JPH0134396B2 - - Google Patents
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- JPH0134396B2 JPH0134396B2 JP57100202A JP10020282A JPH0134396B2 JP H0134396 B2 JPH0134396 B2 JP H0134396B2 JP 57100202 A JP57100202 A JP 57100202A JP 10020282 A JP10020282 A JP 10020282A JP H0134396 B2 JPH0134396 B2 JP H0134396B2
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- JP
- Japan
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- acoustic
- acoustic lens
- lens
- silicone rubber
- attenuation
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods 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
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/30—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using refraction, e.g. acoustic lenses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は音響エネルギを利用し人体の内部の検
査を行う装置の探触子において、送波される音波
を集束するために使用される音響レンズに関す
る。
査を行う装置の探触子において、送波される音波
を集束するために使用される音響レンズに関す
る。
一般に使用されている超音波診断装置用探触子
は、第１図ａに示すように保持体１上に圧電振動
子からなる電気−音響エレメントを多数並設して
変換器列２とし、その上に外表面が生体に接触す
る音響レンズ３を形成する構成である。４は各電
気−音響変換器エレメントに駆動パルス信号を供
給したり、受信パルス信号を取出すためのリード
線で、ケーブル５に接続し、探触子全体は音響レ
ンズ部３が外表面に露出するようにケース６に収
納する。第１図ｂは探触子先端部の斜視図で変換
器エレメント２の上に形成する音響レンズ３の表
面形状を示す。第１図ｃは電気−音響変換器エレ
メント列の配列方向と直交する方向に沿う断面図
で、保持体１上に電極対７ａ，７ｂを有する電気
−音響変換器エレメント２の上に数百μ程度の1/
４波長厚の音響整合層８が形成され、さらにその
上にシリコーンゴムからなる超音波集束体、即ち
音響レンズ３が固着形成されている。本図からも
明らかなように、音響レンズ３は変換器エレメン
ト２の配列方向と直交する断面で外方に膨出する
ほぼ円弧状に形成され、肉厚が中心部で最も厚
く、端部に近づくにつれ薄くなる形状をなしてい
て、凸面となつて生体に対しなめらかに密着性よ
く接触しうる。探触子の音響レンズ表面と生体と
の間に通常ペースト状の物質を介在せしめ、音響
減衰の大きな空気を排除する際、気泡などの抜け
が良くなる形状である。
は、第１図ａに示すように保持体１上に圧電振動
子からなる電気−音響エレメントを多数並設して
変換器列２とし、その上に外表面が生体に接触す
る音響レンズ３を形成する構成である。４は各電
気−音響変換器エレメントに駆動パルス信号を供
給したり、受信パルス信号を取出すためのリード
線で、ケーブル５に接続し、探触子全体は音響レ
ンズ部３が外表面に露出するようにケース６に収
納する。第１図ｂは探触子先端部の斜視図で変換
器エレメント２の上に形成する音響レンズ３の表
面形状を示す。第１図ｃは電気−音響変換器エレ
メント列の配列方向と直交する方向に沿う断面図
で、保持体１上に電極対７ａ，７ｂを有する電気
−音響変換器エレメント２の上に数百μ程度の1/
４波長厚の音響整合層８が形成され、さらにその
上にシリコーンゴムからなる超音波集束体、即ち
音響レンズ３が固着形成されている。本図からも
明らかなように、音響レンズ３は変換器エレメン
ト２の配列方向と直交する断面で外方に膨出する
ほぼ円弧状に形成され、肉厚が中心部で最も厚
く、端部に近づくにつれ薄くなる形状をなしてい
て、凸面となつて生体に対しなめらかに密着性よ
