JP2004305339A - Ultrasonic probe, manufacturing method of ultrasonic probe, and maintenance method for ultrasonic probe - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波探触子、超音波探触子の製造方法および超音波探触子の保守方法に関し、さらに詳しくは、耐久性を向上しうる超音波探触子、超音波探触子の製造方法および超音波探触子の保守方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ガス滅菌用のガスが音響レンズから浸透して圧電素子と音響整合層の間の接着剤を劣化させることを防止するために、音響レンズと音響整合層の間にポリイミド樹脂製の保護層を介設した超音波探触子が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2003−38486号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の超音波探触子では、滅菌用ガスや他の薬品(ゲルなど)が浸透するのを保護層で遮断することによって、耐久性を向上している。
しかし、滅菌用ガスや他の薬品の浸透を保護層で完全に遮断することは難しく、保護層がない場合に比べて耐久性は改善されるものの、やはり長期間の使用により特性が劣化してしまう問題点がある。
そこで、本発明の目的は、保護層とは別の手段により耐久性を向上した超音波探触子、超音波探触子の製造方法および超音波探触子の保守方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
第1の観点では、本発明は、圧電素子と音響整合層と音響レンズとを積層すると共に前記音響整合層と反対側の音響レンズ面がケース外に露出している超音波探触子であって、前記音響レンズがオイルを含浸していることを特徴とする超音波探触子を提供する。
上記第1の観点による超音波探触子では、音響レンズにオイルを含浸させることによって滅菌用ガスや他の薬品の浸透を防止できる。このため、耐久性を向上できる。なお、オイルを含浸したことによる音響レンズの特性の低下は無視できる程度である。
【0006】
第2の観点では、本発明は、上記構成の超音波探触子において、前記ケースの内部にオイルが少量注入されていることを特徴とする超音波探触子を提供する。
上記第2の観点による超音波探触子では、ケース内のオイルが音響レンズに浸透することで、ケース外に露出した音響レンズ面から失われてゆくオイル分を補充することが出来る。
【0007】
第3の観点では、本発明は、上記構成の超音波探触子において、前記オイルが、シリコーンオイルであることを特徴とする超音波探触子を提供する。
上記第3の観点による超音波探触子では、化学的に非常に安定で、水溶液には犯されず、他の油脂との相溶性に乏しく、物理的な性質も安定で、耐熱性に優れ、熱膨張率も小さいシリコーンオイルを用いるため、滅菌用ガスや他の薬品に対して強い耐性を得られる。また、シリコーンゴム製の音響レンズとの相性に優れている。
【0008】
第4の観点では、本発明は、圧電素子と音響整合層と音響レンズとを積層し、ケースを取り付け、前記ケース外に露出している音響レンズ面よりオイルを前記音響レンズに含浸させることを特徴とする超音波探触子の製造方法を提供する。
上記第4の観点による超音波探触子の製造方法では、前記第1の観点による超音波探触子を好適に製造できる。
【0009】
第5の観点では、本発明は、圧電素子と音響整合層と音響レンズとを積層し、ケースを取り付け、加圧容器に入れ、前記ケース外に露出している音響レンズ面を加圧容器内でオイルに浸漬し、前記加圧容器内の気圧を大気圧より高圧にすることを特徴とする超音波探触子の製造方法を提供する。
上記第5の観点による超音波探触子の製造方法では、音響レンズへのオイルの含浸を加圧によって促進でき、前記第1の観点による超音波探触子を好適に製造できる。
【0010】
第6の観点では、本発明は、上記構成の超音波探触子の製造方法において、前記超音波探触子のケーブルを前記加圧容器外に出すことを特徴とする超音波探触子の製造方法を提供する。
上記第6の観点による超音波探触子の製造方法では、ケーブル内部の隙間を通してケース内が大気圧に連通するため、ケース外の音響レンズ面からケース内へ向かう圧力がかかり、音響レンズへのオイルの含浸を促進できる。これにより、前記第1の観点による超音波探触子を好適に製造できる。
【0011】
第7の観点では、本発明は、上記構成の超音波探触子の製造方法において、前記オイルが、シリコーンオイルであることを特徴とする超音波探触子の製造方法を提供する。
上記第7の観点による超音波探触子の製造方法では、化学的に非常に安定で、水溶液には犯されず、他の油脂との相溶性に乏しく、物理的な性質も安定で、耐熱性に優れ、熱膨張率も小さいシリコーンオイルを用いるため、滅菌用ガスや他の薬品に対して強い耐性を得られる。また、シリコーンゴム製の音響レンズとの相性に優れている。
【0012】
第8の観点では、本発明は、圧電素子と音響整合層と音響レンズとを積層すると共に前記音響整合層と反対側の音響レンズ面がケース外に露出している超音波探触子のガス滅菌を行った後、前記音響レンズにオイルを含浸させることを特徴とする超音波探触子の保守方法を提供する。
超音波探触子のガス滅菌を行うと、音響レンズに含浸していたオイルの一部がケース外に露出した音響レンズ面から失われる。
そこで、上記第8の観点による超音波探触子の保守方法では、超音波探触子のガス滅菌を行った後、音響レンズにオイルを再含浸させ、失われたオイル分を補充する。
