JP2009213785A - Ultrasonic probe - Google Patents

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Hiroshi Fukuda
宏 福田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic probe that makes a stabilized oscillatory scanning. <P>SOLUTION: The ultrasonic probe includes an ultrasonic probe member 5 located at the distal end of the probe to radiate ultrasonic waves while making an oscillatory rotation on a fluctuating rotation shaft 7, a sheath 13 positioned to cover the ultrasonic probe member 5, and a first acoustic medium 14 filled up between the ultrasonic probe member 5 and the sheath 13. The external shape of the ultrasonic probe member 5 is symmetric about the oscillatory rotation shaft 7. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、血管や心臓内に挿入して超音波ビームを前方方向に走査することにより、血管内の狭窄の診断や心臓内においてICD用の左室電極を冠静脈洞に留置する際のガイドとして用いられる、前方視細径超音波プローブに関するものである。   The present invention is a guide for diagnosing stenosis in a blood vessel and placing an ICD left ventricular electrode in the coronary sinus in the heart by inserting it into a blood vessel or heart and scanning the ultrasound beam forward. The present invention relates to a forward-viewing thin-diameter ultrasonic probe.

超音波ビームを前方に走査する超音波プローブの走査方式として、電子式走査方式および機械式走査方式が知られている。電子式走査方式は、複数の振動子をアレイ状に配置し、それぞれの振動子に位相の異なるパルス送信信号を印加して超音波ビームを収束させ、印加する位相を調節して走査するものである。機械式走査方式は、振動子や音響反射ミラーを回転もしくは揺動走査することにより超音波ビームを走査するものである。   An electronic scanning method and a mechanical scanning method are known as a scanning method of an ultrasonic probe that scans an ultrasonic beam forward. In the electronic scanning method, a plurality of transducers are arranged in an array, a pulse transmission signal having a different phase is applied to each transducer to converge an ultrasonic beam, and scanning is performed by adjusting the applied phase. is there. The mechanical scanning method scans an ultrasonic beam by rotating or swinging a vibrator or an acoustic reflection mirror.

近時では、血管等に挿入可能な細径の超音波プローブが求められている。しかしながら電子式走査方式では、寸法上の制約から、超音波ビームを前方に走査する振動子アレイを先端部に配置することが困難である。また機械式走査方式においても、寸法の制約が大きく、消化管分野で用いられる超音波内視鏡で用いられている構成を細径超音波プローブにそのまま応用することは困難である。   Recently, there is a demand for a thin ultrasonic probe that can be inserted into a blood vessel or the like. However, in the electronic scanning method, it is difficult to dispose a transducer array that scans an ultrasonic beam forward at the tip due to dimensional restrictions. Also in the mechanical scanning system, there are large dimensional restrictions, and it is difficult to directly apply the configuration used in an ultrasonic endoscope used in the digestive tract field to a small-diameter ultrasonic probe.

細径超音波プローブに適した構成として、特許文献1には、少なくともひとつの形状記憶合金アクチュエータを用いて、振動子を揺動走査する超音波プローブが開示されている。上記形状記憶合金アクチュエータは、あらかじめ形状を記憶させたスプリング形状をしており、両端に電圧を付加することにより記憶合金アクチュエータの温度を調節し、形状記憶合金の形状復帰力を利用して、振動子を保持したアームや板を揺動走査するというものである。
米国特許第5379772号明細書
As a configuration suitable for a small-diameter ultrasonic probe, Patent Document 1 discloses an ultrasonic probe that swings and scans a vibrator using at least one shape memory alloy actuator. The shape memory alloy actuator has a spring shape in which the shape is memorized in advance, and the temperature of the memory alloy actuator is adjusted by applying a voltage to both ends, and the shape memory alloy's shape restoring force is used to vibrate. The arm or plate holding the child is swung and scanned.
US Pat. No. 5,379,772