く接触しうる。探触子の音響レンズ表面と生体と
の間に通常ペースト状の物質を介在せしめ、音響
減衰の大きな空気を排除する際、気泡などの抜け
が良くなる形状である。
音響レンズには、超音波ビームを集束するこ
と、生体との間に空気層を作らないこと、生
体との境界層で超音波の反射を少くし生体内音場
を乱さないこと、以上の効果を効率良く生ぜし
めるため音響レンズ内での超音波の減衰は出来る
だけ小さいことの諸性質が要求される。
と、生体との間に空気層を作らないこと、生
体との境界層で超音波の反射を少くし生体内音場
を乱さないこと、以上の効果を効率良く生ぜし
めるため音響レンズ内での超音波の減衰は出来る
だけ小さいことの諸性質が要求される。
の生体との間に空気層を作らないことに関し
ては、音響レンズを表面凸形状にすることは既に
述べたが、この形状に関連しての超音波ビーム
を生体内で集束せしめるには、生体、特に人体の
音速1.5Km／ｓより遅いことが必要になる。これ
に合致する材料としてシリコーンゴムがあり従来
一般に使用されている。
ては、音響レンズを表面凸形状にすることは既に
述べたが、この形状に関連しての超音波ビーム
を生体内で集束せしめるには、生体、特に人体の
音速1.5Km／ｓより遅いことが必要になる。これ
に合致する材料としてシリコーンゴムがあり従来
一般に使用されている。
の生体内音場を乱さないことに関しては、変
換器エレメント２、音響レンズ３、生体の音響特
性インピーダンスを各々Z0，Z2，Z3とすると、一
般にZ0≫Z2であるから音響レンズ３の特性インピ
ーダンスZ1を変えても各境界で超音波の反射が生
ずる。第１図ｃの凸形状の音響レンズ３では生体
との境界が曲面である。一方変換器エレメント２
と音響レンズ３との境界は平面で、ここでの透過
や反射の音波の進行方向は一定であるのに対し曲
面境界である凸形面上での音波の透過と反射波は
進行方向も変り、いわゆる音場を大きく乱す。生
体、特に人体の特性インピーダンスZ2は場所によ
つて変るが、一般には1.4〜1.6×105（ｇ／cm2・ｓ）
である。音響レンズ３の素材にシリコーンゴムを
使用すれば、音響特性インピーダンスZ1は Z1＝ρ×Vl（ｇ／cm2・ｓ） 但し、ρ：密度（ｇ／cm2）、Vl：音速（cm／ｓ）
であり、シリコーン素材への混合物を変えること
により特性インピーダンスZ1は10〜15×105（ｇ／
cm2・ｓ）の範囲になりうる。音響レンズ３と人体
との音響インピーダンスの整合が得られ、この境
界での音波の反射をほとんどなくすことが出来る
（特公開昭51−51181号公報）組成に選んだ音響イ
ンピーダンス1.4〜1.6×105（ｇ／cm2・ｓ）のシリ
コーンゴムを従来は利用している。
換器エレメント２、音響レンズ３、生体の音響特
性インピーダンスを各々Z0，Z2，Z3とすると、一
般にZ0≫Z2であるから音響レンズ３の特性インピ
ーダンスZ1を変えても各境界で超音波の反射が生
ずる。第１図ｃの凸形状の音響レンズ３では生体
との境界が曲面である。一方変換器エレメント２
と音響レンズ３との境界は平面で、ここでの透過
や反射の音波の進行方向は一定であるのに対し曲
面境界である凸形面上での音波の透過と反射波は
進行方向も変り、いわゆる音場を大きく乱す。生
体、特に人体の特性インピーダンスZ2は場所によ
つて変るが、一般には1.4〜1.6×105（ｇ／cm2・ｓ）
である。音響レンズ３の素材にシリコーンゴムを
使用すれば、音響特性インピーダンスZ1は Z1＝ρ×Vl（ｇ／cm2・ｓ） 但し、ρ：密度（ｇ／cm2）、Vl：音速（cm／ｓ）
であり、シリコーン素材への混合物を変えること
により特性インピーダンスZ1は10〜15×105（ｇ／
cm2・ｓ）の範囲になりうる。音響レンズ３と人体
との音響インピーダンスの整合が得られ、この境
界での音波の反射をほとんどなくすことが出来る
（特公開昭51−51181号公報）組成に選んだ音響イ
ンピーダンス1.4〜1.6×105（ｇ／cm2・ｓ）のシリ
コーンゴムを従来は利用している。
音響レンズ３内を超音波が通過すると減衰を生
じ、シリコーンゴムの音響インピーダンスが約
1.4×105（ｇ／cm2・ｓ）の現状組成では、超音波
周波数3.5MHzで、減衰量は2.3〜2.8dB／mmであ
る。第１図の形状の音響レンズは中心部の厚みが
１mm弱で、超音波の送受の往復通路でおよそ5dB
減衰する。この形のリニア走査型音響レンズ３は
保持体１上の電気−音響変換器エレメント列２の
配列方向には一定であり、単に数dBの減衰が生
じるが使用可能である。
じ、シリコーンゴムの音響インピーダンスが約
