JP3236645B2 - 超音波探触子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波内視検診あるい
は非破壊検査に利用される超音波探触装置用超音波探触
子に関し、特に被検体表面に音響層を密着させ超音波を
直接送受信して検査を行う超音波探触子にあって、その
音響層表面に保護シートを被着して音響層の損傷を防ぎ
あるいは被検体からの細菌感染を予防する構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波探触装子は、ダンパー材の
上に圧電振動板と音響整合層及び音響レンズからなる音
響層を積層・組立し、これを枠体内に機械的保持する構
造をとっている。そして圧電振動板の励振電極より外部
に電気導出し気密封止している。超音波検査は、被検体
表面に音響層を直接密着させて超音波を被検体内に送受
信して行なうので、被検体表面に凹凸あるいは空気層が
存在すると反射や散乱が生じて超音波エネルギーを有効
に被検体内へ送受信できなくなるから、音響インピーダ
ンスが被検体のそれとあまり違わないグリセリン、オイ
ルあるいは他のゲル、ゾル類からなる液状粘性の音響整
合液（エコーゼリーなど）を被検体表面に塗布して、音
響層と被検体の間を音響整合させつつ密着させ超音波エ
ネルギーの伝達効率の改善に努めている。

【０００３】被検体表面に音響整合液を塗布する替わり
に、音響整合液あるいは水などを柔軟な袋状容器に収納
して充分な厚みを確保するよう、超音波探触子の整合層
と被検体間に介在させつつ圧接して超音波検査する方法
が実用化されている。あるいは水槽内に被検体を静置し
ておいて、水槽外部より被検体を含む水槽全体を超音波
検査する方法が採用されることもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】被検体表面にこれら音
響整合液を塗布しあるいは介在させて行う超音波検査方
法は、それなりに確立した方法ではあるが、例えば人体
の検査に適用する場合、冷たい不快な触感があり、検査
後の拭き取りが不完全であると皮膚細菌の感染の恐れが
あるから、超音波探触子の消毒作業は欠かせずかなり面
倒な実務となっている。超音波探触子の消毒は一般にエ
チルアルコール等を用いて行なわれるが、電気回路を内
装し気密封止してあるので、必ずしも充分に消毒できる
わけではない。それにエチルアルコール等は低粘性で音
響層等の僅かな空隙より浸透し易く剥離事故を発生させ
易い。何よりもこの直接密着する検査方法は、音響層を
損傷させ易いから超音波探触子の寿命を縮めている。非
破壊検査の場合、例えば被検体の鉄骨材表面にオイルを
塗布して超音波検査を行なうが、溶接加工などの作業が
引き続いてあると、オイルを完全に拭き取る必要があり
溶剤洗浄しなければならない。とりわけ硬い凹凸面が音
響層を損傷させて超音波探触子の寿命を著しく短くして
いる。

【０００５】本発明は、これら課題解決のためになされ
たもので、超音波探触子の音響層表面と被検体に密着が
容易でその間に空気層を形成しない保護シートを超音波
検査の都度被着できるように構成したことを主な特徴と
するものである。本発明の保護シートを被着することに
より、不快な触感の軽減、音響層の保護、細菌感染の予
防、検査後の消毒作業の軽減あるいは省略など多くの利
点を保持しながら、超音波探触子の長寿命化を同時に図
ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明において、保護シ
ートは使い捨てであるから検査毎に新たに被着し直さな
ければならない。従って着脱の容易な構成でなければな
らい。小型セクター型超音波探触子等にあっては、使用
済みの保護シートを剥して、その都度新しい保護シート
を音響層に被着することになる。この場合、被着面内に
空気層を閉じ込めないため、コアシートを剥離台紙に仮
被着したまま音響層に被着させ、その後この剥離台紙を
除去すればよい。比較的大型のリニアアレー型超音波探
触子等にあっては、この個別タイプの保護シートを連結
して巻送ロールに収納して超音波探触子本体に装着する
ように構成すれば、検査する度に必要な被着幅を素早く
繰り出して、個別タイプと同様に再被着し使用できるの
で便利である。着脱作業は、適度な粘着性を有する一定
厚みの密着層をコアシートの音響層側に形成したものを
用いて行うことができる。あるいはまた音響層側に音響
整合液を含浸させた保護シートを、例えば超音波探触子
の枠体に機械的に着止することにより容易かつ迅速に着
脱することもできる。

