JP2001238885A - Probe using ultrasound - Google Patents

Probe using ultrasound

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JP2001238885A
JP2001238885A JP2000054327A JP2000054327A JP2001238885A JP 2001238885 A JP2001238885 A JP 2001238885A JP 2000054327 A JP2000054327 A JP 2000054327A JP 2000054327 A JP2000054327 A JP 2000054327A JP 2001238885 A JP2001238885 A JP 2001238885A
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JP
Japan
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transmitting
vibration unit
ultrasonic probe
receiving
receiving section
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Application number
JP2000054327A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Okimura
康之 沖村
Kazue Obayashi
和重 大林
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication date
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  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a probe using ultrasound by which three-dimensional images in front of the probe and the images on the side of the probe are obtained simultaneously. SOLUTION: The probe using ultrasound is equipped with a part 10 which emits ultrasound forward and receives it from the front with multiple vibratory unit elements 2, which emit ultrasound forward, placed in a circular shape and a part 20 which emits ultrasound sideward and receives it from the sides with multiple vibratory unit elements 12, which emit ultrasound sideward, placed in a circumferential direction. Because of the structure, three-dimensional images in front of the probe can be obtained by dealing with the signals received at the part which emits ultrasound forward and receives it from the front, and intraluminal cross-sectional images can be obtained by dealing with the signals detected at a part which emits ultrasound sideward and receives it from the sides. Images that shows more accurate, intraluminal information are obtained by collecting all the information obtained by each part which emits and receives ultrasound.

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、医療用や工業用の超音
波内視鏡などに用いられる超音波探触子に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe used for medical and industrial ultrasonic endoscopes.

【0002】[0002]

【従来技術】超音波診断、特に超音波画像情報は今日の
臨床医学のあらゆる分野で必須の検査法になっている。
例えば血管中で、コレステロールの堆積による血栓に引
き起こされる動脈硬化は重大な疾病であるが、このよう
な血管の内部の異常を診断するためには、外部からでは
なく直接内部から観察する方が解像度の高い観察が期待
でき、効果的である。この場合、血管は血液で満たされ
ているため光学的な手段で画像を得ることは不可能であ
る。このような状況下では、超音波イメージングが有効
な視覚化法となり、血管内に超音波探触子を挿入し、血
管内の画像化を行うという診断法が行われている。
2. Description of the Related Art Ultrasound diagnostics, and in particular, ultrasound image information, have become indispensable examination methods in all fields of clinical medicine today.
For example, arteriosclerosis caused by blood clots due to cholesterol accumulation in blood vessels is a serious disease, but in order to diagnose abnormalities inside such blood vessels, it is better to observe directly from inside rather than from outside. Can be expected to be high and effective. In this case, it is impossible to obtain an image by optical means because the blood vessel is filled with blood. Under such circumstances, ultrasonic imaging is an effective visualization method, and a diagnostic method of inserting an ultrasonic probe into a blood vessel and imaging the blood vessel is being performed.

【0003】ところで、血管内超音波診断における従来
の方法は、図2で示すように、超音波ビームを血管の径
方向に送波し、二次元の画像を得るという方法が多く用
いられている(例えば、米国特許第4917097号、
米国特許第5840031号、特開平4−152800
等)。この方法では、探触子の側面に圧電素子を設置
し、機械的あるいは電気的に一周回転しスキャンするこ
とにより、血管壁の画像情報を得ることができる。しか
しこの方法では、通常Bモードと呼ばれる二次元の断面
図が得られるのみであり、医療的見地からは三次元画像
をリアルタイムで得ることが好ましく、その技術の確立
は医師からも要望されている。
As a conventional method for intravascular ultrasonic diagnosis, as shown in FIG. 2, a method of transmitting an ultrasonic beam in a radial direction of a blood vessel to obtain a two-dimensional image is often used. (For example, US Pat. No. 4,917,097,
U.S. Pat. No. 5,841,0031, JP-A-4-152800
etc). In this method, a piezoelectric element is installed on the side surface of the probe, and the image is rotated by one rotation mechanically or electrically to scan, thereby obtaining image information of a blood vessel wall. However, in this method, only a two-dimensional sectional view usually called a B-mode is obtained. From a medical point of view, it is preferable to obtain a three-dimensional image in real time, and establishment of the technique is also demanded by doctors. .

【0004】一方、その三次元画像を得るための手段と
して、図3で示すように、例えば探触子の先端に複数個
の圧電素子を配置し、そのうちの一素子から球面波を前
方に送波し、残りの全素子で受波させ、送波する素子を
順番に変換することにより、探触子の前方向の三次元画
像を得るという方法が提案されている(例えば、特開平
4−347147)。この手法で三次元画像を得るため
に、球面波を前方向に送波しうる探触子が用いられる。
On the other hand, as means for obtaining the three-dimensional image, as shown in FIG. 3, for example, a plurality of piezoelectric elements are arranged at the tip of a probe, and one of the elements transmits a spherical wave forward. There has been proposed a method of obtaining a forward three-dimensional image of a probe by oscillating, receiving by all the remaining elements, and sequentially converting elements to be transmitted (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 347147). In order to obtain a three-dimensional image by this method, a probe capable of transmitting a spherical wave in a forward direction is used.

【0005】これらの超音波探触子に使用される圧電素
子の材料として、微細加工が容易なPVDF(ポリフッ
化ビニリデン)等の圧電性ポリマーが用いられる。しか
し、感度などの点から電気機械結合係数のより高いセラ
ミックスを素子として用いることが好ましく、そこでP
T(チタン酸鉛)やPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等
の圧電セラミックスが材料として用いられている。
[0005] As a material of a piezoelectric element used for these ultrasonic probes, a piezoelectric polymer such as PVDF (polyvinylidene fluoride), which can be easily microfabricated, is used. However, it is preferable to use a ceramic having a higher electromechanical coupling coefficient as an element from the viewpoint of sensitivity and the like.
Piezoelectric ceramics such as T (lead titanate) and PZT (lead zirconate titanate) are used as materials.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな、超音波を超音波探触子の径方向に送波しうる側方
可視型の超音波探触子は、血管壁の二次元画像を得るこ
とができるが、探触子前方の情報が得られない。一方、
超音波を超音波探触子の前方向に送波しうる前方可視型
の超音波探触子は、探触子前方の三次元画像は得られる
が、側方の情報を得ることができない。
By the way, as described above, a side-visible ultrasonic probe capable of transmitting ultrasonic waves in the radial direction of the ultrasonic probe is a two-dimensional image of a blood vessel wall. Can be obtained, but information in front of the probe cannot be obtained. on the other hand,
A front-visible ultrasonic probe that can transmit ultrasonic waves in the forward direction of the ultrasonic probe can obtain a three-dimensional image in front of the probe, but cannot obtain information on the side.

【0007】本発明は、かかる従来構成の問題点を解決
しうる超音波探触子の提供を目的とするものである。
An object of the present invention is to provide an ultrasonic probe capable of solving the problems of the conventional configuration.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の超音波探触子
は、血管などの各種管腔内に挿入し、その内部の画像情
報を獲得しうる超音波探触子において、超音波を前方に
送波する振動単位要素を環状に複数配設してなる前方送
受波部と、超音波を側方に送波する振動単位要素を周方
向に沿って環状に複数配設してなる側方送受波部とを備
えたことを特徴とするものである(請求項1)。
SUMMARY OF THE INVENTION An ultrasonic probe of the present invention is inserted into various lumens such as blood vessels, and is capable of acquiring image information inside the ultrasonic probe. A front transmitting / receiving section in which a plurality of vibration unit elements for transmitting an ultrasonic wave are arranged in a ring, and a lateral side in which a plurality of vibration unit elements for transmitting ultrasonic waves to the side in a ring along the circumferential direction. And a transmission / reception unit (claim 1).

【0009】かかる構成にあって、前方送受波部の環状
に配設した複数の振動単位要素のうちの一振動単位要素
から超音波を前方に送波し、任意の被測定物からの反射
波を残りの全振動単位要素で受波させ、送波する振動単
位要素を順番に変換し、得られた信号を処理することに
より、前方の三次元の画像を得ることができる。また同
様に側方送受波部の環状に配設した複数の振動単位要素
のうちの一振動単位要素から超音波を側方に送波し、管
壁からの反射波を該振動単位要素または残りの振動単位
要素のうちの複数の振動単位要素で受波させ、この操作
を各振動単位要素について行ない、これにより得られた
信号を処理することにより、管腔の断面図を得ることが
できる。そして、各送受波部により獲得された情報を総
合することにより、管腔内のより正確な画像情報を得る
ことができる。
In this configuration, an ultrasonic wave is transmitted forward from one vibration unit element among a plurality of vibration unit elements arranged annularly in the front transmitting / receiving section, and a reflected wave from an arbitrary object to be measured is transmitted. Is received by all remaining vibration unit elements, the vibration unit elements to be transmitted are sequentially converted, and the obtained signals are processed, whereby a three-dimensional image in front can be obtained. Similarly, an ultrasonic wave is transmitted laterally from one vibration unit element of a plurality of vibration unit elements arranged annularly in the side transmitting / receiving unit, and a reflected wave from the tube wall is transmitted to the vibration unit element or the remaining. By receiving a wave with a plurality of vibration unit elements among the above vibration unit elements, performing this operation for each vibration unit element, and processing a signal obtained thereby, a sectional view of the lumen can be obtained. Then, by integrating the information acquired by each transmitting / receiving unit, more accurate image information in the lumen can be obtained.

【0010】ここで、側方送受波部の振動単位要素とし
ては、微小な矩形板状又は扇状の圧電セラミック片又は
圧電性ポリマーの内外面に電極を形成してなる振動単位
要素を周方向に複数個配列して構成したものが用いられ
る(請求項2)。
Here, as the vibration unit element of the side transmitting / receiving section, a vibration unit element formed by forming electrodes on the inner and outer surfaces of a small rectangular plate or fan-shaped piezoelectric ceramic piece or a piezoelectric polymer is used in the circumferential direction. A configuration in which a plurality are arranged is used (claim 2).

