JP2008188175A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャップの外形や超音波振動子の外形を変化させることなく、キャップの円筒面に対してレンズの集音面を近接させて配設でき、音響媒体による超音波の減衰を防止して良好な超音波画像を得ることができる構成を有する超音波診断装置を提供する。
【解決手段】円筒状のキャップ２４と、圧電素子６１、６５と、圧電素子６１、６５の一方の面に設けられたレンズ６３、６７と、圧電素子６１、６５の他方の面に設けられたバッキング材６４、６８と、円筒状のハウジング５０とを具備した超音波振動子４１と、キャップ２４内に充填された音響媒体と、を具備し、超音波振動子４１における面４１ｍ、４１ｎの振動子回動軸Ｃと平行な対向する各外周縁部４１ｔ１、４１ｔ２において、切り欠き部１５１、１５２がそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、円筒状のキャップ内に、超音波が通過する際の音速がキャップ外側媒体よりも遅い音響媒体と、キャップの円筒軸を中心とする振動子回動軸で回動自在な超音波振動子とが具備された超音波診断装置に関する。

超音波振動子から体腔内の被検部位となる体腔壁に超音波を繰り返し放射し、被検部位の体腔壁から反射される超音波のエコー信号を超音波振動子で受信して、被検部位の二次元的な可視像である超音波画像を表示装置の画面上に表示させて、病変部の診断等に用いることができる超音波診断装置は周知であり、種々提案されている。

この超音波診断装置と組み合わせて使用される機器としては、超音波内視鏡や超音波プローブ等が周知である。例えば、超音波診断装置を具備する超音波内視鏡は、体腔内に挿入される挿入部の先端部に、被検部位の内視鏡画像を得るための内視鏡観察ユニットと、被検部位の超音波画像を得るための超音波観察ユニットとが備えられた構成が周知である。

超音波観察ユニットは、挿入部の先端部において、例えば内視鏡観察ユニットよりも挿入方向の先端側に設けられており、挿入部の先端部に被覆された先端キャップ（以下、単にキャップと称す）と、該キャップ内において、キャップの円筒軸を中心とする振動子回動軸で回動自在に設けられた超音波振動子と、キャップ内において、超音波振動子とキャップの内周との間に充填された音響媒体とを具備して構成されている。

キャップは、通常、加工が容易であることと、キャップ内のスペースを出来るだけ大きく確保する目的から、例えば円筒状に形成されるのが一般的である。

超音波振動子は、電気機械変換素子である圧電素子と、圧電素子の一方の面及び該一方の面と反対側の他方の面に設けられた、圧電素子に対し電圧を印加するまたは圧電素子から電圧を受信する電極と、圧電素子の一方の面の電極上に設けられた圧電素子を音源として放射された超音波を集音する音響レンズ（以下、単にレンズと称す）と、圧電素子の他方の面の電極上に設けられた圧電素子を音源として放射された不要な超音波を減衰させるバッキング材と、圧電素子と電極とレンズとバッキング材とを、レンズを露出させて保持するとともに、超音波振動子の外装を構成するハウジングとを具備して構成されている。

ここで、上述した音響媒体としては、キャップの外側に存在する体腔内のキャップ外側媒体である水や体液等と、超音波の通過する音速が同じとなるよう、水が用いられるのが一般的であるが、超音波振動子の回動潤滑性を向上させるとともに、超音波振動子の回動に伴い音響媒体中において発生する気泡を防ぐ等の目的から、音響媒体として流動パラフィン等の流動媒体を用いる構成も周知であり、例えば特許文献１に開示されている。
特開平７−２４１２９３号公報

ところで、超音波振動子を音源として放射される超音波は、レンズにより集音された後、音響媒体、キャップの円筒面を介して被検部位の体腔壁に放射される。

ここで、特許文献１に開示されたように、音響媒体に油系媒体を用いると、油系媒体は、水よりもレンズにより集音されて放射された超音波、または放射後、被検部位からはね返ってきた超音波が減衰しやすいことから、超音波振動子において受信する超音波の音量が少なくなるばかりか、超音波にノイズが加わってしまい、良好な超音波画像を得ることができないといった問題があった。

