JPH11155863A - Ultrasonic probe - Google Patents

Ultrasonic probe

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Publication number
JPH11155863A
JPH11155863A JP32634497A JP32634497A JPH11155863A JP H11155863 A JPH11155863 A JP H11155863A JP 32634497 A JP32634497 A JP 32634497A JP 32634497 A JP32634497 A JP 32634497A JP H11155863 A JPH11155863 A JP H11155863A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
vibrator
piezoelectric
ultrasonic probe
contrast agent
Prior art date
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Application number
JP32634497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Stant Kawan
カワン・スタント
Shinichi Takeuchi
真一 竹内
Kenji Hayashi
賢二 林
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Toin Gakuen
Original Assignee
Toin Gakuen
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Publication date
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Publication of JPH11155863A publication Critical patent/JPH11155863A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently receive a harmonic component generated according to the nonlinear behavior of an ultrasonic contrast medium when an ultrasonic wave is applied to the ultrasonic contrast medium. SOLUTION: A piezoelectric ultrasonic wave vibrator 3 for transmission and a high polymer piezoelectric vibrator 1 for receiving are stored in one case. The piezoelectric ultrasonic vibrator 3 has resonance frequency or antiresonance frequency which coincides in a resonance frequency of an ultrasonic contrast medium or a frequency having a specified relationship to the resonance frequency of the ultrasonic contrast medium, while the high polymer piezoelectric vibrator 1 is a non-resonance vibrator which can receive a harmonic component generated according to the nonlinear behavior of an ultrasonic contrast medium. An acoustic matching layer 2 is formed on the front of the transmitting piezoelectric ultrasonic vibrator 3, and the receiving high polymer piezoelectric vibrator 1 is superposed on the front thereof. Thus, only the region where the injected ultrasonic contrast medium exists such as a cancer tissue in which blood capillaries are concentrated in a blood vessel or its peripheral part in the human body can be extracted more clearly than the other region.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する分野】本発明は、人体などの医用診断を
目的として超音波造影剤を用いて診断画像を鮮明にする
超音波診断装置のための超音波探触子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe for an ultrasonic diagnostic apparatus for sharpening a diagnostic image using an ultrasonic contrast agent for medical diagnosis of a human body or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波造影剤に超音波を照射した時に、
超音波造影剤の非線形的挙動に基づいて発生する高調波
成分だけを選択的に抽出することにより、人体内の血管
や周辺部に毛細血管の集中した癌組織など注入した超音
波造影剤が存在する部位だけを他の部位より鮮明に描出
するいわゆるハーモニックイメージング法を用いた超音
波診断装置が、近年注目を集めている。
2. Description of the Related Art When an ultrasonic contrast medium is irradiated with ultrasonic waves,
By selectively extracting only the harmonic components generated based on the non-linear behavior of the ultrasound contrast agent, the presence of an injected ultrasound contrast agent such as cancerous tissue with concentrated blood vessels in the blood vessels and peripheral parts of the human body In recent years, an ultrasonic diagnostic apparatus using a so-called harmonic imaging method that renders only a part to be performed more clearly than other parts has attracted attention.

【0003】上述のいわゆるハーモニックイメージング
法を用いた超音波診断装置においても、従来の超音波診
断装置に用いられてきたと同様の送受信兼用の圧電振動
子が採用された超音波探触子が用いられている。この超
音波探触子で受信した超音波造影剤によって発生された
散乱波をバンドパスフィルターを通過させることによっ
て、散乱波に含まれる第2高調波成分だけを抽出して前
記ハーモニックイメージング法を実現している。
In the above-described ultrasonic diagnostic apparatus using the so-called harmonic imaging method, an ultrasonic probe employing a transmitting / receiving piezoelectric vibrator similar to that used in a conventional ultrasonic diagnostic apparatus is used. ing. By passing a scattered wave generated by an ultrasonic contrast agent received by the ultrasonic probe through a band-pass filter, only the second harmonic component contained in the scattered wave is extracted to realize the harmonic imaging method. doing.

【0004】ここで、第2高調波成分とは、散乱波の中
の超音波造影剤に照射した超音波の周波数の2倍の周波
数付近の成分をいう。
[0004] Here, the second harmonic component refers to a component in the vicinity of twice the frequency of the ultrasonic wave applied to the ultrasonic contrast agent in the scattered wave.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなハーモニックイメージング法あるいは超音波血管
造影法を実現するために使用される超音波探触子は、従
来の超音波診断装置に使用されている超音波探触子と同
じ送受信兼用の圧電セラミック振動子が用いられてい
る。このため、基本周波数成分(すなわち、超音波造影
剤の共振周波数と一致する周波数成分)および基本周波
数の奇数倍の高調波成分のみにしか受信感度がなく、第
2高調波成分に対する受信感度が著しく低い。従って、
超音波造影剤によって散乱された散乱波に含まれる第2
高調波成分を効率良く受信することが不可能であるとい
う問題があった。
However, an ultrasonic probe used for realizing the above-described harmonic imaging method or ultrasonic angiography is used in a conventional ultrasonic diagnostic apparatus. The same transmitting / receiving piezoelectric ceramic vibrator as the ultrasonic probe is used. For this reason, only the fundamental frequency component (that is, the frequency component that matches the resonance frequency of the ultrasonic contrast agent) and the harmonic component that is an odd multiple of the fundamental frequency have the receiving sensitivity, and the receiving sensitivity to the second harmonic component is remarkable. Low. Therefore,
Second scattered wave scattered by the ultrasonic contrast agent
There is a problem that it is impossible to efficiently receive harmonic components.

【0006】また、近年ハーモニック・イメージ用超音
波探触子として厚さの異なる2枚の積層圧電セラミック
振動子を積層構造として、この2枚の積層圧電セラミッ
ク振動子を電気的に同時駆動し、受信時にも同時に2枚
の圧電セラミック振動子で同時に受信する方式の超音波
探触子が提案された。
In recent years, as an ultrasonic probe for harmonic imaging, two laminated piezoelectric ceramic vibrators having different thicknesses have a laminated structure, and these two laminated piezoelectric ceramic vibrators are electrically driven simultaneously. An ultrasonic probe of a type in which two piezoelectric ceramic vibrators simultaneously receive a signal at the time of reception has been proposed.

【0007】この方式の超音波探触子にあっては、2枚
の圧電セラミック振動子のうちの薄い方の振動子の厚さ
を厚い方の振動子の厚さのちょうど半分にすれば、厚い
方の振動子で基本波成分を送受信し、薄い方の振動子で
第2高調波成分の送受信が可能となる。
In the ultrasonic probe of this type, if the thickness of the thinner one of the two piezoelectric ceramic vibrators is made exactly half the thickness of the thicker one, The fundamental oscillator component can be transmitted and received by the thicker vibrator, and the second harmonic component can be transmitted and received by the thinner vibrator.

