JPH04336052A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JPH04336052A JPH04336052A JP10585091A JP10585091A JPH04336052A JP H04336052 A JPH04336052 A JP H04336052A JP 10585091 A JP10585091 A JP 10585091A JP 10585091 A JP10585091 A JP 10585091A JP H04336052 A JPH04336052 A JP H04336052A
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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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】〔発明の目的〕
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波プローブの過熱
を防ぎ、超音波プローブの冷却に伴う診断の不都合を避
けることができる超音波診断装置に関する。
を防ぎ、超音波プローブの冷却に伴う診断の不都合を避
けることができる超音波診断装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】超音波診断装置は、超音波パルス反射法
を応用して生体軟部の断層像を得るもので、生体に接触
して超音波を送受する超音波プローブ（超音波探触子）
と、超音波の送波に係る信号を送り、また超音波を受波
して得た信号を解析する本体とを備える。
を応用して生体軟部の断層像を得るもので、生体に接触
して超音波を送受する超音波プローブ（超音波探触子）
と、超音波の送波に係る信号を送り、また超音波を受波
して得た信号を解析する本体とを備える。
【０００４】超音波プローブは、図４に示すように、ケ
ーシング１の生体に接触する側に、超音波を送り、また
反射してきた超音波を受取るための通路となる音響窓２
を備え、この音響窓２に面して、ジルコン酸チタン酸鉛
磁器などの圧電素子３を設ける。圧電素子３は、電気信
号を機械振動に、また逆に機械振動を電気信号に変換す
る電気−機械変換器である。超音波パルス反射法の場合
は、超音波パルスの送受信を一つの圧電素子で兼用する
。
ーシング１の生体に接触する側に、超音波を送り、また
反射してきた超音波を受取るための通路となる音響窓２
を備え、この音響窓２に面して、ジルコン酸チタン酸鉛
磁器などの圧電素子３を設ける。圧電素子３は、電気信
号を機械振動に、また逆に機械振動を電気信号に変換す
る電気−機械変換器である。超音波パルス反射法の場合
は、超音波パルスの送受信を一つの圧電素子で兼用する
。
【０００５】圧電素子３は、２つの電極の間に挟み込む
ことにより圧電振動子となるが、これら２つの電極は、
生体探触側にアース側電極４ａが、この反対側に高圧側
電極４ｂが配置される。また圧電素子３と電極４ａ，４
ｂからなる圧電振動子５は、生体接触側の反対側（非生
体接触側）においてバッキング材（吸音材）６で覆われ
る。このバッキング材６は、圧電振動子５の生体探触側
以外から出る超音波を吸収し、本来使用される生体探触
側から出る超音波に干渉その他の悪影響を及ぼすのを防
止する。
ことにより圧電振動子となるが、これら２つの電極は、
生体探触側にアース側電極４ａが、この反対側に高圧側
電極４ｂが配置される。また圧電素子３と電極４ａ，４
ｂからなる圧電振動子５は、生体接触側の反対側（非生
体接触側）においてバッキング材（吸音材）６で覆われ
る。このバッキング材６は、圧電振動子５の生体探触側
以外から出る超音波を吸収し、本来使用される生体探触
側から出る超音波に干渉その他の悪影響を及ぼすのを防
止する。
【０００６】高圧側電極４ｂは、同調用回路７に接続し
、さらにケーブル８を通じて本体（図示せず）と接続す
る。なお、上述の各部材は、ケーシング１内において、
外界からの電気的影響を遮蔽するためのシールド（例え