尚、以上のような問題は、音響媒体に、外側媒体と同じ水を用いた場合においては、発生しない。

よって、油系媒体による超音波の減衰を防ぐためには、キャップの円筒面とレンズの集音面との距離を近づける程、音の減衰が少なくなるが、この場合、従来よりも、キャップの外形を大きくするか、超音波振動子の外形を小さくしなければならず、前者の場合、超音波内視鏡の挿入部の径が大きくなってしまい、後者の場合、超音波振動子から放射される超音波のパワーが小さくなってしまうといった問題ある。

本発明の目的は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、キャップ内の音響媒体に、キャップ外側媒体よりも超音波の通過する音速が遅い媒体を用いた場合において、キャップの外形や超音波振動子の外形を変化させることなく、キャップの円筒面に対してレンズの集音面を近接させて配設でき、音響媒体による超音波の減衰を防止して良好な超音波画像を得ることができる構成を有する超音波診断装置を提供するにある。

上記目的を達成するため本発明による超音波診断装置は、体腔内の体腔壁にキャップ外側媒体を介して外周が接触する円筒状のキャップと、電気機械変換素子と、該電気機械変換素子の一方の面に設けられたレンズと、前記電気機械変換素子の前記レンズと反対側の他方の面に設けられたバッキング材と、前記電気機械変換素子、前記レンズ及び前記バッキング材を、前記レンズを露出させて保持するとともに、前記超音波振動子の外装を構成する円筒状のハウジングとを具備し、前記キャップの円筒軸を中心とする振動子回動軸で回動自在であって、前記キャップの円筒面を介して被検部位となる前記体腔壁に対し、前記電気機械変換素子を音源とする超音波を放射または受信できる、前記キャップ内に設けられた超音波振動子と、前記キャップ内において、該キャップの内周と前記超音波振動子との間に充填された、前記超音波振動子から放射された前記超音波が通過する際の音速が、前記キャップ外側媒体よりも遅い音響媒体と、を具備し、前記超音波振動子における前記レンズが設けられた面の前記振動子回動軸と平行な対向する各外周縁部において、切り欠き部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、キャップ内の音響媒体に、キャップ外側媒体よりも超音波の通過する音速が遅い媒体を用いた場合において、キャップの外形や超音波振動子の外形を変化させることなく、キャップの円筒面に対してレンズの集音面を近接させて配設でき、音響媒体による超音波の減衰を防止して良好な超音波画像を得ることができる構成を有する超音波診断装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、以下に示す実施の形態においては、超音波診断装置を、超音波内視鏡に適用する場合を例に挙げて説明する。

（第１実施の形態）
図１は、本実施形態の超音波診断装置を含む超音波内視鏡装置の構成を示す図、図２は、図１の超音波内視鏡の挿入部の先端部を拡大して概略的に示す斜視図、図３は、図２中のIII-III線に沿う部分断面図、図４は、図２中のIV-IV線に沿う部分断面図、図５は、図２中のV-V線に沿う部分断面図である。

尚、以下、図１〜図５に示す超音波内視鏡の構成は、説明を簡略化するため、主要部以外は、省略するかまたは概略的に示してある。

図１に示すように、超音波内視鏡装置１００は、超音波内視鏡１と、光源装置１１と、ビデオプロセッサ１２と、超音波観測装置１４と、吸引ポンプ１５と、送水タンク１６とにより主要部が構成されている。

超音波内視鏡１は、体腔内に挿入される細長な挿入部２と、この挿入部２の挿入方向の基端部に設けられた把持部を兼ねる操作部３と、該操作部３の、例えば挿入方向基端側から延出された可撓性を有するユニバーサルコード４と、該ユニバーサルコード４の延出端部に設けられたスコープコネクタ５とにより主要部が構成されている。

スコープコネクタ５に、光源コネクタ６と、電気コネクタ７と、超音波コネクタ８と、吸引口金９と、送気送水口金１０とが設けられている。

光源コネクタ６に、照明光を供給する光源装置１１が着脱自在な構成となっている。また、電気コネクタ７に、図示しない信号ケーブルを介して各種の信号処理等を行うビデオプロセッサ１２が着脱自在な構成となっている。