【0008】しかしながら、この超音波探触子にあって
は、送信される超音波信号中に、既に第2高調波成分が
含まれているので、受信信号中に含まれる第2高調波成
分が、微小気泡超音波造影剤の非線形的挙動に基づくも
のなのか、送信信号にはじめから含まれていたものなの
かを識別することが困難であるという問題があった。
However, in this ultrasonic probe, since the transmitted ultrasonic signal already contains the second harmonic component, the second harmonic component contained in the received signal is not included. However, there is a problem that it is difficult to distinguish whether the microbubble is based on the non-linear behavior of the ultrasonic contrast agent or is originally included in the transmission signal.

【0009】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、超音波造影剤に超音波を照射した時
に、超音波造影剤の非線形的挙動に基づいて発生する高
調波成分だけを選択的に抽出し、人体内の血管や周辺部
に毛細血管の集中した癌組織など注入した超音波造影剤
が存在する部位だけを他の部位より鮮明に描出するいわ
ゆるハーモニックイメージング法を効果的に実現できる
超音波探触子を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a high-frequency component generated based on the nonlinear behavior of an ultrasonic contrast agent when the ultrasonic contrast agent is irradiated with ultrasonic waves. The so-called harmonic imaging method that selectively extracts only the area where the injected ultrasound contrast agent exists, such as blood vessels in the human body and cancer tissues with concentrated capillaries around the body, more clearly than other areas It is an object of the present invention to provide an ultrasonic probe which can be realized in a practical manner.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は次のように構成する。
In order to achieve this object, the present invention is configured as follows.

【0011】本発明は、人体などの医用診断を目的とし
て超音波造影剤を用いて診断画像を鮮明にする超音波診
断装置のための超音波探触子を対象とする。
The present invention is directed to an ultrasonic probe for an ultrasonic diagnostic apparatus for clarifying a diagnostic image using an ultrasonic contrast agent for medical diagnosis of a human body or the like.

【0012】本発明に係る超音波探触子は、超音波造影
剤に超音波を照射した時に、超音波造影剤に超音波を照
射し、人体内で注入した超音波造影剤が存在する部位だ
けを鮮明に描出するいわゆるハーモニックイメージング
法を用いた超音波診断装置に使用する超音波探触子にお
いて、前記超音波探触子の1つのケース内に、送信用超
音波振動子と受信用超音波圧電膜振動子とが収納され、
前記送信用超音波振動子は、前記超音波造影剤の共振周
波数又は前記超音波造影剤の共振周波数に対して特定の
関係を有する周波数に、一致する共振周波数又は反共振
周波数を有し、前記受信用超音波振動子は、非共振型の
振動子であり、前記超音波造影剤の非線形的挙動に基づ
いて発生する高調波成分をも受信可能なことを特徴とす
る。
An ultrasonic probe according to the present invention irradiates an ultrasonic contrast agent with an ultrasonic wave when irradiating the ultrasonic contrast agent with an ultrasonic wave, and a portion where the ultrasonic contrast agent injected in a human body exists. Probe for use in an ultrasonic diagnostic apparatus using a so-called harmonic imaging method that clearly depicts only the ultrasound probe, a transmitting ultrasonic transducer and a receiving ultrasonic transducer are provided in one case of the ultrasonic probe. The acoustic piezoelectric membrane vibrator is housed,
The transmission ultrasonic transducer, the resonance frequency of the ultrasonic contrast agent or a frequency having a specific relationship to the resonance frequency of the ultrasonic contrast agent, having a resonance frequency or anti-resonance frequency that matches, the The receiving ultrasonic vibrator is a non-resonant type vibrator, and is capable of receiving a harmonic component generated based on a non-linear behavior of the ultrasonic contrast agent.

【0013】すなわち、送信用超音波振動子には、超音
波造影剤の共振周波数または超音波造影剤の共振周波数
に対して特定の関係を有する指定した周波数に共振周波
数または反共振周波数が一致するような共振形の超音波
振動子を用いることで、効率良く超音波造影剤に対して
超音波パルスを照射可能となるとともに、受信用超音波
振動子に、非共振型の高分子圧電振動子を使用すること
により、どのような周波数成分の超音波も受信可能とな
るので、従来の送受信兼用の圧電セラミック振動子を用
いた超音波探触子に比べ、基本波成分(共振周波数に一
致)およびその奇数倍の周波数成分だけでなく、第2高
調波成分をはじめ任意の周波数の散乱波成分を取り逃す
ことなく受信することができる。
That is, in the transmitting ultrasonic vibrator, the resonance frequency or the anti-resonance frequency coincides with the resonance frequency of the ultrasonic contrast agent or a designated frequency having a specific relationship with the resonance frequency of the ultrasonic contrast agent. By using such a resonance type ultrasonic transducer, it is possible to efficiently irradiate the ultrasonic pulse to the ultrasonic contrast agent, and a non-resonance type polymer piezoelectric transducer is used as the reception ultrasonic transducer. By using, the ultrasonic wave of any frequency component can be received, so that the fundamental wave component (coincides with the resonance frequency) compared to the conventional ultrasonic probe using the piezoelectric ceramic vibrator for both transmission and reception It is possible to receive not only the frequency component of an odd multiple thereof but also the scattered wave component of an arbitrary frequency including the second harmonic component without missing it.

【0014】また、本発明に係る超音波探触子にあって
は送信超音波信号中に第2高調波成分は本質的に含まれ
ていないので、受信信号に含まれる第2高調波は明らか
に送信信号に基づくものではなく、微小気泡超音波造影
剤の非線形的挙動に基づくものであることを容易に認識
できる。
Further, in the ultrasonic probe according to the present invention, since the second harmonic component is not essentially contained in the transmitted ultrasonic signal, the second harmonic contained in the received signal is apparent. It can be easily recognized that this is not based on the transmission signal but on the non-linear behavior of the microbubble ultrasonic contrast agent.

【0015】また、本発明に係る超音波探触子は、前記
送信用の圧電超音波振動子と受信用の高分子圧電振動子
を重ねて配設したことを特徴とする。
Further, the ultrasonic probe according to the present invention is characterized in that the transmitting piezoelectric ultrasonic vibrator and the receiving polymer piezoelectric vibrator are overlapped with each other.

【0016】従って、送信用の圧電超音波振動子と受信
用の高分子圧電振動子を積層構造として一つの超音波探
触子ケースに納めてあるので、従来の超音波探触子の使
用感覚を損なうこともない。
Accordingly, the piezoelectric ultrasonic transducer for transmission and the polymer piezoelectric vibrator for reception are stacked in a single ultrasonic probe case as a laminated structure. Does not impair.

【0017】また、本発明に係る超音波探触子は、前記
送信用の圧電超音波振動子の前面に音響整合層を設け、
更にその前面に受信用の高分子圧電振動子を重ねて配設
したことを特徴とする。
Further, in the ultrasonic probe according to the present invention, an acoustic matching layer is provided on a front surface of the transmitting piezoelectric ultrasonic transducer,
Further, a high-molecular piezoelectric vibrator for reception is superposed and disposed on the front surface thereof.

