DE3881419T2

DE3881419T2 - Ultraschallwandler mit einem Ultraschallfortpflanzungsmedium.

Info

Publication number: DE3881419T2
Application number: DE88103726T
Authority: DE
Inventors: Masami Kawabuchi; Koetsu Saitoh
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-03-10
Filing date: 1988-03-09
Publication date: 1994-01-13
Anticipated expiration: 2008-03-10
Also published as: US4901729A; JPS63220847A; EP0283854B1; DE3881419D1; EP0283854A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft eine Ultraschallsonde mit einem Ultraschallübertragungsmedium für die Anwendung bei medizinischen Ultraschalldiagnostiksystemen zur Untersuchung und Kontrolle in einem untersuchten Körper durch Abgeben und Empfangen von Ultraschallsignalen.
Seit kurzem wird auf dem Gebiet der medizinischen Ultraschalldiagnostiksysteme oder dergleichen ein Untersuchungs- oder Kontrollverfahren angewandt, bei dem zwischen einem untersuchten Körper oder einem menschlichen Körper und einer Ultraschallsonde, die Ultraschallsignale emittiert und empfängt, ein Ultraschallübertragungsmedium verwendet wird.
Solche Ultraschallsonden, bei denen ein Ultraschallübertragungsmedium verwendet wird, sind in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 58-7231 und auf Seiten 347 und 348 des Referats für die 46. Vorlesung der "Ultrasonic Medical Society of Japan", 1985, offenbart. Die herkömmliche Ultraschallsonde, bei der solch ein Ultraschallübertragungsmedium verwendet wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschrieben.
Fig. 1 ist eine Abbildung, die eine Ultraschallsonde mit Trapezabtastung zeigt, mit der trotz einer kleinen Berührungsfläche mit einem untersuchten Körper ein weiter Untersuchungsbereich erzielt werden kann. In Fig. 1 bezeichnet die Zahl 101 eine regelmäßige Anordnung von Wandlerelementen, bezeichnet die Zahl 102 eine akustische Anpassungsschicht, die entlang der gekrümmten Oberfläche der Anordnung 101 von Wandlerelementen vorhanden ist, und bezeichnet die Zahl 103 ein Ultraschallübertragungsmedium, das vor der akustischen Anpassungsschicht 102 angeordnet ist. Die Zahl 104 bezeichnet Anschlußleitungen, die-. jeweils mit den regelmäßig angeordneten Wandlerelementen verbunden sind; die Zahl 105 bezeichnet Kabel, die die Ultraschallsonde mit dem Hauptteil eines Ultraschalldiagnostikgeräts (nicht gezeigt) verbinden; die Zahl 106 bezeichnet einen untersuchten Körper; die Zahl 107 bezeichnet eine abgegebene Ultraschallwelle; die Zahl 108 bezeichnet eine empfangene Ultraschallwelle; die Zahl 109 bezeichnet einen Abbildungsursprung; die Zahl 110 bezeichnet das Krümmungszentrum der regelmäßig angeordneten Wandlerelemente, und die Zahl 111 bezeichnet einen Untersuchungsbereich.
Der Betrieb des vorstehend erwähnten herkömmlichen Beispiels wird nachstehend beschrieben.
Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, haben die akustische Anpassungsschicht 102 und die Anordnung 101 von Wandlerelementen, die in einer konvexen Form angeordnet sind, mit Hilfe des Ultraschallübertragungsmediums 103, das vor der Anpassungsschicht 102 angeordnet ist, flächenhafte Berührung mit dem untersuchten Körper 106 wie z. B. einem menschlichen Körper. Außerdem kann das Ultraschallübertragungsmedium 103 den Abtastwinkel der Ultraschallwellen vergrößern, d. h., den untersuchten Bereich erweitern. Die Ultraschallwellen 107, die der Reihe nach von jedem Wandlerelement der Anordnung 101 abgegeben werden, werden in dem menschlichen Körper 106 abgelenkt, weil die Schallgeschwindigkeit in dem Ultraschallübertragungsmedium 103 niedriger ist als in dem menschlichen Körper 106. Die abgelenkten Ultraschallwellen werden innerhalb des Körpers 106 reflektiert und werden durch dasselbe Wandlerelement, das die Wellen emittiert hat, empfangen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht bei der Ultraschallsonde der Untersuchungsbereich 111 der Ultraschallsignale in dem Körper 106 aus einem Sektor, der einem Teil eines Kreises entspricht, dessen Mittelpunkt mit einem Punkt 106 bezeichnet wird. Dies liegt daran, daß die Schallgeschwindigkeit in dem Ultraschallübertragungsmedium 103 von der in dem menschlichen Körper 106 verschieden ist.
