JPH08173432A - Electron scanning type ultrasonic probe - Google Patents
Electron scanning type ultrasonic probeInfo
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- JPH08173432A JPH08173432A JP6318034A JP31803494A JPH08173432A JP H08173432 A JPH08173432 A JP H08173432A JP 6318034 A JP6318034 A JP 6318034A JP 31803494 A JP31803494 A JP 31803494A JP H08173432 A JPH08173432 A JP H08173432A
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- ultrasonic probe
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、体腔内に挿入して医療
診断に用いる超音波断層像を得るための電子走査型超音
波プローブに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic scanning type ultrasonic probe for obtaining an ultrasonic tomographic image to be inserted into a body cavity and used for medical diagnosis.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、腹部に小さな孔を開け、そこから
腹腔鏡や鉗子などの処置具を挿入して、外科手術を行う
腹腔鏡下手術が飛躍的に普及してきた。さらに最近で
は、腹腔鏡下手術において、電子走査型超音波プローブ
を体腔内に挿入し、結石の有無の確認や生検針のガイド
などに用いられるようになってきた。2. Description of the Related Art In recent years, laparoscopic surgery, in which a small hole is made in the abdomen and a surgical instrument such as a laparoscope or forceps is inserted through the hole to perform a surgical operation, has been remarkably popular. More recently, in laparoscopic surgery, an electronic scanning ultrasonic probe has been inserted into a body cavity and used for confirmation of the presence or absence of stones and for guiding a biopsy needle.
【０００３】電子走査型超音波プローブは体内組織の超
音波断層像をリアルタイムで得ることができることか
ら、腫瘍の浸潤の具合など種々の診断に用いられてい
る。Since the electronic scanning type ultrasonic probe can obtain an ultrasonic tomographic image of internal tissues in real time, it is used for various diagnoses such as the degree of tumor infiltration.
【０００４】従来用いられてきた電子走査型超音波プロ
ーブを、リニア走査型のものを例にとって、図５及び図
６を参照しながら説明する。図５は、電子走査型超音波
プローブに設けられるアレイ型超音波振動子の動作原理
を示す概念図であり、図６は実際の電子走査型超音波プ
ローブの構成を示す断面図である。A conventionally used electronic scanning type ultrasonic probe will be described with reference to FIGS. 5 and 6 by taking a linear scanning type as an example. FIG. 5 is a conceptual diagram showing the operating principle of the array type ultrasonic transducer provided in the electronic scanning ultrasonic probe, and FIG. 6 is a sectional view showing the configuration of an actual electronic scanning ultrasonic probe.
【０００５】電子走査型超音波プローブは図５に示すよ
うに、圧電体からなる多数の短冊型の振動エレメント２
─１乃至２─ｎがＸ−Ｘ’で示す一軸上に配列されたア
レイ型超音波振動子１を有している。振動エレメント２
は切換スイッチ３によって、隣合う複数個が１ブロック
として同時に選択される。このブロックに属する各振動
エレメント２が電気的な遅延駆動を行われて上記軸方向
への集束効果等が付与され、超音波断層像の一走査線に
対応する超音波ビームとなり被検体に放射される。そし
て、このブロックに属する各振動エレメント２により受
波された被検体からの反射信号は、上と同様な遅延処理
を受けて超音波断層像の一走査線に合成される。As shown in FIG. 5, the electronic scanning ultrasonic probe has a large number of strip-shaped vibrating elements 2 made of a piezoelectric material.
-1 to 2-n have the array type ultrasonic transducers 1 arranged on one axis indicated by XX '. Vibration element 2
With the changeover switch 3, a plurality of adjacent blocks are simultaneously selected as one block. Each vibrating element 2 belonging to this block is electrically delayed and driven to impart a focusing effect in the axial direction, and becomes an ultrasonic beam corresponding to one scanning line of the ultrasonic tomographic image, and is radiated to the subject. It Then, the reflection signal from the subject received by each vibrating element 2 belonging to this block is subjected to the same delay processing as above and is combined into one scanning line of the ultrasonic tomographic image.
【０００６】ブロックを上記軸方向に順次移動しなが
ら、上述の送受信手順を行うことにより、被検体の断層
像が得られる。By performing the above-mentioned transmission / reception procedure while sequentially moving the block in the axial direction, a tomographic image of the subject can be obtained.
【０００７】図６のように、電子走査型超音波プローブ
４は多層構造を有し、超音波放射面５から超音波が放射
される。上述のように、アレイ型超音波振動子１は電気
的な遅延駆動を行うことにより、そのエレメント配列軸
と超音波の放射方向を含む面内では集束超音波を形成す
ることができる。一方、エレメント配列軸に垂直な面内
では電気的な処理によってビームを集束することができ
ないので、珪素系の高分子樹脂など、被検体と異なる音
速を有する材料を用いて例えば軸に平行に切り出された
円筒形状に加工してなる音響レンズ６をアレイ型超音波
振動子１の放射振動面７に対向させて設け、集束効果を
付与することが行われる。As shown in FIG. 6, the electronic scanning ultrasonic probe 4 has a multi-layer structure, and ultrasonic waves are emitted from the ultrasonic wave emitting surface 5. As described above, the array-type ultrasonic transducer 1 can form the focused ultrasonic wave in the plane including the element array axis and the ultrasonic wave emission direction by performing the electrical delay drive. On the other hand, since the beam cannot be focused by electrical processing in the plane perpendicular to the element array axis, it is cut out parallel to the axis using a material having a sound velocity different from that of the subject, such as a silicon-based polymer resin. The acoustic lens 6 formed into a cylindrical shape is provided so as to face the radiation vibration surface 7 of the array-type ultrasonic transducer 1 to provide a focusing effect.
