JPH05285140A - Ultrasonic device - Google Patents

Ultrasonic device

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Publication number
JPH05285140A
JPH05285140A JP8857292A JP8857292A JPH05285140A JP H05285140 A JPH05285140 A JP H05285140A JP 8857292 A JP8857292 A JP 8857292A JP 8857292 A JP8857292 A JP 8857292A JP H05285140 A JPH05285140 A JP H05285140A
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JP
Japan
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catheter
ultrasonic
guide wire
transducer array
wire hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP8857292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryuichi Shinomura
隆一 篠村
Kageyoshi Katakura
景義 片倉
Chitose Nakatani
千歳 中谷
Sangubi Narendora
ナレンドラ・サングビ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP8857292A priority Critical patent/JPH05285140A/en
Publication of JPH05285140A publication Critical patent/JPH05285140A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To safely insert the device even into a minute part, while photographing the front of a catheter in a blood vessel by installing an ultrasonic transmitter/receiver in which the direction for transmitting or receiving an ultrasonic wave is varied by a signal frequency, and a guide wire hole, and providing them in the catheter. CONSTITUTION:Plural vibrator arrays 1, 1 are arranged symmetrically against the center shaft of a catheter 2, and they are held in a truncated chevron shape by an acoustic damping material 6. Also, the tip part of the catheter 2 is covered with a transparent protective material 10, and also, the part between each vibrator array 1, 1 is formed by an acoustic coupling material 8. On the other hand, an ultrasonic beam in the prescribed direction is absorbed by plural acoustic absorbers 3, 3. Also, each vibrator array 1, 1 is coupled to a signal processor of the outside of the catheter 2 by a signal line 9. Moreover, in the center shaft position of the catheter 2, a guide rail 5 consisting of a tube which a guide wire 4 passes through is provided. In this case, each scanning face 7, 7 of the ultrasonic beam is driven by the same or different center frequency, and scanned.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超音波装置に係り、特
に血管等の診断、治療に有効な装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic device, and more particularly to a device effective for diagnosis and treatment of blood vessels and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】信号周波数により超音波の送信および受
波の方向が変化する超音波送波器は、日本超音波医学会
講演論文集(昭和49年11月)に掲載された「高速2
次元撮像装置」と題する論文に報告されている。このよ
うな超音波送受波器の動作原理を図5により説明する。
図5に示すように超音波送受波器は、反転分極(交互に
方向の異なる矢印で分極の方向を示す)した振動子アレ
ー1と、その両面にそれぞれ設けられたグランド電極8
とホット電極9からなる。その電極間にバースト波を印
加すると、その信号周波数に応じて異なる方向θ(θは
超音波の放射あるいは入射面、即ち振動子アレー面の法
線方向と超音波の放射あるいは入射方向とのなす角度)
に超音波ビームを放射及び入射できるものである。図5
に示す円弧の線が波面を示し、実線と破線で位相が18
0度異なる。同時刻の隣あった波面の位相が反転してい
るため法線方向では相殺され、超音波ビームの入放射は
超音波の放射面の法線方向に対し対称な2つの方向(図
5に示す実線と点線の方向)になされる。この入放射角
度θは、振動子ピッチdと駆動周波数f、その波長λと
して、数1で与えられる。 θ=sin-1(λ/(2d)) …(数1) また、この時の遠距離音場指向特性R(θ)は、数2で
与えられる。 R(θ)=sin(0.5n(φ−γ))/sin(0.5(φ−γ)) φ=π、γ=2πdsin(θ)/λ …(数2) これらの関係を利用して超音波ビームを走査するもので
あり、1本の信号線で周波数掃引することにより超音波
ビームをセクタ走査できる。また、特開平2−2646
48に単一の部材からなる超音波探触子を電極のピッ
チ、及び幅を連続的に変えて形成し、この振動子面を血
管への挿入方向に対して傾斜するよう、探触子をカテー
テルの中心軸に対して傾斜して、カテーテルの先端部に
保持し、超音波ビーム掃引する方法が記載されている。
また、カテーテルを血管に導入して進行させる際のガイ
ドを行なうガイドワイヤ孔を有し、血管壁の超音波撮像
を行なうことのできるカテーテルとしては、シービス
(CVIS)社のイメージング カテーテル(Imaging
Catheter)、ボストンサイエンティフィック(Boston S
cientific)社のソニカス シーヴィ カテーテル(Son
icath CV Catheter)などの例がある。これらは、すべ
てカテーテルの進行方向に対してほぼ直交する側方を撮
像するものである。
2. Description of the Related Art An ultrasonic wave transmitter in which the directions of transmission and reception of ultrasonic waves change depending on the signal frequency is described in "High Speed 2" published in the Proceedings of the Japan Society of Ultrasonics in Medicine (November 1974).
