JPH0440099A - 超音波探触子 - Google Patents

超音波探触子

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JPH0440099A
JPH0440099A JP2146885A JP14688590A JPH0440099A JP H0440099 A JPH0440099 A JP H0440099A JP 2146885 A JP2146885 A JP 2146885A JP 14688590 A JP14688590 A JP 14688590A JP H0440099 A JPH0440099 A JP H0440099A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acoustic
lens
organism
living body
ultrasonic
Prior art date
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Pending
Application number
JP2146885A
Other languages
English (en)
Inventor
Shohei Sato
正平 佐藤
Akitoshi Miki
章利 三木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP2146885A priority Critical patent/JPH0440099A/ja
Publication of JPH0440099A publication Critical patent/JPH0440099A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

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】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、例えば超音波を生体内へ発射し、生体内か
らの反射信号を検出して医療用の診断に供する超音波診
断装置に使用される超音波探触子に関する。
(ロ)従来の技術 従来の超音波振動子は、背面負荷材である音響吸収体の
上面に、圧電セラミックス材で形成された短冊状の振動
子を複数配列し、この振動子の上面に振動子の音響イン
ピーダンスと生体の音響インピーダンスを整合させる音
響整合層をコーティング(接着)すると共に、この音響
整合層の上面に振動子から出力される超音波を配列方向
と直角方向に収束させ、焦点近傍で反射されて帰って来
た超音波を配列方向と直角方向に整相化する音響レンズ
を接着して構成している(図示せず)。また、各振動子
のプラス電極には引出しリードが接続してあり、この引
出しリードは電気信号の付加及び受信に使用される。上
記振動子は、隣りあった所定の数のグループで印可され
た電気信号に応じ超音波を発生する。また、同じ振動子
に超音波が入射すると、超音波を電気信号に変換して超
音波診断装置(受信部)に供給する。
この種のリニアスキャン形超音波探触子では、電気機械
結合係数が大きく、且つ高効率の圧電セラミックスを材
料とし、振動子(例えば3個の微小な短冊状振動子が1
グループとされる振動子)が複数並列配備しである。
ところで、振動子の配列方向(長手方向)の超音波の収
束は、各々の振動子に電子的遅延手段を配備し、各振動
子に遅延時間を相互に持たせつつ励振することで、超音
波ビームを走査している。
また、配列方向に対して直角方向の超音波の収束には、
音響レンズが使用されている。従来の音響レンズは、シ
リコンゴム製の凸面レンズである。
この凸面レンズを使用することで、レンズの音響インピ
ーダンスを生体の音響インピーダンスにほぼ等しくし得
る。従って、生体との音響不整合による感度の損失、及
び生体との多重反射による悪影響を低く抑えることが出
来る。
(ハ)発明が解決しようとする課題 上記した従来の超音波探触子は凸面レンズを使用してい
る。この凸面レンズ方式の場合、整合性の点では問題が
ない反面、凸レンズ部で超音波を減衰させて整合するも
のであるため、例えば高周波超音波(10MHz以上)
の場合、超音波の減衰が極めて大きくなる。この結果、
高周波超音波診断装置による鮮明な超音波断層像が得ら
れず、診断装置の実用化が困難である等の不利があった
この発明は、以上のような課題を解消させ、生体との音
響整合性が良く、生体との多重反射が小さくて、しかも
高周波超音波の減衰の極めて小さい超音波探触子を提供
することを目的とする。
(ニ)課題を解決するための手段及び作用この目的を達
成させるために、この発明の超音波探触子では、次のよ
うな構成としている。
超音波探触子は、音響吸収体の上面に複数の振動子を配
備し、この複数の振動子の上面に音響整合層を配備する
と共に、この音響整合層の上面に音響レンズを配備して
なる超音波探触子であって、前記音響レンズは音響イン
ピーダンスが生体の音響インピーダンスに近く、且つ音
速が生体の音速より速い材質で形成された凹面形レンズ
であることを特徴としている。
このような構成を有する超音波探触子では、音響レンズ
として、音響インピーダンスが生体の音響インピーダン
スに近< (1,6XIO6MKS)、且つ音速が生体
の音速よりも速い(2000m/s)性格を有する樹脂
、例えばポリメチルペンテンを使用して凹面形レンズに
形成している。この音響レンズ(凹面形レンズ)にて、
振動子から出力される超音波を配列方向と直角方向に収
束させ、焦点近傍で反射されて帰って来た超音波を配列
方向と直角方向に整相化する。この凹面形レンズ(音響
レンズ)の場合は、各振動子の両端部位置(焦点位置よ
り遠い位W)に対応する部分が、中央部(焦点位置に近
い位置)に比し暫時肉厚状となっている。従って、焦点
位置に対し長距離にある振動子の両端部を進む超音波は
、中央部を進む超音波より速い。これにより、凹面レン