1.4×105（ｇ／cm2・ｓ）の現状組成では、超音波
周波数3.5MHzで、減衰量は2.3〜2.8dB／mmであ
る。第１図の形状の音響レンズは中心部の厚みが
１mm弱で、超音波の送受の往復通路でおよそ5dB
減衰する。この形のリニア走査型音響レンズ３は
保持体１上の電気−音響変換器エレメント列２の
配列方向には一定であり、単に数dBの減衰が生
じるが使用可能である。
一方、人体への小さい接触面積で広い被検領域
を得る台形走査型探触子は第２図に示す構成であ
る。音響−電気変換器エレメント列２と音響整合
層８との前面に第２図に示される形の音響レンズ
１３が設けられ、凸面状に配列された音響−電気
変換器エレメント列２と生体１８の平面接触を可
能にすると共に、超音波の走査角の拡大、即ち被
検領域が大きくなる。音響−電気変換器エレメン
ト列２から送出された超音波は音響レンズ１３に
より偏向され、被検体１８内を矢印９のように進
み、被検体１８内での反射波１０となり、同一エ
レメント列２で受信され、ケーブル１５を通して
表示装置部へ送信される。この探触子の被検体内
の超音波信号の走査領域は点１２を中心部とする
円弧状の領域14となる。これは凸面状音響−電気
変換器エレメント列２の中心１１より更に前面の
音響レンズ１３に寄り、音波の走査角が拡大され
ることによる。
を得る台形走査型探触子は第２図に示す構成であ
る。音響−電気変換器エレメント列２と音響整合
層８との前面に第２図に示される形の音響レンズ
１３が設けられ、凸面状に配列された音響−電気
変換器エレメント列２と生体１８の平面接触を可
能にすると共に、超音波の走査角の拡大、即ち被
検領域が大きくなる。音響−電気変換器エレメン
ト列２から送出された超音波は音響レンズ１３に
より偏向され、被検体１８内を矢印９のように進
み、被検体１８内での反射波１０となり、同一エ
レメント列２で受信され、ケーブル１５を通して
表示装置部へ送信される。この探触子の被検体内
の超音波信号の走査領域は点１２を中心部とする
円弧状の領域14となる。これは凸面状音響−電気
変換器エレメント列２の中心１１より更に前面の
音響レンズ１３に寄り、音波の走査角が拡大され
ることによる。
この音響レンズ１３は形状がエレメント配列方
向に凹形をなしており、音響レンズ１３内の超音
波径路長は、端部長１７で約７mm、中心部長１６
で約１mmである。音響レンズ３内の超音波の減衰
量は送受往復により、端部で35dB、中心部で
5dBだけ超音波周波数3.5MHzで発生する。問題
となるのは端部１７での減衰量が大きいこと、中
心部１６と端部１７との差が大きいことの２点で
ある。端部１７と中心部１６との減衰による感度
差は変換器駆動電圧を端部１７と中心部１６とで
変えることにより補正を行うにしても10dBが限
度であり、音響レンズ１３の減衰は使用周波数で
0.8dB／mm以下の素材が必要である。
向に凹形をなしており、音響レンズ１３内の超音
波径路長は、端部長１７で約７mm、中心部長１６
で約１mmである。音響レンズ３内の超音波の減衰
量は送受往復により、端部で35dB、中心部で
5dBだけ超音波周波数3.5MHzで発生する。問題
となるのは端部１７での減衰量が大きいこと、中
心部１６と端部１７との差が大きいことの２点で
ある。端部１７と中心部１６との減衰による感度
差は変換器駆動電圧を端部１７と中心部１６とで
変えることにより補正を行うにしても10dBが限
度であり、音響レンズ１３の減衰は使用周波数で
0.8dB／mm以下の素材が必要である。
端部１７と中心部１６との超音波路長差は小さ
い程好ましい。第３図に台形走査型探触子の画面
の有効視野θ2と音響レンズ１３の半径Ｒと音響レ
ンズ１３の音速V1との関係を示す。音響−電気
変換素子２列の長さをｌとし、被検体１８の音速
をV2とし、各々一定値とすると、 Ｒ≒（ｌ／２）／sin-1（Ｃ・V1） である。音響レンズ１３の音速V1が１Km／ｓか
ら0.8Km／ｓに変ると、有効視野θ2を30度一定と
して、音響レンズ１３の半径Ｒが大きくなり、端
部と中心部との超音波路長差は６mmから3.7mmに
減少する。端部と中心部とで変換器駆動電圧補正
を10dBとすると、音響レンズの減衰は使用周波
数で1.40dB／mm以下の素材が必要になる。
い程好ましい。第３図に台形走査型探触子の画面
の有効視野θ2と音響レンズ１３の半径Ｒと音響レ
ンズ１３の音速V1との関係を示す。音響−電気
変換素子２列の長さをｌとし、被検体１８の音速
をV2とし、各々一定値とすると、 Ｒ≒（ｌ／２）／sin-1（Ｃ・V1） である。音響レンズ１３の音速V1が１Km／ｓか