【0011】また、同様に前方送受波部にも圧電セラミ
ック片が用いられ得る。この圧電セラミック片として
は、通常、短円柱状の形態が好ましく用いられるが、こ
のほかに、四角柱など種々の形態が考えられる。また四
角柱などの平面非円形とした場合にあって、その表裏面
に形成される部分電極を円形とすることにより実質的に
円柱状と同等の指向特性を生じさせることも可能であ
る。さらには圧電セラミックス片の表面は、平面に限ら
ず、球状等として凸レンズ又は凹レンズの作用を生じる
構成としても良い。このように、表面を球面とすること
により、指向特性を変えることができる。このように指
向特性を改善した振動単位要素を、例えば円周方向に沿
って配設し、そのうちの一振動単位要素から球面波を前
方に送波し、残りの全振動単位要素で受波させ、送波す
る振動単位要素を順番に変換し、得られた信号を処理す
ることにより、三次元の画像を得ることができる。ま
た、かかる構成にあっては、超音波探触子自体が非常に
小さいため、微小素子の配列が困難な場合がある。そこ
で、あらかじめ円筒状に一体化して成型され、圧電性が
付与された圧電セラミックを切断して、個々の振動単位
要素としても良い。
[0011] Similarly, a piezoelectric ceramic piece may be used in the front wave transmitting / receiving section. Usually, a short columnar shape is preferably used as the piezoelectric ceramic piece, but other various shapes such as a quadrangular prism can be considered. Further, in the case of a plane non-circular shape such as a quadrangular prism, it is possible to produce a directional characteristic substantially equivalent to a cylindrical shape by making the partial electrodes formed on the front and back surfaces circular. Further, the surface of the piezoelectric ceramic piece is not limited to a flat surface, but may be a spherical shape or the like, in which a convex lens or a concave lens is formed. Thus, by making the surface spherical, the directional characteristics can be changed. Vibration unit elements with improved directional characteristics are arranged, for example, in the circumferential direction, and a spherical wave is transmitted forward from one of the vibration unit elements, and received by all the remaining vibration unit elements. By sequentially converting the vibration unit elements to be transmitted and processing the obtained signal, a three-dimensional image can be obtained. Further, in such a configuration, the ultrasonic probe itself is very small, so that it may be difficult to arrange the microelements. Therefore, it is also possible to cut the piezoelectric ceramic which has been integrally molded into a cylindrical shape and which has been provided with the piezoelectric property in advance, to form individual vibration unit elements.

【0012】側方送受波部は、円筒状圧電セラミック片
又は円筒状圧電性ポリマーの内外面のうち一方の面に、
周方向へ所定間隔で部分電極を形成し、他方の面に、一
方の面に形成された部分電極と対向させて、部分電極又
は全周に渡る共通電極を形成して、内外で対向する部分
電極間又は部分電極と共通電極間を振動単位要素として
構成することができる(請求項3)。
The side wave transmitting / receiving part is provided on one of the inner and outer surfaces of the cylindrical piezoelectric ceramic piece or the cylindrical piezoelectric polymer.
A partial electrode is formed at a predetermined interval in the circumferential direction, and the other surface is opposed to the partial electrode formed on one surface, and a partial electrode or a common electrode is formed over the entire circumference, and a portion facing inside and outside is formed. A portion between the electrodes or between the partial electrode and the common electrode can be configured as a vibration unit element.

【0013】また、シート状に成型し、電極を形成した
圧電性ポリマ一を屈曲させて円筒状に成型し、各々の表
裏面で対向する電極部分を振動単位要素としても良い。
Further, the piezoelectric polymer having the electrodes formed therein may be formed into a cylindrical shape by bending the piezoelectric polymer on which the electrodes are formed, and the electrode portions facing each other on the front and back surfaces may be used as vibration unit elements.

【0014】このように構成する場合には、各振動単位
要素は物理的に連続しているため、円環状に配列する組
み付け工程及びその保持構成を要しない利点がある。こ
こで内外面のうちいずれかを共通電極により構成し、該
共通電極をアース電極とした場合には、共通電極を用い
ているから、電極形成が容易となる利点がある。勿論、
各圧電セラミック片の表裏面に夫々独立した電極を形成
しても良い。尚、アース電極のある面を送受波面として
も良い。かかる構成にあって、振動単位要素のある部分
のみが圧電性を有し、指向角やその他の特性も振動単位
要素の形状に相応な値となる。
In such a configuration, since the respective vibration unit elements are physically continuous, there is an advantage that an assembling step of arranging in an annular shape and a holding configuration thereof are not required. Here, when any one of the inner and outer surfaces is constituted by a common electrode and the common electrode is used as a ground electrode, the common electrode is used, so that there is an advantage that the electrode can be easily formed. Of course,
Independent electrodes may be formed on the front and back surfaces of each piezoelectric ceramic piece. Note that the surface with the ground electrode may be used as the wave transmitting / receiving surface. In such a configuration, only a certain portion of the vibration unit element has piezoelectricity, and the directional angle and other characteristics have values corresponding to the shape of the vibration unit element.

【0015】さらに本発明は、血管などの各種管腔内に
挿入し、その内部の画像情報を獲得しうる超音波探触子
において、超音波を前外方へ傾斜する方向に送波する振
動単位要素を周方向に沿って環状に複数配設してなる傾
斜送受波部を備えたことを特徴とするものである(請求
項4)。
Further, the present invention relates to an ultrasonic probe which is inserted into various lumens such as blood vessels and can acquire image information therein, and transmits ultrasonic waves in a direction inclined forward and outward. An inclined transmission / reception unit comprising a plurality of unit elements arranged annularly along the circumferential direction is provided (claim 4).

【0016】このように超音波を前外方へ放射すること
によりその側方から前方に渡る領域の画像情報を獲得で
きる。
By radiating the ultrasonic waves forward and outward in this manner, image information of a region extending from the side to the front can be obtained.

【0017】かかる傾斜送受波部を備えた構成にあっ
て、さらに上述した超音波を側方に送波する振動単位要
素を周方向に沿って環状に複数配設してなる側方送受波
部を併設することもできる(請求項5)。この構成にあ
っては、傾斜送受波部により側方から前方に渡る領域の
画像情報を獲得できるとともに、該側方の画像情報をさ
らに正確に把握することができる。
In the configuration provided with such an inclined transmitting / receiving section, a side transmitting / receiving section in which a plurality of the vibration unit elements for transmitting the above-mentioned ultrasonic waves to the side are annularly arranged along the circumferential direction. (Claim 5). In this configuration, it is possible to acquire the image information of the region extending from the side to the front by the inclined wave transmitting / receiving unit, and to more accurately grasp the image information of the side.

【0018】かかる傾斜送受波部を備えた構成として、
前部を多角錐形状あるいは円錐形状等の傾斜錐面を備え
た形状とし、その傾斜錐面に沿って振動単位要素を環状
に複数配設して傾斜送受波部を構成した構成が提案され
る(請求項6)。この場合に、側方送受波部を設ける場
合には、該錐面の後部の円周面に振動単位要素を周方向
に沿って配設すればよい。
[0018] As a configuration provided with such an inclined transmitting / receiving section,
A configuration is proposed in which the front portion has a shape having an inclined conical surface such as a polygonal pyramid shape or a conical shape, and a plurality of vibration unit elements are annularly arranged along the inclined conical surface to form an inclined transmitting / receiving portion. (Claim 6). In this case, when the side transmitting / receiving section is provided, the vibration unit element may be provided along the circumferential direction on the circumferential surface behind the conical surface.

【0019】さらにかかる傾斜送受波部を備えた構成に
あって、さらに上述した超音波を前方に送波する振動単
位要素を周方向に沿って環状に複数配設してなる前方送
受波部を併設することもできる(請求項7)。この構成
にあっては、傾斜送受波部により側方から前方に渡る領
域の画像情報を獲得できるとともに、該前方の画像情報
をさらに正確に把握することができる。
In the above-described configuration having the inclined transmitting / receiving section, a front transmitting / receiving section in which a plurality of vibration unit elements for transmitting the above-mentioned ultrasonic waves forward are annularly arranged along the circumferential direction. It can also be provided side by side (claim 7). According to this configuration, the image information of the region extending from the side to the front can be acquired by the inclined transmitting / receiving unit, and the image information of the front can be more accurately grasped.

【0020】また、超音波を前方に送波する振動単位要
素を環状に複数配設してなる前方送受波部を前部に備
え、超音波を前外方へ傾斜する方向に送波する振動単位
要素を周方向に沿って環状に複数配設してなる傾斜送受
波部を備え、さらに超音波を側方に送波する振動単位要
素を周方向に沿って環状に複数配設してなる側方送受波
部を備えた構成も提案される(請求項8)。この構成に
あっては、傾斜送受波部により側方から前方に渡る領域
の画像情報を獲得できるとともに、該前方の画像情報及
び側方の画像情報をさらに正確に把握することができ、
このため側方から前方に渡り広い範囲の画像情報を可及
的正確に得ることができる。
Further, a front transmitting / receiving section in which a plurality of vibration unit elements for transmitting ultrasonic waves forward are provided in a ring shape is provided at a front portion, and vibration for transmitting ultrasonic waves in a direction inclined forward and outward is provided. It is provided with an inclined wave transmitting / receiving section in which a plurality of unit elements are annularly arranged along the circumferential direction, and a plurality of vibration unit elements for transmitting ultrasonic waves to the side are annularly arranged along the circumferential direction. A configuration including a side transmitting / receiving section is also proposed (claim 8). In this configuration, it is possible to obtain image information of a region extending from the side to the front by the inclined transmitting / receiving unit, and to more accurately grasp the image information of the front and the image information of the side,
Therefore, a wide range of image information can be obtained as accurately as possible from the side to the front.

【0021】上述した傾斜送受波部及び前方送受波部を
備えた構成にあっては、前部を截頭多角錐形状あるいは
截頭円錐形状等の先端部を切り落とした形状とし、その
截頭表面に振動単位要素を環状に複数配設して前方送受
波部を構成し、その傾斜錐面に沿って振動単位要素を環
状に複数配設して傾斜送受波部を構成することができる
(請求項9)。この場合に、側方送受波部を設ける場合
には、該錐面の後部の円周面に振動単位要素を周方向に
沿って配設すればよい。
In the above-described configuration having the inclined wave transmitting / receiving section and the front wave transmitting / receiving section, the front portion has a truncated polygonal pyramidal shape or a truncated conical shape with a truncated tip, and the truncated surface is formed. A plurality of vibration unit elements are annularly arranged to form a front wave transmitting / receiving section, and a plurality of vibration unit elements are annularly arranged along the inclined conical surface to form an inclined wave transmitting / receiving section. Item 9). In this case, when the side transmitting / receiving section is provided, the vibration unit element may be provided along the circumferential direction on the circumferential surface behind the conical surface.

【0022】さらに本発明にあっては、血管などの各種
管腔内に挿入し、その内部の画像情報を獲得しうる超音
波探触子において、前部が球面状に形成され、その球面
上に振動単位要素が複数配設されてなる構成に係るもの
である(請求項10)。この構成にあっては、球面から
放射状に超音波が送波されるものであるから、側方から
前方に至る情報が間断なく捕捉され、多様な画像情報を
得ることができる。
Further, according to the present invention, in an ultrasonic probe which can be inserted into various lumens such as blood vessels and obtain image information therein, the front portion is formed in a spherical shape, (Claim 10). In this configuration, since ultrasonic waves are transmitted radially from the spherical surface, information from the side to the front is continuously captured, and various image information can be obtained.

