JPH06292669A - 超音波プローブ - Google Patents
超音波プローブInfo
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- JPH06292669A JPH06292669A JP4124229A JP12422992A JPH06292669A JP H06292669 A JPH06292669 A JP H06292669A JP 4124229 A JP4124229 A JP 4124229A JP 12422992 A JP12422992 A JP 12422992A JP H06292669 A JPH06292669 A JP H06292669A
- Authority
- JP
- Japan
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- array
- probe
- rotatable
- circular
- ultrasonic
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/12—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves in body cavities or body tracts, e.g. by using catheters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
- A61B8/445—Details of catheter construction
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
- A61B8/4461—Features of the scanning mechanism, e.g. for moving the transducer within the housing of the probe
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/46—Bases; Cases
- H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
- H01R13/5224—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases for medical use
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G11/00—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts
- H02G11/02—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts using take-up reel or drum
Abstract
(57)【要約】
【目的】経食道エコー心臓運動描写法において、高感度
な回転可能の超音波プローブを提供する。 【構成】本発明は、様々な走査面における２次元断面イ
メージを得るための回転可能な超音波トランスジューサ
・アレイを有する内視鏡超音波プローブである。アレイ
は複数のトランスジューサ素子から成り、該トランスジ
ューサ素子の面に対して垂直な軸を中心に回転する。回
転アレイは回転円領域を画定し、プローブ内の回転円領
域と実質的に一致する表面積を備える。具体的には、ト
ランスジューサ素子は異なる機械的長さを持つことがで
き、アレイは円形、ほぼ円形、及びＮ辺の多角形（Ｎは
４以上の整数である）の形状を有する。
な回転可能の超音波プローブを提供する。 【構成】本発明は、様々な走査面における２次元断面イ
メージを得るための回転可能な超音波トランスジューサ
・アレイを有する内視鏡超音波プローブである。アレイ
は複数のトランスジューサ素子から成り、該トランスジ
ューサ素子の面に対して垂直な軸を中心に回転する。回
転アレイは回転円領域を画定し、プローブ内の回転円領
域と実質的に一致する表面積を備える。具体的には、ト
ランスジューサ素子は異なる機械的長さを持つことがで
き、アレイは円形、ほぼ円形、及びＮ辺の多角形（Ｎは
４以上の整数である）の形状を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】経食道超音波（transesophageal
echo, ＴＥＥ）心臓運動描写法は、心臓撮像の分野にお
いて確立された技術であり、食道内部から心臓を走査す
るため、超音波プローブを患者の食道に挿入する。超音
波プローブは、患者の心臓の２次元断面イメージを得る
ため、トランスジューサ・アレイを利用している。さま
ざまな走査面に沿った心臓の断面イメージを得るため、
回転可能なトランスジューサ・アレイを備えた超音波Ｔ
ＥＥプローブが周知である。例えば、Ｓｃｈｌｕｔｅｒ
他による「Ｔｒａｎｓｏｅｓｏｐｈａｇｅａｌ Ｃｒｏ
