JP3178829B2 - 超音波プローブ - Google Patents

超音波プローブ

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JP3178829B2 JP23448390A JP23448390A JP3178829B2 JP 3178829 B2 JP3178829 B2 JP 3178829B2 JP 23448390 A JP23448390 A JP 23448390A JP 23448390 A JP23448390 A JP 23448390A JP 3178829 B2 JP3178829 B2 JP 3178829B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、被検体に対して超音波の送受信を行なうた
めの超音波プローブに関する。
(従来の技術) 超音波を用いて被検体の断層像や血流速情報等を得る
ことができる。ここで、代表的な断層像映像化装置につ
いて説明する。すなわち、超音波断層像映像化装置は、
超音波トランスデューサを持つ超音波プローブ,超音波
送受信器,信号処理・表示器から構成され、超音波送受
信器より励信パルスが超音波プローブの超音波トランス
デューサに与えられると超音波が送波され、同じ超音波
トランスデューサにより反射波が受波されて、受信信号
が得られる。この受信信号は信号処理・表示器により信
号処理され画像として表示される。
このような装置の中には、電子走査型装置と称される
ものがあり、その装置は、多数の微小振動子を併設して
なる振動子群を持つ超音波トランスデューサ並びに超音
波プローブが用いられる。そして、振動子群の各振動子
を異なる遅延量にて送受信駆動することにより、超音波
ビームの集束,偏向等が行なわれ、その結果、電気的な
操作だけでリアルタイム断層像を得ることができる。
一方、超音波プローブには、断層像化対象やその部位
によって、例えば医用超音波診断装置であれば、体表用
プローブや体腔内用プローブがある。体表用プローブ
は、超音波トランスデューサに多芯ケーブルが接続さ
れ、且つ超音波トランスデューサはプローブケース内に
収納され、操作者はその手でプローブケースを把持して
超音波トランスデューサの超音波送受波面を被検体の腹
等の体表に当てるようにしている。
また、体腔内用プローブは、超音波トランスデューサ
に多芯ケーブルが接続され、且つ超音波トランスデュー
サは棒体の一端部に組込まれ、操作者は棒体の他端部を
その手で把持して一端部つまり超音波トランスデューサ
の超音波送受波面を被検体の食道等に挿入するようにし
ている。
(発明が解決しようとする課題) 上述した体腔内用プローブを用いる映像化法にあって
は、通常は、1断面についての断層像を得ることで、映
像化の目的が達成される。しかし、食道壁から心臓の状
況の診断にあっては、直交2面について経食道ドプラ断
層心エコー図(TEEという。)を得て、好適な診断が行
われるものがある。
以下、直交2面を画像化できる体腔内用プローブ10を
第5図を参照して説明する。
第5図に示すように例えば圧電セラミックからなり、
微小超音波振動子を多数並設してなり、一断面について
の断層像(A面)を得るための超音波トランスデューサ
11Aが配置されている。また例えば圧電セラミックから
なり微小超音波振動子を多数並設してなり、他断面につ
いての断層像(A面と直交するB面)を得るための超音
波トランスデューサ11Bが配置されている。
これらの超音波トランスジューサ11A,11Bは、それぞ
れ微小超音波振動子を多数並設してなる振動子群12A,12
Bと、この振動子群12A,12Bに積層される整合層13A,13B
と、この整合層13A,13Bに積層される音響レンズ14A,14B
からなっている。またこれらの超音波トランスジューサ
11A,11Bは相互に一定距離dだけ離間され、それぞれ独
立している。
このような構成において、A面の断層像を得た後、目
的とするB面の断層像を得る場合には、固定を解除す
る。そしてプローブを移動操作させて、目的とする位置
に合わせるようにして、断層像Bを得て、心臓内の部位
のうち、直交する2つの断面を観察することができ、臨
床上特に重要である。
しかしながら、2つの超音波トランスジューサ11A,11
Bに対応して2つの独立した音響レンズ14A,14Bを有し、
この音響レンズ14A,14Bをそれぞれの超音波トランスジ
ューサ11A,11B内の整合層13A,13Bの上に別々に積層する
ために、各々の音響レンズ14A,14Bの位置関係にばらつ
きが生じ、音響レンズ14A,14Bの特性が製品により異な
ったものとなる。
一般に、バイプレーンプローブでは、2断面が重なる
部分、すなわち前記超音波トランスジューサ11A,11Bに
生じたA面,B面の断層像の重なり部分C(装置では、こ
の重なり部分Cにマーカを表示している。)が重要であ
るが、2つの音響レンズ14A,14Bが独立していると、製
品により音響レンズ14A,14Bの位置関係にばらつきが生
じて、マーカの位置と実際の重なり位置とが違ってい
た。
そこで本発明の目的は、2つの音響レンズの位置関係