医療用で用いられる超音波の周波数帯域では、空中を介して超音波を体内に伝達することができない。そのため、細径超音波プローブでは、振動子とシースとの間の空間は超音波を生体に伝達しやすくする音響媒体で満たす必要がある。音響媒体としては、脱気水や生理食塩水などを用いることができる。
ここで、特許文献1に記載された技術では、振動子を保持したアームや板を揺動走査するときに、音響媒体が乱流を形成するなどして抵抗として働き、安定した揺動運動が妨げられるという問題がある。これに伴って、超音波画像が劣化することになる。
In the frequency band of ultrasonic waves used for medical purposes, ultrasonic waves cannot be transmitted into the body through the air. For this reason, in the small-diameter ultrasonic probe, the space between the transducer and the sheath needs to be filled with an acoustic medium that facilitates transmission of ultrasonic waves to the living body. As the acoustic medium, deaerated water, physiological saline, or the like can be used.
Here, in the technique described in Patent Document 1, when the arm or plate holding the vibrator is swung and scanned, the acoustic medium acts as a resistance by forming a turbulent flow and the like, and a stable rocking motion is generated. There is a problem of being disturbed. Along with this, the ultrasonic image is deteriorated.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、安定した揺動走査が可能な超音波プローブを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an ultrasonic probe capable of stable swing scanning.

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、プローブの先端に配置され、揺動回転軸を中心に揺動回転しつつ超音波を放射する超音波探触部材と、前記超音波探触部材を覆うように配置されたシースと、前記超音波探触部材と前記シースとの間に充填された第1音響媒体と、を備えた超音波プローブであって、前記超音波探触部材の外形は、前記揺動回転軸を対象軸とする軸対象形状とされていることを特徴とする。
すなわち、超音波をプローブ長軸方向に平行な面で揺動走査する前方視細径超音波プローブにおいて、揺動動作する部材が揺動回転軸に対して略軸対象形状であることを特徴としている。
この発明によれば、超音波探触部材を揺動回転させた場合に、超音波探触部材の周囲に充填された音響媒体に乱流が発生しにくくなる。これにより、超音波探触部材が音響媒体の抵抗を受けにくくなるため、安定した揺動走査が可能になる。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The present invention provides an ultrasonic probe that is disposed at the tip of a probe and that emits ultrasonic waves while oscillating and rotating about a oscillating rotation axis, and a sheath that is disposed so as to cover the ultrasonic probe. An ultrasonic probe comprising: a first acoustic medium filled between the ultrasonic probe member and the sheath, wherein an outer shape of the ultrasonic probe member is directed to the oscillation rotation axis. It is set as the axis | shaft object shape used as an axis | shaft.
That is, in a forward-viewing small-diameter ultrasonic probe that performs ultrasonic oscillation scanning on a plane parallel to the long axis direction of the probe, the oscillation member has a substantially axial target shape with respect to the oscillation rotation axis. Yes.
According to the present invention, when the ultrasonic probe member is swung and rotated, turbulence is less likely to occur in the acoustic medium filled around the ultrasonic probe member. As a result, the ultrasonic probe becomes less susceptible to the resistance of the acoustic medium, so that stable oscillation scanning is possible.

また、前記超音波探触部材は、円筒形状のハウジングキャップと、前記ハウジングキャップの内側に配置され、音響放射面から超音波を放射する超音波探触子と、前記超音波探触子の前記音響放射面以外の外面と前記ハウジングキャップの内面との間に配置されたハウジングと、前記超音波探触子の前記音響放射面と前記ハウジングキャップの内面との間に充填された第2音響媒体と、を備えることが好ましい。
すなわち、前記揺動動作する部材が、略円柱形状のハウジングと略円筒形状のキャップにより超音波探触子が収納され、前記キャップと超音波探触子の音響放射面の間に音響媒体を充填する。
この発明によれば、超音波探触子をハウジングに装着し、ハウジングをハウジングキャップに挿入し、音響放射面とハウジングキャップとの間に第2音響媒体を充填することで、超音波探触部材を簡単に製造することができる。
Further, the ultrasonic probe member includes a cylindrical housing cap, an ultrasonic probe that is disposed inside the housing cap and emits ultrasonic waves from an acoustic radiation surface, and the ultrasonic probe. A housing disposed between an outer surface other than the sound emitting surface and the inner surface of the housing cap, and a second acoustic medium filled between the sound emitting surface of the ultrasonic probe and the inner surface of the housing cap And preferably.
That is, the member that performs the swinging operation stores the ultrasonic probe with a substantially cylindrical housing and a substantially cylindrical cap, and an acoustic medium is filled between the acoustic radiation surface of the cap and the ultrasonic probe. To do.
According to the present invention, the ultrasonic probe is mounted on the housing, the housing is inserted into the housing cap, and the second acoustic medium is filled between the acoustic radiation surface and the housing cap. Can be easily manufactured.

