JPH0515536A - 超音波探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 適正な超音波画像情報を得る。 【構成】 超音波ビ−ムの送波専用の超音波振動子(4)
と、受波専用の超音波振動子を設けるとともに受波専用
の超音波振動子(5) の近傍には前置増幅器(6) を設け、
受信系信号路(8) を形成する信号線路(7) は、前置増幅
器(6) により増幅された受信信号が流れる部分のみが送
信系信号路(9) と超音波探触子の径方向に並設されるよ
うにする。 【効果】 並設された受信系信号路を流れる受信信号は
増幅されているので、送信系信号路を流れる高電圧パル
スから雑音の誘導等の悪影響を受けることが相対的に少
なくなり、より適正な超音波画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波振動子の近傍に
前置増幅器のような電気回路手段を設けた超音波探触子
に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波振動子から超音波ビ−ムを出射
し、反射エコ−に基づく電気信号を画像信号に変換し
て、観察対象物体の超音波断層像を得る超音波診断装置
は広く用いられている。この超音波診断装置において、
観察しようとする部位内に挿入する部分が超音波探触子
である。図８は、人体内部の観察と診断を行うための体
腔内用超音波診断装置の概要を示したものである。超音
波探触子51は先端内部に超音波振動子（図示されていな
い）を有し、人体52内に挿入される。超音波探触子51の
超音波振動子は、駆動部53によって電気信号が授受さ
れ、超音波ビ−ムを機械的もしくは電子的に走査する。
超音波探触子51が受信した受信エコ−信号は、超音波観
測装置54によって画像信号として生成される。そして、
画像信号はモニタ55によって超音波断層像として映出さ
れるのである。

【０００３】図９〜図12は、超音波探触子51の先端部分
を説明するための図面である。図９は、メカニカルラジ
アルスキャン方式の超音波探触子の先端構造を示したも
のであり、可撓性を有するシ−ス56の内部に超音波振動
子等を搭載したハウジング57が回動自在に収容されてい
る。該ハウジング57は、可撓性を有するフレキシブルシ
ャフト58の一端に固定されており、該フレキシブルシャ
フト58の他端は駆動部（図示されていない）内の駆動機
構によって回転され、超音波ビ−ムのメカニカルラジア
ルスキャンが行われる。ハウジング57の内部には、超音
波ビ−ム送波専用の超音波振動子59、受波専用の超音波
振動子60および前置増幅器61が設けられている。この前
置増幅器61は、エコ−信号のレベルが一般に極めて微弱
であるため、伝送途上で外来雑音や送信用パルス信号の
誘導によって乱されないように、受信信号を伝送するに
先立って受信信号を増幅し雑音の影響を相対的に低減さ
せるためのものである。

【０００４】図10は、ハウジング57内の電気的な結線の
状態を示したものであり、送波専用の超音波振動子59は
受波専用の超音波振動子60および前置増幅器61よりも超
音波探触子先端側に配設され、送信系信号路62が駆動部
方向に延在されている。また、受信系信号路63は、受信
信号が前置増幅器61に入る前の信号配線64を有して駆動
部方向に延在している。そして、受信系信号路63の信号
配線64と送信系信号路62は超音波探触子の径方向に並設
されている。図10のＡ部分が、この並設部分に相当して
いる。

【０００５】図11は、電子ラジアルスキャン方式の超音
波探触子の内部構成を示したものである。可撓性を有す
るシ−ス56の先端にラジアルアレイ65が設けられてい
る。該ラジアルアレイ65の後方には、マルチプレクサ回
路66が設けられており、ラジアルアレイ65の各超音波振
動子素子との接続が位相差をつけて切り替えられるよう
になっており、送受される超音波ビ−ムが電子的にラジ
アルスキャンされる。電気信号の伝送経路は、受信系信
号路67と送信系信号路68に分けられている。受信信号は
マルチプレクサ66の出力端からクリップ回路69を通過し
て前置増幅器70に入り、増幅された後に受信系の信号配
線67によって駆動部に伝送される。