ば銅製）９に被覆される。
、さらにケーブル８を通じて本体（図示せず）と接続す
る。なお、上述の各部材は、ケーシング１内において、
外界からの電気的影響を遮蔽するためのシールド（例え
ば銅製）９に被覆される。
【０００７】また、本体は、送信回路（パルサ）、受信
回路、Ｂモード処理系等を備える。
回路、Ｂモード処理系等を備える。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、圧電素子３
は、超音波の送受波に当たって、アース側電極４ａと高
圧側電極４ｂの間で、高振動数で振動するわけであるが
、この際振動子全体は発熱を伴う。このため、例えば経
食道法、経直腸法等、超音波プローブを体腔内に挿入す
る場合などは、生体の超音波プローブに接触する部位は
温度が上昇して低温火傷を起こす危険性がある。
は、超音波の送受波に当たって、アース側電極４ａと高
圧側電極４ｂの間で、高振動数で振動するわけであるが
、この際振動子全体は発熱を伴う。このため、例えば経
食道法、経直腸法等、超音波プローブを体腔内に挿入す
る場合などは、生体の超音波プローブに接触する部位は
温度が上昇して低温火傷を起こす危険性がある。
【０００９】そこで、これまでは、この危険を回避する
ために、超音波プローブに熱電対、サーミスタ等の温度
検出手段を備え付け、この温度検出手段により超音波プ
ローブが過大な発熱をしていると認めたときは、超音波
プローブの作動を停止して超音波プローブの温度が低下
するのを待ったり、超音波プローブの動作電圧を下げて
超音波プローブの発熱量を低下させる試みがなされてい
る。
ために、超音波プローブに熱電対、サーミスタ等の温度
検出手段を備え付け、この温度検出手段により超音波プ
ローブが過大な発熱をしていると認めたときは、超音波
プローブの作動を停止して超音波プローブの温度が低下
するのを待ったり、超音波プローブの動作電圧を下げて
超音波プローブの発熱量を低下させる試みがなされてい
る。
【００１０】しかし、超音波プローブの作動を停止すれ
ば、その間は超音波画像が得られず、診断を中断しなけ
ればならないし、超音波プローブの動作電圧を下げる場
合も、感度が低下して超音波画像が不明瞭になり、診断
に支障を生ずる。
ば、その間は超音波画像が得られず、診断を中断しなけ
ればならないし、超音波プローブの動作電圧を下げる場
合も、感度が低下して超音波画像が不明瞭になり、診断
に支障を生ずる。
【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、超音波診断の中断や不明瞭な超音波画像といった
不都合をなくしながら、超音波プローブの発熱を抑えて
低温火傷等の危険を回避することができる超音波診断装
置を提供することを目的とする。
あり、超音波診断の中断や不明瞭な超音波画像といった
不都合をなくしながら、超音波プローブの発熱を抑えて
低温火傷等の危険を回避することができる超音波診断装
置を提供することを目的とする。
【００１２】〔発明の構成〕
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、生体に接触して超音波を送受する超音波プ
ローブと、超音波の送波に係る信号を送り、また超音波
を受波して得た信号を解析する本体とを備える超音波診
断装置において、超音波プローブ内の圧電素子の生体探
触側に配置される電極にペルチェ効果素子を取付け、さ
らにこのペルチェ効果素子と接続するヒートシンク機構
を超音波プローブまたは本体内に設けたことを特徴とす
る超音波診断装置を提供する。
するために、生体に接触して超音波を送受する超音波プ
ローブと、超音波の送波に係る信号を送り、また超音波
を受波して得た信号を解析する本体とを備える超音波診
断装置において、超音波プローブ内の圧電素子の生体探
触側に配置される電極にペルチェ効果素子を取付け、さ
らにこのペルチェ効果素子と接続するヒートシンク機構
を超音波プローブまたは本体内に設けたことを特徴とす
る超音波診断装置を提供する。
【００１４】
【作用】本発明は、従来考えられていなかった超音波プ
