JPH09294744A - 超音波プローブ - Google Patents

超音波プローブ

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JPH09294744A
JPH09294744A JP9000203A JP20397A JPH09294744A JP H09294744 A JPH09294744 A JP H09294744A JP 9000203 A JP9000203 A JP 9000203A JP 20397 A JP20397 A JP 20397A JP H09294744 A JPH09294744 A JP H09294744A
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JP
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heat
cable
probe
transducer
pipe
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Withdrawn
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JP9000203A
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English (en)
Inventor
Jonathan E Snyder
ジョナサン・イー・スナイダー
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/54Control of the diagnostic device
    • A61B8/546Control of the diagnostic device involving monitoring or regulation of device temperature
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4483Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/004Mounting transducers, e.g. provided with mechanical moving or orienting device

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波プローブの内側の熱伝達を改善すると
共に変換器面近傍の熱蓄積を減少させることのできる超
音波プローブを提供する。 【解決手段】 ケーブル構成要素は、プローブ・ハンド
ル14からの熱を伝達するヒート・パイプとして使用さ
れている。これらのヒート・パイプは、内側ヒート・パ
イプ36に結合されており、パイプ36は、変換器パレ
ット2と熱伝達の関係にある。従って、変換器アレイに
よって発生された熱は内側ヒート・パイプ板及びケーブ
ル・ヒート・パイプを介して、患者に接触しているプロ
ーブ表面から伝達されて取り去ることができる。熱伝導
性の構造をケーブル16の全体シールド編組に埋め込む
ことができる。適当な熱伝導性の構造は、熱伝導率が高
い材料で作成された糸又は針金、及び熱伝導性の流体で
満たされた狭い管類を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【関連特許出願】本発明は、1994年11月21日に
出願された米国特許出願第08/343,063号の部
分継続出願に関連する。
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には人間の解剖
的構造の超音波イメージングに使用されるプローブに関
する。詳しく述べると、本発明は、超音波プローブの外
部での変換器が発生した熱の蓄積を制限するための技術
に関する。
【0003】
【従来の技術】従来の超音波プローブは、変換器パレッ
トを含んでおり、この変換器パレットは、プローブ・ハ
ウジング内に支持されていなければならない。図1に示
すように、従来の変換器パレット2は、狭い変換器素子
の直線状アレイ4を含んでいる。各々の変換器素子は圧
電材料で作成されている。この圧電材料は典型的には、
ジルコニウム酸チタン酸鉛(PZT)、ポリ二フッ化ビ
ニリデン、又はPZTセラミック/ポリマ合成物であ
る。
【0004】典型的には、各々の変換器素子は、対向し
ている前面及び後面に、電極として作用する金属コーテ
ィングを有している。前面の金属コーティングは、地気
電極として作用する。変換器素子の地気電極はすべて、
共通地気に接続されている。後面の金属コーティング
は、信号電極として作用する。変換器素子の信号電極
は、可撓性プリント基板(PCB(printed circuit bo
ard))に形成されているそれぞれの導電体に接続され
ている。
【0005】動作中に、圧電変換器素子の信号電極及び
地気電極は、インピーダンスZsを有している電源に接
続されている。電極の両端の間に電圧波形が印加される
と、圧電素子の材料は、印加電圧の周波数に対応する周
波数で収縮する。これにより、その圧電素子が結合され
ている媒体内に超音波が放出される。逆に、超音波が圧
電素子の材料に衝突すると、圧電素子は、その端子及び
電源の関連する電気負荷構成要素の両端の間に、対応す
る電圧を発生する。
【0006】変換器パレット2は又、変換器素子アレイ
4の後ろ側の表面に配置されている高音響損失の適当な
音響減衰材料の固まりを含んでいる。バッキング層12
が、音響的に透明なプリント基板6を介して変換器素子
の後ろ側の表面に音響的に結合されており、各々の素子
の後ろ側から出て来る超音波が部分的に反射されたり、
順方向に伝搬する超音波と干渉することがないように、
この各々の素子の後ろ側から出て来る超音波を吸収す
る。
【0007】典型的には、アレイ4の各々の変換器素子
の前側の表面は、少なくとも1つの音響インピーダンス
整合層8で覆われている。インピーダンス整合層8は、
変換器素子の高音響インピーダンスを人体及び水の低音
響インピーダンスに変換する。これにより、放出された
超音波がその内部を伝搬する媒体との結合が改善され
る。
【0008】図1に示すように、変換器素子アレイ、バ
ッキング層及び音響インピーダンス整合層はすべて、積
層構成で一緒に接着されている。超音波プローブの組み
立て中に、変換器積層体はプローブ・ハウジング内に堅
固に保持されていなければならない。典型的には、この
保持は、4面のアレイ・ケース(図示していない)、即
ち4つの側面壁を有しているが、上側又は下側の壁は有
していない「箱」内に変換器積層体を固定させることに
より行われる。アレイ・ケースは導電性の材料で作成さ
れており、変換器素子の地気電極と接続するための共通
地気を供給する。変換器積層体は、音響インピーダンス
整合層8の底面がアレイ・ケースの底部の縁と同じ高さ
