JP5065593B2 - Ultrasonic probe and ultrasonic imaging device - Google Patents
Ultrasonic probe and ultrasonic imaging device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5065593B2 JP5065593B2 JP2005347174A JP2005347174A JP5065593B2 JP 5065593 B2 JP5065593 B2 JP 5065593B2 JP 2005347174 A JP2005347174 A JP 2005347174A JP 2005347174 A JP2005347174 A JP 2005347174A JP 5065593 B2 JP5065593 B2 JP 5065593B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- piezoelectric vibrator
- back material
- ultrasonic probe
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/54—Control of the diagnostic device
- A61B8/546—Control of the diagnostic device involving monitoring or regulation of device temperature
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
本発明は、対象物に対し超音波を送受信して、対象物内部を画像化する超音波探触子および超音波画像装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic probe and an ultrasonic imaging apparatus that transmit and receive ultrasonic waves to and from an object to image the inside of the object.
超音波探触子は、対象物内部の画像化等を目的として、前記対象物に向けて超音波を照射し、当該対象物内における音響インピーダンスの異なる界面からの反射波を受信する装置である。超音波探触子が使用される超音波画像装置としては、人体等の生体内部を検査する超音波画像診断装置が知られている。 An ultrasonic probe is an apparatus that irradiates an ultrasonic wave toward the object and receives reflected waves from an interface with different acoustic impedances in the object for the purpose of imaging the inside of the object. . 2. Description of the Related Art As an ultrasonic imaging apparatus using an ultrasonic probe, an ultrasonic diagnostic imaging apparatus that inspects the inside of a living body such as a human body is known.
超音波探触子は、操作者に把持されるケース体を有し、その内部には超音波を送受信するための超音波トランスデューサが収納されている。 The ultrasonic probe has a case body that is gripped by an operator, and an ultrasonic transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves is housed in the case body.
図6は従来のトランスデューサの構成図である。 FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional transducer.
図6に示すように、従来の超音波トランスデューサ100は、操作者の手元側から順に、背面材101、圧電振動子102、音響整合層103、及び音響レンズ104を具備しており、このうち圧電振動子102と音響整合層103は、超音波をスキャンする方向に対して複数の圧電素子105に分割されている。
As shown in FIG. 6, the conventional
各圧電素子105は、音響整合層103側の面にGND用電極105a、背面材101側の面に信号用電極105bを備え、各信号用電極105bへの電気信号に遅延を与えることで、超音波のスキャンを実行している。
Each
すなわち、超音波のスキャンを実行するためには、各圧電素子105の信号用電極105bに対して僅かな遅延時間を与えた電気信号を別々に印加する必要がある。そのため、複数の信号用電極105bと接触する背面材101には、信号用電極105b間の絶縁性を確保することができる絶縁体が使用されている。
In other words, in order to execute an ultrasonic scan, it is necessary to separately apply an electrical signal having a slight delay time to the
ところで、圧電振動子102から発生される超音波は、生体側へ放射される以外に、音響レンズ104や背面材101の内部で熱に変換される。そのため、超音波探触子には安全性の確保が義務づけられており、超音波探触子の生体接触部分の温度が規制値以下となるよう送信電圧を低く抑制する必要が生じている。
By the way, the ultrasonic wave generated from the
しかしながら、送信電圧を低く抑えると、生体深部におけるS/N比が劣化して、画像診断能力が低下するという問題がある。そこで近年、この問題を解決するために、圧電振動子からの熱を背面材経由でケースやケーブルに放熱する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、背面材の材料である絶縁体は、熱伝導率が0.2[W/mK]〜1[W/mK]程度であり、放熱効率があまり良くない。そのため、圧電振動子で発生した熱が背面材中を効率良く移送されず、超音波探触子の生体接触部分の温度が上昇するという問題がある。 However, the insulator which is the material of the back material has a thermal conductivity of about 0.2 [W / mK] to 1 [W / mK], and the heat dissipation efficiency is not so good. Therefore, there is a problem that the heat generated by the piezoelectric vibrator is not efficiently transferred through the back material, and the temperature of the living body contact portion of the ultrasonic probe rises.
