使用した場合のJIST1501パルス反射法超音波診断
装置の性能測定方法通則によるワイヤーターゲットファ
ントム分解能試験の結果を示す図である。このワイヤー
ターゲットファントムによる試験の結果、超音波用カッ
プリング材を使用した場合は、直接法に比べて矢印の部
分での方位分解能の改善が見られた。FIGS. 3 (A) and 3 (B) are diagrams showing the results of the wire target phantom resolution test according to the general method for measuring the performance of the JIST1501 pulse reflection method ultrasonic diagnostic apparatus when the direct method and the ultrasonic coupling material are used. is there. As a result of the test using this wire target phantom, when the coupling material for ultrasonic waves was used, the azimuth resolution was improved in the arrow portion as compared with the direct method.
また、この超音波用カップリング材では、適度な吸収
を持たせているので、水に比べて多重エコーが低減さ
れ、したがって、浅部から深部まで同時に描出すること
が必要な腹部領域の診断にも有効であり、症例によって
は水による場合よりも明瞭な診断画像が得られた。In addition, since this ultrasonic coupling material has appropriate absorption, multiple echoes are reduced compared to water, and therefore, it is possible to diagnose the abdominal region that requires simultaneous visualization from shallow to deep areas. Is also effective, and in some cases clearer diagnostic images were obtained than with water.
さらに、コンベックス形探触子とこの超音波用カップ
リング材とを併用することにより、直接法に比べて表示
範囲を拡大することが可能である。Furthermore, the combined use of the convex probe and this ultrasonic coupling material makes it possible to expand the display range as compared with the direct method.
（ホ）効果 以上説明したように、本発明の超音波用カップリング
材は、炭化水素系パラフィンを主材とし、ゴム系材料お
よび直径50μｍを越える粒状性物質を混入して成り、音
響インピーダンスが1.2〜1.5×106kg/m2s、常温におけ
る音速が1300〜1600m/s、周波数3.5MHzの超音波減衰が
２〜3.5dB/cmであるので、直接法に比べて生体適合性、
分解能および診断視野の改善を図ることが可能になると
ともに、ウォーターバッグの場合のように脱気水等の準
備をする必要がなく、取り扱いが容易であり、しかも、
水に比べて多重エコーも低減できるので、近〜遠距離を
同時に表示でき、表在性領域の他、腹部領域でも有用性
が高く、利用価値が大きい。(E) Effect As described above, the ultrasonic coupling material of the present invention is mainly composed of hydrocarbon-based paraffin, rubber-based material and granular material having a diameter of more than 50 μm, and has an acoustic impedance. 1.2-1.5 × 10 6 kg / m 2 s, sound velocity at room temperature is 1300-1600 m / s, ultrasonic attenuation at frequency 3.5 MHz is 2-3.5 dB / cm, so biocompatibility compared to direct method,
It is possible to improve the resolution and the field of view of diagnosis, and it is not necessary to prepare deaerated water etc. as in the case of a water bag, and it is easy to handle.
Since multiple echoes can be reduced as compared with water, it is possible to display near to long distances at the same time, and it is highly useful in the abdominal region as well as the superficial region, and is highly useful.
第１図は音響特性計測のためのシステムの構成図、第２
図は正常甲状線の診断画像、第３図はワイヤーターゲッ
トファントムによる分解能試験の結果を示す図である。 ２……超音波用カップリング材FIG. 1 is a block diagram of a system for measuring acoustic characteristics, and FIG.
The figure is a diagnostic image of a normal thyroid line, and FIG. 3 is a diagram showing the result of a resolution test using a wire target phantom. 2 ... Ultrasonic coupling material
Claims (2)
材料および直径50μｍを越える粒状性物質を混入して成
り、音響インピーダンスが1.2〜1.5×106kg/m2s、常温
における音速が1300〜1600m/s、周波数3.5MHzの超音波
減衰が２〜3.5dB/cmであることを特徴とする超音波用カ
ップリング材。1. An acoustic impedance of 1.2 to 1.5 × 10 6 kg / m 2 s, which is composed of hydrocarbon-based paraffin as a main material, a rubber-based material and a granular material having a diameter of more than 50 μm, and a sound velocity at room temperature. A coupling material for ultrasonic waves, which has an ultrasonic attenuation of 1300 to 1600 m / s and a frequency of 3.5 MHz of 2 to 3.5 dB / cm.
前記粒状性物質が炭酸カルシウム、シリカおよびカーボ
より成る群から選ばれた１種または２種以上から成るも
のである前記特許請求の範囲第１項に記載の超音波用カ
ップリング材。2. The rubber-based material is isoprene rubber,
The ultrasonic coupling material according to claim 1, wherein the granular substance is one or two or more selected from the group consisting of calcium carbonate, silica and carb.
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