JP2739134B2 - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JP2739134B2 JP2739134B2 JP4075727A JP7572792A JP2739134B2 JP 2739134 B2 JP2739134 B2 JP 2739134B2 JP 4075727 A JP4075727 A JP 4075727A JP 7572792 A JP7572792 A JP 7572792A JP 2739134 B2 JP2739134 B2 JP 2739134B2
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- Japan
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- ultrasonic
- ultrasonic probe
- acoustic
- probe
- polyether block
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波診断装置等に用い
られる超音波探触子に係り、特に高周波数の超音波の送
受信に好適な技術に関するものである。
られる超音波探触子に係り、特に高周波数の超音波の送
受信に好適な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超音波探触子は図３に示す振動子部分を
ケースに収納するとともに、引出し線５の各々をケーブ
ルとして纏めて引き出して構成される。振動子部分は、
細長い棒状の、かつ多数配列された圧電振動子１ａと、
圧電振動子１ａの超音波送受信面側に生体との音響的な
整合をとるために設けられた一層あるいは二層の音響整
合層２ａと、この音響整合層２ａの上部に設けられ、超
音波を圧電振動子１ａの配列方向と直交する面内（短軸
方向）で集束させるための音響レンズ３ａと、圧電振動
子１ａの背面に設けられた背面吸音材４ａとを有し、ま
た、圧電振動子１ａの両面には焼付け等によって電極
（図示省略）が形成されており、この電極に対し引出し
線５が接続されて構成されている。
ケースに収納するとともに、引出し線５の各々をケーブ
ルとして纏めて引き出して構成される。振動子部分は、
細長い棒状の、かつ多数配列された圧電振動子１ａと、
圧電振動子１ａの超音波送受信面側に生体との音響的な
整合をとるために設けられた一層あるいは二層の音響整
合層２ａと、この音響整合層２ａの上部に設けられ、超
音波を圧電振動子１ａの配列方向と直交する面内（短軸
方向）で集束させるための音響レンズ３ａと、圧電振動
子１ａの背面に設けられた背面吸音材４ａとを有し、ま
た、圧電振動子１ａの両面には焼付け等によって電極
（図示省略）が形成されており、この電極に対し引出し
線５が接続されて構成されている。
【０００３】ここで、音響レンズ５ａとしては従来よ
り、生体とほぼ音響インピーダンスが等しく、かつ生体
より音速が遅いシリコンゴムを断面形状で中央部が凸状
に、すなわち蒲鉾状にしたものが良く用いられている。
また、他の方法として、生体より音速が速く、かつ生体
と音響インピーダンスがほぼ等しく、伝播損失の少ない
材料、例えば、ポリメチルペンテン(Polymethyle pente
ne）を用い、断面形状で中央部が凹状に形成したものも
知られている。
り、生体とほぼ音響インピーダンスが等しく、かつ生体
より音速が遅いシリコンゴムを断面形状で中央部が凸状
に、すなわち蒲鉾状にしたものが良く用いられている。
また、他の方法として、生体より音速が速く、かつ生体
と音響インピーダンスがほぼ等しく、伝播損失の少ない
材料、例えば、ポリメチルペンテン(Polymethyle pente
ne）を用い、断面形状で中央部が凹状に形成したものも
知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような音響レン
ズにおいて、前者は材質がシリコンゴムであるので伝播
損失はやや大きいが、中央部が凸状であるので被検体の
体表に密着し易く、また後者は中央部が凹状であるので
被検体の体表に密着させ難いが、伝播損失は小さいとい
う長所と短所を併せ持つものであった。なお、後者にお
いて、被検体の体表と音響レンズとの密着性の改善は脱
気水等を探触子前面に封止して成る音響カプラーを介す
ことで対応は可能である。
ズにおいて、前者は材質がシリコンゴムであるので伝播
損失はやや大きいが、中央部が凸状であるので被検体の
体表に密着し易く、また後者は中央部が凹状であるので
被検体の体表に密着させ難いが、伝播損失は小さいとい
う長所と短所を併せ持つものであった。なお、後者にお
いて、被検体の体表と音響レンズとの密着性の改善は脱
