JPH06277219A - 医療用超音波変換器アセンブリ - Google Patents
医療用超音波変換器アセンブリInfo
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- JPH06277219A JPH06277219A JP99394A JP99394A JPH06277219A JP H06277219 A JPH06277219 A JP H06277219A JP 99394 A JP99394 A JP 99394A JP 99394 A JP99394 A JP 99394A JP H06277219 A JPH06277219 A JP H06277219A
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- JP
- Japan
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- ultrasonic
- transducer
- lens
- rigid
- patient
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- Pending
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-
- 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
-
- 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
- G10K11/02—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波画像に大きな歪みその他の劣化を生じ
させることのない、医療用超音波装置のための変換器ア
センブリを提供すること 【構成】 超音波エネルキ゛ーの送受信を行う超音波変換器1
0,36,72と、その変換器10,36,72から送信された超音波エ
ネルキ゛ーを患者の身体へと伝導させ、及び患者の身体から
受信された超音波エネルキ゛ーを前記変換器へと伝導させる、
１つ以上の界面要素とを備えた超音波変換器アセンフ゛リ。少
なくとも１つの超音波伝導性の界面要素20,45,60,61,70
が、剛性を有する低音速性の材料から製造される。その
材料は、好適にはヒトの組織内での音速とほぼ一致する音
速を有するものであり、また好適にはコンタクトレンス゛としてヒ
トの眼に使用するのに適した材料である。そのような材
料から製造された超音波伝導性の要素は、レンス゛の保護カハ
゛ー20、超音波レンス゛又はレンス゛要素62、超音波伝導性窓45ま
たは音響導管70とすることが可能なものである。
させることのない、医療用超音波装置のための変換器ア
センブリを提供すること 【構成】 超音波エネルキ゛ーの送受信を行う超音波変換器1
0,36,72と、その変換器10,36,72から送信された超音波エ
ネルキ゛ーを患者の身体へと伝導させ、及び患者の身体から
受信された超音波エネルキ゛ーを前記変換器へと伝導させる、
１つ以上の界面要素とを備えた超音波変換器アセンフ゛リ。少
なくとも１つの超音波伝導性の界面要素20,45,60,61,70
が、剛性を有する低音速性の材料から製造される。その
材料は、好適にはヒトの組織内での音速とほぼ一致する音
速を有するものであり、また好適にはコンタクトレンス゛としてヒ
トの眼に使用するのに適した材料である。そのような材
料から製造された超音波伝導性の要素は、レンス゛の保護カハ
゛ー20、超音波レンス゛又はレンス゛要素62、超音波伝導性窓45ま
たは音響導管70とすることが可能なものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に、医療用超音波装
置のための変換器アセンブリに関し、特に、変換器と患
者の身体との間で超音波エネルギーの連結を行うための
界面要素に関する。
置のための変換器アセンブリに関し、特に、変換器と患
者の身体との間で超音波エネルギーの連結を行うための
界面要素に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波変換器は、様々な医療用途で頻繁
に用いられるものである。変換器は、１つの変換器要素
または一連の変換器要素を備えることができる。変換器
は、一般には、患者の体内における所望領域の画像を生
成するための超音波画像形成システムの一部となる。多
くの用途の場合、変換器は、手持型プローブ内に取り付
けられる。その手持型プローブは、患者の身体における
選択された外部領域に隣接して位置決めされ、例えば心
臓を走査するために胸壁に隣接して位置決めされる。他
の例では、変換器は、身体内の腔又は経路中に配置可能
なプローブ中に取り付けられる。変換器は、超音波エネ
ルギーを集束させるために超音波レンズを備えているこ
とが多い。