【０００８】そして、ＰＺＴ等の圧電セラミクスからな
るアレイ型超音波振動子１と樹脂製の音響レンズ６は、
著しく音響インピーダンスが異なるので、この間にはエ
ポキシ樹脂等の音響整合層８が設けられる。The array type ultrasonic transducer 1 made of piezoelectric ceramics such as PZT and the acoustic lens 6 made of resin are
Since the acoustic impedances are remarkably different, the acoustic matching layer 8 made of epoxy resin or the like is provided between them.
【０００９】アレイ型超音波振動子１の放射振動面７の
反対側の制動振動面９には、例えばタングステンを混合
したエポキシ樹脂等でできたバッキング材１０が設けら
れる。そして制動振動面９の不所望な振動を吸収して、
アレイ型超音波振動子のダンピング特性を向上させ、鋭
いインパルス状の超音波ビームが得られるようにしてい
る。A backing material 10 made of, for example, an epoxy resin mixed with tungsten is provided on the braking vibration surface 9 opposite to the radiation vibration surface 7 of the array type ultrasonic transducer 1. Then, by absorbing the unwanted vibration of the braking vibration surface 9,
The damping characteristics of the array type ultrasonic transducer are improved so that a sharp impulse-shaped ultrasonic beam can be obtained.
【００１０】アレイ型超音波振動子１、音響レンズ６、
音響整合層８及びバッキング材１０はケース１１に収納
固定される。Array type ultrasonic transducer 1, acoustic lens 6,
The acoustic matching layer 8 and the backing material 10 are housed and fixed in the case 11.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】上記の電子走査型超音
波プローブ４によれば、被検体の表面にこのプローブを
当てるだけで、超音波断層像が得られる。この場合組織
の層構造や病変部を正確に描出するためには、電子走査
型超音波プローブ４の超音波放射面５を組織面に対して
できるだけ平行に当てなければならない。これは、断層
像における距離方向（すなわち電子走査型超音波プロー
ブの放射する超音波ビームの伝播方向）の分解能が描出
する対象物への超音波ビームの入射角に依存し、対象物
へ垂直に入射するときに最も高い距離方向分解能が得ら
れることによるものである。According to the electronic scanning ultrasonic probe 4 described above, an ultrasonic tomographic image can be obtained only by applying the probe to the surface of the subject. In this case, in order to accurately depict the layered structure of the tissue and the lesion area, the ultrasonic wave emitting surface 5 of the electronic scanning ultrasonic probe 4 should be applied as parallel as possible to the tissue surface. This depends on the angle of incidence of the ultrasonic beam on the object that the resolution in the distance direction (that is, the propagation direction of the ultrasonic beam emitted by the electronic scanning ultrasonic probe) in the tomographic image is perpendicular to the object. This is because the highest distance-direction resolution can be obtained at the time of incidence.
【００１２】ところが、前記の腹腔鏡下手術に電子走査
型超音波プローブ４を用いる場合、直視下ではなく、手
探りで超音波断層像を得ることが多い。そして、所望の
画像が得られるまで何度も電子走査型超音波プローブ４
を当てる角度を変えなければならなかった。However, when the electronic scanning type ultrasonic probe 4 is used in the above-mentioned laparoscopic surgery, an ultrasonic tomographic image is often obtained not by direct observation but by fumbling. Then, the electronic scanning ultrasonic probe 4 is repeatedly used until a desired image is obtained.
I had to change the angle to hit.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の電子走査型超音
波プローブは、一軸上に配列された複数の振動エレメン
トを有し前記軸に直交する方向に超音波を放射するアレ
イ型超音波振動子を、上記軸が互いに平行になる状態で
複数配設し、前記複数のアレイ型超音波振動子から放射
された超音波の伝播方向を互いに相違させるようにした
ことを特徴とする。An electronic scanning type ultrasonic probe of the present invention has an array type ultrasonic vibration having a plurality of vibrating elements arranged on one axis and emitting ultrasonic waves in a direction orthogonal to the axis. A plurality of children are arranged in a state where the axes are parallel to each other, and the propagation directions of the ultrasonic waves emitted from the plurality of array-type ultrasonic transducers are different from each other.