Als das vorstehend erwähnte Ultraschallübertragungsmedium 103 wird Siliconkautschuk oder dergleichen verwendet. Siliconkautschuk oder dergleichen hat eine Schallimpedanz, die in der Nähe der Schallimpedanz (etwa 1,5 bis 1,6·10&sup5; g/cm²·s) des menschlichen Körpers 106 liegt, und eine Schallgeschwindigkeit (etwa 1000 m/s), die niedriger als die Schallgeschwindigkeit (etwa 1540 m/s) des menschlichen Körpers 106 ist.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist der Untersuchungsbereich 111 bei dieser Ultraschallsonde erweitert, und die Berührungsfläche der Ultraschallsonde mit dem menschlichen Körper 106 wird flach. Infolgedessen sind die Vorteile vorhanden, daß das Haftvermögen gut und der Betrieb einfach ist.
Fig. 2 ist eine Schnittzeichnung, die das andere Beispiel der herkömmlichen Ultraschallsonde mit linearer Abtastung zeigt. In Fig. 2 bezeichnet die Zahl 201 ein Gehäuse, bezeichnet die Zahl 202 eine regelmäßige Anordnung von Wandlerelementen, die sich am vorderen Abschnitt des Gehäuses 201 befinden, bezeichnet die Zahl 203 ein Stützelement, das am rückseitigen Abschnitt der Anordnung 202 von Wandlerelementen vorhanden ist, bezeichnet die Zahl 204 Anschlußleitungen, die jeweils mit den regelmäßig angeordneten Wandlerelementen 202 verbunden sind, und bezeichnet die Zahl 205 ein Kabel, das mit dem Hauptteil eines Ultraschalldiagnostikgeräts (nicht gezeigt) verbunden ist. Die Zahl 206 bezeichnet einen untersuchten Körper, und die Zahl 207 bezeichnet ein Ultraschallübertragungsmedium, das sich zwischen den regelmäßig angeordneten Wandlerelementen 202 und dem untersuchten Körper 206 befindet. Das Ultraschallübertragungsmedium 207 besteht aus einem flexiblen Beutel 208, der aus Siliconkautschuk oder dergleichen hergestellt ist, wobei in diesem Beutel entgastes Wasser 209 enthalten ist.
Der Betrieb des vorstehend erwähnten herkömmlichen Beispiels wird nachstehend beschrieben. Jedes der regelmäßig angeordneten Wandlerelemente erzeugt unter Anwendung von Spannungsimpulsen, die aus dem Hauptteil des Ultraschalldiagnostikgeräts durch das Kabel 205 abgegeben bzw. übertragen werden, der Reihe nach Ultraschallwellen. Die resultierenden Ultraschallwellen werden durch das Ultraschallübertragungsmedium 207 hindurch zu dem untersuchten Körper 206 emittiert. Die Ultraschallwellen, die innerhalb des untersuchten Körpers 206 reflektiert werden, werden durch das Wandlerelement, das die Ultraschallwellen emittiert hat, empfangen und in elektrische Signale umgewandelt. Die elektrischen Signale werden durch das Kabel 205 dem Hauptteil des Ultraschalldiagnostikgeräts zugeführt und derart verarbeitet, daß ein Ultraschallbild angezeigt wird.
Dadurch, daß das Ultraschallübertragungsmedium 207 zwischen dem untersuchten Körper 206 und dem Abschnitt zum Abgeben und Empfangen der Ultraschallwellen bereitgestellt wird, ist es möglich, daß das Auflösungsvermögen des Ultraschallbildes in der Nähe des Abschnitt zum Abgeben und Empfangen der Ultraschallwellen oder der Oberfläche des untersuchten Körpers 206 verbessert wird. Außerdem kann das Ultraschallübertragungsmedium 207 auch in dem Fall, daß die Oberfläche des untersuchten Körpers 206 Unregelmäßigkeiten aufweist, mit dem untersuchten Körper 206 gut in Berührung gebracht werden. Infolgedessen ist der Vorteil vorhanden, daß das Ultraschallbild leicht erhalten werden kann.
Bei dem ersteren der vorstehend erwähnten herkömmlichen Beispiele hat jedoch der Ultraschalldämpfungskoeffizient des als Ultraschallübertragungsmedium 103 verwendeten Siliconkautschuks bei der Frequenz von 3,5 MHz einen so hohen Wert wie etwa 1,5 dB/mm. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, gibt es außerdem bei dem Ultraschallübertragungsmedium 103 einen Dickenunterschied zwischen seinem mittleren Bereich und seinen beiden Endbereichen. Infolgedessen tritt zwischen dem mittleren Bereich und den beiden Endbereichen der regelmäßig angeordneten Wandlerelemente wegen -des Dämpfungsunterschieds in Siliconkautschuk ein sehr großer Empfindlichkeitsunterschied auf, so daß es unmöglich ist, eine Verschlechterung des Ultraschallbildes zu vermeiden. Als Folge ist das Problem vorhanden, daß zum Korrigieren des Empfindlichkeitsunterschiedes ein Empfindlichkeitskorrekturschaltkreis unbedingt notwendig ist. Andererseits wird bei dem letzteren der vorstehend erwähnten herkömmlichen Beispiele das Ultraschallübertragungsmedium 207, das aus dem Kautschukbeutel 208 besteht, der das entgaste Wasser 209 enthält, durch ein Gel (nicht gezeigt) mit dem untersuchten Körper 206 in Berührung gebracht, um eine Ultraschalldiagnose durchzuführen. Da der Kautschukbeutel 208 eine hohe Wasserdurchlässigkeit hat, verdunstet jedoch das entgaste Wasser 209 in dem Beutel 208 im Lauf der Zeit durch den Siliconkautschukbeutel 208. Infolgedessen muß jedesmal, wenn das Ultraschallübertragungsmedium 207 verwendet wird, entgastes Wasser 209 in den Beutel 208 eingespritzt werden. Da der Beutel 208, der das entgaste Wasser 209 enthält, dünn ist, hat dieser Beutel 208 außerdem eine niedrige Stoß- bzw. Schlagfestigkeit. Als Folge ist das Problem vorhanden, daß der Beutel 208 gelegentlich reißt, so daß das entgaste Wasser 209 zu dem untersuchten Körper 206 fließt oder dergleichen.
In der GB-A 2 009 563 ist eine Ultraschallsonde offenbart, die derart aufgebaut ist, daß zwischen einem Ultraschallwandler und einem Körper eine Abstandszelle vorhanden ist. Reflektierte Energie wird dadurch vermindert, daß Eingangs- und Ausgangsfläche der Abstandszelle in einem bestimmten Winkel geneigt sind. Der Werkstoff der Abstandszelle besteht vorzugsweise aus Elastomeren, insbesondere aus Naturkautschuk oder Polyurethan.
In der GB-A 2 009 563 wird jedoch nicht angedeutet, wie ein Ultraschallübertragungsmedium gebildet werden könnte, um die Eigenschaften einer Ultraschallsondeneinrichtung insbesondere in Richtung auf einen kleinen Ultraschalldämpfungskoeffizienten und eine Schallimpedanz, die in der Nähe der Impedanz des untersuchten Körpers liegt, zu verbessern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist entwickelt worden, um die vorstehend erwähnten Nachteile, die der herkömmlichen Ultraschallsonde mit einem Ultraschallübertragungsmedium eigen sind, zu beseitigen.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ultraschallsonde mit einem Ultraschallübertragungsmedium bereitzustellen, durch die ein Ultraschallbild mit einer hohen Empfindlichkeit und einem hohen Auflösungsvermögen erhalten werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Ultraschallsonde mit einem Ultraschallübertragungsmedium, bei der die Berührung der Ultraschallsonde mit einem untersuchten Körper und die Bedienbarkeit verbessert sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Ultraschallsondeneinrichtung mit einem Hauptteil einer Ultraschallsonde und einem Ultraschallübertragungsmedium, das aus Kautschuk mit Ausnahme von Siliconkautschuk hergestellt ist, bereitgestellt, wobei der Kautschuk ein Vernetzungsmittel in einer Menge enthält, die pro 100 Teile des erwähnten Kautschuks weniger als 0,8 Masseteile eines Hauptbestandteils des erwähnten Vernetzungsmittels beträgt, wobei das Ultraschallübertragungsmedium an einem Abschnitt zum Abgeben und Empfangen von Ultraschallwellen des Hauptteils der Ultraschallsonde angebracht ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Ultraschallübertragungsmedium bereitgestellt, das aus Kautschuk besteht, der mit einem Vernetzungsmittel vermischt und vernetzt ist, wie es vorstehend definiert ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden näheren Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich werden, wobei in den Zeichnungen:
Fig. 1 und Fig. 2 eine Abbildung bzw. eine Schnittzeichnung sind, die die herkömmlichen Ultraschallsonden zeigen;
Fig. 3 eine Schnittzeichnung ist, die eine Ultraschallsonde gemäß einer der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 4 eine graphische Darstellung zur Erläuterung von Ultraschalldämpfungskoeffizienten bei Ultraschallübertragungsmedien gemäß der vorliegenden Erfindung und gemäß Vergleichsbeispielen ist.