気水等を探触子前面に封止して成る音響カプラーを介す
ことで対応は可能である。
【０００５】一方、近年超音波診断装置では、使用する
超音波の周波数が例えば５ＭＨｚ以上への高周波化が要
望されている。実際に５ＭＨｚ以上の超音波探触子は市
販されてはいるが、感度が低く、３.５ＭＨｚ 以下のも
のと比較した場合良好な画像が得られず音響レンズでの
超音波伝播損失をいかにして小さくするかが感度向上の
ための課題となっている。超音波の伝播損失の点ではシ
リコンゴムは、その係数が６〜１４ｄＢ／cm・ＭＨｚで
あり、高周波化に対しては不向きな材質である。
超音波の周波数が例えば５ＭＨｚ以上への高周波化が要
望されている。実際に５ＭＨｚ以上の超音波探触子は市
販されてはいるが、感度が低く、３.５ＭＨｚ 以下のも
のと比較した場合良好な画像が得られず音響レンズでの
超音波伝播損失をいかにして小さくするかが感度向上の
ための課題となっている。超音波の伝播損失の点ではシ
リコンゴムは、その係数が６〜１４ｄＢ／cm・ＭＨｚで
あり、高周波化に対しては不向きな材質である。
【０００６】本発明は、上記に鑑みて成されたもので、
被検体への密着性に優れ、かつ高周波の超音波の伝播損
失も少ない、すなわち高感度の超音波探触子を提供する
ことを目的とするものである。
被検体への密着性に優れ、かつ高周波の超音波の伝播損
失も少ない、すなわち高感度の超音波探触子を提供する
ことを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、少なくとも背面吸音材と圧電振動子と音響
整合層との積層体を備えた超音波探触子において、超音
波送受信面を凹面形状とするとともに、その凹面形状の
超音波送受信面の上に材質がポリエーテルブロックアミ
ドより成り中央部が凸状の超音波伝播体を設けたもので
ある。そしてまた、本発明は前記超音波伝播体を外方に
凸状に形成することにより前記目的を達成するものであ
る。
するために、少なくとも背面吸音材と圧電振動子と音響
整合層との積層体を備えた超音波探触子において、超音
波送受信面を凹面形状とするとともに、その凹面形状の
超音波送受信面の上に材質がポリエーテルブロックアミ
ドより成り中央部が凸状の超音波伝播体を設けたもので
ある。そしてまた、本発明は前記超音波伝播体を外方に
凸状に形成することにより前記目的を達成するものであ
る。
【０００８】
【作用】背面吸音材と圧電振動子と音響整合層とを少な
くとも積層して成る積層体の超音波送受信面を凹面状に
形成し、その凹面形状部へポリエーテルブロックアミド
の中央部が凸状をした超音波伝播体を設けると、ポリエ
ーテルブロックアミドは音速が生体とほぼ同じであるた
め、探触子を生体へ当接したときに、超音波送受信部の
凹面の空間は生体組織で埋まったことと等価であり、ま
た、ポリエーテルブロックアミドは高周波超音波におい
ても損失が小さいので、探触子の高感度化が計れる。
くとも積層して成る積層体の超音波送受信面を凹面状に
形成し、その凹面形状部へポリエーテルブロックアミド
の中央部が凸状をした超音波伝播体を設けると、ポリエ
ーテルブロックアミドは音速が生体とほぼ同じであるた
め、探触子を生体へ当接したときに、超音波送受信部の
凹面の空間は生体組織で埋まったことと等価であり、ま
た、ポリエーテルブロックアミドは高周波超音波におい
ても損失が小さいので、探触子の高感度化が計れる。
【０００９】また、超音波伝播体を中央部で外方に凸形
状とすることにより、探触子と生体との密着性が向上す
る。
状とすることにより、探触子と生体との密着性が向上す
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明の第一の実施例の超音波探触子の超音
波送受信部の構成を示す。図において、１は多数の細長
い棒状の振動子素子を配列して成る超音波振動子で、こ
の例では各素子が配列方向と直交する方向に湾曲して形
成されている。２は音響整合層で、これも圧電振動子１
の湾曲形状に沿って湾曲して形成されている。４は背面
吸音材で振動子の背面側への超音波を吸収減衰させるも
のである。
る。図１は本発明の第一の実施例の超音波探触子の超音
波送受信部の構成を示す。図において、１は多数の細長
い棒状の振動子素子を配列して成る超音波振動子で、こ
の例では各素子が配列方向と直交する方向に湾曲して形
成されている。２は音響整合層で、これも圧電振動子１
の湾曲形状に沿って湾曲して形成されている。４は背面
吸音材で振動子の背面側への超音波を吸収減衰させるも
のである。
【００１１】ここで本実施例においては、音響整合層２
の上面に音響伝播体６が設けてある。この音響伝播体６
は音響インピーダンスが１.５９×１０3ｋｇ／ｍ-2・ｓ
-1で、音速（音の伝播速度）が１５７５ｍ・ｓ-1と生体
のそれらとほぼ等しく、伝播損失の少ないポリエーテル
