JPH03178647A - 超音波診断用探触子の装着用スペーサ - Google Patents

超音波診断用探触子の装着用スペーサ

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JPH03178647A
JPH03178647A JP31796589A JP31796589A JPH03178647A JP H03178647 A JPH03178647 A JP H03178647A JP 31796589 A JP31796589 A JP 31796589A JP 31796589 A JP31796589 A JP 31796589A JP H03178647 A JPH03178647 A JP H03178647A
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蔦 薫
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保夫 敷波
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリウレタンゲル状弾性体よりなる超音波診断
用探触子の装着用スペーサに関する。
〔従来の技術〕
周知のように、超音波診断法は患者に対する負担がなく
簡単に実施できる等の理由から広く使用されている。例
えば、連続波ドプラー法は、血流の最高流速から比較差
や心内圧を測定するのに適しており、また、運動負荷時
の血行動態変化や心拍出量を知る場合においてもパルス
ドプラー法より有用である。
けれども、前胸壁にゼリー状物を塗り、その上から連続
波ドプラー探触子を装着して、臥位や座位あるいは立位
における僧帽弁口流血波形等の連続モニターをとる場合
には、次のような問題があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
即ち、上記のようにゼリー状物の上から探触子を装着す
ると、探触子を確実に固定しにくいため連続モニターの
途中で探触子が移動したり、ゼリー状物が流れて探触子
のプローブと体表との間に微細な空隙が生じたりする。
そのため、ノイズやアーチファクトが多くなり、鮮明な
モニター画像を得ることが難しいという問題があった。
本発明は斯る問題に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、探触子を移動しないように確実に固定し
た状態で体表に装着することができ、しかも探触子のプ
ローブと体表との間に充填されるゼリー状物の流出を阻
止して鮮明な連続モニター画像を得ることができる新規
な探触子装着用スペーサを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、上記の目的は、ア
ルキレンオキサイド鎖を有するポリオール又は/及びア
ルキレンオキサイド鎖を有するポリウレタンポリオール
プレポリマーと、アルキレンオキサイド鎖を有するポリ
ウレタンポリイソシアネートプレポリマーとを反応させ
て得られる、アスカ−F型硬度計による硬度が20〜8
0度のポリウレタンゲル状弾性体から成り、その中央部
に超音波診断用探触子のプローブを嵌込む貫通孔が形成
された超音波診断用探触子の装着用スペーサによって遠
戚されるという事実を見出し、本発明を完成するに至っ
た。
以下、図面を参照しながら本発明を具体的に説明する。
第1図は本発明スペーサの形状の一例を示す平面図、第
2図は第1図の1−1線断面図、第3図は同スペーサの
使用状態を示す断面図である。
第1図及び第2図に示すように、本発明のスペーサlは
、中央部に連続波ドプラー探触子のプローブを嵌込む貫
通孔Laを有するもので、奸ましくは下面1bが上面1
cに対して10゛〜40゜程度傾斜したドーナツ板形状
に底形される。
このスペーサ1を用いて探触子を体表に装着する場合は
、第3図に示すように探触子2のプローブ2aをスペー
サlの貫通孔1aに嵌込み、貫通孔1aの内部にゼリー