【0023】上述の構成にあって、振動単位要素が、圧
電セラミック材料をシート化し、該シートを金型を用い
て打ち抜き、さらに焼成することによって作製された圧
電セラミック片を主基板とし、その表裏面に電極を形成
して構成することができる(請求項11)。この構成に
よれば、粉末のセラミック材料を成型して焼成したもの
と異なり、微小な圧電セラミック片を容易に製造するこ
とができ、該圧電セラミック片を振動子として用いるこ
とにより超音波探触子の小型化(細径化)が可能とな
る。
In the above-described structure, the vibration unit element forms a piezoelectric ceramic material into a sheet, punches the sheet using a mold, and fires the sheet to form a piezoelectric ceramic piece as a main substrate. An electrode can be formed on the rear surface (claim 11). According to this configuration, unlike the one obtained by molding and firing a powdery ceramic material, a minute piezoelectric ceramic piece can be easily manufactured, and by using the piezoelectric ceramic piece as a vibrator, an ultrasonic probe is used. Can be made smaller (smaller diameter).

【0024】また、前方送受波部を構成する振動単位要
素を円形とすることにより、指向角の大きい整一な球面
波を前方に送波することが可能となり、超音波探触子を
血管などの各種管腔内に挿入した場合にあって、探触子
のより近傍の正確な画像情報を得ることができる(請求
項12)。
Further, by making the vibration unit element constituting the front transmitting / receiving section circular, it is possible to transmit a uniform spherical wave having a large directivity angle forward, and to connect the ultrasonic probe to a blood vessel or the like. In this case, accurate image information in the vicinity of the probe can be obtained.

【0025】さらにまた、本発明の超音波探触子の構成
にあっては、側方送受波部を、表裏方向に分極された圧
電セラミック片の表面に前面電極が、その裏面に背面電
極が夫々形成されてなる複数の振動単位要素を、基材中
に埋入保持して構成してもよい(請求項13)。
Furthermore, in the configuration of the ultrasonic probe of the present invention, the front and rear electrodes are provided on the side of the piezoelectric ceramic piece polarized in the front and back directions, and the back and forth electrodes are provided on the side of the side transmitting / receiving section. A plurality of vibration unit elements formed respectively may be embedded and held in a base material.

【0026】ここで、該基材の一部により、音響整合部
またはバッキング部を形成しても良い。すなわち、複数
の振動単位要素が、血液などの被検知媒体の音響インピ
ーダンスと整合し得る材料からなる基材中に埋入保持さ
れると共に、振動単位要素の外面電極が基材で肉厚状に
覆われて、該肉厚の被覆部分を音響整合部としてなる送
受波部が適用され得る。かかる構成にあっては、超音波
探触子を構成する場合に、音響整合層が不要となる。こ
こでこの基材としては、例えば、エポキシ系樹脂等が用
いられ得る。
Here, an acoustic matching portion or a backing portion may be formed by a part of the base material. That is, a plurality of vibration unit elements are embedded and held in a base material made of a material that can match the acoustic impedance of a medium to be detected such as blood, and the outer surface electrodes of the vibration unit elements are thickened by the base material. A transmitting and receiving unit that is covered and uses the thick covering portion as an acoustic matching unit can be applied. In such a configuration, when configuring the ultrasonic probe, the acoustic matching layer becomes unnecessary. Here, as the substrate, for example, an epoxy resin or the like can be used.

【0027】また、複数の振動単位要素が、入射した音
波の透過を阻止し得る材料からなる基材中に埋入保持さ
れると共に、振動単位要素の内面電極が基材で肉厚状に
覆われて、該肉厚の被覆部分をバッキング部としてなる
送受波部も適用され得る。かかる構成にあっては、超音
波探触子を構成する場合に、バッキング層が不要とな
る。ここでこの基材としては、例えば、エポキシ系樹
脂,フッ素樹脂,シリコン樹脂等の樹脂材料に、骨材,
金属粉を混合し、入射した音波を熱エネルギーに変換し
て消失させ得る材料が用いられる。
A plurality of vibration unit elements are embedded and held in a base material made of a material capable of blocking transmission of incident sound waves, and the inner electrodes of the vibration unit elements are thickly covered with the base material. In addition, a wave transmitting / receiving section in which the thick covering portion is used as a backing section can be applied. In such a configuration, a backing layer is not required when configuring an ultrasonic probe. Here, as the base material, for example, a resin material such as an epoxy resin, a fluororesin, a silicon resin, an aggregate,
A material is used in which metal powder is mixed and incident sound waves can be converted into heat energy and eliminated.

【0028】上述した各構成にあっては例えば、血管内
の診断に用いた場合、超音波探触子前方の三次元画像を
リアルタイムで得ることができる。このため、従来は二
次元画像をもとに医師が頭の中で組み立てていた三次元
画像を可視化することが可能となり、これと同時に、超
音波探触子側方の画像すなわち管腔の断面図をも得るこ
とができ、超音波診断法の精度を向上させることができ
る。
In each of the above-described configurations, for example, when used for diagnosis of a blood vessel, a three-dimensional image in front of the ultrasonic probe can be obtained in real time. This makes it possible to visualize a three-dimensional image that was previously assembled by a physician in the head based on a two-dimensional image, and at the same time, an image on the side of the ultrasonic probe, that is, a cross section of the lumen. A diagram can also be obtained, and the accuracy of the ultrasonic diagnostic method can be improved.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】図4は、本発明の請求項1に記載
の超音波探触子1を示す斜視図である。また、超音波探
触子1の断面図を図1に示す。
FIG. 4 is a perspective view showing an ultrasonic probe 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a cross-sectional view of the ultrasonic probe 1.

【0030】この超音波探触子1は、圧電素子片からな
る複数の前方向送受波用振動単位要素2を基材5中に担
持してなる前方送受波部10を備える。この送受波部1
0は送受波面側に音響整合層8が配設され、背面側にバ
ッキング層9が配設されてなる。また、超音波探触子1
は、前方送受波部10の後方に、複数の側方向送受波用
振動単位要素12を担持してなる側方送受波部20を備
える。この側方送受波部20は、該送受波部20の送受
波面側に音響整合層18が配設され、背面側にバッキン
グ層19が配設されてなる。さらにこの積層体に短管状
の外側ケース27が外嵌され、該外側ケース27には、
ケーブル28が接着剤29を用いて嵌着される。
The ultrasonic probe 1 includes a front transmitting / receiving section 10 in which a plurality of forward transmitting / receiving vibration unit elements 2 each composed of a piezoelectric element piece are held in a base material 5. This transmitting / receiving section 1
No. 0 has an acoustic matching layer 8 on the transmitting / receiving surface side and a backing layer 9 on the back side. Also, the ultrasonic probe 1
Is provided with a side wave transmitting / receiving unit 20 carrying a plurality of vibration unit elements 12 for side wave transmitting / receiving behind the front wave transmitting / receiving unit 10. The side transmitting / receiving section 20 includes an acoustic matching layer 18 disposed on the transmitting / receiving surface side of the transmitting / receiving section 20 and a backing layer 19 disposed on the back side. Further, a short tubular outer case 27 is externally fitted to the laminate, and the outer case 27
A cable 28 is fitted using an adhesive 29.

【0031】ここで音響整合層8,18は、音波が有効
に放射され、かつ直進するように、被検知媒体である血
液などの音響インピーダンスと整合する材料、例えばエ
ポキシ系樹脂などにより形成される。また、バッキング
層9,19は、振動単位要素2,12の背面側へ音波が
放射されないように制限するものであり、エポキシ系樹
脂などの樹脂材料に、セラミック粉、金属粉を混合して
なり、入射した音波を熱エネルギーに変換して消失させ
るようにしている。ここで、基材5,15の一部によ
り、音響整合部またはバッキング部を形成しても良く、
かかる構成にあっては、超音波探触子を構成する場合
に、音響整合層またはバッキング層を別途配設する必要
がない。
Here, the acoustic matching layers 8 and 18 are formed of a material, such as an epoxy resin, that matches the acoustic impedance of the detection medium, such as blood, so that sound waves can be effectively emitted and go straight. . The backing layers 9 and 19 limit the sound waves from being radiated to the back side of the vibration unit elements 2 and 12, and are formed by mixing ceramic powder and metal powder with a resin material such as an epoxy resin. The incident sound waves are converted into heat energy and eliminated. Here, an acoustic matching portion or a backing portion may be formed by a part of the base materials 5 and 15,
In such a configuration, when configuring the ultrasonic probe, it is not necessary to separately provide an acoustic matching layer or a backing layer.

【0032】前方送受波部10の構成を図1に従ってさ
らに詳細に説明する。受波部10は、基材5中に複数の
振動単位要素2を円周方向に等間隔で配設してなる。こ
こで振動単位要素2は、表裏方向に分極された圧電セラ
ミック片の、その表面に前面電極3が、その裏面に背面
電極4が夫々形成されてなる。
The structure of the front wave transmitting / receiving section 10 will be described in more detail with reference to FIG. The wave receiving unit 10 is configured by arranging a plurality of vibration unit elements 2 in a base material 5 at equal intervals in a circumferential direction. Here, the vibration unit element 2 is formed by a front electrode 3 formed on the front surface and a back electrode 4 formed on the back surface of a piezoelectric ceramic piece polarized in the front and back directions.

【0033】この振動単位要素2は、図中、前面電極3
を共通電極とし、基材5を含めた送受波部10の前面に
形成された全面電極により構成されており、アース電極
としている。また、この振動単位要素2は短円柱状をな
し、該振動単位要素2の背面に円形の背面電極4を形成
している。また、図中、前面電極3から周縁へ結線部を
延出し、該結線部にリード線6を接続し、各背面電極4
にリード線7を接続して、各振動単位要素2への配線を
確保している。このように結線部を形成することによ
り、リード線6の接続が容易となる。
The vibration unit element 2 includes a front electrode 3
Is a common electrode, is constituted by a full-surface electrode formed on the front surface of the wave transmitting / receiving section 10 including the base member 5, and is a ground electrode. The vibration unit element 2 has a short columnar shape, and a circular back electrode 4 is formed on the back of the vibration unit element 2. Also, in the figure, a connection portion extends from the front electrode 3 to the periphery, and a lead wire 6 is connected to the connection portion.
Are connected to the lead wires 7 to secure the wiring to each vibration unit element 2. By forming the connection portion in this manner, the connection of the lead wire 6 becomes easy.