【０００６】一方、送信信号は送信系信号路68によっ
て、クリップ回路69を通過してマルチプレクサ回路66に
入る。なお、クリップ回路69は高電圧の送信用パルス信
号が、前置増幅器70に流入してこれを破壊するのを防止
するためのものである。また、前置増幅器70は前記例と
同様に微弱なエコ−信号を増幅し、種々の雑音の影響を
相対的に低減するためのものである。図12は、上記超音
波探触子の電気的な結線の状態を示したものである。ラ
ジアルアレイ65とマルチプレクサ回路66は、クリップ回
路69および受信系信号路67の前置増幅器70よりも先端側
に配設されている。したがって、前記と同様に受信系信
号路69のうち前置増幅器70に入る前の低レベルの信号配
線71は、送信系信号路68と超音波探触子の径方向に並設
されている。Ｂは、その並設されている部分を示してい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例の
メカニカルラジアルスキャン方式のもの、電子ラジアル
スキャン方式のものは、受信系信号路のうち微弱な信号
が伝送される信号配線と送信系信号路とは超音波探触子
の径方向に並設されている部分があるので、微弱な信号
が送信系信号路の高電圧のパルスによって雑音の誘導を
受けてしまうことがある。その結果、前置増幅器を設け
ていても雑音の影響を受けてしまい、適正な超音波画像
情報が得られないという不具合があった。この不具合
は、これまでに提案されている複合超音波探触子（実開
昭56-60397号公報）、超音波プローブ（特開昭59-13703
9 号公報）においても同様である。これらは、受波専用
および送波専用の超音波振動子を設けて、それらの材質
を変えることにより送受信の効率を高め、高感度な超音
波プローブを構成せんとしている。しかし、受信系信号
路と送信系信号路との位置関係に基づく前記不具合は解
決されていない。本発明は、上記不具合を解決すべく提
案されるもので、送信系信号路を流れる高電圧のパルス
による影響を少なくし、受信系信号路を流れる微弱な受
信信号を増幅して適正な超音波画像情報を得ることので
きる超音波探触子を提供することを目的としたものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために超音波ビ−ムの送波専用の超音波振動子
と、受波専用の超音波振動子と、該超音波振動子からの
受波信号を処理し出力する前置電気回路手段と、超音波
振動子に送波信号を伝送する送信系信号路と、受波信号
を伝送する受信系信号路とを有する超音波探触子におい
て、受信系信号路を形成する信号線路は、前置電気回路
手段により処理された受波信号が流れる部分のみが送信
系信号路と超音波探触子の径方向に並設されることを特
徴とする超音波探触子とした。

【０００９】

【作用】以上のごとく本発明によれば、受信系信号路の
うち送信系信号路と並設されている部分を流れる信号
は、前置電気回路手段により増幅等された電気的に安定
した信号であり、送信系の高電圧のパルス信号から雑音
の影響を相対的に小さくできる。

【００１０】

【実施例】以下、図面に従い本発明の実施例を詳細に説
明する。図１は、本発明の第１実施例に係るメカニカル
ラジアル方式の超音波探触子の先端構成を示す概要図で
ある。図２は、その電気的な結線状態を示すブロックダ
イヤグラムである。可撓性を有するシ−ス１の内部に、
超音波振動子等を搭載したハウジング２がシ−ス中心軸
を軸心にして回動可能に収納されている。該ハウジング
２は、可撓性を有するフレキシブルシャフト３の一端に
固定されており、フレキシブルシャフト３の他端は図示
していない駆動部内の駆動機構に連結されている。ハウ
ジング２内には、超音波ビ−ム送波専用の超音波振動子
４、受波専用の超音波振動子５および受信信号を増幅す
る前置増幅器６等が搭載されている。

【００１１】ハウジング２内の上記各部材は、図２に示
すように結線されている。受波専用の超音波振動子５と
前置増幅器６は、微弱な受信信号が流れる信号線路７を
介して接続されており、この信号線路７を有する受信系
信号路８は図示していない駆動部方向に延在されてい
る。超音波振動子５と前置増幅器６の後方（駆動部方
向）には、送波専用の超音波振動子４が設けられてお
り、送信系信号路９が駆動部方向に延在されている。

【００１２】このように構成しているので、受信系信号
路８と送信系信号路９とが超音波探触子の径方向に並設
されている部分A-1 においては、受信系信号路８に前置
増幅器６により増幅済みのレベルの高い信号が流れてお
り、送信系信号路９を高電圧のパルスが流れて雑音誘導
の悪影響を及ぼそうとしても、その影響は相対的に少な
くなる。

【００１３】次に、本実施例に用いるハウジングの成形
方法について説明する。従来は図３に示すように、金属
の中身丸棒を削り出し加工することにより断面がＡ図の
ように、平面がＢ図のようになるように成形していた。
しかし、超音波探触子の胴部が小径化しハウジングが微
細になってくると、従来のような成形方法は困難になっ
てくる。そこで図４に示すように、先ず径の異なる２種
の金属製管10、11を所定の長さに切断する。次にＢ図に
示すように一方の金属管10内に、これよりやや長い金属
管11を挿入し一方断端を揃え、金属管10の他端はハウジ
ングの肩部12として形成する。次に、スポット溶接等の
方法で両金属管を固定する。最後に、放電加工等の除去
加工法により凹部13を形成して完成させる。