状物4を充填してスベ〜す1を体表3に密着させ、探触
子2の上からゴムバンド(不図示)等で押さえつければ
よい。このスペーサ1のように下面1bが傾斜している
と、装着の際に探触子2をスペーサ1と共に回転させる
ことによって、超音波ビームBの方向を傾斜角の2倍の
範囲内で変更できるため、標的部位の探索を容易に行え
る利点がある。
このような本発明のスペーサIにおいては、■探触子2
を充分支持し得る保形性を有すること■スペーサlの滑
動を阻止し得る粘着性を有すること、 ■体表3に密接し得る可撓性を有すること、■多数回使
用に耐える機械的強度(引張り、引裂き、摩耗)を有す
ること、 ■耐水性を有すること、 0人体に対する安全性を有すること、 等の諸条件が要求される。
もし、■■の条件が満たされないとすれば、連続モニタ
ー中に探触子2の装着角度や装着位置がずれるため、ド
プラー信号のアーチファクトを生じてモニター画像が不
鮮明となる。また、■■の条件が満たされないとすれば
、貫通孔1aに充填されたゼリー状物4がスペーサlと
体表3の隙間から流出して探触子2のプローブ2aと体
表3との間に空隙を生じるため、やはり鮮明な画像をt
5ることか困難となる。更に、■の条件が満たされない
とすれば、すぐに破損して再使用不能となるため不経済
であり、■の条件が満たされないとすれば、使用後ゼリ
ー状物4の水洗ができないため取扱いが不便となる。ま
た、■は最も基本的な条件であり、これが満たされない
ことには安心して使用することができない。
本発明のスペーサ1は、アルキレンオキサイド鎮を有す
るポリオール又は/及びアルキレンオキサイド鎖を有す
るポリウレタンポリオールプレポリマーと、アルキレン
オキサイド珀を有するポリウレタンポリイソシアネート
プレポリマーとを反応させて得られるポリウレタンゲル
状弾性体から成るものであり、この弾性体はアルキレン
オキサイドのセグメントにより構造化された内部貫入型
(Interpenetrated Network)
のセグメントポリウレタンの一威分系ゲルで、良好な粘
着性と耐水性を有しており、人体には全く無害のもので
ある。
しかも、このポリウレタンゲル状弾性体は、アスカ−F
型硬度計による硬度が20〜80度の範囲内となるよう
に調節されているため、探触子2を充分支持し得る保形
性と体表3に密接し得る可撓性を兼ね備え、多数回の使
用に耐え得る機械的強度も備えている。従って、前記の
諸条件■〜■を全て満足するものである。
アスカ−F型硬度計による硬度が20度より小さいポリ
ウレタンゲル状弾性体は、柔軟過ぎるため探触子2を充
分支持し得る保形性を発揮することができず、また機械
的強度も低下するので、本発明スペーサの材料としては
不適当である。一方、硬度が80度より大きいポリウレ
タンゲル状弾性体は可撓性が小さ過ぎるため、体表3と
の密着性が低下してゼリー状物4の流出を来す恐れがあ
り、やはり不適当である。ポリウレタンゲル状弾性体の
より好ましい硬度は25〜65度である。
このようなポリウレタンゲル状弾性体よりなるスペーサ
1は、下記構造式のポリエーテル成分(1)〜(IV)
の一種又は二種以上と、ポリイソ−シアネート成分(V
)〜(■)の一種又は二種以上を混合して成形型内に注
入し、反応させることによって容易に底形することがで
きる。
盪1」L立L) (但し、R+、Rzはアルキル化合物、脂環式化合物、
芳香族化合物のいずれかであり、(AO)はアルキレン
オキサイド鎖である。) (但し、(AO)はアルキレンオキサイド墳であり、R
は水素原子もしくはアルキル化合物、脂環式化合物、芳
香族化合物のいずれか、lはl又は4の整数である。) (以下余白) 遣A」:00−二上 (以下余白) 構1目し±■) 構1目し±■) QCNRNCQ−(AO)−CNRNCO(但し、RH
アルキル基、脂環式化合物、芳香族化合物のいずれかで
あり、(AO)はアルキレンオキサイド鎖、lはl又は
4の整数である。)上記構造式(1)〜(rV)のポリ
オールとしてのプレポリマーについて説明すると、構造