また、電気信号に応じて伸縮変形するアクチュエータの一方端部が、前記超音波探触部材における前記揺動回転軸以外の部分に接続されていることが好ましい。
この発明によれば、超音波探触部材の揺動回転機構を簡単に構築することができる。
Moreover, it is preferable that one end portion of the actuator that expands and contracts in response to the electric signal is connected to a portion other than the oscillating rotation shaft in the ultrasonic probe member.
According to the present invention, the swinging and rotating mechanism of the ultrasonic probe can be easily constructed.

本発明の超音波プローブによれば、超音波探触部材を揺動回転させた場合に、超音波探触部材の周囲に充填された音響媒体に乱流が発生しにくくなる。これにより、超音波探触部材が音響媒体の抵抗を受けにくくなるため、安定した揺動走査が可能になる。   According to the ultrasonic probe of the present invention, when the ultrasonic probe member is swung and rotated, turbulence hardly occurs in the acoustic medium filled around the ultrasonic probe member. As a result, the ultrasonic probe becomes less susceptible to the resistance of the acoustic medium, so that stable oscillation scanning is possible.

以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
(超音波観測システム)
図1に、本実施形態に係る超音波プローブを用いた超音波観測システムの概略構成図を示す。超音波プローブ1は、可撓性を有するプローブ1aの先端に、後述する超音波探触部材を備えたものである。超音波観測システム100において、超音波プローブ1は、中継コネクタ2、中継ケーブル3を介して、超音波観測装置4に接続されている。超音波観測装置4には、超音波信号送受波用回路およびアクチュエータ駆動用回路が設けられている。超音波信号送受波用回路は、超音波プローブ1の振動子を駆動して超音波ビームを送信および受信し、超音波ビームの放射方向の情報を解析するものである。アクチュエータ駆動用回路は、アクチュエータにより振動子を揺動して超音波ビームを1次元方向に走査するものである。なお超音波プローブ1と超音波観測装置4とを結ぶ中継ケーブル3には、超音波信号用電線およびアクチュエータ駆動用電線が含まれている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(Ultrasonic observation system)
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an ultrasonic observation system using the ultrasonic probe according to the present embodiment. The ultrasonic probe 1 is provided with an ultrasonic probe member to be described later at the tip of a flexible probe 1a. In the ultrasonic observation system 100, the ultrasonic probe 1 is connected to the ultrasonic observation device 4 via the relay connector 2 and the relay cable 3. The ultrasonic observation apparatus 4 is provided with an ultrasonic signal transmission / reception circuit and an actuator driving circuit. The ultrasonic signal transmitting / receiving circuit drives the transducer of the ultrasonic probe 1 to transmit and receive an ultrasonic beam, and analyzes information on the radiation direction of the ultrasonic beam. The actuator driving circuit scans an ultrasonic beam in a one-dimensional direction by swinging a vibrator by an actuator. The relay cable 3 connecting the ultrasonic probe 1 and the ultrasonic observation device 4 includes an ultrasonic signal wire and an actuator driving wire.