【0018】更に、送信用の圧電超音波振動子の前面に
音響整合層を設ける場合にも、高分子圧電振動子の音響
インピーダンスは、音響整合層の音響インピーダンスに
非常に類似しているか、又は音響整合層の音響インピー
ダンスと人体の音響インピーダンスの中間的な音響イン
ピーダンスを有するように設定されている。従って、超
音波送信時にも送信された超音波パルスの伝搬を受信用
の高分子圧電振動子が妨害するといった問題も生ずるこ
となく、より効果的な第2高調波成分の検出が可能とな
る。
Further, when an acoustic matching layer is provided on the front surface of the transmitting piezoelectric ultrasonic vibrator, the acoustic impedance of the polymer piezoelectric vibrator is very similar to the acoustic impedance of the acoustic matching layer, or The acoustic impedance is set to be intermediate between the acoustic impedance of the acoustic matching layer and the acoustic impedance of the human body. Therefore, it is possible to more effectively detect the second harmonic component without causing the problem that the propagation of the transmitted ultrasonic pulse is obstructed by the receiving polymer piezoelectric vibrator even when transmitting the ultrasonic wave.

【0019】更に、本発明に係る他の超音波探触子は、
送信用の圧電超音波振動子、音響整合層、受信用の高分
子圧電振動子が順次積層された振動子複合体を形成し、
複数の振動子複合体をアレー状に配列したことを特徴と
する。
Further, another ultrasonic probe according to the present invention comprises:
Forming a transducer composite in which a piezoelectric ultrasonic transducer for transmission, an acoustic matching layer, and a polymer piezoelectric transducer for reception are sequentially laminated,
A plurality of transducer complexes are arranged in an array.

【0020】このアレー状に配列された振動子複合体を
順次高速に切り換えることにより、リアル・タイムで血
管や微細な癌組織などの診断画像を鮮明に描写すること
ができる。
By sequentially switching the vibrator composites arranged in an array at a high speed, a diagnostic image of a blood vessel or a fine cancer tissue can be clearly described in real time.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1には、本発明
の超音波探触子11の一実施の形態の構成が示されてい
る。同図において、圧電超音波振動子3は、送信用超音
波振動子である。圧電超音波振動子3として、例えばジ
ルコン酸チタン酸鉛(いわゆるPZT)、チタン酸鉛、
チタン酸バリウムその他の各種の圧電セラミック振動子
を用いることができるが、ニオブ酸鉛等の結晶系の圧電
振動子をはじめ、微小気泡超音波造影剤の共振周波数と
なるMHz帯に共振周波数を有する圧電振動子であれば
どのような振動子でもかまわない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 shows a configuration of an ultrasonic probe 11 according to an embodiment of the present invention. In the figure, a piezoelectric ultrasonic vibrator 3 is a transmitting ultrasonic vibrator. As the piezoelectric ultrasonic transducer 3, for example, lead zirconate titanate (so-called PZT), lead titanate,
Barium titanate and other various piezoelectric ceramic vibrators can be used, but have a resonance frequency in the MHz band that is the resonance frequency of microbubble ultrasonic contrast agents, including crystalline piezoelectric vibrators such as lead niobate Any piezoelectric vibrator may be used.

【0022】また、音響整合層2は、送信時に送信用の
圧電超音波振動子3から発生した超音波パルスを効率良
く診断対象となる部位に入射させるために、送信用の圧
電超音波振動子3の前面に配設されている。音響整合層
2は、音響インピーダンスが送信用の圧電超音波振動子
3の音響インピーダンスと人体又は水の音響インピーダ
ンスの中間的な値を有する材料が用いられている。この
ような材料としては、通常、エポキシ樹脂その他の各種
の高分子材料に酸化金属粉末、セラミック粉末その他を
混入させて、必要な音響インピーダンスを有するように
調整した材料が用いられている。また、この音響整合層
2の厚さは、送信周波数に対して4分の1波長付近の厚
さとなるように加工されている。
The acoustic matching layer 2 is provided for transmitting the ultrasonic pulse generated from the transmitting piezoelectric ultrasonic vibrator 3 to a portion to be diagnosed efficiently at the time of transmission. 3 is provided on the front surface. The acoustic matching layer 2 is made of a material having an acoustic impedance intermediate between the acoustic impedance of the transmitting piezoelectric ultrasonic vibrator 3 and the acoustic impedance of the human body or water. As such a material, a material obtained by mixing a metal oxide powder, a ceramic powder, or the like with an epoxy resin or other various polymer materials so as to have a required acoustic impedance is generally used. Further, the thickness of the acoustic matching layer 2 is processed so as to be about a quarter wavelength with respect to the transmission frequency.

【0023】高分子圧電振動子1は、受信用超音波振動
子である。高分子圧電振動子1としては、ポリフッ化ビ
ニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニリデンとトリフ
ロロエチレンの共重合体、あるいはゴムその他の高分子
材料にPZT等の圧電セラミックの粉末を混入させて分
極した圧電ゴム等、その音響インピーダンスが送信用の
音響整合層の音響インピーダンスに近似しているか、あ
るいは人体又は水の音響インピーダンスと音響整合層の
音響インピーダンスの中間的な値を有し、その共振周波
数が微小気泡超音波造影剤の共振周波数と比較して1桁
程度以上高くなるような厚さの十分薄い高分子圧電膜で
あれば、どのような圧電振動子でもかまわない。
The polymer piezoelectric vibrator 1 is a receiving ultrasonic vibrator. As the polymer piezoelectric vibrator 1, a piezoelectric material obtained by mixing a piezoelectric ceramic powder such as PZT with polyvinylidene fluoride (PVDF), a copolymer of polyvinylidene fluoride and trifluoroethylene, or a rubber or other polymer material is used. The acoustic impedance of rubber or the like is close to the acoustic impedance of the acoustic matching layer for transmission, or has an intermediate value between the acoustic impedance of the human body or water and the acoustic impedance of the acoustic matching layer, and its resonance frequency is very small. Any piezoelectric vibrator may be used as long as it is a sufficiently thin polymer piezoelectric film whose thickness is higher by about one digit or more than the resonance frequency of the bubble ultrasonic contrast agent.

【0024】背板4は、圧電超音波振動子3を支持する
支持材料で、圧電超音波振動子3の背面に装着する部材
である。この背板4は、圧電超音波振動子3の背面から
背板4に放射された超音波成分が端面で反射されて再び
圧電超音波振動子3に戻って不要超音波成分を人体など
の測定対象に放射してしまうことを回避するために十分
な吸音性能を有している必要もある。一般的には、フェ
ライトゴムの様なゴム系の材料やフッ素系樹脂、または
エポキシ樹脂の様な熱硬化性樹脂に散乱性または吸音性
の高い微粉体を混入した複合材料が用いられている。
The back plate 4 is a supporting material for supporting the piezoelectric ultrasonic vibrator 3 and is a member mounted on the back surface of the piezoelectric ultrasonic vibrator 3. The back plate 4 reflects an ultrasonic component radiated from the back surface of the piezoelectric ultrasonic vibrator 3 to the back plate 4 at an end face, returns to the piezoelectric ultrasonic vibrator 3 again, and measures an unnecessary ultrasonic component such as a human body. It is also necessary to have sufficient sound absorption performance to avoid radiating to the target. In general, a composite material in which fine particles having high scattering or sound absorption properties are mixed with a rubber-based material such as a ferrite rubber, a fluorine-based resin, or a thermosetting resin such as an epoxy resin is used.

