JPH0140487Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は超音波検査装置の探触子に係り、さ
らに詳しくはセクタ機械走査形、わん曲した圧電
振動子アレイをもつセクタ電子走査形の超音波検
査装置のように、圧電振動子と人体との間に液体
の超音波媒体を介在させて音波の送受をなす探触
子に関している。

この種の探触子において、超音波媒体は、一般
に、変圧器油が使用されている。が、変圧器油の
音響インピーダンスは人体の音響インピーダンス
とかなり異なつているため、音波が体表で反射、
屈折をさけられないでいるのが現状である。

本考案は、これらの問題を除去できる、改良さ
れた探触子を提供することにある。

本考案の探触子は圧電振動子と人体との間に介
在する超音波媒体が高フエニルシリコンオイルか
らなつていることを特徴としている。

超音波の媒体は、よく知られているように、良
好な超音波断層像が得られるためには、生体とこ
れに接する薄膜との界面において超音波の反射、
屈折が起こらないことが要求される。生体と接す
る薄膜の厚さが超音波の波長より十分小さいと、
この膜の音響インピーダンス、音速が反射、屈折
に与える影響は少ない。ほとんどの反射、屈折は
超音波媒体の音響インピーダンスと音速が生体と
異なることに起因している。生体との界面で超音
波の反射が生じると、超音波透過率が低下して装
置の感度を低下させると共に、反射した超音波が
探触子の内壁、振動子部などへ至りこれから反射
が再び上記界面へ入射し反射をくりかえす現象よ
り、信号が断層像に重畳して画質を劣化させる。
また音速が生体と異なると、上記界面で超音波が
屈折するため、特に薄い膜を生体に沿つて密着さ
せ、不規則な凹凸が生じた場合、超音波ビームパ
ターンはみだされ、分解能の低下、ゴーストの発
生などにより画質が低下する。したがつて上記の
媒体として生体の音響インピーダンスと音速に近
く、安全性の観点から電気絶縁性が良く耐電圧が
高く、化学的に安定で変質せず、しかも生体に対
する毒性の少ない液体が望まれる。

第１図に種々の液体が探触子の媒体としての適
性を評価するための図を示す。ここで音響インピ
ーダンスを縦軸に、音速を横軸にとつてある。図
中の破線でとりかこんだ部分Ｈは生体の音響特性
を示している。音響媒体がこの領域内にあるか、
これに近い部分の位置にあることが望まれる。従
来ひまし油が人体の音響特性に近いとされていた
が、多少人体の音響インピーダンス音速と差異が
認められる。このような特性上の差異よりむしろ
天然産物であるため産地によるバラツキ、酸化な
どによる経年変化を考慮すると必ずしも探触子の
材料として適していない。このような欠点に対し
シリコンオイルは、化学的に安定で経年変化する
恐れが少なく工業的に合成されたものであるた
め、品質が管理されていて、製品の性能の均一性
が期待できる。高温度での変質に対する耐熱性、
低温度での粘性の変化に対する耐寒性、電気絶縁
抵抗と耐電圧を考慮した場合の安定性、人体への
毒性などにおいてもシリコン油はすぐれているこ
とはよく知られており、探触子材料として適した
特性を持つている。

一般にシリコンオイルはジメチルポリシロキサ
ン構造を持つた合成油のことで、熱に対して安定
で酸化に強いのは化学構造上本質的なものであ
る。すなわち、シリコーンの主鎖は（−Si−Ｏ−
Si−）の分子構造から出来ているため、硅素と酸
素の結合力は炭素−炭素の1.5倍であることより
説明される。このようなシリコンオイルは上記の
ジメチルポリシロキサン構造を持つている。が、
これは次の構造式で表わされｎの数によつて種々
の長さに結合している。