のばらつきを低減することのできる超音波プローブを提
供することにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は上記課題を解決し目的を達成するために次の
ような手段を講じた。本発明は、被検体に対して第1の
走査方向に沿って超音波を照射し、当該第1の走査方向
に沿った第1の超音波断層画像を得るための第1のトラ
ンスデューサと、前記被検体に対して前記第1の走査方
向と異なる第2の走査方向に沿って超音波を照射し、当
該第2の走査方向に沿った画像であって前記第1の超音
波断層画像と交わる第2の超音波断層画像を得るための
第2のトランスデューサと、前記第1のトランスデュー
サに設けられ、前記第1の走査方向と直交する第1のス
ライス方向に沿って凸面形状を有する第1の音響レンズ
と、前記第2のトランスデューサに設けられ、当該第2
の走査方向と直交する第2のスライス方向に沿って凸面
形状を有する第2の音響レンズと、を具備し、前記第1
のトランスデューサ及び前記第2のトランスデューサは
独立して形成されており、前記第1の音響レンズと第2
の音響レンズとは一体成型されていることを特徴とする
体腔内用超音波プローブである。
(作用) このような手段を講じたことにより、次のような作用
を呈する。複数の超音波トランスジューサに対応する音
響レンズを一体成型したので、各々の音響レンズを整合
層を介する各々の振動子群に独立に取り付けるときに生
ずる音響レンズの位置関係のばらつきを低減することが
できる。
(実施例) 以下、本発明にかかる超音波プローブの一実施例とし
てのセクタ電子走査型体腔内用超音波プローブを説明す
る。第1図は前記セクタ電子走査型体腔内用超音波プロ
ーブの概略構成を示す図、第2図は前記体腔内用超音波
プローブ内の音響レンズの詳細を示す図である。なお第
5図に示す部分と同一部分は、同一符号を付して説明す
る。
第1図において、体腔内用超音波プローブ1は、ケー
ブル20が導出されたグリップ21に棒体22が設けられ、該
棒体22の上部に、2つの超音波トランスデューサ1A,1B
が設けられている。
第1図に示すように例えば圧電セラミックからなり、
微小超音波振動子を多数並設してなり、一断面について
の断層像(A面)を得るための超音波トランスデューサ
1Aが配置されている。また例えば圧電セラミックからな
り微小超音波振動子を多数並設してなり、他断面につい
ての断層像(A面と直交するB面)を得るための超音波
トランスデューサ1Bが配置されている。
これらの超音波トランスジューサ1A,1Bは、それぞれ
微小超音波振動子を多数並設してなるセクタ電子走査を
行なうための振動子群12A,12Bと、この振動子群12A,12B
に積層させる整合層13A,13Bと、この整合層13A,13Bに積
層される音響レンズ4A,4Bからなっている。
なお上記例では、超音波トランスデューサ1A,1Bの振
動子配列方向は互いに直交したものとしているが、それ
ぞれの振動子配列方向が異なるものとしたものでよい。
前記超音波トランスデューサ1A,1Bに対応する2つの
音響レンズ4A,4Bは、第2図に詳細を示すように一体構
成となっており、この音響レンズ4A,4Bの一体構成は、
一体成型によって実現される。
そして一体成型によって得られた音響レンズ4Aの底面
S1と音響レンズ4Bの底面S2とは、同一平面上で繋がれて
いる。音響レンズ4Aの上面は棒体22の方向に沿って凸面
形状をなし、音響レンズ4Bの上面は棒体22の方向に直交
する方向に沿って凸面形状をなしている。また音響レン
ズ4Aと音響レンズ4Bとは、接合部4Cにて緩やかな傾斜を
なして接合されている。
すなわち、接合部4Cにおける辺P(音響レンズ4A側)
と接合部4Cにおける辺Q(音響レンズ4B側)と底辺R1,R
2とで台形をなし、この台形により音響レンズ4Bから音
響レンズ4Aに緩やかな傾斜をなして接合されている。
したがって、音響レンズ4Aから接合部4Cを介して音響
レンズ4Bまでの断面形状は、斜線部分のようになってい
る。つまり接合部4Cにより音響レンズ4Aと音響レンズ4B
とにおいてはギャップがなく、これより音響レンズは一
体構成となっている。
また音響レンズ4A,4Bの側面には、前記振動子群12A,1
2Bのベースとなるバッキング材に位置合わせするための
スカート部6A−1,6A−2,6B−1が取り付けられている。
このように一体成型により構成された音響レンズ4A,4
Bを前記整合層13A,13Bの上に一度に接着して積層するこ
とができる。したがって、2つの超音波プローブを迅速
に製造することができるから、生産性を向上できる。ま
た一体成型により2つの超音波トランスジューサ間の位
置ばらつきが低減され、製品の音響的特性が大幅に向上
する。さらには2つの超音波トランスジューサ間の距離
が小さくなるから、主要な診断画像を得ることができる
ので、診断能率が向上する。
なお本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。上述した実施例では2つの超音波トランスジューサ
1A,1Bは、共にセクタ電子走査を行なうものであった
が、本発明は例えばコンベックス−コンベックス型超音