【0025】本発明の超音波探触子11は、背板4に接
着などの手段によって、送信用の共振型の圧電超音波振
動子1が配設され、その前面にモールドあるいは接着等
の手段によって送信用の音響整合層2が設けられてい
る。更に、前記音響整合層2の前面に接着などの手段に
より受信用の高分子圧電振動子1が配設されている。送
信用HOT側シールド線6は、送信用の圧電超音波振動
子3に駆動用電気信号を供給するためのHOT側のリー
ド線である。受信用HOT側シールド線5は、受信用の
高分子圧電振動子1で受信した受信信号を受信回路へ送
るためのHOT側のリード線である。更に、GNDリー
ド線7は、送信用および受信用の兼用のGND側のリー
ド線である。
In the ultrasonic probe 11 of the present invention, a resonance type piezoelectric ultrasonic vibrator 1 for transmission is disposed on the back plate 4 by means of bonding or the like, and a means such as molding or bonding is provided on the front surface thereof. Thus, an acoustic matching layer 2 for transmission is provided. Further, a receiving polymer piezoelectric vibrator 1 is disposed on the front surface of the acoustic matching layer 2 by means such as bonding. The transmitting HOT-side shield wire 6 is a lead wire on the HOT side for supplying a driving electric signal to the transmitting piezoelectric ultrasonic vibrator 3. The receiving HOT-side shield wire 5 is a lead wire on the HOT side for transmitting a received signal received by the receiving polymer piezoelectric vibrator 1 to a receiving circuit. Further, the GND lead 7 is a GND lead for both transmission and reception.

【0026】本発明の超音波探触子11は、同一のケー
ス内に送信用の圧電超音波振動子3と受信用の高分子圧
電振動子1とが存在する構造となっている。更に、送信
用の圧電超音波振動子3に印加する駆動電圧は、受信信
号の電圧レベルより40dBあるいは60dB以上大き
い。従って、ケース内で送信用の圧電超音波振動子3の
駆動信号が受信用の高分子圧電振動子1あるいは受信信
号伝送用リード線などに静電的に結合すると測定の妨害
となり大きな問題を生ずる。そこで、本実施の形態で
は、各リード線5〜7にはシールド線を使用してある。
The ultrasonic probe 11 of the present invention has a structure in which a transmitting piezoelectric ultrasonic vibrator 3 and a receiving polymer piezoelectric vibrator 1 are present in the same case. Further, the driving voltage applied to the transmitting piezoelectric ultrasonic vibrator 3 is higher than the voltage level of the received signal by 40 dB or 60 dB or more. Therefore, if the drive signal of the transmitting piezoelectric ultrasonic vibrator 3 is electrostatically coupled to the receiving polymeric piezoelectric vibrator 1 or the receiving signal transmitting lead wire in the case, the measurement is disturbed and a large problem occurs. . Therefore, in the present embodiment, shield wires are used for the respective lead wires 5 to 7.

【0027】また、外部からの到来雑音の影響を避け、
外部への電磁波の放出も避けるために探触子コア部の周
囲にはシールド用銅箔8を巻き付けて、これをGND側
シールド線7に接続してある。図2には、探触子コア部
の周囲にシールド用銅箔8を施した実施の形態を示す図
である。
In addition, avoid the influence of the external incoming noise,
In order to avoid the emission of electromagnetic waves to the outside, a shield copper foil 8 is wound around the probe core and connected to the GND-side shield wire 7. FIG. 2 is a diagram showing an embodiment in which a shielding copper foil 8 is provided around the probe core.

【0028】図3には、本発明の超音波探触子11を用
いた機能確認を行うための実験システムの構成が示され
ている。なお、本実施形態では、送信用の圧電超音波振
動子3として、圧電セラミック振動子を用いることとし
た。
FIG. 3 shows the configuration of an experimental system for confirming functions using the ultrasonic probe 11 of the present invention. In the present embodiment, a piezoelectric ceramic vibrator is used as the transmitting piezoelectric ultrasonic vibrator 3.

【0029】パルサ回路20を用いて、本発明の超音波
探触子11を駆動し水槽の中の水中を伝搬し、金属製完
全反射体から反射してきた超音波を同一の超音波探触子
11で受信し、レシーバ31で線形性を崩さない適切な
レベルまで増幅した後、オシロスコープ32にその受信
波形を表示させ、更にフーリエ変換により周波数スペク
トルを求めるシステムである。
Using the pulsar circuit 20, the ultrasonic probe 11 of the present invention is driven to propagate underwater in the water tank, and the ultrasonic wave reflected from the metal perfect reflector is reflected by the same ultrasonic probe. After receiving the signal at 11 and amplifying it to an appropriate level so as not to lose the linearity at the receiver 31, the oscilloscope 32 displays the received waveform and further obtains a frequency spectrum by Fourier transform.

【0030】この実験システムを使用して、本発明の超
音波探触子中に内蔵される2種類の圧電振動子のうち、
送信用の圧電セラミック振動子3のみを送信、受信の両
方に用い、受信用の高分子圧電膜振動子1にはいかなる
電気回路も接続せずに高分子圧電振動子1を単に音響整
合層2の一部としてふるまわせる使用方法の場合の、受
信波形の周波数スペクトルの一例を図4に示す。
Using this experimental system, of the two types of piezoelectric vibrators built in the ultrasonic probe of the present invention,
Only the piezoelectric ceramic vibrator 3 for transmission is used for both transmission and reception, and the polymer piezoelectric vibrator 1 for reception is simply connected to the acoustic matching layer 2 without connecting any electric circuit to the piezoelectric vibrator 1 for reception. FIG. 4 shows an example of the frequency spectrum of the received waveform in the case of the usage method of acting as a part of.

【0031】この場合は、該超音探触子は従来の超音波
診断装置用送受信兼用型超音波探触子として機能する。
実験に使用した送信用の圧電セラミック振動子3の共振
周波数は3.5MHzとし、照射音圧が約35kPaと
なるように駆動電圧をコントロールした。この場合には
送信周波数の2倍の周波数の第2高調波成分は全く観測
できなかった。従って、本発明に係る超音波探触子は、
送信超音波信号の中に第2高調波成分に相当する信号成
分を含まないので、受信信号に含まれる第2高調波成分
が微小気泡超音波造影剤の非線形的挙動に基づくもので
あるか否かを容易に判断できる。
In this case, the ultrasonic probe functions as a conventional transmitting / receiving ultrasonic probe for an ultrasonic diagnostic apparatus.
The resonance frequency of the transmitting piezoelectric ceramic vibrator 3 used in the experiment was 3.5 MHz, and the driving voltage was controlled so that the irradiation sound pressure was about 35 kPa. In this case, the second harmonic component at twice the transmission frequency could not be observed. Therefore, the ultrasonic probe according to the present invention,
Since the transmitted ultrasonic signal does not include a signal component corresponding to the second harmonic component, it is determined whether the second harmonic component included in the received signal is based on the nonlinear behavior of the microbubble ultrasonic contrast agent. Can be easily determined.

