DE69021158T2

DE69021158T2 - Ultraschallkoppler und Herstellungsverfahren.

Info

Publication number: DE69021158T2
Application number: DE69021158T
Authority: DE
Inventors: Tadashi Fujii; Hiroshi Katsumata; Toru Kawashima; Hiroyuki Yagami
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1990-09-27
Publication date: 1995-12-07
Anticipated expiration: 2010-09-28
Also published as: US5078149A; EP0420758B1; EP0420758A1; DE69021158D1

Description

Gebiet der Erfindung:

Diese Erfindung betrifft einen Ultraschallkoppler und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Insbesondere betrifft sie einen Ultraschallkoppler zur Einfügung zwischen eine auf dem Gebiet der Bioinstrumentierung unter Verwendung einer Ultraschallwelle eingesetzte Ultraschallsonde und die Berührungsfläche einer Ultraschallsonde mit einem zu testenden Untersuchungsobjekt (analyte) sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Beschreibung des Stands der Technik

Das Ultraschalluntersuchungsgerät hat sich aufgrund seiner einfachen Handhabung und der fehlenden Notwendigkeit für ein Eindringen in einen Patientenkörper auf zahlreichen Diagnose- bzw. Untersuchungsgebieten, beispielsweise denjenigen für die Untersuchung von Körperorganen wie Herz und Leber, als nützlich erwiesen.
Um im Fall eines an Herzstörung leidenden Patienten eine genaue Durchführung des Herzschnitts zu gewährleisten, werden Lage und Form eines Schadens, die Beziehung des Schadens zu normalen, ihn umgebenden Teilen usw. bevorzugt vor der Operation im einzelnen diagnostiziert bzw. untersucht. Insbesondere iin Fall eines an einer schweren Herzstörung leidenden Neugeborenen ist diese detaillierte Diagnose von höchster Wichtigkeit, weil sie für Erfolg oder Nichterfolg des Ergebnisses der chirurgischen Operation entscheidend ist. In den letzten Jahren hat die genaue präoperative Diagnose mittels des Ultraschalluntersuchungsgeräts entscheidend zur Verbesserung der Ergebnisse derartiger chirurgischer Operationen beigetragen. Mit der präoperativen Schalluntersuchung mittels einer Sonde, die an den das Herz einschließenden Brustwänden, jedoch unter Vermeidung der Lungen und des Knochengewebes, angesetzt wird, kann keine ausreichende Information über Herzerkrankungen und -schäden gewonnen werden. Als eine Möglichkeit zur Durchführung einer detaillierten bzw. genauen Ultraschalldiagnose über die Grenzen der Schalluntersuchung hinaus kann die im Laufe eines Herzschnitts durchgeführte Ultraschalluntersuchung ins Auge gefaßt werden. Wenn die Ultraschalluntersuchung nach einem Mittellinienschnitt im Brustbein durch unmittelbares externes Ansetzen einer Sonde am Herzbeutel, am Herzen oder am Blutgefäß vor einem Einschnitt daran durchgeführt wird, ermöglicht diese dem Chirurgen eine detaillierte, chirurgisch nützliche oder brauchbare Diagnose bezüglich des betreffenden internen Hohlraums. Ferner ermöglicht es die Diagnose dem Chirurgen, im Laufe der Operation zu bestimmen, ob die als Konsequenz der Ultraschalluntersuchung eingeleitete chirurgische Behandlung angemessen ist oder nicht. Dieser Umstand ist zur Vermeidung einer Wiederholung chirurgischer Operationen und für die Durchführung postoperativer Behandlung (management) des operierten Organs wichtig.
Bei der Ultraschalluntersuchung bzw. -diagnose wird ein Querschnittsbild eines lebenden Körpers nach einem Verfahren gewonnen, bei dem ein Ultraschallimpuls von der Körperoberfläche oder der Oberfläche eines relevanten Organs her zum Inneren des Körpers projiziert (ausgesandt) und eine reflektierte Welle empfangen wird, die durch die Differenz zwischen akustischen Impedanzen, welche verschiedenen Geweben innerhalb des lebenden Körpers eigen sind, erzeugt wird (werden soll). Für die Gewinnung eines genauen Querschnittsbilds ist es daher nötig, daß die Ultraschallsonde an der Oberfläche eines Körpers oder der Oberfläche eines relevanten Organs fest genug angesetzt wird, um das Eindringen einer Luftschicht dazwischen auszuschließen, die ein hohes Reflexionsvermögen für die Ultraschallwelle besitzt.
Wenn jedoch die Sonde, wie beschrieben, unmittelbar an der Körperoberfläche angesetzt wird, werden die Blutgefäße und andere Gewebe nahe der Körperoberfläche im Bild in einer durch Druck deformierten Form reproduziert. Wenn die Ultraschalluntersuchung durch unmittelbares Ansetzen der Sonde am Herzen oder der Wand eines Blutgefäßes durchgeführt wird, kann das Bild möglicherweise Zeichen von Arrhytmie und verringertem Blutdruck registrieren, weil das Herz und das Blutgefäß, bedingt durch Herzschläge, ungleichförmige Bewegungen ausführen und weiterhin die Sonde einen Druck auf die Berührungsoder Kontaktoberfläche ausübt. Es ist daher schwierig, eine sichere Anwendung der Sonde des herkömmlichen Typs mit einer Berührungsoberfläche, die keine Deformation herbeizuführen vermag, sicherzustellen, indem diese Sonde ununterbrochen in fester Berührung mit der Oberfläche des Herzens oder eines sonstigen, ähnlichen, pulsierenden Organs gehalten wird. Unter den gegebenen Umständen kann die Nützlichkeit der Echtzeit-Ultraschallquerschnittsuntersuchungsmethode, die im Laufe oder Zuge einer chirurgischen Operation durchgeführt werden soll, nicht vollständig zufriedenstellend realisiert werden.
Unter diesen Gegebenheiten besteht ein Bedarf nach einem geeigneten Kontaktmedium zur Verwendung zwischen der Sonde und der Oberfläche des Körpers oder eines relevanten Organs, nämlich einem Ultraschallkoppler mit ausreichender Flexibilität (suppleness), um z.B. der Bewegung der Herzoberfläche folgen zu können, während er in inniger Berührung oder Anlage damit bleibt, und mit hervorragenden Ultraschalleigenschaften.
Beim herkömmlichen Ultraschallkoppler dieser Art steht ein vorstehendes Teil 1a des für Kontaktierung eines Untersuchungsobjekts 2 vorgesehenen Abschnitts eines elastischen akustischen Mediums 1 von einer Öffnung 4 an der Objektseite (subject side) eines Fixierelements 3 mit der gleichen Breite wie die Breite W der Öffnung ab, nämlich mit einer zur Öffnungsfläche identischen Fläche, wie dies in den Fig. 1A und 1B (JP-A-61-288 840(1986)) dargestellt ist. Die eine Ultraschallwellenempfangsfläche 5a einer Ultraschallsonde 5 kontaktierende Oberfläche des elastischen akustischen Mediums 1 besitzt eine flache Form. Ferner ist noch keine einheitliche Methode bezüglich Anbringungs- und Positioniermitteln für die Anbringung eines Ultraschallkopplers an der Ultraschallsonde 5 entwickelt worden. Ebenso ist noch keine einheitliche Methode bezüglich Mitteln zum Verstauen des elastischen Mediums 1 im Fixierelement 3 bereitgestellt worden.
Bezüglich der Form des Ultraschallkopplers besitzen ein Ultraschallkoppler eine solche Gestalt, daß der Querschnitt des elastischen akustischen Mediums 1 senkrecht zur Richtung der Ultraschallabtastung sich in der Übertragungsrichtung einer Ultraschallwelle in der Breite verringert, wie in den Fig. 2A bis 2C gezeigt (JP-A-63-36 173(1988)), und ein Ultraschallkoppler eine solche Gestalt, daß der Querschnitt des elastischen akustischen Mediums 1 parallel zur Richtung der Ultraschallabtastung und auch zur Richtung der Ultraschallwellenübertragung eine Rechteckform oder eine sich in der Richtung der Ultraschallwellenübertragung vergrößernde Breite aufweist (JP-A-63-117 734845(1988)).
Die herkömmlichen Ultraschallkoppler dieser Art weisen in jedein Fall ein elastisches akustisches Medium 1 auf, das vom Fixierelement in Richtung auf das Untersuchungsobjekt vorsteht (projected).
Wenn, wie im Fall der herkömmlichen Ultraschallkoppler, das elastische akustische Medium von der objektseitigen Öffnung des Fixierelements mit einer der Breite (Weite) der Öffnung entsprechenden Breite absteht oder vorsteht, hat jedoch eine Bewegung des Ultraschallkopplers auf dem Untersuchungsobjekt 2 eine Verschlechterung eines erzeugten Bilds zur Folge, weil das elastische akustische Medium 1 unvermeidlich durchgebogen (flexed) und die (der) gewünschte Übertragung und Empfang der Ultraschallwelle demzufolge, wie in Fig. 1B gezeigt, gehemmt wird. Ferner wirft die Durchbiegung des elastischen akustischen Mediums 1 ein Problem dahingehend auf, daß es schließlich brechen kann. Da weiterhin die mit der Oberfläche der Ultraschallsonde 5 für Übertragung und Empfang der Ultraschallwelle in Berührung stehende (Ober-)Fläche des elastischen akustischen Mediums 1 flach ist, können (Luft-)Blasen zu der Berührungsfläche eindringen, die zwischen dem genannten Medium 1 und der obengenannten Fläche der Ultraschallsonde gebildet ist, wenn der Ultraschallkoppler an der Ultraschallsonde angebracht wird. Die eingeschlossenen Blasen bedingen das Problem, daß die Übertragung einer Ultraschallwelle zum (Untersuchungs-)Objekt nicht zufriedenstellend stattfindet.
Bezüglich der Form des Ultraschallkopplers läßt sich auch folgendes sagen: Da der Querschnitt parallel zur Richtung der Ultraschallabtastung und auch zur Richtung der Übertragung einer Ultraschallwelle eine feste Rechteckform besitzt oder sich in der Richtung der Übertragung einer Ultraschallwelle in der Breite vergrößert, ist die Größe des Ultraschallkopplers auf die sichtbaren Dimensionen der Ultraschallsonde begrenzt; die Form (shape) des Ultraschallkopplers ist daher größer als die Fläche, in (auf) welcher der Ultraschallstrahl übertragen und empfangen wird. Dieser Umstand selbst stellt eine Ursache für eine Beeinträchtigung der Kontaktiereigenschaft des Ultraschallkopplers mit dem Objekt oder seiner Abtasteigenschaft am Objekt dar.
Die DE-A-3 429 939 bezieht sich auf ein Ultraschallkopplermedium zum Detektieren (Antasten) eines Objekts, wobei die Ultraschallgeschwindigkeit auf diejenige des Objekts eingestellt wird; dieses Medium ist dadurch gekennzeichnet, daß es speziell ein Hydrogel oder ein Polyacrylamidgel ist.
Eine Aufgabe dieser Erfindung ist damit die Schaffung eines neuartigen Ultraschallkopplers.
Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist die Schaffung eines Ultraschallkopplers, der eine Beeinträchtigung eines erzeugten Bilds infolge der Halteeigenschaft (retaining property) und der Durchbiegung des elastischen akustischen Mediums sowie infolge des Einschlusses von Blasen bei der Anbringung des Ultraschallkopplers an der Ultraschallsonde vermeidet und bei dem insbesondere die Kontaktiereigenschaft mit dem (Untersuchungs-)Objekt und die Bedienbarkeit oder Betriebs fähigkeit (operability) verbessert sind.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist die Schaffung eines Ultraschallkopplers, der einfach herzustellen und leicht zu handhaben ist und (dabei) sterilisiert worden ist, sowie eines Verfahrens zu seiner Herstellung.

