JP2008200155A - 超音波探触子 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電素子郡の短軸方向と表在血管の幅との中心を一致させて、高精度の血管径を測定できる超音波探触子を提供する。
【解決手段】血管方向に対して長さ方向が直交する複数の圧電素子からなる圧電素子群を有し、前記圧電素子群からの送受波によって前記血管の径を測定する超音波探触子において、前記血管方向に沿った前記圧電素子群の両側に、前記血管からの反射波を受信する補助圧電素子を配置した構成とする。また、前記圧電素子群の各圧電素子は一端側から複数個ずつが遅延回路を経てリニア駆動され、前記圧電素子群の送受波面側には短軸方向に極率を有する音響レンズが設けられた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は体表面の血管（表在血管）の径を測定する超音波探触子を技術分野とし、特に位置精度を確実にして高精度の血管径を測定する超音波探触子に関する。

（従来技術の一例）
第６図及び第７図は一従来例を説明する超音波探触子の図である。但し、第６図（ａ）は概略の外観図、同図（ｂ）は短軸方向の同側面図、第７図（ａｂ）は探触子本体の長軸方向の断面図、同図（ｃ）は同短軸方向の断面図である。

超音波探触子はリニア型とし、同軸ケーブル１が背面側から導出した容器本体２に探触子本体３を収容し、送受波面側に音響レンズ４を露出してなる。探触子本体３は短冊状とした複数の圧電素子５からなる圧電素子群５Ａをバッキング材６上に並べてなる。バッキング材６は図示しない基台上に固着される。

圧電素子群５Ａは圧電素子５の幅方向に並べられ、それぞれ両主面に図示しない励振電極を有する。送受波面側となる上面側の励振電極は共通接続されてアース面とし、音響整合層７が形成される。なお、圧電素子５の幅方向が圧電素子群５Ａの長軸方向、長さ方向が短軸方向となる。

また、圧電素子群５Ａとバッキング材６との界面からは、例えば図示しないフレキシブル基板によって、上下面の励振電極が導出される。フレキシブル基板は同軸ケーブル１に接続し、同軸ケーブル１は図示しない診断装置本体に接続する。なお、符号１３は樹脂等の充填材である。

このようなものでは、例えば第８図（ａｂ）に示したように、生体８における表在血管９の血流方向（血管方向）に圧電素子５の長さ方向（圧電素子群５Ａの短軸方向）を直交させて配置する。通常では、送受波面と生体８の表面との間に液状の超音波媒質１０を塗布する。そして、圧電素子群５Ａの例えば一端側から順にパルスを印加し、各圧電素子５の直下となる表在血管９に超音波Ｐを送出する。

そして、直下となる表在血管９の上下面での界面ＡＢからの反射波を受信することによって、血管径（Ａ−Ｂ）が計測される。通常では、圧電素子群５Ａの一端側から複数個（例えば５個）ずつに、遅延回路１１を経たパルスを印加する。遅延回路は各５素子中の中央の遅延量を最も大きくし、両端側を最小とする。これにより、長軸方向は電子的なリニア走査によって、短軸方向は音響レンズ４によって超音波が収束し、エネルギー効率が高まる。
特開２００２−３２５２９６号公報

（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の超音波探触子では、圧電素子群５Ａの短軸方向の中心と表在血管の幅の中心が第９図に示したように一致しない場合は、超音波Ｐが表在血管９を二等分する中心線上から外れるため、表在血管の正確な直径を測定できない問題があった。

（発明の目的）
本発明は、圧電素子郡の短軸方向と表在血管の幅との中心を一致させて、高精度の血管径を測定できる超音波探触子を提供することを目的とする。

本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、血管方向に対して長さ方向が直交する複数の圧電素子からなる圧電素子群を有し、前記圧電素子群からの送受波によって前記血管の径を測定する超音波探触子において、前記血管方向に沿った前記圧電素子群の両側に、前記血管からの反射波を受信する補助圧電素子を配置した構成とする。

このような構成であれば、圧電素子群の短軸方向と血管の幅との中心とが一致している場合は、両側の補助圧電素子が受信する血管からの反射波は同量となる。これに対し、圧電素子群の短軸方向と血管方向の幅との中心とが一致していいない場合は、両側の補助圧電素子が受信する血管からの反射波は異なる量となる。したがって、両側の補助圧電素子の受信する反射波の量をモニタリングすることによって、圧電素子群の短軸方向の中心を血管の幅の中心に一致させることができる。

第１図は本発明の一実施形態を説明する図で、同図（ａ）は超音波探触子の概略の外観図、同図（ｂ）は短軸方向の同側面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。

超音波探触子は、前述したように、背面から同軸ケーブル１の導出した容器本体２に探触子本体３が収容され、送受波面側の短軸方向の中央領域に音響レンズ４を露出する。ここでの探触子本体３は、第１〜第探触子本体３（ａｂｃ）からなる。第１探触子本体３ａは前述した複数の圧電素子５を配列した圧電素子群５Ａがバッキング材６上に固着されてリニア型とし、音響整合層７及び音響レンズ４を送受波面側に有する。