【0034】ここで、振動単位要素2としては、円柱状
のほか四角柱など種々の形態が考えられる。また前記角
柱などの平面非円形とした場合にあって、その表裏面に
形成される部分電極を円形とすることにより実質的に円
柱状と同等の指向特性を生じさせることも可能である。
Here, as the vibration unit element 2, various forms such as a square pillar and a square pillar can be considered. Further, in the case of a planar non-circular shape such as the prism, by forming the partial electrodes formed on the front and back surfaces thereof to be circular, it is possible to produce a directional characteristic substantially equivalent to a cylindrical shape.

【0035】次に、側方送受波部20の構成を、同じく
図1に従って説明する。この側方送受波部20は、複数
の側方送受波用振動単位要素12を円筒(円柱)の側面
上に等間隔で配設してなる。ここで振動単位要素12
は、表裏方向に分極された圧電セラミック片の、その表
面に前面電極13が、その裏面に背面電極14が夫々形
成されてなる。
Next, the configuration of the side transmitting / receiving section 20 will be described with reference to FIG. The side wave transmitting / receiving unit 20 includes a plurality of side wave transmitting / receiving vibration unit elements 12 arranged at equal intervals on a side surface of a cylinder (column). Where the vibration unit element 12
The front surface electrode 13 is formed on the surface of a piezoelectric ceramic piece polarized in the front and back directions, and the back electrode 14 is formed on the back surface.

【0036】この振動単位要素12は、図中、前面電極
13を共通電極とし、送受波部20の送受波面に形成さ
れた全面電極により構成されており、アース電極として
いる。また、この振動単位要素12は矩形板状をなし、
該振動単位要素12の背面に背面電極14を形成してい
る。また、図中、前面電極13から周縁へ結線部を延出
し、該結線部にリード線16を接続し、各背面電極14
にリード線17を接続して、各振動単位要素12への配
線を確保している。このように結線部を形成することに
より、リード線16の接続が容易になる。
The vibration unit element 12 has a front electrode 13 as a common electrode in the drawing, and is constituted by a full-surface electrode formed on the wave transmitting / receiving surface of the wave transmitting / receiving section 20 and serves as a ground electrode. The vibration unit element 12 has a rectangular plate shape,
A back electrode 14 is formed on the back of the vibration unit element 12. In the figure, a connection portion extends from the front electrode 13 to the periphery, and a lead wire 16 is connected to the connection portion.
Are connected to lead wires 17 to secure wiring to each vibration unit element 12. By forming the connection portion in this manner, the connection of the lead wire 16 becomes easy.

【0037】ここで超音波探触子1を構成する側方送受
波部20としては、請求項2に記載の如く、図5で示さ
れるような矩形板状の圧電セラミック片12を主基板と
し、その表裏面に電極13及び14を対向させて形成
し、円環状に配列して側方送受波部21としたもののほ
か、種々の形態が考えられる。例えば、図6で示される
ように扇形状の圧電セラミック片12’に外側電極1
3’及び内側電極14’を対向させて形成し、円環状に
配列して側方送受波部22としてもよい。この場合、あ
らかじめ円筒状に成形され、圧電性が付与された圧電セ
ラミックを切断して、個々の振動単位要素とすることも
好適におこなわれる。また、図7及び図8で示されるよ
うに、シート状に成型した圧電性ポリマーを屈曲させて
円筒状に成型し、振動単位要素とすることも可能であ
る。この場合、請求項3に記載の如く、円筒状に成型し
た圧電セラミックまたは圧電性ポリマー25の内外面の
うち一方の面に、周方向へ所定間隔で部分電極13’を
形成し、他方の面に、図7で示されるように、一方の面
に形成された部分電極13’と対向させて、部分電極1
4’を形成して、内外で対向する部分電極間を振動単位
要素とし、側方送受波部23を構成してもよい。あるい
は図8で示されるように、全周にわたる共通電極14”
を形成して、内外で対向する部分電極13’と共通電極
14”の間を振動単位要素とし、側方送受波部24を構
成してもよい。
Here, as the side wave transmitting / receiving section 20 constituting the ultrasonic probe 1, a rectangular plate-shaped piezoelectric ceramic piece 12 as shown in FIG. Besides, the electrodes 13 and 14 are formed on the front and back surfaces thereof to face each other, and are arranged in an annular shape to form the side wave transmitting / receiving section 21, and various forms can be considered. For example, as shown in FIG. 6, the outer electrode 1 is attached to the fan-shaped piezoelectric ceramic piece 12 '.
3 'and the inner electrode 14' may be formed to face each other, and may be arranged in an annular shape to form the side wave transmitting / receiving unit 22. In this case, it is also preferable to cut the piezoelectric ceramic which has been formed into a cylindrical shape and has piezoelectricity in advance into individual vibration unit elements. Further, as shown in FIGS. 7 and 8, it is also possible to bend the piezoelectric polymer molded into a sheet shape and mold it into a cylindrical shape to form a vibration unit element. In this case, the partial electrodes 13 'are formed at predetermined intervals in the circumferential direction on one of the inner and outer surfaces of the piezoelectric ceramic or the piezoelectric polymer 25 molded into a cylindrical shape, and the other surface is formed. As shown in FIG. 7, the partial electrode 1 ′ is opposed to the partial electrode 13 ′ formed on one surface.
4 'may be formed, and the side wave transmitting / receiving section 23 may be configured by using a portion between the partial electrodes facing inside and outside as a vibration unit element. Alternatively, as shown in FIG. 8, the common electrode 14 ″ over the entire circumference
May be formed, and the side wave transmitting / receiving unit 24 may be configured by using a portion between the partial electrode 13 ′ facing inside and outside and the common electrode 14 ″ as a vibration unit element.

【0038】図9は、本発明の請求項4に記載の超音波
探触子31の傾斜送受波部30を示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing an inclined wave transmitting / receiving section 30 of the ultrasonic probe 31 according to the fourth aspect of the present invention.

【0039】この傾斜送受波部30は、複数の振動単位
要素32を基材35中に担持してなり、該傾斜送受波部
30の送受波面側に音響整合層38を配設し、背面側に
バッキング層39を配設してなる。
The inclined transmitting / receiving section 30 has a plurality of vibration unit elements 32 supported in a base material 35, and an acoustic matching layer 38 is disposed on the transmitting / receiving surface side of the inclined transmitting / receiving section 30. Is provided with a backing layer 39.

【0040】この傾斜送受波部30は、複数の送受波用
振動単位要素32を円錐または角錐の傾斜錘面上に等間
隔で配設してなる。ここで振動単位要素32は、表裏方
向に分極された圧電セラミック片の、その表面に前面電
極33が、その裏面に背面電極34が夫々形成されてな
る。この振動単位要素32は、図中、前面電極33を共
通電極とし、傾斜送受波部30の送受波面に形成された
全面電極により構成されており、アース電極としてい
る。また、図中、前面電極33にリード線36を接続
し、各背面電極34にリード線37を接続して、各振動
単位要素32への配線を確保している。
The inclined wave transmitting / receiving section 30 has a plurality of transmitted / received vibration unit elements 32 arranged at equal intervals on the surface of a cone or a pyramid. Here, the vibration unit element 32 is formed by forming a front electrode 33 on the front surface and a back electrode 34 on the back surface of a piezoelectric ceramic piece polarized in the front and back directions. In this figure, the vibration unit element 32 has a front electrode 33 as a common electrode, and is constituted by a full-surface electrode formed on the transmitting / receiving surface of the inclined transmitting / receiving section 30 and serves as a ground electrode. In the figure, a lead wire 36 is connected to the front electrode 33, and a lead wire 37 is connected to each back electrode 34 to secure wiring to each vibration unit element 32.

【0041】図10は、本発明の請求項5に記載の超音
波探触子41の傾斜送受波部30及び側方送受波部40
を示す断面図である。
FIG. 10 shows an inclined wave transmitting / receiving section 30 and a side wave transmitting / receiving section 40 of an ultrasonic probe 41 according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG.

【0042】この傾斜送受波部30及び側方送受波部4
0は、複数の送受波用振動単位要素32及び42を基材
45中に担持してなり、送受波部30及び40の送受波
面側に音響整合層48を配設し、背面側にバッキング層
49を配設してなる。
The inclined transmitting / receiving section 30 and the side transmitting / receiving section 4
Numeral 0 designates a plurality of transmission / reception vibration unit elements 32 and 42 supported in a base material 45, an acoustic matching layer 48 provided on the transmission / reception surface side of the transmission / reception units 30 and 40, and a backing layer provided on the back side. 49 are provided.

【0043】これらのうち傾斜送受波部30は、複数の
送受波用振動単位要素32を円錐または角錐の傾斜錘面
上に等間隔で配設してなり、また側方送受波部40は、
複数の送受波用振動単位要素42を円柱または角柱の側
面上に配設してなる。ここで振動単位要素32,42
は、表裏方向に分極された圧電セラミック片の、その表
面に前面電極33あるいは43が、その裏面に背面電極
34あるいは44が夫々形成されてなる。これらの振動
単位要素32及び42は、図中、前面電極33及び43
を共通電極とし、傾斜送受波部30及び側方送受波部4
0の送受波面に形成された全面電極により構成されてお
り、アース電極としている。また、図中、傾斜送受波部
30においては、前面電極33にリード線36を接続
し、各背面電極34にリード線37を接続し、また側方
送受波部40においては、前面電極43にリード線46
を接続し、各背面電極44にリード線47を接続して、
各振動単位要素32及び42への配線を確保している。
Among these, the inclined wave transmitting / receiving section 30 has a plurality of transmitting / receiving vibration unit elements 32 arranged at equal intervals on the inclined cone surface of a cone or a pyramid, and the side wave transmitting / receiving section 40 includes:
A plurality of transmission / reception vibration unit elements 42 are arranged on the side surface of a cylinder or a prism. Here, the vibration unit elements 32 and 42
The front surface electrode 33 or 43 is formed on the surface of the piezoelectric ceramic piece polarized in the front and back direction, and the back electrode 34 or 44 is formed on the back surface. These vibration unit elements 32 and 42 are connected to front electrodes 33 and 43 in the figure.
Is a common electrode, and the inclined transmitting / receiving section 30 and the side transmitting / receiving section 4
It is constituted by a full-surface electrode formed on the wave transmitting / receiving surface of No. 0 and serves as a ground electrode. In the figure, a lead wire 36 is connected to the front electrode 33 in the inclined transmitting / receiving section 30, a lead wire 37 is connected to each back electrode 34, and the front electrode 43 is connected to the side transmitting / receiving section 40. Lead wire 46
And a lead wire 47 is connected to each back electrode 44,
Wiring to each of the vibration unit elements 32 and 42 is secured.