(超音波プローブ)
図2に、本実施形態に係る超音波プローブの先端部(図1のP部)の構造図を示す。なお図2(a)は平面図であり、図2(b)は側面図であって、外側のシース13のみ断面をとって内部構造を示している。図2に示すように、振動子が収納されている超音波探触部材5は、超音波プローブ1のプローブ先端部材(カテーテル先端部材)11に設けられた2枚の回転支持体6に、回転軸部材7により回転自由に支持されている。
超音波探触部材5は、回転軸に対して略軸対象の構造を持っており、実施形態として円柱形状のものを示している。なお超音波探触部材5の外形は、図5(a)に示すように軸方向中央部が外側に膨らんでいる形状51でもよく、図5(b)に示すように軸方向中央部が内側に凹んでいる形状52でもよい。また図5(c)に示すように、軸方向に沿って外径が段階的に変化している形状53でもよい。
(Ultrasonic probe)
FIG. 2 is a structural diagram of the distal end portion (P portion in FIG. 1) of the ultrasonic probe according to the present embodiment. 2A is a plan view, FIG. 2B is a side view, and only the outer sheath 13 is taken in a cross section to show the internal structure. As shown in FIG. 2, the ultrasonic probe 5 in which the transducer is accommodated is rotated by two rotating supports 6 provided on a probe tip member (catheter tip member) 11 of the ultrasonic probe 1. The shaft member 7 is rotatably supported.
The ultrasound probe member 5 has a substantially axial structure with respect to the rotation axis, and shows a cylindrical shape as an embodiment. As shown in FIG. 5A, the outer shape of the ultrasonic probe 5 may be a shape 51 in which the central portion in the axial direction bulges outward, and the central portion in the axial direction is inward as shown in FIG. 5B. The shape 52 may be recessed. Moreover, as shown in FIG.5 (c), the shape 53 whose outer diameter is changing in steps along an axial direction may be sufficient.

図2に戻り、超音波探触部材5の外周面に、少なくとも2本以上の回転伝達線(例えばワイヤ)8の一端が固定されている。回転伝達線8(8a,8b)は、超音波探触部材5の外周面に形成された溝に沿って配置されている。この溝は、超音波探触部材5の音響放射面5aを隠さない円柱の端部付近に形成されている。第1回転伝達線8aの多端は、バネ部材(弾性体)9を介してプローブ先端部材11に固定され、第2回転伝達線8bの多端は、形状記憶合金アクチュエータ(以下、アクチュエータという。)10を介してプローブ先端部材11に固定されている。バネ部材9およびアクチュエータ10は、プローブ先端部材11に設けられたバネ配置穴34およびアクチュエータ配置穴35の内部に配置されている。   Returning to FIG. 2, at least one end of at least two rotation transmission lines (for example, wires) 8 is fixed to the outer peripheral surface of the ultrasonic probe 5. The rotation transmission line 8 (8a, 8b) is disposed along a groove formed on the outer peripheral surface of the ultrasonic probe 5. This groove is formed in the vicinity of the end of a cylinder that does not hide the acoustic radiation surface 5 a of the ultrasonic probe 5. The multiple ends of the first rotation transmission line 8a are fixed to the probe tip member 11 via a spring member (elastic body) 9, and the multiple ends of the second rotation transmission line 8b are shape memory alloy actuators (hereinafter referred to as actuators) 10. It is being fixed to the probe tip member 11 via. The spring member 9 and the actuator 10 are arranged inside a spring arrangement hole 34 and an actuator arrangement hole 35 provided in the probe tip member 11.

アクチュエータ10の両端には、アクチュエータ駆動用電線12が接続されており、アクチュエータを伸縮させる電圧を供給できるようになっている。アクチュエータ駆動用電線12は、プローブ先端部材11に設けられた信号用導線孔(図示せず)を通って、超音波プローブ1の中継コネクタ2に接続する端子(図示せず)まで延長されている。アクチュエータ10は、その両端に電圧が印加されて温度が上昇するとバネが縮むように形状記憶されている。アクチュエータ10の両端に電圧が印加されると、アクチュエータ10が収縮変形し、アクチュエータ10に接続された第2回転伝達線8bを引っ張る。これにより、第2回転伝達線8bに接続された超音波探触部材5に回転動力が作用する。このとき、他方に設けられたバネ部材9が引き伸ばされる。一方、アクチュエータ10の両端への電圧印加をとめると、バネ部材9の復元力で超音波探触部材5に逆回転動力が作用する。これにより、超音波探触部材5の揺動動作を可能にしている。   An actuator driving wire 12 is connected to both ends of the actuator 10 so that a voltage for expanding and contracting the actuator can be supplied. The actuator driving wire 12 is extended to a terminal (not shown) connected to the relay connector 2 of the ultrasonic probe 1 through a signal conducting hole (not shown) provided in the probe tip member 11. . The actuator 10 has a shape memory so that the spring contracts when a voltage is applied to both ends of the actuator 10 and the temperature rises. When a voltage is applied to both ends of the actuator 10, the actuator 10 contracts and pulls the second rotation transmission line 8 b connected to the actuator 10. Thereby, rotational power acts on the ultrasonic probe 5 connected to the second rotation transmission line 8b. At this time, the spring member 9 provided on the other side is stretched. On the other hand, when the voltage application to both ends of the actuator 10 is stopped, the reverse rotation power acts on the ultrasonic probe member 5 by the restoring force of the spring member 9. As a result, the ultrasonic probe 5 can be swung.