NÄHERE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Nachstehend wird nun unter Bezugnahme auf Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 3 ist eine Schnittzeichnung einer Ultraschallsonde einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 3 bezeichnet die Zahl 1 einen Hauptteil einer Ultraschallsonde; am unteren Abschnitt des Hauptteils befindet sich eine regelmäßige Anordnung 3 von Wandlerelementen, und die Anordnung 3 aus den Wandlerelementen hat eine Anzahl von schmalen, plattenförmigen Wandlerelementen, die linear nacheinander angeordnet sind. Auf der Oberfläche der Anordnung 3 aus den Wandlerelementen befindet sich eine akustische Anpassungsschicht 4, die aus einer oder mehr als einer Schicht besteht, und auf der vorderen Oberfläche der akustischen Anpassungsschicht 4 ist eine z. B. aus Siliconkautschuk bestehende Schallinse 5 zum Fokussieren von Ultraschallwellen angeordnet.
Jedes Wandlerelement der Anordnung 3 ist durch Anschlußleitungen 6 und ein Kabel 7 mit einem Hauptteil eines Ultraschalldiagnostikgeräts (nicht gezeigt) verbunden. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen der Schallinse 5 und einem untersuchten Körper oder einem menschlichen Körper 9 ein Ultraschallübertragungsmedium 8 angeordnet. Das Ultraschallübertragungsmedium 8 ist derart ausgebildet, daß es größer ist als die Berührungsfläche eines Abschnitts zum Abgeben und Empfangen von Ultraschallwellen des Hauptteils 1 der Ultraschallsonde, so daß die Berührungsfläche dieses Abschnitts durch das Medium 8 völlig bedeckt wird. Die Dicke des Mediums 8 beträgt etwa 1 bis 2 cm zur Anwendung auf eine im allgemeinen flache Oberfläche des untersuchten Körpers. Mit anderen Worten, für stark gewellte Oberflächen des untersuchten Körpers 9 kann ein dickeres Medium 8 verwendet werden. Die akustische Anpassungsschicht 4 und die Schallinse 5 werden zweckmäßigerweise verwendet, weil die akustische Anpassungsschicht 4 Ultraschallwellen wirksam übertragen bzw. fortleiten kann und weil die Schallinse 5 Ultraschallwellen fokussieren kann, um das Auflösungsvermögen zu verbessern, jedoch sind sie in Fig. 2 zur Vereinfachung nicht gezeigt. Bei dieser Ausführungsform arbeitet-die Ultraschallsonde, die das Ultraschallübertragungsmedium 8 hat, unabhängig davon, ob die akustische Anpassungsschicht 4 und die Schallinse 5 vorhanden sind, zufriedenstellend. Dieses Ultraschallübertragungsmedium 8 ist aus Kautschuken wie z. B. Butadienkautschuk hergestellt, der durch Peroxid vernetzt ist, das in einer Menge von 0,8 Masseteilen reinem Peroxid pro 100 Teile Butadienkautschuk zugesetzt wird. Die Schallimpedanz eines solchen Ultraschallübertragungsmediums 8 liegt in der Nähe der Schallimpedanz des untersuchten Körpers, und der Ultraschalldämpfungskoeffizient des Mediums 8 ist sehr klein.
Nachstehend wird der Betrieb der vorstehend erwähnten Ausführungsform beschrieben. Jedes der regelmäßig angeordneten Wandlerelemente erzeugt unter Anwendung von Spannungsimpulsen, die aus dem Hauptteil des Ultraschalldiagnostikgeräts durch das Kabel 7 abgegeben bzw. übertragen werden, der Reihe nach Ultraschallwellen. Die resultierenden Ultraschallwellen werden durch die akustische Anpassungsschicht 4, die Schallinse 5 und das Ultraschallübertragungsmedium 8 hindurch zu dem untersuchten Körper 9 emittiert. Die Ultraschallwellen, die innerhalb des untersuchten Körpers 9 reflektiert werden, werden durch dasselbe Wandlerelement, das die Ultraschallwellen emittiert hat, empfangen und in elektrische Signale umgewandelt. Die elektrischen Signale werden durch das Kabel 7 dem Hauptteil des Ultraschalldiagnostikgeräts zugeführt und derart verarbeitet, daß ein Ultraschallbild angezeigt wird.