式(1)はポリエーテルポリオールとジイソシアネ−1
・の反応物であるポリウレタンポリオールプレポリマー
であり、両末端成分がポリエーテルポリオール、両末端
が一〇H基である。ここに使用されるジイソシアネート
化合物は、後述のポリウレタンポリイソシアネートプレ
ポリマーの中のそれと同じものであり、例えばフ1ニレ
ンジイソシアネート、2゜24−トルイレンジイソシア
ネート(TDI) 、4゜ジフェニルメタンジイソシア
ネート(Ml)l)、ナフタリン1,5−ジイソシアネ
ート、ヘキサメチレンジイソシアネート(H?IDI)
、テトラメチ1/ンジイソシアネー) (TMDI)、
リジンジイソシアネート、キジリレンジイソシアネ−)
(XDI) 、水添加TD11水添加M D I 、ジ
シクロへキシルジメチルメタンp、p′−ジイソシアネ
ート、シュチルフマレートジイソシアネート、イソホロ
ンジイソシアネート(IPDI)等が任意に使用できる
また、構造式(II)はグリセロール(ff=1)又は
ソルビトール(ff=4)にポリエーテルポリオールを
付加したものである。
構造式(1)はトリメチロールプロパンにポリエーテル
を付加したものであり、同4・剃こ1.2CIl□OH / トリメチロールエタン C1h−C−CthOIl、\ CI、OH ペンタエリスリットC(CI+□011 )4やポリグ
リセリン1i0(Cllz−Cll−CHz−0)、 
H(n = 2〜30の正の整数〕H やその部分エステルなどの多価アルコールとポリエーテ
ルポリオールの付加物も使用できる。この場合、(AO
)はホモポリマーであっても、ブロックコポリマー或い
はランダムコポリマーであっ”ζもよい。
構造式(IV)はアルキレンオキサイド鎖を有するポリ
エーテルポリオールであり、両末端が−OH基の場合と
、片末端がアルキル基、芳香族基などで封鎖されている
場合があり、市販品として容易に入手できる。
次に構造式(V)〜(■)のポリイソシアネトプレポリ
マーについて説明すると、構造式(V)−1はトリメチ
ロールプロパンにジイソシアネトを反応させて得られる
トリイソシアネートの2分子を(八〇)の1分子で2量
化した4官能のテトライソシアネートであり、このトリ
メチロールプロパンの代わりにグリセロールを用いたも
のが構造式(V)−2のポリイソシアネートプレポリマ
ーである。この1重のテトライソシアネートは、(八〇
)の2分子又は3分子とトリイソシアネートの2分子と
の反応では得られないので、(AO)の量を化学等量よ
り少なくして反応を微妙に調節する必要がある。そのた
め未反応のトリイソシアネートが混在するが、これがポ
リオールと反応するとセグメントポリウレタン分子の大
きさにバラツキが生じ、ゲル状弾性体の硬度をコントロ
ールするのに都合の良い方へ作用することもある。
構造式(Ml)は構造式(II)のポリオールにジイソ
シアネ−1・を反応させたもので、3官能か6官能であ
り、また、構造式(■)は同様に構造式(In)のポリ
オールにジイソシアネートを反応させたもので、3官能
である。
構造式(■)はポリエーテルポリオールとジイソシアネ
−1・の反応物で、2官能である。
上記の構造式(1)〜(■)の(AO)で表記されるア
ルキレンオキサイド鎖は、ポリウレタンゲル状弾性体が
常温で充分な粘着性を有すること、アスカ−F型硬度が
20〜80度で、体表に密着し得る可撓性と探触子を充
分支持し得る保形性を兼ね備える必要があることを′3
I;慮すれば、アルキレンオキサイド鎖の殆どないし全
てが常温で液体状態の化合物であることが望ましい。も
し、その殆どが固体であれば、セグメントの分子運動が
少なく、系の構造化(ゲル化)の分散媒として働かない
からである。
アルキレンオキサイド鎖を構成する化合物としては、例
えばポリメチレングリコール、ポリエチレンクリコール
、ポリプロピレングリコール、ポリメチレングリコール
、ポリテトラメチレングリ:l!−ル、ポリペンタメチ
1イングリコール、ポリへキサメチレングリコール、ポ
リへブタメチレングリコール等を挙げることができるが