さらに、超音波コネクタ８に、超音波ケーブル１３を介して超音波観測装置１４が着脱自在な構成となっている。尚、超音波コネクタ８、超音波ケーブル１３、超音波観測装置１４は、超音波診断装置の一部を構成している。

また、吸引口金９に、図示しない吸引チューブを介して吸引ポンプ１５が着脱自在な構成となっている。さらに、送気送水口金１０に、図示しない送気・送水チューブを介して送水タンク１６が着脱自在な構成となっている。

超音波観測装置１４は、超音波内視鏡１の各種動作制御を行うものであって、例えば後述する超音波振動子４１の駆動制御や、この超音波振動子４１の駆動制御によって取得した電気信号の信号処理を行って映像信号を生成する動作を行う。

尚、超音波観測装置１４で生成された映像信号は、超音波内視鏡装置を構成する図示しない表示装置に出力される。その結果、この映像信号を受けた表示装置の画面上には超音波画像が表示される。

超音波内視鏡１の挿入部２は、先端側から順に、硬質部材で形成された先端硬質部２１と、例えば上下方向及び左右方向に湾曲自在に構成された湾曲部２２と、長尺でかつ可撓性を有する可撓管部２３とが連設されて構成されている。

操作部３に、湾曲部２２の湾曲操作を行う湾曲操作ノブ２５と、送気送水操作及び吸引操作をそれぞれ行う送気送水吸引ボタン２６とが設けられている。また、操作部３の挿入部２側には、処置具を挿入部２、操作部３内に設けられた処置具挿通管路３３を介して体腔内に導入する処置具挿入口２７が設けられている。

図２に示すように、先端硬質部２１の外周側面における設定位置に、照明用レンズ３０と、観察用レンズ３１と、処置具用開口３２とが設けられている。

照明用レンズ３０は、ユニバーサルコード４、操作部３、挿入部２内を挿通する図示しないライトガイドを介して、光源装置１１から供給される照明光を、体腔内の被検部位となる観察部位に向けて出射するものである。この照明用レンズ３０から出射された照明光によって、体腔内における観察部位は照明される。

観察用レンズ３１は、先端硬質部２１内に設けられた、図示しない複数の対物レンズと、該対物レンズの結像位置に設けられている電荷結合素子等の図示しない撮像素子とともに、観察ユニットを構成している。

観察用レンズ３１、対物レンズによって観察された観察部位の光学像は、撮像素子の撮像面に結像された後、撮像素子において電気信号に光電変換され、その後、撮像素子から延出する、挿入部２、操作部３、ユニバーサルコード４内を挿通する図示しない撮像ケーブル、電気コネクタ７を介して、ビデオプロセッサ１２に伝送される。

ビデオプロセッサ１２は、伝送された電気信号に対して信号処理を行うことにより、標準的な映像信号を生成し、その映像信号を図示しない表示装置に出力する。その結果、表示装置の画面上に内視鏡観察画像が表示される。

処置具用開口３２は、挿入部２、操作部３内に設けられた処置具挿通管路３３の先端硬質部２１側の開口であり、処置具挿入口２７から処置具挿通管路３３内に挿入された処置具を、体腔内の被検部位に対して突出させる開口である。

先端硬質部２１の照明用レンズ３０、観察用レンズ３１、処置具用開口３２よりも、挿入方向の先端側に、図２に示すように、円筒状の、例えばポリエチレンから構成されたキャップ２４が設けられており、キャップ２４内には、図３に示すように、音響媒体４３とともに、超音波振動子４１が設けられている。尚、キャップ２４、超音波振動子４１、音響媒体４３は、超音波診断装置の一部を構成している。

尚、キャップ２４の挿入方向の先端の開口は閉塞されている。また、超音波内視鏡１の挿入部２は、被検者の咽頭部を通過させて用いられることから、キャップ２４の直径は、出来るだけ小さく、例えば２０ｍｍ以下に形成されていることが好ましい。

さらに、キャップ２４は、挿入部２が体腔内に挿入された際、体腔内の体腔壁に対し、超音波が通過する音速が１５００ｍ／ｓｅｃ程度の水、体液等のキャップ外側媒体を介して接触する。