Nun werden die Bestandteile des Ultraschallübertragungsmediums 8 beschrieben. Zuerst wird ein Beispiel beschrieben, bei dem durch Dicumylperoxid-Vernetzungsmittel vernetzter Butadienkautschuk verwendet wird. Dieses Dicumylperoxid-Vernetzungsmittel ist eine Mischung aus 40 Masseteilen Dicumylperoxid, das als Hauptbestandteil verwendet wird, und 60 Masseteilen Calciumcarbonat und ist als KAYAKUMIRU.D-40C (hergestellt von Kayaku-Nuri Co., Ltd.) bekannt. 100 Masseteile Butadienkautschuk werden mit 1,7 Masseteilen Dicumylperoxid-Vernetzungsmittel (d. h. 0,68 Masseteilen reinem Dicumylperoxid) vermischt, und die Mischung wird unter den Bedingungen einer Temperatur von etwa 170ºC und einer Zeit von etwa 15 min vernetzt. Die Schallimpedanz (etwa 1,44·10&sup5; g/cm²·s) des resultierenden Ultraschallübertragungsmediums 8 liegt in der Nähe der Schallimpedanz des untersuchten Körpers 9. Außerdem liegt auch die Schallgeschwindigkeit (1570 m/s) in dem Ultraschallübertragungsmedium 8 in der Nähe der Schallgeschwindigkeit in dem untersuchten Körper 9. Ferner hat der Ultraschalldämpfungskoeffizient bei einer Frequenz von 3,5 MHz den Wert von 0,18 dB/mm. Dieser Wert ist etwa 1/10 des Ultraschalldämpfungskoeffizienten von Siliconkautschuk, der 1,5 dB/mm beträgt.
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die zeigt, wie sich der Ultraschalldämpfungskoeffizient verändert, wenn die Menge des Dicumylperoxid-Vernetzungsmittels, das Butadienkautschuk zugesetzt wird, verändert wird. In Fig. 4 werden die Kurven von A bis C durch Mischungen und ihre Behandlung, die im folgenden beschrieben werden, erhalten. Zusammensetzung der Mischungen Masseteile Dicumylperoxid-Vernetzungsmittel (pro 100 Teile (Butadienkautschuk) Masseteile reines Dicumylperoxid (pro 100 Teile Butadienkautschuk)
Die Mischungen werden unter den Bedingungen einer Temperatur von etwa 170ºC und einer Zeit von etwa 15 min vernetzt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, nehmen die Ultraschalldämpfungskoeffizienten ab, wenn die Menge des Dicumylperoxid-Vernetzungsmittels vermindert wird. Wenn die Kurve A betrachtet wird, bei der 0,2 Teile Dicumylperoxid-Vernetzungsmittel zugesetzt werden, hat der Schalldämpfungskoeffizient bei einer Frequenz von 3,5 MHz den Wert von 0,12 dB/mm, und die Schallimpedanz (1,44· 10&sup5; g/cm²·s) ist gleich der durch Kurve C gezeigten.
Als Vergleichsbeispiele sind in Fig. 4 durch Kurve E und Kurve D der Ultraschalldämpfungskoeffizient des herkömmlichen Siliconkautschuks bzw. der Ultraschalldämpfungskoeffizient von vulkanisiertem Butadienkautschuk, dem pro 100 Masseteile Butadienkautschuk 1,5 Masseteile Schwefel zugesetzt wurden, gezeigt. Siliconkautschuk, der durch Kurve E gezeigt ist, hat einen großen Ultraschalldämpfungskoeffizienten, und ferner beträgt der durch Kurve D gezeigte Ultraschalldämpfungskoeffizient des durch Schwefel vulkanisierten Butadienkautschuks bei 3,5 MHz etwa 0,3 dB/mm, so daß der Wert größer ist als die Werte von Butadienkautschuken, die durch Dicumylperoxid-Vernetzungsmittel vernetzt sind.
Andererseits neigt der Ultraschalldämpfungskoeffizient von Butadienkautschuken dazu, entsprechend der Vergrößerung der Menge des Dicumylperoxid-Vernetzungsmittels zuzunehmen. In dem Fall, daß 100 Masseteilen Butadienkautschuk 3,4 Masseteile Dicumylperoxid-Vernetzungsmittel (d. h. 1,36 Masseteile reines Dicumylperoxid) zugesetzt werden, hat der Ultraschalldämpfungskoeffizient beispielsweise bei 3,5 MHz den Wert von 0,35 dB/mm, wobei dieser Wert größer ist als der Wert des durch Schwefel vulkanisierten Butadienkautschuks (in Fig. 4 durch Kurve D gezeigt). Außerdem nimmt in diesem Fall die Elastizität des vernetzten Butadienkautschuks stark ab, und dieser Kautschuk wird brüchig und krümelig, so daß dieser Kautschuk nicht praktisch verwendet werden kann. Der vernetzte Butadienkautschuk oder Butadiengummi hat einen niedrigen Ultraschalldämpfungskoeffizienten und kann praktisch verwendet werden, wenn die Menge des Dicumylperoxid- Vernetzungsmittels, die 100 Teilen Kautschuk zugesetzt wird, weniger als 2 Teile (d. h. 0,8 Teile reines Dicumylperoxid) beträgt.
