JPH03292940A - 超音波プローブ - 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、被検対象に超音波ビームを放射し、超音波断
層像を得る超音波プローブに関するもので、特に血管等
に挿入使用するいわゆるミニチュアプローブに関するも
のである。

〔従来の技術〕

超音波ビームを生体等の被検対象に放射し、生体内の音
響インピーダンスの差異によって生じる反射波を受信し
、所望の生体内断層像を得て行う超音波診断は広く行わ
れている。

この超音波診断のうち、体内式の場合には、生体内に超
音波振動子を設けた超音波プローブの挿入部を挿入し、
生体内組織からの超音波エコーを電気信号に変換した後
、フレキシブルシャフト内を通る信号ケーブルを介して
駆動ユニツトに導きここで信号増幅し、さらにモニタを
設けた観測装置に導き超音波診断をする装置を用いる。

例えば、特開昭６２− ２７０１４０号公報には、受信機で信号増幅するように
した内容が記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記超音波診断装置に用いる超音波プａ−プは被検者の
苦痛を軽減するため、挿入部外径を細くすることが要求
される。ミニチュアプローブにおいても細径化の要求は
同様にあり、Φ１肛前後のものまで要求されている。

このようなミニチュアプローブの先端に超音波振動子を
設けた場合、必然的に超音波振動子は小型のものを使用
しなければならず、超音波放射面の面積も極端に狭くせ
ざるを得なくなる。

すると超音波振動子を駆動して超音波ビームを放射した
後、超音波エコーを受信して電気信号にに変換して駆動
ユニットに導いた場合、この受信信号のレベルが極めて
低くなってしまう。したがって、受信信号の伝送経路で
発生するノイズの影響を受け、観測装置のモニタに超音
波画像を映出しても超音波診断に必要な画像を得ること
はできないという不具合がある。

本発明は、上記不具合を解決すべく提案されるもので、
極小の超音波振動子であっても超音波診断に必要なだけ
の受信信号を超音波プローブ先端で生じさせることので
きる超音波プローブを提供することを目的としたもので
ある。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は上記
目的を達成するため、圧電振動子の駆動により、受信し
た超音波エコーを信号処理して手元側駆動ユニットに送
り、さらに観測装置に信号を送り超音波画像を表示する
ようにした超音波診断装置に用いる超音波プローブにお
いて、挿入部先端近傍に圧電振動素子と、信号増輻素子
とを設けるとともに、両素子のうち一方の素子に基板と
しての機能をも持たせるように形成し、該素子に前記他
方の素子を固定してなる超音波プロブとしたものである
。

このように各素子のうち一つの素子に他方の素子機能を
持たせるように形成しているので、素子容積を節約でき
挿入部先端を大きくせずに充分な受信信号を生じさせる
ことができることとなる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の第１実施例を示したもので超音波プ
ローブの挿入部先端の内部である。薄板状の圧電セラミ
ックスで基体１を形成する。この基体１の長さ方向の所
要位置を境界として長さ方向に２つの区画域を形成する
。この場合、一方の区画域に高電圧をかけることにより
、他方の区画域に対し材質の変換をするようにした。こ
のようにして、圧電セラミックスの材質を変えることに
よりこの部分だけ分極して圧電振動子２を形成するので
ある。この圧電振動子２の一方の面上の中央部には、圧
電振動子用の電極３を形成するとともに、他方の面から
は圧電振動子２用の他の電極４を前記電極３面上の所要
位置にまで延在形成する。

さらに、前記もう一方の区画域にはプリアンプ用のＩＣ
チップ５を設ける。この場合、ＩＣチップ５は小さい薄
板状の形態を有しており、圧電振動子２の画電極３．４
が対向する面上に基体１とＩＣチップ５とが厚さ方向に
積み重なるように載置固定する。

このＩＣチップ５と圧電振動子２との電気的接続は、周
知の手段であるボンディングワイヤ７．８によって行う
。

以上のように本実施例では、１つの圧電セラミックスに
よって基板６と圧電振動子２を形成することができ、さ
らに重ね合わせ方向の厚みをできるだけ小さくするよう
にしてＩＣチップ５を設けているので、各素子の電気的
接続をとりながら、圧電手段と増幅手段とを超音波プロ
ーブ挿入部先端内に高密度実装できる。

第２図は、本発明の第２実施例を示したもので前記実施
例より一層の高密度実装を図ったものである。なお、前
記実施例と対応する個所には同一の符号を付した。

本実施例では、薄板状のシリコンチ・ツブを基体１とし
、一方の面の長さ方向用側寄りにプリアンプ用のＩＣ回
路５を形成し、他方側寄りには圧電振動子２を基体１表
面と同一面に形成するようにして埋め込むとともに、圧
電振動子２用の電極３．４を前記ＩＣ回路５方向に付設
する。そして電極３．４とＩＣ回路５とを前記実施例と
同様にボンディングワイヤ７．８で電気的に接続する。