になるまで、アレイ・ケース内の凹部に挿入される。変
換器積層体は通常の方法で、エポキシ樹脂を用いてアレ
イ・ケースの内側に接着される。次に、第2の音響イン
ピーダンス整合層が通常の方法で、それらの同じ高さの
底面に接着される。
【0009】通常の用途では、各々の変換器素子は、送
信器(図示していない)が発生するパルス状波形によっ
てエネルギを付与された(付勢された)ときに超音波エ
ネルギ・バーストを発生する。パルスは、可撓性プリン
ト基板6を介して変換器素子に送信される。この超音波
エネルギはプローブによって、検査対象の組織内に送り
込まれる。検査対象から反射されて変換器素子アレイ4
に戻った超音波エネルギは、各々の受信変換器素子によ
って電気信号に変換されて、別々に受信器(図示してい
ない)に印加される。
【0010】送信中の音響エネルギの放出の際に、音響
損失が熱に変換されるため、プローブ内に熱が蓄積され
る。超音波プローブの外部に蓄積することを許容できる
熱の量は、規定された限界内になければならない。典型
的には、この限界は、プローブの患者接触表面の温度が
41°C、又は周囲温度よりも16°C上のいずれか低
い方を超えることができないということである。ほとん
どの熱は、検査されている患者の身体に非常に近いプロ
ーブ内に必ず位置している変換器素子のすぐ周りに蓄積
しがちである。
【0011】図1の構造を組み込む超音波プローブの組
み立て中に、変換器パレット2はプローブ・ハウジング
内に固定されていなければならない。変換器パレットを
取り囲んでいるプローブ・ハウジングの内部容積は、熱
伝導性のポッティング材料、例えばエポキシ樹脂内に埋
め込まれた熱伝導性のセラミックの小粒で満たされる。
ポッティング材料によって、構造が安定化すると共に、
変換器素子アレイのパルス動作の間に発生した熱がプロ
ーブ表面/変換器面からプローブの内部/後方に向かっ
て消散するのを助ける。
【0012】超音波プローブ内の通常の熱管理は、比較
的簡単な装置、例えばヒート・パイプによって行われ
る。ヒート・パイプは変換器構造内に埋め込まれるの
で、熱を発生源からできる限り早くプローブ構造の本体
に伝導する。このようにして熱は、プローブの重大な前
面から、かさが大きいため熱が均等に消散するハンドル
内に伝導される。
【0013】例えば、米国特許出願第08/343,0
63号には、熱伝導性で非導電性の材料で作成されたフ
ォイル熱伝導体を用いることが開示されている。フォイ
ル熱伝導体は、熱が変換器面からプローブの後部/内部
に向かって引き出すことができるように、変換器パレッ
トの外周の回り(であるが、プローブ・ハウジング内)
に配置されている。これらの熱伝導体は、プローブ・ハ
ウジングの内側の空間を満たしている熱ポッティング材
料からの熱を排出するための導管として作用する。この
ように、熱伝導体は変換器素子アレイに事実上、熱的に
結合されている。この構成により、変換器パレットか
ら、従って、被検査患者から熱を消散させる能力が向上
する。米国特許出願第08/343,063号には、内
側ヒート・パイプを同軸ケーブルのシールド編組(ブレ
イド)に熱的に結合することができることも開示されて
いる。シールド編組への接続により、変換器素子アレイ
から更に多くの熱をはじきとばすことが容易になる。内
側ヒート・パイプと接触している金属フォイル構造内に
全体シールドをはんだ付けすることにより、パレットに
よって発生される熱がケーブルにパイプで伝達されて、
2mの長さのケーブル全体を通じて消散される。熱伝導
性のエポキシ樹脂による内部ポッティングは又、シール
ドに対する付加的な接触及びケーブルの内側の個別の信
号線の個別シールドを行う助けとなる。
【0014】超音波変換器の技術は、素子数が大きいプ
ローブに向かって急速に発展しつつある。これにより、
より多くのケーブリングと、より軽量の材料とが必要に
なり、個別素子と超音波イメージング・システムとの間
の相互接続の製造可能性が強く要求される。パッケージ
ング技術に対するこの要求の他に、半導体の高レベルの
回路集積が可能であることが要求される。変換器内の小
さな素子とシステム内の感知電子回路との間の電気イン
ピーダンス不整合のため、多数の研究者が変換器ハンド
ル内の能動(アクティブ)電子回路を提供するための手
段を開発してきた。電子技術が進歩するにつれて、より
多くの能動回路が検出される信号の発生源にできる限り
近く配置されることが予想される。
【0015】半導体技術を診断用の超音波変換器に適用
することにより、これらの装置の設計及び製造に新しい
次元が生じた。これらの製品は従来、受動(パッシブ)
電子回路と、圧電セラミックのセンサとで構成されてき
たが、変換器は現在では、能動前置増幅器、送信器、レ
ーザ、並びに最終的にはA/D変換器、及び場合によっ
てはディジタル信号処理に対するホストとなる。従来の
「片手持ちの(hand-held)」超音波プローブにこの技
術を付加することにより、能動装置によって発生された
熱を機械設計者が処理できることが厳しく要求され、そ
の結果、変換器内の熱処理の困難さが更に増大する。高
品質の画像を作成するために、プローブの電力出力は規
制限界の近くで処理され、これにより、プローブの熱出
力を処理する必要が生じる。
【0016】このように、能動装置の出現と共に、ヒー
ト・パイプを前述のように使用するのでは、変換器内の
熱負荷を扱うのにもはや十分ではない。例えば、現在入
手可能な簡単な装置によって消散される熱負荷は、約1
Wである。静止モードで10mWを消散するシステムに
前置増幅器を導入すると、200素子のプローブの場合
には、熱負荷は2W増加する。現在の設計は、患者接触
領域の温度によって制限されることがあるので、この形
式の熱出力増加を入れる余地はほとんど無い。従って、
より大量の熱を消散することが可能な熱伝達機構が提供
される必要がある。
【0017】
【発明の概要】本発明は、超音波プローブの内側の熱伝
達を改善すると共に、変換器面近傍の熱蓄積を減少させ
る装置である。本発明は、超音波プローブのハンドルに
能動電子回路を組み込むことにより生じる熱的問題を処
理する際の道具として、同軸ケーブルを使用するという
概念に基づいている。本発明の好ましい実施例によれ
ば、ケーブル構成要素は、プローブ・ハンドルからの熱
を伝達するヒート・パイプとして使用されている。これ
らのヒート・パイプは、内側ヒート・パイプに結合され
ている。内側ヒート・パイプは、熱伝導性のシート又は
プレートで作成されており、変換器パレットのバッキン
グ層材料内に埋め込まれている。従って、変換器アレイ
によって発生された熱は、内側ヒート・パイプ及びケー
ブル・ヒート・パイプを介して、患者に接触しているプ
ローブ表面から伝達されて取り去ることができる。
【0018】超音波プローブ内のケーブル・アセンブリ
は、多数の同軸ケーブルで構成されている。これらの同
軸ケーブルは一緒に束ねられており、編組された全体シ
ールドで覆われている。各々個別の同軸ケーブルは、撚
り合わされたシールドによって取り囲まれている複数の