【0013】
第9の観点では、本発明は、圧電素子と音響整合層と音響レンズとを積層すると共に前記音響整合層と反対側の音響レンズ面がケース外に露出している超音波探触子のガス滅菌を行った後、超音波探触子を加圧容器に入れ、前記加圧容器内で前記音響レンズ面をオイルに浸漬し、前記加圧容器内の気圧を大気圧より高圧にすることを特徴とする超音波探触子の保守方法を提供する。
超音波探触子のガス滅菌を行うと、音響レンズに含浸していたオイルの一部がケース外に露出した音響レンズ面から失われる。
そこで、上記第9の観点による超音波探触子の保守方法では、超音波探触子のガス滅菌を行った後、音響レンズにオイルを再含浸させ、失われたオイル分を補充する。この時、音響レンズへのオイルの浸透を加圧により促進できる。
【0014】
第10の観点では、本発明は、上記構成の超音波探触子の製造方法において、前記超音波探触子のケーブルを前記加圧容器外に出すことを特徴とする超音波探触子の製造方法を提供する。
超音波探触子のガス滅菌を行うと、音響レンズに含浸していたオイルの一部がケース外に露出した音響レンズ面から失われる。
そこで、上記第10の観点による超音波探触子の保守方法では、超音波探触子のガス滅菌を行った後、音響レンズにオイルを再含浸させ、失われたオイル分を補充する。この時、ケーブル内部の隙間を通してケース内が大気圧に連通するため、ケース外の音響レンズ面からケース内へ向かう圧力がかかり、音響レンズへのオイルの含浸を促進できる。
【0015】
第11の観点では、本発明は、上記構成の超音波探触子の保守方法において、前記オイルが、シリコーンオイルであることを特徴とする超音波探触子の保守方法を提供する。
上記第11の観点による超音波探触子の製造方法では、化学的に非常に安定で、水溶液には犯されず、他の油脂との相溶性に乏しく、物理的な性質も安定で、耐熱性に優れ、熱膨張率も小さいシリコーンオイルを用いるため、滅菌用ガスや他の薬品に対して強い耐性を得られる。また、シリコーンゴム製の音響レンズとの相性に優れている。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【0017】
−第1の実施形態−
図1は、第1の実施形態にかかる超音波探触子100の要部断面図である。
この超音波探触子100は、圧電素子1と、第1音響整合層2と、第2音響整合層3と、オイル含浸音響レンズ4と、バッキング材5と、ケース6とを具備している。
【0018】
圧電素子1は、PZTセラミックスのような圧電セラミックス、または、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)などの圧電高分子、または、水晶、ロッシェル塩などから構成される。圧電素子2の厚さは、300〜500μmである。
【0019】
第1音響整合層2は、ガラス、コッパーグラファイト、エポキシ樹脂、溶融石英などから構成され厚さは200μm程度である。
【0020】
第2音響整合層3は、ポリアリレートフィルムなどから構成され厚さは150μm程度である。
【0021】
オイル含浸音響レンズ4は、シリコーンゴム製であり、シリコーンオイルを含浸している。また、第2音響整合層3と反対側の音響レンズ面4aがケース6外に露出している
【0022】
ケース6内には、少量のシリコーンオイル7が注入されている。
【0023】
以上の超音波探触子100によれば、音響レンズ面4aからの滅菌用ガスや他の薬品の浸透をオイル含浸音響レンズ4によって防止できる。このため、耐久性を向上できる。
【0024】
また、オイル含浸音響レンズ4に含浸しているシリコーンオイルが音響レンズ面4aから徐々に失われてゆくが、ケース6内のシリコーンオイル7がオイル含浸音響レンズ4に浸透することで、失われたオイル分を補充することが出来る。さらに、ケース6内のシリコーンオイル7が音響レンズ4とケース6との隙間などを詰めるため、そのような隙間からの滅菌用ガスや他の薬品の浸入を防止できる。
【0025】
また、化学的に非常に安定で、水溶液には犯されず、他の油脂との相溶性に乏しく、物理的な性質も安定で、耐熱性に優れ、熱膨張率も小さいシリコーンオイル7を用いるため、滅菌用ガスや他の薬品に対して強い耐性を得られる。また、シリコーンゴム製の音響レンズ4との相性に優れている。
【0026】
なお、シリコーンオイル7を含浸したことによる音響レンズ4の特性の低下は無視できる程度である。
【0027】
−第2の実施形態−
図2は、第2の実施形態にかかる超音波探触子100の製造方法および保守方法を示す説明図である。
【0028】
超音波探触子100の製造手順は次のようになる。
(1)バッキング材5と圧電素子1と音響整合層2,3とオイル含浸前の音響レンズ4とを積層し、ケース6を取り付け、オイル含浸前の超音波探触子100とする。
(2)シリコーンオイルOを満たしたオイル皿Nを内部に設置した加圧容器Cにオイル含浸前の超音波探触子100を入れ、音響レンズ面4aをシリコーンオイルOに浸漬し、ケーブルBを加圧容器C外に出し、左蓋L,右蓋Rを被せて密封する。
(3)加圧装置Pで加圧容器C内の気圧を大気圧より少し高圧(例えば1.5気圧)にし、一定時間(例えば5〜10分間)置き、大気圧に戻す。
(4)加圧容器Cから取り出せば、第1の実施形態にかかる超音波探触子100が得られる。
【0029】
超音波探触子100の保守手順は次のようになる。
(1)第1の実施形態にかかる超音波探触子100を使用した後、ガス滅菌を行う。
(2)シリコーンオイルOを満たしたオイル皿Nを内部に設置した加圧容器Cにガス滅菌後の超音波探触子100を入れ、音響レンズ面4aをシリコーンオイルOに浸漬し、ケーブルBを加圧容器C外に出し、左蓋L,右蓋Rを被せて密封する。
