JP2706097B2 - 体腔内超音波プローブ - Google Patents
体腔内超音波プローブInfo
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- JP2706097B2 JP2706097B2 JP21633988A JP21633988A JP2706097B2 JP 2706097 B2 JP2706097 B2 JP 2706097B2 JP 21633988 A JP21633988 A JP 21633988A JP 21633988 A JP21633988 A JP 21633988A JP 2706097 B2 JP2706097 B2 JP 2706097B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、体腔内等の超音波断層像を得るために用い
る体腔内超音波プローブに関するものである。
る体腔内超音波プローブに関するものである。
超音波探触子を挿入部の先端内に設け、回転軸を介し
超音波探触子を回転させるメカニカルラジアルスキャン
方式の体腔内超音波プローブは、実開昭58−136106号公
報、実公昭59−35207号公報に記載があるようにこれま
でに種々提案されている。ところがこれら従来の装置
は、回転する超音波探触子と固定した送受信装置との間
で信号の授受を行うために、接触式のブラシや非接触式
のロータリートランス等の回転信号伝達機構を必要とす
る。このため体腔内超音波プローブを用いた装置全体の
構造が複雑化するとともに回転伝達機構における接触不
良によりモニタ上の画像にノイズが生じたり、信号伝達
ロスでS/Nが悪くなり分解能が低下するという不具合が
あった。
超音波探触子を回転させるメカニカルラジアルスキャン
方式の体腔内超音波プローブは、実開昭58−136106号公
報、実公昭59−35207号公報に記載があるようにこれま
でに種々提案されている。ところがこれら従来の装置
は、回転する超音波探触子と固定した送受信装置との間
で信号の授受を行うために、接触式のブラシや非接触式
のロータリートランス等の回転信号伝達機構を必要とす
る。このため体腔内超音波プローブを用いた装置全体の
構造が複雑化するとともに回転伝達機構における接触不
良によりモニタ上の画像にノイズが生じたり、信号伝達
ロスでS/Nが悪くなり分解能が低下するという不具合が
あった。
このため、挿入部内に超音波探触子を固定し、超音波
探触子からの超音波ビームは挿入部中心軸に対し垂直方
向に出射させるようにした反射ミラーを回転させること
により、超音波走査をするようにした体腔内超音波プロ
ーブが提案されている。
探触子からの超音波ビームは挿入部中心軸に対し垂直方
向に出射させるようにした反射ミラーを回転させること
により、超音波走査をするようにした体腔内超音波プロ
ーブが提案されている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の超音波プローブの反射ミラーは
ステンレス製等の金属材料から成るものであった。これ
ら金属は屈折率が大きく、全反射する範囲が入射角14゜
〜90゜までと広いためサイドローブやカバー内硬質部等
から反射してくる不要エコー（雑音）をも全反射してし
まう。そのため超音波走査中に超音波探触子に不要エコ
ーまでが受信されてしまい、モニタ上の画像にノイズや
ゴーストとして表われてしまうという不具合があった。
ステンレス製等の金属材料から成るものであった。これ
ら金属は屈折率が大きく、全反射する範囲が入射角14゜
〜90゜までと広いためサイドローブやカバー内硬質部等
から反射してくる不要エコー（雑音）をも全反射してし
まう。そのため超音波走査中に超音波探触子に不要エコ
ーまでが受信されてしまい、モニタ上の画像にノイズや
ゴーストとして表われてしまうという不具合があった。
本発明は、上記問題点を解決すべく提案されるもので
超音波探触子からの超音波ビームを適正に全反射すると
ともに被検体からの超音波ビームのみを適正に全反射
し、その他の不要エコーを極力透過して超音波探触子に
受信させないようにし、モニタ上に良好な画像を得るよ
うにした体腔内超音波プローブを提供することを目的と
したものである。
超音波探触子からの超音波ビームを適正に全反射すると
ともに被検体からの超音波ビームのみを適正に全反射
し、その他の不要エコーを極力透過して超音波探触子に
受信させないようにし、モニタ上に良好な画像を得るよ
うにした体腔内超音波プローブを提供することを目的と