Da die Schallimpedanz des vorstehend erwähnten Ultraschallübertragungsmediums 8 in der Nähe der Schallimpedanz des untersuchten Körpers 9 liegt, gibt es in der Nähe des untersuchten Körpers 9 keine Fehlanpassung, wodurch die auf Mehrfachreflexion zurückzuführende Verschlechterung des Auflösungsvermögens verhindert wird. Außerdem beträgt der Ultraschalldämpfungskoeffizient etwa 1/10 des Ultraschalldämpfungskoeffizienten des herkömmlichen Siliconkautschuks. Infolgedessen wird die Änderung der Empfindlichkeit in dem gesamten Untersuchungsbereich äußerst klein, wenn das Ultraschallübertragungsmedium 8 der vorliegenden Erfindung bei der in Fig. 1 gezeigten Ultraschallsonde mit Trapezabtastung verwendet wird. Wie vorstehend beschrieben wurde, wird diese Veränderung der Empfindlichkeit durch den Dickenunterschied zwischen dem mittleren Bereich, wo das Ultraschallübertragungsmedium 103 dünn ist, und den beiden Endbereichen, wo das Ultraschallübertragungsmedium 103 dick ist, verursacht. Als Folge ist es nicht notwendig, einen Empfindlichkeitskorrekturschaltkreis bereitzustellen. Als Hauptbestandteil des Ultraschallübertragungsmediums 8 der vorstehend erwähnten Ausführungsform wird Butadienkautschuk verwendet. Es können jedoch auch Naturkautschuk, Isoprenkautschuk, Butadien- Styrol-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk und dergleichen verwendet werden.
Anstelle des Dicumylperoxid-Vernetzungsmittels, das bei der vorstehend erwähnten Ausführungsform verwendet wird, können auch Benzoylperoxid, 1,4-(oder 1,3-)Bis(t-butylperoxyisopropyl)-benzol, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)-hexan, 1,1- Bis-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexan, n-Butyl-4,4-bis(tbutylperoxy)valerat, t-Butylperoxyisopropylcarbonat und dergleichen verwendet werden.
Außerdem wird bei dem Ultraschallübertragungsmedium 8 der vorstehend erwähnten Ausführungsform Butadienkautschuk mit Dicumylperoxid-Vernetzungsmittel in einer Menge des Hauptbestandteils des Vernetzungsmittels, wie sie vorstehend definiert ist, vermischt, und die resultierende Mischung wird vernetzt. Außerdem können der Mischung aus Butadienkautschuk und Dicumylperoxid-Vernetzungsmittel auch Ruß, Zinkoxid, Titandioxid, Siliciumdioxid, Calciumsilicat, kolloidales Calciumcarbonat oder dergleichen zugesetzt werden, um die Schallimpedanz des Ultraschallübertragungsmediums 8 in die Nähe der Schallimpedanz des untersuchten Körpers 9 zu bringen, wobei die Menge des reinen Vernetzungsmittels in dem ausgewählten Bereich von bis zu 0,8 Masseteilen pro 100 Teile Kautschuk liegt. Wenn der Mischung aus 100 Teilen Butadienkautschuk und 1,7 Teilen Dicumylperoxid- Vernetzungsmittel beispielsweise 28 Masseteile Ruß beigemischt werden und die Mischung vernetzt wird, erhält die Schallimpedanz des Ultraschallübertragungsmediums 8 den Wert von 1,65· 10&sup5; g/cm²·s, wobei dieser Wert im wesentlichen gleich der Schallimpedanz des untersuchten Körpers 9 (1,5 bis 1,6·10&sup5; g/ cm²·s) ist. In diesem Fall nimmt zwar der Ultraschalldämpfungskoeffizient (0,3 bis 0,4 dB/mm bei MHz) etwas zu, jedoch beträgt dieser Wert etwa 1/5 des Wertes bei dem herkömmlichen Siliconkautschuk, so daß das resultierende Ultraschallübertragungsmedium 8 in zufriedenstellender Weise praktisch verwendet werden kann. Wie aus den vorstehend beschriebenen Eigenschaften ersichtlich ist, können die vorstehend erwähnten Zusatzstoffe auch praktisch verwendet werden.
Bei dem Ultraschallübertragungsmedium 8 sind die erwünschten Eigenschaften wie folgt:
(1) Die Schallimpedanz liegt in der Nähe der Schallimpedanz des untersuchten Körpers 9 (1,5 bis 1,6·10&sup5; g/cm²·s).
(2) Der Ultraschalldämpfungskoeffizient ist klein.
(3) Dieses Medium 8 hat eine niedrige Härte und ist leicht zu handhaben, so daß es mit dem untersuchten Körper 9 in gute Berührung gebracht wird.
(4) Dieses Medium 8 zeigt chemische Beständigkeit.