第２及び第３探触子本体は圧電素子群５Ａの長軸方向に沿った両側に設けられた補助圧電素子１２からなる。補助圧電素子１２は例えば第１探触子本体３ａの圧電素子群５の長軸方向に一致した長さとし、バッキング材６上に固着されて送受波面側に音響整合層７を有する。そして、音響整合層７が例えば図示しない保護膜を形成されて送受波面側に露出する。バッキング材６は図示しない基台上に固着される。そして、補助圧電素子１２の両主面の図示しない励振電極は同軸ケーブル１に図示しない導線等によって電気的に接続して導出される。

このようなものでは、第３図に示したように、前述同様、表在血管９の血流方向（血管方向)に圧電素子群５Ａ（第１探触子本体３ａ）の長軸方向を一致させて、圧電素子群５Ａの送受波面を当接させる。そして、圧電素子群５Ａから表在血管９に対して超音波Ｐを送出する。この場合、圧電素子群５Ａの長軸方向の中心が表在血管９の中心と一致している場合は「第4図（ａ）」、表在血管９からの反射波Ｅ（1、2)は左右対称となる。したがって、圧電素子群５Ａの両側での補助圧電素子１２で受信する反射波Ｅ（1、2)は同量となる。

また、圧電素子群５Ａの長軸方向の中心が表在血管９の中心と一致していない場合は「第４図（ｂ）」、表在血管９からの反射波Ｅ（1、2)は左右で非対称となる。したがって、圧電素子群５Ａの両側での補助圧電素子１２で受信する反射波Ｅ（1、2)は異なる量となる。図の場合は反射波Ｅ2の量がＥ1よりも多くなる。

これらのことから、例えば超音波探触子のケースに発光ダイオードを設け、反射波が同量の場合は緑色として、これに基き、血管径を測定する。また、反射波が異なる量の場合は赤色として、これに基き、緑色となるまで圧電素子群５Ａを移動する。勿論、左寄りの場合は赤色、右寄りの場合は黄色とすることもできる。これらによって、緑色になるまで超音波探触子の位置を調整して測定することによって、高精度の血管径を測定できる。

(他の事項）
上記実施例では、探触子本体３は、リニア型の圧電素子群５Ａからなる探触子本体３ａと、両側の補助圧電素子１２からなる探触子本体３（ｂｃ）との独立体から形成したが、例えば第５図に示したようにしてもよい。すなわち、同一のバッキング材６上に、第１探触子本体３ａとなる圧電素子群５Ａと、第２及び第３探触子本体３（ｂｃ）としての複数の圧電素子１２ａからなる補助圧電素子１２とを一体的に形成することもできる。なお、電極導出等は例えば特許文献１に示される技術によって達成できる。

これらの場合、図示しない圧電板をバッキング材６上に固着して音響整合層を含めて縦横に切断することによって一体的に形成できるので、生産性を高める。また、圧電素子群５Ａの圧電素子５に対応して個々の補助圧電素子１２ａを配置する。したがって、リニア駆動時の圧電素子５に対応した（隣接した）補助圧電素子１２ａからのみ反射波を受信することによって精度を高められる。

本発明の一実施形態を説明する図で、同図（ａ）は超音波探触子の概略の外観図、同図（ｂ）は短軸方向の同側面図である。 本発明の一実施形態を説明する第２及び第３探触子本体の長軸方向の正面図である。 本発明の一実施形態を説明する超音波探触子の生体（表在血管）に対する平面配置図である。 本発明の一実施形態を説明する超音波探触子の生体に対する短軸方向の断面図である。 本発明の他の実施形態を説明する図で、同図（ａ）は超音波探触子の平面図、同図（ｂ）は短軸方向の断面図である。 従来例を説明する図で、同図（ａ）は超音波探触子の概略の外観図、同図（ｂ）は短軸方向の同側面図である。 従来例を説明する図で、同図（ａｂ）は超音波探触子の長軸方向の断面図、同図（ｂ）は短軸方向の断面図である。 従来例を説明する図で、同図（ａ）は超音波探触子の生体に対する平面配置図、同図（ａｂ）は短軸方向の断面図である。 従来例を説明する図で、超音波探触子の生体に対する短軸方向の断面図である。

符号の説明

１ 同軸ケーブル、２ ケース、３ 探触子本体、４ 音響レンズ、５ 圧電素子、５Ａ 圧電素子群、６ バッキング材、７ 音響整合層、８ 生体、９ 表在血管、１０ 超音波媒質、１１ 遅延回路、１２ 補助圧電素子、１３ 充填材。

Claims (3)

1. 血管方向に対して長さ方向が直交する複数の圧電素子からなる圧電素子群を有し、前記圧電素子群からの送受波によって前記血管の径を測定する超音波探触子において、前記血管方向に沿った前記圧電素子群の両側に、前記血管からの反射波を受信する補助圧電素子を配置したことを特徴とする超音波探触子。
2. 前記圧電素子群の各圧電素子は一端側から複数個ずつが遅延回路を経てリニア駆動される請求項１の超音波探触子。
3. 前記圧電素子群の送受波面側には短軸方向に極率を有する音響レンズが設けられた請求項１の超音波探触子。