超音波振動子４１は、後述するが、略円柱状の部材に形成されており、キャップ２４内において、先端硬質部２１に設けられた挿入方向先端側に突出する一対の振動子フォルダ４２に外周が挟持されて設けられている。

尚、一対の振動子フォルダ４２の挟持径は、超音波振動子４１の外周径よりも小さく形成されている。このことにより、一対の振動子フォルダ４２は、超音波振動子４１を所定の接触圧を以て挟持する。

振動子フォルダ４２は、振動子回動軸Ｃと回動中心が一致する、図示しないモータ等の回動手段によって回動自在な回動軸４０に接続されている。このことにより、振動子フォルダ４２は、振動子回動軸Ｃを回動中心として回動軸４０とともに回動する。

その結果、振動子フォルダ４２の挟持された超音波振動子４１は、キャップ２４内において、回動自在となっている。尚、超音波振動子４１は、回動に関わらず、超音波振動子４１の外周面とキャップ２４の円筒面２４ｅにおける内周面２４ｎとの距離Ｌ１、Ｌ２が一定となるよう、振動子フォルダ４２により挟持されている。

回動軸４０は、筒状部材から構成されており、回動軸４０の内部には、図１に示すように、超音波振動子４１から、挿入部２、操作部３及びユニバーサルコード４内を介して、超音波コネクタ８に接続される信号ケーブル９１が延出されている。尚、信号ケーブル９１は、超音波診断装置の一部を構成している。

音響媒体４３は、超音波振動子４１の回動潤滑性を向上させるとともに、超音波振動子４１の回動に伴い音響媒体４３中において発生する気泡を防ぐ目的から、上述したキャップ外側媒体よりも超音波が通過する音速が遅い流動パラフィン等の油系媒体から構成されており、キャップ２４内において、キャップ２４の内周と超音波振動子４１との間に充填されている。尚、油系媒体から構成された音響媒体４３は、水、体液等から構成されたキャップ外側媒体よりも超音波が通過する速度が遅い。

また、超音波振動子４１は、図４に示すように、例えば２つの振動子単体５１、５２を具備している。尚、超音波振動子４１は、振動子単体５１、５２のいずれかのみを具備していても構わない。また、振動子単体５２は、振動子単体５１よりも外形が小さく形成されている。

また、２つの振動子単体５１、５２は、超音波振動子４１の円筒状の外装を構成するハウジング５０により、振動子回動軸Ｃを介して対向配置されて保持されている。

具体的には、図４に示すように、振動子単体５１の後述するレンズ６３の集音面６３ｓとキャップ２４の内周面２４ｎとの距離Ｌ１が、振動子単体５２の後述するレンズ６７の集音面６７ｓとキャップ２４の内周面２４ｎとの距離Ｌ２よりも大きくなるように（Ｌ１＞Ｌ２）、２つの振動子単体５１、５２は、超音波振動子４１のハウジング５０により、振動子回動軸Ｃに対し対向配置されて保持されている。

これは、上述したように、振動子単体５１が振動子単体５２よりも外形が大きく形成されていることに起因して、振動子単体５１が具備する圧電素子６１の後述する表面積Ｓ１（図３参照）が、振動子単体５２が具備する圧電素子６５の後述する表面積Ｓ４（図８参照）よりも大きく形成されていることから（Ｓ１＞Ｓ４）、表面積の大きさに比例する超音波の出力レベルが小さい圧電素子６５側を、超音波の出力レベルが大きい圧電素子６１側よりも、よりキャップ２４の内周面２４ｎに近付けさせるためである。

振動子単体５１は、例えばセラミックから構成された電気機械変換素子である圧電素子６１と、該圧電素子６１の一方の面上及び該一方の面に対向する他方の面上に薄肉に設けられた、Ｎｉ、金、銀等のいずれかから構成された電極６２と、圧電素子６１の一方の面の電極６２側に設けられた、例えばエポキシ樹脂から構成された凹状のレンズ６３と、圧電素子６１の他方の面の電極６２側に設けられた、例えばゴムから構成されたバッキング材６４とから主要部が構成されている。