個別導体を含んでいる。本発明の熱処理設計によれば、
これらの熱伝導性の構造は、プローブ・ハンドルの内側
ヒート・パイプに熱的に結合されたときに熱伝達装置と
して作用することができる。代替的には、熱伝導性の構
造をケーブルの全体シールド編組に埋め込むことができ
る。適当な熱伝導性の構造は、熱伝導率が高い材料で作
成された糸又は針金、及び熱伝導性の流体で満たされた
狭い管類を含んでいる。
【0019】本発明のもう1つの側面によれば、冷却流
体に対する入口流路及び帰還流路がケーブルに組み込ま
れている。ケーブルの内側の入口流路及び帰還流路は、
流路の入口及び出口にそれぞれ接続されており、流路は
プローブ・ハンドル内の内側ヒート・パイプと熱伝導の
関係にある。強制再循環の場合には、冷却流体がケーブ
ル帰還流路からケーブル入口流路へポンプ作用によって
送られる。代替的には、ケーブル帰還流路をケーブル入
力流路に直接接続することにより形成されているケーブ
ル流路の一部を冷却し、これにより熱勾配を生じさせ
て、プローブ・ハンドルから熱を引き出すことにより、
再循環を誘起することもできる。
【0020】このように、本発明は、患者に接触してい
るプローブ部分の温度が所定の上限を超えないような方
法でプローブ・ハンドルから熱を伝達するにはどうした
らよいかという問題を解決する。特に、本発明は、患者
が加熱の影響に気が付かないようにしたまま、プローブ
・ハンドルの内側に発生した熱を消散する機構を提供す
る。
【0021】
【実施例】図2に示すように、本発明の好ましい実施例
による超音波プローブは、ケーブル16の一端に接続さ
れているプローブ・ハンドル14と、ケーブル16の他
端に接続されているシステム・コネクタ18とを含んで
いる。応力を軽減させるための手段20及び22が、ケ
ーブル/ハウジングの接続部及びシステム・コネクタ/
ケーブルの接続部にそれぞれ設けられている。プローブ
・ハンドル14は、プラスチックの外皮(シェル)24
を含んでおり、外皮24は、通常の変換器パレット2を
収容している。システム・コネクタは、プラスチックの
ハウジング26を含んでおり、ハウジング26内にプリ
ント基板28が装着されている。変換器アレイの信号電
極は、可撓性プリント基板6、信号配線30、及びケー
ブル16内の多数の同軸ケーブルを介して、プリント基
板28に電気的に接続されている。
【0022】図3に拡大して示すように、本発明の第1
の好ましい実施例によるプローブ・ハンドル14は、プ
ラスチックの外皮24に取り付けられている変換器パレ
ット2を含んでいる。パレットは、患者に接触している
円筒形の集束レンズ32に変換器アレイの前面が音響的
に結合されるように配置されている。変換器パレット2
及び集束レンズ32は、外皮24の一端に形成されてい
る対応する形状の開口にレンズ32の周囲を接着するこ
とによりプラスチックの外皮24の内側に装着されてい
る。外皮24の他端は、ケーブル・ジャケット34に取
り付けられている。第1の好ましい実施例によれば、熱
伝導係数が比較的高い材料で作成された少なくとも1つ
の内側ヒート・パイプ36が、変換器パレットの中心部
分に熱的に結合されている。更に、外側ヒート・パイプ
38a及び38b(これらは、電磁シールドを行う機能
も果たし得る。)は、パレットの横の周囲と熱伝導関係
になるように配置されている。
【0023】変換器アレイの信号電極は、可撓性のプリ
ント基板6上に形成されている導電性の線を介して、そ
して信号配線30を介して、それぞれの同軸ケーブルの
中心導体(図3に示されていない)に電気的に接続され
ている。この実施例では、ケーブルの全体の(編組され
た)シールド40が、ケーブル応力軽減手段を介してプ
ローブ・ハンドル14内に入れられており、パレット2
に接続されているヒート・パイプ構造36に直接はんだ
付けされている。はんだビードが、図3の参照番号42
で表されている。これは、発生源からの熱を、ケーブル
によって形成されている拡張ヒート・シンク内にパイプ
で伝導する最も直接的で有効な方法を提供する。同様
に、外側のヒート・パイプ38a及び38bは、ケーブ
ルの全体シールド40にはんだ付けされている。ケーブ
ルは、全体シールドによって取り囲まれている同軸ケー
ブルの束を含んでいる。内側ヒート・パイプを全体シー
ルドに熱的に結合する他に(又はその代替案として)、
内側ヒート・パイプを束内の各々の同軸ケーブルのシー
ルド編組に熱的に結合することもできる。
【0024】内側ヒート・パイプ36は、図4(A)、
図4(B)及び図4(C)に示されている構成の1つを
有している熱伝導性の材料の可撓性シート又は曲がらな
い板を含んでいてもよい。図4(B)及び図4(C)に
示す構成は、それぞれの平らなヒート・パイプ36’及
び36”を含んでおり、各々のヒート・パイプは、くし
の指をバッキング材料内に埋め込むことにより変換器パ
レットに熱的に結合されているくし状の構造を有してい
る。
【0025】図5に示す第2の好ましい実施例によれ
ば、変換器パレット2は受動流体継手を介して、ケーブ
ルのシールド編組40に熱的に結合されている。受動流
体継手は、ケーブル束に組み込まれているケーブル流路
44と、内側ヒート・パイプ36に装着されていると共
に内側ヒート・パイプ36に熱的に結合されている流体
溝46と、ケーブル流路44を流体溝46に接続するた
めの結合継手48とを含んでいる。流体溝46は、図4
(D)に示すようなU字形のパイプの形状を採り得る。
ケーブル流路は、ケーブル束に組み込まれていると共に
ケーブル・シールド編組に熱的に結合されている。後者
の場合、図4(D)に示されるように、結合継手48
は、U字形の流体溝の脚の両端と流体が通じていると共
にケーブル流路44の一端と流体が通じているまっすぐ
なパイプの形状を採る。各々のパイプ44、46及び4
8は、熱伝導率が比較的高い流体で満たされたプラスチ
ック又は金属の管とすることができる。患者の安全を維
持するために十分な対策を講じれば、この用途では、例
えば液体金属を使用することもできる。この実施例で
は、パイプは受動(パッシブ)である。即ち、熱は、受
動的にパイプ内に伝達され、流体の運動無しにケーブル
全体を通じて伝達される。
【0026】図6及び図7に示す第3の好ましい実施例
によれば、変換器パレット2は能動流体継手を介して、
ケーブル・シールド編組40に熱的に結合されている。
能動流体継手は、共にケーブル束に組み込まれている入
力ケーブル流路50及び帰還ケーブル流路52と、内側
ヒート・パイプ36に装着されていると共に内側ヒート
・パイプ36に熱的に結合されている流体溝54と、入
力ケーブル流路及び帰還ケーブル流路を流体溝54にそ
れぞれ接続するための結合継手56及び58とを含んで
いる。図5の好ましい実施例に組み込まれた流体溝46
と同様に、流体溝54は、図4(E)に示されるよう
に、U字形のパイプの形状を採ってもよいが、入力ケー
ブル流路及び帰還ケーブル流路は、ケーブル束に組み込
まれていると共にケーブル・シールド編組に熱的に結合