したものである。
本発明は、上記目的を達成するため挿入部先端近傍
に、超音波探触子を設け、該超音波ビーム出射方向に反
射ミラーを超音波ビーム出射方向に対し略45゜の傾斜角
を有し反射ミラー面が超音波探触子に対向しながら回転
するように設け、反射ミラーの回転外周方向にカバーを
超音波入出射窓を有し水密を保つように設け、カバー内
部に超音波伝達媒体液を充満させた体腔内超音波プロー
ブにおいて、全反射し始める入射角が30゜以上45゜未満
で全反射する材料で反射ミラー面およびカバー内部の超
音波伝達媒体液を構成したものである。
に、超音波探触子を設け、該超音波ビーム出射方向に反
射ミラーを超音波ビーム出射方向に対し略45゜の傾斜角
を有し反射ミラー面が超音波探触子に対向しながら回転
するように設け、反射ミラーの回転外周方向にカバーを
超音波入出射窓を有し水密を保つように設け、カバー内
部に超音波伝達媒体液を充満させた体腔内超音波プロー
ブにおいて、全反射し始める入射角が30゜以上45゜未満
で全反射する材料で反射ミラー面およびカバー内部の超
音波伝達媒体液を構成したものである。
このようにすることにより、ミラーに対し入射角が30
゜未満の方向から入ってくる不要エコーは全反射しない
ので、超音波探触子に入射する割合がかなり減少する。
゜未満の方向から入ってくる不要エコーは全反射しない
ので、超音波探触子に入射する割合がかなり減少する。
（実施例） 第１図は、本発明の第１実施例に係る体腔内超音波プ
ローブの全体を示す概要図である。コネクタを備えたユ
ニバーサルコードおよびアンプを備えたケーブルを連結
した操作部１、駆動源たるモータを内蔵した副操作部
２、先端硬質部３を有する挿入部４を設けている。
ローブの全体を示す概要図である。コネクタを備えたユ
ニバーサルコードおよびアンプを備えたケーブルを連結
した操作部１、駆動源たるモータを内蔵した副操作部
２、先端硬質部３を有する挿入部４を設けている。
第２図は、先端硬質部３の内部構成を示したものであ
る。超音波ビームを出射する超音波探触子４を挿入軸と
平行方向に設け、該超音波探触子４に対向し、超音波ビ
ームを挿入軸と直角方向に反射させかつ被検体から反射
してきた超音波ビームを挿入軸方向に反射させて超音波
走査するための反射ミラー５を設けている。
る。超音波ビームを出射する超音波探触子４を挿入軸と
平行方向に設け、該超音波探触子４に対向し、超音波ビ
ームを挿入軸と直角方向に反射させかつ被検体から反射
してきた超音波ビームを挿入軸方向に反射させて超音波
走査するための反射ミラー５を設けている。
反射ミラー５はミラーシャフト７を介してフレキシブ
ルな回転軸８へ連結する。該回転軸８は副操作部２内の
モータの駆動力により回転するようになっている。さら
に挿入軸と平行方向に先端硬質部３の前端にいたるまで
前方を直視する光学系９を設けている。したがって、反
射ミラー５を回転させて超音波ビームを360゜全方向に
出射するようにしても光学系９を設けている部分は透過
していかず、この部分からのエコーは不要エコーとなっ
てしまう。
ルな回転軸８へ連結する。該回転軸８は副操作部２内の
モータの駆動力により回転するようになっている。さら
に挿入軸と平行方向に先端硬質部３の前端にいたるまで
前方を直視する光学系９を設けている。したがって、反
射ミラー５を回転させて超音波ビームを360゜全方向に
出射するようにしても光学系９を設けている部分は透過
していかず、この部分からのエコーは不要エコーとなっ
てしまう。
反射ミラー５と、ミラーシャフト７の間には超音波ビ
ームを吸収減衰させるダンピング材10を充填している。
硬質ポリエチレン製のカバー６の内部には超音波伝達媒
体液である流動パラフィンを充満している。
ームを吸収減衰させるダンピング材10を充填している。
硬質ポリエチレン製のカバー６の内部には超音波伝達媒
体液である流動パラフィンを充満している。
反射ミラー５は流動パラフィンとの組合わせにおい
て、入射角が30゜以上45゜未満の範囲で全反射し始める
材質である硬質ポリオレフィンで形成されている。この
ように構成しているため超音波探触子４から出射した超
音波ビームは反射ミラー５で反射されカバー６の超音波
入出射窓から外部へ出射され、被検体から有効な反射を
再び反射ミラー５を介して超音波探触子４で受信され
る。この場合カバー６内の光学系９を具備した先端硬性
部３からも不要エコーが不規則に反射し、カバー７の内
面からも不要エコーが反射してカバー６内の音場はサイ
ドローブが多く乱れた状態となっており、不要エコーが