3D imager ". The operating principle of such an ultrasonic wave transmitter / receiver will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, the ultrasonic wave transmitter / receiver includes an oscillator array 1 that is inverted polarized (directions of polarization are alternately indicated by arrows having different directions) and ground electrodes 8 provided on both surfaces thereof.
And hot electrode 9. When a burst wave is applied between the electrodes, a different direction θ (θ represents the direction of the ultrasonic wave emission or incident surface, that is, the normal direction of the transducer array surface and the ultrasonic wave emission or incident direction) depending on the signal frequency. angle)
It is capable of radiating and injecting an ultrasonic beam into. Figure 5
The arc line shows the wavefront, and the phase is 18 with the solid line and the broken line.
0 degrees different. Since the phases of adjacent wave fronts at the same time are inverted, they are canceled in the normal direction, and the incident radiation of the ultrasonic beam is two directions symmetrical with respect to the normal direction of the emission surface of the ultrasonic wave (shown in FIG. 5). The direction of the solid line and the dotted line). This incident / radiation angle θ is given by Equation 1 as a vibrator pitch d, a driving frequency f, and its wavelength λ. θ = sin −1 (λ / (2d)) (Equation 1) Further, the far field directivity characteristic R (θ) at this time is given by Equation 2. R (θ) = sin (0.5n (φ−γ)) / sin (0.5 (φ−γ)) φ = π, γ = 2πd sin (θ) / λ (Equation 2) Utilizing these relationships Then, the ultrasonic beam is scanned, and the ultrasonic beam can be sector-scanned by frequency sweeping with one signal line. In addition, JP-A-2-2646
An ultrasonic probe consisting of a single member is formed on the electrode 48 by continuously changing the pitch and width of the electrodes, and the probe is arranged so that the transducer surface is inclined with respect to the insertion direction into the blood vessel. A method of tilting with respect to the central axis of the catheter, holding it at the distal end of the catheter, and performing ultrasonic beam sweeping is described.
Further, as a catheter which has a guide wire hole for guiding when the catheter is introduced into a blood vessel and is advanced and which can perform ultrasonic imaging of the blood vessel wall, an imaging catheter (Imaging) manufactured by CVIS is available.
Catheter, Boston S
Cientific's Sonicas CV catheter (Son
icath CV Catheter) etc. All of these images the side of the catheter that is substantially orthogonal to the traveling direction.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、超音
波送受波器をカテーテルに組込みカテーテルの進行方向
前方、及び側方を撮像するため微細な血管に誘導するこ
とができ、さらにカテーテル外径より狭窄によるすきま
が小さく挿入不能のため側方視システムでは撮像できな
い血栓を撮像できる超音波装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to incorporate an ultrasonic wave transmitter / receiver into a catheter so that the ultrasonic wave transmitter / receiver can be guided to a fine blood vessel for imaging the front and side of the advancing direction of the catheter. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic device capable of imaging a thrombus that cannot be imaged by a lateral vision system because a clearance due to a stenosis is smaller than a diameter and insertion is impossible.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、超音波装置は信号周波数により超音波を送信あるい
は受信する方向が変化する超音波送受波器とガイドワイ
ヤ孔を具備し、超音波送受波器を交互に反転し分極した
振動子アレーにより構成する。また、超音波装置は信号
周波数により超音波を送信あるいは受信する方向が変化
する超音波送受波器とガイドワイヤ孔をカテーテルに具
備し、超音波送受波器を交互に反転し分極した振動子ア
レーにより構成する。より具体的には、カテーテルのほ
ぼ中心軸の位置にガイドワイヤ孔を配置し、振動子アレ
ーの複数個をカテーテル内に対称に配置して複数の超音
波ビームを走査する。またカテーテルの中心軸からはず
れ超音波ビームと交差しない位置にガイドワイヤ孔を配
置し、振動子アレーをカテーテル内に非対称に配置して
単一の超音波ビームを走査する。またカテーテルのほぼ
中心軸の位置にガイドワイヤ孔を配置し、振動子アレー
の複数個をカテーテル内に非対称に配置して複数の超音
波ビームを走査する。さらにカテーテルの中心軸からは
ずれ超音波ビームと交差する位置にガイドワイヤ孔を配
置し、振動子アレーをカテーテル内に非対称に配置して
単一の超音波ビームを走査する。
In order to achieve the above object, an ultrasonic device is provided with an ultrasonic transmitter / receiver and a guide wire hole in which the direction of transmitting or receiving ultrasonic waves changes depending on the signal frequency. It is composed of a transducer array in which wave filters are alternately inverted and polarized. In addition, the ultrasonic device has an ultrasonic wave transmitter / receiver whose guide direction is changed depending on the signal frequency, and a guide wire hole in the catheter. The ultrasonic wave transmitter / receiver is alternately inverted and polarized. It consists of. More specifically, a guide wire hole is arranged at the position of substantially the central axis of the catheter, and a plurality of transducer arrays are symmetrically arranged in the catheter to scan a plurality of ultrasonic beams. In addition, a guide wire hole is arranged at a position that does not cross the central axis of the catheter and does not intersect the ultrasonic beam, and the transducer array is arranged asymmetrically in the catheter to scan a single ultrasonic beam. Further, a guide wire hole is arranged at a position substantially at the center axis of the catheter, and a plurality of transducer arrays are arranged asymmetrically in the catheter to scan a plurality of ultrasonic beams. Further, a guide wire hole is arranged at a position which deviates from the central axis of the catheter and intersects with the ultrasonic beam, and the transducer array is arranged asymmetrically in the catheter to scan a single ultrasonic beam.