ローブの発熱を強制的に冷却するという思想に基づき、
圧電振動子のうち生体に接触する側に配置されるアース
側電極にペルチェ効果素子およびヒートシンクを取り付
けるため、圧電振動子に生じて生体側に向かう熱は、ア
ース側電極からペルチェ効果素子を通じてペルチェ効果
によりヒートシンクに放出される。したがって、圧電振
動子に発熱が生じても、その熱が生体に達することはな
いため、超音波プローブの作動を一時停止したり、超音
波プローブの動作電圧を下げる必要はなく、上述の不都
合を招くことはない。
ローブの発熱を強制的に冷却するという思想に基づき、
圧電振動子のうち生体に接触する側に配置されるアース
側電極にペルチェ効果素子およびヒートシンクを取り付
けるため、圧電振動子に生じて生体側に向かう熱は、ア
ース側電極からペルチェ効果素子を通じてペルチェ効果
によりヒートシンクに放出される。したがって、圧電振
動子に発熱が生じても、その熱が生体に達することはな
いため、超音波プローブの作動を一時停止したり、超音
波プローブの動作電圧を下げる必要はなく、上述の不都
合を招くことはない。
【００１５】
【実施例】以下図１ないし図３を参照して本発明の実施
例を説明する。
例を説明する。
【００１６】図１は、本発明の一実施例に係る超音波診
断装置における超音波プローブの構成図である。すなわ
ち、超音波プローブ１０内において、圧電素子１１を生
体接触側とその反対側からそれぞれ挟み込むアース側電
極１２ａと高圧側電極１２ｂのうち、アース側電極１２
ａを圧電素子１１の被覆範囲を越えて引き延ばし、引き
延ばした部分にペルチェ効果素子１３を接合する。
断装置における超音波プローブの構成図である。すなわ
ち、超音波プローブ１０内において、圧電素子１１を生
体接触側とその反対側からそれぞれ挟み込むアース側電
極１２ａと高圧側電極１２ｂのうち、アース側電極１２
ａを圧電素子１１の被覆範囲を越えて引き延ばし、引き
延ばした部分にペルチェ効果素子１３を接合する。
【００１７】そして、ペルチェ効果素子１３のアース側
電極１２ａと反対側（生体接触側でない箇所）の接合部
では、ヒートシンク１４を接合する。ヒートシンク１４
としては、超音波プローブのシールド、ケーブルのシー
ルド等を利用できる。
電極１２ａと反対側（生体接触側でない箇所）の接合部
では、ヒートシンク１４を接合する。ヒートシンク１４
としては、超音波プローブのシールド、ケーブルのシー
ルド等を利用できる。
【００１８】また、本実施例においては、圧電素子１１
の近傍に温度検出手段として熱電対１５を設置する。熱
電対１５はサーミスタでも代用することができる。
の近傍に温度検出手段として熱電対１５を設置する。熱
電対１５はサーミスタでも代用することができる。
【００１９】ペルチェ効果素子１３は、ソリッド・ステ
ート・エネルギー変換の一つである熱電変換を行うもの
で、２種類の異なった導体を２箇所で接合して回路をつ
くり、直流を流すと一方の接合部で熱を吸収し、他方の
接合部で熱を発生する現象（ペルチェ効果；熱電効果の
一種）を利用する。本実施例では熱電半導体に電流を流
して冷却を得る熱電冷却を利用するが、熱電冷却に用い
られる材料は、一定の元素組成比から構成された材料に
適当な不純物を添加して常温（３００Ｋ）付近あるいは
それ以下の温度で性能指数がなるべく大きくなるように
調整したｐ形とｎ形の不純物半導体（ビスマス・テルル
系、鉛・ゲルマニウム・テルル系、シリコン・ゲルマニ
ウム系等）である。
ート・エネルギー変換の一つである熱電変換を行うもの
で、２種類の異なった導体を２箇所で接合して回路をつ
くり、直流を流すと一方の接合部で熱を吸収し、他方の
接合部で熱を発生する現象（ペルチェ効果；熱電効果の
一種）を利用する。本実施例では熱電半導体に電流を流
して冷却を得る熱電冷却を利用するが、熱電冷却に用い
られる材料は、一定の元素組成比から構成された材料に
適当な不純物を添加して常温（３００Ｋ）付近あるいは
それ以下の温度で性能指数がなるべく大きくなるように
調整したｐ形とｎ形の不純物半導体（ビスマス・テルル
系、鉛・ゲルマニウム・テルル系、シリコン・ゲルマニ
ウム系等）である。