ら0.8Km／ｓに変ると、有効視野θ2を30度一定と
して、音響レンズ１３の半径Ｒが大きくなり、端
部と中心部との超音波路長差は６mmから3.7mmに
減少する。端部と中心部とで変換器駆動電圧補正
を10dBとすると、音響レンズの減衰は使用周波
数で1.40dB／mm以下の素材が必要になる。
現在市販され、音響レンズとして使用されてい
るシリコーンゴムは音響減衰率、音速ともに満足
する性能を示していない。例えば、音響インピー
ダンスZ1＝1.45×105ｇ／cm2・ｓで音響減衰率α
＝2.7dB／mmのものや、Z1＝1.5ｇ／cm2・ｓでα＝
2.3dB／mmのものや、Z1＝1.38ｇ／cm2・ｓでα＝
2.3dB／mmのものばかりで、音響減衰率αが
2.5dB／mm前後と約２倍大きく、台形用の音響レ
ンズには使えない。
るシリコーンゴムは音響減衰率、音速ともに満足
する性能を示していない。例えば、音響インピー
ダンスZ1＝1.45×105ｇ／cm2・ｓで音響減衰率α
＝2.7dB／mmのものや、Z1＝1.5ｇ／cm2・ｓでα＝
2.3dB／mmのものや、Z1＝1.38ｇ／cm2・ｓでα＝
2.3dB／mmのものばかりで、音響減衰率αが
2.5dB／mm前後と約２倍大きく、台形用の音響レ
ンズには使えない。
すなわち、走査方向に厚みの変化する台形走査
用などの音響レンズとして、音速V1が１Km／ｓ
以下、音響減衰率αが1.4dB／mm以下、音響イン
ピーダンスZ1が1.4〜1.6×105ｇ／cm2・ｓ程度必要
であるのに対して、従来の音響レンズはこのよう
な条件を満足しておらず、台形走査用などには適
していなかつた。
用などの音響レンズとして、音速V1が１Km／ｓ
以下、音響減衰率αが1.4dB／mm以下、音響イン
ピーダンスZ1が1.4〜1.6×105ｇ／cm2・ｓ程度必要
であるのに対して、従来の音響レンズはこのよう
な条件を満足しておらず、台形走査用などには適
していなかつた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたも
ので、シリコーンゴムに0.08〜0.20μｍの粒子径
の粉体を混合することにより、上記の試条件を満
たした台形走査用などに好適の音響レンズを提供
することを目的とする。
ので、シリコーンゴムに0.08〜0.20μｍの粒子径
の粉体を混合することにより、上記の試条件を満
たした台形走査用などに好適の音響レンズを提供
することを目的とする。
以下に本発明の一実施例を図面に基いて説明す
る。
る。
音響レンズに使用される材料は、音速が１Km／
ｓ以下とするシリコーンゴムが適している。また
シリコーンゴムは安定であり、生体と接触させて
も害がなく、弾力性をもち、成型性、量産性にも
すぐれている。シリコーンゴムを音響レンズとし
て最適な性能、例えば1.0dB／mm以下の音響減衰
率、0.8Km／ｓ程度の音速、1.5×105ｇ／cm2・ｓ程
度の音響インピーダンスを得るには、シリコーン
ゴムに適当な粉体を混合することにより得られ
る。
ｓ以下とするシリコーンゴムが適している。また
シリコーンゴムは安定であり、生体と接触させて
も害がなく、弾力性をもち、成型性、量産性にも
すぐれている。シリコーンゴムを音響レンズとし
て最適な性能、例えば1.0dB／mm以下の音響減衰
率、0.8Km／ｓ程度の音速、1.5×105ｇ／cm2・ｓ程
度の音響インピーダンスを得るには、シリコーン
ゴムに適当な粉体を混合することにより得られ
る。
音響減衰率の小さいシリコーン材を得るために
は、混合粒子として素材、形状、条件を選定する
必要がある。混合粒子の入つたシリコーン材の音
響減衰率αは粒子と媒質間の粘性により生じ、混
合粒子の粒径の２乗に比例し増大し、混合率と混
合粒子密度に比例して増大するのが一般的傾向で
ある。混合粒子形状は球形が望ましい。アエロジ
ルの超微粒子粉は0.007〜0.05μｍの平均粒径であ
り、多孔質でない球状粒子で音響レンズの特性調
整用には最適である。素材にはSiO2、Al2O3、
TiO2があり、真比重が各々2.2、3.3、４（ｇ／cm3）
である。これらを、音響レンズに必要な音響イン
ピーダンスZ1が少くとも1.25〜1.50×105（ｇ／
cm2・ｓ）を達成する混合率、即ち30〜65wt％程
度迄混合する必要があるが、充分な脱泡が難しく
逆に音響減衰率が増加する。一般に乾式粉砕法で
得られる粒子は形状が鋭くとがつており球状では
なく、粒径は1μｍが限度で音響レンズ特性調整
用には使用し難い。そこで湿式粉砕法のTiO2を
調べると、粒径0.08〜1.1μｍのものが得られた。
は、混合粒子として素材、形状、条件を選定する