【００１４】[0014]
【作用】本発明の構成では、放射される超音波の伝播方
向が異なる複数のアレイ型超音波振動子からの受波信号
により、プローブの角度を変えなくても一度に異なる方
向についての超音波断層像が得られる。In the configuration of the present invention, the ultrasonic waves in different directions are simultaneously received by the received signals from the plurality of array type ultrasonic transducers having different propagation directions of the emitted ultrasonic waves, without changing the angle of the probe. A tomographic image is obtained.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて述べる。なお、図５および図６に示した電子走査
型超音波プローブと同一の部材については、同一の符号
を付して説明を省略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same members as those of the electronic scanning ultrasonic probe shown in FIGS. 5 and 6 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００１６】図１ないし図３は本発明の第１実施例に係
り、図１は電子走査型超音波プローブの構成を示す一部
破断した斜視図、図２は電子走査型超音波プローブの構
成を示す断面図、図３は電子走査型超音波プローブの作
用を説明する説明図である。1 to 3 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a structure of an electronic scanning ultrasonic probe, and FIG. 2 is a structure of an electronic scanning ultrasonic probe. And FIG. 3 is an explanatory view for explaining the operation of the electronic scanning ultrasonic probe.
【００１７】図１に示すように、電子走査型超音波プロ
ーブ１２は３つのアレイ型超音波振動子１３ａ、１３
ｂ、１３ｃが各々のエレメント配列軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３
を平行にして設けられている。As shown in FIG. 1, the electronic scanning ultrasonic probe 12 includes three array ultrasonic transducers 13a and 13a.
b and 13c are element array axes X1, X2, and X3, respectively.
Are provided in parallel.
【００１８】そして、アレイ型超音波振動子１３ａ、１
３ｂ、１３ｃはそれぞれの超音波の放射方向のなす角が
αとなるように、超音波放射面がエレメント配列軸の周
りに角度αだけ傾斜して電子走査型超音波プローブ１２
に固定されている。これにより、アレイ型超音波振動子
１３ａ、１３ｂ、１３ｃから放射された超音波は角度α
ずつ傾いた伝播方向に向けて伝播していく。The array type ultrasonic transducers 13a, 1
In 3b and 13c, the ultrasonic wave emitting surfaces are inclined by an angle α around the element array axis so that the angle formed by the respective ultrasonic wave emitting directions is α, and the electronic scanning ultrasonic probe 12 is provided.
It is fixed to. As a result, the ultrasonic waves emitted from the array-type ultrasonic transducers 13a, 13b, and 13c have an angle α.
It propagates in the direction of propagation that is inclined.
【００１９】電子走査型超音波プローブ１２は、図２に
示すような断面構造を有する。ケース１４には紙面に垂
直な方向に沿って略直方体の溝１５ａ、１５ｂ、１５ｃ
が形成されている。そして、この溝１５ａ、１５ｂ、１
５ｃはそれぞれの底面の法線が角度αにて交わるように
傾斜している。The electronic scanning ultrasonic probe 12 has a sectional structure as shown in FIG. The case 14 has substantially rectangular parallelepiped grooves 15a, 15b, 15c along a direction perpendicular to the paper surface.
Are formed. Then, the grooves 15a, 15b, 1
5c is inclined so that the normal lines of the respective bottom surfaces intersect at an angle α.
【００２０】各アレイ型超音波振動子１３ａ、１３ｂ、
１３ｃは、それぞれのエレメント配列軸が紙面に垂直な
方向になるようにして溝１５ａ、１５ｂ、１５ｃに挿入
固定されている。このとき、各アレイ型超音波振動子１
３ａ、１３ｂ、１３ｃの放射振動面７ａ、７ｂ、７ｃと
バッキング材１０ａ、１０ｂ、１０ｃの底面はそれぞれ
平行に作られており、該バッキング材の底面は上記溝の
底面に当接して固定される。Each array type ultrasonic transducer 13a, 13b,
The element 13c is inserted and fixed in the grooves 15a, 15b, and 15c such that the respective element arrangement axes are in a direction perpendicular to the paper surface. At this time, each array type ultrasonic transducer 1
Radiation vibrating surfaces 7a, 7b, 7c of 3a, 13b, 13c and bottom surfaces of the backing materials 10a, 10b, 10c are made parallel to each other, and the bottom surface of the backing material abuts and is fixed to the bottom surface of the groove. .
【００２１】このように、溝１５ａ、１５ｂ、１５ｃは
複数のアレイ型振動子を互いに平行に支持すると同時
に、各アレイ型超音波振動子１３ａ、１３ｂ、１３ｃの
放射振動面７ａ、７ｂ、７ｃは互いに角度αだけ傾け、
超音波の放射方向を偏向させるものである。As described above, the grooves 15a, 15b and 15c support a plurality of array type transducers in parallel with each other, and at the same time, the radiation vibrating surfaces 7a, 7b and 7c of the array type ultrasonic transducers 13a, 13b and 13c are formed. Inclined by an angle α to each other,
It is intended to deflect the radiation direction of ultrasonic waves.
【００２２】また各アレイ型超音波振動子１３ａ、１３
ｂ、１３ｃに設けられた音響レンズ６の間は補填部材１
６により隙間を埋めて、被検体を損傷するのを防止して
いる。Further, each array type ultrasonic transducer 13a, 13
The space between the acoustic lenses 6 provided in b and 13c is the filling member 1
The gap is filled with 6 to prevent the subject from being damaged.