ABRISS DER ERFINDUNG

Die Lösung obiger Aufgaben gelingt mit einem Ultraschallkoppler mit einem Ultraschallwellen-Übertragungsglied aus einem wasserhaltigen polymeren Gel und einem Halter zum Aufnehmen des Übertragungsglieds und zu seiner Anbringung an einer Ultraschallsonde, welcher Ultraschallkoppler vorgesehen ist für Einfügung zwischen ein Untersuchungsobjekt und die Ultraschallsonde zwecks Aussendens und Empfangens einer Ultraschallwelle zum bzw. vom Untersuchungsobjekt, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Ultraschallwellen-Übertragungsglied ein wasserhaltiges polymeres Gel ist, das durch integrales oder einstückiges Vernetzen einer wäßrigen Lösung einer wasserlöslichen polymeren Verbindung mit dem Halter innerhalb des Halters hergestellt wurde.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren-zur Herstellung eines Ultraschallkopplers für Einfügung zwischen ein Untersuchungsobjekt und eine Ultraschallsonde zum senden und Empfangen einer Ultraschallwelle zum bzw. vom Untersuchungsobjekt, umfassend die Schritte des Einfüllens einer wäßrigen Lösung einer wasserlöslichen polymeren Verbindung in einen Halter des Ultraschallkopplers mit einem aus einem wasserhaltigen polymeren Gel und dem Halter zum Aufnehmen des Übertragungsglieds geformten Ultraschallwellen-Übertragungsglied und Befestigen desselben an einer Ultraschallsonde, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die polymere Verbindung anschließend vernetzt wird, um damit als Folge der integralen oder einstückigen Vernetzung der wasserlöslichen polymeren Verbindung mit dem Halter im Inneren des Halters ein wasserhaltiges polymeres Gel zu bilden.
Diese Erfindung offenbart ferner einen Ultraschallkoppler und ein Verfahren zu seiner Herstellung, wobei die Vernetzung der wasserlöslichen polymeren Verbindung durch Bestrahlen derselben mit einer Strahlung, vorzugsweise Gammastrahlung, erfolgt. Darüber hinaus betrifft diese Erfindung einen Ultraschallkoppler und ein Verfahren zu seiner Herstellung, wobei die wasserlösliche polymere Verbindung mindestens eine solche aus der Gruppe Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenoxid, Polyacrylamid, Polyacrylsäure, Alkalimetallsalze von Polyacrylsäure und Produkte einer teilweisen Neutralisation (oder Teilneutralisation) von Polyacrylsäure mit Alkalimetallen ist.
Die Lösung obiger Aufgaben gelingt weiterhin mit einem Ultraschallkoppler, bei welchem das UltraschallwellenÜbertragungsglied mit einem zwischen eine Ultraschallsonde und ein Untersuchungsobjekt einzufügenden elastischen akustischen Medium, das Flächen für Kontakt(ierung) mit sowohl einer Ultraschallwellen-sende- und -Empfangsfläche der Ultraschallsonde als auch dem Untersuchungsobjekt aufweist, und einem zum Aufnehmen des elastischen akustischen Mediums geeigneten Immobilisierungs- bzw. Fixierglied, das Öffnungen jeweils an der Seite der Ultraschallsonde und der (Untersuchungs-)Objektseite aufweist und an der Ultraschallsonde anbringbar oder von ihr abnehmbar ist, versehen ist, wobei der Querschnitt des elastischen akustischen Mediums senkrecht zur Übertragungs- oder Senderichtung einer Ultraschallwelle die Oberfläche der objektseitigen Öffnung des Fixierglieds übersteigt und (das Medium) gleichzeitig über das Vorderende des Fixierglieds hinausragt oder vorsteht.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Ultraschallkoppler, wobei die für Kontakt mit der Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche der Ultraschallsonde vorgesehenen Flächen des elastischen akustischen Mediums teilweise oder vollständig eine konvex gekrümmte Kontur aufweisen. Zudem betrifft diese Erfindung einen Ultraschallkoppler, wobei Anbringteile über den Öffnungsteilen des Fixierglieds an der Seite der Ultraschallsonde derart angeordnet sind, daß sie mindestens zwei gegenüberliegende Quer- oder -Seitenflächen der Ultraschallsonde kontaktieren, und der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Anbringteilen kleiner ist als die Breite der betreffenden Ultraschallsonde. Ferner bezieht sich diese Erfindung auf einen Ultraschallkoppler, wobei die Seitenflächen des elastischen akustischen Mediums teilweise oder vollständig mit einer konvexen oder konkaven Kontur geformt sind und gleichzeitig die entsprechenden Innenwände des Fixierglieds mit einer konkaven oder konvexen Kontur geformt sind. Bei diesem Ultraschallkoppler ist ferner der Ultraschallkoppler so geformt, daß der Querschnitt des Ultraschallkopplers parallel zur Ultraschallabtastrichtung und auch zur Richtung der Ultraschallwellenübertragung sich in der Richtung der Übertragung oder Aussendung einer Ultraschallwelle in der Breite verkleinert.
Die Lösung obiger Aufgaben gelingt darüber hinaus mit einem Ultraschallkoppler, bei dem das Ultraschallwellen-Übertragungsglied mit einem zwischen eine Ultraschallsonde und ein Untersuchungsobjekt einzufügenden elastischen akustischen Medium, das Flächen für Kontakt(ierung) mit sowohl einer Ultraschallwellen- Sende- und -Empfangsfläche der Ultraschallsonde als auch dem Untersuchungsobjekt aufweist, und einem zum Aufnehmen des elastischen akustischen Mediums geeigneten Immobilisierungs- bzw. Fixierglied, das Öffnungen jeweils an der Seite der Ultraschallsonde und der (Untersuchungs-)Objektseite aufweist und an der Ultraschallsonde anbringbar oder von ihr abnehmbar ist, versehen ist, wobei die für Kontakt(ierung) mit der Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche der Ultraschallsonde vorgesehenen Flächen des elastischen akustischen Mediums teilweise oder vollständig eine konvex gekrümmte Kontur aufweisen, das elastische akustische Medium so geformt ist, daß es praktisch bündig mit der Vorderendfläche des objektseitigen Öffnungsteils des Fixierglieds abschließt und das elastische akustische Medium über die Vorderendfläche des Öffnungsteils hinausragt oder vorsteht, wenn das Fixierglied an der Ultraschallsonde angebracht ist.