必要がある。混合粒子の入つたシリコーン材の音
響減衰率αは粒子と媒質間の粘性により生じ、混
合粒子の粒径の２乗に比例し増大し、混合率と混
合粒子密度に比例して増大するのが一般的傾向で
ある。混合粒子形状は球形が望ましい。アエロジ
ルの超微粒子粉は0.007〜0.05μｍの平均粒径であ
り、多孔質でない球状粒子で音響レンズの特性調
整用には最適である。素材にはSiO2、Al2O3、
TiO2があり、真比重が各々2.2、3.3、４（ｇ／cm3）
である。これらを、音響レンズに必要な音響イン
ピーダンスZ1が少くとも1.25〜1.50×105（ｇ／
cm2・ｓ）を達成する混合率、即ち30〜65wt％程
度迄混合する必要があるが、充分な脱泡が難しく
逆に音響減衰率が増加する。一般に乾式粉砕法で
得られる粒子は形状が鋭くとがつており球状では
なく、粒径は1μｍが限度で音響レンズ特性調整
用には使用し難い。そこで湿式粉砕法のTiO2を
調べると、粒径0.08〜1.1μｍのものが得られた。
第４図には音響インピーダンスZ1をパラメータ
として、台形走査型超音波診断装置の映像上に生
ずる、人体と音響レンズとの音響インピーダンス
差による多重反射の音響の避けられる範囲1.25〜
1.60×105ｇ／cm2・ｓに関して、TiO2粉末をシリ
コーンゴムに50wt％加えた時の粒子径と音響減
衰率の関係を示す。いずれの場合も半径が約0.1μ
ｍ近傍で音響減衰率αが極小を示している。必要
とする音響減衰率のレベル1.4dB／mm以下とする
と、粒子径の大きい限界は0.2μｍとなる。一方
0.08μｍ以下の粒子径の粒体は、不連続的に音響
減衰率が増大している。このことから音響レンズ
用の粒子径の範囲は0.08〜0.20μｍが最も好まし
い。但し、同図◎印点は0.03μｍ径で混合限界の
Z1が1.1×105（ｇ／cm2・ｓ）であり、本来は音響
減衰率αは脱気が難しくなるため、１（dB／mm）
よりかなり大きな点になる。いづれにしても、減
衰率αを小さくするためには0.08〜0.20μｍ、と
りわけ0.1μｍの粒子径が極小の条件となり、実用
化に際しても安価で入手しうる限界である。
として、台形走査型超音波診断装置の映像上に生
ずる、人体と音響レンズとの音響インピーダンス
差による多重反射の音響の避けられる範囲1.25〜
1.60×105ｇ／cm2・ｓに関して、TiO2粉末をシリ
コーンゴムに50wt％加えた時の粒子径と音響減
衰率の関係を示す。いずれの場合も半径が約0.1μ
ｍ近傍で音響減衰率αが極小を示している。必要
とする音響減衰率のレベル1.4dB／mm以下とする
と、粒子径の大きい限界は0.2μｍとなる。一方
0.08μｍ以下の粒子径の粒体は、不連続的に音響
減衰率が増大している。このことから音響レンズ
用の粒子径の範囲は0.08〜0.20μｍが最も好まし
い。但し、同図◎印点は0.03μｍ径で混合限界の
Z1が1.1×105（ｇ／cm2・ｓ）であり、本来は音響
減衰率αは脱気が難しくなるため、１（dB／mm）
よりかなり大きな点になる。いづれにしても、減
衰率αを小さくするためには0.08〜0.20μｍ、と
りわけ0.1μｍの粒子径が極小の条件となり、実用
化に際しても安価で入手しうる限界である。
この粒子を混合した際の、シリコーンゴムの混
合粒径をパラメータとした混合重量比と音速の変
化の様子を第５図に示す。40wt％で885ｍ／ｓ、
60wt％で860ｍ／ｓと10〜15％の音速低下を示
し、レンズ材中の音響径路を小さくすることが出
来るので、音響レンズ材として好ましい特性にな
る。音速の低下は粒子径が大きい程低下も大き
く、音響径路長を減少せしめるには都合が良い
が、前述のように音響減衰率が大きくなり、音速
の低下にも限界があり、860ｍ／ｓになる。超音
波路長差は５mmとなり、端部と中心部とでの変換
器駆動電圧補正を10dBとすると、音響レンズの
減衰は約1.0dB／mm以下となる。変換器駆動電圧
補正を15dB限度とすると、音響レンズの減衰は
約1.5dB／mm以下とできる。実用に供し得る音速
である900ｍ／ｓ以下を考慮すると、混合比は
30wt％以上が好ましく、音速低下の限界860ｍ／
ｓを考慮すると65wt％が好ましい。一般に市販
されているシリコーンゴム及び現在使用されてい
る音響レンズ用シリコーンゴムの音速は950〜
1130ｍ／ｓの間にある。したがつて、シリコーン
ゴムに粉体を混合したものは、音速の点からも大
きな改良のなされた音響レンズ材である。
合粒径をパラメータとした混合重量比と音速の変
化の様子を第５図に示す。40wt％で885ｍ／ｓ、
60wt％で860ｍ／ｓと10〜15％の音速低下を示