また、電極６２と、信号線９１とを電気的に接続する電気接続部材９９が、圧電素子６１の両端に配設されている。

圧電素子６１は、例えば５．０ＭＨｚ、７．５ＭＨｚの周波数を放射するプレート状の圧電センサから構成されている。また、電極６２は、例えば圧電素子６１の一方の面及び他方の面にメッキされることにより形成され、圧電素子６１に、電圧を印加することにより、圧電素子６１を構成するセラミックの粒子を変形させることにより、圧電素子６１を音源として超音波を放射させるとともに、放射後、被検部位からはね返った超音波を受信した後の圧電素子６１の変形から電位差を受信する機能を有している。

凹状のレンズ６３は、ハウジング５０から露出するよう、ハウジング５０により保持されており、圧電素子６１の一方の面を音源として放射された超音波が拡散しないよう、超音波を被検部位に集音させて、集音面６３ｓから放射する機能を有している。また、バッキング材６４は、圧電素子６１の他方の面を音源として放射された超音波を減衰させる機能を有している。

また、図３、図５に示すように、超音波振動子４１において、レンズ６３が設けられた面４１ｍにおける振動子回動軸Ｃと平行な対向する各外周縁部４１ｔ１に、平面視した形状が略直線状の切り欠き部１５１が形成されている。言い換えれば、超音波振動子４１の面４１ｍにおける振動子回動軸Ｃと平行な対向する各外周縁部４１ｔ１は、振動子回動軸Ｃに沿って、切り欠き部１５１により、断面形状がＬ字状に切り欠かれている。

これは、図５の点線に示すように、超音波振動子４１に切り欠き部１５１が形成されていない場合は、油系媒体から構成された音響媒体４３における超音波の減衰の影響を低減させるため、超音波振動子４１を内周面２４ｎに近接させて配設させようとすると、ハウジング５０のキャップ２４の内周面２４ｎに対する接触を考慮すると、レンズ６３が、キャップ２４の内周面２４ｎから離間して配設されてしまう。または、キャップ２４の外形を大きく形成するか、超音波振動子４１の外形を小さくする形成する必要が生じる。

しかしながら、本実施の形態においては、超音波振動子４１に、切り欠き部１５１が形成されていることにより、キャップ２４及び超音波振動子４１の外形を変化させることなく、レンズ６３の集音面６３ｓとキャップ２４の内周面２４ｎとの距離Ｌ１が、レンズ６３が内周面２４ｎに接触しないで出来る限り短くなるよう、超音波振動子４１を、キャップ２４内に配設することができる。

即ち、レンズ６３の内周面２４ｎへの接触を回避して、レンズ６３を、キャップ２４の円筒面２４ｅにおける内周面２４ｎの直近に配設することができることから、油系媒体から構成された音響媒体４３における超音波の減衰の影響を、低減させることができる。

振動子単体５２は、例えばセラミックから構成された電気機械変換素子である圧電素子６５と、該圧電素子６５の一方の面上及び該一方の面に対向する他方の面上に薄肉に設けられた、Ｎｉ、金、銀等のいずれかから構成された電極６６と、圧電素子６５の一方の面の電極６６側に設けられた、例えばエポキシ樹脂から構成された凹状のレンズ６７と、圧電素子６５の他方の面の電極６６側に設けられた、例えばゴムから構成されたバッキング材６８とから主要部が構成されている。

圧電素子６５は、圧電素子６１よりも大きな周波数を放射する、例えば２０ＭＨｚ、１２ＭＨｚの周波数を放射するプレート状の圧電センサから構成されている。尚、圧電素子６５は、上述した圧電素子６１よりも外形が小さく形成されている。

また、電極６６、凹状のレンズ６７、バッキング材６８は、上述した電極６２、凹状のレンズ６３、バッキング材６４と同等の機能を有しているため、その説明は省略するが、電極６２、凹状のレンズ６３、バッキング材６４よりも外形が小さく形成されている。尚、電極６６は、例えば圧電素子６５の一方の面及び他方の面にメッキされることにより形成される。