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、圧電素子間の絶縁を確保したまま、表面温度の上昇を抑制することができる超音波探触子および超音波画像装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic probe and an ultrasonic probe capable of suppressing an increase in surface temperature while ensuring insulation between piezoelectric elements. An object is to provide a sonic imaging apparatus.
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の超音波探触子および超音波画像装置は次のように構成されている。 In order to solve the problems and achieve the object, the ultrasonic probe and the ultrasonic imaging apparatus of the present invention are configured as follows.
(1)互いに平行な二面に夫々電極を有し、前記二面と略直角な方向に対してアレイ分割され、対象物に対して超音波の送受信を行う圧電振動子と、前記圧電振動子に対して前記二面のうちの一面側に配置され、前記圧電振動子からの超音波を減衰させる背面材と、前記背面材に連結され、前記背面材の熱を放出する放熱部材とを備えた超音波探触子において、前記背面材は導電性を有し、前記圧電振動子と背面材との間には絶縁部材が介装され、アレイ分割による溝が前記絶縁部材の途中まで形成され、前記背面材を挟んで前記圧電振動子の反対側には、前記背面材よりも超音波の減衰効果が高い減衰部材が配置され、前記背面材は、カーボンのフィラーあるいはファイバーを含む樹脂混合物で形成され、音響インピーダンスが2Mrayl〜7Mraylの範囲である。 (1) A piezoelectric vibrator having electrodes on two surfaces parallel to each other, divided into an array in a direction substantially perpendicular to the two surfaces, and transmitting / receiving ultrasonic waves to / from an object, and the piezoelectric vibrator A back material that is disposed on one side of the two surfaces and attenuates ultrasonic waves from the piezoelectric vibrator, and a heat dissipation member that is connected to the back material and that releases heat of the back material. In the ultrasonic probe, the backing material has conductivity, an insulating member is interposed between the piezoelectric vibrator and the backing material, and a groove by dividing the array is formed partway through the insulating member. A damping member having a higher ultrasonic attenuation effect than the back material is disposed on the opposite side of the piezoelectric vibrator across the back material, and the back material is a resin mixture containing carbon filler or fiber. Formed and the acoustic impedance is 2Mray It is in the range of ~7Mrayl.
(2)超音波探触子を備えた超音波画像装置において、前記超音波探触子は、互いに平行な二面に夫々電極を有し、前記二面と略直角な方向に対してアレイ分割され、対象物に対して超音波の送受信を行う圧電振動子と、前記圧電振動子に対して前記二面のうちの一面側に配置され、前記圧電振動子からの超音波を減衰させる背面材と、前記背面材に連結され、前記背面材の熱を放出する放熱部材とを備え、前記背面材は導電性を有し、前記圧電振動子と背面材との間には絶縁部材が介装され、アレイ分割による溝が前記絶縁部材の途中まで形成され、前記背面材を挟んで前記圧電振動子の反対側には、前記背面材よりも超音波の減衰効果が高い減衰部材が配置され、前記背面材は、カーボンのフィラーあるいはファイバーを含む樹脂混合物で形成され、音響インピーダンスが2Mrayl〜7Mraylの範囲である。 (2) In an ultrasonic imaging apparatus including an ultrasonic probe, the ultrasonic probe has electrodes on two parallel surfaces, and is divided into an array in a direction substantially perpendicular to the two surfaces. A piezoelectric vibrator that transmits / receives ultrasonic waves to / from an object, and a back material that is disposed on one side of the two faces with respect to the piezoelectric vibrator and attenuates ultrasonic waves from the piezoelectric vibrator And a heat radiating member connected to the back material and releasing the heat of the back material, the back material has conductivity, and an insulating member is interposed between the piezoelectric vibrator and the back material. In addition, a groove formed by dividing the array is formed partway through the insulating member, and on the opposite side of the piezoelectric vibrator across the back material, an attenuation member having a higher ultrasonic attenuation effect than the back material is disposed , The backing material is a resin mixture containing carbon filler or fiber. Is formed, the acoustic impedance is in the range of 2Mrayl~7Mrayl.
本発明によれば、圧電素子間の絶縁を確保したまま、表面温度の上昇を抑制することができる。 According to the present invention, an increase in surface temperature can be suppressed while securing insulation between piezoelectric elements.
