JPH03289950A - 機械式走査型超音波探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、超音波ビームを機械的に走査することにより
、超音波断層画像を得ることができて、安全性に優れた
機械式走査型超音波探触子に関するものである。

従来の技術 第４図は従来の機械式走査型超音波探触子の構成を示し
ている。第４図において、５０は超音波の送受信を行な
う超音波振動子で、回転支持体６０の外周面に３個等間
隔に取り付けられている。そして回転支持体６０は、モ
ータ２０、歯車８０およびタイミングベルト７０からな
る駆動機構により回転される。回転支持体６０は、モー
タ２０と一体に組み込まれた位置検出器９０を含むサー
ボ機構によって、一定の回転数で回転される。４０は先
端部４２を有する音響窓で、上記駆動機構を内包すると
ともに、超音波伝搬媒液（図示せず）が充填されている
。３０はケースで、モータ２０と位置検出器９０が収容
されている。

次に上記従来の動作について説明する。

まず、音響窓４０の先端部４２を生体（図示せず）の所
望部位に接触させる。そして、回転支持体６０の回転に
ともない、超音波振動子５０が生体との所定関係位置に
達したときに、超音波振動子５０に本体装置（図示せず
）から電気パルス信号が印加されて、超音波パルスビー
ムが発生する。この超音波パルスビームは超音波伝搬媒
液を通じ音響窓４０を介して生体に向けて放射される。

一方、生体内の音響インピーダンスの差異に起因して発
生した反射波は逆の経路を経て、超音波振動子５０によ
り受信され、受信信号がケーブル（図示せず）を介して
、本体装置に送られる。

本体装置では適当な信号処理がなされて、−走査線分と
してその強弱がブラウン管に表示される。

以上のように、従来の機械式走査型超音波探触子でも回
転支持体６０とともに超音波振動子５０を回転させ、超
音波パルスビームを放射することで、生体についての扇
形状の超音波断層画像が得られる。

ところで、音響窓４０は超音波断層画像の画質や分解能
を著しくだ右するもので、一般には生体と音響特性が可
能な限り近い特別なプラスチック材料が厳選して使われ
ている。また、超音波の多重反射を防止するために、音
響窓４０の超音波放射部分は、例えば、１ｍｍ程度に薄
く構成されている。さらに、音響窓４０が生体に接触さ
れた際に変形して回転支持体６０と接触し回転支持体６
０の滑らかな回転を阻害することを防止するために、音
響窓４０には変形しにくい硬質プラスチックが使われて
いる。

発明が解決しようとする課題 ところが、硬質プラスチックを使用しているために、診
断中の操作時や超音波診断装置の移動時において、機械
式走査型超音波探触子をあやまって衝突や落下させた際
、特に音響窓４０の先端部４２が破損しやすく、充填さ
れている超音波伝搬話中に音響窓４０が破損すると、生
体内に超音波伝搬媒液が漏出するとともに、生体液など
が回転支持体６０の超音波振動子５０部分へ流入するこ
とにより漏れ電流が増加して生体に危険を与える可能性
がある。すなわち、音響窓４０が万一破損した際の防御
策が不充分であるという問題があった。

本発明は、以上のような従来の課題を解決するものであ
り、万一、音響窓が破損しても超音波伝搬媒液の漏出を
防止することができる安全な機械式走査型超音波探触子
を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、音響窓の外周面
を覆い包むように、もしくは内周面に、音響特性（音響
インピーダンス、音速など）が音響窓の部材と相似し、
かつ電気絶縁性と弾力性とを有する保護膜を設けたもの
である。保護膜としては、たとえばゴム状材料が適する
。さらに、必要に応じて保護膜は、透明ないし半透明と
する。

この保護膜は、薄い膜厚で音響窓の外周面を覆い包むよ
うに、もしくは内周面に、密着あるいは接着、コーティ
ング、ラミネートなどにより設けられる。

作用 従って、本発明によれば、診断中の操作時や超音波診断
装置の移動時などにおいて、あやまって機械式走査型超
音波探触子を衝突や落下させて、万一、音響窓が破損し
ても電気絶縁性を有する保護膜が、弾力性（伸縮性、弾
性）を活かして破損しないので、超音波伝搬媒液の漏出
を防ぐとともに、破片の飛散を防止し、さらに漏れ電流
を防ぎ機械式走査型超音波探触子の安全性を維持するこ
とができるものである。また、保護膜としてシリコーン
系ゴムやウレタン系ゴム等を用いることにより耐薬品性
、耐絶縁性、耐久性を確保すること見することができる
。