Gegenstand dieser Erfindung ist außerdem ein Ultraschallkoppler, bei dem die Anbringteile oberhalb des Ultraschallsondenseitenöffnungsteils des Fixierglieds so angeordnet sind, daß sie mindestens zwei gegenüberstehende seitenflächen der Ultraschallsonde kontaktieren und der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Anbringteilen kleiner ist als die Breite der betreffenden Ultraschallsonde. Wie oben beschrieben, betrifft diese Erfindung einen Ultraschallkoppler mit einem Ultraschallwellen-Übertragungsglied aus einem wasserhaltigen polymeren Gel und einem Halter zum Aufnehmen des Übertragungsglieds und zu seiner Anbringung an einer Ultraschallsonde, welcher Ultraschallkoppler vorgesehen ist für Einfügung zwischen ein Untersuchungsobjekt und die Ultraschallsonde zwecks Aussendens und Empfangens einer Ultraschallwelle zum bzw. vom Untersuchungsobjekt, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Ultraschallwellen-Übertragungsglied ein wasserhaltiges polymeres Gel ist, das durch integrales oder einstückiges Vernetzen einer wäßrigen Lösung einer wasserlöslichen polymeren Verbindung mit dem Halter innerhalb des Halters hergestellt wurde. Die Herstellung dieses Ultraschallkopplers erfolgt durch Einführen (supplying) einer wasserlöslichen polymeren Verbindung in das Innere des Halters und anschließende Vernetzungsreaktion der polymeren Verbindung, um damit ein integral oder einstückig mit dem Halter im Inneren desselben vernetztes, wasserhaltiges polymeres Gel zu bilden. Dieser Ultraschallkoppler ist daher einfach zu handhaben, weil er die Notwendigkeit der festen Anbringung des Ultraschallwellen-Übertragungselements am Halter bei jedesmaliger Benutzung des Kopplers an der Sonde vermeidet. Auch wenn das wasserhaltige polymere Gel eine niedrige mechanische Festigkeit besitzt, zeigt es verbesserte Adhäsions- oder Haftfestigkeit am Objekt, und es verleiht der Sonde eine deutlich verbesserte Bedienbarkeit und zeigt einen verbesserten Wirkungsgrad bei der Übertragung einer Ultraschallwelle, weil dieses Gel am Halter fixiert (immobilized) sein kann. Wenn das UltraschallwellenÜbertragungselement durch Bestrahlung mit Strahlung, z.B. der (vermutlich: Gamma-)Strahlung, vernetzt wird oder ist, kann dieser Ultraschallkoppler, weil durch diese Bestrahlung der Ultraschallkoppler gleichzeitig sterilisiert wird, unmittelbar für eine chirurgische Operation oder bei einer Punktion, die eine Sterilisierung erfordert, eingesetzt werden.
Diese Erfindung richtet sich weiterhin auf einen Ultraschallkoppler, bei welchem das Ultraschallwellen-Übertragungsglied mit einem zwischen eine Ultraschallsonde und ein Untersuchungsobjekt einzufügenden elastischen akustischen Medium, das Flächen für Kontakt(ierung) mit sowohl einer Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche der Ultraschallsonde als auch dem Untersuchungsobjekt aufweist, und einem zum Aufnehmen des elastischen akustischen Mediums geeigneten Immobilisierungs- bzw. Fixierglied, das Öffnungen jeweils an der Seite der Ultraschallsonde und der (Untersuchungs-)Objektseite aufweist und an der Ultraschallsonde anbringbar oder von ihr abnehmbar ist, versehen ist, wobei der Querschnitt des elastischen akustischen Mediums senkrecht zur Übertragungs- oder Senderichtung einer Ultraschallwelle die Oberfläche der objektseitigen Öffnung des Fixierglieds übersteigt und (das Medium) gleichzeitig über das Vorderende des Fixierglieds hinausragt oder vorsteht. Der erfindungsgemäß bereitgestellte Ultraschallkoppler kann daher einen zufriedenstellenden Kontakt mit dem Untersuchungsobjekt herstellen, das elastische akustische Medium darin mit verbesserter Sicherheit (fastness) zurückhalten, Aussenden und Empfangen einer Ultraschallwelle in höchst zufriedenstellender Weise durchführen und die Verhinderung eines Einschlusses von Blasen bei der Anbringung des Ultraschallkopplers an der Ultraschallsonde und (an) der Stelle des Ultraschallkopplers relativ zur Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche der Ultraschallsonde begünstigen.
Ferner richtet sich diese Erfindung auf einen Ultraschallkoppler, bei dem das Ultraschallwellen-Übertragungsglied mit einem zwischen eine Ultraschallsonde und ein Untersuchungsobjekt einzufügenden elastischen akustischen Medium, das Flächen für Kontakt(ierung) mit sowohl einer Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche der Ultraschallsonde als auch deiu Untersuchungsobjekt aufweist, und einem zum Aufnehmen des elastischen akustischen Mediums geeigneten Immobilisierungs- bzw. Fixierglied, das Öffnungen jeweils an der Seite der Ultraschallsonde und der (Untersuchungs-)Objektseite aufweist und an der Ultraschallsonde anbringbar oder von ihr abnehmbar ist, versehen ist, wobei die für Kontakt(ierung) mit der Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche der Ultraschallsonde vorgesehenen Flächen des elastischen akustischen Mediums teilweise oder vollständig eine konvex gekrümmte Kontur aufweisen, das elastische akustische Medium so geformt ist, daß es praktisch bündig mit der Vorderendfläche des objektseitigen Öffnungsteils des Fixierglieds abschließt und das elastische akustische Medium über die Vorderendfläche des Öffnungsteils hinausragt oder-vorsteht, wenn das Fixierglied an der Ultraschallsonde angebracht ist. Der Ultraschallkoppler bietet daher den Vorteil, daß dann, wenn sich der Ultraschallkoppler nicht im Gebrauch befindet, das elastische akustische Medium nur eine sehr geringe Möglichkeit für eine Kontaktierung anderer Objekte oder Gegenstände besitzt und daher die vordere Stirnfläche desselben vor Verschmutzung geschützt ist; nach dem Anbringen des Ultraschallkopplers an der Ultraschallsonde führt das unter Druck erfolgende Einsetzen der Ultraschallsonde dazu, daß das elastische akustische Medium über die vordere Stirnfläche der Objektseitenöffnung des Fixierglieds hinaus vorsteht, wodurch folglich ein gewünschter Vorstandsteil (projected part) gebildet und das elastische akustische Medium in die Lage versetzt wird, das Untersuchungsobjekt in sehr zufriedenstellender Weise zu kontaktieren.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1A eine Schnittansicht eines herkömmlichen Ultraschallkopplers,
Fig. 1B eine Seitenansicht des Ultraschallkopplers nach Fig. 1A,
Fig. 2A bis 2C Schnittansichten eines anderen (varying) herkömmlichen Ultraschallkopplers,
Fig. 3 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Ultraschallkopplers im Laufe des Herstellungsverfahrens,
Fig. 4A eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Ultraschallkopplers,
Fig. 4B eine Seitenansicht des Ultraschallkopplers nach Fig. 4A,
Fig. 5 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Ultraschallkopplers im Gebrauch desselben,
Fig. 6A bis 6C jeweils Schnittansichten eines anderen (varying) Ultraschallkopplers als andere Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 7 eine Schnittansicht des Ultraschallkopplers nach Fig. 6B im Gebrauch desselben,
Fig. 8A eine Schnittansicht eines Ultraschallkopplers gemäß noch einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 8B eine Schnittansicht des Ultraschallkopplers nach Fig. 8A im Gebrauch desselben,
Fig. 9 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Ultraschallkopplers gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 10A einen Schnitt durch den Ultraschallkoppler nach Fig. 9, welcher den Ultraschallkoppler in einem Zustand zeigt, in welchem ein elastisches akustisches Medium an einem Fixierelement bzw. -glied angebracht ist,
Fig. 10B einen Schnitt längs der Linie Xb-Xb in Fig. 10A,
Fig. 11A und 11B Schnittansichten einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 12A eine Schnittansicht eines Ultraschallkopplers gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 12B eine Schnittansicht, welche den Ultraschallkoppler in einem an einer Ultraschallsonde angebrachten Zustand zeigt.

ERLÄUTERUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)

Diese Erfindung betrifft einen Ultraschallkoppler mit einem Ultraschallwellen-Übertragungsglied aus einem wasserhaltigen polymeren Gel und einem Halter zum Aufnehmen des Übertragungsglieds und zu seiner Anbringung an einer Ultraschallsonde, welcher Ultraschallkoppler vorgesehen ist für Einfügung zwischen ein Untersuchungsobjekt und die Ultraschallsonde zwecks Aussendens und Empfangens einer Ultraschallwelle zum bzw. vom Untersuchungsobjekt, welcher Ultraschallkoppler dadurch gekennzeichnet ist, daß das Ultraschallwellen-Übertragungsglied ein wasserhaltiges polymeres Gel ist, das durch integrales oder einstückiges Vernetzen einer wäßrigen Lösung einer wasserlöslichen polymeren Verbindung mit dem Halter innerhalb des Halters hergestellt wurde. Die Herstellung dieses Ultraschallkopplers erfolgt durch Einführen einer wäßrigen Lösung aus einer wasserlöslichen polymeren Verbindung in das Innere des Halters und anschließendes Unterwerfen der polymeren Verbindung einer Vernetzungsreaktion, um damit ein wasserhaltiges polymeres Gel zu bilden, das innerhalb des Halters mit diesem einheitlich oder integral vernetzt ist.
Die bei dieser Erfindung effektiv verwendbaren wasserlöslichen polymeren Verbindungen umfassen Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenoxid, Polyacrylamid, Polyacrylsäure, Alkalimetallsalze von Polyacrylsäure und Produkte einer teilweisen Neutralisation (oder Teilneutralisation) von Polyacrylsäure mit Alkalimetallen. Von allen angegebenen wasserlöslichen polymeren Verbindungen erweist sich Polyethylenoxid als am vorteilhaftesten. Das Molekulargewicht dieses Polyethylenoxids muß 100 000 übersteigen und zweckmäßig im Bereich von 200 000 - 8 000 000 liegen.
Das Vernetzen der wasserlöslichen polymeren Verbindung kann nach verschiedenen Verfahren erfolgen, beispielsweise nach einem Verfahren zur Herbeiführung dieser Reaktion mit mit einer polyfunktionellen Isocyanat- Verbindung oder einer polyfunktionellen Epoxyverbindung, einem Verfahren zur Herbeiführung dieser Reaktion durch Bestrahlen mit einer Strahlung und einem Verfahren zur Herbeiführung dieser Reaktion durch Einfrieren und Auftauen (defrosting) der Verbindung. Von den oben angegebenen Verfahren erweist sich das Verfahren des Bestrahlens mit Strahlung als besonders vorteilhaft, weil dabei gleichzeitig mit der Vernetzung eine Sterilisierung stattfindet.
Das Vernetzen durch Bestrahlen (mit einer Strahlung) erfolgt durch Einbringen einer wäßrigen Lösung der wasserlöslichen polymeren Verbindung in den erwähnten Halter und Bestrahlen dieser wäßrigen Lösung, um damit das Polymer dreidimensional zu vernetzen und dabei dem netzartigen (reticular) Gefüge des erhaltenen vernetzten Polymeren einen Wassergehalt von 80 - 99 Gew.-% und vorzugsweise 90 - 98 Gew.-% zu verleihen. Der Grund für diesen Bereich des Wassergehalts liegt darin, daß bei einem solchen von unter 80 Gew.-% die Ultraschallwelle unzulässig stark gedämpft wird, während bei einem Wassergehalt von über 99 Gew.-% die mechanische Festigkeit des Ultraschallwellen-Übertragungsmediums (propagating medium) verschlechtert ist. Die Konzentration der wasserlöslichen polymeren Verbindung in der genannten wäßrigen Lösung liegt im Bereich von 1 - 20, vorzugsweise 2 - 10 Gew.-%. Ggf. kann die wäßrige Lösung ein Antiseptikum und einen Stabilisator eingearbeitet enthalten.
Die vorliegend effektiv für das Vernetzen einsetzbaren Strahlungen umfassen z.B. Gammastrahlung (γ-Strahlung) und einen Elektronenstrahl. Die Gammastrahlung wird gegenüber dem Elektronenstrahl bevorzugt. Die Dosierung der Strahlung liegt im Bereich von 0,25 - 2,5, vorzugsweise 0,5 - 1,5 Mrad. Der Grund für diesen Dosisbereich liegt darin, daß bei einer Dosis von weniger als 0,25 Mrad die Vernetzung nicht in zufriedenstellendem Maße abläuft und das Produkt dieser Vernetzungsreaktiön seine Eigenform nur schwierig beizubehalten vermag; ferner erhält das Produkt dieser Vernetzungsreaktion übermäßige Steifheit, und es zeigt ungenügende Flexibilität und unzulässig geringe Adhäsions- oder Haftfestigkeit (fastness of adhesion) an der Kontur einer gegebenen Kontakt(ierungs)stelle.
Die in der vorliegenden Beschreibung angegebenen Wassergehalte wurden nach folgender Formel bestimmt:
Wassergehalt (%) = Gewicht des wasserhaltigen Gels - Gewicht des trockenen Gels / Gewicht des wasserhaltigen Gels x 100
Der Halter besteht im allgemeinen aus einem thermoplastischen Harz, z.B. Polycarbonat, Polystyrol oder Polypropylen.
Im folgenden sind Ausführungsformen dieser Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die Fig. 3 bis 5 veranschaulichen eine Ausführungsform dieser Erfindung. Zunächst wird gemäß Fig. 3 ein unteres Öffnungsteil 11 eines Halters 12, der in seinem Bodenteil das Öffnungsteil 11 aufweist, mittels eines unteren Deckels 13 verschlossen, welcher ggf. mit Hilfe eines Klebmittels oder durch Verschraubung daran angebracht wird. Sodann wird über ein oberes Öffnungsteil 15 eine wäßrige Lösung einer wasserlöslichen polymeren Verbindung 14 in den Halter eingegossen. Sodann wird gemäß den Fig. 4A und 4B ein oberer Deckel 16 über das obere Öffnungsteil 15 eingesetzt und so fixiert oder festgelegt, daß über die Gesamtoberfläche der wäßrigen Lösung 14 hinweg ein fester Kontakt hergestellt wird. Die im Halter 12 enthaltene wäßrige Lösung 14 wird entweder (mit einer Strahlung) bestrahlt oder eingefroren und aufgetaut, um die wasserlösliche polymere Verbindung zu vernetzen und zu verfestigen und ein Ultraschallwellen-Übertragungsglied 17 aus einem wasserhaltigen polymeren Gel zu bilden. Als Ergebnis wird ein Ultraschallkoppler erhalten, bei dem die wasserhaltige polymere Verbindung 17 einheitlich oder integral mit dem Halter 12 vernetzt ist.
Gemäß Fig. 5 erfolgt die Anwendung des auf oben beschriebene Weise hergestellten Ultraschallkopplers durch Entfernen der oberen und unteren Deckel 13 bzw. 16, Einführen einer Ultraschallsonde 18 über das obere Öffnungsteil 15, festes Anbringen einer akustischen Abstrahlfläche 19 der Sonde 18 im UltraschallwellenÜbertragungsglied 17 und anschließendes Manipulieren der Sonde 18, wobei eine Berührungs- bzw. Kontaktfläche 21 zwischen dem Ultraschallwellen-Übertragungsglied 17 und einem Untersuchungsobjekt 20 mit letzterem in inniger Haftung oder Berührung (tight adhesion) gehalten wird. Der Ultraschallkoppler mit oben beschriebener Ausgestaltung kann ohne weiteres benutzt oder eingesetzt werden, indem einfach der Halter 12 an der Ultraschallsonde 18 befestigt wird, weil der Halter 12 und das genannte Übertragungsglied 17 integral, d.h. einheitlich oder einstückig (integrally) miteinander verbunden sind.