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図4を用いて本発明の第1の実施形態について説明する。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の第1の実施形態に係る超音波診断装置の概略図である。 FIG. 1 is a schematic view of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置(超音波画像装置)は、超音波探触子1と超音波診断装置本体2とから構成され、超音波を利用して人体(対象物)の内部状態を画像化するものである。
As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus (ultrasonic imaging apparatus) according to the present embodiment includes an
図2は同実施形態に係る超音波探触子1の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of the
図2に示すように、超音波探触子1は、操作者により把持されるケース10と、ケース10内に配置され、人体に対して超音波を送受信するトランスデューサ20と、ケース10内に配置され、トランスデューサ20に対して電気信号を送受信するフレキシブルプリントサーキット(以下、「FPC」とする。)30と、ケース10内に配置され、トランスデューサ20の熱を放出させる放熱板(放熱部材)40と、ケース10の基端部に繋がれ、FPC30と超音波診断装置本体2とを接続するケーブル50とを具備している。
As shown in FIG. 2, the
次に、前記各構成要件について詳細に説明する。なお、以下の説明では、ケース10の先端側を上側、ケース10の基端側を下側とする。
Next, each component will be described in detail. In the following description, the distal end side of the
[ケース10]
ケース10は、その上端部に開口部11、下端部に挿通孔12を備えている。開口部11からはトランスデューサ20(実際には音響レンズ26)が僅かに突出し、挿通孔12にはケーブル50を保持するためのブッシュ60が嵌め込まれている。
[Case 10]
The
[トランスデューサ20]
図3は同実施形態に係るトランスデューサ20の斜視図である。
[Transducer 20]
FIG. 3 is a perspective view of the
図3に示すように、トランスデューサ20は、圧電振動子21、音響整合層22、ポリイミドフィルム(絶縁部材)23、第1の背面材(背面材)24、第2の背面材(減衰部材)25、及び音響レンズ26を具備している。
As shown in FIG. 3, the
圧電振動子21は、電気信号を受信して超音波に変換するとともに、超音波を受信して電気信号に変換するものである。この圧電振動子21は、多数の圧電素子211により構成されている。
The
これら圧電素子211は短冊状をしており、ケース10の軸心線と略直角な方向に対して所定間隔で配列されている。圧電素子211の素材としては、2成分系あるいは3成分系の圧電セラミックス等が用いられる。以降、圧電素子211の配列方向をアレイ方向とし、アレイ方向および上下方向と略直角な方向をレンズ方向とする。
These
圧電振動子21の隙間、すなわち圧電素子211と圧電素子211との隙間には、圧電振動子21の機械的強度を確保するための樹脂材(図示しない)が充填されている。樹脂材の素材としては、エポキシ樹脂等が用いられる。
A gap between the
各圧電素子211は、上端面にGND用電極(電極)211a、下端面に信号用電極(電極)211bを備え、これら電極211a、211b間に電気信号を印加することで、圧電素子211の軸心線の方向、すなわち上下方向に対して超音波を発生できるようになっている。
Each
圧電振動子21のレンズ方向の一側面には、各圧電素子211のGND用電極211aを電気的に共通化するための共通化電極212がアレイ方向の全域に亘って接合されている。前述したFPC30のGND配線31は、この共通化電極212を介して各GND用電極211aに接続され、FPC30の信号配線32は、それぞれ各信号用電極211bに接続されている。
A
音響整合層22は、圧電振動子21と人体との間の音響インピーダンスを整合させるものである。この音響整合層22は、圧電振動子21の上側に配置され、多数の音響整合素子221により構成されている。
The acoustic matching
これら音響整合素子221は短冊状をしており、アレイ方向及びレンズ方向に対して、前記各圧電素子211と等しいピッチ間隔で配列されている。音響整合素子221の上下方向に対する厚さは、圧電振動子21から送信される超音波の波長λの4分の1に設定されている。
These acoustic
音響整合層22の隙間、すなわち音響整合素子221と音響整合素子221との隙間には、音響整合層22の機械的強度を確保するための樹脂材(図示しない)が充填されている。樹脂材の素材としては、エポキシ樹脂等が用いられる。
A gap between the acoustic
なお、本実施形態では、音響整合素子221を1つの素材で構成しているが、材質の異なる2つの素材を用いて、音響インピーダンスが圧電素子211から人体に向かって段階的に変化するように構成してもよい。
In this embodiment, the
ポリイミドフィルム23は、圧電素子211相互の絶縁を確保するものである。このポリイミドフィルム23は、圧電振動子21と第1の背面材24との間に介装されており、圧電振動子21や音響整合層22の隙間に対応する部分に溝部231を備えている。
