JPH0335698A - 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】 （１）産業上の利用分野 本発明は、超音波ドプラ法により胎児心拍信号等の胎児
情報を採取するために用いる超音波探触子に関するもの
である。

（２）従来の技術 従来は、超音波ドプラ法による胎児情報収集の検出領域
を広げるための超音波放射範囲拡大手段として、超音波
探触子に複数個の振動子を用いこれを平面状あるいは曲
面状に適当に配列していた。

（３）発明が解決しようとする課題 しかし従来技術では、振動子が効率よく配列されていな
かったので、超音波探触子の大きさの割には情報検出領
域が小さかった。すなわち、振動子配列が振動子の情報
検出領域の寸法形状を十分に考慮したものではなかった
ので、複数個の振動子を使用して情報検出領域を拡大し
改善したつもりであっても、振動子の検出領域のオーバ
ーランプが多く効率が悪かった。

また振動子の配置によっては、対象領域内に検出不能領
域を生じていたり、検出領域の形状が変則的或は離散的
になっていたりしていた。このような不都合な情報検出
特性は使用者には判らず。

情報検出不能の頻度が何となく高く使いにくい超音波探
触子が供給される原因であった。

（４）課題を解決するための手段 本発明は、従来の問題点を解決するために振動子を効率
よく配列・配設して、使い易くかつ大きな情報検出領域
を持つ超音波探触子を提供するものである。

本発明の第１の発明は、超音波探触子の複数の振動子を
、蜂の巣の蜂の子の配列のような配列（以下、本発明で
はこれをハニカム状配列という）で平面上に配設するも
のである。

また本発明の第２の発明は、超音波探触子の複数の振動
子をハニカム状配列で配設するとともに、該複数の振動
子の超音波ビームが放射状となるように配設するもので
ある。

（５）作用及び実施例 超音波ドプラ法による胎児情報収集のための超音波探触
子は、送受信別々に振動子を備えているものと送受信兼
用の振動子を備えているものとがあるが、本発明では送
受信兼用の振動子を備えている超音波探触子であるもの
として説明する。なお、この２種類の超音波探触子では
、形成される個々の情報検出領域の寸法・形状・場所が
異なるけれども、全体としての情報検出領域形成につい
ての本発明の考え方及び適用は基本的に同一のものであ
る。

送受信兼用の振動子にあっては、その情報検出領域はそ
の超音波ビームの広がりであると考えることができる。

振動子からの超音波ビームは、θ８二６８λ／Ｄの関係
式による広がり角度を持って拡散する。

以下本発明を、超音波探触子の各振動子として第６図に
示す諸元及び特性の振動子１を使用するものとして説明
しよう。

従来例として第２ＩＡのような円形の超音波探触子３の
中に、１４．５ｍｍのピンチで格子状かつ平面に第６図
の振動子１を９個を配列する。この超音波探触子３から
出る超音波ビーム２は、超音波探触子３から５０ｍｍの
位置で第４図の様な広がりになっている・ 一方、本発明の第１の発明の実施例として第１図に示す
振動子配列の超音波探触子４では、振動子１を１７．７
ｍｍのピッチで配列して同じ＜５０Ｈの位置で第３図の
様な超音波ビーム２の広がりが得られる。

すなわち、振動子上を従来例の超音波探触子３と同一寸
法内にハニカム状配列で平面に配列すると、従来例の第
２図と同じ円の中に第１図の様に振動子上が７個が配列
された超音波探触子４が得られる。この超音波探触子４
の超音波ビーム２の広がりは、超音波探触子４から５０
ｍｍの位置で第３図の様になっている。第８図及び第７
図は、この第３図、第４図の超音波ビーム２の広がりの
様子を、振動子１のピッチ方向での超音波放射軸を含む
断面でそれぞれ示した図である。

第３図と第４図とを比較すれば、ビームの広がりすなわ
ち情報検出領域は大差ないものである。

しかしこれに用いられている振動子１の数は１本発明に
よる第３図のほうが少ない。これはハニカム状配列によ
りオーバーラツプ比率が小さくなった結果、その効果と
して使用する振動子上の数が減少したものである。従っ
て本発明によれば、同一の情報検出領域を得るのに振動
子１が少なく、これを効率よく使用するように配列する
ことができるものである。

本発明の第２の発明によれば、更にその効率を上げるこ
とが可能となる。これを以下に説明しよう。

第９図は、本発明の第２の発明及びその実施例を説明す
るための、超音波探触子４の超音波ビーム２の広がりの
様子を示している図である。本発明の第２の発明の実施
例の振動子１の配列は第１図で示され、平面的には第１
の発明の実施例として示した配列と同じであるが、断面
的にはｔＪＳ９図内の上部に示す様に振動子１は凸曲面
上に配設されており、第８図とは異なっている。振動子
ｌのピッチは１２．４ｍｍとなり、超音波探触子４の外
形寸法は前述の従来例及び第１の発明の実施例に比べ著
しく少なくなり、面積では約半分にすることができる。

第５図は、この超音波探触子４から出る超音波ビーム２
の超音波探触子４から５０ｎ＋ｍの位置での広がりを示
した図である。第５図の情報検出領域は、第４図に比べ
て若干増大していることが示されている。

定量的な比較をしてみると、超音波探触子４から５０ｍ
ｍでの超音波ビーム２の広がりは、従来例の第７図では
約５０１であったが、第９図では約５７ｍｍの広がりと
なり情報検出領域が大きくなっている。実際には、個々
の振動子の情報検出領域は超音波ビームの進行に従い広
がるので、情報検出領域は立体角として考ｌ・よすべき
ものである。従ってこの振動子↓の超音波放射軸を放射
状にした効果は、対象領域に対しての情報検出領域拡大
効果を考えるとき、単に平面的にハニカム状配列にする
のに比べて遥かに大きいものである。

すなわち、振動チエを単に平面的にハニカム状配列にし
た場合には、オーバーラツプ比率の減少により使用する
振動子１の数を減少せしめるという効果はあるが、対象
領域に対しての情報検出領域拡大効果はさほどでもない
。オーバーラツプ比率減少の効果は、超音波探触子４か
ら近距離に於ては大きいが、遠距離に於てはオーバーラ
ツプ比率が増大し情報検出領域拡大の効果が少なくなる
からである。

しかし第２の発明では、超音波探触子４からの立体角が
増大するので遠距離に於ける情報検出領域拡大の効果が
著しく、使用振動子数の減少効果とあいまって小型で使
用振動子数が少なくかつ情報検出領域の大きい超音波探
触子が得られるものである。

第２の発明の実施例としては、超音波探触子の振動子超
音波放射軸を半径方向で放射状にする例を示したが、こ
れは円周方向に行って放射状にしてもよく両方を複合さ
せることもできる。このようにすれば、更に遠顕離に於
ける立体角を増大させることができて、情報検出領域拡
大効果をより以上に高めることができる。また実施例で
は振動子を曲面上にｔ’ｉ［！設したが、振動子の中心
を平面上に配列して各振動子の超音波放射軸を適宜に傾
けて西己設してもよいことはいうま・でもないであろう
。

（６）発明の詳細 な説明したように本発明によれば、超音波ドプラ法によ
り胎児心拍信号を採取する超音波探触子として、限られ
た超音波探触子の大きさに対し、必要最低限の振動子を
使用しかつ充分に広い範囲をカバーできる小型の超音波
探触子が得られる。

超音波探触子に広いカバー範囲があれば、胎児が羊水中
で移動をした場合等に於いても、胎児心拍信号の採取が
阻害されることが少なくなる。従って従来よりも長時間
安定して胎児監視を行えることになり、胎児監視医療の
品質を高めるという効果が得られるとともに、これに従
事する医師や看護婦等は超音波探触子を度々設定しなお
す必要がなくなるので、医療従事者の労働負担を軽減す
ることができるという効果も得られる。

また使用する振動子数の減少は、超音波探触子の小型軽
量化及び価格低減に貢献するとともに、必要な超音波パ
ワーも少なくなることから回路部品等の小型軽量化等を
通じ胎児監視装置のコスト低減にも役立つといった諸効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の振動子配列及び実施例の超音波探触子
を示す図、第２図は従来例の振動子配列及び超音波探触
子を示す図である。第３図は第１の発明による実施例で
の超音波探触子から５０ｍ１ｌｌの位置での超音波ビー
ムの広がり、！４図は従来例の超音波探触子から５０■
の位置での超音波ビームの広がり、第５図は第２の発明
による実施例での超音波探触子から５０ｍｍの位置での
超音波ビームの広がりをそれぞれ示した図である。第６
図は本発明の説明及び実施例に使用する振動子の諸元及
び特性並びに超音波放射軸を含む断面での超音波ビーム
の広がりを示した図、第７図、第８図、第９図はそれぞ
れ従来例、第１発明の実施例、第２発明の実施例に於け
る振動子ピッチ方向での超音波ビームの広がりの様子を
超音波放射軸を含む断面で示した図である。 ｌ・・・・・・・振動子、 ２・・・・・・・・超音波ビーム、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）．複数の振動子をハニカム状配列で平面上に配設し
   た超音波探触子。 ２）．複数の振動子をハニカム状配列で配設するととも
   に該複数の振動子の超音波放射軸が放射状となるように
   配設した超音波探触子。