JP2003047084A - 音響レンズ、超音波プローブおよび超音波診断装置 - Google Patents
音響レンズ、超音波プローブおよび超音波診断装置Info
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- JP2003047084A JP2003047084A JP2001210326A JP2001210326A JP2003047084A JP 2003047084 A JP2003047084 A JP 2003047084A JP 2001210326 A JP2001210326 A JP 2001210326A JP 2001210326 A JP2001210326 A JP 2001210326A JP 2003047084 A JP2003047084 A JP 2003047084A
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Abstract
からなる音響レンズ本体500の湾曲した面の内側に、
レンズ軸510に関して対称的に互いに平行な1対の空
洞部502を設け、これら空洞部に液体504を充填す
るとともにその量を調節して湾曲部の曲率を変える。
Description
ns)、超音波プローブ(probe)および超音波診
断装置に関し、特に、音響放射方向に凸に湾曲した面を
有する概ねシリンドリカル(cylindrical)
な形状をなす音響レンズ、そのような音響レンズを備え
た超音波プローブ、および、そのような超音波プローブ
を使用する超音波診断装置に関する。
送波してそのエコー(echo)を受信し、エコー受信
信号に基づいて、対象の断層像をはじめとする各種の診
断情報を生成する。
行われる。超音波プローブは、複数の超音波トランスデ
ューサ(transducer)をバッキング(bac
king)部材上に一次元的に配置してなる超音波トラ
ンスデューサアレイ(transducer arra
y)を有する。超音波トランスデューサアレイは、超音
波ビーム(beam)を形成するためのフェーズドアレ
イ(phased array)として使用される。
射面側に音響レンズが設けられる。音響レンズは、超音
波放射方向に凸に湾曲した面を有する概ねシリンドリカ
ルな形状をなし、超音波ビームをその厚み方向において
収束させる機能を有する。
ズの焦点距離は、シリンドリカル構造の形状によって定
まる固定値となるので、診断情報を空間分解能良く得ら
れる範囲は必ずしも広くない。
な音響レンズ、そのような音響レンズを有する超音波プ
ローブ、および、そのような超音波プローブを備えた超
音波診断装置を実現することである。
するためのひとつの観点での発明は、音響放射方向に凸
に湾曲した面を有する概ねシリンドリカルな形状をな
し、前記湾曲した面の内側にレンズ軸に関して対称的に
設けられた互いに平行な1対の空洞部を有するゴム状弾
性体からなる音響レンズ本体と、前記空洞部に液体を充
填する液体充填手段と、前記充填する液体の量を調節す
る液量調節手段と、を具備することを特徴とする音響レ
ンズである。
点での発明は、複数の超音波トランスデューサをバッキ
ング部材上に一次元的に配置してなる超音波トランスデ
ューサアレイと、前記超音波トランスデューサアレイの
超音波放射面側を覆うように設けられ、超音波放射方向
に凸に湾曲した面を有する概ねシリンドリカルな形状を
なし、前記湾曲した面の内側にレンズ軸に関して対称的
に設けられた互いに平行な1対の空洞部を有するゴム状
弾性体からなる音響レンズと、前記空洞部に液体を充填
する液体充填手段と、前記充填する液体の量を調節する
液量調節手段と、を具備することを特徴とする超音波プ
ローブである。
点での発明は、超音波プローブと、この超音波プローブ
を通じて送受信した超音波に基づいて診断情報を生成す
る超音波診断装置本体を有する超音波診断装置であっ
て、前記超音波プローブは、複数の超音波トランスデュ
ーサをバッキング部材上に一次元的に配置してなる超音
波トランスデューサアレイと、前記超音波トランスデュ
ーサアレイの超音波放射面側を覆うように設けられ、超
音波放射方向に凸に湾曲した面を有する概ねシリンドリ
カルな形状をなし、前記湾曲した面の内側にレンズ軸に
関して対称的に設けられた互いに平行な1対の空洞部を
有するゴム状弾性体からなる音響レンズと、前記空洞部
に液体を充填する液体充填手段と、前記充填する液体の
量を調節する液量調節手段と、を具備することを特徴と
する超音波診断装置である。
は、概ねシリンドリカルな形状をなすゴム状弾性体から
なる音響レンズ本体の湾曲した面の内側に、レンズ軸に
関して対称的に互いに平行な1対の空洞部を設け、これ
ら空洞部に液体を充填するとともにその量を調節するよ
うにしたので、液量の増減によって音響レンズ本体の湾
曲部の曲率を変え焦点距離を変えることができる。
とが、適切な音速を有する点で好ましい。前記液体はそ
の中での音速が前記ゴム状弾性体の中での音速と同等で
あることが、音響レンズ本体との一体性を保つ点で好ま
しい。
