JPS62227327A

JPS62227327A - 超音波プロ−ブ

Info

Publication number: JPS62227327A
Application number: JP7039586A
Authority: JP
Inventors: 石山　和文
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-03-28
Filing date: 1986-03-28
Publication date: 1987-10-06

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は超音波診断装置における超音波プローブに関す
る。

（従来の技術）超音波診断装置は体表に超音波プローブを当て、圧電振
動子を励振させてパルス状の超音波を放射し、生体組織
の音響インピーダンスの差により反射されたエコーを、
送波と同じプローブで受けて、増幅・検波してブラウン
管上に生体の診断像を得ている。

このような超音波診断装置における超音波プローブにお
いて、セクタ走査を目的とするものとしてコンベックス
プローブが知られている。このコンベックスプローブは
所定の曲率半径で湾曲された薄手のバッキング材の表面
に、一方向にのみ複数個の振動子をアレイ状に配列して
構成されており、複数個の振動子が励振する超音波の位
相を制御して所望の指向特性の超音波ビームを得ている
。

かかるコンベックスプローブでは超音波ビームを扇状に
放射できるので、広角的なコンベックス画像を得ること
が、生体の音響ウィンドウの形状に対応して生体の異な
る面における断層像を得ようとするためには観察者が経
験や感により超音波プローブを所定角度、回動しなけれ
ばならず、角度設定が困難であり、したがって異なる方
向面における断層像を瞬時に得るパイプレーンもむずか
しいという問題がある。

この問題を解決するために所定の曲率半径で湾曲された
薄手のバッキング材の表面に各々独立に動作する２方向
に配列してなる複数個の振動子をマトリクス状に配置す
るマトリクス・アレイ・プローブか知られており、この
マトリクス・アレイ・プローブでは振動子を２方向に複
数個配列することによって超音波の位相制御を複数方向
で制御することができる。したがってこのプローブでは
電気的スイッチングにより、特定する振動子群を励振し
所望する方向面に超音波ビームを放射できるので、パイ
プレーンを可能にするが、その構造上の理由により十分
広角な画像を得ることができず、また体表近傍の視野が
狭いという問題もある。

（発明が解決しようとする問題点）上記した如〈従来のコンベックスプローブでは広角的な
コンベックス画像を得ることができるが、生体の異なる
面における断層図を得るためには、観察者の経験により
超音波プローブを回動しなければならず、したがってパ
イプレーンが困難であり、一方マトリクス・アレイ・プ
ローブではパイプレーンは可能であるが、バッキング材
の表面に複数個の振動子を配置できる範囲が技術的に限
定されているため、広角画像を得ることができず、また
体表近傍の視野は狭くならざるを得ないという欠点を有
する。そこで本発明は以上の欠点を除去するもので、パ
イプレーンによる広角的なコンベックス画像を得ること
ができ、さらに生体の音響ウィンドウの形状次第でマト
リクスによるセクタ画像を得るか、コンベックスによる
コンベックス画像を得るかを選択できる超音波プローブ
を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明の超音波プローブでは、所定の曲率半径で湾曲さ
れたバッキング材の表面に、アレイ状に配列された第１
と第２の振動子群を両者が交差する如く配置し、両者の
交差する部分を振動子がマトリクス状に配列されてなる
第３の振動子群とすると共に、各振動子群を選択的に励
振できるように構成されている。

（作　用）本発明の超音波プローブにおいて、所定の曲率半径で湾
曲されたバッキング材の表面にアレイ状に配列された第
１と第２の振動子群のうち、第１の振動子群と、マトリ
クス状に配列してなる第３の振動子群のうちからこの第
１の振動子群を構成する各振動子と同一幅、同一方向と
なる振動子とを、励振させることによって、生体の断面
像を得た後、電気的スイッチングにより第２の振動子群
と、マトリクス状に配列してなる第３の振動子群のうち
からこの第２の振動子群を構成する各振動子と同一幅、
同一方向となるような振動子とを励振させることによっ
て、前記断面像と、たとえば直交する生体の断面像を得
ることができる。

また、上記第１と第２の振動子群との交差点に配置され
たマトリクス状の振動子群のうち、特定部分の振動子を
励振させて、特定方向の断面像を得た後、電気的スイッ
チングにより他の特定部分の振動子を励振させて、前記
方向と異なる面の断面像を得ることができる。

したがって本発明の超音波プローブではパイプレーンに
よるコンベックス画像を得ることかでき、加えて生体の
音響ウィンドウに対応してセクタ走査又はコンベックス
走査を選択できる。

（実施例）以下図面に示した実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。第１図（ａ）は本発明の一実例としての超音波プ
ローブの正面図である。この超音波プローブｌは半球状
に形成された先端部２と、先端部２の基端に連成された
握り部３とを有する。

先端部２には振動子を支持するバッキング材４を介して
振動子群５Ａ、５Ａ’、５Ｉ３，５Ｂ’、５Ｃ（第１図
（ｂ）参照）が配設されている。５Ａ及び５Ａ’の振動
子群を第１の振動子群、５Ｂ及び５Ｂ°を第２の振動子
群並びに５０の振動子群を第３の振動子群と称するが、
第１の振動子ｎ５Ａ。

５Ａ゛、第２の振動子群５Ｂ、５Ｂ’と第３の振動子ｎ
５Ｃは、所定の曲率で湾曲しているバッキング材４と同
一の曲率で湾曲してなる。第１図面（ｂ）は本発明の一
実施例としての超音波プローブの平面図である。第１の
振動子群５Ａ、５Ａ’と第２の振動子群５Ｂ、５Ｂ’は
複数の短冊状の振動子５を所定間隔にてアレイ状に配列
して成る。第３の振動子群５Ｃは複数のほぼ正方形状の
振動子５′を所定間隔にてマトリクス状に配列して成る
。

第３の振動子群５Ｃは第１の振動子群５　Ａ、　５　Ａ
’と第２の振動子群５Ｂ、５Ｂ’　とがあたかも交差−
する部分に取付けられており、第１の振動子群５Ａ、５
Ａ’と第２の振動子群５Ｂ、５Ｂ’の長手方向の端部は
第３の振動子群５Ｃの四辺に連結されるように取付けら
れており、他方の端部は握り部３に隣接している。

次いで第２図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）を参照しなが
ら前記実施例の更に詳細な構成を説明する。

第２図（ａ）は第１図（ｂ）のＸＹ線で断面を取った場
合の本発明に係る超音波プローブの要部断面図である。

この図に示すように第１の振動子群５Ａ、５Ａ’を支持
するバッキング材４Ａ、４Ａ’と第３の振動子群５Ｃを
支持するバッキング材４Ｃの端部は断差となっており、
バッキング材４Ａはバッキング材４Ｃに接合できろ構成
となっている。これはバッキング材としての所望の減衰
ｍを得るためであり、第２の振動子群５１３．５Ｂ’を
支持するバッキング材も同様の構成である。

第２図（ｂ）は本発明を構成する第３の振動子群５Ｃの
斜視図である。はぼ正方形−辺の長さＣに切断された圧
電素材からなる各振動子５°は、その下面に設けられた
電極（図示せず）にそれぞれリード線６が接続され、こ
のリード線６を介して各振動子５°が図示しない超音波
送受部に電気的に接続されている。

第２図（ｃ）は本発明を構成する第１の振動子群５Ａ、
５Ａ’、　又は第２の振動子ｎ５１３．５８Ｖ）斜視図
である。短冊状に切断された圧電素材からなる幅ρ、長
さＷの各振動子５は、その下面に設けられている電極（
図示せず）にそれぞれリード線６が接続され、第３の振
動子群５Ｃと同様に超音波送受部に電気的に接続されて
いる。

尚、第１図、第２図においては説明の便宜上、複数の振
動子５，５°を露出させているが実際には各振動子５．
５°上に整合層、音響レンズなどが積層される。

つぎに本発明に係る超音波プローブを製造する場合の一
例について説明する。まず上下両面に金属電極を焼付は
等により設けた一辺の長さＷの正方形の圧電素材を用意
し、この圧電素材に所定間隔を保って、下面の電極にリ
ード線６を半田により溶着し、これをバッキング材４Ｃ
に接着した後、−辺の長さがＱとなるように切断、分割
し、振動子５′を作りアース処理を施して、第３の振動
子群５Ｃを製造する。この製造方法に上り、第１、第２
の振動子群を製造した後、半球面７上に第３の振動子群
５Ｃを取り付け、つぎに第２、第３の振動子群５Ａ、５
Ａ’、５１．５Ｂ’を取付ける。その後、各リード線を
握り部３の内部に挿通して、超音波送受部に接続する。

このように製造された本発明に係る超音波プローブの具
体的な作用について第３の振動子群５Ｃを拡大した第３
図を参照しながら説明する。まず特定方向の超音波ビー
ムを放射して生体の断面像を得ようとするときは第１の
振動子群５Ａ、５Ａ’と第３の振動子ｎ５ＣからＡ１な
いしＡｎ列の各振動子５Ｃ’を選択すべくスイッチを入
れる。つぎに上記断面像と交差する方向の断面像を得よ
うとするときは、第２の振動子群５Ｂ、５Ｂ’と第３の
振動子群５ＣからＢ１ないしＢｎ列の各振動子５０′を
選択すべくスイッチを入れる。

このように本発明の超音波プローブによれば超音波プロ
ーブ回動さ仕ることなく、電気的なスイッチの切り換え
のみでパイプレーンを可能にする。

また多方向にわたる断層像を得るときには第３の振動子
群のうち、たとえばＡ　＋　Ｂ　ＩＡ　ｔ　Ｂ　ｔ　、
ないしＡｎ　Ｂｎの各振動子５゛を選択して所望の方向
における超音波を発射する。この結果界なる各方向の断
面像をパイプレーンによって得ることができる。

なお、本発明に係る第１、第２、第３の振動子群は先に
出願人が提案した特願昭５９−１１４６３８号及び特願
昭５８−２４５１６６号に開示した製造技術を用いれば
容易である。これによれば本発明に係る超音波プローブ
のマイクロ化が可能となり、内視鏡の機構に複合するこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の構成によれば超音波プローブ
の物理的な回動によることなくパイプレーンによって交
差する広角的な断面像を得ることができ、また生体の音
響ウィンドウは種々であるが、これに合わせてセクタ走
査がコンベック走査かを選択できるため適確な診断情報
を得ることができる。加えて内視鏡に組み込めば、内視
鏡で観察するだけでなく、生体断面像をテレビ画面に得
ることができるので十分な診断ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本説明の超音波プローブの正面図、第１
図（ｂ）は本発明の超音波プローブの平面図、第２図（
ａ）は本発明の超音波プローブの要部断面図、第２図（
ｂ）は本発明の超音波プローブに係るマトリクス振動子
群の斜視図、第２図（Ｃ）は本発明の超音波プローブに
係るコンベックス振動子群の斜視図及び第３図は本発明
に係る超音波プローブのマトリクス振動子群拡大図であ
る。ｌ・・・超音波プローブ２・・握り部４・・・バッキング材

Claims

【特許請求の範囲】

　超音波の送受波を行い得る超音波プローブにおいて、
所定の曲率半径で湾曲されたバッキング材の表面に、ア
レイ状に配列された第１と第２の振動子群を、両者が交
差する如く配置し、両者の交差する部分を振動子がマト
リクス状に配列してなる第３の振動子群とすると共に、
各振動子群を選択的に励振可能に構成したことを特徴と
する超音波プローブ。