超音波探触部材5を覆って密閉するように、シース13が設けられている。シース13は、プローブ先端部材11の少なくとも一部に接した状態で先端方向に取り付けられている。超音波探触部材5とシース13の間は、生理食塩水等の第1音響媒体14で満たされている。
超音波探触部材5から導出されている超音波信号用電線21は、プローブ先端部材11に設けられた信号用導線孔(図示せず)を通って、超音波プローブ1の中継コネクタ2に接続する端子(図示せず)まで延長されている。
A sheath 13 is provided so as to cover and seal the ultrasonic probe member 5. The sheath 13 is attached in the distal direction in contact with at least a part of the probe distal end member 11. A space between the ultrasonic probe 5 and the sheath 13 is filled with a first acoustic medium 14 such as physiological saline.
The ultrasonic signal wire 21 led out from the ultrasonic probe 5 is connected to the relay connector 2 of the ultrasonic probe 1 through a signal lead hole (not shown) provided in the probe tip member 11. It extends to a terminal (not shown).

なお図2中では、バネ部材9およびアクチュエータ10をプローブ先端部材11の中央寄りに設置しているが、回転伝達線8(8a,8b)を超音波プローブ1の長軸と平行に配置するため、シース13の内面付近に設けてもよい。
また、本実施形態ではアクチュエータ10およびバネ部材9を用いて超音波探触部材5を揺動回転可能としたが、リンク機構等の他の機構を用いて超音波探触部材5を揺動回転可能としてもよい。
また、超音波プローブ1の基端部からの操作により超音波プローブ1の先端部が自在に湾曲変形するように構成されていてもよい。
In FIG. 2, the spring member 9 and the actuator 10 are disposed closer to the center of the probe tip member 11, but the rotation transmission line 8 (8 a, 8 b) is disposed parallel to the long axis of the ultrasonic probe 1. Alternatively, it may be provided near the inner surface of the sheath 13.
In this embodiment, the ultrasonic probe 5 can be swung and rotated using the actuator 10 and the spring member 9. However, the ultrasonic probe 5 can be swung and rotated using another mechanism such as a link mechanism. It may be possible.
Further, the distal end portion of the ultrasonic probe 1 may be bent and deformed freely by an operation from the proximal end portion of the ultrasonic probe 1.

また、プローブ先端部材11には、ガイドワイヤー用チャネル32や送吸引チャネル33を設けてもよい。
シース13の先端形状は半球状としたが、もちろんこの形状にとらわれず略円柱状であってもよい。
また、超音波プローブ1の先端の硬質部(プローブ先端部材11が配置される部分)を短くする目的で、図3に示す如く滑車101を用いてアクチュエータ102を屈曲させ折りたたんだ状態でプローブ先端部材11に収納してもよい。
The probe tip member 11 may be provided with a guide wire channel 32 and a feeding / suction channel 33.
Although the distal end shape of the sheath 13 is hemispherical, of course, it is not limited to this shape and may be substantially cylindrical.
Further, for the purpose of shortening the hard portion (portion where the probe tip member 11 is disposed) at the tip of the ultrasonic probe 1, the probe tip member is bent and folded using the pulley 101 as shown in FIG. 11 may be stored.

