JPH0194827A - メカニカルスキャン型超音波探触子 - 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】 皇栗よ（２）五尻分豆 本発明は、超音波診断装置用探触子に係わり、特に音響
イジピーダンスが人体の皮膚の音響インピーダンスと近
く、かつ減衰率の小さい材料を窓部に用いることによっ
て、従来得られてル１なかった時間分解能のよいメカニ
カル・スキャン型超音波探触子・に関する。

従来の　術　び　日が解゛　しようとする問題点メカニ
カル・スキャン型超音波探触子においては、その窓部は
ポリウレタンなどで作られていたが、音響インピーダン
スが人体の皮膚の音響インピーダンスと異なっていたた
め、探触子と皮膚の間で多重反射が起き、パルス幅を増
加させ、時間分解能を悪くするという問題があった。ま
た、減衰が大きく信号が小さくなるという欠点があった
。

メカニカル・スキャン型超音波探触子の窓部を構成する
材料は次の特性を備えている必要がある。

探触子から送信された超音波が窓部を通り、人体内部で
反射され、窓部を通って戻ってきた音波を探触子が受信
、そのときの音圧が、人体内部の反射率など音響特性の
微細な差を示すに十分なものであること。すなわち、窓
部の音響インピーダンスが人体の皮膚の音響インピーダ
ンスと近い値であることと、減衰率ができるだけ小さい
こと、および、メカニカル・スキャン型超音波探触子に
特有の球面を含む複雑な形状に作れることと、人体に押
し当てたとき変形や破損をしないことが必要である。

超音波が窓部を通り抜けるためには窓部の音響インピー
ダンスが、理想的には人体の音響インピーダンスと等し
い１．５８±０．０４　ｘ　１０’　ｋｇ／ｒｒｉＳで
あるが、！、２５〜１．８０　ｘ　１０’　ｋｇ／ｒｔ
ｆ／ｓの範囲であればよい。

また、減衰率は０．８０ｄＢ／翔ｍ／ＭＨｚ以下である
ことが必要である。

音速に関しては、人体の皮膚の音速から極端に外れるこ
とは問題になるが、１３００〜１７００ｍ／ｓの範囲に
あれば、球面であるためのレンズ効果は小さい。

さらに、管壁内における減衰をできるだけ小さくするた
め、窓部の厚さを薄くするので、機械的な強度が大きい
必要がある。

これらの条件を満足する材料であれば、メカニカル・ス
キャン型探触子を作ることが可能となるが、一般のプラ
スチック類で音響インピーダンスが上記範囲内ものもは
強度が小さいか、あるいは減衰が大きい欠点があった。

シリコーン樹脂の場合にもポリジメチルシロキサンゴム
の場合には、減衰率が小さいけれども、２０°Ｃないし
４０°Ｃの温度で音響インピーダンスが約１．０Ｘ１０
６．ｋｇ／ｒｄ／ｓであり、多重反射が大きく、また柔
らかすぎて、使用することはできない。

間　を”するための　段　び乍用 本発明者らは、上記目的を達成する為鋭意検討を重ねた
結果、特殊な組成のシリコーンレジンによって達成され
ることを見い出した。

これを説明するとこのシリコーンは （式中Ｒ’　、Ｒ”は置換もしくは非置換の一価の炭化
水素基から選ばれる基でＲ１の少なくとも８０モル％が
メチル基、Ｒｚの少なくとも５０モル％がフエらル基で
、Ｘは５〜４００の整数）で示されるオルガノシロキサ
ン単位を含有し全有機基のうちフェニル基が１０〜５０
モル％であるオルガノシロキサンの硬化物である。

ここで、ＲＩ、Ｒ１は炭素数１〜ｌＯの置換もしくは非
置換の一価の炭化水素基であってこれにはメチル基、エ
チル基、プロピル基などのアルキル基、ビニル基、アリ
ル基などのアルケニル基、シクロヘキシル基などのシク
ロアルキル基、フェニル基、トリル基などのアリール基
、トリフルオロプロピル基などのハロゲン置換−価炭化
水素などが例示される。

ただしＲ１のうち少なくとも８０モル％がメチル基Ｒ２
のうち少なくともフェニル基を５０モル％を必要とする
。この範囲をはずれる場合は充分な機械的強度を有する
ことができない。また全有機基中フェニル基量が１０〜
５０モル％が必須とされる理由は１０モル％以下では音
速が１１５０ｏ＋／ｓ以下、密度が約１．１　ｇ　／Ｃ
ｌ１１であることからその音響インピーダンス（音速×
密度）は１．２５Ｘ１０ｂｋｇ／ｒｒｒ／ｓ以下となり
、又５０モル％以上では音速が１５００ａ＋／ｓを越え
、密度が約１．２ｇ／ｃ４であることから、その音響イ
ンピーダンスが１．８Ｘ１０６ｋｇ／ｒｒｒ／ｓ以上と
なり、目標とする音響インピーダンス１．２５〜１．８
０ＸｌｌＯ’　ｋｇ／ｎｆ／ｓの範囲に入らない。

