JPH0467852A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波診断装置において被検体に超音波を送
受信するフェーズドアレ一方式の超音波探触子に関し、
特にパルス波用振動子部と連続波用振動子部とを別個に
構成配置して超音波パワー及び超音波の送受効率を向上
することができる超音波探触子に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の超音波探触子は、第４図に示すように、
圧電材料を所定のピッチで切断した振動子素子１，１．
・・・を多数配列したアレー形の超音波振動子部２と、
この超音波振動子部２の前面側に設けられた音響整合層
３と、この音響整合層３の前面側に設けられた音響レン
ズ４と、上記超音波振動子部２の背面側に設けられた吸
音材５とを備えて成っていた。なお、第４図において、
符号６は上記超音波振動子部２に接続された電気端子を
示している。

ここで、上記超音波振動子部２は、同一のピッチで切断
された振動子素子１，１．・・・を例えば６４個配列し
て形成されており、指向性を持たせた超音波（パルス波
）を打ち出して被検体の断層像を計測するパルス波用振
動子と、指向性は特に強くなくてもよい超音波（連続波
）を打ち出して血流のドプラ計測を行う連続波用振動子
とを兼用していた。そして、被検体の断層像を計測する
場合には、例えば６４個の振動子素子１，１．・・・を
１個ずつ順次駆動してパルス波を打ち出すと共に各振動
子素子１，１．・・・ごとにその反射波を受信し、血流
のドプラ計測を行う場合には、上記６４個の振動子素子
１，１．・・・を１個おきに順次駆動して例えば３２個
の振動子素子１，１．・・・から連続波を打ち出すと共
にそれぞれ隣接する１個おきの振動子素子１，１．・・
・でその反射波を受信するようにして、パルス波用振動
子と連続波用振動子とを使い分けていた。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、このような従来の超音波探触子においては、パ
ルス波用振動子として駆動し断層像を計測する場合は、
例えば６４個配列された振動子素子１．１．・・・を順
次駆動してその６４個の振動子素子１．１．・・・でパ
ルス波を送受信するので、打ち出される超音波パワー及
び超音波の送受効率が低下することはなく問題ないが、
連続波用振動子として駆動し血流のドプラ計測を行う場
合は、上記６４個配列された振動子素子１，１．・・・
を１個おきに順次駆動して例えば３２個の振動子素子１
，１．・・・で連続波を打ち出すと共に隣接する１個お
きの振動子素子１，１．・・・でその反射波を受信する
ので。

実質的な音源口径が小さくなると共に、打ち出される超
音波パワーが断層像計測のときの約１／２に低下し、さ
らに超音波の送受効率が低下するものであった。

そこで、本発明は、このような問題点を解決し。

パルス波用振動子部と連続波用振動子部とを別個に構成
配置して超音波パワー及び超音波の送受効率を向上する
ことができる超音波探触子を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明による超音波探触子
は、圧電材料を所定のピッチで切断した振動子素子を多
数配列したアレー形の超音波振動子部と、この超音波振
動子部の前面側に設けられた音響整合層と、この音響整
合層の前面側に設けられた音響レンズと、上記超音波振
動子部の背面側に設けられた吸音材とを備えて成る超音
波探触子において、上記超音波振動子部は、それぞれ配
列ピッチの異なるパルス波用振動子部と連続波用振動子
部とから成り、該配列ピッチをパルス波用振動子部は使
用超音波の波長よりも小さく、かつ連続波用振動子部は
パルス波用振動子部の配列ピッチよりも大きく設定した
ものである。

また、上記超音波振動子部は、パルス波用振動子部を中
央部に配置し、その両側部に連続波用振動子部をそれぞ
れ配置して構成すると効果的である。

〔作　用〕

このように構成された超音波探触子は、パルス波用振動
子部と連続波用振動子部とで構成された超音波振動子部
により、被検体の断層像を計測する場合は上記パルス波
用振動子部のみを駆動してパルス波を送受信し、血流の
ドプラ計測を行う場合は上記連続波用振動子部を駆動し
て連続波を送信すると共にその反射波を前記パルス波用
振動子部で受信するように動作する。これにより、特に
ドプラ計測の場合における超音波パワー及び超音波の送
受効率を向上することができる。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明による超音波探触子の実施例を示す斜視
図である。図において、超音波振動子部２は、被検体に
向けて超音波ビームを送信すると共に該被検体の目的部
位からの反射波を受信するもので、水晶、チタン酸バリ
ウムあるいはチタン酸ジルコン酸鉛などの誘電体から成
る圧電材料を所定のピッチで切断した振動子素子を多数
配列してアレー形に形成されている。

上記超音波振動子部２の前面側には、音響整合層３が設
けられている。この音響整合層３は、上記超音波振動子
部２と被検体としての生体との音響的な整合をとるもの
で、その音響インピーダンスが超音波振動子部２と生体
との中間の値の材料で形成されている。そして、上記音
響整合層３の前面側には、音響レンズ４が設けられてい
る。この音響レンズ４は、上記超音波振動子部２の振動
子素子の配列方向と直交する面内で超音波ビームを集束
させると共に、超音波発生源と生体との間に超音波ビー
ムを減衰させる空気層の介入を防止するもので、超音波
伝播速度が生体中の伝播速度より遅い組成の物質からな
り、その外表面が上記振動子素子の配列方向と直交する
断面で外方に膨出するようにほぼ円弧状に形成されてい
る。