【００２０】熱電冷却では、熱負荷や直流電源電圧およ
び電流容量などの都合で、複数個のΠ形素子を用いる場
合が多い。このとき、これらの素子を図２に示すように
、電気的に直列に接続して取扱いの容易なユニット（サ
ーモ・モジュール）にしたものも使用できる。
び電流容量などの都合で、複数個のΠ形素子を用いる場
合が多い。このとき、これらの素子を図２に示すように
、電気的に直列に接続して取扱いの容易なユニット（サ
ーモ・モジュール）にしたものも使用できる。
【００２１】すなわち、ｎ側端子１６ａに直流電源のプ
ラス、ｐ側端子１６ｂにマイナスの端子電圧ＶＭ をか
けると、電流Ｉが各素子１７のｎ形部位１７ａからｐ形
部位１７ｂに流れ、上部各接合電極１８で吸収された熱
量ｑｃ は各素子１７を通って下方に並列に輸送される
。その結果、モジュールの上面で総熱量Ｑｃ が吸収さ
れ、この熱が下部の電極１９で総供給電力ＰＭ に相当
する熱量と合算され、総発熱量Ｑｈ となってサーモ・
モジュールの下面で放出される。
ラス、ｐ側端子１６ｂにマイナスの端子電圧ＶＭ をか
けると、電流Ｉが各素子１７のｎ形部位１７ａからｐ形
部位１７ｂに流れ、上部各接合電極１８で吸収された熱
量ｑｃ は各素子１７を通って下方に並列に輸送される
。その結果、モジュールの上面で総熱量Ｑｃ が吸収さ
れ、この熱が下部の電極１９で総供給電力ＰＭ に相当
する熱量と合算され、総発熱量Ｑｈ となってサーモ・
モジュールの下面で放出される。
【００２２】なお、接合電極が露出したサーモ・モジュ
ールの場合には、上下面に薄い電気絶縁層を介して電気
的短絡を避けながら、冷却対象物（アース側電極１２ａ
）および放熱器（ヒートシンク１４）を接触させる。
ールの場合には、上下面に薄い電気絶縁層を介して電気
的短絡を避けながら、冷却対象物（アース側電極１２ａ
）および放熱器（ヒートシンク１４）を接触させる。
【００２３】さて、本実施例によれば、超音波の送受波
時に電極１２ａ，１２ｂ間で振動する圧電素子１１のた
めに、電極１２ａ，１２ｂおよび圧電素子１１で構成さ
れる圧電振動子が発熱するが、そのうち生体に向かう熱
はアース側電極１２ａにおいて、圧電素子１１の被覆範
囲から突出した部分に流れ、ペルチェ効果素子１３に到
達する。
時に電極１２ａ，１２ｂ間で振動する圧電素子１１のた
めに、電極１２ａ，１２ｂおよび圧電素子１１で構成さ
れる圧電振動子が発熱するが、そのうち生体に向かう熱
はアース側電極１２ａにおいて、圧電素子１１の被覆範
囲から突出した部分に流れ、ペルチェ効果素子１３に到
達する。
【００２４】するとこの熱は前述の機構によって、ペル
チェ効果素子１３を通じてアース側電極１２ａから奪わ
れ、ヒートシンク１４に放熱される。なお、この放熱は
、超音波診断装置の本体側で行ってもよい。
チェ効果素子１３を通じてアース側電極１２ａから奪わ
れ、ヒートシンク１４に放熱される。なお、この放熱は
、超音波診断装置の本体側で行ってもよい。
【００２５】ところで、前述の熱電対１５は、圧電素子
１１の温度を検出して、放熱の必要なときにだけペルチ
ェ効果素子１３に通電するようにして冷却効率を上げる
ものであるが、このため、図３に示すように、熱電対１
５とペルチェ効果素子１３の両方に接続して、超音波診
断装置の本体２０内に温度制御回路２１を設ける。この
温度制御回路２１は上述のように、熱電対１５の検出し
た温度を基にペルチェ効果素子１３への通電を制御し、
ペルチェ効果素子１３による冷却効果、すなわち圧電振
動子の温度を制御する。なお、温度制御回路２１は、超
音波プローブ１０内に設けることもできる。
１１の温度を検出して、放熱の必要なときにだけペルチ
ェ効果素子１３に通電するようにして冷却効率を上げる
ものであるが、このため、図３に示すように、熱電対１
５とペルチェ効果素子１３の両方に接続して、超音波診
断装置の本体２０内に温度制御回路２１を設ける。この
温度制御回路２１は上述のように、熱電対１５の検出し
た温度を基にペルチェ効果素子１３への通電を制御し、
ペルチェ効果素子１３による冷却効果、すなわち圧電振
動子の温度を制御する。なお、温度制御回路２１は、超
