JP4662521B2 - 音響レンズ、超音波プローブおよび超音波診断装置 - Google Patents

音響レンズ、超音波プローブおよび超音波診断装置 Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響レンズ(lens)、超音波プローブ(probe)および超音波診断装置に関し、特に、音響放射方向に凸に湾曲した面を有する概ねシリンドリカル(cylindrical)な形状をなす音響レンズ、そのような音響レンズを備えた超音波プローブ、および、そのような超音波プローブを使用する超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
超音波診断では、対象の内部に超音波を送波してそのエコー(echo)を受信し、エコー受信信号に基づいて、対象の断層像をはじめとする各種の診断情報を生成する。
【0003】
超音波の送受信は超音波プローブを通じて行われる。超音波プローブは、複数の超音波トランスデューサ(transducer)をバッキング(backing)部材上に一次元的に配置してなる超音波トランスデューサアレイ(transducer array)を有する。超音波トランスデューサアレイは、超音波ビーム(beam)を形成するためのフェーズドアレイ(phased array)として使用される。
【0004】
超音波トランスデューサアレイの超音波放射面側に音響レンズが設けられる。音響レンズは、超音波放射方向に凸に湾曲した面を有する概ねシリンドリカルな形状をなし、超音波ビームをその厚み方向において収束させる機能を有する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような音響レンズの焦点距離は、シリンドリカル構造の形状によって定まる固定値となるので、診断情報を空間分解能良く得られる範囲は必ずしも広くない。
【0006】
そこで、本発明の課題は、焦点距離が可変な音響レンズ、そのような音響レンズを有する超音波プローブ、および、そのような超音波プローブを備えた超音波診断装置を実現することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、音響放射方向に凸に湾曲した面を有する概ねシリンドリカルな形状をなし、前記湾曲した面の内側にレンズ軸に関して対称的に設けられた互いに平行な1対の空洞部を有するゴム状弾性体からなる音響レンズ本体と、前記空洞部に液体を充填する液体充填手段と、前記充填する液体の量を調節する液量調節手段と、を具備することを特徴とする音響レンズである。
【0008】
(2)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、複数の超音波トランスデューサをバッキング部材上に一次元的に配置してなる超音波トランスデューサアレイと、前記超音波トランスデューサアレイの超音波放射面側を覆うように設けられ、超音波放射方向に凸に湾曲した面を有する概ねシリンドリカルな形状をなし、前記湾曲した面の内側にレンズ軸に関して対称的に設けられた互いに平行な1対の空洞部を有するゴム状弾性体からなる音響レンズと、前記空洞部に液体を充填する液体充填手段と、前記充填する液体の量を調節する液量調節手段と、を具備することを特徴とする超音波プローブである。
【0009】
(3)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、超音波プローブと、この超音波プローブを通じて送受信した超音波に基づいて診断情報を生成する超音波診断装置本体を有する超音波診断装置であって、前記超音波プローブは、複数の超音波トランスデューサをバッキング部材上に一次元的に配置してなる超音波トランスデューサアレイと、前記超音波トランスデューサアレイの超音波放射面側を覆うように設けられ、超音波放射方向に凸に湾曲した面を有する概ねシリンドリカルな形状をなし、前記湾曲した面の内側にレンズ軸に関して対称的に設けられた互いに平行な1対の空洞部を有するゴム状弾性体からなる音響レンズと、前記空洞部に液体を充填する液体充填手段と、前記充填する液体の量を調節する液量調節手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置である。
【0010】
(1)〜(3)に記載の各観点での発明では、概ねシリンドリカルな形状をなすゴム状弾性体からなる音響レンズ本体の湾曲した面の内側に、レンズ軸に関して対称的に互いに平行な1対の空洞部を設け、これら空洞部に液体を充填するとともにその量を調節するようにしたので、液量の増減によって音響レンズ本体の湾曲部の曲率を変え焦点距離を変えることができる。
【0011】
前記ゴム状弾性体はシリコンゴムであることが、適切な音速を有する点で好ましい。