また、図５に示すように、超音波振動子４１において、レンズ６７が設けられた面４１ｎにおける振動子回動軸Ｃと平行な対向する各外周縁部４１ｔ２に、切り欠き部１５２が形成されている。言い換えれば、超音波振動子４１の面４１ｎにおける振動子回動軸Ｃと平行な対向する各外周縁部４１ｔ２は、振動子回動軸Ｃに沿って、切り欠き部１５２により、断面形状がＬ字状に切り欠かれている。

これは、図５の点線に示すように、超音波振動子４１に切り欠き部１５２が形成されていない場合は、油系媒体から構成された音響媒体４３における超音波の減衰の影響を低減させるため、超音波振動子４１を内周面２４ｎに近接させて配設させようとすると、ハウジング５０のキャップ２４の内周面２４ｎに対する接触を考慮すると、レンズ６７が、キャップ２４の内周面２４ｎから離間して配設されてしまう。または、キャップ２４の外形を大きく形成するか、超音波振動子４１の外形を小さくする形成する必要が生じる。

しかしながら、本実施の形態においては、超音波振動子４１に、切り欠き部１５２が形成されていることにより、キャップ２４及び超音波振動子４１の外形を変化させることなく、レンズ６７の集音面６７ｓとキャップ２４の内周面２４ｎとの距離Ｌ２が、レンズ６７が内周面２４ｎに接触しないで出来る限り短くなるよう、超音波振動子４１を、キャップ２４内に配設することができる。

即ち、レンズ６７の内周面２４ｎへの接触を回避して、レンズ６７を、キャップ２４の円筒面２４ｅにおける内周面２４ｎの直近に配設することができることから、油系媒体から構成された音響媒体４３における超音波の減衰の影響を、低減させることができる。

超音波振動子４１は、キャップ２４の円筒面２４ｅを介して、被検部位に対して超音波を放射するとともに、放射後、被検部位からはね返った超音波を受信して電気信号に変換し、その後、電気信号を、信号ケーブル９１、超音波コネクタ８、超音波ケーブル１３を介して超音波観測装置１４に伝送する。

超音波観測装置１４は、伝送された電気信号に対して信号処理を行うことにより、超音波画像信号を生成し、その超音波画像信号を図示しない表示装置に出力する。その結果、表示装置の画面上に超音波画像が表示される
また、超音波振動子４１は、上述したように、周波数の異なる圧電素子６１、６５を有する２つの振動子単体５１、５２を具備している。よって、振動子単体５１、５２のいずれかを、超音波振動子４１が回動されることにより被検部位に対向させて、振動子単体５１、５２のいずれかから被検部位に対して、キャップ２４の円筒面２４ｅを介して超音波を放射、受信することにより、超音波振動子４１に対して距離の異なる被検部位の良好な超音波画像を得ることができる。

具体的には、一方、回動により、２０ＭＨｚ、１２ＭＨｚの周波数を有する圧電センサから構成された圧電素子６５を具備する振動子単体５２を被検部位に対向させて、超音波を放射、受信することにより、円筒面２４ｅを介して超音波振動子４１に近接する被検部位の良好な超音波画像を得ることができる。

また、他方、回動により、５．０ＭＨｚ、７．５ＭＨｚの周波数を有する圧電センサから構成された圧電素子６１を具備する振動子単体５１を被検部位に対向させて、超音波を放射、受信することにより、円筒面２４ｅを介して超音波振動子４１に対して離間する被検部位の良好な超音波画像を得ることができる。

このように、本実施の形態においては、超音波振動子４１におけるレンズ６３、６７が設けられた面４１ｍ、４１ｎの振動子回動軸Ｃと平行な対向する各外周縁部４１ｔ１、４１ｔ２に、切り欠き部１５１及び切り欠き部１５２がそれぞれ形成されていると示した。

このことによれば、キャップ２４内の音響媒体４３に、水や体液等のキャップ外側媒体よりも超音波の通過する音速が遅い油系媒体を用いた場合、超音波を減衰させないため、レンズ６３、６７の各集音面６３ｓ、６７ｓをキャップ２４の円筒面２４ｅに近接させて配設する必要が生じるが、本実施の形態においては、各切欠部１５１、１５２により、キャップ２４の外形や超音波振動子４１の外形を変化させることなく、キャップ２４の円筒面２４ｅに対してレンズ６３、６７の各集音面６３ｓ、６７ｓを近接させて配設させることができる。