し、レンズ材中の音響径路を小さくすることが出
来るので、音響レンズ材として好ましい特性にな
る。音速の低下は粒子径が大きい程低下も大き
く、音響径路長を減少せしめるには都合が良い
が、前述のように音響減衰率が大きくなり、音速
の低下にも限界があり、860ｍ／ｓになる。超音
波路長差は５mmとなり、端部と中心部とでの変換
器駆動電圧補正を10dBとすると、音響レンズの
減衰は約1.0dB／mm以下となる。変換器駆動電圧
補正を15dB限度とすると、音響レンズの減衰は
約1.5dB／mm以下とできる。実用に供し得る音速
である900ｍ／ｓ以下を考慮すると、混合比は
30wt％以上が好ましく、音速低下の限界860ｍ／
ｓを考慮すると65wt％が好ましい。一般に市販
されているシリコーンゴム及び現在使用されてい
る音響レンズ用シリコーンゴムの音速は950〜
1130ｍ／ｓの間にある。したがつて、シリコーン
ゴムに粉体を混合したものは、音速の点からも大
きな改良のなされた音響レンズ材である。
第６図に粒径が0.1μｍの粉体を混合した時の音
響インピーダンスZ1と音響減衰率αとの関係を示
す。●印の直線上が本発明による音響レンズ材で
あり、□Γ、△Γ、×−印は一般市販品である。これに
よると本発明の音響レンズ材は約１（dB／mm）以
上の減衰率が少ないことが判る。このように、シ
リコーンゴムに粒子径0.1μｍ近傍のTiO2を混合
することにより、音速が860（ｍ／ｓ）と小さく、
かつ音響減衰率が従来より１（dB／mm）強少い音
響レンズ用材料が得られる。この結果台形型プロ
ーブのような音響径路の数mm以上ある音響レン
ズ、場所により音響径路長の異なる音響レンズが
実用に供しうる。更に一般の音響用伝媒体として
使用し得ることはいうまでもない。
響インピーダンスZ1と音響減衰率αとの関係を示
す。●印の直線上が本発明による音響レンズ材で
あり、□Γ、△Γ、×−印は一般市販品である。これに
よると本発明の音響レンズ材は約１（dB／mm）以
上の減衰率が少ないことが判る。このように、シ
リコーンゴムに粒子径0.1μｍ近傍のTiO2を混合
することにより、音速が860（ｍ／ｓ）と小さく、
かつ音響減衰率が従来より１（dB／mm）強少い音
響レンズ用材料が得られる。この結果台形型プロ
ーブのような音響径路の数mm以上ある音響レン
ズ、場所により音響径路長の異なる音響レンズが
実用に供しうる。更に一般の音響用伝媒体として
使用し得ることはいうまでもない。
超音波診断装置用探触子の医用に供する装置で
は清潔性が望まれる。この点から、音響レンズは
最も表面に露出し、人体と接する部分に装備され
るので、本発明による音響レンズは白色を呈し、
最も好ましい外観を提供し得る。
は清潔性が望まれる。この点から、音響レンズは
最も表面に露出し、人体と接する部分に装備され
るので、本発明による音響レンズは白色を呈し、
最も好ましい外観を提供し得る。
以上説明してきたように本発明は、シリコーン
ゴムに0.08〜0.20μｍの粒子径の粉体を混合して
なる音響レンズであるため、音速を１Km／ｓ以
下、音響減衰率を1.4dB／mm以下、音響インピー
ダンスを1.4〜1.6×105ｇ／cm2・ｓに選定すること
ができるので、走査方向に厚みが変化するような
音響レンズ、すなわち場所により音響径路長の異
なる音響レンズに使用しても、超音波ビームを集
束でき、生体との間に空気層を作らず、生体内の
音場を乱さず、さらに減衰をできるだけ小さくし
て、十分に実用に供することができる。
ゴムに0.08〜0.20μｍの粒子径の粉体を混合して
なる音響レンズであるため、音速を１Km／ｓ以
下、音響減衰率を1.4dB／mm以下、音響インピー
ダンスを1.4〜1.6×105ｇ／cm2・ｓに選定すること
ができるので、走査方向に厚みが変化するような
音響レンズ、すなわち場所により音響径路長の異
なる音響レンズに使用しても、超音波ビームを集
束でき、生体との間に空気層を作らず、生体内の
音場を乱さず、さらに減衰をできるだけ小さくし
て、十分に実用に供することができる。
第１図ａは超音波診断装置用探触子の変換器配
列方向に沿う断面図、同図ｂは同探触子の変換器
部の斜視図、同図ｃは同変換器部の配列方向と直
交する方向に沿う断面図、第２図は台形走査型探
触子の概略構成図、第３図は台形走査型探触子の
音響レンズ動作説明図、第４図はシリコーンゴム
への混合粒子径と音響減衰率との関係を示す図、
第５図はシリコーンゴムへの粉体混合量と音速低
下との関係を示す図、第６図は音響レンズ用材料
の特性図である。 １……保持台、２……音響変換器、３……音響
レンズ、４……リード線、５……探触子ケーブ
