JPS6216751A - 超音波診断装置用探触子 - Google Patents
超音波診断装置用探触子Info
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- JPS6216751A JPS6216751A JP15655585A JP15655585A JPS6216751A JP S6216751 A JPS6216751 A JP S6216751A JP 15655585 A JP15655585 A JP 15655585A JP 15655585 A JP15655585 A JP 15655585A JP S6216751 A JPS6216751 A JP S6216751A
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- ultrasound
- concave
- transducer
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業−４二の利用分野」
この発明は超音波信号を送受信して被検体内を検査する
装置に用いられ、その超音波を送波するだめの超音波診
断装置用探触子に関する。
装置に用いられ、その超音波を送波するだめの超音波診
断装置用探触子に関する。
「従来の技術」
超音波診断装置において集束超音波を被検体に対し走査
するには、電子走査式と、機械走査式とがある。細い集
束超音波ビームを作る−１−では機械走査式の方が一般
に優れ、かつ被検査体の予め決められた動かない部分を
自動走査する場合は機械走査式のものが多く用いられて
いる。この発明は機械走査式のものに用いられ探触子を
対象としている。
するには、電子走査式と、機械走査式とがある。細い集
束超音波ビームを作る−１−では機械走査式の方が一般
に優れ、かつ被検査体の予め決められた動かない部分を
自動走査する場合は機械走査式のものが多く用いられて
いる。この発明は機械走査式のものに用いられ探触子を
対象としている。
超音波診断装置においては方位分解能を向」ニさせるた
めに超音波探触子から発射する超音波ビームを集束させ
ている。超音波ビームを集束させるには、超音波振動子
を凹面に加工し、放射された超音波をその凹面の曲率の
中心付近に集束させる方法が一般的である。第５図Ａは
凹面超音波振動子１１から放射された超音波が集束され
て集束超音波ビーム１２として放射される状態を示す。
めに超音波探触子から発射する超音波ビームを集束させ
ている。超音波ビームを集束させるには、超音波振動子
を凹面に加工し、放射された超音波をその凹面の曲率の
中心付近に集束させる方法が一般的である。第５図Ａは
凹面超音波振動子１１から放射された超音波が集束され
て集束超音波ビーム１２として放射される状態を示す。
その超音波の集束度をさらに向上させるには超音波振動
子１１の開口の径りを大きくする必要がある。
子１１の開口の径りを大きくする必要がある。
この開口を大きくすると、第５図Ｂに示すように集束度
が向上するが集束範囲（ビームの中心軸方向の長さ）Ｆ
が短くなり、集束範医Ｆ以外での超音波ビームは逆に広
がって方位分解能の劣化が生じる。つまりこの堤合は彼
検査体の内部の浅い部分からなるべく深い部分までの間
を、高い方位分解能で検出することは困角となる。
が向上するが集束範囲（ビームの中心軸方向の長さ）Ｆ
が短くなり、集束範医Ｆ以外での超音波ビームは逆に広
がって方位分解能の劣化が生じる。つまりこの堤合は彼
検査体の内部の浅い部分からなるべく深い部分までの間
を、高い方位分解能で検出することは困角となる。
この欠点を補うために超音波振動子を多数のリング状あ
るいはりニアアレイ状に分割し、分割された各超音波振
動子から時間差を、もって超音波を発射させることによ
り超音波ビームを集束させる電子集束がある。第６図は
電子集束の一例の断面を示す。平面リング状の超音波振
動子１３．．１３．、。
るいはりニアアレイ状に分割し、分割された各超音波振
動子から時間差を、もって超音波を発射させることによ
り超音波ビームを集束させる電子集束がある。第６図は
電子集束の一例の断面を示す。平面リング状の超音波振
動子１３．．１３．、。
１３Ｂ ＋、１３４に対し、遅延回路１４□＋ １．４
２ ＋１４３＋１４４をそれこれ通じて駆動端子１５１