、このうち常温で液状物質として入手し易いものはポリ
エチレングリコール、ポリエチレンクリコール、(ll
K分半量のポリテトラメチレングリコールである。
また、これらの共重合体、例えば I3 HO−(CHIC)120)叉−(C)l−CHzO)
−%−(CHzCHtO)ロー11、flO−(C)I
zCHgO)1− (C)lx(JltCHtCHgO
)ニー(CHzCHzO)n −H(但し1.m、nは
1以上の整数) で表されるポリマーも使用できる。これらの共重合体は
ブロックコポリマー、ランダムコポリマーのいずれであ
ってもよい。また、一つのプレポリマー中のセグメント
が異なった種類のアルキレンオキサイド鎖で構成されて
いてもよい。
アスカ−F型硬度計による硬度が20〜80度のポリウ
レタンゲル状弾性体を得るためには、アルキレンオキサ
イド鎖を構成する上記化合物の分子量を規制する必要が
ある。化合物が液状であっても分子量が低すぎる場合は
、架橋密度が高くなるため、ポリウレタンゲル状弾性体
の硬度が上記範囲を上回り、体表に密着する可撓性を得
ることが難しくなる。また、化合物が液状でも分子量が
大きすぎる長鎖の場合は、反応確率が低くなるため、理
$6ffi以上に配合しても、ポリウレタンゲル状弾性
体の硬度が上記範囲を下回り、探触子を支えるに充分な
保形性や機械的強度を得ることが難しくなる。適当な分
子量のl1lIIIlは、ポリエチレングリコールの場
合150〜1000程度であり、より好ましくは300
〜800程度である。また分子量が敵方でも液状のポリ
プロピレングリコールやポリブチレングリコールの場合
は使用範囲が広いが、上記の理由から200〜3000
程度の分子量のものが好ましく使用される。また、ポリ
テトラメチレングリコールの場合は、重合度が大きいと
固体となるので200〜1000程度、好ましくは40
0〜800程度の分子量のものが使用される。更に、こ
れらの共重合体の場合は数百〜数千の分子量のものが使
用される。
次に、ポリオール成分とポリイソシアネ−1・成分の反
応比について説明する。経験的に言えば、本発明スペー
サを構成するポリウレタンゲル状弾性体は、比較的嵩高
い構造の分子が適当な分子量を有し、且つ自由に運動可
能なセグメンl−W、又は直鎖(11near)の末端
が自由に動ける分子を適当に有することが必要である。
従って、ポリオ一ルとポリイソシアネートは、各々が単
一化合物であれば一方が2官能で、他の一方が3官能以
上の化合物の組み合わせである必要がある。どちらかが
1官能であれば連鎖しないし、2官能間士では直鎖分子
となり、適当でない。つまり、どちらか−方が2官能で
他が3官能以上の多官能であるか、互いに3官能以上の
組み合わせが良い。但し、いずれもあまり官能数が大き
すぎるもの同士の反応物は網目鎖濃度が高(なるので、
ゲル化には長い液状のセグメントが必要になる。しかし
、セグメントの長さには、反応の確率の問題から限度が
ある。ゲル状弾性体を得易い官能基数は2〜4の組み合
わせであり、殊に2官能と3官能の組み合わせが配合上
調節し易い。この場合、ゲル状弾性体の硬度その他の物
性を微調節するために官能基が一つのものを内部分散媒
として混合して使用できる。また、ポリオール、ポリイ
ソシアネートブレポリマーの(AO)鎖がかなり長いも
のばかりの場合は、多官能の多価アルコール、又は多価
インシアネート(いずれも(AO)セグメントをもたな
いもの)を混用して網目鎖形態を調節することにより、
ゲル状弾性体を得るように工夫してもよい。
ポリオールとポリイソシアネートの各々のプレポリマー
の反応比は、末端の官能基の比率、ずなわら011/N
GOの価によって規制できる。未反応の−NGOが残る
と後反応が生じるので、OH/NGOは1以上でなけれ
ばならない。但し、本発明におけるゲル状弾性体は、同
一ポリマーの分子中で共有結合した状態にある一成分系
のものであるから、基本的には0)1/NGOが1であ
るか、それに近い埴のものである。しかしプレポリマー
同士の反応であるため、実際に反応の確率を考慮すれば