【0005】[0005]

【作用】図5に示すように交互に反転して分極(矢印が
分極方向を示す)した振動子アレー1を周波数掃引によ
り駆動すると信号周波数に応じた方向(振動子アレー面
の法線方向と角度θをなす実線と点線で示す2方向)に
超音波ビームを放射できる。超音波ビームを放射する目
的とする方向と振動子アレーの法線方向に対し対称な方
向への超音波ビームは、音響吸収体により吸収し除去し
て、目的とする方向に超音波ビームを放射することがで
きる。信号周波数の前後で周波数を掃引して、2つの振
動子アレーからそれぞれ超音波ビームの走査面を得る。
この超音波ビームの走査面をそれぞれ同じ、あるいは異
なる中心周波数で駆動し走査することができ、これによ
り異なる目的対象物を交互に撮像することも、同時に超
音波ビームの重ならないように撮像することもできる。
高い周波数で駆動される振動子アレーに対しては音響吸
収体は使用せず、カテーテルの先端部の側方に超音波ビ
ームを伝播させる窓を設けておき、一方の振動子アレー
を高い周波数で駆動しこれによりカテーテルの先端部の
側方の血管壁の撮像、観察を高分解能で行なうことがで
きる。また、2つの振動子アレーA、Bの厚み等を変え
て中心周波数を異ならせ、例えば、振動子アレーAを振
動子アレーBに比べ高い周波数特性のものとし、カテー
テルの先端部の側方の血管壁の構造を撮像、観察すると
きには、振動子アレーAを用いて撮像し、カテーテルの
先端部の前方を撮像、観察するときには、振動子アレー
Bを用いて行うことにより、血管壁は高分解能で、カテ
ーテルの先端部の前方は十分な撮像距離をとることがで
きる。この場合、振動子アレーAに対しては音響吸収体
は使用せず、カテーテルの先端部の側方に超音波ビーム
を伝播させる窓を設けておく。このようにカテーテルの
先端部の前方は十分な撮像距離をとることができるの
で、ガイドワイヤを使用して微細な血管に安全に誘導す
ることができ、さらにカテーテルの先端部の側方の血管
壁を高分解能に撮像、観察できる。
When the oscillator array 1 which is alternately inverted and polarized (the arrow indicates the polarization direction) is driven by frequency sweeping as shown in FIG. 5, the direction corresponding to the signal frequency (the normal direction of the oscillator array surface and The ultrasonic beam can be emitted in two directions indicated by a solid line and a dotted line forming an angle θ. Ultrasonic beams in a direction that is symmetrical to the intended direction of radiating the ultrasonic beam and the direction normal to the transducer array are absorbed and removed by the acoustic absorber, and the ultrasonic beam is emitted in the desired direction. can do. The frequency is swept before and after the signal frequency, and the scanning plane of the ultrasonic beam is obtained from each of the two transducer arrays.