よって、切り欠きの無い同一のキャップ外径の超音波振動子に対して、上述した超音波の減衰が低減されるため、超音波送受信感度が向上して、明瞭な超音波画像を作成することができる。また、同一の感度の場合、小型化が可能となる。

以上から、油系媒体から構成された音響媒体４３による超音波の減衰を防止して良好な超音波画像を得ることができる構成を有する超音波診断装置を提供することができる。

尚、以下、変形例を、図６を用いて示す。図６は、超音波振動子に、切り欠き部の代わりに面取り部を設けた変形例を示す図である。

本実施の形態においては、切り欠き部１５１、１５２は、超音波振動子４１におけるレンズ６３、６７が設けられた面４１ｍ、４１ｎの振動子回動軸Ｃと平行な対向する各外周縁部４１ｔ１、４１ｔ２に設けられていると示した。

これに限らず、超音波振動子４１におけるレンズ６３、６７が設けられた面４１ｍ、４１ｎの振動子回動軸Ｃと平行な対向する各外周縁部４１ｔ１、４１ｔ２に、上述した切り欠き部１５１、１５２の代わりに、図６に示すように振動子回動軸Ｃに沿った面取り部を形成しても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

（第２実施の形態）
図７は、本実施の形態を示す超音波診断装置における超音波振動子を他の部材とともに示す断面図である。

この第２実施の形態の超音波診断装置の構成は、上述した図１〜図５に示した第１実施の形態の超音波診断装置と比して、振動子単体５１側の圧電素子６１に切り欠き部を設け圧電素子を略小判状に形成した点が異なる。よって、この相違点のみを説明し、第１実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。

振動子単体５１の圧電素子６１は、図７の点線に示すように、振動子回動軸Ｃと平面視した状態で平行な直線状の切り欠き部１６１を、振動子回動軸Ｃを中心として対象となる位置にそれぞれ有する、平面視した形状が略小判状に形成されている。尚、その結果、電極６２も平面視した形状が略小判状に形成されている。

各切り欠き部１６１は、圧電素子６１において、平面視した状態で、振動子回動軸Ｃに平行であって、超音波振動子４１の上述した切り欠き部１５１にそれぞれ対向する部位に形成されている。その結果、圧電素子６１は、平面視した状態で、振動子回動軸Ｃに平行な方向の径Ｘ２が、振動子回動軸Ｃと直交する方向の径Ｘ１よりも、切り欠き部１５１の分、長く形成されている（Ｘ２＞Ｘ１）。

よって、圧電素子６１は、平面視した形状が、切り欠き部１６１を有する略小判状に形成されていることにより、図３の２点鎖線に示すように、平面視した形状が円形に形成されている従来よりも、圧電素子６１の表面積を大きく形成することができる（Ｓ２＞Ｓ３）。

このことにより、圧電素子６１の面を、上述した第１実施の形態に示したように、キャップ２４の内周面２４ｎに近付けた際の圧電素子の表面積を最大にすることができる。

このことから、超音波振動子４１は、圧電素子６１を音源とする、例えば５．０ＭＨｚ、７．５ＭＨｚの周波数を有する超音波を、円形の場合よりもより高出力にてレンズ６３の集音面６３ｓにて集音して放射することができることから、油系媒体から構成された音響媒体４３における超音波の減衰の影響を低減させることができる。

また、上述した第１実施の形態に比べ、圧電素子６１の表面積を大きくすることができることから、超音波の放射受信の感度を、第１実施の形態よりも向上させることができる。尚、その他の効果は、上述した第１実施の形態と同様である。

（第３実施の形態）
図８は、本実施の形態を示す超音波診断装置における超音波振動子を他の部材とともに示す断面図である。

この第３実施の形態の超音波診断装置の構成は、上述した図１〜図５に示した第１実施の形態の超音波診断装置と比して、振動子単体５２側の圧電素子６２の振動子回動軸Ｃに平行な方向の径が、振動子回動軸Ｃと直交する方向の径よりも長く形成されている点が異なる。よって、この相違点のみを説明し、第１実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。