【0044】なお、図9及び図10では、図1で示され
たような外側ケース27、ケーブル28は省略して示し
ている。
In FIGS. 9 and 10, the outer case 27 and the cable 28 as shown in FIG. 1 are omitted.

【0045】図11〜図16は、本発明の請求項6に記
載の超音波探触子を示す斜視図である。図11に示され
る超音波探触子31は、振動単位要素32を基材35中
に担持してなり、八角錐状に形成された傾斜送受波部3
0を備えている。八角錐の傾斜錘面に複数個の振動単位
要素32を埋入保持し、超音波を探触子31の前外方へ
送波し得るような構成としている。なお、傾斜送受波部
30の形状としては、八角錐に限らず、三角錐、四角錐
などの多角錐形状としてもよい。さらに、図12のよう
に、側方送受波部40を併せて具備した構造として、超
音波探触子41を構成してもよい。この場合、超音波を
送波する方向が血管内の側面から前方向全体をカバーで
きるような構成となる。なお、図12では側方用振動単
位要素42が円板状であるが、図13で示されるよう
に、矩形板状の振動単位要素42’を埋入保持した側方
送受波部40’をもって超音波探触子41’を構成して
もよい。
FIGS. 11 to 16 are perspective views showing an ultrasonic probe according to a sixth aspect of the present invention. An ultrasonic probe 31 shown in FIG. 11 has a vibration unit element 32 carried in a base material 35, and has an octagonal pyramid-shaped inclined wave transmitting / receiving section 3.
0 is provided. A plurality of vibration unit elements 32 are embedded and held in the inclined pyramid surface of the octagonal pyramid so that ultrasonic waves can be transmitted to the front and outside of the probe 31. The shape of the inclined transmitting / receiving unit 30 is not limited to an octagonal pyramid, and may be a polygonal pyramid such as a triangular pyramid or a quadrangular pyramid. Further, as shown in FIG. 12, the ultrasonic probe 41 may be configured as a structure including the side wave transmitting / receiving unit 40 together. In this case, the configuration is such that the direction in which the ultrasonic waves are transmitted can cover the entire forward direction from the side surface inside the blood vessel. In FIG. 12, the side vibration unit element 42 has a disk shape. However, as shown in FIG. 13, the side wave transmitting / receiving unit 40 ′ in which the rectangular plate-shaped vibration unit element 42 ′ is embedded and held is provided. The ultrasonic probe 41 'may be configured.

【0046】また、図14で示されるように、傾斜送受
波部50を円錐形状とし、円錐の傾斜錘面に複数個の振
動単位要素52を埋入保持し、超音波を探触子51の前
外方へ送波しうるような構成としてもよい。さらに、図
15のように、側方送受波部60を併せて具備させた構
造として、超音波探触子61を構成してもよい。なお、
図15では側方用振動単位要素62が円板状であるが、
図16で示されるように、矩形板状の振動単位要素6
2’を埋入保持した側方送受波部60’をもって超音波
探触子61’を構成してもよい。
As shown in FIG. 14, the inclined transmitting / receiving section 50 has a conical shape, and a plurality of vibration unit elements 52 are embedded and held in the conical inclined weight surface. It is good also as a structure which can transmit a wave outward. Further, as shown in FIG. 15, the ultrasonic probe 61 may be configured as a structure including the side wave transmitting / receiving unit 60. In addition,
In FIG. 15, the side vibration unit element 62 has a disk shape.
As shown in FIG. 16, a rectangular plate-shaped vibration unit element 6
The ultrasonic probe 61 'may be constituted by the side wave transmitting / receiving section 60' in which 2 'is embedded and held.

【0047】図17は、本発明の請求項7に記載の超音
波探触子71の傾斜送受波部30及び前方送受波部70
を示す断面図である。
FIG. 17 shows an inclined wave transmitting / receiving section 30 and a front wave transmitting / receiving section 70 of an ultrasonic probe 71 according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG.

【0048】この傾斜送受波部30及び前方送受波部7
0は、複数の送受波用振動単位要素32及び72を基材
75中に担持してなり、送受波部30及び70の送受波
面側に音響整合層78を配設し、背面側にバッキング層
79を配設してなる。
The inclined transmitting / receiving section 30 and the front transmitting / receiving section 7
Numeral 0 indicates that a plurality of transmitting / receiving vibration unit elements 32 and 72 are supported in a base material 75, an acoustic matching layer 78 is provided on the transmitting / receiving surface side of the transmitting / receiving sections 30 and 70, and a backing layer is provided on the back side. 79 are arranged.

【0049】これらのうち傾斜送受波部30は、複数の
送受波用振動単位要素32を円錐または角錐の傾斜錘面
上に等間隔で配設してなり、また前方送受波部70は、
前記円錐または角錐の頂点部分を底面に平行に切り落と
した形状に形成され、その切り落とし面(以下「切断
面」ともいう。)上に複数の送受波用振動単位要素72
を配設してなる。ここで振動単位要素32,72は、表
裏方向に分極された圧電セラミック片の、その表面に前
面電極33あるいは前面電極73が、その裏面に背面電
極34あるいは背面電極74が夫々形成されてなる。こ
れらの振動単位要素32,72は、図中、前面電極3
3,73を共通電極とし、傾斜送受波部30及び前方送
受波部70の送受波面に形成された全面電極により構成
されており、アース電極としている。また、図中、傾斜
送受波部30においては、前面電極33にリード線36
を接続し、各背面電極34にリード線37を接続し、ま
た前方送受波部70においては、前面電極73にリード
線76を接続し、各背面電極74にリード線77を接続
して、各振動単位要素32及び72への配線を確保して
いる。
The inclined transmitting / receiving section 30 includes a plurality of transmitting / receiving vibration unit elements 32 arranged at equal intervals on the inclined cone surface of a cone or a pyramid.
The cone or the pyramid is formed in a shape in which the apex portion is cut off in parallel to the bottom surface, and a plurality of transmission / reception vibration unit elements 72 are formed on the cut surface (hereinafter also referred to as “cut surface”).
It is arranged. Here, each of the vibration unit elements 32 and 72 has a front electrode 33 or a front electrode 73 formed on the surface of a piezoelectric ceramic piece polarized in the front and back directions, and a back electrode 34 or a back electrode 74 formed on the back surface. These vibration unit elements 32 and 72 are connected to the front electrode 3 in the figure.
The reference numerals 3 and 73 serve as common electrodes, and are formed by full-surface electrodes formed on the transmitting / receiving surfaces of the inclined transmitting / receiving section 30 and the front transmitting / receiving section 70, and serve as ground electrodes. In the figure, in the inclined transmitting / receiving section 30, a lead wire 36 is connected to the front electrode 33.
And a lead wire 37 is connected to each back electrode 34, and a lead wire 76 is connected to the front electrode 73 and a lead wire 77 is connected to each back electrode 74 in the front wave transmitting / receiving section 70. Wiring to the vibration unit elements 32 and 72 is secured.

【0050】図18は、本発明の請求項8に記載の超音
波探触子81の傾斜送受波部30及び側方送受波部40
ならびに前方送受波部70を示す断面図である。
FIG. 18 shows an inclined wave transmitting / receiving section 30 and a side wave transmitting / receiving section 40 of the ultrasonic probe 81 according to the eighth embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a front wave transmitting / receiving unit 70. FIG.

【0051】この傾斜送受波部30及び側方送受波部4
0ならびに前方送受波部70は、複数の送受波用振動単
位要素32及び42ならびに72を基材85中に担持し
てなり、送受波部30及び40ならびに70の送受波面
側に音響整合層88を配設し、背面側にバッキング層8
9を配設してなる。
The inclined transmitting / receiving section 30 and the side transmitting / receiving section 4
0 and the front wave transmitting / receiving unit 70 have a plurality of wave transmitting / receiving vibration unit elements 32, 42, and 72 carried in a base material 85, and an acoustic matching layer 88 is provided on the wave transmitting / receiving surface side of the wave transmitting / receiving units 30, 40, and 70. And a backing layer 8 on the back side.
9 is provided.

【0052】これらのうち傾斜送受波部30は、複数の
送受波用振動単位要素32を円錐または角錐の傾斜錘面
上に等間隔で配設してなり、また側方送受波部40は、
複数の送受波用振動単位要素42を円柱または角柱の側
面上に配設してなる。また前方送受波部70は、前期円
錐または角錐の頂点部分を底面に平行に切り落とした形
状に形成され、その切断面上に複数の送受波用振動単位
要素72を配設してなる。ここで各々の振動単位要素
は、表裏方向に分極された圧電セラミック片の、その表
面に前面電極が、その裏面に背面電極が夫々形成されて
なる。これらの振動単位要素は、図中、前面電極を共通
電極とし、送受波部の送受波面に形成された全面電極に
より構成されており、アース電極としている。また、図
中、前面電極及び各背面電極にそれぞれリード線を接続
して、各振動単位要素への配線を確保している。
Among these, the inclined wave transmitting / receiving section 30 has a plurality of vibration transmitting / receiving vibration unit elements 32 arranged at equal intervals on the surface of the cone or pyramid of the inclined weight, and the side wave transmitting / receiving section 40 includes:
A plurality of transmission / reception vibration unit elements 42 are arranged on the side surface of a cylinder or a prism. Further, the front wave transmitting / receiving section 70 is formed in a shape in which the apex portion of the cone or pyramid is cut off in parallel with the bottom surface, and a plurality of wave transmitting / receiving vibration unit elements 72 are arranged on the cut surface. Here, each of the vibration unit elements is formed by forming a front electrode on the front surface and a back electrode on the back surface of a piezoelectric ceramic piece polarized in the front and back directions. In these figures, these vibration unit elements have a front electrode as a common electrode, and are constituted by full-surface electrodes formed on the wave transmitting / receiving surface of the wave transmitting / receiving section, and are used as ground electrodes. In the figure, lead wires are connected to the front electrode and each back electrode, respectively, to secure wiring to each vibration unit element.

【0053】なお、図17及び図18では、図1で示さ
れたような外側ケース27、ケーブル28は省略して示
している。
In FIGS. 17 and 18, the outer case 27 and the cable 28 as shown in FIG. 1 are omitted.