【0032】一方、図5には、図3の実験システムを使
用して実施したもう一つの機能確認実験の結果を示す。
図5のデータを取得した実験においては超音波の送信に
は該超音波探触子の送信用の圧電セラミック振動子3、
受信には受信用の高分子圧電振動子1を使用して、前記
図4の実験と同一条件で測定した完全反射体からの反射
波の周波数スペクトルの一例である。このデータには、
図4のデータには観測されなかった第2高調波成分が約
6.2MHz付近に観測できる。これは、完全反射体か
らの反射波に含まれる、水中伝搬に基づいて発生した非
線形効果による第2高調波成分である。
On the other hand, FIG. 5 shows the result of another function confirmation experiment conducted using the experiment system of FIG.
In the experiment in which the data shown in FIG. 5 was obtained, the ultrasonic probe 3 was used for transmitting ultrasonic waves,
This is an example of the frequency spectrum of the reflected wave from the perfect reflector measured under the same conditions as in the experiment of FIG. 4 using the receiving polymer piezoelectric vibrator 1 for reception. This data includes
The second harmonic component not observed in the data of FIG. 4 can be observed at about 6.2 MHz. This is a second harmonic component due to a non-linear effect generated based on underwater propagation, which is included in the reflected wave from the perfect reflector.

【0033】図4および図5のデータを比較すると本発
明にかかる超音波探触子を用いると第2高調波成分の検
出が可能であることがわかる。
A comparison of the data of FIGS. 4 and 5 shows that the use of the ultrasonic probe according to the present invention makes it possible to detect the second harmonic component.

【0034】次に図6には、本発明に係る超音波探触子
11を用いて微小気泡超音波造影剤からの散乱波に含ま
れる第2高調波成分を検出するための実験システムの構
成が示されいてる。上記システムは、パルサ回路20を
用いて、本発明の超音波探触子11内の送信用圧電セラ
ミック振動子3を駆動し水槽の中の水中を伝搬し、サン
プル容器内の微小気泡超音波造影剤サンプル溶液34か
ら散乱された超音波を同一の超音波探触子11に内蔵さ
れる高分子圧電振動子1で受信し、レシーバ31で線形
性を崩さない適切なレベルまで増幅した後、オシロスコ
ープ32にその受信波形を表示させ、更にフーリエ変換
により周波数スペクトルを求めるシステムである。
Next, FIG. 6 shows the configuration of an experimental system for detecting the second harmonic component contained in the scattered wave from the microbubble ultrasonic contrast agent using the ultrasonic probe 11 according to the present invention. Is shown. The above-described system uses the pulsar circuit 20 to drive the transmitting piezoelectric ceramic vibrator 3 in the ultrasonic probe 11 of the present invention to propagate through the water in the water tank, and to perform microbubble ultrasonic imaging in the sample container. The ultrasonic wave scattered from the agent sample solution 34 is received by the polymer piezoelectric vibrator 1 built in the same ultrasonic probe 11 and amplified by the receiver 31 to an appropriate level that does not break the linearity. 32 is a system that displays the received waveform and obtains a frequency spectrum by Fourier transform.

【0035】ここで用いた微小気泡超音波造影剤の共振
周波数は、約3.5MHzであった。
The resonance frequency of the microbubble ultrasonic contrast agent used here was about 3.5 MHz.

【0036】本実施例では、この微小気泡超音波造影剤
の共振周波数と一致する約3.5MHzの超音波を照射
できるように送信用の圧電セラミック振動子の共振周波
数を3.5MHzとした。
In this embodiment, the resonance frequency of the transmitting piezoelectric ceramic vibrator is set to 3.5 MHz so that an ultrasonic wave of about 3.5 MHz, which coincides with the resonance frequency of the microbubble ultrasonic contrast agent, can be emitted.

【0037】この場合の、受信波形の周波数スペクトル
の一例を図7に示す。実験に使用した送信用圧電セラミ
ック振動子3の共振周波数は3.5MHzとし、照射音
圧が約35kPaとなるように駆動電圧をコントロール
した。この場合にも、図7の散乱波スペクトルには、照
射超音波の周波数と同じ3.5MHz付近に基本波成
分、7MHz付近に第2高調波成分が観測された。ここ
で、スペクトル中の基本波成分の振幅に対する第2高調
波成分の振幅の比をもって、高調波発生効率を定義し、
図5と図7の周波数スペクトル・データを比較した。そ
の結果、図5の水中伝搬による非線形効果に基づく高調
波発生効率は約マイナス12dBであったが、図7の微
小気泡超音波造影剤からの散乱波のスペクトルの高調波
発生効率は約マイナス2dBであった。
FIG. 7 shows an example of the frequency spectrum of the received waveform in this case. The resonance frequency of the transmitting piezoelectric ceramic vibrator 3 used in the experiment was 3.5 MHz, and the driving voltage was controlled so that the irradiation sound pressure was about 35 kPa. Also in this case, in the scattered wave spectrum of FIG. 7, a fundamental wave component was observed around 3.5 MHz, which is the same as the frequency of the irradiation ultrasonic wave, and a second harmonic component was observed around 7 MHz. Here, the harmonic generation efficiency is defined by the ratio of the amplitude of the second harmonic component to the amplitude of the fundamental wave component in the spectrum,
The frequency spectrum data of FIGS. 5 and 7 were compared. As a result, the harmonic generation efficiency based on the nonlinear effect due to underwater propagation in FIG. 5 was about minus 12 dB, but the harmonic generation efficiency of the spectrum of the scattered wave from the microbubble ultrasonic contrast agent in FIG. 7 was about minus 2 dB. Met.

【0038】従って、微小気泡超音波造影剤からの散乱
波スペクトルのほうが図5の水中伝搬に伴う非線形効果
によって発生した高調波発生効率より約10dB大き
く、本発明の超音波探触子を用いれば微小気泡超音波造
影剤の非線形的挙動に基づく高調波成分の検出が容易に
可能であることは明らかである。
Accordingly, the spectrum of the scattered wave from the microbubble ultrasonic contrast agent is about 10 dB larger than the harmonic generation efficiency generated by the non-linear effect accompanying the propagation in water in FIG. 5, and the ultrasonic probe of the present invention can be used. It is clear that the detection of the harmonic component based on the nonlinear behavior of the microbubble ultrasonic contrast agent is easily possible.