The scanning planes of the ultrasonic beams can be driven and scanned at the same or different center frequencies, so that different target objects can be imaged alternately and simultaneously so that the ultrasonic beams do not overlap. You can also
An acoustic absorber is not used for a transducer array driven at a high frequency, but a window for propagating an ultrasonic beam is provided on the side of the tip of the catheter, and one transducer array is operated at a high frequency. By driving, the blood vessel wall on the side of the distal end of the catheter can be imaged and observed with high resolution. Further, the center frequencies are made different by changing the thicknesses of the two transducer arrays A and B, and for example, the transducer array A has a higher frequency characteristic than that of the transducer array B. When imaging and observing the structure of the blood vessel wall, the transducer array A is used for imaging, and when imaging and observing the front of the distal end of the catheter, the transducer array B is used for high resolution of the blood vessel wall. Thus, a sufficient imaging distance can be secured in front of the tip of the catheter. In this case, no acoustic absorber is used for the transducer array A, and a window for propagating the ultrasonic beam is provided on the side of the distal end portion of the catheter. In this way, a sufficient imaging distance can be secured in front of the tip of the catheter, so that a guide wire can be used to safely guide the patient to a fine blood vessel. Can be imaged and observed with high resolution.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1から図4を用い
て説明する。信号周波数により、超音波を送信及び受信
する方向が変化する超音波送受波器は、振動子アレー、
音響制動材、保護材、音響吸収体、音響結合材等から構
成され、カテーテルの先端部に固定されている。振動子
アレーとして、交互に反転して分極した振動子配列(反
転分極アレー)を例にとって実施例を説明する。図1
に、カテーテルのほぼ中心にガイドワイヤ4を通すため
のガイドワイヤ孔5を配置し、複数の超音波ビームを走
査する超音波送受波器を有する超音波装置の第1の実施
例を示す。図1(a)はカテーテル2の長手方向の中心
を通る縦断面であり、図1(b)はカテーテル2の先端
部から透視して、ガイドワイヤ孔と振動子アレーの位置
関係を示す図である。本実施例では、振動子アレー1と
振動子アレー1’はカテーテル2の中心軸に対し対称に
配置されている。図1(a)に示すように、振動子アレ
ー1、1’は音響制動材6(送受波器保持機能を含むが
図示せず)にハの字型に保持され、音響制動材6はカテ
ーテル2の先端部の内壁に固定されている。カテーテル
2の進行方向の先端部は音響的に透明な保護材10で覆
ってあり、保護材10と振動子アレー1、1’との間は
音響結合材8からなっている。保護材10は音響レンズ
をかねても良い。振動子アレー1と振動子アレー1’
は、カテーテル2の中心軸に対して対称、あるいは非対
称のいずれの配置でもよい。超音波ビームを放射する目
的とする方向と振動子アレーの法線方向に対し対称な方
向への超音波ビームは、音響吸収体3、3’により吸収
し除去する。各振動しアレーは信号線9によりカテーテ
ル2の外部の超音波装置の信号処理装置に結合する。カ
テーテル2の先端部に固定された送受波器の端部にイン
ピダンス変換器を設けてもよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. The ultrasonic transducer, in which the direction of transmitting and receiving ultrasonic waves changes depending on the signal frequency, is a transducer array,
It is composed of an acoustic damping material, a protective material, an acoustic absorber, an acoustic coupling material, etc., and is fixed to the distal end portion of the catheter. An embodiment will be described by taking an oscillator array (inverted polarization array) that is alternately inverted and polarized as the oscillator array. Figure 1
1 shows a first embodiment of an ultrasonic device having an ultrasonic wave transmitter / receiver for arranging a guide wire hole 5 for passing a guide wire 4 almost in the center of a catheter and scanning a plurality of ultrasonic beams. FIG. 1A is a vertical cross section passing through the center of the catheter 2 in the longitudinal direction, and FIG. 1B is a diagram showing the positional relationship between the guide wire hole and the transducer array as seen through from the distal end portion of the catheter 2. is there. In this embodiment, the transducer array 1 and the transducer array 1 ′ are arranged symmetrically with respect to the central axis of the catheter 2. As shown in FIG. 1 (a), the transducer arrays 1 and 1'are held in a V shape by an acoustic damping material 6 (including a transducer holding function, but not shown), and the acoustic damping material 6 is a catheter. It is fixed to the inner wall of the tip of No. 2. The tip of the catheter 2 in the traveling direction is covered with an acoustically transparent protective material 10, and an acoustic coupling material 8 is provided between the protective material 10 and the transducer arrays 1 and 1 '. The protective material 10 may also serve as an acoustic lens. Transducer array 1 and oscillator array 1 '
May be arranged symmetrically or asymmetrically with respect to the central axis of the catheter 2. The ultrasonic beam in a direction symmetrical to the intended direction of radiating the ultrasonic beam and the direction normal to the oscillator array is absorbed and removed by the acoustic absorbers 3 and 3 '. Each oscillating array is coupled by signal lines 9 to a signal processor of the ultrasound system external to the catheter 2. An impedance converter may be provided at the end of the transducer that is fixed to the tip of the catheter 2.