ｓｓ−Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｅｃｈｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐ
ｈｙ Ｗｉｔｈ Ａ ＰｈａｓｅｄＡｒｒａｙ Ｔｒａ
ｎｓｄｕｃｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ」には、左心室の形態に
対するアセスメントを改善するため、回転可能なアレイ
を備えた超音波プローブが提案されている。米国特許第
４，５４３，９６０号には、回転可能なアレイを備える
他の超音波ＴＥＥプローブが開示されている。
echo, ＴＥＥ）心臓運動描写法は、心臓撮像の分野にお
いて確立された技術であり、食道内部から心臓を走査す
るため、超音波プローブを患者の食道に挿入する。超音
波プローブは、患者の心臓の２次元断面イメージを得る
ため、トランスジューサ・アレイを利用している。さま
ざまな走査面に沿った心臓の断面イメージを得るため、
回転可能なトランスジューサ・アレイを備えた超音波Ｔ
ＥＥプローブが周知である。例えば、Ｓｃｈｌｕｔｅｒ
他による「Ｔｒａｎｓｏｅｓｏｐｈａｇｅａｌ Ｃｒｏ
ｓｓ−Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｅｃｈｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐ
ｈｙ Ｗｉｔｈ Ａ ＰｈａｓｅｄＡｒｒａｙ Ｔｒａ
ｎｓｄｕｃｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ」には、左心室の形態に
対するアセスメントを改善するため、回転可能なアレイ
を備えた超音波プローブが提案されている。米国特許第
４，５４３，９６０号には、回転可能なアレイを備える
他の超音波ＴＥＥプローブが開示されている。
【０００２】
【発明の目的】本発明の目的は、トランスジューサ・ア
レイの送信／受信可能面の表面積を最大にし、高感度の
超音波プローブを提供することにある。
レイの送信／受信可能面の表面積を最大にし、高感度の
超音波プローブを提供することにある。
【０００３】
【発明の概要】本発明は、経食道超音波心臓運動描写法
において、遠隔超音波エレクトロニクスと共に用いられ
る内視鏡超音波ＴＥＥプローブを含むものである。プロ
ーブは、多様な走査面に沿った２次元断面イメージを得
るため、回転超音波トランスジューサ・アレイから構成
される。アレイは、平面内に配列された複数のトランス
ジューサ素子から形成されており、内側容積内に支持さ
れている。アレイは、アレイ素子の平面に対して垂直な
軸を中心に回転する。
において、遠隔超音波エレクトロニクスと共に用いられ
る内視鏡超音波ＴＥＥプローブを含むものである。プロ
ーブは、多様な走査面に沿った２次元断面イメージを得
るため、回転超音波トランスジューサ・アレイから構成
される。アレイは、平面内に配列された複数のトランス
ジューサ素子から形成されており、内側容積内に支持さ
れている。アレイは、アレイ素子の平面に対して垂直な
軸を中心に回転する。
【０００４】本発明は、ＴＥＥプローブの制限された範
囲内においてアレイの送信／受信表面を最大にする必要
があるという認識に立ち、この結果が、アレイの最大半
径の回転によって形成される円の表面積にほぼ一致する
表面積を備えたアレイを選択することによって得られる
という理解に基づくものでる。本発明によれば、アレイ
素子は機械的長さが可変で、小さいプローブ・サイズに
対し、アレイの表面積が最大化されるようになってい
る。すなわち、回転アレイは、半径がＲで、アレイ素子
の平面における表面積がπＲ2 である回転円形領域を形
成する。従来の矩形アレイは、送信／受信表面積が２Ｒ
2 にすぎない。ここで、Ｒはその対角線の１／２で、よ
って、回転中心からの最大半径となる。従って、従来の
表面積は、矩形アレイの回転で画定する円の面積の６４
％未満である。好適なアレイは、その回転に必要な円領
域が１００％有効な円形である。他の実施例は、その周
囲に沿って対称に配置された２つの平坦なエッジを有す
る、実質的に円形のアレイから構成される。実質的な円
形アレイは、回転円形領域の使用が少なくとも９０％に
なる。さらに、４以上の整数であるＮ個の辺を有する多
角形によって、従来のアレイを改良することも可能であ
る。例えば、五角形アレイは、有効領域の割合は７６％
まで増加し、六角形アレイになると、その割合は８３％
まで増加する。多角形の場合、２重対称性(dual symmet
ry) が得られるので、六角形、あるいは、その他の偶数
の辺を有する多角形が望ましい。２重対称性は、アレイ
の長さに沿って伸長する第１の軸に関して対称であると
同時に、アレイのもう１つの長さに沿って伸長し、第１
の軸に関して垂直で、アレイの中心で第１の軸と交差す
る第２の軸に関しても対称であることを特徴とする。
囲内においてアレイの送信／受信表面を最大にする必要
があるという認識に立ち、この結果が、アレイの最大半
径の回転によって形成される円の表面積にほぼ一致する
表面積を備えたアレイを選択することによって得られる