前記液体はその中での音速が前記ゴム状弾性体の中での音速と同等であることが、音響レンズ本体との一体性を保つ点で好ましい。
【0012】
前記液体は前記ゴム状弾性体と同等の音響インピーダンスを有することが、内部反射をなくす点で好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図1に超音波診断装置のブロック(block)図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の超音波診断装置に関する実施の形態の一例が示される。
【0014】
図1に示すように、本装置は、超音波プローブ100および超音波診断装置本体200を有する。超音波プローブ100は、本発明における超音波プローブの実施の形態の一例である。超音波診断装置本体200は、本発明における超音波診断装置本体の実施の形態の一例である。
【0015】
超音波プローブ100は、また、本発明の超音波プローブの実施の形態の一例である。本プローブの構成によって、本発明の超音波プローブに関する実施の形態の一例が示される。
【0016】
超音波プローブ100は、プローブ本体102、液体充填部104および液量調節部106を有する。プローブ本体102は、診断の対象1に当接して使用される。液体充填部104は、本発明における液体充填手段の実施の形態の一例である。液量調節部106は、発明における液量調節手段の実施の形態の一例である。
【0017】
プローブ本体102は、超音波診断装置本体200の送受信部202に接続されている。送受信部202は、プローブ本体102に駆動信号を与えて超音波を送波させる。送受信部202は、また、プローブ本体102が受波したエコー信号を受信する。
【0018】
送受信部202は診断情報生成部204に接続されている。診断情報生成部204は、送受信部202を通じてエコー受信信号を入力し、このエコー受信信号に基づいて診断情報を生成する。
【0019】
診断情報としては、例えば、Bモード(mode)画像、カラードップラ(color Doppler)画像、ドップラスペクトラム(Doppler spectrum)画像等が生成される。Bモード画像は診断対象の断層像を表す。カラードップラ画像は、診断対象における血流等の速度分布像を表す。ドップラスペクトラム画像はドップラ信号のスペクトラムを表す。このような診断情報が、診断情報生成部204に接続された表示部206で表示される。
【0020】
送受信部202、診断情報生成部204および表示部206は制御部208によって制御される。制御部208には操作部210が接続されている。操作部210は使用者によって操作され、制御部208に適宜の指令や情報を入力するようになっている。
【0021】
図2に、プローブ本体102の主要部の構成の一例を略図によって示す。図2の(a)は側面図、(b)はA−A断面図である。同図に示すように、プローブ本体102はトランスデューサアレイ300を有する。トランスデューサアレイ300は、複数の超音波トランスデューサ302をバッキング部材304の端面に一次元のアレイ状に配置したものである。個々の超音波トランスデューサ302は例えばPZT(チタン(Ti)酸ジルコン(Zr)酸鉛)セラミックス(ceramics)等の圧電材料によって構成される。トランスデューサアレイ300は、本発明における超音波トランスデューサアレイの実施の形態の一例である。
【0022】
トランスデューサアレイ300の、バッキング部材304に接する側とは反対側の面が超音波放射面となる。この面にマッチング層(matching layer)400を介して音響レンズ500が固着されている。トランスデューサアレイ300に対するマッチング層400および音響レンズ500の固着は例えば接着等によって行われる。マッチング層400は、超音波トランスデューサ302と音響レンズ500の間で音響インピーダンス(impedance)の整合を行うものである。
【0023】
音響レンズ500は、トランスデューサアレイ300の超音波放射面を覆う。音響レンズ500は、超音波放射方向に凸に湾曲した面を有する概ねシリンドリカルな形状を有し、いわゆるシリンドリカル音響レンズとなっている。このシリンドリカル音響レンズは、湾曲部の頂点を通り超音波トランスデューサ302の超音波放射面と直交するレンズ軸510を有する。レンズ軸510はトランスデューサアレイ300の超音波放射面に垂直な平面を形成する。
【0024】
音響レンズ500を構成する材料としては、例えばシリコンゴム(silicon rubber)等が用いられる。シリコンゴムはその中での音速が音響レンズを構成するのに適する値を持つ点で好ましい。なお、音響レンズ500を構成する材料はシリコンゴムに限るものではなく、適宜のゴム状弾性体であってよい。音響レンズ500は、本発明における音響レンズの実施の形態の一例である。
【0025】