Die Fig. 6A bis 6C zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung. Ein in Fig. 6A dargestellter Ultraschallkoppler ist dem Ultraschallkoppler gemäß Fig. 4A ähnlich, nur mit dem Unterschied, daß in einem Ultraschallwellen-Übertragungsglied 37 ein Stopfenbzw. Stopperteil 43 geformt ist, indem mindestens ein vertieftes Teil bzw. eine Nut 42 vollständig oder teilweise im Umfang der Innenwand eines Halters 32 eingestochen ist. Ein Ultraschallwandler gemäß Fig. 6B ist demjenigen nach Fig. 6B (vermutlich: 6A) ähnlich, nur mit dem Unterschied, daß ein Vorderendteil (ein unteres Öffnungsteil 31) des Ultraschallwellen-Übertragungsglieds 37 mit einer größeren Oberfläche als diejenige des eben genannten Öffnungsteils geformt ist. Dabei ist die Haftfestigkeit weiter verbessert, weil das Vorderendteil des Halters 32 nicht mit einem Untersuchungsobjekt 40 in Kontakt gelangt (vgl. Fig. 7). Weiterhin ist ein in Fig. 6C gezeigter Ultraschallkoppler demjenigen nach Fig. 6A ähnlich, nur mit dem Unterschied, daß die Wirksamkeit des Kontakts der (Ober-) Fläche des Ultraschallwellen-Übertragungsglieds 37 mit dem Vorderendteil einer Sonde 38 durch Verwendung eines aufwärts gekrümmten oberen Deckels 36 verbessert ist, so daß das letztlich erhaltene Ultra-schallwellen-Übertragungsglied 37 eine aufwärts gekrümmte Oberfläche erhält. Die Fig. 8A und 8B zeigen noch andere Ausführungsformen dieser Erfindung. Da dabei das Unterteil eines Halters 52 einen sich in Abwärtsrichtung vergrößernden Durchmesser aufweist, ist zur Verhinderung eines Herab- oder Herausfallens eines Ultraschallwellen-Übertragungsglieds 57 in letzterem ein Stopperteil 63 geformt, indem mindestens eine Nut 62 vollständig oder teilweise in den Umfang der Innenwand des Halters 52 eingestochen ist. Da außerdem die Breite oder Weite einer Fläche 61 des genannten Übertragungsglieds 57 für Kontaktierung mit einem Untersuchungsobjekt 60 größer ist als ein unteres Öffnungsteil 51 des Halters 52, wird letzterer an einer Kontaktierung des Untersuchungsobjekts 60 gehindert, so daß die Kontaktierungssicherheit (fastness of contact) mit dem Untersuchungsobjekt 60 weiter verbessert ist. Da in diesem Fall das objektseitige Öffnungsteil (unteres Öffnungsteil) 51 größer ist als das sondenseitige Öffnungsteil (oberes Öffnungsteil) 55, ist die Mehrfachreflexion einer Ultraschallwelle an der Innenwand des Halters 52 vernachlässigbar.
In den Fig. 6A bis 7 sowie 8A und 8B bezeichnen die um 20 bzw. 40 erhöhten Bezugsziffern nach den Fig. 3 bis 5 identische Bauteile wie in den letzteren Figuren.
Ein in den Fig. 9, 10A und 10B dargestellter Ultraschallkoppler gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein in Form eines Gels erstarrtes oder verfestigtes, elastisches akustisches Medium 71 und ein Immobilisierungs- bzw. Fixierglied 73, welches die Anbringung und das Abnehmen dieses elastischen akustischen Mediums 71 an bzw. von einer Ultraschallwellen- Sende- und -Empfangsfläche 72a einer Ultraschallsonde 72 ermöglicht. Beim elastischen akustischen Element bzw. Medium 71 sind die Breiten Wa und Wb einer für Kontakt mit einem Untersuchungsobjekt vorgesehenen Fläche 71b desselben über die Breiten Wa' und Wo' des objektseitigen Öffnungsteils des Fixierglieds 73 vergrößert. Das Fixierglied 73 nimmt das elastische akustische Medium 71 auf, wobei letzteres über das Vorderende des Fixierglieds 73 hinausragt. Genauer gesagt der Querschnitt des elastischen akustischen Mediums 71 längs einer Richtung senkrecht zur Übertragungs- bzw. Senderichtung einer Ultraschallwelle von diesem Medium 71 übersteigt die Oberfläche der objektseitigen Öffnung des Fixierglieds 73, und (das Medium 71) steht über das Vorderende des Fixierglieds 73 hinaus vor.
Als Ergebnis der Ausbildung des elastischen akustischen Mediums 71 auf oben beschriebene Weise ist die objektseitige Fläche 73a des Fixierglieds 73 vorgesehen, einen Umfangsteil 71c des elastischen akustischen Mediums 71 herabzudrücken, wenn der Ultraschallkoppler auf dem (Untersuchungs-)Objekt bewegt wird. Infolgedessen ist die Durchbiegung (Deformation) dieses Mediums 71 verringert, und die ansonsten mögliche Beeinträchtigung der Ausbreitung einer Ultraschallwelle kann durch die Halteeigenschaft und Durchbiegung dieses Mediums 71 verhindert sein. Außerdem ist das für Kontaktierung mit der Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche 72a der Ultraschallsonde 72 vorgesehene Teil 71a des elastischen akustischen Mediums 71 konvex gekrümmt. An den Seitenflächen des elastischen akustischen Mediums 71 sind dabei konvexe Teile 71d oder (nicht dargestellte) konkave Teile entsprechend den konkaven Teilen 73b bzw. konvexen Teilen (nicht dargestellt) des Fixierglieds 73 jeweils einzeln geformt.
Das Fixierglied 73 besteht aus einem harten Kunststoff, z.B. Polycarbonat, Polystyrol oder Polypropylen. Im Teil 73b für Aufnahme der Ultraschallsonde 72 besitzt die Öffnung des Fixierglieds 73 parallel zu den sichtbaren Abmessungen der Ultraschallsonde 73 die Breiten Da und Db. Ein Anbringteil 73b für die Ultraschallsonde 72 ist an mindestens zwei gegenüberstehenden Quer- oder Seitenflächen in den Seitenflächen der Öffnung geformt. Dieses Anbringteil 73b ist so ausgebildet, daß der Abstand L zwischen den gegenüberstehenden Seitenflächen kleiner ist als die Breite L' der betreffenden Ultraschallsonde 72. Das Fixierglied 73 verklemmt aufgrund seiner Elastizität die Ultraschallsonde 72. Weiterhin sind gemäß den Fig. 10A und 10B den konvexen Teilen 71d der Quer- oder Seitenflächen des elastischen akustischen Mediums 71 angepaßte konkave Teile 73d an den Innenwänden angeformt. Das elastische akustische Medium 71 wird durch Einsetzen oder Einrasten der konkaven Teile 73d in die an den Seitenflächen dieses Mediums 71 angeformten konvexen Teilen 71d fixiert. Wahlweise kann die Fixierung des elastischen akustischen Mediums 71 dadurch erfolgen, daß die oben erwähnte wäßrige Lösung zugeführt bzw. eingefüllt und die polymere Verbindung in der wäßrigen Lösung einstückig mit dem elastischen akustischen Medium 71 vernetzt wird. Der Querschnitt des Fixierglieds 73 in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Ultraschallabtastung und auch zur Richtung der Übertragung bzw. des Aussendens einer Ultraschallwelle ist gemäß Fig. 10A in der Ultraschallwellen-Senderichtung in der Breite verkleinert.
Diese Erfindung ist vorstehend anhand einer Ausführungsform derselben beschrieben worden. Obgleich diese Ausführungsform der Erfindung derart dargestellt worden ist, daß die konvex gekrümmten Teile des elastischen akustischen Mediums 71 nur im Querschnitt senkrecht zur Ultraschallabtastrichtung geformt sind, können diese gekrümmten Teile (auch) im Querschnitt parallel zur Ultraschallabtastrichtung oder an der gesamten Kontaktfläche mit der Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche ausgebildet sein oder werden. Weiterhin können die konkaven und konvexen Teile an den Quer- oder Seitenflächen des elastischen akustischen Mediums 71 und an der Innenwand des Fixierglieds 73 ggf. an einem Teil oder am ganzen Bereich der Seitenflächen angeformt sein, oder die konkaven und konvexen Teile können (zueinander) umgekehrt ausgebildet sein. Obgleich die für das Fixierglied 73 vorgesehenen Anbringteile 73b für die Ultraschallsonde 72 bei der dargestellten Ausführungsform nur an einem Paar von gegenüberliegenden Quer- bzw. Seitenflächen ausgebildet sind, können sie auch an den vier, die Öffnungsfläche senkrecht schneidenden Seitenflächen geformt sein.