という理解に基づくものでる。本発明によれば、アレイ
素子は機械的長さが可変で、小さいプローブ・サイズに
対し、アレイの表面積が最大化されるようになってい
る。すなわち、回転アレイは、半径がＲで、アレイ素子
の平面における表面積がπＲ2 である回転円形領域を形
成する。従来の矩形アレイは、送信／受信表面積が２Ｒ
2 にすぎない。ここで、Ｒはその対角線の１／２で、よ
って、回転中心からの最大半径となる。従って、従来の
表面積は、矩形アレイの回転で画定する円の面積の６４
％未満である。好適なアレイは、その回転に必要な円領
域が１００％有効な円形である。他の実施例は、その周
囲に沿って対称に配置された２つの平坦なエッジを有す
る、実質的に円形のアレイから構成される。実質的な円
形アレイは、回転円形領域の使用が少なくとも９０％に
なる。さらに、４以上の整数であるＮ個の辺を有する多
角形によって、従来のアレイを改良することも可能であ
る。例えば、五角形アレイは、有効領域の割合は７６％
まで増加し、六角形アレイになると、その割合は８３％
まで増加する。多角形の場合、２重対称性(dual symmet
ry) が得られるので、六角形、あるいは、その他の偶数
の辺を有する多角形が望ましい。２重対称性は、アレイ
の長さに沿って伸長する第１の軸に関して対称であると
同時に、アレイのもう１つの長さに沿って伸長し、第１
の軸に関して垂直で、アレイの中心で第１の軸と交差す
る第２の軸に関しても対称であることを特徴とする。
【０００５】円形アレイ、実質的な円形アレイ、多角形
アレイは、機械加工が容易である。ただし、回転円とほ
ぼ一致する、すなわち、全面積の８０％を超えてカバー
する他の形状も利用可能である。もっとも、回転円形領
域を１００％活用することができ、機械加工が最も容易
であり、対称性があり、変化の円滑なアレイが得られる
円形アレイが最も好ましい。
アレイは、機械加工が容易である。ただし、回転円とほ
ぼ一致する、すなわち、全面積の８０％を超えてカバー
する他の形状も利用可能である。もっとも、回転円形領
域を１００％活用することができ、機械加工が最も容易
であり、対称性があり、変化の円滑なアレイが得られる
円形アレイが最も好ましい。
【０００６】図３に、本発明に係る経食道超音波プロー
ブが示されている。プローブ１０は、患者の食道への挿
入に合わせた形状のプローブ・ハウジング１１を備えて
いる。圧電素子から成る回転可能なトランスジューサ・
アレイ１２が、プローブの末端部で内部容積１４内の支
持構造１７に取り付けられている。アレイを回転させる
と、患者の２次元断面イメージを得ることができる。従
来の経食道イメージング（ｉｍａｇｉｎｇ、撮像）・シ
ステムの場合、プローブは、平面内に配置され、均一な
機械的長さを有する、複数のトランスジューサ素子で形
成されたアレイから構成される。すなわち、アレイの表
面は正方形または矩形の形状を有する。このようなアレ
イの回転が望まれる場合、アレイの効率の悪い形状によ
って、問題が起きる。これらの問題は、正方形のアレイ
についても矩形のアレイについてもほぼ同じであること
より、以下に正方形のアレイに関して説明をする。図２
Ａには、正方形をなす従来のアレイ６２が示されてい
る。この正方形アレイ６２の回転が望まれると、アレイ
は、Ｒを円形領域の半径とし、πＲ２に等しい、ほぼ円
形の断面積を有するプローブの内側体積内において回転
するように配置される。正方形のアレイ６２が、この断
面積内において、その中心を通る軸に関して自由に回転
するためには、正方形アレイの回転の中心から最長の長
さがＲ以下でなければならない。この構成では、正方形
アレイの表面積は、最大で２Ｒ２であるが、これはアレ
イ平面における内部容積の円形断面に関する利用可能面
積の６４％未満に当たる。結果として、アレイの辺と内
部容積との間にギャップ６４が、生じる。従って、正方
形回転アレイは、回転に必要なアレイの平面上の内部容
積の半径Ｒを備える円の面積を有効に利用することがで
きなかった。
ブが示されている。プローブ１０は、患者の食道への挿
入に合わせた形状のプローブ・ハウジング１１を備えて
いる。圧電素子から成る回転可能なトランスジューサ・
アレイ１２が、プローブの末端部で内部容積１４内の支
持構造１７に取り付けられている。アレイを回転させる
と、患者の２次元断面イメージを得ることができる。従
来の経食道イメージング（ｉｍａｇｉｎｇ、撮像）・シ
ステムの場合、プローブは、平面内に配置され、均一な
機械的長さを有する、複数のトランスジューサ素子で形
成されたアレイから構成される。すなわち、アレイの表
面は正方形または矩形の形状を有する。このようなアレ
イの回転が望まれる場合、アレイの効率の悪い形状によ
って、問題が起きる。これらの問題は、正方形のアレイ
についても矩形のアレイについてもほぼ同じであること
より、以下に正方形のアレイに関して説明をする。図２
Ａには、正方形をなす従来のアレイ６２が示されてい
る。この正方形アレイ６２の回転が望まれると、アレイ
は、Ｒを円形領域の半径とし、πＲ２に等しい、ほぼ円
形の断面積を有するプローブの内側体積内において回転