図3に、音響レンズ500のさらに詳細な構成の一例を略図によって示す。同図に示すように、音響レンズ500は湾曲した面の内側にレンズ軸510に関して対称的に設けられた1対の空洞502を有する。1対の空洞502は、音響レンズ500の長手方向に沿って互いに平行に延在する。音響レンズ500は、本発明における音響レンズ本体の実施の形態の一例である。
【0026】
1対の空洞502には液体504が充填されている。液体504は液体充填部104によって充填される。液体504としては、そこでの音速が音響レンズ500での音速と同等なものを用いるのが、液体504と音響レンズ500との音響学的一体性を保つ点で好ましい。また、音響インピーダンスが音響レンズ500の音響インピーダンスと同等であることが、内部反射をなくす点で好ましい。
【0027】
1対の空洞502に充填する液体504の量は、液量調節部106によって使用者により調節可能になっている。したがって、空洞502に充填する液体504の量を増やすことにより、1対の空洞502を例えば破線で示すように拡大することができる。
【0028】
このように1対の空洞502を拡大したとき、それに伴う音響レンズ500の弾性的な形状変化により表面の湾曲度が破線で示すように変化する。これによって、実線で示す元の湾曲度よりも湾曲の程度が低下する。
【0029】
このような湾曲度の低下により、音響レンズ500の焦点距離は元の焦点距離よりも長いものとなる。焦点距離の増加の程度は1対の空洞502の拡大の程度すなわち液体の充填量によって調節することができる。したがって、この音響レンズは可変焦点の音響レンズとなる。このため、超音波ビームの収束点を診断目的に合わせて適宜に調節することができ、関心領域についてより適切な超音波診断を行うことが可能になる。
【0030】
音響レンズ500、液体充填部104および液量調節部106からなる部分は、本発明の音響レンズの実施の形態の一例である。なお、液体充填部104および液量調節部106は、超音波診断装置本体200側に配置して、制御部208による制御の下で音響レンズ500の焦点調節を行うようにしてもよい。
【0031】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、焦点距離が可変な音響レンズ、そのような音響レンズを有する超音波プローブ、および、そのような超音波プローブを備えた超音波診断装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図2】超音波プローブの主要部の構成を示す略図である。
【図3】音響レンズの構成の一例を示す略図である。
【符号の説明】
100 超音波プローブ
102 プローブ本体
104 液体充填部
106 液量調節部
200 超音波診断装置本体
202 送受信部
204 診断情報生成部
206 表示部
208 制御部
210 操作部
300 トランスデューサアレイ
302 超音波トランスデューサ
400 マッチング層
500 音響レンズ
502 空洞
504 液体

Claims (12)

  1. 音響放射方向に凸に湾曲した面を有する概ねシリンドリカルな形状をなし、前記湾曲した面の内側にレンズ軸に関して対称的に設けられた互いに平行な1対の空洞部を有するゴム状弾性体からなる音響レンズ本体と、
    前記空洞部に液体を充填する液体充填手段と、
    前記充填する液体の量を調節する液量調節手段と、
    を具備することを特徴とする音響レンズ。
  2. 前記ゴム状弾性体はシリコンゴムである、
    ことを特徴とする請求項1に記載の音響レンズ。
  3. 前記液体はその中での音速が前記ゴム状弾性体の中での音速と同等である、
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の音響レンズ。
  4. 前記液体は前記ゴム状弾性体と同等の音響インピーダンスを有する、
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載の音響レンズ。
  5. 複数の超音波トランスデューサをバッキング部材上に一次元的に配置してなる超音波トランスデューサアレイと、
    前記超音波トランスデューサアレイの超音波放射面側を覆うように設けられ、超音波放射方向に凸に湾曲した面を有する概ねシリンドリカルな形状をなし、前記湾曲した面の内側にレンズ軸に関して対称的に設けられた互いに平行な1対の空洞部を有するゴム状弾性体からなる音響レンズと、
    前記空洞部に液体を充填する液体充填手段と、
    前記充填する液体の量を調節する液量調節手段と、
    を具備することを特徴とする超音波プローブ。
  6. 前記ゴム状弾性体はシリコンゴムである、
    ことを特徴とする請求項5に記載の超音波プローブ。
  7. 前記液体はその中での音速が前記ゴム状弾性体の中での音速と同等である、
    ことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の超音波プローブ。
  8. 前記液体は前記ゴム状弾性体と同等の音響インピーダンスを有する、
    ことを特徴とする請求項5ないし請求項7のうちのいずれか1つに記載の超音波プローブ。
  9. 超音波プローブと、この超音波プローブを通じて送受信した超音波に基づいて診断情報を生成する超音波診断装置本体とを有する超音波診断装置であって、
    前記超音波プローブは、
    複数の超音波トランスデューサをバッキング部材上に一次元的に配置してなる超音波トランスデューサアレイと、
    前記超音波トランスデューサアレイの超音波放射面側を覆うように設けられ、超音波放射方向に凸に湾曲した面を有する概ねシリンドリカルな形状をなし、前記湾曲した面の内側にレンズ軸に関して対称的に設けられた互いに平行な1対の空洞部を有するゴム状弾性体からなる音響レンズと、
    前記空洞部に液体を充填する液体充填手段と、
    前記充填する液体の量を調節する液量調節手段と、
    を具備することを特徴とする超音波診断装置。
  10. 前記ゴム状弾性体はシリコンゴムである、
    ことを特徴とする請求項9に記載の超音波診断装置。
  11. 前記液体はその中での音速が前記ゴム状弾性体の中での音速と同等である、
    ことを特徴とする請求項9または請求項10に記載の超音波診断装置。
  12. 前記液体は前記ゴム状弾性体と同等の音響インピーダンスを有する、
    ことを特徴とする請求項9ないし請求項11のうちのいずれか1つに記載の超音波診断装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105606210A (zh) * 2016-03-24 2016-05-25 成都世恩医疗科技有限责任公司 一种基于液体透镜的超声传感器阵列

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008068932A1 (ja) * 2006-12-08 2008-06-12 Okusonic Corporation 超音波探触子
US8233221B2 (en) * 2007-12-14 2012-07-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. Adjustable lens system for real-time applications
WO2010100921A1 (ja) 2009-03-04 2010-09-10 パナソニック株式会社 超音波トランスデューサ、超音波探触子及び超音波診断装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56137263A (en) * 1980-03-07 1981-10-27 Se Jie Eeru Yurutorasonitsuku Ultrasonic echo sounding probe having acoustic lens and echo sounder using it
JPS57192544A (en) * 1981-05-21 1982-11-26 Tokyo Shibaura Electric Co Ultrasonic diagnostic apparatus
JPH02213329A (ja) * 1989-02-14 1990-08-24 Toshiba Corp 超音波診断装置の探触子

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56137263A (en) * 1980-03-07 1981-10-27 Se Jie Eeru Yurutorasonitsuku Ultrasonic echo sounding probe having acoustic lens and echo sounder using it
JPS57192544A (en) * 1981-05-21 1982-11-26 Tokyo Shibaura Electric Co Ultrasonic diagnostic apparatus
JPH02213329A (ja) * 1989-02-14 1990-08-24 Toshiba Corp 超音波診断装置の探触子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105606210A (zh) * 2016-03-24 2016-05-25 成都世恩医疗科技有限责任公司 一种基于液体透镜的超声传感器阵列

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