(3)加圧装置Pで加圧容器C内の気圧を大気圧より少し高圧(例えば1.5気圧)にし、一定時間(例えば5〜10分間)置き、大気圧に戻す。
(4)加圧容器Cから取り出せば、シリコーンオイルOを再含浸した超音波探触子100が得られる。なお、シリコーンオイルOに漬けたままで保存し、次に使用する時に加圧容器Cから取り出してもよい。また、加圧容器Cから取り出した超音波探触子100を次に使用する時までシリコーンオイルOに漬けた状態で保存しておいてもよい。
【0030】
以上の超音波探触子100の製造方法によれば、第1の実施形態にかかる超音波探触子100を好適に製造できる。
また、以上の超音波探触子100の保守方法によれば、音響レンズ4にオイルを再含浸させることにより、失われたオイル分を補充することが出来る。
【0031】
−他の実施形態−
シリコーンオイルの代わりに、オリーブオイルを用いてもよい。
【0032】
【発明の効果】
本発明の超音波探触子によれば、音響レンズ面からの滅菌用ガスや他の薬品の浸透をオイル含浸音響レンズによって防止できるため、耐久性を向上できる。
また、本発明の超音波探触子の製造方法によれば、耐久性を向上した超音波探触子を好適に製造できる。
また、本発明の超音波探触子の保守方法によれば、音響レンズにオイルを再含浸させることにより、失われたオイル分を補充し、耐久性を維持することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態にかかる超音波探触子の要部断面図である。
【図2】第2の実施形態にかかる超音波探触子の製造方法および保守方法を示す説明図である。
【符号の説明】
1 圧電素子
2 第1音響整合層
3 第2音響整合層
4 オイル含浸音響レンズ
4a 音響レンズ面
5 バッキング材
6 ケース
7 シリコーンオイル
100 超音波探触子
C 加圧容器
O シリコーンオイル
P 加圧装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic probe, a method for manufacturing an ultrasonic probe, and a method for maintaining the ultrasonic probe, and more particularly, an ultrasonic probe capable of improving durability, an ultrasonic probe And a method for maintaining an ultrasonic probe.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to prevent the gas for gas sterilization from penetrating from the acoustic lens and deteriorating the adhesive between the piezoelectric element and the acoustic matching layer, a protective layer made of a polyimide resin is provided between the acoustic lens and the acoustic matching layer. There is known an ultrasonic probe interposed therebetween (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2003-38486 A
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional ultrasonic probe, durability is improved by blocking the permeation of a sterilizing gas or another chemical (eg, gel) with a protective layer.
However, it is difficult to completely block the penetration of sterilizing gas and other chemicals by the protective layer, and although the durability is improved as compared with the case without the protective layer, the characteristics also deteriorate due to long-term use. There is a problem.
Therefore, an object of the present invention is to provide an ultrasonic probe having improved durability by means different from the protective layer, a method of manufacturing the ultrasonic probe, and a method of maintaining the ultrasonic probe. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In a first aspect, the present invention relates to an ultrasonic probe in which a piezoelectric element, an acoustic matching layer, and an acoustic lens are laminated, and an acoustic lens surface opposite to the acoustic matching layer is exposed outside a case. Accordingly, the present invention provides an ultrasonic probe, wherein the acoustic lens is impregnated with oil.