するように配置される。正方形のアレイ６２が、この断
面積内において、その中心を通る軸に関して自由に回転
するためには、正方形アレイの回転の中心から最長の長
さがＲ以下でなければならない。この構成では、正方形
アレイの表面積は、最大で２Ｒ２であるが、これはアレ
イ平面における内部容積の円形断面に関する利用可能面
積の６４％未満に当たる。結果として、アレイの辺と内
部容積との間にギャップ６４が、生じる。従って、正方
形回転アレイは、回転に必要なアレイの平面上の内部容
積の半径Ｒを備える円の面積を有効に利用することがで
きなかった。
【０００７】図１Ａには、本発明の回転可能円形超音波
トランスジューサ・アレイ１２から構成されたＴＥＥプ
ローブが示されている。このアレイは、プローブ・ハウ
ジング１０の内部容積１４内に配置される。トランスジ
ューサ・アレイ１２は、ー平面上で配列される、細長
い、複数の圧電トランスジューサ素子１２Ａ〜１２Ｋか
ら構成される。一般に、アレイ１２は少なくとも６４の
素子を備えている。本発明によれば、アレイ１２のトラ
ンスジューサ素子は、機械的長さが異なっており、円形
アレイをなすように配列される。
トランスジューサ・アレイ１２から構成されたＴＥＥプ
ローブが示されている。このアレイは、プローブ・ハウ
ジング１０の内部容積１４内に配置される。トランスジ
ューサ・アレイ１２は、ー平面上で配列される、細長
い、複数の圧電トランスジューサ素子１２Ａ〜１２Ｋか
ら構成される。一般に、アレイ１２は少なくとも６４の
素子を備えている。本発明によれば、アレイ１２のトラ
ンスジューサ素子は、機械的長さが異なっており、円形
アレイをなすように配列される。
【０００８】本発明では、内部容積の断面領域内の回転
を可能とするアレイの最大許容可能表面積を有するとい
う利点がある。図１Ａを参照すると、内部容積１４は円
形領域の半径をＲとした場合、πＲ2 に等しい円形断面
積を備えることになる。本発明によれば、回転可能なア
レイ１２は、Ｒと実質的に等しい半径を備える円形送信
／受信表面と、実質的に送信表面積がπＲ2 である円形
送信表面を有する。このようにして、円形アレイ１２
は、内部容積内において回転の中心軸のまわりを回転
し、内部容積１４において利用可能な全断面積のほぼ全
てを占めることになる。換言すれば、回転可能円形アレ
イ１２は、内部容積１４内において回転に利用可能な面
積を１００％使用することになる。所与の表面積を備え
る円形アレイに関して、内部容積の断面積を最小化する
ことができるので、プローブ全体のサイズを縮小するこ
とが可能になる。本発明の他の実施例では、回転可能ア
レイは、図２Ｂに示すように、五角形表面を備えてい
る。アレイ２１２は、平面内に配置された、複数の細長
い圧電トランスジューサ素子から構成される。トランス
ジューサ素子はさまざまな機械的長さを有し、五角形の
送信／受信表面を有するアレイに配置される。好適な実
施例において、アレイはプローブ・ハウジングの内部容
積１４に配置される。
を可能とするアレイの最大許容可能表面積を有するとい
う利点がある。図１Ａを参照すると、内部容積１４は円
形領域の半径をＲとした場合、πＲ2 に等しい円形断面
積を備えることになる。本発明によれば、回転可能なア
レイ１２は、Ｒと実質的に等しい半径を備える円形送信
／受信表面と、実質的に送信表面積がπＲ2 である円形
送信表面を有する。このようにして、円形アレイ１２
は、内部容積内において回転の中心軸のまわりを回転
し、内部容積１４において利用可能な全断面積のほぼ全
てを占めることになる。換言すれば、回転可能円形アレ
イ１２は、内部容積１４内において回転に利用可能な面
積を１００％使用することになる。所与の表面積を備え
る円形アレイに関して、内部容積の断面積を最小化する
ことができるので、プローブ全体のサイズを縮小するこ
とが可能になる。本発明の他の実施例では、回転可能ア
レイは、図２Ｂに示すように、五角形表面を備えてい
る。アレイ２１２は、平面内に配置された、複数の細長
い圧電トランスジューサ素子から構成される。トランス
ジューサ素子はさまざまな機械的長さを有し、五角形の
送信／受信表面を有するアレイに配置される。好適な実
施例において、アレイはプローブ・ハウジングの内部容
積１４に配置される。
【０００９】好適なー実施例のように、五角形アレイ２
１２は、内部容積１４内の所与の断面積をより有効に利
用できるように形成される。やはり、内部容積１４の円
形断面積は半径がＲで、πＲ2 に等しい面積である。回
転中心からのアレイ２１２の最大長さが実質的にＲに等
しいので、アレイは内部容積１４内において自由に回転
することができる。従って、五角形アレイの表面積は、
ほぼ２．４（Ｒ2 ）に等しい。従って、回転可能な五角
形アレイは、内部容積の利用可能な面積の７６％を活用
するので、従来の正方形アレイに対して、１９％改善さ
れることになる。
１２は、内部容積１４内の所与の断面積をより有効に利
用できるように形成される。やはり、内部容積１４の円
形断面積は半径がＲで、πＲ2 に等しい面積である。回
転中心からのアレイ２１２の最大長さが実質的にＲに等