【0054】図19〜図24は、本発明の請求項9に記
載の超音波探触子を示す斜視図である。図19に示され
る超音波探触子71は、振動単位要素32及び72を基
材75中に担持してなり、八角錐の頂点部分を底面に平
行に切り落とした形状に形成された前方送受波部70及
び傾斜送受波部30を備えている。八角錐の傾斜錘面及
び探触子前方の切断面に複数個の振動単位要素32及び
72を埋入保持し、超音波を探触子の前外方へ送波しう
るような構成としている。なお、傾斜送受波部32の形
状としては、八角錐に限らず、三角錐、四角錐などの多
角錐形状としてもよい。これに伴い、前方送受波部の形
状も、三角形、四角形などに形成される。なお前方送受
波部を形成する切断面は、多角錐または円錐の底面に平
行でなくともよく、切断面の角度は任意に設定すること
ができる。さらに、図20のように、側方送受波部40
を併せて具備させた構造として、超音波探触子81を構
成してもよい。この場合、超音波を送波する方向が血管
内の側面から前方向全体をカバーできるような構成とな
る。なお、図20では側方用振動単位要素42が円板状
であるが、図21で示されるように、矩形板状の振動単
位要素42’を埋入保持した側方送受波部40’をもっ
て超音波探触子81’を構成してもよい。
FIGS. 19 to 24 are perspective views showing an ultrasonic probe according to the ninth aspect of the present invention. An ultrasonic probe 71 shown in FIG. 19 carries the vibration unit elements 32 and 72 in a base material 75, and has a front transmitting and receiving wave formed in a shape in which a vertex of an octagonal pyramid is cut off in parallel with a bottom surface. It has a unit 70 and an inclined wave transmitting / receiving unit 30. A plurality of vibration unit elements 32 and 72 are embedded and held in the inclined pyramid surface of the octagonal pyramid and the cut surface in front of the probe so that ultrasonic waves can be transmitted to the front and outside of the probe. . The shape of the inclined wave transmitting / receiving section 32 is not limited to an octagonal pyramid, but may be a polygonal pyramid such as a triangular pyramid or a quadrangular pyramid. Along with this, the shape of the front transmitting / receiving section is also formed as a triangle, a quadrangle, or the like. Note that the cut surface forming the front wave transmitting / receiving section does not have to be parallel to the bottom surface of the polygonal pyramid or the cone, and the angle of the cut surface can be set arbitrarily. Further, as shown in FIG.
The ultrasonic probe 81 may be configured as a structure provided with the above. In this case, the configuration is such that the direction in which the ultrasonic waves are transmitted can cover the entire forward direction from the side surface inside the blood vessel. In FIG. 20, the side vibration unit element 42 has a disk shape. However, as shown in FIG. 21, the side wave transmitting / receiving unit 40 ′ in which a rectangular plate-shaped vibration unit element 42 ′ is embedded and held is provided. The ultrasonic probe 81 'may be configured.

【0055】また、図22で示されるように、傾斜送受
波部50を円錐形状とし、円錐の傾斜錘面に複数個の振
動単位要素52を埋入保持し、超音波を探触子91の前
外方へ送波しうるような構成としてもよい。これに伴
い、振動単位要素92を埋入保持する前方送受波部90
の形状も、円形に形成される。さらに、図23のよう
に、側方送受波部60を併せて具備させた構造として、
超音波探触子101を構成してもよい。なお、図23で
は側方用振動単位要素62が円板状であるが、図24で
示されるように、矩形板状の振動単位要素62’を埋入
保持した側方送受波部60’をもって超音波探触子10
1’を構成してもよい。
Further, as shown in FIG. 22, the inclined transmitting / receiving section 50 has a conical shape, a plurality of vibration unit elements 52 are embedded and held in the conical inclined weight surface, and the ultrasonic wave of the probe 91 is It is good also as a structure which can transmit a wave outward. Along with this, the front wave transmitting / receiving section 90 for embedding and holding the vibration unit element 92
Is also formed in a circular shape. Further, as shown in FIG. 23, as a structure provided with the side wave transmitting / receiving unit 60,
The ultrasonic probe 101 may be configured. In FIG. 23, the side vibration unit element 62 has a disk shape. However, as shown in FIG. 24, the side wave transmitting / receiving unit 60 ′ in which the rectangular plate-shaped vibration unit element 62 ′ is embedded and held is provided. Ultrasonic probe 10
1 ′ may be configured.

【0056】図25は、本発明の請求項10に記載の超
音波探触子111を示す斜視図である。この超音波探触
子111は、振動単位要素112を基材115中に担持
してなり、半球面状に形成された送受波部110を備え
ている。半球面状の基材115に複数個の振動単位要素
115を埋入保持し、超音波を送波する方向が血管内の
側面から前方向全体をカバーできるような構成としてい
る。なお送受波部110の形状は、真球面でなくともよ
く、球面の曲率は任意に設定することができる。
FIG. 25 is a perspective view showing an ultrasonic probe 111 according to the tenth aspect of the present invention. The ultrasonic probe 111 has a transmission / reception unit 110 formed by supporting a vibration unit element 112 in a base material 115 and formed in a hemispherical shape. A plurality of vibration unit elements 115 are embedded and held in a hemispherical base material 115 so that the direction in which ultrasonic waves are transmitted can cover the entire forward direction from the side surface inside the blood vessel. Note that the shape of the wave transmitting / receiving section 110 does not have to be a true spherical surface, and the curvature of the spherical surface can be set arbitrarily.

【0057】なお図4、図11〜図16及び図19〜図
25では、図1、9、10、17及び18にて説明し
た、電極、リード線、音響整合層、バッキング層は省略
して示している。
In FIGS. 4, 11, 16 and 19 to 25, the electrodes, lead wires, acoustic matching layer, and backing layer described in FIGS. 1, 9, 10, 17, and 18 are omitted. Is shown.

【0058】図26は、本発明の請求項13に記載の超
音波探触子1’を示す断面図である。この超音波探触子
1’は、複数の側方向送受波用振動単位要素12を基材
15中に担持してなる側方送受波部20を備え、該送受
波部20の送受波面側に音響整合層18を配設し、背面
側にバッキング層19を配設してなる。さらにこの積層
体に短管状の外側ケース27を外嵌してなり、該外側ケ
ース27には、ケーブル28が接着剤29を用いて嵌着
される。
FIG. 26 is a sectional view showing an ultrasonic probe 1 'according to a thirteenth aspect of the present invention. The ultrasonic probe 1 ′ includes a side transmitting / receiving section 20 in which a plurality of side transmitting / receiving vibration unit elements 12 are supported in a base material 15, and a transmitting / receiving surface side of the transmitting / receiving section 20. An acoustic matching layer 18 is provided, and a backing layer 19 is provided on the back side. Further, a short tubular outer case 27 is externally fitted to the laminate, and a cable 28 is fitted to the outer case 27 using an adhesive 29.

【0059】なお、上記の構成に代えて、基材15の一
部により、音響整合部またはバッキング部を形成しても
良く、かかる構成にあっては、超音波探触子を構成する
場合に、音響整合層またはバッキング層を別途配設する
必要がない。
Note that, instead of the above configuration, an acoustic matching portion or a backing portion may be formed by a part of the base material 15. In such a configuration, when an ultrasonic probe is configured, There is no need to separately provide an acoustic matching layer or a backing layer.

【0060】次に、側方送受波部20の構成を、同じく
図26に従って説明する。この送受波部20は、複数の
側方送受波用振動単位要素12を円筒(円柱)の側面上
に等間隔で配設してなる。ここで振動単位要素12は、
表裏方向に分極された圧電セラミック片の、その表面に
前面電極13が、その裏面に背面電極14が夫々形成さ
れてなる。
Next, the configuration of the side transmitting / receiving section 20 will be described with reference to FIG. The wave transmitting / receiving unit 20 includes a plurality of side wave transmitting / receiving vibration unit elements 12 arranged at equal intervals on the side surface of a cylinder (column). Here, the vibration unit element 12 is
A front electrode 13 is formed on the surface of a piezoelectric ceramic piece polarized in the front and back directions, and a back electrode 14 is formed on the back surface.

【0061】この振動単位要素12は、図中、前面電極
13を共通電極とし、送受波部20の送受波面に形成さ
れた全面電極により構成されており、アース電極として
いる。また、この振動単位要素12は矩形板状をなし、
該振動単位要素12の背面に背面電極14を形成してい
る。また、図中、前面電極13から周縁へ結線部を延出
し、該結線部にリード線16を接続し、各背面電極14
にリード線17を接続して、各振動単位要素12への配
線を確保している。このように結線部を形成することに
より、リード線16の接続が容易になる。
The vibration unit element 12 has a front electrode 13 as a common electrode in the drawing, and is constituted by a full-surface electrode formed on the wave transmitting / receiving surface of the wave transmitting / receiving section 20 and serves as a ground electrode. The vibration unit element 12 has a rectangular plate shape,
A back electrode 14 is formed on the back of the vibration unit element 12. In the figure, a connection portion extends from the front electrode 13 to the periphery, and a lead wire 16 is connected to the connection portion.
Are connected to lead wires 17 to secure wiring to each vibration unit element 12. By forming the connection portion in this manner, the connection of the lead wire 16 becomes easy.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明の超音波探触子は、超音波を前方
に送波する振動単位要素を環状に複数配設してなる前方
送受波部を前部に備え、さらに超音波を側方に送波する
振動単位要素を周方向に沿って環状に複数配設してなる
側方送受波部とを備えたものであるから、前方送受波部
により得られた信号を処理することにより、前方の三次
元の画像を得ることができ、側方送受波部により得られ
た信号を処理することにより、管腔の断面図を得ること
ができ、このため、各送受波部により獲得された情報を
総合することにより、管腔内のより正確な画像情報を得
ることができる。
According to the ultrasonic probe of the present invention, a front wave transmitting / receiving section comprising a plurality of annularly arranged vibration unit elements for transmitting ultrasonic waves forward is provided at the front, and the ultrasonic wave is transmitted to the side. Side transmission / reception unit in which a plurality of vibration unit elements for transmitting in the direction are arranged in a ring along the circumferential direction, so that the signal obtained by the front transmission / reception unit is processed. Can obtain a three-dimensional image of the front, and by processing the signals obtained by the side transducers, it is possible to obtain a cross-sectional view of the lumen, thus obtaining by each transducer. By synthesizing the obtained information, more accurate image information in the lumen can be obtained.

【0063】さらに本発明は、超音波を前外方へ傾斜す
る方向に送波する振動単位要素を周方向に沿って環状に
複数配設してなる傾斜送受波部を備えたものであり、こ
のように超音波を前外方へ放射することによりその側方
から前方に渡る領域の画像情報を獲得できる。
Further, the present invention is provided with an inclined wave transmitting / receiving section in which a plurality of vibration unit elements for transmitting ultrasonic waves in a direction inclined in a forward and outward direction are annularly arranged along the circumferential direction. By radiating the ultrasonic waves forward and outward in this manner, image information of a region extending from the side to the front can be obtained.

【0064】かかる傾斜送受波部を備えた構成にあっ
て、さらに上述した側方送受波部を併設するようにした
場合には、傾斜送受波部により側方から前方に渡る領域
の画像情報を獲得できるとともに、該側方の画像情報を
さらに正確に把握することができる。
In the configuration having the inclined transmitting / receiving section, when the above-described side transmitting / receiving section is further provided, image information of a region extending from the side to the front by the inclined transmitting / receiving section is obtained. As well as being able to acquire, the image information of the side can be grasped more accurately.