不規則に反射しやすくなっている。しかし、硬質ポリエ
チレン製の反射ミラー５では不要エコーは全反射しにく
く大部分の不要エコーは透過してダンピング材10で吸収
され超音波探触子４へは達せず有効な反射エコーのみが
超音波探触子４で受信される。
て、入射角が30゜以上45゜未満の範囲で全反射し始める
材質である硬質ポリオレフィンで形成されている。この
ように構成しているため超音波探触子４から出射した超
音波ビームは反射ミラー５で反射されカバー６の超音波
入出射窓から外部へ出射され、被検体から有効な反射を
再び反射ミラー５を介して超音波探触子４で受信され
る。この場合カバー６内の光学系９を具備した先端硬性
部３からも不要エコーが不規則に反射し、カバー７の内
面からも不要エコーが反射してカバー６内の音場はサイ
ドローブが多く乱れた状態となっており、不要エコーが
不規則に反射しやすくなっている。しかし、硬質ポリエ
チレン製の反射ミラー５では不要エコーは全反射しにく
く大部分の不要エコーは透過してダンピング材10で吸収
され超音波探触子４へは達せず有効な反射エコーのみが
超音波探触子４で受信される。
次に、有効な反射エコーのみが反射ミラー５で反射さ
れる原理を更に詳細に説明する。第３図に示すように超
音波探触子４から出射した超音波ビーム12は挿入軸に対
し直角方向360゜全周方向に反射するように回転自在に
支持された反射ミラー５で反射されカバー６の超音波入
出力射窓から出射される。被検体からの反射エコーが反
射ミラー５を介して超音波探触子４へ戻ってくると同時
に信号ケーブルや観察光学系等の支持部であるカバー内
の反射物13にも超音波ビーム12が当り、その形状によっ
ては不規則に反射されて反射エコーが反射ミラー５を介
して不要エコーとして超音波探触子４へ戻ってくる。
れる原理を更に詳細に説明する。第３図に示すように超
音波探触子４から出射した超音波ビーム12は挿入軸に対
し直角方向360゜全周方向に反射するように回転自在に
支持された反射ミラー５で反射されカバー６の超音波入
出力射窓から出射される。被検体からの反射エコーが反
射ミラー５を介して超音波探触子４へ戻ってくると同時
に信号ケーブルや観察光学系等の支持部であるカバー内
の反射物13にも超音波ビーム12が当り、その形状によっ
ては不規則に反射されて反射エコーが反射ミラー５を介
して不要エコーとして超音波探触子４へ戻ってくる。
この場合、反射ミラー５の材質が金属のときとポリエ
チレンやポリスチレン等のプラスチックのときとで全反
射する範囲が異なり、後者の方が狭く不要エコーを超音
波探触子４に反射する率も少ないので、モニタ上にノイ
ズやゴーストの少ない良好な画像を映出できる。
チレンやポリスチレン等のプラスチックのときとで全反
射する範囲が異なり、後者の方が狭く不要エコーを超音
波探触子４に反射する率も少ないので、モニタ上にノイ
ズやゴーストの少ない良好な画像を映出できる。
その理論を以下に説明すると、第４図Ａに示すように
媒質１から媒質２に入射角θ１の角度で入射した超音波
ビームは屈折角θ２の角度で媒質２内へ透過される。こ
の場合の関係はスネルの法則η1sinθ１＝η2sinθ２…
（１）に従う。第４図Ｂに示すように全反射の条件はθ
２＝90゜→sinθ２＝１であり、この関係を（１）式に
代入すると全反射するための入射角は の式から求めることができる。αの範囲が不要エコーま
で全反射する範囲なので小さい程よくθ１は45゜に近い
程よいこととなる。
媒質１から媒質２に入射角θ１の角度で入射した超音波
ビームは屈折角θ２の角度で媒質２内へ透過される。こ
の場合の関係はスネルの法則η1sinθ１＝η2sinθ２…
（１）に従う。第４図Ｂに示すように全反射の条件はθ
２＝90゜→sinθ２＝１であり、この関係を（１）式に
代入すると全反射するための入射角は の式から求めることができる。αの範囲が不要エコーま
で全反射する範囲なので小さい程よくθ１は45゜に近い
程よいこととなる。
屈折率ηと超音波ビームの伝播速度Ｖとの間には、 の関係がある（Ｃは定数である）。（３）式を（２）式
に代入すると となり、この式を用いると媒質１と媒質２の超音波ビー
ムの伝播速度V1とV2とが既知であれば、全反射する場合
の入射角θ１が求められる。θ１より大きい角度で入射
する超音波ビームは全反射するが、θ１より小さな角度
で入射する場合は一部が透過してしまう。
に代入すると となり、この式を用いると媒質１と媒質２の超音波ビー
ムの伝播速度V1とV2とが既知であれば、全反射する場合