しいので、アレイは内部容積１４内において自由に回転
することができる。従って、五角形アレイの表面積は、
ほぼ２．４（Ｒ2 ）に等しい。従って、回転可能な五角
形アレイは、内部容積の利用可能な面積の７６％を活用
するので、従来の正方形アレイに対して、１９％改善さ
れることになる。
【００１０】図１Ｂ及び図２Ｃに示すように、本発明の
他の実施例は、回転可能な六角形アレイ１１２から構成
される。アレイ１１２は、平面内に配置された複数のト
ランスジューサ素子１１２Ａ〜１１２Ｋによって形成さ
れている。トランスジューサ素子は異なる機械的長さを
有し、アレイの送信／受信表面は六角形の形状である。
六角形アレイは、プローブ・ハウジング１１の内部容積
１４内で回転するように配置されている。他の実施例で
は、内部容積１４の円形断面積は半径がＲで、πＲ2 に
等しい面積である。アレイ１１２が内部容積内で回転す
るため、回転中心からのアレイの最大半径はＲより少し
短く、アレイの送信表面積は、実質的に２．６（Ｒ2 ）
に等しい。その結果、回転可能な六角形アレイ１１２
は、ハウジング内側において利用可能な領域の約８３％
を使用するので、従来の正方形アレイに比べると３０％
改良されたこととなる。六角形アレイが五角形アレイよ
りも望ましいのは、使用領域の割合が増加するためだけ
ではない。図２Ｃに示すように、アレイの中心軸と交差
する２つの垂直軸に関して対称性である２重対称性のア
レイも使用することができる。
他の実施例は、回転可能な六角形アレイ１１２から構成
される。アレイ１１２は、平面内に配置された複数のト
ランスジューサ素子１１２Ａ〜１１２Ｋによって形成さ
れている。トランスジューサ素子は異なる機械的長さを
有し、アレイの送信／受信表面は六角形の形状である。
六角形アレイは、プローブ・ハウジング１１の内部容積
１４内で回転するように配置されている。他の実施例で
は、内部容積１４の円形断面積は半径がＲで、πＲ2 に
等しい面積である。アレイ１１２が内部容積内で回転す
るため、回転中心からのアレイの最大半径はＲより少し
短く、アレイの送信表面積は、実質的に２．６（Ｒ2 ）
に等しい。その結果、回転可能な六角形アレイ１１２
は、ハウジング内側において利用可能な領域の約８３％
を使用するので、従来の正方形アレイに比べると３０％
改良されたこととなる。六角形アレイが五角形アレイよ
りも望ましいのは、使用領域の割合が増加するためだけ
ではない。図２Ｃに示すように、アレイの中心軸と交差
する２つの垂直軸に関して対称性である２重対称性のア
レイも使用することができる。
【００１１】図２Ｄ及び図２Ｅには、実質的に円形のア
レイを構成する別の実施例が示されている。アレイ１１
６は、ー平面内に配置された複数のトランスジューサ素
子１１６Ａ〜１１６Ｋから形成される。最も外側の素子
１１６Ａ及び１１６Ｍは、能動トランスジューサ素子で
ある。代わりに、最も外側の素子は、組立時に、能動ト
ランスジューサ素子を損傷から保護する非能動機械的緩
衝器とすることも可能である。実質的に円形のアレイ１
１６が以下に説明する工程にしたがって製造することが
できる。フレキシブル回路(flex circuit)１２２が固体
結晶のー方の側部に結合される。この結晶は音響減衰材
料１５から成るモールド内に設けられ、フレキシブル回
路は減衰材料でカプセル化される。結果得た構造をモー
ルドから除去した後、結晶を切断し、個別のトランスジ
ューサ素子１１６Ａ〜１１６Ｋが形成される。さらに、
「Ｄ」形状のセクション１２０Ａ及び１２０Ｂをそれぞ
れフライス加工または切削によってトランスジューサ素
子１１６Ａ〜１１６Ｋから除去し、該素子の下方に位置
するフレキシブル回路１２２が露出することになる（図
２Ｄ及び図２Ｅ参照）。露出したフレキシブル回路の接
地信号線は、アレイのための共通接地面（図示せず）に
連結する金属薄膜１２３と結合する。「Ｄ」形状に切削
する結果、アレイにはトランスジューサ素子平面のアレ
イ中心を通る軸に関して対称的に配置された周囲に沿っ
た１組のエッジ（１２４Ａ及び１２４Ｂ）が形成される
ことになる。エッジが真っ直ぐであるため、金属薄膜は
フレキシブル回路の接地線まで伸長すると同時に、アレ
イとほぼ一致する。
レイを構成する別の実施例が示されている。アレイ１１
６は、ー平面内に配置された複数のトランスジューサ素
子１１６Ａ〜１１６Ｋから形成される。最も外側の素子
１１６Ａ及び１１６Ｍは、能動トランスジューサ素子で
ある。代わりに、最も外側の素子は、組立時に、能動ト
ランスジューサ素子を損傷から保護する非能動機械的緩
衝器とすることも可能である。実質的に円形のアレイ１
１６が以下に説明する工程にしたがって製造することが
できる。フレキシブル回路(flex circuit)１２２が固体
結晶のー方の側部に結合される。この結晶は音響減衰材
料１５から成るモールド内に設けられ、フレキシブル回
路は減衰材料でカプセル化される。結果得た構造をモー
ルドから除去した後、結晶を切断し、個別のトランスジ
ューサ素子１１６Ａ〜１１６Ｋが形成される。さらに、
「Ｄ」形状のセクション１２０Ａ及び１２０Ｂをそれぞ