The
なお、ポリイミドフィルム23の熱伝導率は0.2[W/mK]程度であり、またポリイミドフィルム23の音響インピーダンスは、3[Mrayl]〜4[Mrayl]程度である。
In addition, the thermal conductivity of the
ポリイミドフィルム23の厚さは、超音波の波長λの10分の1以下、すなわちλ/10以下に設定されている。例えば、音速が2200[m/s]、超音波の周波数が5[MHz]である場合、ポリイミドフィルム23の厚さは44[μm]以下となる。
The thickness of the
第1の背面材24は、圧電振動子21で発生した超音波のうち下側、すなわち操作者の手元側に伝播してくる超音波を減衰して熱に変換するものである。この第1の背面材24は、ポリイミドフィルム23の下側に配置されている。
The
第1の背面材24の素材としては、高い熱伝導率と導電性を有する、等方性黒鉛、金属、又はカーボンのフィラーあるいはファイバーを含む樹脂混合物等が用いられる。また、第1の背面材24の音響インピーダンスとしては、超音波の収斂が良好な2[Mrayl]〜7[Mrayl]の範囲が好ましい。
As the material of the
そこで、本実施形態では、第1の背面材24の素材として、熱伝導率が90[W/mK]、音響インピーダンスが5[Mrayl]である等方性黒鉛を用いている。これにより、トランスデューサ20の熱が第1の背面材24中を効率良く移送されるようになっている。
Therefore, in the present embodiment, isotropic graphite having a thermal conductivity of 90 [W / mK] and an acoustic impedance of 5 [Mra yl ] is used as a material for the
第2の背面材25は、圧電振動子21で発生した超音波のうち、第1の背面材24で減衰し切れなかった超音波を減衰して熱に変換するものである。この第2の背面材25は、第1の背面材24の下側に配置されている。
The
第2の背面材25の素材としては、酸化物フィラーを含む樹脂混合物が用いられる。また、第2の背面材25の音響インピーダンスとしては、第1の背面材24と第2の背面材25の接合面における超音波の反射を防止するために、等方性黒鉛の音響インピーダンスと略等しい5[Mrayl]に設定されている。
As a material for the
音響レンズ26は、音響の屈折を利用して超音波ビームを収束させ、超音波の分解能を向上させるものである。この音響レンズ26は、音響整合層22の上側に全ての音響整合素子221を覆うように配置されている。
The
音響レンズ26の素材としては、シリコーンゴム等が用いられる。また、音響レンズ26の音響インピーダンスとしては、人体と音響レンズ26の接触面における超音波の反射を防止するために、人体の音響インピーダンスに近い値に設定されている。
As a material of the
[FPC30]
FPC30は、トランスデューサ20のレンズ方向の一側に配置されており、主にGND配線31と信号配線32とによる平面2層構造となっている。これらGND配線31と信号配線32は、FPC30の中途部で分離されており、各々の先端部にて共通化電極212と信号用電極211bに夫々接続されている。
[FPC30]
The
[放熱板40]
放熱板40は、第1の背面材24のレンズ方向の両側面に対して螺子(図示しない)等により接合されている。この放熱板40は、第1の背面材24の上下方向の中途部からケース10の下部側に延設されており、ケース10の下端部に最も接近したところで、ケーブル50の端面から突出したのシールド線(後述する)53に接続されている(図2参照)。放熱板40の素材としては、熱伝導率が200[W/mK]程度の銅が用いられる。
[Heatsink 40]
The
[ケーブル50]
図4は同実施形態に係るケーブル50の断面図である。
[Cable 50]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
図4に示すように、ケーブル50は、前記ブッシュ60によりケース10の下端部に保持されており、主に複数の信号線51と、信号線51の周囲を覆う樹脂材52と、樹脂材52の外周部に環状に配設された多数のシールド線53と、シールド線53の外側を覆う外皮54とから構成されている。
As shown in FIG. 4, the
シールド線53は、信号線51を外部のノイズから保護するためのものである。このシールド線53は、ケーブル50のケース10側の端面から突出し、放熱板40の下側部に接続されている。シールド線53の素材としては、銅やアルミ等の導電性の高い金属が用いられる。
The
次に、前記構成の超音波探触子1の製造工程について簡単に説明する。
Next, a manufacturing process of the
まず圧電振動ブロックと音響整合ブロックを用意する。なお、圧電振動ブロックは、ブロック状に形成された圧電材料にメッキまたはスパッタリングで電極を形成し、その後、圧電材料に分極処理を施したものである。 First, a piezoelectric vibration block and an acoustic matching block are prepared. The piezoelectric vibration block is obtained by forming an electrode on a piezoelectric material formed in a block shape by plating or sputtering, and then performing polarization treatment on the piezoelectric material.