【００２３】次に、上記構成を有する実施例における作
用を説明する。本実施例による電子走査型超音波プロー
ブ１２が接続される図示しない超音波観測装置は、各ア
レイ型超音波振動子１３ａ、１３ｂ、１３ｃを順次選択
しながら駆動走査を行い、各々についての超音波断層像
を取得する。Next, the operation of the embodiment having the above construction will be described. An ultrasonic observation apparatus (not shown) to which the electronic scanning ultrasonic probe 12 according to the present embodiment is connected performs drive scanning while sequentially selecting each array ultrasonic transducer 13a, 13b, 13c, and ultrasonic waves for each are selected. Acquire a tomographic image.
【００２４】つまり、アレイ型超音波振動子１３ａを選
択して駆動走査することにより、図３の１７ａに示す走
査面についての超音波断層像を取得し、次にアレイ型超
音波振動子１３ｂを選択して、上記走査面１７ａから角
度αだけ傾いた１７ｂに示す走査面についての超音波断
層像を取得し、そしてアレイ型超音波振動子１３ｃを選
択して、上記走査面１７ｂから角度αだけ傾いた１７ｃ
に示す走査面について超音波断層像を取得する。That is, the array type ultrasonic transducer 13a is selected and driven and scanned to obtain an ultrasonic tomographic image on the scanning plane shown at 17a in FIG. 3, and then the array type ultrasonic transducer 13b is set. Select to obtain an ultrasonic tomographic image of the scanning plane indicated by 17b which is inclined by an angle α from the scanning plane 17a, and select the array type ultrasonic transducer 13c to select an angle α from the scanning plane 17b. Tilted 17c
An ultrasonic tomographic image is acquired on the scanning plane shown in FIG.
【００２５】この動作を繰り返すことにより、３つの異
なる角度の走査面についての超音波断層像がリアルタイ
ムで得られる。By repeating this operation, ultrasonic tomographic images on the scanning planes at three different angles can be obtained in real time.
【００２６】超音波観測装置は、上記３つの異なる角度
の走査面についての超音波断層像を同一モニタ上の別の
位置に表示する。そして、３つのアレイ型超音波振動子
１３ａ、１３ｂ、１３ｃのうち所望の画像が得られるア
レイ型超音波振動子が判別された時点で、操作者の入力
動作により該アレイ型超音波振動子のうちの一つを駆動
走査するように構成されている。The ultrasonic observation apparatus displays ultrasonic tomographic images on the scanning planes at the three different angles at different positions on the same monitor. Then, when it is determined which one of the three array-type ultrasonic transducers 13a, 13b, and 13c can obtain a desired image, the operator inputs the array-type ultrasonic transducers. It is configured to drive and scan one of them.
【００２７】このように、本実施例による電子走査型超
音波プローブを用いれば、１度に３つの異なる角度の走
査面についての超音波断層像が得られるので、従来の単
一のアレイ型超音波振動子しか設けられていない電子走
査型超音波プローブに比べ早く所望の画像が得られる。As described above, when the electronic scanning type ultrasonic probe according to the present embodiment is used, ultrasonic tomographic images of scanning planes at three different angles can be obtained at a time. A desired image can be obtained earlier than an electronic scanning ultrasonic probe provided with only a sound wave transducer.
【００２８】また、所望の画像を得るために電子走査型
超音波プローブを被検体に当接しながら回転させる必要
が少ないので、被検体を損傷する危険性を著しく減ずる
ことができる。Further, since it is not necessary to rotate the electronic scanning ultrasonic probe while contacting the subject in order to obtain a desired image, the risk of damaging the subject can be significantly reduced.
【００２９】次に、図４に示された本発明の第２実施例
について説明する。なお、第１実施例と同様の部材につ
いては、同一符号を付して説明を省略する。Next, a second embodiment of the present invention shown in FIG. 4 will be described. The same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００３０】図４には第２実施例に係る電子走査型超音
波プローブの断面が示されている。第１実施例と同様
に、電子走査型超音波プローブ１８は３つのアレイ型超
音波振動子１３ａ、１３ｂ、１３ｃが各々のエレメント
配列軸を平行にして設けられている。FIG. 4 shows a cross section of an electronic scanning ultrasonic probe according to the second embodiment. Similar to the first embodiment, the electronic scanning ultrasonic probe 18 is provided with three array ultrasonic transducers 13a, 13b and 13c with their element array axes parallel to each other.
【００３１】アレイ型超音波振動子１３ａの放射振動面
７ａに対向して、音響プリズム部材１９ａが設けられて
いる。An acoustic prism member 19a is provided so as to face the radiation vibration surface 7a of the array type ultrasonic transducer 13a.
【００３２】音響プリズム部材１９ａは、例えば音波の
伝播媒質の音速とは異なる音速を有する材料を楔型に形
成した部材からなり、音波の伝播経路中に挿入されると
スネルの法則に従って音波を屈折させる作用効果を奏す
るものである。The acoustic prism member 19a is made of, for example, a wedge-shaped member made of a material having a sound velocity different from that of the sound wave propagating medium, and refracts the sound wave according to Snell's law when inserted in the sound wave propagating path. This has the effect of making it work.