【０００７】保護シートの各材質は、音響的整合と被検
体表面の空隙の排除を同時に実現させねばならないか
ら、被検体の音響インピーダンスないしは被検体の音響
インピーダンスと音響層のそれとの相加平均あるいは相
乗平均までの適当な音響インピーダンスの範囲内にある
材質が望ましく、かつ擦過損傷にも耐える強度と音響的
悪影響を招来しない程度の厚みで弾力変形が容易なもの
でなければならない。一般に平均波長λの略１／４ない
しはそれ以下の厚みが望ましい。実用上シリコンゴムな
どの各種エラストマー系の薄膜樹脂は利用し易く適して
いるが、天然ゴム系、高級アルコール系、脂肪酸系等の
弾力性に富むその他の樹脂、あるいはサランなどの各種
モノポリマー、またはそれら材質に整合液、水あるいは
オイルなどを含浸した高吸水性あるいは高吸油性の音響
整合膜や密着層を付加した複合シートも利用可能であ
る。特にコアシートは、超音波の散乱と減衰を防ぐた
め、厚み精度を維持した上記音響インピーダンス範囲内
にある非繊維系の薄膜樹脂構造が望ましい。

【０００８】

【実施例】図１及び図２は、保護シート１を収納する巻
送ロール７を内装したたもので、請求項３に対応する本
発明の一実施例のリニアアレー型超音波探触子を示した
ものである。すなわち、ダンパー４と圧電振動板３と音
響層２を積層し組み立て、これを枠体６に機械保持して
なる超音波探触子に、保護シート１を収納した巻送ロー
ル７を内装し、かつ保護シート１の巻送と着止を行う着
止翼５などの密着機構を付加したものである。巻送ロー
ル７は、超音波探触子内部に容易に装着できるようにな
っており、保護シート１を引き出せば必要な密着幅を音
響層に巻送できる。以下、本発明になる超音波探触子の
保護シート密着作業を説明する。まず、使用済みの保護
シート１を着止翼５を開いて音響層２から剥離し除去す
る。次に新しい保護シート１を巻送ロール７より引出し
それを音響層２に密着させる。この作業は保護シート１
の剥離台紙１ｂを専ら利用して行う。丈夫な剥離台紙１
ｂはコアシート１ａに仮被着されてあり、巻送ロール７
から保護シート１を引き出すとき変形を与えない保護手
段も兼ねている。そして引き出した保護シート１を音響
層２の音響レンズ２ａに密着させるのであるが、このと
き密着層１ｃと音響層２の間に空気層を閉じ込めないよ
うにするためには、剥離台紙１ｂを一方から他方に向け
圧接するよう密着させて行えばよい。この後直ちに剥離
台紙１ｂを除去して、両着止翼５を閉じ機械的に強く枠
体６に着止固定すれば、新しい保護シート１の音響層２
への密着作業は完了する。

【０００９】本発明になる保護シート１の構造は、図３
ないし図５の断面構造に示すとおり、コアシート１ａを
中心に多層構成となっているものである。図１の保護シ
ート１は、コアシート１ａを中心にして、被検体側に剥
離台紙１ｂを仮被着させ、音響層２側に密着層をそれぞ
れ設けたもので、保護シート１の変形防止並びに密着層
１ｃと音響層２ａの密着作業の便宜を共に配慮した単純
な形態のものである。コアシート１ａの材質は、薄いシ
リコンゴム等の各種エラストマーシート、あるいはサラ
ンラップ（商標名）シート等の各種モノポリマーシート
からなり、使用時に剥離台紙１ｂを除去した保護シート
の音響インピーダンスが被検体のそれと等しいか、また
は音響層と被検体の音響インピーダンスの相乗平均値な
いしは相加平均値迄の範囲内にあるものであればよく、
かつ音響層２から送受信する超音波の波長の１／４程度
までの厚みのものに限定される。なお実用においては、
本発明の優れた構成にもかかわらず、コアシート１ａと
被検体との間には多少の不整合が存在するから、徴量の
音響整合液を介在させることが望ましい。しかし、大方
の音響整合はコアシート１ａが担っているので、従来と
比較すればはるかに少ない量でよく、しかも水などで充
分であり、必ずしも音響整合液である必要はない。密着
層１ｃは、例えば粘着性のある音響整合液薄層あるいは
粘着薄膜などで構成することができる。しかしながら、
図１に示す本発明のリニアアレー型超音波探触子にあっ
ては、保護シート１は最終的に着止翼５で機械的に着止
固定するようになっているから、必ずしも強い粘着性は
必要としないが、塗れ性などの密着性を保証する特性は
密着層１cの必須要件となる。