Diese Erfindung ist nicht nur auf eine Linear-Reihensonde, sondern z.B. auch auf eine einfache Sonde, eine mechanische Abtastsonde und eine konvexe Sonde anwendbar (vgl. Fig. 11A und 11B. In diesen Figuren sind den Bauteilen nach den Fig. 9, 10A und 10B entsprechende Teile mit den gleichen, jedoch um 10 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet)
Bei den in den Fig. 9 bis 11B als Ausführungsformen dieser Erfindung dargestellten Ultraschallkopplern muß der Querschnitt des elastischen akustischen Mediums in einer Richtung senkrecht zur Ultraschall-Übertragungsrichtung die Oberfläche der objektseitigen Öffnung des Fixierglieds übersteigen, und (dieses Medium) muß über das Vorderende des Fixierglieds hinausragen. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, zeigt die Fläche der das objektseitige Öffnungsteil des Fixierglieds definierenden Kante die Wirkung eines Andrückens an das Teil des elastischen akustischen Mediums, das längs des Fixierglieds vorsteht, und einer Verbesserung der Halteeigenschaft des elastischen akustischen Mediums (für dieses). Da außerdem die im elastischen akustischen Medium bei einer Bewegung oder Verschiebung des Ultraschallkopplers auf dem Untersuchungsobjekt auftretende Durchbiegung unterdrückt ist, kann die ansonsten unvermeidbare Beeinträchtigung der Übertragung der Ultraschallwelle ausgeschlossen sein.
Die für Kontakt mit der Ultraschallwellen-Sende- oder -Empfangsfläche der Ultraschallsonde vorgesehenen Flächen des elastischen akustischen Mediums sind vorzugsweise teilweise oder vollständig mit einer konvex gekrümmten Form ausgebildet. Derartige Konvexflächen dienen zum Austreiben von (Luft-)Blasen bei Anbringung des Ultraschallkopplers an der Ultraschallsonde und demzufolge zur Verhinderung eines Eindringens von Blasen zwischen die Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche der Ultraschallsonde und das damit in Kontakt gebrachte elastische akustische Medium.
Die Breite des für Anbringung der Ultraschallsonde vorgesehenen Teils des Fixierglieds ist zweckmäßig kleiner als die Breite der betreffenden Ultraschallsonde. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, kann das Anbringteil die Ultraschallsonde verklemmen und die ansonsten mögliche Abweichung in den Relativpositionen von Ultraschallsonde und Ultraschallkoppler verhindern. Die Fest-Halteeigenschaft des elastischen akustischen Mediums kann verbessert sein oder werden, wenn die Quer- oder Seitenflächen dieses Mediums teilweise oder vollständig mit einer konvexen oder konkaven Form ausgebildet werden, während gleichzeitig die betreffenden Innenwände des Fixierglieds mit einer konkaven bzw. konvexen Form ausgebildet werden.
Ein in den Fig. 12A und 12B dargestellter Ultraschallkoppler gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung umfaßt ein in Form eines Gels erstarrtes oder verfestigtes elastisches akustisches Medium 91 und ein Fixierglied 93, welches das Anbringen und Abnehmen dieses Mediums 91 an bzw. von einer Ultraschallwellen- Sende- und -Empfangsfläche 92a einer Ultraschallsonde 92 ermöglicht. Die für Kontaktierung der Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche vorgesehenen Flächen 91a des elastischen akustischen Elements bzw. Mediums 91 besitzen teilweise oder vollständig eine konvex gekrümmte Form. Die objektseitige Vorderendfläche 91b dieses Mediums 91 ist so ausgebildet, daß sie praktisch bündig mit der Vorderendfläche 93b des objektseitigen Öffnungsteils 93a des Fixierglieds 93 abschließt.
Wenn das Fixierglied 93 an der Ultraschallsonde 92 angebracht wird, hat das dabei (unter Druck) erfolgende Einsetzen der Ultraschallsonde zur Folge, daß das elastische akustische Medium 91 über die Vorderendfläche 93b der objektseitigen Öffnung des Fixierglieds 93 hinausragt oder vorsteht und dabei das gewünschte vorstehende Teil 91c geformt wird. An den Quer- oder Seitenflächen des elastischen akustischen Mediums 91 sind den konvexen Teilen 93d oder den (nicht dargestellten) konkaven Teilen des Fixierglieds 93 entsprechende konkave Teile 93d bzw. (nicht dargestellte) konvexe Teile angeformt.
Das Fixierglied 93 besteht aus einem harten Kunststoff, z.B. Polycarbonat, Polystyrol oder Polypropylen.
Die Erfindung ist vorstehend anhand einer Ausführungsform derselben beschrieben worden.
Diese Erfindung ist- nicht nur auf eine Linear-Reihensonde, sondern z.B. auch auf eine Einzelsonde, eine mechanische Abtastsonde und eine konvexe Sonde anwendbar.
Der in den Fig. 12A und 12B als Ausführungsform dieser Erfindung dargestellte Ultraschallkoppler ist so ausgestaltet, daß die für Kontakt mit der Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche der Ultraschallsonde vorgesehenen Flächen des elastischen akustischen Mediums teilweise oder vollständig konvex gekrümmt sind, das elastische akustische Medium praktisch bündig mit der Vorderendfläche des objektseitigen Öffnungsteils des Fixierglieds abschließt und dieses Medium über die Vorderendfläche des Öffnungsteils hinausragt oder vorsteht. Wenn sich der Ultraschallkoppler nicht im Gebrauch befindet (d.h. wenn er nicht mit der Ultraschallsonde verbunden ist), besteht daher für das elastische akustische Medium nur eine sehr geringe Möglichkeit für die Kontaktierung anderer Objekte, so daß es vor Verschmutzung geschützt ist. Wenn der Ultraschallkoppler mit der Ultraschallsonde verbunden wird, bewirkt das dabei (unter Druck) stattfindende Einsetzen oder Einschieben der Ultraschallsonde, daß das elastische akustische Medium über die Vorderendfläche der objektseitigen Öffnung des Fixierglieds hinausragt und ein gewünschter vorstehender Teil geformt wird, so daß demzufolge ein höchst zufriedenstellender Kontakt zwischen dem elastischen akustischen Medium und dem Untersuchungsobjekt herstellbar ist.
Wenn darüber hinaus die für Kontakt mit der Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche der Ultraschallsonde vorgesehenen Flächen des elastischen akustischen Mediums teilweise oder vollständig konvex gekrümmt sind, gewährleisten die gekrümmten Flächen die Wirkung eines Austreibens von (Luft-)Blasen bei der Anbringung des Ultraschallkopplers an der Ultraschallsonde und somit der Verhinderung eines anderweitig unvermeidbaren Eindringens von Blasen zwischen die Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche der Ultraschallsonde und das damit in Berührung gebrachte elastische akustische Medium.
Im folgenden ist die vorliegende Erfindung anhand von Arbeitsbeispielen spezifischer beschrieben. In den Beispielen steht, sofern nicht anders angegeben, jeweils "%" für "Gew.-%".