波プローブにも適用できる。
第3図は前記コンベックス−コンベックス型超音波プ
ローブの側面図である。前記コンベックス−コンベック
ス型超音波プローブ2は、凸面形状をなす振動子群16A,
16B、この振動子群16A,16Bの上に積層される整合層(図
示しない)、この整合層の上に積層され且つ前記第2図
に示すような一体成型された音響レンズ7A,7Bからなる
2つのコンベックス型トランスジューサ2A,2Bを、互い
に直交する方向に配置したものである。
このようなコンベックス−コンベックス型超音波プロ
ーブであっても、前記セクタ−セクタ電子走査型超音波
プローブと同様な効果が得られる。
さらに本発明はリニア−コンベックス型超音波プロー
ブにも適用できる。第4図は前記リニア−コンベックス
型超音波プローブの側面図である。前記リニア−コンベ
ックス型超音波プローブ3は、凸面形状をなす振動子群
16A、この振動子群16A上に積層される整合層(図示しな
い)、この整合層の上に積層される音響レンズ7Aからな
るコンベックス型トランスジューサ2Aと、リニア電子走
査を行なうための振動子群17B、この振動子群17Bの上に
積層される整合層(図示しない)、この整合層の上に積
層される音響レンズ8Bからなるリニア電子走査型トラン
スジューサ3Bとを互いに直交する方向に配置したもので
ある。このようなリニア−コンベックス型超音波プロー
ブであっても、前記セクタ−セクタ電子走査型超音波プ
ローブと同様な効果が得られる。
さらに上記実施例では、超音波トランスジューサ1A,1
Bに有する振動子群12A,12B,整合層13A,13Bを所定距離離
して配置したが、例えば振動子群12A,12B,整合層13A,13
Bをくっつけて配置するようにしても良い。このほか本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施でき
る。
[本発明の効果] 本発明によれば、複数の超音波トランスジューサに対
応する音響レンズを一体成型したので、各々の音響レン
ズを整合層を介する各々の振動子群に独立に取り付ける
ときに生ずる音響レンズの位置関係のばらつきを低減す
ることができる超音波プローブを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる超音波プローブの一実施例とし
て2つの超音波トランスジューサを用いた体腔用セクタ
電子走査型超音波プローブを示す斜視図、第2図は前記
体腔用超音波プローブに設けられた音響レンズの詳細を
示す図、第3図及び第4図は前記超音波トランスジュー
サの変形例を示す図、第5図は従来の2つの超音波トラ
ンスジューサを用いた体腔用セクタ電子走査型超音波プ
ローブを示す斜視図である。 1〜3,10……超音波プローブ、1A〜3B,11A,11B……超音
波トランスジューサ、12A,12B……振動子群、13A,13B…
…整合層、4A,4B,7A,7B,8B……音響レンズ、20……ケー
ブル、21……グリップ、22……棒体、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−97742(JP,A) 特開 平3−215250(JP,A) 特開 昭56−52045(JP,A) 特開 昭56−168731(JP,A) 特開 昭60−58129(JP,A) 特開 昭64−6858(JP,A) 特開 昭60−18159(JP,A) 特開 昭57−69847(JP,A) 実開 平4−111313(JP,U) 実開 昭63−201515(JP,U) 実開 昭62−155815(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 8/00 - 8/15

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検体に対して第1の走査方向に沿って超
    音波を照射し、当該第1の走査方向に沿った第1の超音
    波断層画像を得るための第1のトランスデューサと、 前記被検体に対して前記第1の走査方向と異なる第2の
    走査方向に沿って超音波を照射し、当該第2の走査方向
    に沿った画像であって前記第1の超音波断層画像と交わ
    る第2の超音波断層画像を得るための第2のトランスデ
    ューサと、 前記第1のトランスデューサに設けられ、前記第1の走
    査方向と直交する第1のスライス方向に沿って凸面形状
    を有する第1の音響レンズと、 前記第2のトランスデューサに設けられ、当該第2の走
    査方向と直交する第2のスライス方向に沿って凸面形状
    を有する第2の音響レンズと、 を具備し、 前記第1のトランスデューサ及び前記第2のトランスデ
    ューサは独立して形成されており、前記第1の音響レン
    ズと第2の音響レンズとは一体成型されていること、 を特徴とする体腔内用超音波プローブ。
  2. 【請求項2】前記第1の走査方向と前記第2の走査方向
    とは直交することを特徴とする請求項1記載の体腔内用
    超音波プローブ。
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