【００３３】本実施例においては、音響プリズム部材１
９ａは珪素樹脂（例えば信越シリコーン社製の商品名シ
リコーンが使用できる。）で形成されており、放射振動
面７ａから垂直に放射された超音波の伝播方向を、エレ
メント配列軸について反時計回りに角度αだけ偏向させ
るように略楔形状に形成されている。In this embodiment, the acoustic prism member 1 is used.
9a is formed of a silicon resin (for example, trade name Silicone manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. can be used), and the propagation direction of the ultrasonic wave vertically radiated from the radiating vibration surface 7a is counterclockwise with respect to the element array axis. It is formed in a substantially wedge shape so as to be deflected by an angle α.
【００３４】さらに、音響プリズム部材１９ａには、エ
レメント配列軸に垂直な面内にて上記屈折した超音波の
伝播方向に沿って超音波を集束するために、単なる楔形
状ではなく円筒状の表面が形成されており、音響レンズ
効果が付与されている。Further, the acoustic prism member 19a has a cylindrical surface instead of a mere wedge shape in order to focus the ultrasonic waves along the propagation direction of the refracted ultrasonic waves in a plane perpendicular to the element array axis. Are formed, and an acoustic lens effect is imparted.
【００３５】また、アレイ型超音波振動子１３ａの放射
振動面７ａには、エポキシ樹脂による音響整合層２０ａ
が設けられている。On the radiation vibrating surface 7a of the array type ultrasonic transducer 13a, an acoustic matching layer 20a made of epoxy resin is formed.
Is provided.
【００３６】音響整合層２０ａと音響プリズム部材１９
ａの間は、流体の音響整合層２１ａが設けられており、
音響的には良好に結合されているが、機械的な局所歪な
ど両者の相対的な微小変位は吸収可能に構成されてい
る。Acoustic matching layer 20a and acoustic prism member 19
An acoustic matching layer 21a for the fluid is provided between a,
Although they are acoustically well coupled, they are configured to be able to absorb a relative small displacement between the two, such as mechanical local strain.
【００３７】流体音響整合層２１ａの材料を選定するた
めには、光学における多層膜の反射コートの理論が適用
できる（例えば、エル・エム・ブレコフスキー著、ロバ
ート・ティー・ベイヤー訳の「ウェイブズインレイヤー
ドミーディア、セカンドエディション」（アカデミック
プレス、１９８０）の第１３４頁ないし第１３８頁の記
載参照）。In order to select the material of the hydroacoustic matching layer 21a, the theory of reflective coating of multilayer film in optics can be applied (see, for example, "Waves" by Robert M. T. Bayer, translated by Er. M. Brekovsky). Inlayered Medium, Second Edition "(Academic Press, 1980), pp. 134-138.
【００３８】そして、上記音響整合層２０ａと流体音響
整合層２１ａの厚さを共に、４分の１波長に選んだと
き、各層の音響インピーダンスをWhen the thicknesses of the acoustic matching layer 20a and the fluid acoustic matching layer 21a are both selected to be a quarter wavelength, the acoustic impedance of each layer is determined.
【００３９】[0039]
【数１】Ｚ2 2＝Ｚ1 Ｚ3 2 [Equation 1] Z 2 2 = Z 1 Z 3 2
【００４０】とすればよい。ここで、Ｚ1 、Ｚ2 、Ｚ3
は順に音響プリズム部材１９ａの音響インピーダンスを
１とした場合の、アレイ型超音波振動子１３ａ、音響整
合層２０ａ、流体音響整合層２１ａの音響インピーダン
スである。アレイ型超音波振動子１３ａをＰＺＴ、音響
整合層２０ａを珪素樹脂で形成した場合、上式により計
算すれば分かるように、流体音響整合層２１ａとしては
例えばグリセリン、ポリエチレングリコールまたは高重
量パーセント（好適には６０パーセント程度の重量比の
もの）ショ糖液などが使用可能である。[0040] Where Z 1 , Z 2 and Z 3
Is the acoustic impedance of the array type ultrasonic transducer 13a, the acoustic matching layer 20a, and the fluid acoustic matching layer 21a when the acoustic impedance of the acoustic prism member 19a is set to 1. When the array-type ultrasonic transducer 13a is made of PZT and the acoustic matching layer 20a is made of silicon resin, the fluid acoustic matching layer 21a may be, for example, glycerin, polyethylene glycol, or a high weight percentage (preferably as shown in the above formula). For example, a sucrose solution having a weight ratio of about 60% can be used.
【００４１】アレイ型超音波振動子１３ｂ上には、音響
整合層２０ｂと音響レンズ６ｂの間に上記２１ａと同様
な流体音響整合層２１ｂが設けられ、その放射振動面に
垂直な方向に集束超音波が放射され伝播してしていく。
アレイ型超音波振動子１３ｃ上には、アレイ型超音波振
動子１３ａと同様に音響プリズム部材１９ｃ、音響整合
層２０ｃおよび流体整合層２１ｃが設けられている。On the array type ultrasonic transducer 13b, a hydroacoustic matching layer 21b similar to the above 21a is provided between the acoustic matching layer 20b and the acoustic lens 6b, and the supersonic focusing is performed in the direction perpendicular to the radiation vibration plane. Sound waves are emitted and propagate.
An acoustic prism member 19c, an acoustic matching layer 20c, and a fluid matching layer 21c are provided on the array type ultrasonic transducer 13c similarly to the array type ultrasonic transducer 13a.