このように構成することにより、超音波プロプ挿入部先
端に圧電振動手段と増幅手段とをより一層高密度に実装
できる。

次に、本発明に係る超音波プローブを用いた超音波診断
装置の動作を第３図の全体概要図に従い説明する。内視
鏡１０のチャンネル内部には超音波プローブのシース９
が挿通してあり、このシース９の先端内部９ａに圧電振
動子と増幅器が設けであるのである。図面ではシース先
端内部９ａが生体内に挿入しである状態を示している。

そこで超音波観測装置１１で信号ケーブルを介して電圧
を印加すると、圧電振動子２は電極でこれを受は駆動す
る。

そして生体内組織からの超音波エコーは、圧電振動子２
で受信された後、電気信号に変換されるとともにＩＣチ
ップ５で増幅され、信号ケーブルを介して、駆動ユニッ
トへさらに超音波観測装置１１に送られる。

超音波観測装置１１には増幅された受信信号が送られて
くるので、信号処理した後、モニタに超音波画像を映出
しても良好な画像が得られることとなる。

ところで超音波プローブにより、超音波走査する方法に
は大別して機械的走査方法と電子的走査方法がある。本
発明に係る超音波プローブは、後者に属するもので圧電
振動子を挿入部先端内部で外周方向に回転させて行う方
法をとっている。そして超音波ビームを外部へ放射する
場合、圧電振動子の周囲を音響伝播材で満たしておいて
、音響窓を通して行うのである。

そして圧電振動子を上記のように回転させるには、手元
の駆動ユニットに設けであるモータの駆動力を超音波プ
ローブの挿入部内を圧電振動子にまで延在するフレキシ
ブルシャフトを介して伝達し、回転させるのである。こ
のフレキシブルシャフトは密着巻きのつるまきバネ等で
形成してあり、テフロン等で形成しであるシース内で外
周方向に回転するのである。

したがって、シース内壁とフレキシブルシャフト外周壁
との接触摩擦が生じることは避けられない。この接触摩
Ｗが大きいとフレキシブルシャフト先端の圧電振動子を
円滑に回転させることができず、回転むらを生じさせて
しまい適正な超音波ビームの送受信を実施できなくなる
おそれがある。

第４図は、この不具合を解決するための構成を示したも
ので、シース１２内にフレキシブルシャフト１３を挿通
している状態であるが、フレキシブルシャツＨ３の外周
に螺旋状に摺動用部材１４を巻回し、フレキシブルシャ
フト１３の外周はシース１２内壁とは接触せず、摺動用
部材１４のみが接触するようにしている。したがって、
フレキシブルシャフト１３が回転しても摩擦抵抗は極め
て低くすることができる。なお、摺動用部材１４の材質
としてはシヌ１２の材質との関係を考慮してカーボン、
テフロン等を適宜選択使用すればよい。

〔発明の効果〕

以上のごとく本発明によれば、極細のシース内に極小の
圧電振動子を設けても、増幅手段が圧電振動子の近傍に
あるので受信信号を増幅した後、駆動ユニット、超音波
観測装置へ送信できることとなり、伝送経路で発生する
ノイズの影響を抑えることが可能となる。したがって、
モニタには診断に必要な適正な画像を映出することがで
きる。

しかもシース内の各素子は、１つの素子で一部の素子を
兼用するような構成としているので、素子容積を小さ（
して高密度実装を実現でき、シス径の細径化に支障とな
ることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例に係るシース内部の素子
の斜視図、 第２回は、本発明の第２実施例に係る同斜視図、第３図
は、超音波プローブを使用した超音波観測装置全体の概
要図、 第４図は、シース内部を示した斜視図である。 １・・・基体 ２・・・圧電振動子 ３．４・・・電極 ５・・・ＩＣチップ ６・・・基板 ７．８・・・ボンディングワイヤ 第３図 手 続

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．圧電振動子の駆動により、受信した超音波エコーを
   信号処理して手元側駆動ユニットに送り、さらに観測装
   置に信号を送り超音波画像を表示するようにした超音波
   診断装置に用いる超音波プローブにおいて、 挿入部先端近傍に圧電振動素子と、信号増 輻素子とを設けるとともに、両素子のうち一方の素子に
   基板としての機能をも持たせるように形成し、該素子に
   前記他方の素子を実装してなることを特徴とする超音波
   プローブ。