Beispiel 1

In 200 ml entionisierten Wassers wurden 6,0 g Polyethylenoxid (Molekulargewicht: 4 000 000) durch Rühren bei Raumtemperatur aufgelöst. Ein aus Polystyrol bestehender und die Ausgestaltung gemäß Fig. 3 besitzender Halter 2 wurde zur Vermeidung des Eintretens von Blasen sorgfältig mit der Lösung gefüllt. Die im Halter befindliche Lösung wurde mit 1,0 Mrad γ-Strahlung bestrahlt, um integral oder einstückig mit dem Halter 2 vernetzt zu werden. Als Ergebnis wurde ein Ultraschallkoppler erhalten, der gleichzeitig sterilisiert war. Das Ultraschallwellen-Übertragungsmedium des so hergestellten Ultraschallkopplers lag in Form eines Gels vor, das keine Klebrigkeit besaß, keine Blasen enthielt und außerdem farblos und durchsichtig war. Der Wassergehalt betrug 97,1%, die Dichte 1,006 g/cm bei 20ºC.

Beispiel 2

In 200 ml entionisierten Wassers wurden 10,0 g Polyethylenoxid (Molekulargewicht: 300 000), 0,1 g Natriumedetat und 0,008 g Benzalkoniumchlorid als Antiseptikum aufgelöst. Die so erhaltene Lösung wurde in einen aus Polycarbonat bestehenden und die Ausgestaltung gemäß Fig. 63 besitzenden Halter eingefüllt und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 mit γ-Strahlung bestrahlt. Auf diese Weise wurde ein Ultraschallkoppler erhalten, der integral bzw. einstückig mit einem Ultraschallwellen-Übertragungsmedium in Form eines Gels, das nicht klebrig, aber farblos und durchsichtig war, versehen war. Der Wassergehalt betrug 95,2%, die Dichte 1,010 g/cm.

Beispiel 3

In 200 ml entionisierten Wassers wurden 10,0 g Polyethylenoxid (Molekulargewicht: 600 000), 0,05 g Natriumedetat und 0,008 g Benzalkoniumchlorid als Antiseptikum aufgelöst. Die so zubereitete Lösung wurde in einen aus Polystyrol bestehenden und die Ausgestaltung gemäß Fig. 8A besitzenden Halter 2 eingefüllt und mit γ-Strahlung von 0,75 Mrad bestrahlt, um einstückig mit dem Halter 2 vernetzt zu werden. Als Ergebnis wurde ein gleichzeitig sterilisierter Ultraschallkoppler erhalten. Das Ultraschallwellen-Übertragungsmedium des so hergestellten Ultraschallkopplers lag in Form eines Gels vor, das nicht klebrig war, keine Blasen enthielt, dabei aber farblos und durchsichtig war. Der Wassergehalt betrug 95,2%, die Dichte bei 20ºC lag bei 1,010 g/cm³.