さらに、上記超音波振動子部２の背面側には、吸音材５
が設けられている。この吸音材５は、上記超音波振動子
部２の背面に放出される超音波を吸収するものである。

なお、第１図において、符号６は上記超音波振動子部２
に接続ぎわ、電圧を印加したり超音波信号を取り出した
りする電気端子を示している。

ここで、本発明においては、上記超音波振動子部２は、
パルス波用振動子部７と、このパルス波用振動子部７の
一側方に配置された連続波用振動子部８とで構成されて
いる。上記パルス波用振動子部７は、被検体に対してパ
ルス波を送受信して目的部位の断層像を計測するもので
、前記圧電材料を使用超音波の波長より小さいピッチＰ
１で切断した振動子素子１ａ、ｌａ、・・・を多数、例
えば６４個配列して形成されている。従って、互いに隣
接して配列された振動子素子１ａ、ｌａ、・・の配列ピ
ッチはＰ□となる。また、連続波用振動子部８は、被検
体に対して連続波を送信して目的部位の血流のドプラ計
測を行うためのもので、前記圧電材料を上記パルス波用
振動子部７の配列ピッチＰ１よりも大きいピッチＰ２で
切断した振動子素子ｌｂ、ｌｂ、・・・を多数、例えば
２０個配列して形成されている。従って、互いに隣接し
て配列された振動子素子１ｂ、ｌｂ、・・・の配列ピッ
チはＰ２となる。なお、この場合、上記側々の振動子素
子ｌｂ、ｌｂ、・・・は、前記パルス波用振動子部７と
同様にピッチＰ□で切断された振動子素子１ａを複数個
束ねて電気的に接続し、その配列ピッチがＰ２となるよ
うに形成してもよい。このときは、連続波用振動子部８
の振動子素子ｉｂ、ｉｂ、・・・の配列ピッチＰ２は、
パルス波用振動子部７の振動子素子１ａ、ｌａ、・・・
の配列ピッチＰ□の整数倍となり、実質的な音源口径が
大きくなる。

このように構成された超音波探触子を使用して被検体の
断層像を計測するには、第１図に示すパルス波用振動子
部７のみを駆動して目的部位にパルス波を送受信し、超
音波信号を計測すればよい。

そのときの超音波ビームの指向性は、第２図に破線９で
示すように鋭い指向性を示す。また、血流のドプラ計測
を行うには、第１図に示す連続波用振動子部８を即動し
て目的部位に連続波を送信すると共にその反射波をパル
ス波用振動子部７で受信し、超音波信号を計測すればよ
い、そのときの超音波ビームの指向性は、第２図に実、
１！１０で示すように弱い指向性を示す。

第３図は本発明の第二の実施例を示す一部省略した斜視
図である。この実施例は、超音波振動子部２を、パルス
波用振動子部７を中央部に配置し、その両側部に連続波
用振動子部８，８をそれぞれ配置して構成したものであ
る。この場合は、上記両側部に配置された連続波用振動
子部８，８の合成した音源の中心を、中央部に配置され
たパルス波用振動子部７の音源中心と一致させることが
できる。従って、超音波の送受効率を向上することがで
きる。また、例えば肋骨等の後方にある臓器であっても
、その肋骨等の間から超音波を送受信して超音波画像を
描出することができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されたので、パルス波用振動
子部７と連続波用振動子部８とを別個に構成配置したこ
とにより、被検体の断層像を計測する場合は上記パルス
波用振動子部７のみを駆動してパルス波を送受信し、血
流のドプラ計測を行う場合は上記連続波用振動子部８を
即動して連続波を送信すると共にその反射波を前記パル
ス波用振動子部７で受信する。このとき、上記連続波用
振動子部８の振動子素子１ｂ、ｌｂ、・・・は、パルス
波用振動子部７の配列ピッチＰ□よりも大きくして使用
超音波の波長以上の配列ピッチＰ２で配列したので、従
来に比べ実質的な音源口径を大きくすることができる。

これにより、特にドプラ計測の場合における超音波パワ
ー及び超音波の送受効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による超音波探触子の実施例を示す斜視
図、第２図はパルス波用振動子部及び連続波用振動子部
による超音波ビームの指向性を示す説明図、第３図は本
発明の第二の実施例を示す一部省略した斜視図、第４図
は従来の超音波探触子を示す斜視図である。 ｌａ、ｌｂ・・・振動子素子、　２・・・超音波振動子
部、　３・・・音響整合層、　４・・・音響レンズ、　
５・・・吸音材、　６・・・電気端子、　７・・・パル
ス波用振動子部、　８・・・連続波用振動子部、　Ｐ、
、　Ｐ、・・・配列ピッチ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電材料を所定のピッチで切断した振動子素子を
   多数配列したアレー形の超音波振動子部と、この超音波
   振動子部の前面側に設けられた音響整合層と、この音響
   整合層の前面側に設けられた音響レンズと、上記超音波
   振動子部の背面側に設けられた吸音材とを備えて成る超
   音波探触子において、上記超音波振動子部は、それぞれ
   配列ピッチの異なるパルス波用振動子部と連続波用振動
   子部とから成り、該配列ピッチをパルス波用振動子部は
   使用超音波の波長よりも小さく、かつ連続波用振動子部
   はパルス波用振動子部の配列ピッチよりも大きく設定し
   たことを特徴とする超音波探触子。
2. （２）上記超音波振動子部は、パルス波用振動子部を中
   央部に配置し、その両側部に連続波用振動子部をそれぞ
   れ配置して構成したことを特徴とする請求項１記載の超
   音波探触子。