れフライス加工または切削によってトランスジューサ素
子１１６Ａ〜１１６Ｋから除去し、該素子の下方に位置
するフレキシブル回路１２２が露出することになる（図
２Ｄ及び図２Ｅ参照）。露出したフレキシブル回路の接
地信号線は、アレイのための共通接地面（図示せず）に
連結する金属薄膜１２３と結合する。「Ｄ」形状に切削
する結果、アレイにはトランスジューサ素子平面のアレ
イ中心を通る軸に関して対称的に配置された周囲に沿っ
た１組のエッジ（１２４Ａ及び１２４Ｂ）が形成される
ことになる。エッジが真っ直ぐであるため、金属薄膜は
フレキシブル回路の接地線まで伸長すると同時に、アレ
イとほぼ一致する。
【００１２】他の実施例と同様にアレイ１１６も、プロ
ーブ・ハウジング１１の内部容積１４内で回転するよう
に配置される。該アレイが半径Ｒの内部容積内で回転す
るため、回転中心からのアレイ１１６の最大半径はＲよ
り少し短い。したがって、アレイの送信表面積は、ほぼ
３．０（Ｒ2 ）に等しい。よって、実質的に円形のアレ
イ１１６は、ハウジング内部において利用可能な領域の
約９４％を使用し、正方形アレイに比べると５０％改良
されることになる。図２Ｂ及び図２Ｃの多角形のアレイ
は、本発明の典型的な実施例でしかないことは明らかで
ある。本願発明では、回転時に、トランスジューサ素子
のアレイに垂直な軸からの半径Ｒを有し、円形回転領域
を形成する回転可能なアレイから構成されるのがより一
般的で、アレイの表面積は円形回転領域の面積にほぼ一
致する。換言すれば、本発明の回転可能なアレイは、Ｎ
個の辺を有する多角形の送信／受信表面を備えており、
Ｎは４以上の整数である。例えば、回転可能なアレイ
は、Ｎが５である五角形の送信表面を備えることにな
る。前述のように、五角形のアレイは円形回転領域の７
６％を使用し、従来の形状のアレイに対し１９％改良さ
れる。Ｎが６であるアレイの表面形状は六角形となり、
円形回転領域の８３％を使用し、従来の形状のアレイに
対し３０％の改良を見ることになる。そのため、Ｎが無
限に近づくにつれて、回転可能なアレイは、好適な実施
例で説明したように、円形回転領域の１００％が使用さ
れる円形アレイに類似する。
ーブ・ハウジング１１の内部容積１４内で回転するよう
に配置される。該アレイが半径Ｒの内部容積内で回転す
るため、回転中心からのアレイ１１６の最大半径はＲよ
り少し短い。したがって、アレイの送信表面積は、ほぼ
３．０（Ｒ2 ）に等しい。よって、実質的に円形のアレ
イ１１６は、ハウジング内部において利用可能な領域の
約９４％を使用し、正方形アレイに比べると５０％改良
されることになる。図２Ｂ及び図２Ｃの多角形のアレイ
は、本発明の典型的な実施例でしかないことは明らかで
ある。本願発明では、回転時に、トランスジューサ素子
のアレイに垂直な軸からの半径Ｒを有し、円形回転領域
を形成する回転可能なアレイから構成されるのがより一
般的で、アレイの表面積は円形回転領域の面積にほぼ一
致する。換言すれば、本発明の回転可能なアレイは、Ｎ
個の辺を有する多角形の送信／受信表面を備えており、
Ｎは４以上の整数である。例えば、回転可能なアレイ
は、Ｎが５である五角形の送信表面を備えることにな
る。前述のように、五角形のアレイは円形回転領域の７
６％を使用し、従来の形状のアレイに対し１９％改良さ
れる。Ｎが６であるアレイの表面形状は六角形となり、
円形回転領域の８３％を使用し、従来の形状のアレイに
対し３０％の改良を見ることになる。そのため、Ｎが無
限に近づくにつれて、回転可能なアレイは、好適な実施
例で説明したように、円形回転領域の１００％が使用さ
れる円形アレイに類似する。
【００１３】図３は本発明に係る超音波プローブの縦断
面図である。プローブ１０は、患者の食道への挿入に合
わせた形状のプローブ・ハウジング１１を備えている。
好適な実施例の場合、円形の回転可能なトランスジュー
サ・アレイ１２は、内部容積１４内でプローブの末端に
位置する支持構造１７によって設けられる。代わりに、
アレイは上述のような多角形の表面積を備えることも可
能である。回転可能なアレイ１２を覆う円柱のレンズ１
６は、アレイ素子と平行な面に沿ってアレイから放出さ
れるエネルギの焦点を合わせる働きをする。さらに、ア
レイから放出されるエネルギは、アレイ素子の平面と垂
直な平面において電子的に焦点が合わせられる。固定カ
バー・アセンブリ１８はアレイの上側の内部ハウジング
１１の上に取り付けられる。このカバー・アセンブリ
は、望ましくない物質がレンズに接触することを防止す
る。レンズ１６とカバー１８の間に位置するグリース層
２０は、透過媒体の働きをする。アレイは、遠隔の超音
波撮像装置(ultrasound imaging electronics 、図示せ
ず）と接続するように、フレキシブル・ケーブル・アセ
ンブリ３０に電気的に接続されている。すなわち、フレ
キシブル・ケーブル・アセンブリは、アレイから内部容
積１４及び後部容積３４を通って、遠隔超音波撮像装置
と結合する複数の個別の導線（図示せず）にまで延びて
いる。ー実施例では、フレキシブル・ケーブルは、それ