圧電振動ブロックと音響整合ブロックを用意したら、圧電振動子ブロックの一方の電極に音響整合ブロックを接合し、これら圧電振動ブロックと音響整合ブロックを所望の厚さ・寸法に加工する。 When the piezoelectric vibration block and the acoustic matching block are prepared, the acoustic matching block is joined to one electrode of the piezoelectric vibrator block, and the piezoelectric vibration block and the acoustic matching block are processed to a desired thickness and size.
次に、圧電振動子ブロックの電極のうち、音響整合ブロックが接合された電極に対してFPC30の信号配線32を接続する。この状態では、FPC30の信号配線は1枚の薄膜状である。そして、圧電振動子ブロックを挟んで音響整合ブロックの反対側にポリイミドフィルム23、第1の背面材24、及び第2の背面材25を順に接合し、音響整合ブロック側からポリイミドフィルム23の中途部に至るまでダイシング加工を行う。
Next, the
これにより、圧電振動子ブロックは複数の圧電素子211に分割されて圧電振動子21となり、音響整合ブロックは複数の音響整合素子221に分割されて音響整合層22となる。また、ポリイミドフィルム23には複数の溝部231が形成される。さらに、FPC30の信号配線32は、圧電振動子21の圧電素子211ごとに分割される。
Thus, the piezoelectric vibrator block is divided into a plurality of
次に、圧電振動子21のレンズ方向の一側面に共通化電極212を接合し、この共通化電極212を介して各GND用電極211aとFPC30のGND配線31とを接続する。
Next, the
そして、圧電振動子21及び音響整合層22の隙間に樹脂材を充填した後、音響整合層22を挟んで圧電振動子21の反対側に音響レンズ6を接合する。以上で、前記構成のトランスデューサ20が完成する。
After filling the gap between the
次に、このトランスデューサ20をケース10内に収納し、第1の背面材24のアレイ方向の両側面に放熱板40を接合する。そして、FPC30とケーブル50を接続するとともに、放熱板40とケーブル50のシールド線53を接続する。以上で、本実施形態に係る超音波探触子1が完成する。
Next, the
次に、前記構成の超音波探触子による作用について説明する。 Next, the operation of the ultrasonic probe having the above configuration will be described.
本実施形態では、圧電振動子21の下側に第1の背面材24を配置し、その素材として熱伝導率の高い等方性黒鉛を用いている。そのため、トランスデューサ20の熱が第1の背面材24で滞ることなく放熱板40に流入し、ケーブル50のシールド線53から迅速に放熱されるから、人体と接触する音響レンズ26の温度上昇を抑制することができる。
In the present embodiment, the
その結果、超音波診断時に使用する送信電圧を高く設定することが可能となるから、生体深部の画像化を行う場合であっても、S/N比の良い高品質の超音波画像を取得することができる。 As a result, since it is possible to set a high transmission voltage for use in ultrasonic diagnosis, a high-quality ultrasonic image with a good S / N ratio is acquired even when imaging the deep part of the living body. be able to.