Claims

1. Ultraschallkoppler mit einem UltraschallwellenÜbertragungsglied (17) aus einem wasserhaltigen polymeren Gel (14) und einem Halter (12) zum Aufnehmen des Übertragungsglieds und zu seiner Anbringung an einer Ultraschallsonde (18, 72), welcher Ultraschallkoppler vorgesehen ist für Einfügung zwischen ein Untersuchungsobjekt und die Ultraschallsonde (18, 72) zwecks Aussendens und Empf angens einer Ultraschallwelle zum bzw. vom Untersuchungsobjekt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ultraschallwellen-Übertragungsglied (17) ein wasserhaltiges polymeres Gel ist, das durch integrales oder einstückiges Vernetzen einer wäßrigen Lösung einer wasserlöslichen polymeren Verbindung (14) mit dem Halter (12) innerhalb des Halters (12) hergestellt wurde.

2. Ultraschallkoppler nach Anspruch 1, wobei das Vernetzen der wasserlöslichen polymeren Verbindung (14) durch Bestrahlen dieser Verbindung mit einer Strahlung erfolgt (ist).

3. Ultraschallkoppler nach Anspruch 1 oder 2, wobei die wasserlösliche polymere Verbindung (14) mindestens eine solche aus der Gruppe Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenoxid, Polyacrylamid, Polyacrylsäure, Alkalimetallsalze von Polyacrylsäure und Produkte einer teilweisen Neutralisation (oder Teilneutralisation) von Polyacrylsäure mit Alkalimetallen ist.

4. Verfahren zur Herstellung eines Ultraschallkopplers für Einfügung zwischen ein Untersuchungsobjekt und eine Ultraschallsonde (18, 72) zum Senden und Empfangen einer Ultraschallwelle zum bzw. vom Untersuchungsobjekt, umfassend die Schritte des Einfüllens einer wäßrigen Lösung einer wasserlöslichen polymeren Verbindung (14) in einen Halter (12) des Ultraschallkopplers mit einem aus einem wasserhaltigen polymeren Gel (14) und dem Halter (12) zum Aufnehmen des Übertragungsglieds geformten Ultraschallwellen-Übertragungsglied (17) und Befestigen desselben an einer Ultraschallsonde, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die polymere Verbindung anschließend vernetzt wird, um damit als Folge der integralen oder einstückigen Vernetzung der wasserlöslichen polymeren Verbindung (14) mit dem Halter (12) im Inneren des Halters (12) ein wasserhaltiges polymeres Gel zu bilden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Vernetzen der wasserlöslichen polymeren Verbindung (14) durch Bestrahlen der Verbindung mit einer Strahlung erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die wasserlösliche polymere Verbindung (14) mindestens eine solche aus der Gruppe Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenoxid, Polyacrylamid, Polyacrylsäure, Alkalimetallsalze von Polyacrylsäure und Produkte einer teilweisen Neutralisation (oder Teilneutralisation) von Polyacrylsäure mit Alkalimetallen ist.

7. Ultraschallkoppler nach Anspruch 1, bei welchem das Ultraschallwellen-Übertragungsglied mit einem zwischen eine Ultraschallsonde und ein Untersuchungsobjekt einzufügenden elastischen akustischen Medium (71), das Flächen für Kontakt(ierung) mit sowohl einer Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche der Ultraschallsonde (18, 72) als auch dem Untersuchungsobjekt aufweist, und einem zum Aufnehmen des elastischen akustischen Mediums (71) geeigneten Immobilisierungs- bzw. Fixierglied (73), das Öffnungen jeweils an der Seite der Ultraschallsonde (18, 72) und der (Untersuchungs-)Objektseite aufweist und an der Ultraschallsonde (18, 72) anbringbar oder von ihr abnehmbar ist, versehen ist, wobei der Querschnitt des elastischen akustischen Mediums (71) senkrecht zur Übertragungs- oder Senderichtung einer Ultraschallwelle die Oberfläche der objektseitigen Öffnung des Fixierglieds übersteigt und (das Medium) gleichzeitig über das Vorderende des Fixierglieds hinausragt oder vor steht

8. Ultraschallkoppler nach Anspruch 7, wobei die für Kontakt mit der Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche der Ultraschallsonde (18, 72) vorgesehenen Flächen des elastischen akustischen Mediums (71) teilweise oder vollständig eine konvex gekrümmte Kontur aufweisen.

9. Ultraschallkoppler nach Anspruch 7 oder 8, wobei Anbringteile (73b) über den Öffnungsteilen des Fixierglieds (73) an der Seite der Ultraschallsonde (18, 72) derart angeordnet sind, daß sie mindestens zwei gegenüberliegende Quer- oder Seitenflächen der Ultraschallsonde kontaktieren, und der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Anbringteilen kleiner ist als die Breite der betreffenden Ultraschallsonde.

10. Ultraschallkoppler nach Anspruch 7, wobei die Seitenflächen des elastischen akustischen Mediums (71) teilweise oder vollständig mit einer konvexen oder konkaven Kontur geformt sind und gleichzeitig die entsprechenden Innenwände des Fixierglieds (73) mit einer konkaven oder konvexen Kontur geformt sind.

11. Ultraschallkoppler nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Ultraschallkoppler so geformt ist, daß der Querschnitt des Ultraschallkopplers parallel zur Ultraschallabtastrichtung und auch zur Richtung der Ultraschallwellenübertragung sich in der Richtung der Übertragung oder Aussendung einer Ultraschallwelle in der Breite verkleinert.

12. Ultraschallkoppler nach Anspruch 1, bei welchem das Ultraschallwellen-Übertragungsglied mit einem zwischen eine Ultraschallsonde und ein Untersuchungsobjekt einzufügenden elastischen akustischen Medium (71), das Flächen für Kontakt(ierung) mit sowohl einer Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche der Ultraschallsonde (18, 72) als auch dem Untersuchungsobjekt aufweist, und einem zum Aufnehmen des elastischen akustischen Mediums (71) geeigneten Immobilisierungs- bzw. Fixierglied (73), das Öffnungen jeweils an der Seite der Ultraschallsonde (18, 72) und der (Untersuchungs-)Objektseite aufweist und an der Ultraschallsonde (18, 72) anbringbar oder von ihr abnehmbar ist, versehen ist, wobei die für Kontakt(ierung) mit der Ultraschallwellen-Sende- und -Empfangsfläche der Ultraschallsonde (18, 72) vorgesehenen Flächen des elastischen akustischen Mediums (71) teilweise oder vollständig eine konvex gekrümmte Kontur aufweisen, das elastische akustische Medium so geformt ist, daß es praktisch bündig mit der Vorderendfläche des objektseitigen Öffnungsteils des Fixierglieds (73) abschließt und das elastische akustische Medium (71) über die Vorderendfläche des Öffnungsteils hinausragt oder vorsteht, wenn das Fixierglied an der Ultraschallsonde (18, 72) angebracht ist.

13. Ultraschallkoppler nach Anspruch 12, wobei die Seitenflächen des elastischen akustischen Mediums (71) teilweise oder vollständig mit einer konvexen oder konkaven Kontur geformt sind und gleichzeitig die entsprechenden Innenwände des Fixierglieds mit einer konkaven oder konvexen Kontur geformt sind.