(超音波探触部材)
図4に、本実施形態に係る超音波探触部材の構造を示す。図4は、図2(a)のA−A線における側面断面図である。図4に示すように、超音波探触部材5の内部には、振動子16を備えた超音波探触子22が配置されている。振動子16(圧電素子)の前面には整合層17(例えばフィラー入りエポキシ樹脂製)と音響レンズ18(例えばエポキシ樹脂製)が、背面にはバッキング層19(例えばフェライトゴム製)が設けられ、内ハウジング20に収納されている。振動子16の前後面の電極層(図示せず)に超音波信号用電線21が半田付けされ、内ハウジング20の背面より引き回されている(以上をまとめて超音波探触子22と呼ぶ。)。
(Ultrasonic probe)
FIG. 4 shows the structure of the ultrasonic probe according to this embodiment. FIG. 4 is a side cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 4, an ultrasonic probe 22 including a transducer 16 is disposed inside the ultrasonic probe member 5. A matching layer 17 (for example, made of epoxy resin with filler) and an acoustic lens 18 (for example, made of epoxy resin) are provided on the front surface of the vibrator 16 (piezoelectric element), and a backing layer 19 (for example, made of ferrite rubber) is provided on the back surface. Housed in the inner housing 20. The ultrasonic signal wires 21 are soldered to the electrode layers (not shown) on the front and rear surfaces of the transducer 16 and are routed from the back surface of the inner housing 20 (the above are collectively referred to as an ultrasonic probe 22). .)

超音波探触子22は、音響放射面5aを除き概円筒形状のハウジング23中に納められ、ハウジング23には、円筒形状のハウジングキャップ24(例えばポリエーテルブロックアミド製)が外装されている。音響レンズ18とハウジングキャップ24との間の密閉空間には、第2音響媒体31(例えば生理食塩水)が充填されている。なお第2音響媒体31は、上述した第1音響媒体と同じ材料であってもよい。   The ultrasonic probe 22 is housed in a substantially cylindrical housing 23 except for the acoustic radiation surface 5a. The housing 23 is covered with a cylindrical housing cap 24 (for example, made of polyether block amide). A sealed space between the acoustic lens 18 and the housing cap 24 is filled with a second acoustic medium 31 (for example, physiological saline). The second acoustic medium 31 may be the same material as the first acoustic medium described above.

ここでは、内ハウジング20を用いて超音波探触子22を組み立てた後、ハウジング23中に納めることで超音波探触子22の製造を容易にする目論見をもたせているが、概円筒形状のハウジング23中で超音波探触子22を直接組み立ててもよい。また、ハウジングキャップ24は、円筒の一部を切りだした形状であってもよく、この場合にはハウジング23に接着固定される。ハウジングキャップ24は、超音波探触子22の音響放射面5aに相当する部分が開口していてもよい。
超音波プローブ1の径が小さく十分な振動子16の径を確保できないときには、音響レンズ18を設けず整合層17のみとしてもよく、整合層17は複数設けてもよい。
Here, after assembling the ultrasonic probe 22 using the inner housing 20 and placing it in the housing 23, the objective of facilitating the manufacture of the ultrasonic probe 22 is provided. The ultrasonic probe 22 may be assembled directly in the housing 23. The housing cap 24 may have a shape obtained by cutting out a part of a cylinder. In this case, the housing cap 24 is bonded and fixed to the housing 23. The housing cap 24 may be opened at a portion corresponding to the acoustic radiation surface 5a of the ultrasonic probe 22.
When the diameter of the ultrasonic probe 1 is small and a sufficient diameter of the transducer 16 cannot be secured, the acoustic lens 18 may not be provided and only the matching layer 17 may be provided, or a plurality of matching layers 17 may be provided.