Ｘを５〜４００としている理由は機械的強度、特に脆さ
を改良する部分であり、この範囲にある硬化物は靭性に
冨み、切削加工も可能となる。

このオルガノポリシロキサンの硬化方法としてオルガノ
ハイドロジエンシロキサンを使用する場合、このオルガ
ノポリシロキサンはアルケニル基が少なくとも０．１モ
ル％以上有することが必須であり、オルガノハイドロジ
エンシロキサンは、１分子中にけい素原子に結合した水
素原子を３個以上有するオルガノハイドロジエンポリシ
ロキサンは、その分子構造については特に制限がなく、
直鎖状（線状）、分枝鎖状、環状あるいは網状のいずれ
かであってもよく、また単一のシロキサン単位からなる
単独重合体あるいは２種以上のシロキサン単位からなる
ブロックないしランダム共重合体のいずれであっても差
し支えない。

また、重合度についても制限はなく、けい素原子数が数
個から数十個の高重合度のものが包含されるが、合成の
容易さ等からは数個〜数百個程度のものが好適とされる
。

さらに白金系化合物触媒としては、塩化白金酸、塩化白
金酸とオレフィン、アルコール、アルデヒド等とのコン
プレックスが例示され、これらはｐｔ量でおおむね０．
１〜１００　ｐｐｍ使用される。

また、末端の反応基が水酸基またはアルコキシ基のよう
な縮合反応によって硬化するタイプの場合には、溶剤を
溶解したワニスタイプになり、成形時に溶剤を乾燥させ
る必要があり、薄い層を何度も形成しながら厚くしてゆ
くので面倒ではあるが、音響特性その他物性的には十分
目的を達することのできる材料となる。

好ましくは前記した、付加硬化型タイプである。

この理由は短時間で厚物成形が可能であり、目的とする
形状に直接成形することができるからである。

三ｙ坏と丸果 上記したシリコーン樹脂硬化物は、音響インピーダンス
が１．２５〜１．８０Ｘ　１０ｈｋｇ／ｒｄ／ｓであり
、超音波の減衰率が２．０ｄＢ／ａ＋ｍ／ＭＨｚ以下の
範囲にあり、音速も１５００ｍ八前後と水の音速に近い
ものであるだけでなく、通常の共加水分解等で得られる
シリコーン樹脂硬化物に比べ、シリコーン樹脂硬化物特
有の脆さが改良された極めて靭性に冨む成形品として切
削加工可能な機械的特性に優れた材料となる。

以下実施例を用いて詳細に述べるが、本発明の範囲は、
実施例によって限定されるものではない。

〔実施例１〕 の共重合体であり、Ｘが約５０、Ｒ１がメチル基、Ｒ２
がフェニル基で、全有機基のうち７０％がメチル基、約
３０％がフェニル基であり、末端にメチルジェトキシ基
を有するシリコーン樹脂と縮合触媒をトルエンに溶解し
たワニスタイプのシリコーン樹脂溶液を用いた。

そのシリコーン樹脂溶液を適当な容器に入れ、ゆっくり
と溶剤を揮発させ、１５０°Ｃ１２時間加熱硬化し、さ
らに２０回の同様の操作によって厚さ１０ａａのブロッ
クを作った。

このブロックの音速、音響インピーダンスおよび減衰率
はそれぞれ、１３１５ｍ八、１．５１ｘｌＯ’　ｋｇ／
ｍ　／　ｓおよび０．４ｄＢ／ｍｎ＋　ＭＨｚであった
。硬さはショア硬度Ａで８５あり、切削などの機械加工
をすることができるものであった。

このブロックをくり抜いて窓部を作り、メカニカル・ス
キャン型探触子を完成させた。この探触子はポリウレタ
ンを用いて窓部とした場合に比べ、時間分解能がよく、
鮮明な画像が得られた。

〔実施例２〕 実施例１で用いたシリコーン樹脂とほぼ同一構造であり
、ただし、反応基はエトキシ基ではなく、付加反応でき
るようにビニルジメチルシロキサン基を用いた。これに
、ポリメチルハイドロジエンシロキサンと白金触媒を加
え、混合後、１５０°ｃ１１０分の加圧成形によって直
径１５ｃｍのブロックを得た。

このブロックの音響特性および機械的物性は実施例１で
得たブロックとほぼ同じであり、このブロックをくり抜
いて窓部としたメカニカル・スキャン型探触子の特性も
実施例１とほぼ同様であった。

特許出願人　　信越化学工業株式会社 他１名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　式▲数式、化学式、表等があります▼と式〔Ｒ＾２Ｓ
   ｉＯ＿１＿．＿５〕（式中Ｒ＾１、Ｒ＾２は置換もしく
   は非置換の一価の炭化水素基から選ばれる基でＲ＾１の
   少なくとも８０モル％がメチル基、Ｒ＾２の少なくとも
   ５０モル％がフェニル基で、Ｘは５〜４００の整数）で
   示されるオルガノシロキサン単位を含有し、全有機基の
   うちフェニル基が１０〜５０モル％であるオルガノシロ
   キサンの硬化物を窓部に用いたメカニカルスキャン型超
   音波探触子。