【００４２】音響プリズム部材１９ｃは、上記の音響プ
リズム部材１９ａと対称な形状に作られており、振動放
射面７ｃから垂直に放射された超音波の伝播方向を、エ
レメント配列軸について時計回りに角度αだけ偏向させ
る。The acoustic prism member 19c is formed in a symmetrical shape with the acoustic prism member 19a, and the propagation direction of the ultrasonic wave vertically radiated from the vibration radiation surface 7c is angled clockwise with respect to the element array axis. Deflection by α.
【００４３】ケース２２には紙面に垂直な方向に沿って
略直方体の溝２３ａ、２３ｂ、２３ｃが形成されてい
る。そして、この溝１５ａ、１５ｂ、１５ｃは深さを同
一にしてそれぞれの底面が同一平面上にあるように形成
される。The case 22 is formed with substantially rectangular parallelepiped grooves 23a, 23b and 23c along a direction perpendicular to the paper surface. The grooves 15a, 15b, 15c are formed to have the same depth so that their bottom surfaces are on the same plane.
【００４４】各アレイ型超音波振動子１３ａ、１３ｂ、
１３ｃは、それぞれのエレメント配列軸が紙面に垂直な
方向になるようにして溝１５ａ、１５ｂ、１５ｃに挿入
固定されている。このとき、各アレイ型超音波振動子１
３ａ、１３ｂ、１３ｃの放射振動面７ａ、７ｂ、７ｃと
バッキング材１０ａ、１０ｂ、１０ｃの底面はそれぞれ
平行に作られており、また両面間の距離は同一に形成さ
れている。そして、該バッキング材の底面は上記溝の底
面に当接して固定される。Each array type ultrasonic transducer 13a, 13b,
The element 13c is inserted and fixed in the grooves 15a, 15b, and 15c such that the respective element arrangement axes are in a direction perpendicular to the paper surface. At this time, each array type ultrasonic transducer 1
Radiation vibrating surfaces 7a, 7b, 7c of 3a, 13b, 13c and bottom surfaces of the backing materials 10a, 10b, 10c are made parallel to each other, and the distance between the two surfaces is the same. Then, the bottom surface of the backing material contacts and is fixed to the bottom surface of the groove.
【００４５】この結果、各アレイ型超音波振動子１３
ａ、１３ｂ、１３ｃの放射振動面７ａ、７ｂ、７ｃさら
には超音波放射面２４ａ、２４ｂ、２４ｃは略同一平面
上に並ぶことになる。As a result, each array type ultrasonic transducer 13
The radiation vibration surfaces 7a, 7b, 7c of a, 13b, 13c and the ultrasonic radiation surfaces 24a, 24b, 24c are arranged substantially on the same plane.
【００４６】本実施例による電子走査型超音波プローブ
１８は、第１実施例と同様な作用効果を奏する。The electronic scanning ultrasonic probe 18 according to this embodiment has the same effects as those of the first embodiment.
【００４７】さらに、ほぼ同一平面上に超音波放射面２
４ａ、２４ｂ、２４ｃを並べることができるので、第１
実施例の電子走査型超音波プローブ１２に比べて、生体
への密着性を向上することができる。Further, the ultrasonic wave emitting surface 2 is formed on substantially the same plane.
Since 4a, 24b, 24c can be arranged,
As compared with the electronic scanning ultrasonic probe 12 of the embodiment, the adhesion to the living body can be improved.
【００４８】なお、音響プリズム部材１９ａ、１９ｃは
略楔型の断面形状を有し対称性が悪いために、熱等が加
わると局所的に不均一な歪みを発生することがあるが、
この場合でも流体整合層２１ａ、２１ｃが緩衝効果を有
するので、環境変化による音響プリズム部材１９ａ、１
９ｃの音響整合層２０ａ、２１ｃからの剥離を防止する
ことができる。Since the acoustic prism members 19a and 19c have a substantially wedge-shaped cross-section and have poor symmetry, when heat or the like is applied, local non-uniform distortion may occur.
Even in this case, since the fluid matching layers 21a and 21c have a buffering effect, the acoustic prism members 19a and 1a due to the environmental change,
9c can be prevented from peeling from the acoustic matching layers 20a and 21c.
【００４９】また、流体整合層は音響プリズム部材ばか
りでなく、形状的に対称性のある音響レンズ６ｂとアレ
イ型超音波振動子１３ｂ（もしくはその上に形成された
音響整合層２０ｂ）の間に設けても、剥離防止効果を奏
する。In addition to the acoustic prism member, the fluid matching layer is provided between the acoustic lens 6b and the array type ultrasonic transducer 13b (or the acoustic matching layer 20b formed thereon) which are geometrically symmetrical. Even if it is provided, it has the effect of preventing peeling.
【００５０】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく種々の変形が可能である。すなわち、アレ
イ型超音波振動子の上の音響整合層を省き、流体整合層
のみで単層の整合層を形成してもよい。The present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made. That is, the acoustic matching layer on the array type ultrasonic transducer may be omitted, and a single matching layer may be formed only by the fluid matching layer.