(作用)
次に、本実施形態の作用について説明する。
まず、図1に示す超音波プローブ1を先端部から体内に挿入する。次に超音波観測装置4を操作することにより、図4に示す超音波信号用電線を介して振動子16に交流電圧を印加する。これにより振動子16が振動して音響放射面5aから超音波が放射される。体内からの反射波が振動子16に到達すると、反射波の音圧に比例した電圧が振動子16に発生する。この電圧を、図1に示す超音波観測装置4に入力することにより、体内の情報を解析できるようになっている。
(Function)
Next, the operation of this embodiment will be described.
First, the ultrasonic probe 1 shown in FIG. 1 is inserted into the body from the tip. Next, by operating the ultrasonic observation apparatus 4, an AC voltage is applied to the vibrator 16 via the ultrasonic signal wire shown in FIG. Thereby, the vibrator 16 vibrates and ultrasonic waves are emitted from the acoustic radiation surface 5a. When the reflected wave from the body reaches the vibrator 16, a voltage proportional to the sound pressure of the reflected wave is generated in the vibrator 16. By inputting this voltage into the ultrasonic observation apparatus 4 shown in FIG. 1, information in the body can be analyzed.

これと同時に、図2(b)に示すアクチュエータ用電線を介してアクチュエータ10に電圧を印加する。アクチュエータ10は、形状記憶合金で形成され、収縮した形状を記憶している。アクチュエータ10に電圧を印加すると、アクチュエータ10の温度が上昇し、記憶形状への復元力が作用して、アクチュエータ10が収縮変形する。これにより、アクチュエータ10に接続された第2回転伝達線8bが引っ張られ、第2回転伝達線8bに接続された超音波探触部材5に正方向トルクが作用する。超音波探触部材5には第1回転伝達線8aが接続され、第1回転伝達線8aは超音波探触部材5の周方向において第2回転伝達線8bの反対側に引き出されている。そのため、超音波探触部材5に作用した正方向トルクにより、第1回転伝達線8aが引っ張られ、第1回転伝達線8aに接続されたバネ部材9が伸長変形する。その結果、超音波探触部材5が正方向に回動することになる。   At the same time, a voltage is applied to the actuator 10 via the actuator wire shown in FIG. The actuator 10 is made of a shape memory alloy and stores a contracted shape. When a voltage is applied to the actuator 10, the temperature of the actuator 10 rises, a restoring force to the memory shape acts, and the actuator 10 contracts and deforms. Thereby, the second rotation transmission line 8b connected to the actuator 10 is pulled, and a positive direction torque acts on the ultrasonic probe 5 connected to the second rotation transmission line 8b. A first rotation transmission line 8 a is connected to the ultrasonic probe member 5, and the first rotation transmission line 8 a is drawn to the opposite side of the second rotation transmission line 8 b in the circumferential direction of the ultrasonic probe member 5. Therefore, the first rotation transmission line 8a is pulled by the positive direction torque acting on the ultrasonic probe member 5, and the spring member 9 connected to the first rotation transmission line 8a is extended and deformed. As a result, the ultrasonic probe 5 rotates in the positive direction.

次に、アクチュエータ10への電圧印加を停止する。これにより、アクチュエータ10の記憶形状への復元力が解消されてアクチュエータ10が伸長変形する一方で、バネ部材9が収縮変形する。これにより、超音波探触部材5に負方向トルクが作用して、超音波探触部材5が負方向に回動することになる。
このように、アクチュエータ10に対する電圧印加および停止をパルス状に繰り返すことにより、超音波探触部材5を周方向に揺動回転させることができる。これにより、超音波を走査して超音波画像を生成することができる
Next, the voltage application to the actuator 10 is stopped. As a result, the restoring force of the actuator 10 to the memorized shape is eliminated and the actuator 10 expands and deforms, while the spring member 9 contracts and deforms. As a result, negative direction torque acts on the ultrasonic probe member 5 and the ultrasonic probe member 5 rotates in the negative direction.
Thus, by repeating the voltage application and stop to the actuator 10 in a pulse shape, the ultrasonic probe 5 can be swung and rotated in the circumferential direction. Thereby, an ultrasonic image can be generated by scanning an ultrasonic wave.