されているそれぞれのパイプである。入力ケーブル流路
50の一端は、流体溝54の入力脚54aと流体が通じ
ている。帰還ケーブル流路52の端は、流体溝54の出
力脚54bと流体が通じている。流体溝54の入力脚5
4a及び出力脚54bは、内側ヒート・パイプ36の
(図4(E)に示すように)同じ側に装着されていても
よいし、(図6に示すように)反対側に装着されていて
もよい。後者の場合には、U字形の流体溝の一部がバッ
キング材料内に埋め込まれている。各々のパイプ50、
52及び54は、熱伝導率が高い流体で満たされたプラ
スチック又は金属の管とすることができる。
【0027】第3の好ましい実施例では、冷却パイプ内
の冷却流体の能動運動、即ち再循環流を用いて、プロー
ブ・ハンドルを冷却する。これは、システムから給電さ
れる小さなマイクロ・モータ60(図7を参照)で達成
されるかもしれない。マイクロ・モータ60はポンプ6
2を駆動し、ポンプ62は、冷却流体入力管路64から
システム・コネクタ18の内側に配置されている冷却流
体出力管路66に冷却流体をポンプ作用で送り込む。冷
却流体入力管路64は、帰還ケーブル流路52と流れが
通じており、冷却流体出力管路66は、入力ケーブル流
路50と流れが通じている。このように、ポンプ62、
冷却流体出力管路66、帰還ケーブル流路52及び冷却
流体入力管路64は、冷却流体の再循環流のための閉回
路を形成している。モータを使用して冷却流体の再循環
を駆動する代わりに、再循環流を流体回路の一部の能動
冷却によって駆動することにより、プローブ・ハンドル
から熱を引き出す熱勾配を形成してもよい。どちらの場
合も、変換器ハンドルで冷却を行うためにエネルギが費
やされる。
【0028】能動流体継手の実施例の一変形では、内側
ヒート・パイプを取り除いて、単にU字形流体溝46
(図4(F)を参照)の曲線部がバッキング材料内に埋
め込まれている。図8に示す第4の好ましい実施例によ
れば、複数のヒート・パイプ68がケーブル・アセンブ
リの全体の編組又はシールド40内に嵌め込まれてい
る。全体のシールド40は、外周がケーブル・ジャケッ
ト34と境を接していると共に内周が内側シース70と
境を接している編組環の形状を成している。内側シース
70は、一束の同軸ケーブル72を取り囲んでいる。各
々の同軸ケーブルは、周知のようにして配置されている
ジャケット74と、編組シールド76と、誘電体78
と、中心導体80とを含んでいる。ケーブル・シールド
・ヒート・パイプ68は、全体シールド40に等しい角
度間隔で円周状に分散して配置されていてもよい。ヒー
ト・パイプは、熱伝導率が高い適当な材料で作成するこ
とができる。これは、全体シールドに織り込まれた金の
糸(熱伝導率が高い選択されたヒート・パイプ)又は流
体で満たされた管を含んでいる。
【0029】図9(A)に示される形式の外装されたケ
ーブルの場合には、同軸ケーブルの束が螺旋状の外装8
2によって取り囲まれている。外装の断面は、1つ又は
それ以上の溝が得られるように成形することができる。
その溝は、ケーブルに沿って、プローブ・ハンドルから
熱を送るための熱伝導性の材料で満たされている。代替
的には、図9(B)に最もよく示されるように、変換器
パレットを冷却するために使用される流体を再循環させ
るための入力溝84a及び帰還溝84bを設けるよう
に、外装を成形することができる。
【0030】最後に、図10に示す第6の好ましい実施
例によれば、半導体チラー86が、変換器パレット2と
熱伝導の関係となるように装着されている。次に、図6
及び図7に示された配置と同様の配置を用いて、半導体
チラー86によって発生される熱が外側の環境にパイプ
で伝達される。しかしながら、この場合には、内側ヒー
ト・パイプ36は、変換器パレットに直接熱的に結合さ
れる代わりに、半導体チラー86と熱伝導関係となるよ
うに配置されている。
【0031】上述した実施例は、説明のために開示した
ものである。超音波プローブの設計の当業者は、本発明
の広い概念から逸脱しない変更及び改変を容易に考え付
き得る。特許請求の範囲は、このような変更及び改変を
すべて包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】超音波プローブで使用するための従来の変換器
パレットの部分の概略分解立体図である。
【図2】はんだ付けされた内側ヒート・パイプを介して
変換器パレットがケーブルに熱的に結合されている本発
明の第1の好ましい実施例による超音波プローブの構造
を示す概略図である。
【図3】図2に示す超音波プローブのハンドルを拡大し
て示す概略図である。
【図4】図4(A)〜図4(F)は本発明の好ましい実
施例による内側ヒート・パイプの構成の6つの変形を示
す概略図である。
【図5】受動流体継手を介して変換器パレットがケーブ
ルに熱的に結合されている本発明の第2の好ましい実施
例による超音波プローブのプローブ・ハンドルを示す概
略図である。
【図6】能動流体継手を介して変換器パレットがケーブ
ルに熱的に結合されている本発明の第3の好ましい実施
例による超音波プローブのプローブ・ハンドルを示す概
略図である。
【図7】能動流体継手を介して変換器パレットがケーブ
ルに熱的に結合されている本発明の第3の好ましい実施
例による超音波プローブのプローブ・ハンドル及びシス
テム・コネクタをそれぞれ示す概略図である。
【図8】ヒート・パイプがケーブル・シールドに埋め込
まれている本発明の第4の好ましい実施例による超音波
プローブのケーブルを示す概略断面図である。
【図9】図9(A)はヒート・パイプがケーブル外装内
に成形されている本発明の第5の好ましい実施例による
超音波プローブの外装されたケーブルを示す概略図であ
り、図9(B)は図9(A)に示すプローブに組み込ま
れている外装の断面図である。
【図10】半導体チラーを介して変換器パレットがケー
ブルに熱的に結合されている本発明の第6の好ましい実
施例による超音波プローブのプローブ・ハンドルを示す
概略図である。
【符号の説明】
2 変換器パレット 14 プローブ・ハンドル 16 ケーブル 36 内側ヒート・パイプ 44 ケーブル流路 68 ヒート・パイプ 76 編組シールド 84 溝

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プローブ・ハンドル(14)と、該プロ
    ーブ・ハンドルに接続されているケーブル(16)とを
    備えた超音波プローブであって、 前記ケーブルは、該ケーブルの長さに沿って延在してい
    る熱伝導性の構造(44、68、76又は84)を含ん
    でおり、 前記プローブ・ハンドルは、変換器パレット(2)と、
    ヒート・パイプ(36)とを含んでおり、 該ヒート・パイプは、前記変換器パレットの一部と接触
    していると共に、前記ケーブル内の前記熱伝導性の構造
    に熱的に結合されている超音波プローブ。
  2. 【請求項2】 前記熱伝導性の構造は、熱伝導性の材料
    から成る糸(68)を含んでいる請求項1に記載の超音