【0039】図8には、図1に示した本発明の超音波探
触子を利用して、超音波造影剤に超音波を照射した時
に、超音波造影剤の非線形的挙動に基づいて発生する高
調波成分だけを選択的に抽出することにより、人体内の
血管や周辺部に毛細血管の集中した癌組織など注入した
超音波造影剤が存在する部位だけを他の部位より鮮明に
描出するいわゆるハーモニックイメージング法を用いた
超音波診断装置を実現するための、システムの構成が示
されている。
FIG. 8 shows a case where the ultrasonic probe of the present invention shown in FIG. 1 is used to irradiate an ultrasonic wave to the ultrasonic contrast agent, based on the nonlinear behavior of the ultrasonic contrast agent. By selectively extracting only the higher harmonic components, only the site where the injected ultrasound contrast agent is present, such as blood vessels in the human body or cancer tissue with concentrated capillaries in the periphery, is drawn more clearly than other sites. 1 shows a system configuration for realizing an ultrasonic diagnostic apparatus using a so-called harmonic imaging method.

【0040】パルサ回路20を用いて本発明の超音波探
触子11に内蔵されている送信用の圧電セラミック振動
子3を駆動して、診断対象としている体内に超音波を照
射する。体内の各組織の境界部分からの反射波および注
入した微小気泡超音波造影剤からの散乱波を本発明の超
音波探触子11に内蔵されている受信用の高分子圧電振
動子1で受信する。受信した散乱波に基づいて受信用の
高分子圧電振動子1で電圧信号に変換された受信信号
は、前置増幅器13で適切なレベルまで増幅された後
に、高調波抽出フィルタ14に送られる。高調波抽出フ
ィルタ14は、第2高調波成分、第3高調波成分など微
小気泡超音波造影剤からの散乱波に含まれる注目してい
る周波数成分付近だけを抽出することのできる帯域通過
形フィルタ回路から構成される。高調波抽出フィルタ1
4の出力信号は、観測希望の高調波の周波数付近の成分
だけを含んだ信号となっている。
The transmitting piezoelectric ceramic vibrator 3 built in the ultrasonic probe 11 of the present invention is driven by using the pulsar circuit 20 to irradiate the ultrasonic wave to the body to be diagnosed. The reflected wave from the boundary portion of each tissue in the body and the scattered wave from the injected microbubble ultrasonic contrast agent are received by the receiving polymer piezoelectric vibrator 1 built in the ultrasonic probe 11 of the present invention. I do. The received signal converted into a voltage signal by the receiving polymer piezoelectric vibrator 1 based on the received scattered wave is amplified by a preamplifier 13 to an appropriate level, and then sent to a harmonic extraction filter 14. The harmonic extraction filter 14 is a band-pass filter that can extract only the vicinity of a frequency component of interest included in scattered waves from the microbubble ultrasonic contrast agent, such as the second harmonic component and the third harmonic component. It is composed of circuits. Harmonic extraction filter 1
The output signal of No. 4 is a signal containing only a component near the frequency of the harmonic desired to be observed.

【0041】高調波抽出フィルタ14による処理の前後
の散乱波信号の変化の様子を図9に示す。高調波抽出フ
ィルタ14による処理を受ける前には、図9(a)に示
すように基本波成分も含まれているので造影剤からの散
乱波以外に、他の組織境界からの反射も含まれているこ
とになる。一方、高調波抽出フィルタ14による処理後
の波形は注目する高調波成分しか含まないので、図9
(b)に示すように高調波成分を発生する微笑気泡超音
波造影剤の存在する部位だけからの信号となる。従っ
て、高調波抽出フィルタ14の出力信号は、微小気泡超
音波造影剤の存在する部位の情報だけを示すことにな
る。この出力信号を増幅器15で更に増幅し、検波回路
16、信号処理部17で加工された後にその映像をモニ
タ18に表示する。この結果、モニタ18上には、超音
波造影剤の存在する血管や毛細血管などの集中する微細
な癌組織などを、他の臓器の映像と識別して明確に表示
することが可能となる。
FIG. 9 shows how the scattered wave signal changes before and after the processing by the harmonic extraction filter 14. Before being subjected to the processing by the harmonic extraction filter 14, since the fundamental wave component is also included as shown in FIG. 9A, reflection from other tissue boundaries is also included in addition to the scattered wave from the contrast agent. Will be. On the other hand, since the waveform after processing by the harmonic extraction filter 14 contains only the harmonic component of interest, FIG.
As shown in (b), the signal is only from the portion where the smiling bubble ultrasonic contrast agent generating the harmonic component exists. Therefore, the output signal of the harmonic extraction filter 14 indicates only information on the portion where the microbubble ultrasonic contrast agent exists. This output signal is further amplified by the amplifier 15, processed by the detection circuit 16 and the signal processing unit 17, and displayed on a monitor 18. As a result, it becomes possible to clearly display, on the monitor 18, a minute cancer tissue or the like in which blood vessels and capillaries in which the ultrasonic contrast agent exists are distinguished from images of other organs.

【0042】以上説明してきたように本発明によれば、
1つのケース内に送信用の圧電セラミック振動子3と受
信用の高分子圧電振動子1を積層構造の形で内蔵してあ
るので従来の超音波探触子と同様の操作性を維持しなが
ら、微小気泡超音波造影剤に超音波を照射し、これによ
って励起された散乱波に含まれる高調波成分を効率良く
検出することが可能となり、超音波血管造影システム、
ハーモニックイメージング超音波診断装置、フラッシン
グイメージ超音波診断装置等の微小気泡超音波造影剤の
非線形的挙動を利用した超音波診断システムに適した超
音波探触子を提供することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
The piezoelectric ceramic vibrator 3 for transmission and the polymer piezoelectric vibrator 1 for reception are contained in one case in the form of a laminated structure, so that the same operability as the conventional ultrasonic probe is maintained. By irradiating ultrasonic waves to the microbubble ultrasonic contrast agent, it becomes possible to efficiently detect the harmonic components contained in the scattered waves excited by this, an ultrasonic angiography system,
It is possible to provide an ultrasonic probe suitable for an ultrasonic diagnostic system using a nonlinear behavior of a microbubble ultrasonic contrast agent such as a harmonic imaging ultrasonic diagnostic apparatus and a flushing image ultrasonic diagnostic apparatus.

【0043】本実施の形態の説明においては、受信用の
高分子圧電振動子1が送信用の音響整合層2の前面に配
設されている超音波探触子について集中的に示したが、
送信用の音響整合層2を有さず送信用の圧電セラミック
振動子3の前面に直接、受信用の高分子圧電振動子1が
配設されている構成の超音波探触子も本発明の範囲内に
含まれることは勿論のことである。
In the description of this embodiment, the ultrasonic probe in which the polymer piezoelectric vibrator 1 for reception is disposed on the front surface of the acoustic matching layer 2 for transmission has been intensively described.
The present invention also provides an ultrasonic probe having a configuration in which the polymer piezoelectric vibrator 1 for reception is provided directly on the front surface of the piezoelectric ceramic vibrator 3 for transmission without the acoustic matching layer 2 for transmission. Of course, it is included in the range.

【0044】実施の形態2.図10には、本発明の超音
波探触子の第2の実施の形態の構成が示されている。同
図において、圧電超音波振動子3は、送信用超音波振動
子である。また、音響整合層2は、送信時に送信用の圧
電超音波振動子3から発生した超音波パルスを効率良く
診断対象となる部位に入射させるために、送信用の圧電
超音波振動子3の前面に配設される。高分子圧電振動子
1は、受信用超音波振動子である。背板4は、圧電超音
波振動子3を支持する支持材料で、圧電超音波振動子3
の背面に装着する部材である。この背板4は、圧電超音
波振動子3の背面から背板に放射された超音波成分が端
面で反射されて再び圧電超音波振動子3に戻って不要超
音波成分を人体などの測定対象に放射してしまうことを
回避するために十分な吸音性能を有している必要もあ
る。なお、上記圧電超音波振動子3、音響整合層2、お
よび高分子圧電振動子1の素材は、実施の形態1と同様
であるため、その説明を省略する。
Embodiment 2 FIG. 10 shows the configuration of an ultrasonic probe according to a second embodiment of the present invention. In the figure, a piezoelectric ultrasonic vibrator 3 is a transmitting ultrasonic vibrator. The acoustic matching layer 2 is provided on the front surface of the transmitting piezoelectric ultrasonic vibrator 3 so that the ultrasonic pulse generated from the transmitting piezoelectric ultrasonic vibrator 3 at the time of transmission can be efficiently incident on a portion to be diagnosed. It is arranged in. The polymer piezoelectric vibrator 1 is a receiving ultrasonic vibrator. The back plate 4 is a supporting material for supporting the piezoelectric ultrasonic vibrator 3, and the piezoelectric ultrasonic vibrator 3
This is a member to be mounted on the back of the device. The back plate 4 reflects an ultrasonic component radiated from the back surface of the piezoelectric ultrasonic vibrator 3 to the back plate at an end face, returns to the piezoelectric ultrasonic vibrator 3 again, and converts unnecessary ultrasonic components to a measurement object such as a human body. It is necessary to have a sufficient sound absorbing performance to avoid radiating the sound. The materials of the piezoelectric ultrasonic vibrator 3, the acoustic matching layer 2, and the polymer piezoelectric vibrator 1 are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

【0045】本発明の超音波探触子では、背板4に接着
などの手段によって、送信用の共振型の圧電超音波振動
子3が配設され、その前面にモールドあるいは接着等の
手段によって送信用の音響整合層2が設けられている。
更に、前記音響整合層2の前面に接着などの手段により
受信用の高分子圧電振動子1が配設されている。特に、
本実施の形態の超音波探触子にあっては、背板4の上
に、送信用の圧電超音波振動子3、送信用の音響整合層
2、受信用の高分子圧電振動子1が順次積層されている
微細な複合構造の振動子複合体が、多数個1次元アレー
状に配列されている。本実施の形態の1次元アレー構造
の超音波探触子も基本的には、前記実施の形態1の超音
波探触子と同様のメカニズムで微小気泡超音波造影剤に
超音波を照射し、前記微小気泡超音波造影剤からの散乱
波に含まれる高調波成分を効率良く検出する機能を有し
ているので、このアレー状に配列された多数個の振動子
複合体を診断装置本体のコントローラの指示に基づいて
電子スイッチにより順次、高速に切り換えることによっ
て、リアル・タイムで血管や微細な癌組織などの診断画
像を鮮明に描写することが可能となる。
In the ultrasonic probe of the present invention, the resonance type piezoelectric ultrasonic vibrator 3 for transmission is disposed on the back plate 4 by means such as bonding, and the front surface thereof is formed by means such as molding or bonding. An acoustic matching layer 2 for transmission is provided.
Further, a receiving polymer piezoelectric vibrator 1 is disposed on the front surface of the acoustic matching layer 2 by means such as bonding. Especially,
In the ultrasonic probe according to the present embodiment, a transmitting piezoelectric ultrasonic vibrator 3, a transmitting acoustic matching layer 2, and a receiving polymer piezoelectric vibrator 1 are provided on a back plate 4. A large number of vibrator composites having a fine composite structure sequentially stacked are arranged in a one-dimensional array. The ultrasonic probe of the one-dimensional array structure of the present embodiment also basically irradiates ultrasonic waves to the microbubble ultrasonic contrast agent by the same mechanism as the ultrasonic probe of the first embodiment, Since it has a function of efficiently detecting harmonic components contained in the scattered wave from the microbubble ultrasonic contrast agent, a large number of transducer complexes arranged in an array form The electronic switches are sequentially switched at a high speed based on the instruction described above, whereby a diagnostic image of a blood vessel, a minute cancer tissue, or the like can be clearly described in real time.

【0046】以上の実施の形態2は、本発明に関わる超
音波探触子を1次元リニア・アレーに配列した場合に関
して説明してきたが、コンベックス・アレー、フェイズ
ド・アレー、アニュラ・アレー、2次元アレーその他い
かなる配列方式を用いても、基本構成となるエレメント
探触子の構成が送信用圧電セラミック振動子の前方に受
信用高分子圧電振動子を配設した構造の超音波探触子も
本発明に含まれるものである。
Although the second embodiment has been described with respect to a case where the ultrasonic probes according to the present invention are arranged in a one-dimensional linear array, a convex array, a phased array, an annular array, and a two-dimensional array are used. Even if an array or any other arrangement is used, the ultrasonic probe with the structure in which the elementary probe, which is the basic configuration, has a polymer piezoelectric transducer for reception arranged in front of the piezoelectric ceramic transducer for transmission is also used. It is included in the invention.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように本発明の超音波探触
子によれば、診断対象とする患者に微小気泡超音波造影
剤を投与してから、本超音波探触子に内蔵される送信用
の圧電超音波振動子で超音波を照射し、体内の微小気泡
超音波造影剤から散乱された散乱波を本発明の超音波探
触子に内蔵される受信用高分子圧電振動子で受信するこ
とにより、散乱波に含まれる第2高調波成分を効率良く
検出することができ、超音波血管造影システム、ハーモ
ニック・イメージング超音波診断装置、フラッシュ・イ
メージ超音波診断装置など微小気泡超音波造影剤の非線
形的挙動を利用したシステムに適した超音波探触子を提
供することができる。
As described above, according to the ultrasonic probe of the present invention, a microbubble ultrasonic contrast agent is administered to a patient to be diagnosed, and then incorporated in the ultrasonic probe. Ultrasonic waves are radiated by the transmitting piezoelectric ultrasonic vibrator, and scattered waves scattered from the microbubble ultrasonic contrast agent in the body are scattered by the receiving polymer piezoelectric vibrator incorporated in the ultrasonic probe of the present invention. By receiving the signal, the second harmonic component contained in the scattered wave can be detected efficiently, and a microbubble ultrasonic wave such as an ultrasonic angiography system, a harmonic imaging ultrasonic diagnostic apparatus, and a flash image ultrasonic diagnostic apparatus An ultrasonic probe suitable for a system using the nonlinear behavior of a contrast agent can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態の超音波探触子コア部の
構造図である。
FIG. 1 is a structural diagram of an ultrasonic probe core according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態の超音波探触子コア部を
シールドした場合の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a case where an ultrasonic probe core according to an embodiment of the present invention is shielded.