また、圧電振動子21と第1の背面材24の間にポリイミドフィルム23を介装している。そのため、圧電素子211相互の絶縁が確保され、各圧電素子211に対して別々の電気信号を印加することができる。
Further, a
しかも、ポリイミドフィルム23の厚さを超音波の波長λの1/10以下としている。そのため、送受信される超音波に対する音響的な影響が無視できる位に小さくできるから、本実施形態のように圧電振動子21と第1の背面材24との間にポリイミドフィルム23を介装しても、超音波画像の品質を低下させることがない。
Moreover, the thickness of the
また、本実施形態では、第1の背面材24の下側に、第1の背面材24よりも高い減衰効果を有する第2の背面材25を配置している。そのため、第1の背面材24の素材が減衰効果の小さな素材であっても、圧電振動子21からの超音波を第2の背面材25で十分に減衰することができる。逆に言えば、本実施形態のように、第1の背面材24の下側に第2の背面材25を配置することで、第1の背面材24の素材選択の幅を広げることが可能となる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、第2の背面材25の音響インピーダンスを第1の背面材24の音響インピーダンスと等しい5[Mrayl]としている。そのため、第1の背面材24と第2の背面材25の接合面における超音波の反射を防止することができる。
In the present embodiment, the acoustic impedance of the
なお、本実施の形態では、ポリイミドフィルム23の厚さをλ/10以下としているが、音響整合層22の厚さ以下、すなわちλ/4以下であれば、トランスデューサ20の熱が音響レンズ26側よりも背面材24、25側に伝わり易くなるから、超音波探触子1の人体と接触する部分の温度上昇を防止するという、本発明の目的を達成することが可能である。
In the present embodiment, the thickness of the
また、本実施形態では、超音波を減衰するために、圧電振動子21の下側に2つの背面材、すなわち第1の背面材24と第2の背面材25を配置しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
In the present embodiment, in order to attenuate the ultrasonic wave, two backing materials, that is, the
すなわち、第1の背面材24の素材として、熱伝導率が500[W/mK]のカーボンファイバを含む樹脂混合物を用いれば、減衰係数が5[dB/MHz・mm]程度まで上昇するから、第1の背面材24だけで十分に超音波の減衰を行うことができる。
That is, if a resin mixture containing a carbon fiber having a thermal conductivity of 500 [W / mK] is used as the material of the
なお、カーボンファイバを含む第1の背面材24の音響インピーダンスは、4[MRayl]程度であり、熱伝導率は10[W/mK]程度である。
The acoustic impedance of the
次に、図5を用いて本発明の第2の実施形態について説明する。なお、ここでは第1の実施形態と同じ構成、作用については、その説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, the description of the same configuration and operation as those of the first embodiment is omitted.
図5は本発明の第2の実施形態に係る超音波探触子1Aの構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of an
図5に示すように、本実施形態は、本発明の技術を二次元アレイ型の超音波探触子1Aに適用した例である。二次元アレイ型の超音波探触子1Aは、ケース10内の基端側にトランスデューサ20を駆動するための駆動回路70を備えている。
As shown in FIG. 5, the present embodiment is an example in which the technique of the present invention is applied to a two-dimensional array type
このため、二次元アレイ型の超音波探触子1Aを使用すると、この駆動回路70から熱が発生し、超音波探触子1Aが加熱されることがある。しかしながら、本実施形態のように、圧電振動子21の下側にポリイミドフィルム23を介して第1の背面材24を配置し、この放熱板40を介してケーブル50のシールド線53から熱を排出すれば、圧電素子211間の絶縁を確保したまま、駆動回路70に起因するトランスデューサ20の加熱も抑制することが可能となる。
For this reason, when the two-dimensional array type
その結果、超音波診断時に使用できる送信電圧を高く設定することができるから、生体深部を画像化する場合であっても、S/N比の良い高品質の超音波画像を取得することができる。 As a result, since the transmission voltage that can be used at the time of ultrasonic diagnosis can be set high, a high-quality ultrasonic image with a good S / N ratio can be acquired even when imaging the deep part of the living body. .
本発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the spirit of the invention in the stage of implementation. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
すなわち、本発明の適用対象は、医用の超音波診断装置に限定されるものではなく、超音波探傷装置等の構造物(対象物)等の内部状態を画像化するものに適用してもよい。 That is, the application target of the present invention is not limited to a medical ultrasonic diagnostic apparatus, and may be applied to an image of an internal state of a structure (object) such as an ultrasonic flaw detector. .