    波プローブ。
  3. 【請求項3】 前記熱伝導性の構造は、管(44)を含
    んでいる請求項1に記載の超音波プローブ。
  4. 【請求項4】 前記ケーブルは、編組された全体シール
    ド(76)を含んでおり、前記熱伝導性の構造は、前記
    編組された全体シールドに嵌め込まれている請求項1に
    記載の超音波プローブ。
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003038485A (ja) * 2001-07-31 2003-02-12 Aloka Co Ltd 超音波診断装置
JP2004113789A (ja) * 2002-09-25 2004-04-15 Koninkl Philips Electronics Nv 超音波プローブの接触面冷却装置及びその方法
JP2005279274A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 General Electric Co <Ge> 超音波システム
JP2006025892A (ja) * 2004-07-13 2006-02-02 Toshiba Corp 超音波プローブ
JP2006158411A (ja) * 2004-12-02 2006-06-22 Toshiba Corp 超音波プローブ及び超音波診断装置
JP2006198413A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Siemens Medical Solutions Usa Inc 超音波トランスデューサから廃熱を除去するための冷却システムを使用するための方法
JP2008295749A (ja) * 2007-05-31 2008-12-11 Fujifilm Corp 超音波内視鏡及び超音波内視鏡装置
JP2008301893A (ja) * 2007-06-05 2008-12-18 Fujifilm Corp 超音波内視鏡及び超音波内視鏡装置
JP2009082361A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Fujifilm Corp 超音波探触子
JP2011004874A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Toshiba Corp 超音波プローブ
JP2011229976A (ja) * 2011-08-08 2011-11-17 Toshiba Corp 超音波探触子および超音波画像装置
KR101134747B1 (ko) * 2009-05-11 2012-06-18 도시바 메디칼 시스템즈 코포레이션 초음파 프로브
JP2014516686A (ja) * 2011-05-17 2014-07-17 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 受動的な熱放散を用いるマトリクス超音波プローブ
JP2015510806A (ja) * 2012-03-20 2015-04-13 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 超音波トランスデューサプローブアセンブリ
JP2015510805A (ja) * 2012-03-20 2015-04-13 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 超音波トランスデューサプローブアセンブリ
JP5905169B1 (ja) * 2014-09-02 2016-04-20 オリンパス株式会社 超音波内視鏡
JP2021502171A (ja) * 2017-11-10 2021-01-28 シー・アール・バード・インコーポレーテッドC R Bard Incorporated カテーテル用ヒートシンクならびにそのシステムおよび方法
JP2022088636A (ja) * 2017-11-10 2022-06-14 シー・アール・バード・インコーポレーテッド カテーテル用ヒートシンクならびにそのシステムおよび方法

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6039059A (en) * 1996-09-30 2000-03-21 Verteq, Inc. Wafer cleaning system
DE19836229C1 (de) 1998-08-04 2000-03-23 Hielscher Gmbh Anordnung zur Wärmeableitung, insbesondere für Ultraschallwandler mit hoher Leistung
US6142947A (en) * 1998-12-04 2000-11-07 General Electric Company Ultrasound probe and related methods of assembly/disassembly
JP3330558B2 (ja) 1999-02-25 2002-09-30 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション ケーブルおよび放熱装置
US6300706B1 (en) * 1999-07-14 2001-10-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Compound semiconductor monolithic frequency sources and actuators
US6610011B2 (en) 2000-12-27 2003-08-26 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Method and system for control of probe heating using lens reflection pulse-echo feedback
DE10164758B4 (de) * 2001-05-25 2006-12-07 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben eines handgeführten Applikators eines Ultraschall-Diagnosegerätes und Ultraschall-Diagnosegerät mit einem nach diesem Verfahren betriebenen Applikator
SE520857C2 (sv) * 2002-01-15 2003-09-02 Ultrazonix Dnt Ab Anordning med såväl terapeutiska som diagnostiska givare för mini-invasiv ultraljudsbehandling av ett objekt, där den terapeuti ska givaren är termiskt isolerad