ブロックアミド(Polyetherbrockamide）を用いて、中央
部が両凸に形成されている。その中央部の凸形状の一面
は前記音響整合層２の湾曲面と同一形状に形成され、そ
の面が音響整合層２へ接合されている。なおポリエーテ
ルブロックアミドは下記の如き化学式で表わされる物質
をいう。
の上面に音響伝播体６が設けてある。この音響伝播体６
は音響インピーダンスが１.５９×１０3ｋｇ／ｍ-2・ｓ
-1で、音速（音の伝播速度）が１５７５ｍ・ｓ-1と生体
のそれらとほぼ等しく、伝播損失の少ないポリエーテル
ブロックアミド(Polyetherbrockamide）を用いて、中央
部が両凸に形成されている。その中央部の凸形状の一面
は前記音響整合層２の湾曲面と同一形状に形成され、そ
の面が音響整合層２へ接合されている。なおポリエーテ
ルブロックアミドは下記の如き化学式で表わされる物質
をいう。
【化１】 なお、上記式において、ＰＡはポリアミド、ＰＥはポリ
エーテルを示している。
エーテルを示している。
【００１２】本実施例では上記説明から理解されるよう
に、従来の探触子に設けられている音響レンズは設けら
れていない。この音響レンズの機能は圧電振動子１の湾
曲形状が果している。ポリエーテルブロックアミドにて
形成された音響伝播体６の果す役割は何かと言うと、ポ
リエーテルブロックアミドは生体と音響インピーダンス
がほぼ等しく、かつ音速も生体の音速（約１５３０ｍ・
ｓ-1と言われている。）にほぼ等しいので、この性質を
利用して被検体の表面へ探触子を密着させ得るようにし
ているのである。また、ポリエーテルブロックアミドは
損失も少なく、例えば、従来のシリコンゴムによる音響
レンズによる損失とを比較して見ると、シリコンゴムの
音響レンズの平均厚みを３mm、使用する超音波周波数を
７.５ＭＨｚ とした場合、送受信で６mm厚のシリコンゴ
ムを超音波が通るため２７〜６３ｄＢの感度低下をもた
らすのに対し、本実施例ではポリエーテルブロックアミ
ドの厚みを６mmとしても損失は１４ｄＢ程度となり、大
幅な感度向上を計れる。
に、従来の探触子に設けられている音響レンズは設けら
れていない。この音響レンズの機能は圧電振動子１の湾
曲形状が果している。ポリエーテルブロックアミドにて
形成された音響伝播体６の果す役割は何かと言うと、ポ
リエーテルブロックアミドは生体と音響インピーダンス
がほぼ等しく、かつ音速も生体の音速（約１５３０ｍ・
ｓ-1と言われている。）にほぼ等しいので、この性質を
利用して被検体の表面へ探触子を密着させ得るようにし
ているのである。また、ポリエーテルブロックアミドは
損失も少なく、例えば、従来のシリコンゴムによる音響
レンズによる損失とを比較して見ると、シリコンゴムの
音響レンズの平均厚みを３mm、使用する超音波周波数を
７.５ＭＨｚ とした場合、送受信で６mm厚のシリコンゴ
ムを超音波が通るため２７〜６３ｄＢの感度低下をもた
らすのに対し、本実施例ではポリエーテルブロックアミ
ドの厚みを６mmとしても損失は１４ｄＢ程度となり、大
幅な感度向上を計れる。
【００１３】次に、図２により本発明の第二の実施例を
説明する。この第二の実施例は第一の実施例と対比する
と、圧電振動子１Ａ及び音響整合層を２Ａ短軸方向に湾
曲させずに直線的にした点、及び音響整合層２Ａと音響
伝播体６Ａとの間に音響レンズ３Ａを設けた点にある。
この音響レンズ３Ａは生体よりも音速が速いポリメチル
ペンテンを用いたもので、音速が生体よりも速いために
凹レンズ状に形成されている。そして、この音響レンズ
３Ａの上には第一の実施例と同様に、両凸の超音波伝播
体６Ａが固着されている。この第二の実施例での損失を
従来のシリコンゴム方式と比較すると、ポリメチルペン
テンの音響レンズ３Ａでの損失は約１０ｄＢ程度に見込
まれ、それに音響伝播媒体６Ａの損失を加えてもシリコ
ンゴム方式よりは改善の効果は著しいと言える。
説明する。この第二の実施例は第一の実施例と対比する
と、圧電振動子１Ａ及び音響整合層を２Ａ短軸方向に湾
曲させずに直線的にした点、及び音響整合層２Ａと音響
伝播体６Ａとの間に音響レンズ３Ａを設けた点にある。
この音響レンズ３Ａは生体よりも音速が速いポリメチル
ペンテンを用いたもので、音速が生体よりも速いために
凹レンズ状に形成されている。そして、この音響レンズ
３Ａの上には第一の実施例と同様に、両凸の超音波伝播
体６Ａが固着されている。この第二の実施例での損失を
従来のシリコンゴム方式と比較すると、ポリメチルペン
テンの音響レンズ３Ａでの損失は約１０ｄＢ程度に見込
まれ、それに音響伝播媒体６Ａの損失を加えてもシリコ
ンゴム方式よりは改善の効果は著しいと言える。
【００１４】なお、上記第一の実施例，第二の実施例に
おいて、ポリエーテルブロックアミドにて形成される超