、1よりやや大きいものも含まれる。経験的にはOH/
NGOが1゜0〜1.5の範囲で本発明スペーサに適合
するポリウレタンゲル状弾性体が得られる。なお、分子
の形状による反応の確率、分子集合体のモルホロジー的
挙動が原因で、O)I/NCOが2〜3の範囲でも同じ
ような見掛けの挙動を示すゲル状弾性体が得られる場合
もあるが、このようなものは経時的なブリードアウト成
分を含むことが懸念され、総合的な物性も劣るものであ
るから、本発明スペーサを構成するポリウレタンゲル状
弾性体としては不適当である。
ポリオールとポリイソシアネートの分子量の範囲は、(
AO)、イソシアネートの種類、分子形状、及び(AO
)がホモポリマーであるかコポリマーであるかによって
広い範囲で変わるが、ポリウレタンポリオールプレポリ
マーで大略1400〜10000、ポリオールで大略1
50〜6000、ポリウレタンポリイソシアネートプレ
ポリマーで大略500〜10000であり、好ましくは
各々大略1000〜6000.200〜3000.80
0〜5000の範囲で選択できる。
尚、ポリオールとポリイソシアネートの反応触媒として
、例えばジブチル錫ジラウレートやトリアルキルアミン
、トリエチレンシア稟ン等の第3級アミンを適量(およ
そ0.01〜1.0%)加えることで反応速度を調節し
てもよい。
〔作 用〕
以上のように、本発明のスペーサはアルキレンオキサイ
ド珀を有するポリオール又は/及びアルキレンオキサイ
ド鎖を有するポリウレタンポリオールプレポリマーと、
アルキレンオキサイド鎖を有するポリウレタンポリイソ
シアネートプレポリマーとを反応させて得られるポリウ
レタンゲル状弾性体から成るものであり、この弾性体は
アルキレンオキサイドのセグメントにより構造化された
内部貫入型のセグメントポリウレタンの一成分系ゲルで
ある。従って、本発明のスペーサは残留モノマーや残留
溶剤などのブリードアウト成分を含まないので皮膚を刺
激することがなく、また雑菌も繁殖しないので皮膚のカ
ブレを生じることもないのであり、長時間使用しても人
体に全く無害のものである。しかも、このポリウレタン
ゲル状弾性体は、アルキレンオキサイド鎖の種類や分子
量の調節によって、アスカ−F型硬度針による硬度が2
0〜80度の範囲内となるように調節されているため、
探触子を充分支持し得る保形性と体表に密接し得る可撓
性を兼ね備えており、機械的強度(引張り、引裂き、摩
耗等)、粘着性、耐水性等も良好である。それ故、本発
明スペーサの貫通孔に探触子のプローブを嵌込んで貫通
孔の内部にゼリー状物を充填し、スペーサを体表に貼付
けて探触子の上からゴムバンド(不図示)等で押さえつ
Uれば、スペーサが体表に密着して探触子を位置ずれな
く確実に装着固定でき、またゼリー状物が貫通孔から流
出してプローブと体表との間に空隙が侘じることもない
。従って、連続モニター中に探触子の位置ずれや空隙の
発生によってアーチファクトやノイズを生じることが殆
どないため、鮮明な画像を得ることができる。また、本
発明のスペーサは上記のように@械的強度や耐水性が良
好であるから、使用後にスペーサを探触子から取り外し
て水洗することにより、付着したゼリー状物を簡単に除
去して繰り返し何度も使用することができる。
〔実施例〕
実施例1 ポリプロピレングリコールの両端にポリエチレングリコ
ールが結合したPEG−PPG−PEGブロック共重合
体(モル比1:2:1、MW;2000)を100重量
部と、モノメトキシポリエチレングリコール(MW:5
50)を50重量部と、トリメチロールプロパンにポリ
プロピレングリコールを付加してこれにヘキサメヂレン
ジイソシアネートを反応させて得たポリエーテルポリオ
ールをセグメントに持つトリイソシアネート (MW:
3100)を132重量部と、触媒としてジブチル錫ジ
ラウレートをO,1ffiffi部加え、よく撹拌して
混合した。
この混合物を減圧下に完全に脱泡して成形型内に注入し
、60℃で一昼夜放置することにより、ポリウレタンゲ
ル状弾性体より成る第1図のごときドーナツ板状のスペ