US7314447B2 (en) * 2002-06-27 2008-01-01 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System and method for actively cooling transducer assembly electronics
US6709396B2 (en) * 2002-07-17 2004-03-23 Vermon Ultrasound array transducer for catheter use
US6669638B1 (en) 2002-10-10 2003-12-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Imaging ultrasound transducer temperature control system and method
US6709392B1 (en) 2002-10-10 2004-03-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Imaging ultrasound transducer temperature control system and method using feedback
US6663578B1 (en) 2002-10-11 2003-12-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Operator supervised temperature control system and method for an ultrasound transducer
DE10254894B3 (de) 2002-11-20 2004-05-27 Dr. Hielscher Gmbh Vorrichtung zur Kühlung von Ultraschallwandlern
JP4624659B2 (ja) 2003-09-30 2011-02-02 パナソニック株式会社 超音波探触子
DE10350021B3 (de) * 2003-10-27 2005-05-25 Sick Engineering Gmbh Ultraschallsonde
US7409564B2 (en) * 2004-03-22 2008-08-05 Kump Ken S Digital radiography detector with thermal and power management
US20050215892A1 (en) * 2004-03-22 2005-09-29 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System and method for transducer array cooling through forced convection
US7105986B2 (en) * 2004-08-27 2006-09-12 General Electric Company Ultrasound transducer with enhanced thermal conductivity
DE602005011644D1 (de) 2004-10-27 2009-01-22 Toshiba Kk Ultraschallsonde und Ultraschalldiagnosegerät
JP4685408B2 (ja) * 2004-10-27 2011-05-18 株式会社東芝 超音波プローブ
JP4624165B2 (ja) * 2005-04-13 2011-02-02 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波プローブ及び超音波診断装置
US20080188755A1 (en) * 2005-04-25 2008-08-07 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Ultrasound Transducer Assembly Having Improved Thermal Management
EP1899720A2 (en) * 2005-06-29 2008-03-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optimized temperature measurement in an ultrasound transducer
US9955947B2 (en) * 2005-07-15 2018-05-01 General Electric Company Device and method for shielding an ultrasound probe
US20070167826A1 (en) * 2005-11-30 2007-07-19 Warren Lee Apparatuses for thermal management of actuated probes, such as catheter distal ends
US20070167821A1 (en) 2005-11-30 2007-07-19 Warren Lee Rotatable transducer array for volumetric ultrasound
JP4910397B2 (ja) 2006-01-13 2012-04-04 住友電気工業株式会社 複合ケーブル及び複合ケーブル加工品
JP4843395B2 (ja) * 2006-07-10 2011-12-21 日本電波工業株式会社 超音波探触子
US20080125658A1 (en) * 2006-09-01 2008-05-29 General Electric Company Low-profile acoustic transducer assembly
US8475375B2 (en) * 2006-12-15 2013-07-02 General Electric Company System and method for actively cooling an ultrasound probe
DE502008000385D1 (de) * 2007-03-06 2010-04-08 Ebm Papst St Georgen Gmbh & Co Elektronisch kommutierter Außenläufermotor mit einer Leiterplatte
US20080228249A1 (en) * 2007-03-12 2008-09-18 Barnitz James C Medical device with thermal management of the device-tissue interface