ぞれ、複数の信号線がプリントされた、複数のフレキシ
ブル・ケーブル延長部３０Ａ〜３０Ｄから構成される単
一のフレキシブル・ケーブルである。フレキシブル・ケ
ーブル３０Ａ及び３０Ｂは、フレキシブル・ケーブル３
０Ｃ及び３０Ｄと同様に一体に結合されている。各フレ
キシブル・ケーブル組の共通セクションは、単一のフレ
キシブル・ケーブルを形成するアレイの下側３２に取り
付けられる。非伝導性音響減衰材料１５によって、支持
構造１７内の空間が満たされ、フレキシブル・ケーブル
の一部をカプセル化する。音響減衰材料１５は、アレイ
の背面からの音響信号を吸収する。
面図である。プローブ１０は、患者の食道への挿入に合
わせた形状のプローブ・ハウジング１１を備えている。
好適な実施例の場合、円形の回転可能なトランスジュー
サ・アレイ１２は、内部容積１４内でプローブの末端に
位置する支持構造１７によって設けられる。代わりに、
アレイは上述のような多角形の表面積を備えることも可
能である。回転可能なアレイ１２を覆う円柱のレンズ１
６は、アレイ素子と平行な面に沿ってアレイから放出さ
れるエネルギの焦点を合わせる働きをする。さらに、ア
レイから放出されるエネルギは、アレイ素子の平面と垂
直な平面において電子的に焦点が合わせられる。固定カ
バー・アセンブリ１８はアレイの上側の内部ハウジング
１１の上に取り付けられる。このカバー・アセンブリ
は、望ましくない物質がレンズに接触することを防止す
る。レンズ１６とカバー１８の間に位置するグリース層
２０は、透過媒体の働きをする。アレイは、遠隔の超音
波撮像装置(ultrasound imaging electronics 、図示せ
ず）と接続するように、フレキシブル・ケーブル・アセ
ンブリ３０に電気的に接続されている。すなわち、フレ
キシブル・ケーブル・アセンブリは、アレイから内部容
積１４及び後部容積３４を通って、遠隔超音波撮像装置
と結合する複数の個別の導線（図示せず）にまで延びて
いる。ー実施例では、フレキシブル・ケーブルは、それ
ぞれ、複数の信号線がプリントされた、複数のフレキシ
ブル・ケーブル延長部３０Ａ〜３０Ｄから構成される単
一のフレキシブル・ケーブルである。フレキシブル・ケ
ーブル３０Ａ及び３０Ｂは、フレキシブル・ケーブル３
０Ｃ及び３０Ｄと同様に一体に結合されている。各フレ
キシブル・ケーブル組の共通セクションは、単一のフレ
キシブル・ケーブルを形成するアレイの下側３２に取り
付けられる。非伝導性音響減衰材料１５によって、支持
構造１７内の空間が満たされ、フレキシブル・ケーブル
の一部をカプセル化する。音響減衰材料１５は、アレイ
の背面からの音響信号を吸収する。
【００１４】アレイ１６は、さまざまな走査面に沿った
断面のイメージを得るため、アレイ及びシャフト２１の
中心を通る軸を中心に回転することができる。そのた
め、アレイを支える回転可能な支持構造１７が、複数の
ボール・ベアリング２２及びシャフトのベアリング２３
に対して機械的に連結される。アレイは、回転ケーブル
２４及びウォーム・ギア２６によって回転する。すなわ
ち、速度計のケーブルに似た回転ケーブル２４が、ウォ
ーム・ギア２６に対して機械的に連結されている。ケー
ブル２４が回転すると、ウォーム・ギア２６が共通のシ
ャフトを中心に回転することになる。ウォーム・ギア２
６は、第１のギア２８Ａと機械的に連結し、ウォーム・
ギアが回転すると、第１のギアがアレイの回転軸と平行
な軸を中心に回転する。第１のギア２８Ａは互いに機械
的に連結し、平行な回転軸を備える複数のギアの１つで
ある。従って、ウォーム・ギアが回転すると、第１のギ
ア２８Ａが駆動され、第１のギアが回転すると、第２の
ギア２８Ｂが駆動され、第２のギアが回転すると、第３
のギア２８Ｃが駆動されることになる。第３のギアは、
支持構造１７に結合されたリング・ギア２９に対して機
械的に連結されている。従って、第３のギアが回転する
と、リング・ギアが回転し、その結果、アレイが回転す
る。本発明は、上記において、特定の実施例に関して詳
述してきたが、当業者にとっては、本発明の精神及び範
囲を逸脱することなく、形態及び細部について、前述の
及びその他の変更を加えることが可能である。
断面のイメージを得るため、アレイ及びシャフト２１の
中心を通る軸を中心に回転することができる。そのた
め、アレイを支える回転可能な支持構造１７が、複数の
ボール・ベアリング２２及びシャフトのベアリング２３
に対して機械的に連結される。アレイは、回転ケーブル
２４及びウォーム・ギア２６によって回転する。すなわ
ち、速度計のケーブルに似た回転ケーブル２４が、ウォ
ーム・ギア２６に対して機械的に連結されている。ケー
ブル２４が回転すると、ウォーム・ギア２６が共通のシ
ャフトを中心に回転することになる。ウォーム・ギア２
６は、第１のギア２８Ａと機械的に連結し、ウォーム・
ギアが回転すると、第１のギアがアレイの回転軸と平行
な軸を中心に回転する。第１のギア２８Ａは互いに機械
的に連結し、平行な回転軸を備える複数のギアの１つで
ある。従って、ウォーム・ギアが回転すると、第１のギ
ア２８Ａが駆動され、第１のギアが回転すると、第２の