1…超音波探触子、1A…超音波探触子、21…圧電振動子、22…音響整合層、23…ポリイミドフィルム(絶縁部材)、24…第1の背面材(背面材)、25…第2の背面材(減衰部材)、40…放熱板(放熱部材)、211a…GND用電極(電極)、211b…信号用電極(電極)。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記圧電振動子に対して前記二面のうちの一面側に配置され、前記圧電振動子からの超音波を減衰させる背面材と、
前記背面材に連結され、前記背面材の熱を放出する放熱部材とを備えた超音波探触子において、
前記背面材は導電性を有し、前記圧電振動子と背面材との間には絶縁部材が介装され、アレイ分割による溝が前記絶縁部材の途中まで形成され、
前記背面材を挟んで前記圧電振動子の反対側には、前記背面材よりも超音波の減衰効果が高い減衰部材が配置され、
前記背面材は、カーボンのフィラーあるいはファイバーを含む樹脂混合物で形成され、音響インピーダンスが2Mrayl〜7Mraylの範囲である、
ことを特徴とする超音波探触子。 Piezoelectric vibrators having electrodes on two parallel surfaces, arrayed in a direction substantially perpendicular to the two surfaces, and transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the object;
A back material that is disposed on one side of the two surfaces with respect to the piezoelectric vibrator and attenuates ultrasonic waves from the piezoelectric vibrator;
In the ultrasonic probe provided with a heat radiating member connected to the back material and releasing heat of the back material,
The backing material has conductivity, an insulating member is interposed between the piezoelectric vibrator and the backing material, and a groove by array division is formed partway through the insulating member,
On the opposite side of the piezoelectric vibrator across the back material, an attenuation member having a higher ultrasonic attenuation effect than the back material is disposed ,
The backing material is formed of a resin mixture containing carbon filler or fiber, and has an acoustic impedance in the range of 2 Mrayl to 7 Mrayl.
An ultrasonic probe characterized by that.
前記超音波探触子は、
互いに平行な二面に夫々電極を有し、前記二面と略直角な方向に対してアレイ分割され、対象物に対して超音波の送受信を行う圧電振動子と、
前記圧電振動子に対して前記二面のうちの一面側に配置され、前記圧電振動子からの超音波を減衰させる背面材と、
前記背面材に連結され、前記背面材の熱を放出する放熱部材とを備え、
前記背面材は導電性を有し、前記圧電振動子と背面材との間には絶縁部材が介装され、アレイ分割による溝が前記絶縁部材の途中まで形成され、
前記背面材を挟んで前記圧電振動子の反対側には、前記背面材よりも超音波の減衰効果が高い減衰部材が配置され、
前記背面材は、カーボンのフィラーあるいはファイバーを含む樹脂混合物で形成され、音響インピーダンスが2Mrayl〜7Mraylの範囲である、
ことを特徴とする超音波画像装置。 In an ultrasound imaging apparatus equipped with an ultrasound probe,
The ultrasonic probe is
Piezoelectric vibrators having electrodes on two parallel surfaces, arrayed in a direction substantially perpendicular to the two surfaces, and transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the object;
A back material that is disposed on one side of the two surfaces with respect to the piezoelectric vibrator and attenuates ultrasonic waves from the piezoelectric vibrator;
A heat radiating member connected to the back material and releasing the heat of the back material;
The backing material has conductivity, an insulating member is interposed between the piezoelectric vibrator and the backing material, and a groove by array division is formed partway through the insulating member,
On the opposite side of the piezoelectric vibrator across the back material, an attenuation member having a higher ultrasonic attenuation effect than the back material is disposed ,
The backing material is formed of a resin mixture containing carbon filler or fiber, and has an acoustic impedance in the range of 2 Mrayl to 7 Mrayl.