【0007】図1(b)に示すように、本実施例では、
カテーテル2のほぼ中心軸の位置にガイドワイヤ4の通
る円環状の管からなるガイドレール5を設けてある。超
音波ビームの走査面7、7’は、それぞれ同じ、あるい
は異なる中心周波数で駆動し、走査することができ、交
互に撮像してもよいし、同時に超音波ビームの重ならな
いように撮像することもできる。振動子アレー1を高い
周波数で駆動し、振動子アレー1を用いて血管壁の撮
像、観察を高分解能で行なうことができる。この場合、
振動子アレー1に対しては音響吸収体3はガイドレール
側に設け、カテーテル2の先端部の側方に超音波ビーム
を伝播させる窓を設けておく。また、振動子アレー1、
1’の厚み等を変えて中心周波数を異ならせ、例えば、
振動子アレー1を振動子アレー1’に比べ高い周波数特
性のものとし、血管壁の構造を撮像、観察するときに
は、振動子アレー1を用いて撮像し、カテーテル2の先
端部の前方を撮像、観察するときには、振動子アレー
1’を用いて行うことにより、血管壁は高分解能で、カ
テーテル2の先端部の前方も撮像できる。
As shown in FIG. 1B, in this embodiment,
A guide rail 5 made of an annular tube through which a guide wire 4 passes is provided at a position substantially on the central axis of the catheter 2. The scanning planes 7 and 7 ′ of the ultrasonic beams can be driven and scanned at the same or different center frequencies, respectively, and may be imaged alternately, or at the same time, images should be taken so that the ultrasonic beams do not overlap. You can also It is possible to drive the transducer array 1 at a high frequency, and use the transducer array 1 to perform imaging and observation of a blood vessel wall with high resolution. in this case,
For the transducer array 1, the acoustic absorber 3 is provided on the guide rail side, and a window for propagating an ultrasonic beam is provided on the side of the distal end portion of the catheter 2. In addition, the transducer array 1,
The center frequency is changed by changing the thickness of 1 ', for example,
The transducer array 1 has a higher frequency characteristic than that of the transducer array 1 ', and when imaging and observing the structure of the blood vessel wall, the transducer array 1 is used to image the front of the distal end portion of the catheter 2, When the observation is performed using the transducer array 1 ′, the blood vessel wall can be imaged with high resolution and even in front of the distal end portion of the catheter 2.

【0008】このようにカテーテルの先端部の前方を撮
像できるのでカテーテル外径より狭窄が高くても狭窄部
位を撮像できる。また、ガイドワイヤを使用して微細な
血管に安全に誘導することができ、さらにカテーテルの
先端部の側方の血管壁を高分解能に撮像、観察できる。
本実施例ではカテーテル2のほぼ中心に設けられたガイ
ドワイヤ孔を挟むように振動子アレー1、1’が配置さ
れているが、さらに振動子アレー1と振動子アレー1’
を結ぶ方向とほぼ直交する方向に振動子アレーをガイド
ワイヤ孔を挟むように配置することもできる。図2に、
カテーテルの中心からはずれた位置にガイドワイヤ孔を
配置し、単一の超音波ビームを走査する超音波送受波器
を有する超音波装置の第2の実施例を示す。図2(a)
はカテーテル2の長手方向の中心を通る縦断面であり、
図2(b)はカテーテル2の先端部から透視して、ガイ
ドワイヤ孔と振動子アレーの位置関係を示す図である。
本実施例では、振動子アレー1はカテーテル2の中心軸
に対し非対称に配置されている。振動子アレー1をカテ
ーテル2の先端部にカテーテル2の中心軸に傾斜して支
持し、超音波ビームの走査面7と交差しない振動子アレ
ー1の横の位置にガイドワイヤ孔を配置している。
As described above, since the front of the tip of the catheter can be imaged, the stenosis can be imaged even if the stenosis is higher than the outer diameter of the catheter. In addition, a guide wire can be used to safely guide a fine blood vessel, and the blood vessel wall lateral to the distal end of the catheter can be imaged and observed with high resolution.
In this embodiment, the transducer arrays 1 and 1'are arranged so as to sandwich the guide wire hole provided at the substantially center of the catheter 2, but the transducer array 1 and the transducer array 1'are further arranged.
It is also possible to arrange the transducer array so as to sandwich the guide wire hole in a direction substantially orthogonal to the direction connecting the two. In Figure 2,
2 shows a second embodiment of an ultrasonic device having an ultrasonic transducer in which a guide wire hole is arranged off the center of the catheter and a single ultrasonic beam is scanned. Figure 2 (a)
Is a longitudinal section passing through the center of the catheter 2 in the longitudinal direction,
FIG. 2B is a diagram showing the positional relationship between the guide wire holes and the transducer array as seen through the distal end portion of the catheter 2.
In this embodiment, the transducer array 1 is arranged asymmetrically with respect to the central axis of the catheter 2. The transducer array 1 is supported at the tip of the catheter 2 while being inclined with respect to the central axis of the catheter 2, and a guide wire hole is arranged at a position next to the transducer array 1 that does not intersect the scanning plane 7 of the ultrasonic beam. ..