音波プローブ１０内に設けることもできる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波診
断装置によれば、超音波の送受波時に圧電振動子で生じ
て生体側に向かう熱は、アース側電極からペルチェ効果
素子を通じてヒートシンクに放出される。したがって、
圧電振動子の熱が生体に達することはないため、超音波
プローブの作動を一時停止したり、超音波プローブの動
作電圧を下げる必要はなく、診断の中断、不明瞭な超音
波画像等の診断上の不都合を招くことはない。
断装置によれば、超音波の送受波時に圧電振動子で生じ
て生体側に向かう熱は、アース側電極からペルチェ効果
素子を通じてヒートシンクに放出される。したがって、
圧電振動子の熱が生体に達することはないため、超音波
プローブの作動を一時停止したり、超音波プローブの動
作電圧を下げる必要はなく、診断の中断、不明瞭な超音
波画像等の診断上の不都合を招くことはない。
【図１】本発明の一実施例に係る超音波診断装置におけ
る超音波プローブの構成図。
る超音波プローブの構成図。
【図２】ペルチェ効果素子の一例を示す斜視図。
【図３】温度制御回路を含めた上記実施例における超音
波診断装置の構成図。
波診断装置の構成図。
【図４】従来の超音波プローブの切欠断面図。
１１ 圧電素子
１２ａ アース側電極
１２ｂ 高圧側電極
１３ ペルチェ効果素子
１４ ヒートシンク
１５ 熱電対
２１ 温度制御回路
Claims (2)
- 【請求項１】 生体に接触して超音波を送受する超音
波プローブと、超音波の送波に係る信号を送り、また超
音波を受波して得た信号を解析する本体とを備える超音
波診断装置において、超音波プローブ内の圧電素子の生
体探触側に配置される電極にペルチェ効果素子を取付け
、さらにこのペルチェ効果素子と接続するヒートシンク
機構を超音波プローブまたは本体内に設けたことを特徴
とする超音波診断装置。 - 【請求項２】 前記圧電素子の近傍に熱電対またはサ
ーミスタを設け、さらにこの熱電対またはサーミスタと
前記ペルチェ効果素子の両方に接続する温度制御回路を
超音波プローブまたは本体内に設けたことを特徴とする
請求項１記載の超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10585091A JPH04336052A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10585091A JPH04336052A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04336052A true JPH04336052A (ja) | 1992-11-24 |
Family
ID=14418480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10585091A Pending JPH04336052A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04336052A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7314447B2 (en) * | 2002-06-27 | 2008-01-01 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | System and method for actively cooling transducer assembly electronics |
| JP2021519622A (ja) * | 2018-03-24 | 2021-08-12 | エラスタンス イメージング エルエルシー | エラストグラフィ撮像およびビスコエラストグラフィ撮像のためのシステムおよび方法 |
-
1991
- 1991-05-10 JP JP10585091A patent/JPH04336052A/ja active Pending
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