実施例 第１図は本発明の第１の実施例の構成を示すものである
。第１図において、１は超音波振動子５を３個等間隔に
設けた回転支持体６を回転するモータであり、歯車８と
タイミングベルト７は、モータ１の回転を回転支持体６
に伝達する駆動機構である。４は先端部分３ａを有する
硬質プラスチック製の音響窓３の外周面に設けられた保
護膜で、音響特性（音響インピーダンス、音速など）が
音響窓３に相似し、かつ電気絶縁性と弾力性とを有する
ものである。本実施例では、厚さが約０．５ｍｍのシリ
コーン系ゴムをあらかじめ成形したものを用いている。

保護膜４は、音響窓３との界面に生じる空気層を無くす
るためにオリーブ油の油膜を介して音響窓３に密着され
ている。また、保護膜４の両端部に設けられた凸部１０
が音響窓３に設けられた凹部１２に嵌込まれることで保
護膜４が音響窓３の外周面に固定される。なお、音響窓
３内には超音波伝搬媒液（図示せず）が充填されている
。１１はモータｌと一体に組み込まれ、回転支持体６の
回転を一定に保持するための位置検出器である。９はモ
ータ１と位置検出器１１などを収容するケース２と音響
窓３との接合部である。

次に上記第１の実施例の動作について説明する。なお、
本実施例における機械式走査型超音波探触子の超音波断
層画像を得る動作は、第４図に示した従来の機械式走査
型超音波探触子と同様であり、その詳細な説明は省略す
る。

以上のような構成からなる機械式走査型超音波探触子を
用いた診断や超音波診断装置の移動の際などにおいて、
あやまって機械式走査型超音波探触子を衝突や落下して
音響窓３の先端部分３ａに強い力が加わり、音響窓３が
破損しても、保護膜４はゴム弾性と伸縮性を活かして、
割れたり破れたりしない。従って、音響窓３に充填され
ている超音波伝搬媒液の漏出は起こらない。また、音響
窓３の破片が飛び散るのを防ぐこともできる。さらに本
実施例では、保護膜４が接合部９や音響窓３の破損に起
因して生体液が機械式走査型超音波探触子内に流入しな
いので漏れ電流を防ぐこともできる。本実施例のように
保護膜４を音響窓３の外周面に設けた場合は特に生体と
の接触の際、保護膜４が接触することになるので、硬質
プラスチックで形成された音響窓３が直接接触するより
も良好な感触が得られ、新生児などへの適用において極
めて有効である。なお、保護膜４は、凸部１０を介して
、着脱が可能であり、必要に応じて取りはずすことがで
きる。また、オリーブ油に変えて音響窓３に接着剤によ
り接着してもよい。

第２図は本発明の第２の実施例の構成を示すものである
。第２図において、１はモータであり、超音波振動子５
を３仙郷間隔に設けた回転支持体６を回転する。歯車８
、タイミングベルト７はモータ１の回転を回転支持体６
に伝達する駆動機構である。４Ａは保護膜で、硬質プラ
スチック製の音響窓３Ａの内周面に設けられている。本
実施例では、保護膜４Ａとして、厚さ約０．５ｍｍのウ
レタン系ゴムを音響窓３と一体に形成して用いた。１１
は回転支持体６の回転数を一定に保持するための位置検
出器である。２は、モータ１と位置検出器１１などを収
容するケースである。９Ａはケース２と音響窓３Ａとの
接合部をそれぞれ示す。音響窓３Ａ内は超音波伝搬媒液
（図示せず）で充填されている。なお、本第２実施例に
おける機械式走査型超音波探触子の動作は、第４図に示
した従来の機械式走査型超音波探触子と同様であり、そ
の詳細な説明は省略する。

第２図において、前述の第１の実施例で説明したように
、音響窓３Ａに外部から強い力が加わり、破損しても、
保護膜４Ａはゴム弾性と伸縮性があり、割れたり破れた
りしない。従って、超音波伝搬媒液の漏出を防ぐことが
できる。また、漏れ電流も防ぐことができ、電気的安全
性が確保される。