の入射角θ１が求められる。θ１より大きい角度で入射
する超音波ビームは全反射するが、θ１より小さな角度
で入射する場合は一部が透過してしまう。
ここで媒質Ｉを超音波伝達媒体液（流動パラフィン）
11とし、媒質IIを反射ミラー５として媒質IIの材質を種
々変えて全反射する入射角θ１の値を前記（４）式に基
いて求めると以下の表のごとくなった。
11とし、媒質IIを反射ミラー５として媒質IIの材質を種
々変えて全反射する入射角θ１の値を前記（４）式に基
いて求めると以下の表のごとくなった。
超音波走査に有効な反射エコーは45゜の角度で反射ミ
ラーに戻ってくるものであるので、全反射する入射角θ
１が45゜に近い方が不要エコーを反射ミラー５で全反射
する率が低減することとなる。しかし、θ１が45゜を越
えてしまうと超音波走査に有効な反射エコーをも全反射
せず不具合を生じてしまう。
ラーに戻ってくるものであるので、全反射する入射角θ
１が45゜に近い方が不要エコーを反射ミラー５で全反射
する率が低減することとなる。しかし、θ１が45゜を越
えてしまうと超音波走査に有効な反射エコーをも全反射
せず不具合を生じてしまう。
こうした前提で表１の結果を見ると金属製の反射ミラ
ーよりもポリスチレン、ポリエチレン製のミラーの方が
不要エコーを全反射する範囲が少なく適当であることが
明らかである。しかしテフロン製のものは全て全反射し
ないので、超音波走査に有効な反射エコーまでも透過し
てしまい反射ミラーとしては不適当である。
ーよりもポリスチレン、ポリエチレン製のミラーの方が
不要エコーを全反射する範囲が少なく適当であることが
明らかである。しかしテフロン製のものは全て全反射し
ないので、超音波走査に有効な反射エコーまでも透過し
てしまい反射ミラーとしては不適当である。
第５図は、本発明の第２実施例を示すもので、第１実
施例の場合と異なり反射ミラー５とミラーシャフト７を
同材質のポリスチレンで形成している。これにより構成
の簡素化を図れ生産効率が向上する。
施例の場合と異なり反射ミラー５とミラーシャフト７を
同材質のポリスチレンで形成している。これにより構成
の簡素化を図れ生産効率が向上する。
次にカバー６の一部分に被検体に対し出射する超音波
ビーム幅14分の切欠き6aを形成し、ここへシリコン、ウ
レタン、ネオプレンゴム等のゴム材から成る膜15を設け
ている。この膜15は超音波伝達媒体液11,16と音響イン
ピーダンス（PC）がほぼ同じゴム材から成るものである
ため、カバー６との境界面で有効な反射エコーが反射し
てしまったり、カバー６による多重エコーが生じてしま
ったりすることが少なくなり、反射ミラー５による効果
とともに不要エコーの除去効果を一層向上させることが
できる。
ビーム幅14分の切欠き6aを形成し、ここへシリコン、ウ
レタン、ネオプレンゴム等のゴム材から成る膜15を設け
ている。この膜15は超音波伝達媒体液11,16と音響イン
ピーダンス（PC）がほぼ同じゴム材から成るものである
ため、カバー６との境界面で有効な反射エコーが反射し
てしまったり、カバー６による多重エコーが生じてしま
ったりすることが少なくなり、反射ミラー５による効果
とともに不要エコーの除去効果を一層向上させることが
できる。
次に本実施例では先端硬質部３の外周を覆うように天
然ゴムやシリコンゴム等の材料を用いたバルーン17を設
け、内部に脱気水等の超音波伝達媒体液16を充満させて
いる。バルーン17は第６図に示すように一端のバンド部
分を他端に向けて巻き上げた状態のものを用いるので先
端硬質部３の前部の溝18に一端のバンド部分を嵌め込
み、後部の溝19には巻き戻した他端のバンド部分を嵌め
込めば容易に装着できるのである。このようにバルーン
17を装着することで水の溜まりにくい体腔内での超音波
走査が容易となる。
然ゴムやシリコンゴム等の材料を用いたバルーン17を設
け、内部に脱気水等の超音波伝達媒体液16を充満させて
いる。バルーン17は第６図に示すように一端のバンド部
分を他端に向けて巻き上げた状態のものを用いるので先
端硬質部３の前部の溝18に一端のバンド部分を嵌め込
み、後部の溝19には巻き戻した他端のバンド部分を嵌め
込めば容易に装着できるのである。このようにバルーン
17を装着することで水の溜まりにくい体腔内での超音波
走査が容易となる。
以上のごとく、本発明によれば反射ミラーの材料の選
択をすることにより、超音波走査のために有効な超音波
ビームのみを全反射し、不要エコーはできるだけ透過さ
せることにより、超音波観測装置のモニタ上にノイズや