ギア２８Ｂが駆動され、第２のギアが回転すると、第３
のギア２８Ｃが駆動されることになる。第３のギアは、
支持構造１７に結合されたリング・ギア２９に対して機
械的に連結されている。従って、第３のギアが回転する
と、リング・ギアが回転し、その結果、アレイが回転す
る。本発明は、上記において、特定の実施例に関して詳
述してきたが、当業者にとっては、本発明の精神及び範
囲を逸脱することなく、形態及び細部について、前述の
及びその他の変更を加えることが可能である。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では回転可
能なトランスジューサ・アレイの形状を多角形および円
形にし、アレイの最大半径で回転する円にできるだけ近
い表面積を形成させることより、高感度の超音波プロー
ブを得ることができる。
能なトランスジューサ・アレイの形状を多角形および円
形にし、アレイの最大半径で回転する円にできるだけ近
い表面積を形成させることより、高感度の超音波プロー
ブを得ることができる。
【図１Ａ】本発明のー実施例である超音波プローブの部
分断面図。
分断面図。
【図１Ｂ】本発明の他のー実施例である超音波プローブ
の部分断面図。
の部分断面図。
【図２Ａ】従来のトランスジューサ・アレイの断面図。
【図２Ｂ】本発明の他のー実施例である超音波プローブ
の部分断面図。
の部分断面図。
【図２Ｃ】図１Ｃに示されるトランスジューサ・アレイ
の平面図。
の平面図。
【図２Ｄ】本発明の他の実施例である超音波プローブの
平面図。
平面図。
【図２Ｅ】図２Ｄに示されるトランスジューサ・アレイ
の部分拡大断面図。
の部分拡大断面図。
【図３】本発明のー実施例である超音波プローブの断面
図。
図。
１０：プローブ １１：プローブ・ハウジング １２、６２、２１２、１１２、１１６：アレイ １６：レンズ １７：支持構造 １８：固定カバー・アセンブリ ２８：ギア ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ：フレキシブル・アセ
ンブリ
ンブリ
Claims (3)
- 【請求項１】エコー心臓運動描写法に用いられる超音波
撮像装置に用いられる超音波プローブにおいて、 プローブ・ハウジングと、 前記プローブ・ハウジングの容積内に設けられた回転可
能なアレイと、 前記アレイは、異なる機械的長さを有し、ー平面で平行
に配置される複数の圧電トランスジューサ素子からな
り、 前記アレイは、前記トランスジューサ素子の平面に対し
て垂直な軸を中心に回転することができ、前記アレイの
回転によって前記軸を中心に円形回転領域を画定し、 前記アレイは、前記円形回転領域の表面積と一致する前
記トランスジューサ素子の表面積を有し、 前記アレイを前記超音波撮像装置と接続させるケーブル
と、 前記アレイを回転させる駆動機構を含むことを特徴とす
る超音波プローブ。 - 【請求項２】請求項第１項記載の超音波プローブにおい
て、前記アレイは円形の形状を有することを特徴とする
超音波プローブ。バイス。 - 【請求項３】請求項第１項記載の超音波プローブにおい
て、 前記アレイはＮが４以上の整数であるＮ辺を有する多角
形であることを特徴とする超音波プローブ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US686919 | 1984-12-27 | ||
| US68691991A | 1991-04-17 | 1991-04-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06292669A true JPH06292669A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=24758284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4124229A Pending JPH06292669A (ja) | 1991-04-17 | 1992-04-17 | 超音波プローブ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5320104A (ja) |
| JP (1) | JPH06292669A (ja) |
Cited By (3)
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| WO2021210151A1 (ja) * | 2020-04-17 | 2021-10-21 | 本多電子株式会社 | ソナー |
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- 1992-11-18 US US07/979,553 patent/US5320104A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5320104A (en) | 1994-06-14 |
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