US7918799B2 (en) * 2008-02-18 2011-04-05 General Electric Company Method and interface for cooling electronics that generate heat
KR101018626B1 (ko) 2008-07-22 2011-03-03 주식회사 휴먼스캔 히트 싱크를 가지는 초음파 프로브
US20100191113A1 (en) * 2009-01-28 2010-07-29 General Electric Company Systems and methods for ultrasound imaging with reduced thermal dose
DE102009049683B4 (de) * 2009-10-19 2016-06-09 Richard Wolf Gmbh Endoskopisches Instrument
JP2011181731A (ja) * 2010-03-02 2011-09-15 Molex Inc カード状部品用ソケットを備えた電子機器
US9186123B1 (en) 2010-08-24 2015-11-17 Fujifilm Sonosite, Inc. Ultrasound scanners with anisotropic heat distributors for ultrasound probe
US9072487B2 (en) 2012-05-11 2015-07-07 General Electric Company Ultrasound probe thermal drain
WO2014080312A1 (en) * 2012-11-20 2014-05-30 Koninklijke Philips N.V. Frameless ultrasound probes with heat dissipation
KR20140144466A (ko) * 2013-06-11 2014-12-19 삼성전자주식회사 휴대용 초음파 프로브
EP2992829B1 (en) 2014-09-02 2018-06-20 Esaote S.p.A. Ultrasound probe with optimized thermal management
US20170238902A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-24 General Electric Company System for reducing a footprint of an ultrasound transducer probe
CN109414251B (zh) * 2016-06-30 2022-01-18 富士胶片株式会社 超声波内窥镜及其制造方法
CN109414252B (zh) 2016-06-30 2021-05-11 富士胶片株式会社 超声波内窥镜
CN109414253B (zh) * 2016-06-30 2021-06-08 富士胶片株式会社 超声波内窥镜
JP6608532B2 (ja) * 2016-07-19 2019-11-20 オリンパス株式会社 超音波プローブ、及び超音波内視鏡
US10779801B2 (en) 2016-09-21 2020-09-22 Clarius Mobile Health Corp. Ultrasound apparatus with improved heat dissipation and methods for providing same
WO2019185478A1 (en) 2018-03-30 2019-10-03 Koninklijke Philips N.V. Thermally-conductive material layer and internal structure for ultrasound imaging probe
CN112638264B (zh) 2018-06-12 2024-05-17 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 超声波换能器、超声波探头以及超声波检测装置
FR3088765B1 (fr) 2018-11-16 2022-10-14 Supersonic Imagine Sonde avec chambre de refroidissement et procede de fabrication d’une telle sonde
US20200178941A1 (en) * 2018-12-07 2020-06-11 General Electric Company Ultrasound probe and method of making the same
US11497468B2 (en) * 2018-12-21 2022-11-15 Fujifilm Sonosite, Inc. Ultrasound probe
JP2022552229A (ja) 2019-10-10 2022-12-15 サニーブルック リサーチ インスティチュート 超音波トランスデューサ及び超音波トランスデューサアレイを冷却するためのシステム及び方法
EP3811872B1 (en) 2019-10-23 2023-07-26 Esaote S.p.A. Ultrasound probe with improved thermal management
KR102406068B1 (ko) * 2020-01-31 2022-06-08 주식회사 세라젬 전자파 차폐가 가능한 다기능 프로브

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2789557A (en) * 1952-01-07 1957-04-23 Raytheon Mfg Co Ultrasonic therapeutic devices
CH442797A (de) * 1965-06-22 1967-08-31 List Hans Dipl Ing Dr Dr H C P Piezoelektrischer Druckgeber und Verfahren zu seiner Herstellung
US3518766A (en) * 1969-01-30 1970-07-07 Emanuel Burt Piezoelectric cleaning device with removable workpiece
JPH0653120B2 (ja) * 1985-05-10 1994-07-20 オリンパス光学工業株式会社 超音波診断装置
US5225734A (en) * 1990-03-01 1993-07-06 Canon Kabushiki Kaisha Vibration wave driven motor
US5213103A (en) * 1992-01-31 1993-05-25 Acoustic Imaging Technologies Corp. Apparatus for and method of cooling ultrasonic medical transducers by conductive heat transfer