【図3】 本発明に係る超音波探触子の機能確認のため
の実験システムの構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an experimental system for confirming the function of the ultrasonic probe according to the present invention.

【図4】 本発明の超音波探触子に内臓される送信用圧
電セラミック振動子を送受信兼用として使用した場合
(従来方式で使用した場合)の完全反射体からの反射ス
ペクトルを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a reflection spectrum from a perfect reflector when a transmitting piezoelectric ceramic vibrator incorporated in the ultrasonic probe of the present invention is used for both transmission and reception (when used in a conventional method). .

【図5】 本発明の超音波探触子を使用した機能確認実
験で得た、水中伝搬の非線形効果に基づく第2高調波成
分を含む受信スペクトルを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a reception spectrum including a second harmonic component based on a non-linear effect of underwater propagation, obtained in a function confirmation experiment using the ultrasonic probe of the present invention.

【図6】 本発明に係る超音波探触子を用いて微小気泡
超音波造影剤からの散乱波に含まれる第2高調波成分を
検出する実験システムの構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an experimental system for detecting a second harmonic component contained in a scattered wave from a microbubble ultrasonic contrast agent using the ultrasonic probe according to the present invention.

【図7】 本発明の超音波探触子を用いて測定した微小
気泡超音波造影剤からの散乱波スペクトルである。
FIG. 7 is a scattered wave spectrum from a microbubble ultrasonic contrast agent measured using the ultrasonic probe of the present invention.

【図8】 本発明の超音波探触子を用いた超音波血管造
影システムの実施形態の構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of an embodiment of an ultrasonic angiography system using the ultrasonic probe of the present invention.

【図9】 本発明の超音波探触子を使用した超音波血管
造影システムの高調波抽出フィルタの前後の散乱信号の
一例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a scattered signal before and after a harmonic extraction filter of an ultrasonic angiography system using the ultrasonic probe of the present invention.

【図10】 本発明の超音波探触子を1次元アレー構造
に配列した実施の形態2の超音波探触子の構成を示す図
である。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic probe according to a second embodiment in which the ultrasonic probes of the present invention are arranged in a one-dimensional array structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 高分子圧電振動子、2 音響整合層、3 圧電超音
波振動子、4 背板、5 受信用HOT側シールド線、
6 送信用HOT側シールド線、7 GNDシールド
線、8 シールド用銅箔、11 超音波探触子、12
電気スイッチ、13 前置増幅器、14 高調波抽出フ
ィルタ、15 増幅器、16 検波回路、17 信号処
理部、18 モニタ、19 コントローラ、20 パル
サ回路。
1 polymer piezoelectric vibrator, 2 acoustic matching layer, 3 piezoelectric ultrasonic vibrator, 4 back plate, 5 receiving HOT side shield wire,
6 HOT side shield wire for transmission, 7 GND shield wire, 8 Copper foil for shield, 11 Ultrasonic probe, 12
Electrical switch, 13 preamplifier, 14 harmonic extraction filter, 15 amplifier, 16 detection circuit, 17 signal processing unit, 18 monitor, 19 controller, 20 pulsar circuit.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超音波造影剤に超音波を照射し、人体内
で注入した超音波造影剤が存在する部位だけを鮮明に描
出するいわゆるハーモニックイメージング法を用いた超
音波診断装置に使用する超音波探触子において、 前記超音波探触子の1つのケース内に、送信用超音波振
動子と受信用超音波振動子とが収納され、 前記送信用超音波振動子は、前記超音波造影剤の共振周
波数又は前記超音波造影剤の共振周波数に対して特定の
関係を有する周波数に、一致する共振周波数又は反共振
周波数を有し、 前記受信用超音波振動子は、非共振型の振動子であり、 前記超音波造影剤の非線形的挙動に基づいて発生する高
調波成分をも受信可能なことを特徴とする超音波探触
子。
1. An ultrasonic diagnostic apparatus using a so-called harmonic imaging method for irradiating an ultrasonic contrast agent with an ultrasonic wave to clearly depict only a portion of the human body where the ultrasonic contrast agent is present. In the ultrasonic probe, a transmitting ultrasonic vibrator and a receiving ultrasonic vibrator are accommodated in one case of the ultrasonic probe, and the transmitting ultrasonic vibrator includes the ultrasonic imaging. A resonance frequency of the agent or a frequency having a specific relationship to the resonance frequency of the ultrasonic contrast agent, a resonance frequency or an anti-resonance frequency, and the receiving ultrasonic vibrator has An ultrasonic probe, wherein the ultrasonic probe is capable of receiving a harmonic component generated based on a non-linear behavior of the ultrasonic contrast agent.
【請求項2】 請求項1記載の超音波探触子において、 前記送信用超音波振動子と受信用超音波振動子とを重ね
て配設したことを特徴とする超音波探触子。
2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein said transmitting ultrasonic vibrator and said receiving ultrasonic vibrator are arranged in an overlapping manner.
【請求項3】 請求項2記載の超音波探触子において、 前記送信用超音波振動子の前面に音響整合層を設け、更
にその前面に受信用超音波振動子を重ねて配設したこと
を特徴とする超音波探触子。
3. The ultrasonic probe according to claim 2, wherein an acoustic matching layer is provided on a front surface of the transmitting ultrasonic vibrator, and a receiving ultrasonic vibrator is further arranged on the front surface of the acoustic matching layer. An ultrasonic probe characterized by the following.
【請求項4】 前記請求項1から3のいずれかに記載の
超音波探触子において、前記送信用超音波振動子、音響
整合層、受信用超音波振動子を順次積層させ振動子複合
体を形成し、 複数の前記振動子複合体をアレー状に配列したことを特
徴とする超音波探触子。
4. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the transmitting ultrasonic transducer, the acoustic matching layer, and the receiving ultrasonic transducer are sequentially laminated. An ultrasonic probe, wherein a plurality of the transducer complexes are arranged in an array.
【請求項5】 前記請求項1から4のいずれかに記載の
超音波探触子において、前記送信用超音波振動子は、圧
電超音波振動子であり、前記受信用超音波振動子は、高
分子圧電振動子であることを特徴とする超音波探触子。
5. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the transmitting ultrasonic vibrator is a piezoelectric ultrasonic vibrator, and the receiving ultrasonic vibrator is An ultrasonic probe, which is a polymer piezoelectric vibrator.
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