Das Ultraschallübertragungsmedium 8 dieser Erfindung erfüllt die Eigenschaften (1) und (2), wie aus der vorstehenden näheren Beschreibung hervorgeht. Was (3), die erwünschte Härte des Mediums 8, angeht, so kann diese durch Änderung der Menge des Vernetzungsmittels in dem ausgewählten Bereich von bis zu 0,8 Masseteilen reinem Vernetzungsmittel pro 100 Teile Kautschuk frei erhalten werden. Beispielsweise beträgt die Härte (Shore- Härte A) etwa 50, wenn 100 Masseteilen Butadienkautschuk 2 Teile Dicumylperoxid-Vernetzungsmittel zugesetzt werden. Andererseits erhält die Härte (Shore-Härte A) einen Wert von etwa 30, wenn 100 Masseteilen Butadienkautschuk 0,5 Teile Dicumylperoxid-Vernetzungsmittel zugesetzt werden. Außerdem kann auch ein gelartiges Medium 8 erhalten werden, indem die Menge des Dicumylperoxid-Vernetzungsmittels in dem ausgewählten Bereich von bis zu 0,8 Masseteilen reinem Vernetzungsmittel pro 100 Teile Kautschuk vermindert wird. Somit kann auch ein Ultraschallübertragungsmedium 8 mit einer niedrigen Härte frei erhalten werden, so daß ein Medium 8 erhalten werden kann, das mit dem untersuchten Körper 9 in gute Berührung gebracht wird. Was (4) betrifft, zeigt dieses Medium 8 chemische Beständigkeit, so daß dieses Medium 8 gegen Wasser oder Alkohol, der sehr oft verwendet wird und keine schädlichen Wirkungen auf den untersuchten Körper 9 hat, beständig ist.
Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Ultraschallübertragungsmedium 8, das aus dem vernetzten Kautschuk besteht, zwischen den untersuchten Körper 8 und die Oberfläche des Abschnitts zum Abgeben und Empfangen der Ultraschallwellen gebracht. Es ist deshalb nicht notwendig, jedesmal, wenn ein Kautschukbeutel verwendet wird wie nach dem Stand der Technik, in den Beutel entgastes Wasser einzuspritzen. Außerdem gibt es kein Problem der Anfeuchtung des untersuchten Körpers 9 in dem Fall, daß der Beutel durch Stoß oder Schlag reißt. Des weiteren tritt in der Nähe der Grenze zwischen dem Medium 8 und dem untersuchten Körper 9 keine Mehrfachreflexion auf, weil die Schallimpedanz des Mediums 8 in der Nähe der Schallimpedanz des untersuchten Körpers 9 liegt. Ferner ist die auf die Verwendung des Mediums 8 zurückzuführende Verminderung der Empfindlichkeit gering, weil der Ultraschalldämpfungskoeffizient sehr klein ist. Des weiteren kann eine Ultraschallsonde erhalten werden, die mit dem untersuchten Körper 9 in gute Berührung gebracht wird, keine Verschlechterung der Eigenschaften zeigt und gut bedienbar ist, weil das Ultraschallübertragungsmedium 8 weich ist.
Bei der vorstehend erwähnten Ausführungsform sind die Ultraschallsonde des linearen Typs und die Ultraschallsonde des konvexen Typs beschrieben worden. Das Ultraschallübertragungsmedium 8 kann ferner auch auf die Ultraschallsonde des Duplextyps oder dergleichen angewandt werden. Das Ultraschallübertragungsmedium 8 kann durch Klebstoffe oder dergleichen an der Oberfläche des Abschnitts zum Abgeben und Empfangen der Ultraschallwellen des Hauptteils 1 der Ultraschallsonde befestigt werden und kann an den Hauptteilen der verschiedenen Typen von Ultraschallsonden abnehmbar angeordnet werden.
Eine Ultraschallsonde mit einem Ultraschallübertragungsmedium (8) gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei medizinischen Ultraschalldiagnostiksystemen zur Untersuchung und Kontrolle des Inneren eines untersuchten Körpers (9) durch Abgeben und Empfangen von Ultraschallsignalen verwendet. Die Ultraschallsonde umfaßt einen Hauptteil (1) und das Ultraschallübertragungsmedium (8), das aus Kautschuk hergestellt ist, der durch ein Vernetzungsmittel in dem ausgewählten Bereich von bis zu 0,8 Masseteilen reinem Vernetzungsmittel pro 100 Teile Kautschuk vernetzt ist. Das Ultraschallübertragungsmedium (8) wird zwischen den untersuchten Körper (9) und einen Abschnitt zum Abgeben und Empfangen der Ultraschallwellen des Hauptteils (1) der Ultraschallsonde gebracht, wenn das Ultraschallübertragungsmedium (8) verwendet wird.