【0009】図3に、カテーテルのほぼ中心にガイドワ
イヤ孔を配置し、複数の超音波ビームを走査する超音波
送受波器を有する超音波装置の第3の実施例を示す。図
3(a)はカテーテル2の長手方向の中心を通る縦断面
であり、図3(b)はカテーテル2の先端部から透視し
て、ガイドワイヤ孔と振動子アレーの位置関係を示す図
である。本実施例では、振動子アレー1、振動子アレー
1’はカテーテル2の中心軸に対し非対称に配置されて
いる。本実施例は図2に示した第2の実施例において、
カテーテル2のほぼ中心軸の位置にガイドワイヤ4の通
る円環状の管からなるガイドレール5を設けたものであ
る。図1に示す第1の実施例と同様に個別に超音波ビー
ムを形成してもよいし、ガイドワイヤ4の径が超音波ビ
ーム走査方向と直交する方向の幅に比べ十分小さい場合
には、振動子アレー1と振動子アレー1’の動作に遅延
時間を与えて超音波ビームを合成することにより、実際
の口径を振動子アレー1と振動子アレー1’の合わせた
開口とし、超音波ビームを形成することもできる。
FIG. 3 shows a third embodiment of an ultrasonic device having an ultrasonic wave transmitter / receiver for arranging a guide wire hole substantially in the center of a catheter and scanning a plurality of ultrasonic waves. FIG. 3A is a vertical cross section that passes through the center of the catheter 2 in the longitudinal direction, and FIG. 3B is a diagram showing the positional relationship between the guide wire holes and the transducer array as seen from the distal end of the catheter 2. is there. In this embodiment, the transducer array 1 and the transducer array 1 ′ are arranged asymmetrically with respect to the central axis of the catheter 2. This embodiment is the same as the second embodiment shown in FIG.
A guide rail 5 formed of an annular tube through which a guide wire 4 passes is provided at a position substantially at the center axis of the catheter 2. Ultrasonic beams may be formed individually as in the first embodiment shown in FIG. 1, or when the diameter of the guide wire 4 is sufficiently smaller than the width in the direction orthogonal to the ultrasonic beam scanning direction, By adding a delay time to the operation of the transducer array 1 and the transducer array 1'and combining the ultrasonic beams, the actual aperture is the combined aperture of the transducer array 1 and the transducer array 1 ', and the ultrasonic beam Can also be formed.

【0010】図4に、カテーテルの中心からはずれた位
置にガイドワイヤ孔を配置し、単一の超音波ビームを走
査する超音波送受波器を有する超音波装置の第4の実施
例を示す。図4(a)はカテーテル2の長手方向の中心
を通る縦断面であり、図4(b)はカテーテル2の先端
部から透視して、ガイドワイヤ孔と振動子アレーの位置
関係を示す図である。本実施例では、振動子アレー1は
カテーテル2の中心軸に対し非対称に配置されている。
本実施例は図2に示す第2の実施例において、振動子ア
レー1の振動子の配列方向(超音波ビームと交差する方
向)にガイドワイヤ4の通る円環状の管からなるガイド
レール5を設けたものである。以上説明した第2、第3
の実施例においても、第1の実施例で説明したように、
振動子アレー1を高い周波数で駆動し、振動子アレー1
を用いて血管壁の撮像、観察を高分解能で行なうことが
できる。この場合、振動子アレー1に対しては音響吸収
体3は使用せず、カテーテル2の先端部の側方に超音波
ビームを伝播させる窓を設けておく。また、以上の超音
波送受波器において超音波ビームをフオーカスするため
に、音響レンズを設け、あるいは振動子アレー自体をわ
ん曲させる構成としてもよい。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of an ultrasonic device having an ultrasonic transducer for arranging a guide wire hole off the center of the catheter and scanning a single ultrasonic beam. FIG. 4A is a vertical cross section passing through the center of the catheter 2 in the longitudinal direction, and FIG. 4B is a diagram showing the positional relationship between the guide wire hole and the transducer array as seen through from the distal end of the catheter 2. is there. In this embodiment, the transducer array 1 is arranged asymmetrically with respect to the central axis of the catheter 2.
This embodiment is different from the second embodiment shown in FIG. 2 in that the guide rail 5 is formed by an annular tube through which the guide wires 4 pass in the array direction of the vibrators of the vibrator array 1 (the direction intersecting the ultrasonic beam). It is provided. The second and third described above
Also in this embodiment, as described in the first embodiment,
The oscillator array 1 is driven at a high frequency, and the oscillator array 1
Can be used for high-resolution imaging and observation of the blood vessel wall. In this case, the acoustic absorber 3 is not used for the transducer array 1, but a window for propagating the ultrasonic beam is provided on the side of the distal end portion of the catheter 2. Further, in order to focus the ultrasonic beam in the above ultrasonic wave transmitter / receiver, an acoustic lens may be provided or the transducer array itself may be bent.