【００５１】さらに、音響レンズの代わりにアレイ型超
音波振動子の振動放射面を凹面に加工して、集束超音波
ビームを得るようにしてもよい。Further, instead of the acoustic lens, the vibration emission surface of the array type ultrasonic transducer may be processed into a concave surface to obtain a focused ultrasonic beam.
【００５２】なお、本発明の実施態様を包摂する技術思
想は以下の如く要約され得る。 （１）一軸上に配列された複数の振動エレメントを有し
前記軸に直交する方向に超音波を放射するアレイ型超音
波振動子を、上記軸が互いに平行になる状態で複数配設
し、前記複数のアレイ型超音波振動子から放射された超
音波の伝播方向を互いに相違させるようにしたことを特
徴とする電子走査型超音波プローブ。 （２）隣接するアレイ型超音波振動子から放射された上
記超音波の伝播方向のなす角は鋭角とされていることを
特徴とする（１）に記載の電子走査型超音波プローブ。 （３）前記電子走査型超音波プローブは、前記振動エレ
メントを配列する軸が前記複数のアレイ型超音波振動子
について平行になるように前記複数のアレイ型超音波振
動子を支持する支持手段を有し、該支持手段は前記複数
のアレイ型超音波振動子をそれぞれの前記振動エレメン
トを配列する軸の周りに前記超音波の伝播方向のなす角
だけ傾斜支持することを特徴とする（１）に記載の電子
走査型超音波プローブ。 （４）前記電子走査型超音波プローブは、前記振動エレ
メントを配列する軸を前記複数のアレイ型超音波振動子
について平行としかつ前記複数のアレイ型超音波振動子
の超音波を放射する放射振動面を同一平面上に並べて前
記複数のアレイ型超音波振動子を支持する支持手段と、
前記複数のアレイ型超音波振動子から放射された超音波
の伝播方向を互いに相違させる放射方向偏向手段とをゆ
うすることを特徴とする（１）に記載の電子走査型超音
波プローブ。 （５）前記放射方向偏向手段は、前記複数のアレイ型超
音波振動子の放射振動面に対向して設けられ、前記超音
波の伝播方向のなす角だけ超音波を偏向させる音響プリ
ズム部材であることを特徴とする（４）に記載の電子走
査型超音波プローブ。 （６）前記音響プリズム部材に、前記アレイ型超音波振
動子の振動エレメントを配列する軸に垂直な面内にて、
前記アレイ型超音波振動子の放射する超音波を集束させ
る音響レンズ効果を付与したことを特徴とする（５）に
記載の電子走査型超音波プローブ。 （７）前記複数のアレイ型超音波振動子の放射振動面に
対向して設けられ前記アレイ型超音波振動子の振動エレ
メントを配列する軸に垂直な面内にて、前記アレイ型超
音波振動子の放射する超音波を集束させる音響レンズ部
材と、前記音響レンズ部材と前記アレイ型超音波振動子
の間に、流体の音響整合層を設けたことを特徴とする
（１）に記載の電子走査型超音波プローブ。 （８）前記音響プリズム部材と前記アレイ型超音波振動
子の間に、流体の音響整合層を設けたことを特徴とする
（６）に記載の電子走査型超音波プローブ。The technical idea that embraces the embodiments of the present invention can be summarized as follows. (1) A plurality of array-type ultrasonic transducers having a plurality of vibrating elements arranged on one axis and emitting ultrasonic waves in a direction orthogonal to the axis are arranged in a state where the axes are parallel to each other, An electronic scanning ultrasonic probe characterized in that the propagation directions of ultrasonic waves emitted from the plurality of array type ultrasonic transducers are different from each other. (2) The electronic scanning ultrasonic probe according to (1), wherein an angle formed by the propagation directions of the ultrasonic waves emitted from the adjacent array type ultrasonic transducers is an acute angle. (3) The electronic scanning ultrasonic probe has a supporting means for supporting the plurality of array type ultrasonic transducers such that axes of the vibrating elements are parallel to the plurality of array type ultrasonic transducers. The supporting means tilts and supports the plurality of array-type ultrasonic transducers around an axis where each of the vibrating elements is arranged, by an angle formed by a propagation direction of the ultrasonic waves (1). The electronic scanning ultrasonic probe described in 1. (4) The electronic scanning ultrasonic probe has radial vibrations in which axes for arranging the vibrating elements are parallel to the plurality of array type ultrasonic transducers and radiate ultrasonic waves of the plurality of array type ultrasonic transducers. Support means for supporting the plurality of array type ultrasonic transducers by arranging the surfaces on the same plane,
The electronic scanning ultrasonic probe according to (1), wherein the ultrasonic scanning unit emits ultrasonic waves radiated from the plurality of array ultrasonic transducers to different propagation directions from each other. (5) The radiation direction deflecting means is an acoustic prism member that is provided so as to face the radiation vibrating surfaces of the plurality of array-type ultrasonic transducers and that deflects the ultrasonic waves by an angle formed by the propagation directions of the ultrasonic waves. (4) The electronic scanning ultrasonic probe according to (4). (6) In the acoustic prism member, in a plane perpendicular to the axis on which the vibrating elements of the array type ultrasonic transducer are arranged,
The electronic scanning ultrasonic probe according to (5), characterized in that an acoustic lens effect for converging ultrasonic waves emitted from the array type ultrasonic transducer is provided. (7) The array-type ultrasonic vibration is provided in a plane that is provided so as to face the radiation vibration surface of the plurality of array-type ultrasonic vibrators and is perpendicular to the axis on which the vibration elements of the array-type ultrasonic vibrator are arranged. The acoustic lens member for concentrating ultrasonic waves emitted from a child, and an acoustic matching layer for a fluid are provided between the acoustic lens member and the array type ultrasonic transducer. Scanning ultrasonic probe. (8) The electronic scanning ultrasonic probe according to (6), wherein an acoustic matching layer for fluid is provided between the acoustic prism member and the array type ultrasonic transducer.