【0065】さらにかかる傾斜送受波部を備えた構成に
あって、さらに上述した前方送受波部を併設した構成に
あっては、傾斜送受波部により側方から前方に渡る領域
の画像情報を獲得できるとともに、該前方の画像情報を
さらに正確に把握することができる。
Further, in the configuration having such a tilt transmitting / receiving section, and in the configuration having the above-mentioned forward transmitting / receiving section, image information of an area extending from the side to the front is obtained by the tilt transmitting / receiving section. In addition to this, it is possible to more accurately grasp the image information ahead.

【0066】また、前方送受波部と、傾斜送受波部と、
さらに側方送受波部とを備えた構成にあっては、傾斜送
受波部により側方から前方に渡る領域の画像情報を獲得
できるとともに、該前方の画像情報及び側方の画像情報
をさらに正確に把握することができ、このため側方から
前方に渡り広い範囲の画像情報を可及的正確に得ること
ができる。
Further, a forward transmitting / receiving section, an inclined transmitting / receiving section,
Further, in the configuration including the side transmitting / receiving section, the inclined side transmitting / receiving section can acquire the image information of the region extending from the side to the front, and further correct the front image information and the side image information. Therefore, a wide range of image information can be obtained as accurately as possible from the side to the front.

【0067】上述した傾斜送受波部及び前方送受波部を
備えた構成にあっては、前部を截頭多角錐形状あるいは
截頭円錐形状等の先端部を切り落とした形状とすること
により、その截頭表面に振動単位要素を環状に複数配設
して前方送受波部を構成し、その傾斜錐面に沿って振動
単位要素を環状に複数配設して傾斜送受波部を構成する
ことができ、まとまりの良い外形状の超音波探触子を提
供できる。
In the above-described configuration having the inclined wave transmitting / receiving section and the front wave transmitting / receiving section, the front portion has a truncated polygonal pyramid shape or a truncated conical shape or the like. A plurality of vibration unit elements are annularly arranged on the truncated surface to form a forward wave transmitting / receiving section, and a plurality of vibration unit elements are annularly arranged along the inclined conical surface to form an inclined wave transmitting / receiving section. Thus, it is possible to provide an ultrasonic probe having an outer shape with good coherence.

【0068】さらに、前部が球面状に形成され、その球
面上に振動単位要素が複数配設されあっては、球面に沿
って超音波が放射されるものであるから、側方から前方
に至る情報が間断なく捕捉され、多様な情報を得ること
ができて、より正確な画像情報を把握することができ
る。
Further, when the front portion is formed in a spherical shape and a plurality of vibration unit elements are arranged on the spherical surface, ultrasonic waves are radiated along the spherical surface. Various information can be obtained without interruption, and more accurate image information can be grasped.

【0069】上述の構成にあって、振動単位素子が、圧
電セラミック材料をシート化し、該シートを金型を用い
て打ち抜き、さらに焼成することによって作製された圧
電セラミック片を主基板とし、その表裏面に電極を形成
して構成した場合には、粉末のセラミック材料を成型し
て焼成したものと異なり、微小な圧電セラミック片を容
易に製造することができ、該圧電セラミック片を振動子
として用いることにより超音波探触子の小型化(細径
化)が可能となる。
In the above-described configuration, the vibration unit element is formed by forming a piezoelectric ceramic material into a sheet, punching the sheet using a mold, and then firing the resultant to form a piezoelectric ceramic piece as a main substrate. In the case where the electrode is formed on the back surface, unlike the case where a powdered ceramic material is molded and fired, a minute piezoelectric ceramic piece can be easily manufactured, and the piezoelectric ceramic piece is used as a vibrator. This makes it possible to reduce the size (diameter) of the ultrasonic probe.

【0070】また、前方送受波部を構成する振動単位要
素を円形とすれば、指向角の大きい整一な球面波を前方
に送波することが可能となり、超音波探触子を血管など
の各種管腔内に挿入した場合にあって、探触子のより近
傍の正確な画像情報を得ることができる。
Further, if the vibration unit element constituting the front transmitting / receiving section is circular, it is possible to transmit a uniform spherical wave having a large directivity angle forward, and the ultrasonic probe can be used for a blood vessel or the like. When inserted into various lumens, accurate image information closer to the probe can be obtained.

【0071】さらにまた、本発明の超音波探触子の構成
にあっては、側方送受波部を、表裏方向に分極された圧
電セラミック片の表面に前面電極が、その裏面に背面電
極が夫々形成されてなる複数の振動単位要素を、基材中
に埋入保持して構成してもよく、側方送受波部の成形が
容易となる。
Furthermore, in the configuration of the ultrasonic probe of the present invention, the front and rear electrodes are provided on the side of the piezoelectric ceramic piece polarized in the front and back directions, and the rear electrode is provided on the back side thereof. The plurality of vibration unit elements formed respectively may be embedded and held in the base material, so that the formation of the side wave transmitting / receiving portion is facilitated.

【0072】而して、本発明は、血管内の診断に用いた
場合、超音波探触子前方の三次元画像をリアルタイムで
得ることができ、従来は二次元画像をもとに医師が頭の
中で組み立てていた三次元画像を可視化することが可能
となり、これと同時に、超音波探触子側方の画像すなわ
ち管腔の断面図をも得ることができ、超音波診断法の精
度を飛躍的に向上させることができる。
Thus, when the present invention is used for diagnosing the inside of a blood vessel, a three-dimensional image in front of the ultrasonic probe can be obtained in real time. It is possible to visualize the three-dimensional image assembled in the inside, and at the same time, it is possible to obtain an image of the side of the ultrasonic probe, that is, a sectional view of the lumen, and improve the accuracy of the ultrasonic diagnostic method. It can be dramatically improved.

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

【図1】本発明の請求項1に示される超音波探触子1の
縦断側面図である。
FIG. 1 is a vertical side view of an ultrasonic probe 1 according to the first embodiment of the present invention.

【図2】従来構成の側方可視化用の超音波探触子の使用
状況を示す概念斜視図である。
FIG. 2 is a conceptual perspective view showing a usage state of an ultrasonic probe for lateral visualization having a conventional configuration.

【図3】従来構成の前方可視化用の超音波探触子の使用
状況を示す概念斜視図である。
FIG. 3 is a conceptual perspective view showing a usage state of a conventional ultrasound probe for visualizing the front.

【図4】本発明の請求項1に示される超音波探触子1を
示す概念斜視図である。
FIG. 4 is a conceptual perspective view showing an ultrasonic probe 1 according to claim 1 of the present invention.

【図5】本発明の請求項2に示される超音波探触子の振
動単位要素の構成を示す概念斜視図である。
FIG. 5 is a conceptual perspective view showing a configuration of a vibration unit element of the ultrasonic probe according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の請求項2に示される超音波探触子の振
動単位要素の構成の変形例を示す概念斜視図である。
FIG. 6 is a conceptual perspective view showing a modification of the configuration of the vibration unit element of the ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の請求項3に示される超音波探触子の振
動単位要素の構成を示す概念斜視図である。
FIG. 7 is a conceptual perspective view showing a configuration of a vibration unit element of the ultrasonic probe according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の請求項3に示される超音波探触子の振
動単位要素の構成の変形例を示す概念斜視図である。
FIG. 8 is a conceptual perspective view showing a modification of the configuration of the vibration unit element of the ultrasonic probe according to the third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の請求項4に示される超音波探触子31
の縦断側面図である。
FIG. 9 shows an ultrasonic probe 31 according to claim 4 of the present invention.
It is a vertical side view.

【図10】本発明の請求項5に示される超音波探触子3
1の変形例41の縦断側面図である。
FIG. 10 is an ultrasonic probe 3 according to claim 5 of the present invention.
It is a vertical side view of the modification 41 of 1st.

【図11】本発明の請求項6の超音波探触子31を示す
概念斜視図である。
FIG. 11 is a conceptual perspective view showing an ultrasonic probe 31 according to claim 6 of the present invention.

【図12】本発明の請求項6の超音波探触子31の変形
例41を示す概念斜視図である。
FIG. 12 is a conceptual perspective view showing a modified example 41 of the ultrasonic probe 31 according to claim 6 of the present invention.

【図13】本発明の請求項6の超音波探触子31の変形
例41’を示す概念斜視図である。
FIG. 13 is a conceptual perspective view showing a modified example 41 ′ of the ultrasonic probe 31 according to claim 6 of the present invention.

【図14】本発明の請求項6の超音波探触子31の変形
例51を示す概念斜視図である。
FIG. 14 is a conceptual perspective view showing a modification 51 of the ultrasonic probe 31 according to claim 6 of the present invention.

【図15】本発明の請求項6の超音波探触子31の変形
例61を示す概念斜視図である。
FIG. 15 is a conceptual perspective view showing a modification 61 of the ultrasonic probe 31 according to claim 6 of the present invention.

【図16】本発明の請求項6の超音波探触子31の変形
例61’を示す概念斜視図である。
FIG. 16 is a conceptual perspective view showing a modification 61 ′ of the ultrasonic probe 31 according to claim 6 of the present invention.

【図17】本発明の請求項7に示される超音波探触子7
1の縦断側面図である。
FIG. 17 shows an ultrasonic probe 7 according to a seventh embodiment of the present invention.
1 is a vertical side view of FIG.

【図18】本発明の請求項8に示される超音波探触子7
1の変形例81の縦断側面図である。
FIG. 18 is an ultrasonic probe 7 according to claim 8 of the present invention.
It is a longitudinal side view of the modification 81 of 1st.

【図19】本発明の請求項9の超音波探触子71を示す
概念斜視図である。
FIG. 19 is a conceptual perspective view showing an ultrasonic probe 71 according to claim 9 of the present invention.

【図20】本発明の請求項9の超音波探触子71の変形
例81を示す概念斜視図である。
FIG. 20 is a conceptual perspective view showing a modification 81 of the ultrasonic probe 71 according to claim 9 of the present invention.

【図21】本発明の請求項9の超音波探触子71の変形
例81’を示す概念斜視図である。
FIG. 21 is a conceptual perspective view showing a modification 81 ′ of the ultrasonic probe 71 according to claim 9 of the present invention.

【図22】本発明の請求項9の超音波探触子71の変形
例91を示す概念斜視図である。
FIG. 22 is a conceptual perspective view showing a modified example 91 of the ultrasonic probe 71 according to claim 9 of the present invention.

【図23】本発明の請求項9の超音波探触子71の変形
例101を示す概念斜視図である。
FIG. 23 is a conceptual perspective view showing a modified example 101 of the ultrasonic probe 71 according to claim 9 of the present invention.