ル、６……ケース、７……電極、８……音響整合
層、９……送出超音波、１０……反射超音波、１
１……音響レンズ曲率中心、１２……音響レンズ
の仮想原点、１３……台形音響レンズ、１４……
リード線、１５……ケーブル、１６……台形音響
レンズ中心部、１７……同端部、１８……被検
体。
列方向に沿う断面図、同図ｂは同探触子の変換器
部の斜視図、同図ｃは同変換器部の配列方向と直
交する方向に沿う断面図、第２図は台形走査型探
触子の概略構成図、第３図は台形走査型探触子の
音響レンズ動作説明図、第４図はシリコーンゴム
への混合粒子径と音響減衰率との関係を示す図、
第５図はシリコーンゴムへの粉体混合量と音速低
下との関係を示す図、第６図は音響レンズ用材料
の特性図である。 １……保持台、２……音響変換器、３……音響
レンズ、４……リード線、５……探触子ケーブ
ル、６……ケース、７……電極、８……音響整合
層、９……送出超音波、１０……反射超音波、１
１……音響レンズ曲率中心、１２……音響レンズ
の仮想原点、１３……台形音響レンズ、１４……
リード線、１５……ケーブル、１６……台形音響
レンズ中心部、１７……同端部、１８……被検
体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 粒子径が0.08μｍ〜0.20μｍである酸化チタン
の粒体を無添加のシリコーンゴムに対して、
30wt％〜65wt％の割合で混入してなる音響レン
ズ。 ２ 一方の端面が長方形状に成型され、他方の端
面が前記長方形状の長手方向に沿つて凹状にわん
曲するように成型されてなることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の音響レンズ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100202A JPS58216294A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 音響レンズ |
| US06/834,105 US4651850A (en) | 1982-06-10 | 1986-02-24 | Acoustic lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100202A JPS58216294A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 音響レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58216294A JPS58216294A (ja) | 1983-12-15 |
| JPH0134396B2 true JPH0134396B2 (ja) | 1989-07-19 |
Family
ID=14267713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57100202A Granted JPS58216294A (ja) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | 音響レンズ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4651850A (ja) |
| JP (1) | JPS58216294A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10026392B2 (en) | 2016-05-20 | 2018-07-17 | Konica Minolta, Inc. | Acoustic lens, method for producing the same, ultrasonic probe, and ultrasonic imaging device |
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| JPH0813160B2 (ja) * | 1984-05-22 | 1996-02-07 | 株式会社東芝 | 超音波音響レンズ |
| JPS6289765A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-24 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 音響媒体用シリコ−ンゴム組成物 |
| JPH0654436B2 (ja) * | 1986-04-24 | 1994-07-20 | 松下電工株式会社 | 音波の伝播方向制御装置 |