圧電素子６５は、図８の点線に示すように、平面視した形状が、振動子回動軸Ｃと平行な方向に長い略楕円状に形成されている。

その結果、圧電素子６５は、平面視した状態で、振動子回動軸Ｃに平行な方向の径Ｘ４が、振動子回動軸Ｃと直交する方向の径Ｘ３よりも長く形成されている（Ｘ４＞Ｘ３）。

よって、圧電素子６５が、平面視した形状が略楕円状に形成されていることにより、振動子回動軸Ｃと直交する方向に伸ばして、同一の面積Ｓ４を得る場合と比べて、圧電素子６５を、キャップ２４の内周面２４ｎに近づけやすくなるほか、キャップの円筒面２４ｅの曲面による音場の乱れの影響を受け難くなる。尚、その他の効果は、上述した第１実施の形態と同様である。

本実施形態の超音波診断装置を含む超音波内視鏡装置の構成を示す図。 図１の超音波内視鏡の挿入部の先端部を拡大して概略的に示す斜視図。 図２中のIII-III線に沿う部分断面図。 図２中のIV-IV線に沿う部分断面図。 図２中のV-V線に沿う部分断面図。 超音波振動子に、切り欠き部の代わりに面取り部を設けた変形例を示す図。 第２実施の形態を示す超音波診断装置における超音波振動子を他の部材とともに示す断面図。 第３実施の形態を示す超音波診断装置における超音波振動子を他の部材とともに示す断面図。

符号の説明

８…超音波コネクタ
１３…超音波ケーブル
１４…超音波観測装置
２４…キャップ
２４ｅ…円筒面
４１…超音波振動子
４１ｍ…レンズが設けられた面
４１ｎ…レンズが設けられた面
４１ｔ１…外周縁部
４１ｔ２…外周縁部
４３…音響媒体
５０…ハウジング
６１…圧電素子
６３…レンズ
６４…バッキング材
６５…圧電素子
６７…レンズ
６７ｓ…接触面
６８…バッキング材
９１…信号ケーブル
１５１…切り欠き部
１５２…切り欠き部
１６１…切り欠き部
Ｃ…振動子回動軸

Claims (6)

1. 体腔内の体腔壁にキャップ外側媒体を介して外周が接触する円筒状のキャップと、
   電気機械変換素子と、該電気機械変換素子の一方の面に設けられたレンズと、前記電気機械変換素子の前記レンズと反対側の他方の面に設けられたバッキング材と、前記電気機械変換素子、前記レンズ及び前記バッキング材を、前記レンズを露出させて保持するとともに、前記超音波振動子の外装を構成する円筒状のハウジングとを具備し、前記キャップの円筒軸を中心とする振動子回動軸で回動自在であって、前記キャップの円筒面を介して被検部位となる前記体腔壁に対し、前記電気機械変換素子を音源とする超音波を放射または受信できる、前記キャップ内に設けられた超音波振動子と、
   前記キャップ内において、該キャップの内周と前記超音波振動子との間に充填された、前記超音波振動子から放射された前記超音波が通過する際の音速が、前記キャップ外側媒体よりも遅い音響媒体と、
   を具備し、
   前記超音波振動子における前記レンズが設けられた面の前記振動子回動軸と平行な対向する各外周縁部において、切り欠き部が形成されていることを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記電気機械変換素子は、前記超音波振動子に形成された前記各切り欠き部に平面視した状態でそれぞれ対向する前記振動子回動軸に平行な部位に、前記電気機械変換素子の一部を切り欠いた切り欠き部を具備していることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記電気機械変換素子は、平面視した状態で、前記振動子回動軸と平行な方向が、前記振動子回動軸と直交する方向よりも長く形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の超音波診断装置。
4. 前記キャップは、２０ｍｍ以下の直径に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
5. 前記キャップ外側媒体は、前記音速が１５００ｍ／ｓｅｃ以上の媒体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
6. 前記キャップ外側媒体は、水または前記体腔内の体液であることを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。

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