【００１０】図２の保護シートは、図１に示す保護シー
トを更に改良したものである。すなわち図１の保護シー
トにおいて、コアシート１ａと剥離台紙１ｂの間に音響
整合膜１ｄを付加したもので、被検体とコアシート１ａ
との間の僅かな不整合状態を改善するため、被検体とほ
ぼ等しい音響インピーダンスを有する材質の音響整合膜
を新たに設けたものである。これにより、図１の保護シ
ートを用いて検査する場合に必要とされた音響整合液な
いしは水等を検査時に小量塗布する必要もなくなり、検
査作業を更に簡便にしている。なお、この音響整合膜１
ｄは、音響整合液を含浸した吸水性または吸油性の薄膜
であってもよく、コアシート１ａの表面を改質してこれ
らの特性を付与し構成させてもよい。この場合、コアシ
ート１ａと音響整合膜１ｄを傾斜特性を有する境界領域
にするから、反射及び吸収は減少し好都合である。

【００１１】図１及び図２に示す本発明の保護シートに
おいて、密着層１ｃの厚みを無視できるものしてコアシ
ート１ａの特性を中心にして保護シート１を構成してあ
るが、高周波数超音波を利用する場合、密着層１ｃの厚
みは無視できないものとなるから、これを含めて保護シ
ート１の設計しなければならないことになる。図３の構
成は、密着層１ｅとコアシート１ａの二層によりなるト
ータルな音響整合を考慮したもので、各層の厚みは、各
音響インピーダンスに反比例して全体の厚みである超音
波波長の１／４を按分し構成するようになっている。そ
の他の音響特性は、上記の他の構成の場合と同じであ
る。そして、圧電振動板３より被検体に向かって音響イ
ンピーダンス順に多層構造を傾斜構成することになるか
ら、一層伝播損失の少ない理想的な超音波探触子の実現
が可能となる。

【００１２】

【その他の事項】本発明を構成する保護シートは、音響
層上に素早く着脱されなければならないから、使用に必
要な適当な形状寸法に予め加工され、あるいは適当な送
り幅に予め切り溝加工され、マーク表示されてあると便
利である。アレー型超音波探触子にあっては、着止翼の
内側に専用のカッターを設けることもできるから、これ
を使用すると一層迅速で確実な被着作業が可能になる。
さらにまた保護シートは、剥離台紙を除いて、必ずしも
境界の明確な層状膜で形成されてある必要はない。例え
ば密着層は、コアシートの一方の表面上あるいは両方の
表面上に音響インピーダンスを連続的に緩傾斜させるよ
う改質して形成させたものでもよく、あるいはこの改質
層に音響整合液等を浸潤させたものであってもよい。こ
の場合層境界面において超音波反射は減少するから、超
音波画像の品質を高め一層好ましい効果が期待される。
いずれにせよ、コアシート表面は音響整合液あるいは水
等に対し塗れ性が付与されてあるよう改質してあること
が肝要である。

【００１３】

【発明の効果】本発明により、保護シートを音響層に被
着させ、被検体に密着して超音波検査が可能になったの
で、音響整合液の使用を軽減し、あるいは省略できるよ
うになり、また消毒や洗浄の付加作業を軽減し、あるい
は省略できるようになった。検診において皮膚細菌の感
染を防ぐと共に、非破壊検査において洗浄のための溶剤
使用を減少させあるいは省略でき、かつ音響層を積極的
に保護するから、超音波探触子の長寿命化を図ることが
できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明実施例のリニアアレー型超音波探触子
の斜視図である。

【図２】 図１の本発明実施例のＡ−Ａ’部拡大断面図
である。

【図３】 本発明実施例の保護シートの断面図である。

【図４】 本発明実施例の他の保護シートの断面図であ
る。

【図５】 本発明実施例の他の保護シートの断面図であ
る。

【符号の説明】

１． 保護シート １ａ． コアシート １ｂ． 剥離台紙 １ｃ，１ｅ．密着層 １ｄ． 音響整合膜 ２． 音響層 ２ａ． 音響レンズ ２ｂ． 音響整合層 ３． 圧電振動板 ４． ダンパー ５． 着止翼 ６． 枠体 ７． 巻送ロール

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】音響層の表面に接着可能な使い捨ての保護
   シートを具備した超音波探触子において、上記保護シー
   トは上記音響層に密着する密着層と、この密着層に重ね
   たコアシートと、このコアシートの前面を保護し使用時
   に剥離して除去される剥離台紙との三層を積層してな
   り、かつ剥離台紙を除去した保護シートは被検体の音響
   インピーダンスないし上記被検体と上記音響層の各音響
   インピーダンスの相加平均または相乗平均までの音響イ
   ンピーダンスであって上記音響層から送受信する超音波
   の波長の１／４以下の厚みであることを特徴とする超音
   波探触子。
2. 【請求項２】請求項１に記載の超音波探触子において、
   上記保護シートは、巻送ロールに収納され装着したこと
   を特徴とする超音波探触子。