【００１４】図５は、ハウジングの他の成形方法を示し
たものである。先ず、Ａ図に示すようなフレキシブルシ
ャフト14の先端部に、Ｂ図に示すように金属蝋を含浸さ
せてハウジングにすべき剛体部15を形成する。次に、Ｃ
図に示すように剛体部15に放電加工等により凹部16を形
成して完成させる。この方法によると、微細なハウジン
グを形成できるとともに、ハウジングとフレキシブルシ
ャフト14とを一体に形成できるので、両者を固定する工
程を省略でき生産コストの低減化を図れる。なお、フレ
キシブルシャフト14は、テフロン、Ni薄膜等を素線にコ
−ティングして巻回して形成するか、巻回後にコ−ティ
ングすれば表面の滑り摩擦が減少するので、回転伝達性
を向上させることができる。このようにフレキシブルシ
ャフト14を形成する場合、前記のようにしてハウジング
を形成するために、フレキシブルシャフト14の先端部の
みは前記コ−ティングを除くようにしておく必要があ
る。

【００１５】図６は、本発明の第２実施例に係る電子ラ
ジアルスキャン方式の超音波探触子の先端部構成を示し
たものである。可撓性を有するシ−ス１の先端部にラジ
アルアレイ17が設けられ、その前方にマルチプレクサ18
が設けられ、このマルチプレクサ18によりラジアルアレ
イ17の各超音波振動子素子の接続が位相差をつけて切り
替えられ、超音波ビ−ムが電子的にラジアルスキャンさ
れる。マルチプレクサ18の前方には、クリップ回路19お
よび前置増幅器20が設けられており、受信信号はマルチ
プレクサ18の出力端からクリップ回路19を通過して前置
増幅器20に入り、増幅された後に受信系信号路21によっ
て伝送されるようになっている。

【００１６】図７は、超音波探触子内部の電気的な結線
の状態を示したものである。受信信号は、超音波探触子
の最先端に位置している前置増幅器20により増幅された
後に受信系信号路21を介して伝送される。また、送信系
信号路22は前置増幅器20より後方に位置しているクリッ
プ回路19から前記受信系信号路21と同方向に延在してい
る。したがって、受信系信号路21と送信系信号路22と
が、超音波探触子の径方向に並設しているのはB-1 部分
であるが、この部分においては受信系信号路21には増幅
済みのレベルの高い信号が流れており、送信系信号路21
を流れる高電圧パルスから受ける雑音の誘導等の影響が
相対的に少なくなる。

【００１７】本発明は、以上の実施例に限定されるもの
ではなく幾多の変更、変形が可能である。例えば、本発
明は医療用の体腔内超音波探触子に適用した実施例を説
明しているが、工業用の超音波探傷用探触子にも容易に
適用できる。

【００１８】

【発明の効果】以上のごとく、本発明によれば受信系信
号路のうち送信系信号路と超音波探触子の径方向に並設
されている部分には、前置増幅器により増幅された受信
信号が伝送されるようになっているで、送信系信号路を
流れる高電圧パルスから雑音の誘導等の悪影響を受ける
ことが相対的に少なくなり、より適正な超音波画像を得
ることができることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るメカニカルラジアル
スキャン方式の超音波探触子先端の内部構造を示す断面
図である。

【図２】上記超音波探触子先端の電気的結線状態を示す
ブロックダイヤグラムである。

【図３】上記超音波探触子に用いるハウジングの従来例
を示す断面図、平面図である。

【図４】ハウジングの成形方法を示す説明図である。

【図５】ハウジングの他の成形方法を示す説明図であ
る。

【図６】本発明の第２実施例に係る電子ラジアルスキャ
ン方式の超音波探触子先端の内部構造を示す断面図であ
る。

【図７】上記超音波探触子先端の電気的結線状態を示す
ブロックダイヤグラムである。

【図８】従来例に係る超音波断層装置の概要図である。

【図９】従来例に係るメカニカルラジアルスキャン方式
の超音波探触子先端の内部構造を示す断面図である。

【図１０】上記超音波探触子先端の電気的結線状態を示
すブロックダイヤグラムである。

【図１１】従来例に係る電子ラジアルスキャン方式の超
音波探触子先端の内部構造を示す断面図である。

【図１２】上記超音波探触子先端の電気的結線状態を示
すブロックダイヤグラムである。

【符号の説明】

１ シ−ス ４ 送波専用の超音波振動子 ５ 受波専用の超音波振動子 ６ 前置増幅器 ７ （受信用）信号線路 ８ 受信系信号路 ９ 送信系信号路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 超音波ビ−ムの送波専用の超音波振動子
   と、受波専用の超音波振動子と、該超音波振動子からの
   受波信号を処理し出力する前置電気回路手段と、超音波
   振動子に送波信号を伝送する送信系信号路と、受波信号
   を伝送する受信系信号路とを有する超音波探触子におい
   て、 受信系信号路を形成する信号線路は、前置電気回路手段
   により処理された受波信号が流れる部分のみが送信系信
   号路と超音波探触子の径方向に並設されることを特徴と
   する超音波探触子。