Claims

1. Ultraschallsondeneinrichtung mit

(a) einem Hauptteil einer Ultraschallsonde, der einen Abschnitt zum Abgeben und Empfangen von Ultraschallwellen hat, und

(b) einem Ultraschallübertragungsmedium, das an dem erwähnten Abschnitt angebracht und aus Kautschuk mit Ausnahme von Siliconkautschuk hergestellt ist, wobei der erwähnte Kautschuk ein Vernetzungsmittel in einer Menge enthält, die pro 100 Teile des erwähnten Kautschuks weniger als 0,8 Masseteile eines Hauptbestandteils des erwähnten Vernetzungsmittels beträgt.

2. Ultraschallsondeneinrichtung nach Anspruch 1, bei der der erwähnte Kautschuk mindestens einer von Naturkautschuk, Isoprenkautschuk, Butadien-Styrol-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk und Butadienkautschuk ist.

3. Ultraschallsondeneinrichtung nach Anspruch 1, bei der das erwähnte Vernetzungsmittel mindestens eines von Dicumylperoxid, Benzoylperoxid, 1,4-(oder 1,3-)Bis(t-butylperoxyisopropyl)benzol, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)-hexan, 1,1-Bis-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexan, n-Butyl-4,4-bis(t-butylperoxy)valerat und t-Butylperoxyisopropylcarbonat ist.

4. Ultraschallsondeneinrichtung nach Anspruch 1, bei der das erwähnte Ultraschallübertragungsmedium an dem erwähnten Hauptteil der erwähnten Ultraschallsonde abnehmbar angeordnet ist.

5. Ultraschallsondeneinrichtung nach Anspruch 1, bei der eine Kontaktoberfläche des erwähnten Ultraschallübertragungsmediums größer ist als eine Oberfläche des erwähnten Abschnitts zum Abgeben und Empfangen von Ultraschallwellen des erwähnten Hauptteils der erwähnten Ultraschallsonde, wobei die erwähnte Kontaktoberfläche mit der erwähnten Oberfläche des erwähnten Abschnitts in Kontakt ist.

6. Ultraschallübertragungsmedium, das aus Kautschuk mit Ausnahme von Siliconkautschuk besteht, der durch ein Vernetzungsmittel vernetzt ist, wobei die Menge eines Hauptbestandteils des erwähnten Vernetzungsmittels pro 100 Teile des erwähnten Kautschuks weniger als 0,8 Masseteile beträgt.

7. Ultraschallübertragungsmedium nach Anspruch 6, bei dem der erwähnte Kautschuk mindestens einer von Naturkautschuk, Isoprenkautschuk, Butadienkautschuk, Butadien-Styrol-Kautschuk und Ethylen-Propylen-Kautschuk ist.

8. Ultraschallübertragungsmedium nach Anspruch 6, bei dem das erwähnte Vernetzungsmittel mindestens eines von Dicumylperoxid, Benzoylperoxid, 1,4-(oder 1,3-)Bis(t-butylperoxyisopropyl)benzol, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-butylperoxy)-hexan, 1,1-Bis-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexan, n-Butyl-4,4-bis(t-butylperoxy)valerat und t-Butylperoxyisopropylcarbonat ist.