ここで、本実施形態の超音波探触部材5は、揺動回転軸を対象軸とする軸対象形状とされている。そのため、超音波探触部材5を周方向に揺動させた場合に、超音波探触部材5の周囲に充填された第1音響媒体14に乱流が発生しにくくなる。これにより、超音波探触部材5が揺動回転中に音響媒体の抵抗を受けにくくなるため、安定した揺動走査が可能となり、超音波画像も安定させることができる。   Here, the ultrasound probe member 5 of the present embodiment has an axial target shape with the swing rotation axis as the target axis. Therefore, when the ultrasonic probe 5 is swung in the circumferential direction, turbulence is less likely to occur in the first acoustic medium 14 filled around the ultrasonic probe 5. As a result, the ultrasonic probe 5 is less susceptible to the resistance of the acoustic medium during the rocking rotation, so that stable rocking scanning is possible and the ultrasonic image can be stabilized.

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や層構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。   It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes those in which various modifications are made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention. In other words, the specific materials and layer configurations described in the embodiments are merely examples, and can be changed as appropriate.

本実施形態に係る超音波プローブを用いた超音波観測システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the ultrasonic observation system using the ultrasonic probe which concerns on this embodiment. (a)は本実施形態に係る超音波プローブの先端部(図1のP部)の平面図であり、(b)は側面図である。(A) is a top view of the front-end | tip part (P part of FIG. 1) of the ultrasonic probe which concerns on this embodiment, (b) is a side view. アクチュエータの変形例である。It is a modification of an actuator. 図2(a)のA−A線における超音波探触部材の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the ultrasonic probe member in the AA line of Fig.2 (a). 超音波探触部材の変形例である。It is a modification of an ultrasonic probe member.

符号の説明Explanation of symbols

1…超音波プローブ 1a…プローブ 5…超音波探触部材 7…回転軸部材(揺動回転軸) 10…アクチュエータ 13…シース 14…第1音響媒体 22…超音波探触子 23…ハウジング 24…ハウジングキャップ 31…第2音響媒体   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic probe 1a ... Probe 5 ... Ultrasonic probe member 7 ... Rotary shaft member (oscillation rotary shaft) 10 ... Actuator 13 ... Sheath 14 ... First acoustic medium 22 ... Ultrasonic probe 23 ... Housing 24 ... Housing cap 31 ... second acoustic medium

Claims (3)

プローブの先端に配置され、揺動回転軸を中心に揺動回転しつつ超音波を放射する超音波探触部材と、前記超音波探触部材を覆うように配置されたシースと、前記超音波探触部材と前記シースとの間に充填された第1音響媒体と、を備えた超音波プローブであって、
前記超音波探触部材の外形は、前記揺動回転軸を対象軸とする軸対象形状とされていることを特徴とする超音波プローブ。
An ultrasonic probe that is arranged at the tip of the probe and emits ultrasonic waves while oscillating and rotating about an oscillation rotation axis; a sheath arranged to cover the ultrasonic probe; and the ultrasonic wave An ultrasonic probe comprising: a first acoustic medium filled between a probe member and the sheath;
2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein an outer shape of the ultrasonic probe is an axial object shape having the swing rotation axis as an object axis.
前記超音波探触部材は、
円筒形状のハウジングキャップと、
前記ハウジングキャップの内側に配置され、音響放射面から超音波を放射する超音波探触子と、
前記超音波探触子の前記音響放射面以外の外面と前記ハウジングキャップの内面との間に配置されたハウジングと、
前記超音波探触子の前記音響放射面と前記ハウジングキャップの内面との間に充填された第2音響媒体と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の超音波プローブ。
The ultrasonic probe is
A cylindrical housing cap;
An ultrasonic probe disposed inside the housing cap and emitting ultrasonic waves from an acoustic emission surface;
A housing disposed between an outer surface of the ultrasonic probe other than the acoustic radiation surface and an inner surface of the housing cap;
A second acoustic medium filled between the acoustic radiation surface of the ultrasonic probe and the inner surface of the housing cap;
The ultrasonic probe according to claim 1, comprising:
電気信号に応じて伸縮変形するアクチュエータの一方端部が、前記超音波探触部材における前記揺動回転軸以外の部分に接続されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の超音波プローブ。   The one end part of the actuator which expands and contracts according to an electric signal is connected to parts other than the said rocking | fluctuation rotating shaft in the said ultrasonic probe member, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Ultrasonic probe.
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