【図24】本発明の請求項9の超音波探触子71の変形
例101’を示す概念斜視図である。
FIG. 24 is a conceptual perspective view showing a modified example 101 ′ of the ultrasonic probe 71 according to claim 9 of the present invention.

【図25】本発明の請求項10の超音波探触子111を
示す概念斜視図である。
FIG. 25 is a conceptual perspective view showing an ultrasonic probe 111 according to claim 10 of the present invention.

【図26】本発明の請求項13に示される超音波探触子
1’の縦断側面図である。
FIG. 26 is a vertical sectional side view of an ultrasonic probe 1 'according to a thirteenth aspect of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,31,41,51,61,71,81,91,10
1,111 超音波探触子 2,12,32,42,52,62,72,92,11
2 振動単位要素 3,13,33,43,73 前面電極 4,14,34,44,74 背面電極 5,15,35,45,75,85,115 基材 6,7,16,17,36,37,46,47,76,
77 リード線 8,18,38,48,78,88 音響整合層 9,19,39,49,79,89 バッキング層 10,70,90 前方送受波部 20,21,22,23,24,40,60 側方送受
波部 30,50 斜送受波部 110 半球面状送受波部
1,31,41,51,61,71,81,91,10
1,111 Ultrasonic probe 2,12,32,42,52,62,72,92,11
2 Vibration unit element 3,13,33,43,73 Front electrode 4,14,34,44,74 Back electrode 5,15,35,45,75,85,115 Base material 6,7,16,17,36 , 37, 46, 47, 76,
77 Lead wire 8, 18, 38, 48, 78, 88 Acoustic matching layer 9, 19, 39, 49, 79, 89 Backing layer 10, 70, 90 Front transmitting / receiving section 20, 21, 22, 23, 24, 40 , 60 Side transmitting / receiving section 30, 50 Oblique transmitting / receiving section 110 Hemispherical transmitting / receiving section

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Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】血管などの各種管腔内に挿入し、その内部
の画像情報を獲得しうる超音波探触子において、超音波
を前方に送波する振動単位要素を環状に複数配設してな
る前方送受波部と、超音波を側方に送波する振動単位要
素を周方向に沿って環状に複数配設してなる側方送受波
部とを備えたことを特徴とする超音波探触子。
1. An ultrasonic probe which can be inserted into various lumens such as blood vessels and obtain image information inside the plurality of annularly arranged vibration unit elements for transmitting ultrasonic waves forward. An ultrasonic wave, comprising: a front wave transmitting / receiving section comprising: a plurality of vibration unit elements for transmitting ultrasonic waves to the side in a ring along a circumferential direction. Probe.
【請求項2】側方送受波部を、微小な矩形板状又は扇状
の圧電セラミック片又は圧電性ポリマーの内外面に電極
を形成してなる振動単位要素を周方向に複数個配列して
構成したことを特徴とする請求項1記載の超音波探触
子。
2. A side wave transmitting / receiving unit comprising a plurality of vibration unit elements in which electrodes are formed on the inner and outer surfaces of a small rectangular plate-shaped or fan-shaped piezoelectric ceramic piece or a piezoelectric polymer, and are arranged in a circumferential direction. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein:
【請求項3】側方送受波部を、円筒状圧電セラミック片
又は円筒状圧電性ポリマーの内外面のうち一方の面に、
周方向へ所定間隔で部分電極を形成し、他方の面に、一
方の面に形成された部分電極と対向させて、部分電極又
は全周に渡る共通電極を形成して、内外で対向する部分
電極間又は部分電極と共通電極間を振動単位要素として
構成したことを特徴とする請求項1記載の超音波探触
子。
3. A side wave transmitting / receiving part is provided on one of the inner and outer surfaces of a cylindrical piezoelectric ceramic piece or a cylindrical piezoelectric polymer.
A partial electrode is formed at a predetermined interval in the circumferential direction, and the other surface is opposed to the partial electrode formed on one surface, and a partial electrode or a common electrode is formed over the entire circumference, and a portion facing inside and outside is formed. 2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein a portion between the electrodes or between the partial electrode and the common electrode is configured as a vibration unit element.
【請求項4】血管などの各種管腔内に挿入し、その内部
の画像情報を獲得しうる超音波探触子において、超音波
を前外方へ傾斜する方向に送波する振動単位要素を周方
向に沿って環状に複数配設してなる傾斜送受波部を備え
たことを特徴とする超音波探触子。
4. An ultrasonic probe, which is inserted into various lumens such as blood vessels and can acquire image information therein, includes a vibration unit element for transmitting ultrasonic waves in a direction inclined forward and outward. An ultrasonic probe comprising: a plurality of inclined wave transmitting / receiving sections arranged annularly along a circumferential direction.
【請求項5】血管などの各種管腔内に挿入し、その内部
の画像情報を獲得しうる超音波探触子において、超音波
を前外方へ傾斜する方向に送波する振動単位要素を周方
向に沿って環状に複数配設してなる傾斜送受波部と、超
音波を側方に送波する振動単位要素を周方向に沿って環
状に複数配設してなる側方送受波部とを備えたことを特
徴とする超音波探触子。
5. An ultrasonic probe, which is inserted into various lumens such as blood vessels and can acquire image information therein, includes a vibration unit element for transmitting ultrasonic waves in a direction inclined forward and outward. An inclined wave transmitting / receiving portion arranged in a plurality along the circumferential direction and a side transmitting / receiving portion formed by arranging a plurality of vibration unit elements for transmitting ultrasonic waves in a ring along the circumferential direction. An ultrasonic probe comprising:
【請求項6】前部を多角錐形状あるいは円錐形状等の傾
斜錐面を備えた形状とし、その傾斜錐面に沿って振動単
位要素を環状に複数配設して傾斜送受波部を構成したこ
とを特徴とする請求項4又は請求項5記載の超音波探触
子。
6. The inclined wave transmitting / receiving section is constituted by forming a front portion in a shape having an inclined conical surface such as a polygonal pyramid shape or a conical shape and arranging a plurality of vibration unit elements in an annular shape along the inclined conical surface. The ultrasonic probe according to claim 4 or claim 5, wherein
【請求項7】血管などの各種管腔内に挿入し、その内部
の画像情報を獲得しうる超音波探触子において、超音波
を前方に送波する振動単位要素を環状に複数配設してな
る前方送受波部と、超音波を前外方へ傾斜する方向に送
波する振動単位要素を周方向に沿って環状に複数配設し
てなる傾斜送受波部とを備えたことを特徴とする超音波
探触子。
7. An ultrasonic probe which can be inserted into various lumens such as blood vessels and obtain image information inside the ultrasonic probe, is provided with a plurality of annular vibration unit elements for transmitting ultrasonic waves forward. Characterized by comprising a forward transmitting / receiving section, and an inclined transmitting / receiving section in which a plurality of vibration unit elements for transmitting ultrasonic waves in a direction inclined forward and outward are annularly arranged in the circumferential direction. Ultrasonic probe.
【請求項8】血管などの各種管腔内に挿入し、その内部
の画像情報を獲得しうる超音波探触子において、超音波
を前方に送波する振動単位要素を環状に複数配設してな
る前方送受波部と、超音波を前外方へ傾斜する方向に送
波する振動単位要素を周方向に沿って環状に複数配設し
てなる傾斜送受波部と、超音波を側方に送波する振動単
位要素を周方向に沿って環状に複数配設してなる側方送
受波部とを備えたことを特徴とする超音波探触子。
8. An ultrasonic probe which can be inserted into various lumens such as blood vessels and obtain image information inside the ultrasonic probe, a plurality of vibration unit elements for transmitting ultrasonic waves forward are annularly arranged. A front and rear transmitting and receiving unit, an inclined transmitting and receiving unit in which a plurality of vibration unit elements for transmitting ultrasonic waves in a direction obliquely outward and forward are arranged in a ring along the circumferential direction, An ultrasonic probe comprising: a side transmitting / receiving section in which a plurality of vibration unit elements for transmitting a wave are arranged in a ring along a circumferential direction.
【請求項9】前部を截頭多角錐形状あるいは截頭円錐形
状等の先端部を切り落とした形状とし、その截頭表面に
振動単位要素を環状に複数配設して前方送受波部を構成
し、その傾斜錐面に沿って振動単位要素を環状に複数配
設して傾斜送受波部を構成したことを特徴とする請求項
7又は請求項8記載の超音波探触子。
9. A front wave transmitting / receiving section comprising a front portion having a truncated polygonal pyramid shape or a truncated cone shape with its tip portion cut off, and a plurality of vibration unit elements arranged annularly on the truncated surface. The ultrasonic probe according to claim 7 or 8, wherein a plurality of vibration unit elements are annularly arranged along the inclined conical surface to form an inclined wave transmitting / receiving unit.
【請求項10】血管などの各種管腔内に挿入し、その内
部の画像情報を獲得しうる超音波探触子において、前部
が球面状に形成され、その球面上に振動単位要素が複数
配設されてなることを特徴とする超音波探触子。
10. An ultrasonic probe which can be inserted into various lumens such as blood vessels to obtain image information therein has a front portion formed in a spherical shape, and a plurality of vibration unit elements are formed on the spherical surface. An ultrasonic probe, which is provided.
【請求項11】振動単位要素が、圧電セラミック材料を
シート化し、該シートを金型を用いて打ち抜き、さらに
焼成することによって作製された圧電セラミック片を主
基板とする振動単位要素であることを特徴とする請求項
1、請求項2、請求項4〜10のいずれかに記載の超音
波探触子。
11. The vibration unit element is a vibration unit element having a piezoelectric ceramic piece produced as a main substrate by forming a piezoelectric ceramic material into a sheet, punching the sheet using a mold, and firing the sheet. The ultrasonic probe according to any one of claims 1, 2, and 4 to 10, wherein:
【請求項12】前方送受波部を構成する振動単位要素
が、円形であることを特徴とする請求項1乃至請求項1
1のいずれかに記載の超音波探触子。
12. A vibration unit element constituting a front wave transmitting / receiving unit is circular.
2. The ultrasonic probe according to any one of 1.
【請求項13】送受波部が、表裏方向に分極された圧電
セラミック片の表面に前面電極が、その裏面に背面電極
が夫々形成されてなる複数の振動単位要素を、基材中に
埋入保持してなるものであることを特徴とする請求項
1,請求項5又は請求項8記載の超音波探触子。
13. A plurality of vibration unit elements each having a wave transmitting / receiving portion having a front electrode formed on a surface of a piezoelectric ceramic piece polarized in a front and back direction and a back electrode formed on a back surface thereof, embedded in a base material. 9. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the ultrasonic probe is held.
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