【００５３】[0053]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数のアレイ型超音波振動子がそれぞれ異なる角度を走査
面に沿って被検体を走査するように構成したので、一度
に異なる角度の超音波断層像を複数取得することがで
き、所望の画像を短時間でえることができる。As described above, according to the present invention, the plurality of array type ultrasonic transducers are configured to scan the object along the scanning surface at different angles, so that different angles of the ultrasonic transducer can be applied at one time. A plurality of ultrasonic tomographic images can be acquired, and a desired image can be obtained in a short time.
【図１】本発明による電子走査型超音波プローブの第１
実施例の概略の構成を示す斜視図FIG. 1 shows a first electronic scanning ultrasonic probe according to the present invention.
A perspective view showing a schematic configuration of an example.
【図２】図１の電子走査型超音波プローブの詳細な構成
を示す断面図FIG. 2 is a sectional view showing a detailed configuration of the electronic scanning ultrasonic probe of FIG.
【図３】本発明による電子走査型超音波プローブの第１
実施例の作用を示す斜視図FIG. 3 shows a first electronic scanning ultrasonic probe according to the present invention.
Perspective view showing the operation of the embodiment
【図４】本発明による電子走査型超音波プローブの第２
実施例の詳細な構成を示す断面図FIG. 4 is a second electronic scanning ultrasonic probe according to the present invention.
Sectional drawing which shows the detailed structure of an Example.
【図５】従来の電子走査型超音波プローブの動作を説明
するための概念図FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the operation of a conventional electronic scanning ultrasonic probe.
【図６】従来の電子走査型超音波プローブの構成を示す
断面図FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional electronic scanning ultrasonic probe.
１ アレイ型超音波振動子 ２ 振動エレメント ４ 電子走査型超音波プローブ １２ 電子走査型超音波プローブ １３ａ、１３ｂ、１３ｃ アレイ型超音波振動子 １５ａ、１５ｂ、１５ｃ 溝 １８ 電子走査型超音波プローブ １９ａ、１９ｃ 音響プリズム部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Array type ultrasonic transducer 2 Vibrating element 4 Electronic scanning type ultrasonic probe 12 Electronic scanning type ultrasonic probe 13a, 13b, 13c Array type ultrasonic transducer 15a, 15b, 15c Groove 18 Electronic scanning type ultrasonic probe 19a, 19c Acoustic prism member
Claims (1)
を有し前記軸に直交する方向に超音波を放射するアレイ
型超音波振動子を、上記軸が互いに平行になる状態で複
数配設し、前記複数のアレイ型超音波振動子から放射さ
れた超音波の伝播方向を互いに相違させるようにしたこ
とを特徴とする電子走査型超音波プローブ。1. An array type ultrasonic transducer having a plurality of vibrating elements arranged on one axis and emitting ultrasonic waves in a direction orthogonal to the axis is arranged in a state where the axes are parallel to each other. And, the electronic scanning ultrasonic probe is characterized in that the propagation directions of the ultrasonic waves radiated from the plurality of array type ultrasonic transducers are different from each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6318034A JPH08173432A (en) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | Electron scanning type ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6318034A JPH08173432A (en) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | Electron scanning type ultrasonic probe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08173432A true JPH08173432A (en) | 1996-07-09 |
Family
ID=18094764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6318034A Withdrawn JPH08173432A (en) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | Electron scanning type ultrasonic probe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08173432A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010515522A (en) * | 2007-01-11 | 2010-05-13 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Catheter for three-dimensional intracardiac echocardiography and system having the same |
| JP2010281843A (en) * | 2010-09-27 | 2010-12-16 | Hitachi Ltd | Ultrasonic probe of ultrasonic flaw detector |
| JP2013258624A (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-26 | Seiko Epson Corp | Ultrasonic transducer element package, ultrasonic transducer element chip, probe, probe head, electronic apparatus, ultrasonic diagnostic device, and manufacturing method of ultrasonic transducer element package |
| JP2016047191A (en) * | 2014-08-28 | 2016-04-07 | コニカミノルタ株式会社 | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus |
| JP6078732B1 (en) * | 2015-08-04 | 2017-02-15 | 本多電子株式会社 | Ultrasonic probe |
-
1994
- 1994-12-21 JP JP6318034A patent/JPH08173432A/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010515522A (en) * | 2007-01-11 | 2010-05-13 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Catheter for three-dimensional intracardiac echocardiography and system having the same |
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