ｎが０〜2000の範囲で種々のシリコンオイルが
あり、このような種々のシリコンオイルは製造販
売されている。これらは室温において液状であ
る。しかし、上記の化学構造をもつ通常広く用い
られているシリコンオイルの音響インピーダンス
と音速は、人体の音響特性とかなり差異があるた
め、超音波媒体として適さないこと明らかであ
る。これは図１に示した探触子の媒体としての適
性評価データからも理解できる。ここにａはダウ
コーニングのDC200、ｂはDC500を示しており、
また、通常のシリコンオイルであるメチルフエニ
ルシリコンオイル、 例えば信越化学工業株式会社のKF50−100、東レ
シリコン株式会社のSH510はｃ，ｄで示す。

しかしながら、高フエニールシリコンオイル、
例えばテトラメチル・テトラフエニル・トリシロ
キサン、 およびペンタフエニル・トリメチル・トリシロ
キサン、 は図１にｅ，ｆに示すように人体の音響特性にき
わめて近似している。

このため、高フエニルシリコンオイルが圧電振
動子と人体との間の超音波媒体として使用される
ことによつて、高フエニルシリコンオイルと人体
に接する薄膜との界面での音波の反射を少なくで
きかつ音波の透過率を大きくして、良好な超音波
断層像を得ることができる。さらに、電気絶縁、
毒性などからの安全性、周囲温度の低下にともな
つて粘性が大きくなることによる操作性の劣化が
なく、人体との音響的なマツチングが良好であ
る。

以下、本考案の探触子の一実施例を第３図およ
び第４図にしたがつて説明する。

第３図は本考案によるセクタ機械走査形超音波
検査装置の探触子を示している。

図において、１はケース、２はビニール樹脂の
薄膜からなる超音波が透過する窓部材、３は
PZT等の圧電体からなる振動子４を貼着した吸
音材で、ケース１内に設けられ、図中の点Ｏを支
点として首振運動するようになされている。ケー
ス１の内部には超音波の液体の媒体５が封入され
ている。ケース１の図中下部側ケース部１ａに隣
接する上部側ケース部内１ｂ内には、電動機（図
示せず）が設けられ、往復回転運動を吸音材２に
適宜伝達し、これを媒体５のなかで首振運動させ
て、セクタ走査実現している。

この探触子において、ケースには、前述のよう
に、高フエニルシリコンオイルを入れてある。高
フエニルシリコンオイルとして、信越化学工業株
式会社のHIVAC Ｆ−４が望しい。これはテト
ラメチル・テトラフエニル・トリシロキサンであ
つて、人体の音響インピーダンス1.55〜1.65×10⁶
Kg／m²．secの範囲にある音響インピーダンスを
有している。このような超音波媒体をもつ探触子
では、振動子と人体間に媒入した媒体の音響媒体
と体表の間における音響インピーダンスの不整合
による反射を防止して、体内へ超音波の透過を良
くし且つ多重エコーの発生を防止して超音波断層
像の画質を改善できるばかりか、温度変化により
媒体の粘性が変り、特に低温でのモータ駆動力を
要する必要が生ずることあるいは保管時低温度で
凍結の恐れがないこと、絶縁が良いため安全であ
ることなどの特徴も併せ持つことができる。

第４図はいわゆるコンベツクス型電子走査形超
音波探触子を示す。ここで６は金属粉を混入した
ゴムなどで作られた吸音材、７は巾のせまい
PZTを配列した圧電振動子群、８は塩化ビニー
ル膜で作られた袋状のもの、９は人体でその体表
に沿つて密着する程度の量の高フエニルシリコン
オイル１０を媒体として封入してある。

【図面の簡単な説明】

第１図は各種超音波媒体の音響インピーダンス
と音速との関係を示す図、第２図は本考案による
探触子の一実施例の構成を示す説明図、第３図は
本考案による探触子の他の実施例の構成を示す説
明図である。 ４，７……圧電振動子、５，１０……超音波媒
体、９……人体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧電振動子が液体からなる超音波媒体を介在し
   て人体に音波の送受をなさせる超音波検査装置の
   探触子において、超音波媒体が高フエニルシリコ
   ンオイルからなつていることを特徴としている超
   音波検査装置の探触子。