【0011】また、超音波ビームの走査面と直交する方
向、即ち短軸方向に振動子アレーを複数に分割し、それ
ぞれの分割に信号線を引出してカテーテルの外部の送受
波回路と接続し、短軸可変口径走査、短軸可変フォーカ
ス走査、短軸方向超音波ビーム走査する構成としてもよ
い。ガイドワイヤはカテーテルの送受波器が設けられた
先端部とは反対の端部までカテーテル内を通る構成とし
てもよいし、送受波器が設けられた先端部より手前でカ
テーテルの外部に出るように構成してもよい。また、ガ
イドワイヤはカテーテルから抜き差し自在とする構成と
してもよいし、カテーテルにその一部を固定する構成と
してもよい。以上の説明したように本発明の超音波装置
をカテーテルに組み込む他に、レーザ治療と組み合わせ
たり、バルーンパンピング用カテーテルに適用すること
もできる。また、等間隔の振動子アレーを使用する超音
波送受波器について説明したが、この他M系列、バーカ
ー系列等の不規則間隔の振動子配列を有する超音波送受
波器にも適用が可能である。また、信号周波数により超
音波を送信あるいは受信する方向が変化する超音波送受
波器が、異なる一連の電極周期及び電極幅より振動子が
形成された超音波送受波器であっても構わない。
Further, the transducer array is divided into a plurality of portions in the direction orthogonal to the scanning plane of the ultrasonic beam, that is, in the minor axis direction, and a signal line is drawn out for each division to connect to a transmitting / receiving circuit outside the catheter, The configuration may be such that short-axis variable aperture scanning, short-axis variable focus scanning, and short-axis direction ultrasonic beam scanning are performed. The guide wire may be configured to pass through the catheter to the end opposite to the distal end where the transducer is provided, or to be outside the catheter before the distal end where the transducer is provided. You may comprise. Further, the guide wire may be configured to be detachable from the catheter, or may be configured to have a part thereof fixed to the catheter. As described above, in addition to incorporating the ultrasonic device of the present invention into a catheter, it can be combined with a laser treatment or applied to a balloon pumping catheter. Further, although the ultrasonic transducer using the array of transducers at equal intervals has been described, it can be applied to an ultrasonic transducer having an array of transducers at irregular intervals such as M series and Barker series. is there. Further, the ultrasonic wave transmitter / receiver in which the direction in which ultrasonic waves are transmitted or received changes depending on the signal frequency may be an ultrasonic wave transmitter / receiver in which a vibrator is formed by a series of different electrode periods and electrode widths.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、少な
い信号線で電気的に超音波ビームを走査し、断層像を得
ることができる送受波器とガイドワイヤ孔をカテーテル
に具備することにより血管内でカテーテルの前方を撮像
しながら微細部分にも安全に挿入できる。
As described above, according to the present invention, the catheter is provided with the transducer and the guide wire hole capable of electrically scanning the ultrasonic beam with a small number of signal lines to obtain a tomographic image. It is possible to safely insert even a minute portion while imaging the front of the catheter in the blood vessel.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による第1の実施例の(a)カテーテル
のほぼ中心軸の位置にガイドワイヤ孔を配置し、複数の
超音波ビームを走査する超音波装置を示す断面図、
(b)振動子アレーとガイドワイヤ孔の位置関係を示す
図。
FIG. 1 is a sectional view showing an ultrasonic device for scanning a plurality of ultrasonic beams, in which a guide wire hole is arranged at a position of substantially a central axis of a catheter of (a) a first embodiment according to the present invention;
(B) A diagram showing a positional relationship between the transducer array and the guide wire holes.

【図2】本発明による第2の実施例の(a)カテーテル
の中心軸からはずれた位置にガイドワイヤ孔を配置し、
単一の超音波ビームを走査する超音波装置を示す断面
図、(b)振動子アレーとガイドワイヤ孔の位置関係を
示す図。
FIG. 2 (a) is a second embodiment of the present invention, in which a guide wire hole is arranged at a position deviated from the central axis of the catheter,
Sectional drawing which shows the ultrasonic device which scans a single ultrasonic beam, (b) The figure which shows the positional relationship of a transducer array and a guide wire hole.

【図3】本発明による第3の実施例の(a)カテーテル
のほぼ中心軸の位置にガイドワイヤ孔を配置し、複数の
超音波ビームを走査する超音波装置を示す断面図、
(b)振動子アレーとガイドワイヤ孔の位置関係を示す
図。
FIG. 3 is a sectional view showing an ultrasonic device according to a third embodiment of the present invention (a) in which a guide wire hole is arranged at a position substantially at a central axis of a catheter and a plurality of ultrasonic beams are scanned.
(B) A diagram showing a positional relationship between the transducer array and the guide wire holes.

【図4】本発明による第4の実施例の(a)カテーテル
の中心軸からはずれた位置にガイドワイヤ孔を配置し、
単一の超音波ビームを走査する超音波装置を示す断面
図、(b)振動子アレーとガイドワイヤ孔の位置関係を
示す図。
FIG. 4 (a) is a catheter according to a fourth embodiment of the present invention in which a guide wire hole is arranged at a position deviated from the central axis of the catheter;
Sectional drawing which shows the ultrasonic device which scans a single ultrasonic beam, (b) The figure which shows the positional relationship of a transducer array and a guide wire hole.

【図5】交互に反転して分極した振動子配列を含む超音
波送受波器の動作原理を説明する図。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation principle of an ultrasonic wave transmitter / receiver including an array of transducers that are alternately inverted and polarized.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1’…振動子アレー、2…カテーテル、3、3’…
音響吸収体、4…ガイドワイヤ、5…ガイドレール、6
…音響制動材(送受波器保持機能を含む)、7、7’…
超音波ビームの走査面、8…音響結合材、9…信号線、
10…保護材。
1, 1 '... Transducer array, 2 ... Catheter, 3 and 3' ...
Acoustic absorber, 4 ... Guide wire, 5 ... Guide rail, 6
… Acoustic damping material (including transducer holding function), 7, 7 '...
Ultrasonic beam scanning surface, 8 ... Acoustic coupling material, 9 ... Signal line,
10 ... Protective material.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ナレンドラ・サングビ 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Narendra Sangbi 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】信号周波数により、超音波を送信あるいは
受信する方向が変化する超音波送受波器とガイドワイヤ
孔を具備することを特徴とする超音波装置。
1. An ultrasonic device comprising: an ultrasonic wave transmitter / receiver that changes the direction of transmitting or receiving ultrasonic waves according to a signal frequency; and a guide wire hole.
【請求項2】前記超音波送受波器が、交互に反転し分極
した振動子アレーにより構成されることを特徴とする請
求項1に記載の超音波装置。
2. The ultrasonic device according to claim 1, wherein the ultrasonic transmitter / receiver is composed of a transducer array which is alternately inverted and polarized.
【請求項3】信号周波数により、超音波を送信あるいは
受信する方向が変化する超音波送受波器とガイドワイヤ
孔をカテーテルに具備したことを特徴とする超音波装
置。
3. An ultrasonic device, characterized in that a catheter is provided with an ultrasonic wave transmitter / receiver that changes the direction of transmitting or receiving ultrasonic waves according to the signal frequency and a guide wire hole.
【請求項4】前記超音波送受波器が、交互に反転し分極
した振動子アレーにより構成されることを特徴とする請
求項3に記載の超音波装置。
4. The ultrasonic device according to claim 3, wherein the ultrasonic wave transmitter / receiver is composed of a transducer array which is alternately inverted and polarized.
【請求項5】カテーテルのほぼ中心軸の位置に前記ガイ
ドワイヤ孔が配置され、前記振動子アレーの複数個が前
記カテーテル内に対称に配置され、複数の超音波ビーム
を走査することを特徴とする請求項2に記載の超音波装
置。
5. The guide wire hole is arranged at a position of substantially the central axis of the catheter, and a plurality of the transducer arrays are symmetrically arranged in the catheter to scan a plurality of ultrasonic beams. The ultrasonic device according to claim 2.
【請求項6】カテーテルの中心軸からはずれ、超音波ビ
ームと交差しない位置に前記ガイドワイヤ孔が配置され
ることを特徴とする請求項2に記載の超音波装置。
6. The ultrasonic device according to claim 2, wherein the guide wire hole is arranged at a position deviating from the central axis of the catheter and not intersecting with the ultrasonic beam.
【請求項7】カテーテルの中心軸からはずれ、超音波ビ
ームと交差しない位置に前記ガイドワイヤ孔が配置さ
れ、前記振動子アレーが前記カテーテル内に非対称に配
置され、単一の超音波ビームを走査することを特徴とす
る請求項2に記載の超音波装置。
7. The guide wire hole is arranged at a position deviating from the central axis of the catheter and not intersecting with the ultrasonic beam, and the transducer array is arranged asymmetrically in the catheter to scan a single ultrasonic beam. The ultrasonic device according to claim 2, wherein:
【請求項8】カテーテルのほぼ中心軸の位置に前記ガイ
ドワイヤ孔が配置され、前記振動子アレーの複数個が前
記カテーテル内に非対称に配置され、複数の超音波ビー
ムを走査することを特徴とする請求項2に記載の超音波
装置。
8. The guide wire hole is arranged at a position of substantially the central axis of the catheter, a plurality of the transducer arrays are arranged asymmetrically in the catheter, and a plurality of ultrasonic beams are scanned. The ultrasonic device according to claim 2.
【請求項9】カテーテルの中心軸からはずれ、超音波ビ
ームと交差する位置に前記ガイドワイヤ孔が配置され、
前記振動子アレーが前記カテーテル内に非対称に配置さ
れ、単一の超音波ビームを走査することを特徴とする請
求項2に記載の超音波装置。
9. The guide wire hole is arranged at a position that is off the central axis of the catheter and intersects with the ultrasonic beam,
The ultrasonic device according to claim 2, wherein the transducer array is asymmetrically arranged in the catheter to scan a single ultrasonic beam.
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