ズの弯曲率を設定することで、つまりレンズの中央部と
両端部から、それぞれレンズ部を出た後の、焦点位置ま
での距離を等しくなるように弯曲率を設定することで、
超音波を収束することができる。この凹面形レンズの場
合、超音波を減衰させないから仮に高周波超音波であっ
ても減衰が極めて小さい。従って、高周波超音波診断装
置においてベニトレージョンが良好で、鮮明な超音波断
層像を得ることができる。
(ホ)実施例 第1図は、この発明に係る超音波探触子の具体的な一実
施例を示す斜視図である。
超音波探触子は、背面負荷材である音響吸収体2の上面
に、圧電セラミックス材で形成された短冊状の振動子3
を複数配列配備し、この振動子3の上面に振動子の音響
インピーダンスと生体の音響インピーダンスを整合させ
る音響整合層4をコーティング(接着)すると共に、こ
の音響整合層4の上面に振動子から出力される超音波を
配列方向(長手方向)と直角方向に収束させ、焦点近傍
で反射されて帰って来た超音波を配列方向と直角方向に
整相化する音響レンズ1を接着して構成している(図示
せず)。また、各振動子3のプラス電極には引出しり一
ド5が接続してあり、この引出しり一ド5は電気信号の
付加及び受信に使用される。上記振動子3は、電気機械
結合係数が大きく、且つ高効率の圧電セラミックスを材
料とし、振動子(例えば3個の微小な短冊状振動子が1
グループとされる振動子)が複数並列配備しである。
この振動子3は、隣りあった所定の数のグループで印可
された電気信号に応じ超音波を発生する。
また、同じ振動子に超音波が入射すると、超音波を電気
信号に変換して超音波診断装置(受信部)に供給する。
上記振動子3の配列方向(長手方向)の超音波の収束は
、各々の振動子3に電子的遅延手段を配備し、各振動子
3に遅延時間を相互に持たせつつ励振することで、超音
波ビームを走査するようになっている。
この発明の特徴は、前記音響レンズ1を凹面形レンズと
した点にある。
音響レンズ1は、音響インピーダンスが生体の音響イン
ピーダンスに近<  (1,6XIO” MKS)、且
つ音速が生体の音速よりも速い(2000+++/s)
性格を有する樹脂、例えばポリメチルペンテンを使用し
て凹面形レンズに形成している。この音響レンズ(凹面
形レンズ)■にて、振動子3から出力される超音波を配
列方向と直角方向に収束させ、焦点近傍で反射されて帰
って来た超音波を配列方向と直角方向に整相化する。
このような構成を有する超音波探触子では、音響レンズ
1として、音響インピーダンスが生体の音響インピーダ
ンスに近<  (1,6X106 MKS)、且つ音速
が生体の音速よりも速い(2000m/s)性格を有す
る樹脂、例えばポリメチルペンテンを使用して凹面形レ
ンズ状に形成している。この凹面形レンズ(音響レンズ
)1の場合は、各振動子3の両端部位置(焦点位置より
最も遠い位置)に対応する部分が、中央部(焦点位置に
最も近い位置)に比し暫時肉厚となっている。従って、
焦点位置に対し長距離にある振動子の両端部を進む超音
波は、中央部を進む超音波より速い。これにより、凹面
レンズ(音響レンズ)1の弯曲率を設定することで、つ
まりレンズの中央部と両端部から、それぞれレンズを出
た後の、焦点位置までの距離が等しくなるように弯曲率
を設定することで、超音波を収束することができる。第
2図で示すように、Rを凹面レンズ1の曲率とした時、
焦点距離は、次式によって与えられる。
ここで、Vmは生体の音速、■!はレンズの音速である
二の凹面形レンズ(音響レンズ)1の場合、超音波を減
衰させないから、仮に高周波超音波であっても減衰が極
めて小さい。従って、高周波超音波診断装置においてベ
ニトレージョンが良好で、鮮明な超音波断層像を得るこ
とができる。
尚、実施例では音響レンズ1をポリメチルペンテン(樹
脂)で形成した例を示したが、材質がこれに限定されな
いことは勿論である。要は、音響インピーダンスが生体
の音響インピーダンスに近く、且つ音速が生体の音速よ
り速い性格を持つ材質であれば使用できる事、当然であ
る。
(へ)発明の効果 この発明では、以上のように、音響インピーダンスが生
体の音響インピーダンスに近く、且つ音速か生体の音速
よりも速い材質にて凹面形レンズ状に形成することとし
たから、生体との音響的不整合による感度損失が小さく
、且つ生体との多重反射を小さくすることが出来る。ま
た、凹面レンズ状音響レンズを使用することで、各振動
子の両端部位置に対応する部分が、中央部に比し暫時肉
厚となり、焦点位置に対し長距離にある振動子の両端部
を進む超音波は、中央部を進む超音波より速くなり超音
波を収束することができる。従って、従来のように凸レ
ンズ方式ではないから、超音波を減衰させることがなく
、仮に高周波超音波でありでも減衰が極めて小さい。従
って、高周波超音波診断装置においてベニトレージ式ン
が良好で、鮮明な超音波断層像を得ることができる等、
発明目的を達成した優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例超音波探触子を示す斜視図、第2図は
、実施例超音波探触子を示す側面図である。 l:音響レンズ、   2:音響吸収体、:振動子、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)音響吸収体の上面に複数の振動子を配備し、この
    複数の振動子の上面に音響整合層を配備すると共に、こ
    の音響整合層の上面に音響レンズを配備してなる超音波
    探触子において、 前記音響レンズは、音響インピーダンスが生体の音響イ
    ンピーダンスに近く、且つ音速が生体の音速より速い材
    質で形成された凹面形レンズであることを特徴とする超
    音波探触子。
JP2146885A 1990-06-04 1990-06-04 超音波探触子 Pending JPH0440099A (ja)

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