ーサ(外径:60mm、貫通孔径: 14mm、最大厚
み:10mm、最小厚み:2.5mm)を得た。このも
ののO11/ N G Oの値は1.5である。
このスペーサは透明で良好な粘着性を有しておリ、その
硬度をアスカ−F型硬度計(高分子計器(横裂)で測定
したところ26度であった。
次いで、このスペーサの貫通孔に連続波ドプラー探触子
のプローブを嵌込み、ゼリーを充填してから人体の前胸
壁に貼付け、その上からゴムバンドで押さえつけて、倍
相弁口血流波形の連続モニターをとったところ、探触子
の位置ずれやグリの流出がみられず、ノイズやアーチフ
ァクトの極めて少ない鮮明な画像が得られた。モニター
終了後、スペーサを前胸壁から7i11離して皮膚の状
態を調べたが、カブレなとは一切見られなかった。
その後、スペーサを探触子から取り外して水洗すると、
付着しているゼリーが簡IQに除去できた。
実施例2 ポリエチレングリコール(MW: 600) ヲ100
重量部と、モノメトキシポリエチレングリコル(MW:
400)を20重量部と、グリセリンにポリプロピレン
グリコールを付加してこれにキシリレンジイソシアネー
トを反応させて得たトリイソシアネート(MW’: 1
564)を166重量部と、触媒としてジブチル錫ジラ
ウレートを0゜1重量部加え、よく撹拌して混合した。
この混合物を減圧下に完全に脱泡して成形型内に注入し
、60℃で一昼夜放置することにより、実施例1と同形
状、同寸法のポリウレタンゲル状弾性体より成るスペー
サを得た。このものの011/NCOの値は1.2であ
る。
このスペーサも実施例1のものと同様に透明で良好な粘
着性を有しており、その硬度をアスカ−F型硬度計(高
分子計器(m !!! >で測定したところ64度であ
った。
次いで、このスペーサを用いて実施例1と同様に倍相弁
口血流波形の連続モニターをとったところ、やはり探触
子の位置ずれやゼリーの流出がみられず、ノイズやアー
チファクトの極めて少ない鮮明な画像が得られた。また
、モニター終了後の皮膚の状態もカブレなとは一切見ら
れず、水洗によるゼリーの除去も簡単であった。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明のスペサは、探
触子を位置ずれなく確実に体表に装着固定でき、ゼリー
状物の流出も阻止できるので、連続モニターの場合でも
ノイズやアーチファクトの極めて少ない画像を得ること
が可能となり、しかも、人体に全く無毒であるため安心
して長時間体表に貼付けることができ、また、機械的強
度や耐水性も良好であるため、使用後ゼリー状物を水洗
により除去して繰り返し使用することができるといった
顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明スペーサの一実施例を示す平面図、第2
図は第1図の1−1線断面図、第3図は本発明スペーサ
の使用状態を示す断面図である。 ■・・・スペーサ、1a・・・貫通孔、2・・・超音波
診断用探触子、2a・・・プローブ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アルキレンオキサイド鎖を有するポリオール又は
    /及びアルキレンオキサイド鎖を有するポリウレタンポ
    リオールプレポリマーと、アルキレンオキサイド鎖を有
    するポリウレタンポリイソシアネートプレポリマーとを
    反応させて得られる、アスカーF型硬度計による硬度が
    20〜80度のポリウレタンゲル状弾性体から成り、そ
    の中央部に超音波診断用探触子のプローブを嵌込む貫通
    孔が形成されている超音波診断用探触子の装着用スペー
    サ。
JP31796589A 1989-12-07 1989-12-07 超音波診断用探触子の装着用スペーサ Expired - Lifetime JP2750760B2 (ja)

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