DE4325028B4 (de) * 1993-07-26 2005-05-19 Siemens Ag Ultraschall-Wandlereinrichtung mit einem ein- oder zweidimensionalen Array von Wandlerelementen
US5584183A (en) * 1994-02-18 1996-12-17 Solid State Cooling Systems Thermoelectric heat exchanger
US5560362A (en) * 1994-06-13 1996-10-01 Acuson Corporation Active thermal control of ultrasound transducers
US5541468A (en) * 1994-11-21 1996-07-30 General Electric Company Monolithic transducer array case and method for its manufacture
US5545942A (en) * 1994-11-21 1996-08-13 General Electric Company Method and apparatus for dissipating heat from a transducer element array of an ultrasound probe
US5598051A (en) * 1994-11-21 1997-01-28 General Electric Company Bilayer ultrasonic transducer having reduced total electrical impedance

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003038485A (ja) * 2001-07-31 2003-02-12 Aloka Co Ltd 超音波診断装置
JP2004113789A (ja) * 2002-09-25 2004-04-15 Koninkl Philips Electronics Nv 超音波プローブの接触面冷却装置及びその方法
JP2005279274A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 General Electric Co <Ge> 超音波システム
JP2006025892A (ja) * 2004-07-13 2006-02-02 Toshiba Corp 超音波プローブ
JP2006158411A (ja) * 2004-12-02 2006-06-22 Toshiba Corp 超音波プローブ及び超音波診断装置
JP4594710B2 (ja) * 2004-12-02 2010-12-08 株式会社東芝 超音波プローブ及び超音波診断装置
JP2006198413A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Siemens Medical Solutions Usa Inc 超音波トランスデューサから廃熱を除去するための冷却システムを使用するための方法
JP2008295749A (ja) * 2007-05-31 2008-12-11 Fujifilm Corp 超音波内視鏡及び超音波内視鏡装置
US8376950B2 (en) 2007-05-31 2013-02-19 Fujifilm Corporation Ultrasonic endoscope and ultrasonic endoscopic apparatus
JP2008301893A (ja) * 2007-06-05 2008-12-18 Fujifilm Corp 超音波内視鏡及び超音波内視鏡装置
JP2009082361A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Fujifilm Corp 超音波探触子
KR101134747B1 (ko) * 2009-05-11 2012-06-18 도시바 메디칼 시스템즈 코포레이션 초음파 프로브
JP2011004874A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Toshiba Corp 超音波プローブ
JP2014516686A (ja) * 2011-05-17 2014-07-17 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 受動的な熱放散を用いるマトリクス超音波プローブ
JP2011229976A (ja) * 2011-08-08 2011-11-17 Toshiba Corp 超音波探触子および超音波画像装置
JP2015510806A (ja) * 2012-03-20 2015-04-13 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 超音波トランスデューサプローブアセンブリ
JP2015510805A (ja) * 2012-03-20 2015-04-13 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 超音波トランスデューサプローブアセンブリ
JP5905169B1 (ja) * 2014-09-02 2016-04-20 オリンパス株式会社 超音波内視鏡
JP2021502171A (ja) * 2017-11-10 2021-01-28 シー・アール・バード・インコーポレーテッドC R Bard Incorporated カテーテル用ヒートシンクならびにそのシステムおよび方法
JP2022088636A (ja) * 2017-11-10 2022-06-14 シー・アール・バード・インコーポレーテッド カテーテル用ヒートシンクならびにそのシステムおよび方法
US11707288B2 (en) 2017-11-10 2023-07-25 C.R. Bard, Inc. Heat sinks for catheters, and systems and methods thereof

Also Published As

Publication number Publication date
DE69628901D1 (de) 2003-08-07
DE69628901T2 (de) 2004-04-22
EP0782125B1 (en) 2003-07-02
EP0782125A3 (en) 1999-02-03
EP0782125A2 (en) 1997-07-02
US5721463A (en) 1998-02-24

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