第３図は、第４図に示した従来の機械式走査型超音波探
触子の構成に基づいて、特にその形状を瞭 体拗内（経直腸や経膣など）用として適するように外観
形状を工夫したもので、本発明の第３の実施例の構成を
示すものである。第３図において、１３はモータや位置
検出器を収容したケースで、探触子の握り部である。１
４は音響窓１５の内部に収容され、超音波振動子（図示
せず）を設けた回転支持体（図示せず）を回転する駆動
軸（図示せず）を通したシャフト部であり、握り部１３
とともに機械式走査型超音波探触子のケースを構成する
。１６はシャフト部１４と音響窓１５との接合部を示す
。音響窓１５には超音波伝搬媒液が充填されている。エ
フはあらかじめ半透明のシリコーン系ゴムで成形したチ
ューブ状（本実施例の場合、厚さを約０．５ｍｍとした
）の保護膜であり、音響窓１５とシャフト部１４と接合
部１６とを覆うように、かつ、界面に空気層が存在しな
いようにオリーブ油の油膜を介して密着して設けられて
いる。

て外形を特別に工夫された機械式走査型超音波探触子の
場合、音響窓１５やシャフト部１４の外径は細（形成さ
れ、特に音響窓１５の肉厚が薄（、外部からの力により
破損しやすい。しかし、保護膜１７は割れたり、破れた
すせず、超音波伝搬媒液の漏出を防ぐことができる。ま
た、音響窓１５の破損や接合部１６からの漏れ電流も防
止することができる。

本第３の実施例の場合、保護膜１７をオリーブ油の油膜
を介して密着により設けたが、接着剤により接着しても
よい。また、ウレタン系ゴムなどを一体化して保護膜１
７を形成してもよい。

なお、本発明の第１〜第３の実施例では、超音波振動子
を一定に回転することにより、扇形状の超音波断層画像
を得る機械式走査型の探触子について説明したが、超音
波振動子を首振り運動や往復直線運動させて、超音波断
層画像を得る方式の機械式走査型超音波探触子にも適用
できる。

また、保護膜としては、天然ゴム、シリコーン系ゴム、
ウレタン系ゴム、塩化ビニル樹脂等柔軟な弾力性（ゴム
弾性）のある電気絶縁性の材料が好適に使用される。

発明の効果 本発明は上記実施例より明らかなように、保護膜を設け
たので、機械式走査型超音波探触子をあやまって、衝突
や落下させて音響窓を破損しても、超音波伝搬媒液の流
出を防止するとともに、破片の飛び敗りを防いだり、漏
れ電流を防ぎ、電気的安全性を高める効果を有する。

さらに、音響窓の外周面に保護膜を設けた場合には、保
護膜の弾力性により、音響窓への衝突を緩和して、音響
窓の破損がしにくくなるという効果がある。従って、音
響窓は従来より薄（構成することが可能となり、音響窓
による音波の多重反射の影響を少なくして、画質や分解
能を向上する止することができる。

さらに保護膜を音響窓の外周面に設ける際、保護膜を透
明ないし半透明の部材で形成することにより、音響窓の
破損状態が見つけやすくなり全体として極めて安全な機
械式走査型の超音波探触子を得ることができるという効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における機械式走査型超
音波探触子の概略構成断面図、第２図は第２の実施例に
おける機械式走査型超音波探触子様式走査型超音波探触
子の概略構成断面図を示す。 １・・・モータ、２・・・ケース、３．３Ａ、１５・・
・音響窓、４．４Ａ、１７・・・保護膜、５・・・超音
波振動子、６・・・回転支持体、７・・・タイミングベ
ルト、８・・・歯車、９．９Ａ、１６・・・接合部、１
０・・・凸部、１１・・・位置検出器、１３・・・握り
部、１４・・・シャフト部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波伝搬媒液中に配置されて回転、首振り、ま
   たは往復直線運動を行なう超音波振動子と、 超音波振動子が配置された超音波伝搬媒液が充たされた
   音響窓と、 音響特性が音響窓の材料に相似し、かつ電気絶縁性と弾
   力性とを有して、音響窓の外周面または内周面に設けら
   れる保護膜とを備える機械式走査型超音波探触子。
2. （２）保護膜がゴム状材料で形成された請 求項１記載の機械式走査型超音波探触子。
3. （３）保護膜が透明または半透明である請求項１または
   ２記載の機械式走査型超音波探触子。