，１５□、１５３゜１５４に接続される。これら駆動端
子からの駆動信号は超音波振動子１３、〜１３４のうち
中心に位置する超音波振動子はど遅延回路で大きな遅延
を受けて印カ目される。遅延回路１４１〜］４４の遅延
時間を＄１−制御回路にて制御することにより任意の場
所に超音波を集束できる。従って遅延時間の組み合わせ
による複数の超音波ビームの集束範囲を、利用すること
により広範囲で方位分解能を向上させることができる。
２ ＋１４３＋１４４をそれこれ通じて駆動端子１５１
，１５□、１５３゜１５４に接続される。これら駆動端
子からの駆動信号は超音波振動子１３、〜１３４のうち
中心に位置する超音波振動子はど遅延回路で大きな遅延
を受けて印カ目される。遅延回路１４１〜］４４の遅延
時間を＄１−制御回路にて制御することにより任意の場
所に超音波を集束できる。従って遅延時間の組み合わせ
による複数の超音波ビームの集束範囲を、利用すること
により広範囲で方位分解能を向上させることができる。
しかしこの電子集束では遅延回路１４１〜１４４に対す
る複雑な制御回路が必要であるために高価となると共に
、超音波ビームに比較的大きいサイドロープが生じ、超
音波診断装置により得られる画□□□の画質が低下する
欠点がある。
る複雑な制御回路が必要であるために高価となると共に
、超音波ビームに比較的大きいサイドロープが生じ、超
音波診断装置により得られる画□□□の画質が低下する
欠点がある。
また遅延時間の組み合わせを変えながら走査するため、
時間が長くなり、操作も繁雑になる。
時間が長くなり、操作も繁雑になる。
この発明の目的は複雑な制御回路を必要とせず、超音波
進行方向に対し、広範囲で細く集束した超音波ビームを
得ることのできる超音波探触子を提供することにある。
進行方向に対し、広範囲で細く集束した超音波ビームを
得ることのできる超音波探触子を提供することにある。
「問題点を解決するための手段」
この発明によれば集束超音波変換素子により集束超音波
ビームが放射され、その集束超音波変換素子の前方に超
音波反射鏡が配され、この超音波反射鏡により上記集束
超音波ビームは反射される。
ビームが放射され、その集束超音波変換素子の前方に超
音波反射鏡が配され、この超音波反射鏡により上記集束
超音波ビームは反射される。
超音波反射鏡は集束超音波変換素子による集束超音波ビ
ームの集束点よりも集束超音波変換素子に近い位置に配
され、超音波反射鏡との距離が、集束母音波ビームの集
束点と＠音波反射鏡との距離よりも大になるように超音
波反射鏡の反射面の形状が送電されている。
ームの集束点よりも集束超音波変換素子に近い位置に配
され、超音波反射鏡との距離が、集束母音波ビームの集
束点と＠音波反射鏡との距離よりも大になるように超音
波反射鏡の反射面の形状が送電されている。
「実施例」
以下この発明による探触子の実施例を図面を参照して説
明しよう。第１図に示すように集束超音波変換素子１６
として例えば開口が比較的大きい凹面超音波振動子が用
いられ、その集束超音波変換素子１６の前方（超音波ビ
ーム放射方向）に超音波反射鏡１７が配される。この例
では凹面超音波振動子１６の凹面（一般に球面の−？’
＄）１６ａの回転対称軸上に、超音波反射鏡１７が凹面
超音波振動子１６と対向して配され、超音波反射鏡１７
の反射面１７ａは凸面とされ、例えば回転楕円面の一部
とされる。反射面１７ａの回転対称軸は凹面１６ａの回
転対称軸と一致されている。凹面超音波振動子１６は例
えば圧電セラミックで構成され、超音波反射鏡１７は超
音波の反射効率が高い物質、例えばアルミニウムにより
構成される。凹面超音波振動子１６から放射された超音
波ビームの集束点Ｐ。よりも超音波反射鏡１７は凹面超
音波振動子１６に近い位置に配される。つまり凹面超音
波振動子１６及び超音波反射鏡１７間の距離りは凹面超
音波振動子１６の曲率半径Ｒより小とされている。
明しよう。第１図に示すように集束超音波変換素子１６
として例えば開口が比較的大きい凹面超音波振動子が用
いられ、その集束超音波変換素子１６の前方（超音波ビ
ーム放射方向）に超音波反射鏡１７が配される。この例
では凹面超音波振動子１６の凹面（一般に球面の−？’
＄）１６ａの回転対称軸上に、超音波反射鏡１７が凹面
超音波振動子１６と対向して配され、超音波反射鏡１７
の反射面１７ａは凸面とされ、例えば回転楕円面の一部