音波伝播体は、超音波の集束機能を負担していないの
で、形状は任意に設定することができるという効果もも
たらされる。また、ポリエーテルブロックアミドは、超
音波探触子を滅菌処理する際に用いるエチレンオキサイ
ドガスを透過させない性質を有しており、従来のシリコ
ンゴムの音響レンズ方式での滅菌処理が原因の振動子劣
化の問題も改善される。
おいて、ポリエーテルブロックアミドにて形成される超
音波伝播体は、超音波の集束機能を負担していないの
で、形状は任意に設定することができるという効果もも
たらされる。また、ポリエーテルブロックアミドは、超
音波探触子を滅菌処理する際に用いるエチレンオキサイ
ドガスを透過させない性質を有しており、従来のシリコ
ンゴムの音響レンズ方式での滅菌処理が原因の振動子劣
化の問題も改善される。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、凹
面形状の超音波送受信面の上にポリエーテルブロックア
ミドより成る中央部が凸状の超音波伝播体を設けたの
で、超音波の送受信面は凹面でも被検体の体表と探触子
との密着性は良く、かつ高周波の超音波に対しての損失
が少なくなるので、探触子の感度が向上でき、良好な超
音波像が得られる。
面形状の超音波送受信面の上にポリエーテルブロックア
ミドより成る中央部が凸状の超音波伝播体を設けたの
で、超音波の送受信面は凹面でも被検体の体表と探触子
との密着性は良く、かつ高周波の超音波に対しての損失
が少なくなるので、探触子の感度が向上でき、良好な超
音波像が得られる。
【図１】本発明の第一の実施例の超音波探触子の超音波
送受信部の構成を示す図。
送受信部の構成を示す図。
【図２】本発明の第二の実施例の超音波探触子の超音波
送受信部の構成を示す図。
送受信部の構成を示す図。
【図３】従来の超音波探触子の超音波送受信部の構成を
示す図。
示す図。
１ 圧電振動子 １Ａ 圧電振動子 ２ 音響整合層 ２Ａ 音響整合層 ３ 音響レンズ ３Ａ 音響レンズ ４ 背面吸音材 ４ａ 背面吸音材 ６ 超音波伝播体 ６Ａ 超音波伝播体
Claims (2)
- 【請求項１】少なくとも背面吸音材と圧電振動子と音響
整合層との積層体を備えた超音波探触子において、超音
波送受信面を凹面形状とするとともに、その凹面形状の
超音波送受信面の上に材質がポリエーテルブロックアミ
ドより成り中央部が凸状の超音波伝播体を設けたことを
特徴とする超音波探触子。 - 【請求項２】前記超音波伝播体は外方に凸状に形成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4075727A JP2739134B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4075727A JP2739134B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05244695A JPH05244695A (ja) | 1993-09-21 |
| JP2739134B2 true JP2739134B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=13584593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4075727A Expired - Fee Related JP2739134B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2739134B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100256502A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-07 | General Electric Company | Materials and processes for bonding acoustically neutral structures for use in ultrasound catheters |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4075727A patent/JP2739134B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05244695A (ja) | 1993-09-21 |
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Legal Events
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