In the ultrasonic probe according to the first aspect, by impregnating the acoustic lens with oil, permeation of the sterilizing gas and other chemicals can be prevented. For this reason, durability can be improved. The deterioration of the characteristics of the acoustic lens due to the impregnation with oil is negligible.
[0006]
According to a second aspect, the present invention provides the ultrasonic probe having the above-described configuration, wherein a small amount of oil is injected into the case.
In the ultrasonic probe according to the second aspect, the oil in the case penetrates into the acoustic lens, thereby replenishing the oil lost from the acoustic lens surface exposed outside the case.
[0007]
In a third aspect, the present invention provides the ultrasonic probe having the above-mentioned configuration, wherein the oil is a silicone oil.
The ultrasonic probe according to the third aspect is very chemically stable, is not violated by an aqueous solution, has poor compatibility with other fats and oils, has stable physical properties, and has excellent heat resistance. Since silicone oil having a small coefficient of thermal expansion is used, strong resistance to a sterilizing gas and other chemicals can be obtained. Also, it has excellent compatibility with silicone rubber acoustic lenses.
[0008]
In a fourth aspect, the present invention provides a method of laminating a piezoelectric element, an acoustic matching layer, and an acoustic lens, attaching a case, and impregnating the acoustic lens with oil from an acoustic lens surface exposed outside the case. A method for manufacturing an ultrasonic probe is provided.
In the method of manufacturing an ultrasonic probe according to the fourth aspect, the ultrasonic probe according to the first aspect can be suitably manufactured.
[0009]
In a fifth aspect, the present invention provides a piezoelectric element, an acoustic matching layer, and an acoustic lens which are laminated, a case is attached, and the acoustic lens is exposed to the inside of the pressure vessel. Wherein the pressure in the pressurized container is set higher than the atmospheric pressure.