| US4881618A (en) * | 1986-06-06 | 1989-11-21 | Olympus Optical Co., Ltd. | Acoustic lens for use in acoustic microscope |
| JPH0654437B2 (ja) * | 1986-06-14 | 1994-07-20 | 松下電工株式会社 | 音響レンズ |
| DE3732131A1 (de) * | 1987-09-24 | 1989-04-06 | Wolf Gmbh Richard | Fokussierender ultraschallwandler |
| DE60138247D1 (de) * | 2000-07-13 | 2009-05-20 | Panasonic Corp | Akustische Linse und zugehöriges Herstellungsverfahren |
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| CN1982375A (zh) * | 2003-09-29 | 2007-06-20 | 株式会社东芝 | 声透镜组份、超声探头和超声诊断设备 |
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| US20130289381A1 (en) | 2011-11-02 | 2013-10-31 | Seno Medical Instruments, Inc. | Dual modality imaging system for coregistered functional and anatomical mapping |
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| US10433732B2 (en) | 2011-11-02 | 2019-10-08 | Seno Medical Instruments, Inc. | Optoacoustic imaging system having handheld probe utilizing optically reflective material |
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| WO2017094257A1 (ja) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | ソニー株式会社 | 内視鏡下手術用手持ち器具 |
| JP6573994B2 (ja) * | 2016-01-28 | 2019-09-11 | 富士フイルム株式会社 | 音響波プローブ用組成物、これを用いた音響波プローブ用シリコーン樹脂、音響波プローブおよび超音波プローブ、ならびに、音響波測定装置、超音波診断装置、光音響波測定装置および超音波内視鏡 |
| WO2017163936A1 (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 富士フイルム株式会社 | 音響波プローブ用組成物、これを用いた音響波プローブ用シリコーン樹脂、音響波プローブおよび超音波プローブ、ならびに、音響波測定装置、超音波診断装置、光音響波測定装置および超音波内視鏡 |
| WO2017170215A1 (ja) | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 富士フイルム株式会社 | 音響波プローブ用樹脂組成物、ならびに、これを用いた音響レンズ、音響波プローブ、音響波測定装置、超音波診断装置、光音響波測定装置および超音波内視鏡 |
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1982
- 1982-06-10 JP JP57100202A patent/JPS58216294A/ja active Granted
-
1986
- 1986-02-24 US US06/834,105 patent/US4651850A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4651850A (en) | 1987-03-24 |
| JPS58216294A (ja) | 1983-12-15 |
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