ゴーストをできるだけ無くし、良好な超音波断層像を映
出でき、超音波診断精度を向上できる。
択をすることにより、超音波走査のために有効な超音波
ビームのみを全反射し、不要エコーはできるだけ透過さ
せることにより、超音波観測装置のモニタ上にノイズや
ゴーストをできるだけ無くし、良好な超音波断層像を映
出でき、超音波診断精度を向上できる。
第１図は、本発明の第１実施例に係る体腔内超音波プロ
ーブの全体図、 第２図は、同先端硬質部の断面図、 第３図、第４図は本発明の原理を説明するための概念説
明図、 第５図は、本発明の第２実施例を示す先端硬質部の断面
図、 第６図は、バルーンの装着方法を示す説明図である。 ３……先端硬質部、４……超音波探触子 ５……反射ミラー、６……カバー 11……超音波伝達媒体液
ーブの全体図、 第２図は、同先端硬質部の断面図、 第３図、第４図は本発明の原理を説明するための概念説
明図、 第５図は、本発明の第２実施例を示す先端硬質部の断面
図、 第６図は、バルーンの装着方法を示す説明図である。 ３……先端硬質部、４……超音波探触子 ５……反射ミラー、６……カバー 11……超音波伝達媒体液
Claims (2)
- 【請求項１】挿入部先端近傍に超音波探触子を設け、該
超音波探触子の超音波ビーム出射方向に反射ミラーを超
音波ビーム出射方向に対し略45゜の傾斜角を有し反射ミ
ラー面が超音波探触子に対向しながら回転するように設
け、反射ミラーの回転外周方向にカバーを超音波入出射
窓を有し水密を保つように設け、カバー内部に超音波伝
達媒体液を充満させた体腔内超音波プローブにおいて、 全反射し始める入射角30゜以上45゜未満で全反射する材
料で反射ミラー面およびカバー内部の超音波伝達媒体液
を構成したことを特徴とする体腔内超音波プローブ。 - 【請求項２】反射ミラーの材料をポリエチレンまたはポ
リスチレン等のプラスチックとしたことを特徴とする請
求項１記載の体腔内超音波プローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21633988A JP2706097B2 (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 体腔内超音波プローブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21633988A JP2706097B2 (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 体腔内超音波プローブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0265852A JPH0265852A (ja) | 1990-03-06 |
| JP2706097B2 true JP2706097B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=16686997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21633988A Expired - Fee Related JP2706097B2 (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 体腔内超音波プローブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2706097B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2587077Y2 (ja) * | 1991-05-13 | 1998-12-14 | 三菱重工業株式会社 | 管の超音波探傷装置 |
| JP2712975B2 (ja) * | 1991-12-11 | 1998-02-16 | 富士写真光機株式会社 | 体腔内用超音波プローブ |
-
1988
- 1988-09-01 JP JP21633988A patent/JP2706097B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0265852A (ja) | 1990-03-06 |
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| JPH0575417B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |