JPS6384546A - 超音波プロ−ブ - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、超音波を利用して生体内の結石を破砕したり
軟組織を切除したりするときに使用する超音波プローブ
に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の超音波プローブは超音波振動子を内蔵し
た本体部と、本体部からの超音波振動を伝達するための
超音波伝達体とからなり、この超音波伝達体の先端を処
置部位へ当てて軟組織等を切除するように構成されてい
る。

［発明が解決しようとする問題点コ ところで、一般に軟組織を効率良く切除するには機械イ
ンピーダンス（Ｆ／ｖ）のマツチングの関係で力Ｆより
も振動速度Ｖが重要視される。つまり、方形波状の振動
によって振幅の絶対値よりもこれを微分した振動速度の
絶対値を大きくすることが重要であり、そのため、には
プローブの振動帯域を広帯域にする必要がある。しかし
、従来の超音波プローブは共振周波数で駆動されるため
、振動形態がサイン関数波状になってしまい、軟組織の
切除には不向きであった。

また、従来の超音波プローブは共振周波数を調Ｕするた
めのバックマスと称される金属ブロックが本体部内に設
けられており、この金属ブロックによって形状が大きく
なるとともに、重量も増すという欠点があった。さらに
、共振インピーダンスが高いため駆動電圧が数百Ｖにも
なり、漏れ電流による患者への危険性もあった。

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、その目的とするところは小型かつ軽量で患者に対する
危険性がなく、軟組織等を効率良く切除することができ
る超音波プローブを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために本発明は、多数のセラミッ
ク振動子を積層接着し、それらの電極を並列に接続して
なる積層セラミック振動子を本体部に内蔵したことを特
徴とするものである。

［作　用］ すなわち、本発明では超音波振動子として積層セラミッ
ク振動子を用いることにより、プローブを広帯域で駆動
することができる。

〔実　施　例〕

以下、第１図乃至第３図を参照して本発明の一実施例に
ついて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す超音波プローブの断面
図で、この超音波プローブ１は把持部を構成する本体部
２と挿入部を構成する直管状の超音波伝達体３とからな
り、本体部２の内部に積層セラミック振動子４を内蔵し
ている。この積層セラミック振動子４は多数（数十〜数
百枚）のセラミック振動子を積層接着し、それらの電極
を並列に接続してなるもので、振動耐力を増すためにボ
ルト５とナツト６によりホーン７の後面に圧接してバイ
アス応力が加えられている。

前記ホーン７は積層セラミック振動子４で発生した超音
波を増幅するためのもので、その先端には前記超音波伝
達体３が連結されている。そして、超音波伝達体３、ホ
ーン７およびボルト５の軸心部には破砕した結石の破片
等を体腔内より排出するための吸引孔８が形成されてい
る。この吸引孔８はボルト５の端部に設けられたパイプ
状の口金９に連通しており、口金９には吸引装置と接続
した吸引チューブ（図示せず）が装着されるようになっ
ている。なお、図中１０は外装ケース、１１は外装キャ
ップ、１２はＯリング、１３はワッシャである。

第２図は上記超音波プローブ１を駆動するための回路例
を示し、図中２１は位相整合回路、２２は変成器、２３
は方形波の電圧源である。前記位相整合回路２１は超音
波プローブ１のりアクタンス成分（容量成分）をキャン
セルして実効電力を高めるためのもので、超音波プロー
ブ１の実抵抗と同じ特性インピーダンスを有している。

また、変成器２２は電圧源２３の信号線抵抗２４と超音
波プローブ１の実抵抗との電力整合を行うためのもので
、この場合の変成器２２の昇圧比は変成器２２の出力側
からみた抵抗値が超音波プローブ１の特性インピーダン
スと等しくなるように調整されている。

次に本実施例の作用について説明する。

上述したように積層セラミック振動子４は多数のセラミ
ック振動子を積層接着し、それらの電極を並列に接続し
であるため、第３図の実線で示すようにプローブの特性
・インピーダンスが点線で示す従来のものに比べて極め
て低くなる。従って、第２図に示した駆動回路で超音波
プローブ１を駆動することにより、超音波プローブ１を
第３図のａで示す周波数帯域で駆動することができるの
で、共振周波数を調整するための金属ブロックが不要と
なる。また、本実施例では積層セラミック振動子４に方
形波状の駆動電圧を印加することにより方形波に近い振
動形態を得ることができるので、振動速度を向上させて
軟組織の切除効率を高めることができる。さらに超音波
プローブ１を広帯域で駆動するため、超音波プローブ１
の実際の共振点すをａの部分より離れた高い周波数に設
定する必要があり、このようにプローブの共振周波数を
高くすることにより積層セラミック振動子４およびホー
ン７の形状を小さくすることができる。これは通常ホー
ン７の長さと積層セラミック振動子４の厚さを共振周波
数の１／４λ付近に設定するためである。なお、第３図
中Ｃは繰返し周波数ｆｏの駆動用方形波のスペクトルを
示す。

【発明の効果］ 以上説明したように本発明による超音波プローブによれ
ば、次のような効果を得ることができる。

（１）　　共振周波数を２１整するための金属ブロック
が不要になるとともに、振動子およびホーンの形状を小
さくできるのでプローブの小型化および軽量化を図るこ
とができる。

（２）　　インピーダンスが低いため低°電圧で駆動す
ることができ、患者への安全性を向上させることができ
る。

（３）方形波に近い振動波形が得られるため振動速度の
ピーク値が高くなり、切除効率を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す超音波プローブの断面
図、第２図は同プローブを駆動するための回路図、第３
図は超音波プローブのインピーダンスと周波数との関係
を示す線図である。 １・・・超音波プローブ、２・・・本体部、３・・・超
音波伝達体、４・・・積層セラミック振動子、７・・・
ホーン。 出願人代理人　弁理士　坪井　淳 第１図 ャヘーー←ぺに 手続補正書 １．事件の表示 特願昭６１−２３１９２０号 ２、発明の名称 超音波プローブ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （０３７）オリンパス光学工業株式会社４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号ＵＢＥビル６、補
正の対象 ２、特許請求の範囲 とを特徴とする超音波プローブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数のセラミック振動子を積層接着し、それらの電極を
   並列に接続してなる積層セラミック振動子を内蔵した本
   体部と、この本体部からの超音波振動を伝達する超音波
   伝達体とを具備してなることを特徴とする超音波プロー
   ブ。