とされる。反射面１７ａの回転対称軸は凹面１６ａの回
転対称軸と一致されている。凹面超音波振動子１６は例
えば圧電セラミックで構成され、超音波反射鏡１７は超
音波の反射効率が高い物質、例えばアルミニウムにより
構成される。凹面超音波振動子１６から放射された超音
波ビームの集束点Ｐ。よりも超音波反射鏡１７は凹面超
音波振動子１６に近い位置に配される。つまり凹面超音
波振動子１６及び超音波反射鏡１７間の距離りは凹面超
音波振動子１６の曲率半径Ｒより小とされている。
この例では直方体状ケース１８の前面板１８ｆの内面に
凹面超音波振動子１６の背面が対接されてケース１８に
作詩され、これと対向するケース１８の背面板１８ｂに
孔が形成され、その孔に超音波反射鏡１７が嵌合優待さ
れる。凹面超音波振より反射された超音波ビームが敷射
用孔１９を逼じてケース１８の外部に放射される。凹面
超音波振動子１６が取付けられたケース１８の前面板１
８ｆの前面に受波用超音波変換子２１が取付けられてい
る。受波用超音波変換子２１の受波面を構成している凹
面の回転対称軸は凹面超音波振動子１６の回転対称軸と
同一軸上に位置されている。
凹面超音波振動子１６の背面が対接されてケース１８に
作詩され、これと対向するケース１８の背面板１８ｂに
孔が形成され、その孔に超音波反射鏡１７が嵌合優待さ
れる。凹面超音波振より反射された超音波ビームが敷射
用孔１９を逼じてケース１８の外部に放射される。凹面
超音波振動子１６が取付けられたケース１８の前面板１
８ｆの前面に受波用超音波変換子２１が取付けられてい
る。受波用超音波変換子２１の受波面を構成している凹
面の回転対称軸は凹面超音波振動子１６の回転対称軸と
同一軸上に位置されている。
受波用超音波振動子２１にも放射用孔１９が連通して形
成されている。
成されている。
凹面超音波振動子１６による集束超音波ビームの放射と
、その超音波ビームの超音波反射鏡］７による反射の状
況を第２図に示す。大口径の凹面超音波振動子１６より
発射された超音波２２は凹面１６ａの曲率中心Ｐ。点に
向かって集束される。
、その超音波ビームの超音波反射鏡］７による反射の状
況を第２図に示す。大口径の凹面超音波振動子１６より
発射された超音波２２は凹面１６ａの曲率中心Ｐ。点に
向かって集束される。
しかしＰ。点に到達する前に凸面超音波反射鏡１７で反
射される。凸面超音波反射鏡１７の反射面１７ａは反射
超音波２３が２１点に集束するような曲率を有する回転
楕円面あるいは超音波の波長から考えて充分に近似しう
る球面であり、反射超音波２３は大口径凹面１目音波振
動子１６の中央部の放射用孔１９を通り２１点付近で集
束する。換言すると、凹面超音波振動子１６の何れの個
所から放射された超音波でも超音波反射鏡１７で反射さ
れ、集束点Ｐ１に達するまでの距離はすべてはＸ等しい
ように反射面１７２の形状が作られている。また反射面
１７ａと反射鏡１７がない時の集束点Ｐ。との間隔Ｄ１
に対し、反射面１７ａと集束点Ｐ１との間隔Ｄ２の方が
犬となるように反射面１７ａの形状が選定されている。
射される。凸面超音波反射鏡１７の反射面１７ａは反射
超音波２３が２１点に集束するような曲率を有する回転
楕円面あるいは超音波の波長から考えて充分に近似しう
る球面であり、反射超音波２３は大口径凹面１目音波振
動子１６の中央部の放射用孔１９を通り２１点付近で集
束する。換言すると、凹面超音波振動子１６の何れの個
所から放射された超音波でも超音波反射鏡１７で反射さ
れ、集束点Ｐ１に達するまでの距離はすべてはＸ等しい
ように反射面１７２の形状が作られている。また反射面
１７ａと反射鏡１７がない時の集束点Ｐ。との間隔Ｄ１
に対し、反射面１７ａと集束点Ｐ１との間隔Ｄ２の方が
犬となるように反射面１７ａの形状が選定されている。
超音波反射鏡１７はなるべく細い超音波ビームを得る点
から集束点Ｐ。に近い方がよいが、集束点Ｐｏに近過ぎ
ると、超音波の伝搬特性が非線形となり、反射超音波の
集束性が悪くなる。なおこの大口径凹面超音波振動子１
６により発生した集束超音波ビームを凸面超音波反射鏡
１７で反射させて、細長い集束超音波ビームを作ること
は、大口径の凸レンズで光を集束し、その集束した光を
凹レンズで平行光にすることにより細長い光ビームを得
ることと等価である。従って超音波反射鏡１７の替りに
凹レンズとして作用する音響レンズを配して、これに超
音波ビームを透過させてもよい。しかしこの場合は現在
の所、透過損失が少なく、かつレンズ面で反射が生じ難
い優れた音響レンズは入手し難い。
から集束点Ｐ。に近い方がよいが、集束点Ｐｏに近過ぎ
ると、超音波の伝搬特性が非線形となり、反射超音波の
集束性が悪くなる。なおこの大口径凹面超音波振動子１
６により発生した集束超音波ビームを凸面超音波反射鏡
１７で反射させて、細長い集束超音波ビームを作ること
は、大口径の凸レンズで光を集束し、その集束した光を
凹レンズで平行光にすることにより細長い光ビームを得
ることと等価である。従って超音波反射鏡１７の替りに
凹レンズとして作用する音響レンズを配して、これに超
音波ビームを透過させてもよい。しかしこの場合は現在
の所、透過損失が少なく、かつレンズ面で反射が生じ難
い優れた音響レンズは入手し難い。
第１図に示すようにケース１８内及び少なくともその前
方を、脱気水などの超音波伝搬媒体２４を配し、この超
音波伝搬媒体２４に超音波透過膜２５を介し、またしま
直接、接触して被検体２６に集束された超音波ビーム２
３が入射され、被検体２６より反射された超音波エコー
は受波用超音波振動子２１により受波され、電気信号に
変換されて信号処理装置２７に送られ、画１象化される
。超音波ビーム２３は集束点Ｐ１付近でその中心軸に沿
う広い範囲で集束されるため、信号処理装置２７で作ら
れる超音波画像は広い範囲で方位分解能の高い画像とな
る。
方を、脱気水などの超音波伝搬媒体２４を配し、この超
音波伝搬媒体２４に超音波透過膜２５を介し、またしま
直接、接触して被検体２６に集束された超音波ビーム２
３が入射され、被検体２６より反射された超音波エコー
は受波用超音波振動子２１により受波され、電気信号に
変換されて信号処理装置２７に送られ、画１象化される
。超音波ビーム２３は集束点Ｐ１付近でその中心軸に沿
う広い範囲で集束されるため、信号処理装置２７で作ら
れる超音波画像は広い範囲で方位分解能の高い画像とな
る。
超音波反射鏡１７による反射超音波ビーム２３の中心軸
と、集束超音波変換素子１６の超音波ビーム２２の中心
軸とは必デしも同一軸心上に配する必要はなく、これら
中心軸が交差するように配してもよい。第３図に七の例
を第２図と対応する部分に同一符号を付けて示す。また
集束超音波変換素子１６としては凹面超音波振動子に限
らず、例えば第４図に示すように一面が平面、池面が凹
面とされた音響レンズ２８の上記平面に超音波変換素子
２９を取付けたものでもよい。更にこの発明は人体の診
断用に用いる超音波診断装置の探触子のみならず、傷の
探傷などに用いる超音波診断装置（一般に超音波探傷装
置とも云われる）の探触子にも適用できる。
と、集束超音波変換素子１６の超音波ビーム２２の中心
軸とは必デしも同一軸心上に配する必要はなく、これら
中心軸が交差するように配してもよい。第３図に七の例
を第２図と対応する部分に同一符号を付けて示す。また
集束超音波変換素子１６としては凹面超音波振動子に限
らず、例えば第４図に示すように一面が平面、池面が凹
面とされた音響レンズ２８の上記平面に超音波変換素子
２９を取付けたものでもよい。更にこの発明は人体の診
断用に用いる超音波診断装置の探触子のみならず、傷の
探傷などに用いる超音波診断装置（一般に超音波探傷装
置とも云われる）の探触子にも適用できる。
「発明の効果」
以上述べたようにこの発明によれば集束超音波変換素子
と超音波反射鏡とを甲いることにより、径が細く、かつ
その細い部分が長い集束超音波ビームが得られ、しかも
複雑な電気的制御を必要とせず、１回の走査で所望の範
囲の診断を行うことができる。
と超音波反射鏡とを甲いることにより、径が細く、かつ
その細い部分が長い集束超音波ビームが得られ、しかも
複雑な電気的制御を必要とせず、１回の走査で所望の範
囲の診断を行うことができる。
なお開口直径が４０鮎の凹面超音波振動子１６を用いた
場合、第５図Ｂに示した従来のものでは所要の細いビー
ム径の部分の長さは１ａ程度であったが、この発明によ
れば５〜６ｄ程度に長くすることができた。第５図Ａに
示したように凹面超音波振動子の開口を小さくしてビー
ム径の小さい部分を５〜６ｄにしようとするとビーム径
が太くなり過ぎる。
場合、第５図Ｂに示した従来のものでは所要の細いビー
ム径の部分の長さは１ａ程度であったが、この発明によ
れば５〜６ｄ程度に長くすることができた。第５図Ａに
示したように凹面超音波振動子の開口を小さくしてビー
ム径の小さい部分を５〜６ｄにしようとするとビーム径
が太くなり過ぎる。
第１図はこの発明による探触子の一例を示す断面図、第
２図は第１図の探触子における集束超音波ビームと反射
超音波との関係を示す図、第３図はこの発明による探ｌ
Ｔｌ１ｌ！子の曲の例を示す図、第４図は集束超音波変
換素子１６の池の例を示す断面図、第５図は従来の探触
子を示す断面図、第６図は複数の超′ｒ￥彼振動子と遅
延回路とを用いる従来の探触子を示す断面図である。 １６：集束超音波変換素子、１７：＠音波反射鏡、１８
：ケース、２１：受波用超音波変換素子、２２：集束超
音波ビーム、２３：反射超音波、２４：超音波伝搬媒体
、２５：超音波透過膜、２６：被検体。 特許出願人 旭メディカル株式会社 代 理 人 草 野 卓沙 ２７ 拠 −
２図は第１図の探触子における集束超音波ビームと反射
超音波との関係を示す図、第３図はこの発明による探ｌ
Ｔｌ１ｌ！子の曲の例を示す図、第４図は集束超音波変
換素子１６の池の例を示す断面図、第５図は従来の探触
子を示す断面図、第６図は複数の超′ｒ￥彼振動子と遅
延回路とを用いる従来の探触子を示す断面図である。 １６：集束超音波変換素子、１７：＠音波反射鏡、１８
：ケース、２１：受波用超音波変換素子、２２：集束超
音波ビーム、２３：反射超音波、２４：超音波伝搬媒体
、２５：超音波透過膜、２６：被検体。 特許出願人 旭メディカル株式会社 代 理 人 草 野 卓沙 ２７ 拠 −
Claims (1)
- （１）集束超音波ビームを放射する集束超音波変換素子
と、 その集束超音波変換素子の前方においてその超音波ビー
ムの集束点よりも変換素子に近い位置に設けられ、上記
集束超音波ビームを反射させる超音波反射鏡とを備え、 上記反射された超音波ビームの集束点と上記超音波反射
鏡との距離が、上記集束超音波ビームの集束点と上記超
音波反射鏡との距離よりも大になるように上記超音波反
射鏡の反射面の形状が選定されている超音波診断装置用
探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15655585A JPS6216751A (ja) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | 超音波診断装置用探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15655585A JPS6216751A (ja) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | 超音波診断装置用探触子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6216751A true JPS6216751A (ja) | 1987-01-24 |
Family
ID=15630352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15655585A Pending JPS6216751A (ja) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | 超音波診断装置用探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6216751A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7074350B2 (en) | 2001-03-23 | 2006-07-11 | Citizen Watch Co., Ltd. | Brazing filler metal |
-
1985
- 1985-07-15 JP JP15655585A patent/JPS6216751A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7074350B2 (en) | 2001-03-23 | 2006-07-11 | Citizen Watch Co., Ltd. | Brazing filler metal |
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