An ultrasonic imaging apparatus characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005347174A JP5065593B2 (en) | 2005-11-30 | 2005-11-30 | Ultrasonic probe and ultrasonic imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005347174A JP5065593B2 (en) | 2005-11-30 | 2005-11-30 | Ultrasonic probe and ultrasonic imaging device |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011172735A Division JP2011229976A (en) | 2011-08-08 | 2011-08-08 | Ultrasonic probe and ultrasonic imaging apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007158468A JP2007158468A (en) | 2007-06-21 |
JP5065593B2 true JP5065593B2 (en) | 2012-11-07 |
Family
ID=38242291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005347174A Active JP5065593B2 (en) | 2005-11-30 | 2005-11-30 | Ultrasonic probe and ultrasonic imaging device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5065593B2 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5399660B2 (en) * | 2008-03-13 | 2014-01-29 | 富士フイルム株式会社 | Ultrasound endoscope |
KR101018626B1 (en) * | 2008-07-22 | 2011-03-03 | 주식회사 휴먼스캔 | Ultrasonic probe having a heat sink |
US20100256502A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-07 | General Electric Company | Materials and processes for bonding acoustically neutral structures for use in ultrasound catheters |
US8975713B2 (en) | 2011-01-06 | 2015-03-10 | Hitachi Medical Corporation | Ultasound probe providing dual backing layer |
JP2014516686A (en) * | 2011-05-17 | 2014-07-17 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | Matrix ultrasound probe using passive heat dissipation |
WO2014069501A1 (en) | 2012-10-31 | 2014-05-08 | 日立アロカメディカル株式会社 | Ultrasonic probe |
WO2014080312A1 (en) * | 2012-11-20 | 2014-05-30 | Koninklijke Philips N.V. | Frameless ultrasound probes with heat dissipation |
JP6907667B2 (en) | 2017-04-10 | 2021-07-21 | コニカミノルタ株式会社 | Ultrasonic probe |
EP3808277B1 (en) * | 2018-06-12 | 2023-09-27 | Edan Instruments, Inc | Ultrasound transducer, ultrasonic probe, and ultrasonic detection apparatus |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61296899A (en) * | 1985-06-25 | 1986-12-27 | Omron Tateisi Electronics Co | Ultrasonic oscillator |
JPH07248318A (en) * | 1994-03-10 | 1995-09-26 | Tokimec Inc | Damper for ultrasonic probe |
JP3420951B2 (en) * | 1998-11-24 | 2003-06-30 | 松下電器産業株式会社 | Ultrasonic probe |
JP3495970B2 (en) * | 2000-03-30 | 2004-02-09 | 松下電器産業株式会社 | Ultrasonic probe |
-
2005
- 2005-11-30 JP JP2005347174A patent/JP5065593B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007158468A (en) | 2007-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5065593B2 (en) | Ultrasonic probe and ultrasonic imaging device | |
JP2011229976A (en) | Ultrasonic probe and ultrasonic imaging apparatus | |
KR101064601B1 (en) | Ultrasonic Probe, Ultrasonic Imaging Apparatus and Fabricating Method Thereof | |
JP5954773B2 (en) | Ultrasonic probe and method for manufacturing ultrasonic probe | |
US20180028159A1 (en) | Rearward acoustic diffusion for ultrasound-on-a-chip transducer array | |
JP2011152303A (en) | Ultrasonic transducer, ultrasonic probe and method for manufacturing ultrasonic transducer | |
JP2015503283A (en) | Backing member, ultrasonic probe, and ultrasonic image display device | |
JP6548201B2 (en) | Heat transfer and acoustic matching layer for ultrasonic transducers | |
WO2005030055A1 (en) | Ultrasonic probe | |
JPWO2007126069A1 (en) | Ultrasonic probe | |
KR101613413B1 (en) | Ultrasonic diagnostic instrument and manufacturing method thereof | |
JP2010220216A (en) | Probe for ultrasonic diagnostic apparatus and method of manufacturing the same | |
KR100916029B1 (en) | Ultrasonic probe and its method of manufacturing | |
JP2000184497A (en) | Ultrasonic probe | |
JP4961224B2 (en) | Ultrasonic probe | |
JP5406374B2 (en) | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus using the same | |
JP2023181165A (en) | Thermal conductive layer for transducer face temperature reduction | |
US9820720B2 (en) | Ultrasonic probe | |
JP5038808B2 (en) | Ultrasonic transducer and ultrasonic probe with ultrasonic transducer | |
JP4528606B2 (en) | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus | |
JP2007142555A (en) | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic equipment | |
US20240099694A1 (en) | Ultrasound probe and ultrasound diagnostic apparatus | |
JPH04218765A (en) | Ultrasonic probe | |
JP5828703B2 (en) | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus | |
JP2002247696A (en) | Ultrasound probe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081111 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101118 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101124 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110121 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110517 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110808 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20110816 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20110909 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120621 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120810 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5065593 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150817 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |