JPH0392141A - 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】 （概要） 超音波の走査方向に直角の方向に圧電ロッドを並べ同時
に作動させる圧電ロッド列を走査方向に並べ、この圧電
ロッド列を時間的にずらせて超音波を出力するよう発信
制御して生体に超音波を走査する電子走査型の超音波探
触子に関し、サイドローブが少なく、より細く絞った超
音波を発生することができるようにすることを目的とし
、 上記圧電ロッド列における圧電ロッドの密度を超音波探
触子の周囲にいたるにつれて減少させて構戒する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、超音波探触子に係り、特に超音波の走査方向
に直角の方向に圧電ロッドを並べ同時に作動させる圧電
ロッド列を走査方向に並べ、この圧電ロッド列を時間的
にずらせて超音波を出力するよう発信制御して生体に超
音波を走査する電子走査型の超音波探触子に関する。

超音波探触子は、生体に超音波を発射して、生体の音響
インピーダンスの不連続面で反射する反射波を検出して
、その発射から受信までの時間のずれや反射強度等によ
り、生体内の状態を診断する超音波診断装置に用いられ
る。そしてこの超音波診断装置の診断モードとして生体
の断層像を得るＢモードがあり、このＢモードでは生体
に超音波を走査して照射する必要がある。このように生
体に超音波を走査して照射する探触子として超音波の走
査を電子的に制御して行なう電子走査式の超音波探触子
がある。これは第９図及び第ｌＯ図に示すように、走査
方向（第９図中矢印Ａ）に複数の圧電素子２工を並べ、
これを電子的に発信時間をずらせて制御し、全体として
発信された超音波が生体２５の特定深度に焦点を結ぶと
共に走査を行なうようにしたものである。尚、同図にお
いて、２２は生体と反対側に出る超音波を減衰させる例
えばエボキシ樹脂に金属粉を混入したパッキング材、２
３は生体と圧電素子素子との音響インピーダンスを整合
させる例えばエボキシ樹脂に金属粉を混入した整合材、
２４は第１０図に示すように走査方向と直角な方向に長
さを肴する圧電素子２１からの超音波を生体の特定の深
さに焦点を結ばせるシリコン樹脂製の音響レンズを示し
ている。

（従来の技術） このような電子走査式の超音波探触子として第１１図に
に示すものがある。この超音波探触子１０は圧電素子で
あるＰＺＴ　（チタン酸ジルコン酸鉛）の断面正方形で
同一寸法形状の圧電ロッド１１をシリコン樹脂１２を介
して、走査方向（第１１図において矢印Ａ）及びこれに
直角な方向に規則的に並べて形威した超音波発生部１３
の一面に第１１図に示すようにアース側電極を前面に、
また、反対側には第１２図に示すように走査方向に直角
な方向の列を一群としてこれらの圧電ロッド１１に時間
的にずらして制御された矩形パルスを印加して超音波を
発生させる信号電極１５を蒸着したもので第１１図には
この超音波発生部と、上述したパッキング１６と、この
パッキング材１６の側面に設けた信号電極１５にパルス
を伝える信号ライン１７を共に示している。このように
圧電素子を圧電ロッドとして走査方向だけでなく走査方
向に直角な方向に分割してシリコン樹脂中に設けている
のは、超音波発生体１３の音響インピーダンスをなるべ
く生体に整合させる要請があるためである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで超音波探触子にあっては発信される波形はなる
べく細く絞られた方が画像の分解能が高くなる。これは
電子走査されて焦点を結ぶ走査方向の超音波の分布だけ
ではなく走査方向と直角な方向においても同様の要請が
ある。第１３図は開口（超音波探触子走査方向と直角な
方向の寸法、第１０図においてｂで示した）が１５ｍｍ
の超音波探触子を焦点距離８０ｍｍ（第１０図にＣで示
した）に設定して超音波を発射した時の生体の深さ２０
ｍｍの個所（第１０図にｄで示した）における超音波の
音圧の分布を測定したものである。

これにより超音波はかなりの幅に亙りにサイドローブを
有している。また、第１４図は同様の条件において生体
の深さ６０ｍｍにおける個所（第１０図にｅで示した）
で同様の音圧分布を測定したものである。これによれば
、測定位置が焦点に近付いているため、かなり超音波の
強度分布は絞られているが未だサイドローブが存在する
。尚これらの測定において波形に山や谷ができているの
は各ロッドからの超音波が干渉しているためである。

そこで本発明はサイドローブが少なく、より細く絞った
超音波を発生することができる超音波探触子を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にあって、上記の課題を解決するための手段は、
第１図に示すように、超音波の走査方向に直角の方向に
圧電ロッドを並べて形或し同時に作動させる圧電ロッド
列を走査方向に並べ、この圧電ロッド列を時間的にずら
せて超音波を出力するよう発信制御して生体に超音波を
走査する電子走査型の超音波探触子において、圧電ロッ
ド列における圧電ロッドの密度を超音波探触子の周囲に
いたるにつれて減少させたことである。

〔作用〕

本発明によれば、超音波探触子の圧電ロッド列における
密度を超音波探触子の周囲にいたるにつれて減少させて
いるから、生体に放射させる超音波は中央部から超音波
の音圧強度が大きく側部からの超音波の音圧強度は小さ
いものとなるため、サイドローブは押えられその音圧分
布は細く鋭いものとなる。

〔実施例〕

以下本発明に係る超音波探触子の実施例を図面に基づい
て説明する。

第１図乃至第７図は本発明に係る超音波探触子の第一の
実施例を示すものである。本実施例において、超音波探
触子の超音波発生体は第１図乃至第３図に示すように、
圧電素子であるＰＺＴ　（チタン酸ジルコン酸鉛）の断
面方形で中央郡ほど横幅Ｗが広く周囲ほど横幅Ｗが狭い
圧電ロッド３ｌをシリコン樹脂ｌ２を介して、走査方向
に直角な方向に等間隔ｑで規則的に並べて圧電ロッド列
３２を形或している。この場合、相隣りあう圧電ロッド
３１の間隔ｐは圧電ロッド列の両端に近づくほど狭くな
る。そしてこれらの圧電ロッド列を走査方向に並べるよ
うにして超音波発生部３３を形威して、従来例と同様に
、一の面に第１図及第２図に示すようにアース側電極３
４を全面に、また、反対の面には、第３図に示すように
、走査方向に直角な方向の列を一群として、これらの圧
電ロッド列３２に時間的にずらして制御された矩形パル
スを印加して、超音波を発生させる信号電極３４を蒸着
したもので、第１図にはこの超音波発生部３３と、上述
したパッキング３６と、このパッキング３６の側面に設
けた信号電極３５にパルスを伝える信号ライン３７と共
に示している。

そして、本実施例に係る超音波探触子の超音波発生郁を
作成するには、第４図に示すような、圧電セラくツク板
４０を第５図に示すようにダイシングソー等カッタで所
定の寸法に切断して圧電ロッド３１とし、これらの圧電
ロッド３１の隙間にシリコン樹脂を充填し両面に所定の
電極を蒸着する。

ここで、上記の各図において各ロッド＠Ｗ等の寸法は誇
張して記載してあり実際には各ロッドの幅、間隔隙間の
寸法は数ＪＬｍ程度のものである。

そして圧電ロッド減少の割合は適宜設定することができ
るが中央からの距離に比例して減少する密度を取る圧電
ロッドの幅寸法を採用することができる。

第６図は開口（走査方向と直角な方向の寸法、第１０図
においてｂで示した）が１５ｍｍの超音波探触子を焦点
距Ｍ８０ｍｍ（第１０図にＣで示した）に設定して超音
波を発射した時の生体の深さ２０ｍｍの個所（第ｌＯ図
にｄで示した）における超音波の音圧の分布を測定した
ものである。これにより超音波のサイドローブが減少し
、また、そのピークも細く鋭くなっていることがわかる
。また、第７図は同様の条件において生体の深さ６０ｍ
ｍにおける個所（第１０図にｅで示した）と同様の音圧
分布を測定したものである。

これによれば距離が焦点に近付いているため、さらに超
音波のサイドローブが減少し、また、そのピークは細く
鋭くなっている。尚これらの測定において波形に山や谷
ができているのは各ロッドからの超音波が干渉している
ためである。

従って本実施例によれば、生体に入射する超音波のサイ
ドローブな減少させ且つピークを細く鋭いものとするこ
とができ、超音波診断装置の分解能を向上させることが
できる。

尚、上記の実施例においては各圧電の間隔を等しいもの
としたが第８図に示すように各圧電ロッド４３の間隔を
一定なものとして夫々の圧電ロッドの間隔を変化させる
ようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば超音波の走査方向
に直角の方向に圧電ロッドを並べて形威し同時に作動さ
せる圧電ロッド列を走査方向に並べ、この圧電ロッド列
を時間的にずらせて超音波を出力するよう発信制御して
生体に超音波を走査する電子走査型の超音波探触子圧電
ロッド列における圧電ロッドの密度を超音波探触子の周
囲にいたるにつれて減少させたから、生体に放射させる
超音波は中央部から超音波の音圧強度が大きく側郁から
の超音波の音圧強度は小さいものとなるため、入射する
超音波のサイドローブな減少させ且つピークを細く鋭い
ものとすることができ超音波診断装置の分解能を向上さ
せることができる

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波探触子の原理及びその第１
の実施例を示す斜視図、第２図及び第３図は本発明に係
る超音波探触子の第１の実施例の構造を示す斜視図、第
４図及び第５図は第１の実施例に係る超音波探触子の製
造手順を示す斜視図、第６図及び第７図は第１実施例の
音圧分布を示す図、第８図は本発明に係る超音波探触子
の第２の実施例を示す斜視図、第９図及び第１０図は電
子走査型の超音波探触子の作用を示す図、第１ｌ図及び
第１２図は従来の超音波探触子を示す斜視図、第１３図
及び第１４図は従来の超音波探触子の音圧分布を示す図
である。 １・・・圧電ロッド ２・・・圧電ロッド列 ３・・・超音波探触子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　超音波の走査方向に直角の方向に圧電ロッド（１）を
   並べて作成し同時に作動させる圧電ロッド列（２）を走
   査方向に並べ、この圧電ロッド列（２）を時間的にずら
   せて超音波を出力するよう発信制御して生体に超音波を
   走査する電子走査型の超音波探触子において、 上記圧電ロッド列（２）における圧電ロッド（１）の密
   度を超音波探触子（３）の周囲にいたるにつれて減少さ
   せたことを特徴とする超音波探触子。