In the method for manufacturing an ultrasonic probe according to the fifth aspect, the impregnation of the acoustic lens with oil can be promoted by applying pressure, and the ultrasonic probe according to the first aspect can be suitably manufactured.
[0010]
In a sixth aspect, the present invention provides a method for manufacturing an ultrasonic probe having the above-described configuration, wherein a cable of the ultrasonic probe is taken out of the pressurized container. A manufacturing method is provided.
In the method of manufacturing an ultrasonic probe according to the sixth aspect, since the inside of the case communicates with the atmospheric pressure through the gap inside the cable, a pressure is applied from the acoustic lens surface outside the case to the inside of the case, and the acoustic lens is It can promote oil impregnation. Thereby, the ultrasonic probe according to the first aspect can be suitably manufactured.
[0011]
In a seventh aspect, the present invention provides a method of manufacturing an ultrasonic probe having the above-described configuration, wherein the oil is a silicone oil.
In the method for manufacturing an ultrasonic probe according to the seventh aspect, it is chemically very stable, is not violated by an aqueous solution, has poor compatibility with other fats and oils, has stable physical properties, and has heat resistance. The use of silicone oil, which has excellent thermal expansion coefficient and small thermal expansion coefficient, provides strong resistance to sterilizing gas and other chemicals. Also, it has excellent compatibility with silicone rubber acoustic lenses.
[0012]
According to an eighth aspect, the present invention provides a gas probe for an ultrasonic probe in which a piezoelectric element, an acoustic matching layer, and an acoustic lens are laminated and an acoustic lens surface opposite to the acoustic matching layer is exposed outside the case. The present invention provides a method for maintaining an ultrasonic probe, wherein the acoustic lens is impregnated with oil after sterilization.
When gas sterilization of the ultrasonic probe is performed, a part of oil impregnated in the acoustic lens is lost from the acoustic lens surface exposed outside the case.
Therefore, in the ultrasonic probe maintenance method according to the eighth aspect, after performing gas sterilization of the ultrasonic probe, the acoustic lens is re-impregnated with oil, and the lost oil is replenished.
[0013]
According to a ninth aspect, the present invention provides a gas probe for an ultrasonic probe in which a piezoelectric element, an acoustic matching layer, and an acoustic lens are laminated and an acoustic lens surface opposite to the acoustic matching layer is exposed outside the case. After sterilization, the ultrasonic probe is placed in a pressure vessel, the acoustic lens surface is immersed in oil in the pressure vessel, and the pressure in the pressure vessel is made higher than the atmospheric pressure. A method for maintaining an ultrasonic probe is provided.
When gas sterilization of the ultrasonic probe is performed, a part of oil impregnated in the acoustic lens is lost from the acoustic lens surface exposed outside the case.
Therefore, in the ultrasonic probe maintenance method according to the ninth aspect, after the ultrasonic probe is subjected to gas sterilization, the acoustic lens is re-impregnated with oil, and the lost oil is replenished. At this time, penetration of oil into the acoustic lens can be promoted by pressurization.
[0014]
In a tenth aspect, the present invention relates to a method of manufacturing an ultrasonic probe having the above configuration, wherein the cable of the ultrasonic probe is taken out of the pressurized container. A manufacturing method is provided.
When gas sterilization of the ultrasonic probe is performed, a part of oil impregnated in the acoustic lens is lost from the acoustic lens surface exposed outside the case.
Therefore, in the ultrasonic probe maintenance method according to the tenth aspect, after performing gas sterilization of the ultrasonic probe, the acoustic lens is re-impregnated with oil, and the lost oil is replenished. At this time, since the inside of the case communicates with the atmospheric pressure through the gap inside the cable, pressure is applied from the acoustic lens surface outside the case to the inside of the case, so that the impregnation of the acoustic lens with oil can be promoted.
[0015]
In an eleventh aspect, the present invention provides the ultrasonic probe maintenance method according to the above configuration, wherein the oil is silicone oil.
The method for manufacturing an ultrasonic probe according to the eleventh aspect is very chemically stable, is not violated by an aqueous solution, has poor compatibility with other fats and oils, has stable physical properties, and has heat resistance. The use of silicone oil, which has excellent thermal expansion coefficient and small thermal expansion coefficient, provides strong resistance to sterilizing gas and other chemicals. Also, it has excellent compatibility with silicone rubber acoustic lenses.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited by this.
[0017]
-1st Embodiment-
FIG. 1 is a sectional view of an essential part of an
The
[0018]
The piezoelectric element 1 is made of piezoelectric ceramics such as PZT ceramics, piezoelectric polymers such as polyvinylidene fluoride (PVDF), quartz, Rochelle salt, or the like. The thickness of the piezoelectric element 2 is 300 to 500 μm.
[0019]
The first acoustic matching layer 2 is made of glass, copper graphite, epoxy resin, fused quartz, or the like, and has a thickness of about 200 μm.
[0020]
The second acoustic matching layer 3 is made of a polyarylate film or the like, and has a thickness of about 150 μm.
[0021]
The oil-impregnated acoustic lens 4 is made of silicone rubber, and is impregnated with silicone oil. Also, the acoustic lens surface 4a opposite to the second acoustic matching layer 3 is exposed outside the case 6.
A small amount of silicone oil 7 is injected into the case 6.
[0023]
According to the
[0024]
Further, the silicone oil impregnated in the oil-impregnated acoustic lens 4 is gradually lost from the acoustic lens surface 4a, but is lost due to the penetration of the silicone oil 7 in the case 6 into the oil-impregnated acoustic lens 4. Oil can be replenished. Furthermore, since the silicone oil 7 in the case 6 fills the gap between the acoustic lens 4 and the case 6, the infiltration of sterilizing gas or other chemicals from such a gap can be prevented.
[0025]
In addition, the use of silicone oil 7, which is chemically very stable, is not violated by an aqueous solution, has poor compatibility with other fats and oils, has stable physical properties, has excellent heat resistance, and has a small coefficient of thermal expansion. Strong resistance to sterilizing gases and other chemicals. Further, it is excellent in compatibility with the acoustic lens 4 made of silicone rubber.
[0026]
The deterioration of the characteristics of the acoustic lens 4 due to the impregnation with the silicone oil 7 is negligible.
[0027]
-2nd Embodiment-
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a method for manufacturing and maintaining the
[0028]
The manufacturing procedure of the
(1) The backing material 5, the piezoelectric element 1, the acoustic matching layers 2 and 3, and the acoustic lens 4 before oil impregnation are laminated, the case 6 is attached, and the
(2) The
(3) The pressure in the pressurized container C is set to a slightly higher pressure (for example, 1.5 atm) than the atmospheric pressure by the pressurizing device P, and the pressure is returned to the atmospheric pressure for a predetermined time (for example, 5 to 10 minutes).
(4) When the
[0029]
The maintenance procedure of the
(1) After using the
(2) The gas-sterilized
(3) The pressure in the pressurized container C is set to a slightly higher pressure (for example, 1.5 atm) than the atmospheric pressure by the pressurizing device P, and the pressure is returned to the atmospheric pressure for a predetermined time (for example, 5 to 10 minutes).
(4) When the
[0030]
According to the method for manufacturing the
Further, according to the above-described method of maintaining the
[0031]
-Other embodiments-
Olive oil may be used instead of silicone oil.
[0032]
【The invention's effect】
According to the ultrasonic probe of the present invention, the oil-impregnated acoustic lens can prevent the sterilizing gas and other chemicals from penetrating from the acoustic lens surface, so that the durability can be improved.
Further, according to the method for manufacturing an ultrasonic probe of the present invention, an ultrasonic probe with improved durability can be suitably manufactured.
Further, according to the maintenance method of the ultrasonic probe of the present invention, by re-impregnating the acoustic lens with the oil, the lost oil can be replenished and the durability can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an essential part of an ultrasonic probe according to a first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a method of manufacturing and maintaining an ultrasonic probe according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 piezoelectric element 2 first acoustic matching layer 3 second acoustic matching layer 4 oil-impregnated acoustic lens 4a acoustic lens surface 5 backing material 6 case 7
Claims (11)
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