インピーダンスを有することが、内部反射をなくす点で
好ましい。
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図1に超音波診断装置のブ
ロック(block)図を示す。本装置は本発明の実施
の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の
超音波診断装置に関する実施の形態の一例が示される。
ーブ100および超音波診断装置本体200を有する。
超音波プローブ100は、本発明における超音波プロー
ブの実施の形態の一例である。超音波診断装置本体20
0は、本発明における超音波診断装置本体の実施の形態
の一例である。
超音波プローブの実施の形態の一例である。本プローブ
の構成によって、本発明の超音波プローブに関する実施
の形態の一例が示される。
02、液体充填部104および液量調節部106を有す
る。プローブ本体102は、診断の対象1に当接して使
用される。液体充填部104は、本発明における液体充
填手段の実施の形態の一例である。液量調節部106
は、発明における液量調節手段の実施の形態の一例であ
る。
体200の送受信部202に接続されている。送受信部
202は、プローブ本体102に駆動信号を与えて超音
波を送波させる。送受信部202は、また、プローブ本
体102が受波したエコー信号を受信する。
接続されている。診断情報生成部204は、送受信部2
02を通じてエコー受信信号を入力し、このエコー受信
信号に基づいて診断情報を生成する。
ode)画像、カラードップラ(color Dopp
ler)画像、ドップラスペクトラム(Doppler
spectrum)画像等が生成される。Bモード画
像は診断対象の断層像を表す。カラードップラ画像は、
診断対象における血流等の速度分布像を表す。ドップラ
スペクトラム画像はドップラ信号のスペクトラムを表
す。このような診断情報が、診断情報生成部204に接
続された表示部206で表示される。
よび表示部206は制御部208によって制御される。
制御部208には操作部210が接続されている。操作
部210は使用者によって操作され、制御部208に適
宜の指令や情報を入力するようになっている。
成の一例を略図によって示す。図2の(a)は側面図、
(b)はA−A断面図である。同図に示すように、プロ
ーブ本体102はトランスデューサアレイ300を有す
る。トランスデューサアレイ300は、複数の超音波ト
ランスデューサ302をバッキング部材304の端面に
一次元のアレイ状に配置したものである。個々の超音波
トランスデューサ302は例えばPZT(チタン(T
i)酸ジルコン(Zr)酸鉛)セラミックス(cera
mics)等の圧電材料によって構成される。トランス
デューサアレイ300は、本発明における超音波トラン
スデューサアレイの実施の形態の一例である。
ング部材304に接する側とは反対側の面が超音波放射
面となる。この面にマッチング層(matching
layer)400を介して音響レンズ500が固着さ
れている。トランスデューサアレイ300に対するマッ
チング層400および音響レンズ500の固着は例えば
接着等によって行われる。マッチング層400は、超音
波トランスデューサ302と音響レンズ500の間で音
響インピーダンス(impedance)の整合を行う
ものである。
レイ300の超音波放射面を覆う。音響レンズ500
は、超音波放射方向に凸に湾曲した面を有する概ねシリ
ンドリカルな形状を有し、いわゆるシリンドリカル音響
レンズとなっている。このシリンドリカル音響レンズ
は、湾曲部の頂点を通り超音波トランスデューサ302
の超音波放射面と直交するレンズ軸510を有する。レ
ンズ軸510はトランスデューサアレイ300の超音波
放射面に垂直な平面を形成する。
は、例えばシリコンゴム(silicon rubbe
r)等が用いられる。シリコンゴムはその中での音速が
音響レンズを構成するのに適する値を持つ点で好まし
い。なお、音響レンズ500を構成する材料はシリコン
ゴムに限るものではなく、適宜のゴム状弾性体であって
よい。音響レンズ500は、本発明における音響レンズ
の実施の形態の一例である。
構成の一例を略図によって示す。同図に示すように、音
響レンズ500は湾曲した面の内側にレンズ軸510に
関して対称的に設けられた1対の空洞502を有する。
1対の空洞502は、音響レンズ500の長手方向に沿
って互いに平行に延在する。音響レンズ500は、本発
明における音響レンズ本体の実施の形態の一例である。
れている。液体504は液体充填部104によって充填
される。液体504としては、そこでの音速が音響レン
ズ500での音速と同等なものを用いるのが、液体50
4と音響レンズ500との音響学的一体性を保つ点で好
ましい。また、音響インピーダンスが音響レンズ500
の音響インピーダンスと同等であることが、内部反射を
なくす点で好ましい。
量は、液量調節部106によって使用者により調節可能
になっている。したがって、空洞502に充填する液体
504の量を増やすことにより、1対の空洞502を例
えば破線で示すように拡大することができる。
き、それに伴う音響レンズ500の弾性的な形状変化に
より表面の湾曲度が破線で示すように変化する。これに
よって、実線で示す元の湾曲度よりも湾曲の程度が低下
する。
ズ500の焦点距離は元の焦点距離よりも長いものとな
る。焦点距離の増加の程度は1対の空洞502の拡大の
程度すなわち液体の充填量によって調節することができ
る。したがって、この音響レンズは可変焦点の音響レン
ズとなる。このため、超音波ビームの収束点を診断目的
に合わせて適宜に調節することができ、関心領域につい
てより適切な超音波診断を行うことが可能になる。
び液量調節部106からなる部分は、本発明の音響レン
ズの実施の形態の一例である。なお、液体充填部104
および液量調節部106は、超音波診断装置本体200
側に配置して、制御部208による制御の下で音響レン
ズ500の焦点調節を行うようにしてもよい。
れば、焦点距離が可変な音響レンズ、そのような音響レ
ンズを有する超音波プローブ、および、そのような超音
波プローブを備えた超音波診断装置を実現することがで
きる。
である。
る。
Claims (12)
- 【請求項1】 音響放射方向に凸に湾曲した面を有する
概ねシリンドリカルな形状をなし、前記湾曲した面の内
側にレンズ軸に関して対称的に設けられた互いに平行な
1対の空洞部を有するゴム状弾性体からなる音響レンズ
本体と、 前記空洞部に液体を充填する液体充填手段と、 前記充填する液体の量を調節する液量調節手段と、 を具備することを特徴とする音響レンズ。 - 【請求項2】 前記ゴム状弾性体はシリコンゴムであ
る、ことを特徴とする請求項1に記載の音響レンズ。 - 【請求項3】 前記液体はその中での音速が前記ゴム状
弾性体の中での音速と同等である、ことを特徴とする請
求項1または請求項2に記載の音響レンズ。 - 【請求項4】 前記液体は前記ゴム状弾性体と同等の音
響インピーダンスを有する、ことを特徴とする請求項1
ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載の音響レン
ズ。 - 【請求項5】 複数の超音波トランスデューサをバッキ
ング部材上に一次元的に配置してなる超音波トランスデ
ューサアレイと、 前記超音波トランスデューサアレイの超音波放射面側を
覆うように設けられ、超音波放射方向に凸に湾曲した面
を有する概ねシリンドリカルな形状をなし、前記湾曲し
た面の内側にレンズ軸に関して対称的に設けられた互い
に平行な1対の空洞部を有するゴム状弾性体からなる音
響レンズと、 前記空洞部に液体を充填する液体充填手段と、 前記充填する液体の量を調節する液量調節手段と、を具
備することを特徴とする超音波プローブ。 - 【請求項6】 前記ゴム状弾性体はシリコンゴムであ
る、ことを特徴とする請求項5に記載の超音波プロー
ブ。 - 【請求項7】 前記液体はその中での音速が前記ゴム状
弾性体の中での音速と同等である、ことを特徴とする請
求項5または請求項6に記載の超音波プローブ。 - 【請求項8】 前記液体は前記ゴム状弾性体と同等の音
響インピーダンスを有する、ことを特徴とする請求項5
ないし請求項7のうちのいずれか1つに記載の超音波プ
ローブ。 - 【請求項9】 超音波プローブと、この超音波プローブ
を通じて送受信した超音波に基づいて診断情報を生成す
る超音波診断装置本体とを有する超音波診断装置であっ
て、 前記超音波プローブは、 複数の超音波トランスデューサをバッキング部材上に一
次元的に配置してなる超音波トランスデューサアレイ
と、 前記超音波トランスデューサアレイの超音波放射面側を
覆うように設けられ、超音波放射方向に凸に湾曲した面
を有する概ねシリンドリカルな形状をなし、前記湾曲し
た面の内側にレンズ軸に関して対称的に設けられた互い
に平行な1対の空洞部を有するゴム状弾性体からなる音
響レンズと、 前記空洞部に液体を充填する液体充填手段と、 前記充填する液体の量を調節する液量調節手段と、を具
備することを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項10】 前記ゴム状弾性体はシリコンゴムであ
る、ことを特徴とする請求項9に記載の超音波診断装
置。 - 【請求項11】 前記液体はその中での音速が前記ゴム
状弾性体の中での音速と同等である、ことを特徴とする
請求項9または請求項10に記載の超音波診断装置。 - 【請求項12】 前記液体は前記ゴム状弾性体と同等の
音響インピーダンスを有する、ことを特徴とする請求項
9ないし請求項11のうちのいずれか1つに記載の超音
波診断装置。
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- 2001-07-11 JP JP2001210326A patent/JP4662521B2/ja not_active Expired - Fee Related
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