に用いられるものである。変換器は、１つの変換器要素
または一連の変換器要素を備えることができる。変換器
は、一般には、患者の体内における所望領域の画像を生
成するための超音波画像形成システムの一部となる。多
くの用途の場合、変換器は、手持型プローブ内に取り付
けられる。その手持型プローブは、患者の身体における
選択された外部領域に隣接して位置決めされ、例えば心
臓を走査するために胸壁に隣接して位置決めされる。他
の例では、変換器は、身体内の腔又は経路中に配置可能
なプローブ中に取り付けられる。変換器は、超音波エネ
ルギーを集束させるために超音波レンズを備えているこ
とが多い。
【０００３】超音波変換器を医療用画像形成に用いる場
合、変換器と画像形成される患者の身体の領域との間の
材料が画像を歪ませたり画像と干渉したりしないことを
確実化することが重要である。特に、超音波エネルギー
が音速の異なる材料間の界面に遭遇する際には、エネル
ギーが一部反射したり屈折したりする。空気中の音速
（約332m/sec）は、人体中の音速（約1540m/sec）と大
きく異なるので、超音波変換器と患者の身体の間の空気
を排除することが重要である。このため、変換器と患者
の身体との間に音響ゲルを用いるのが一般的である。
合、変換器と画像形成される患者の身体の領域との間の
材料が画像を歪ませたり画像と干渉したりしないことを
確実化することが重要である。特に、超音波エネルギー
が音速の異なる材料間の界面に遭遇する際には、エネル
ギーが一部反射したり屈折したりする。空気中の音速
（約332m/sec）は、人体中の音速（約1540m/sec）と大
きく異なるので、超音波変換器と患者の身体の間の空気
を排除することが重要である。このため、変換器と患者
の身体との間に音響ゲルを用いるのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】平坦な圧電結晶用の単
一片型の超音波レンズは、通常は凸状の外部構造を有す
る。これにより、変換器と画像形成が行われる身体部分
との良好な接触が可能となる。変換器に接触する内面が
平面でその外側が凸状である超音波エネルギーの集束用
レンズを提供するためには、材料中の音速は人体内の音
速より遅くなければならない。そのような低音速を有す
る典型的な材料は、シリコンゴムであり、これは、比較
的柔らかく、耐久性に乏しく、極めて減衰性が高く、超
音波変換器上に構成しなければならないものである。こ
のシリコンゴムレンズ上に保護カバーを設けることが望
ましい。しかし、このカバーは、超音波画像に大きな歪
を生じさせたり、超音波エネルギーを減衰するものであ
ってはならない。
一片型の超音波レンズは、通常は凸状の外部構造を有す
る。これにより、変換器と画像形成が行われる身体部分
との良好な接触が可能となる。変換器に接触する内面が
平面でその外側が凸状である超音波エネルギーの集束用
レンズを提供するためには、材料中の音速は人体内の音
速より遅くなければならない。そのような低音速を有す
る典型的な材料は、シリコンゴムであり、これは、比較
的柔らかく、耐久性に乏しく、極めて減衰性が高く、超
音波変換器上に構成しなければならないものである。こ
のシリコンゴムレンズ上に保護カバーを設けることが望
ましい。しかし、このカバーは、超音波画像に大きな歪
を生じさせたり、超音波エネルギーを減衰するものであ
ってはならない。
【０００５】別の超音波変換器の構成には、米国特許第
5,127,410号（1992年7月7日発行）に記載されている食
堂通過型(transesophageal)プローブ中で回転式変換器
及びレンズを用いたものがある。かかる変換器及びレン
ズは、密封された窓の後に配置され、その窓に対して回
転するものである。そのレンズは、シリコンゴム製の内
部要素とウレタンゴム製の外部要素とを備えている。音
響潤滑材が、レンズと窓との間の隙間に満たされてい
る。このウレタンゴム製のレンズ要素は、比較的柔らか
く、物体がその窓に押し付けられ、あるいは衝突した際
に、この窓に適切な機械的支持を提供することができな
いものである。
5,127,410号（1992年7月7日発行）に記載されている食
堂通過型(transesophageal)プローブ中で回転式変換器
及びレンズを用いたものがある。かかる変換器及びレン
ズは、密封された窓の後に配置され、その窓に対して回
転するものである。そのレンズは、シリコンゴム製の内
部要素とウレタンゴム製の外部要素とを備えている。音
響潤滑材が、レンズと窓との間の隙間に満たされてい
る。このウレタンゴム製のレンズ要素は、比較的柔らか
く、物体がその窓に押し付けられ、あるいは衝突した際
に、この窓に適切な機械的支持を提供することができな
いものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、医療用
超音波変換器アセンブリが提供される。その変換器アセ
ンブリは、超音波エネルギーの送受信を行う超音波変換
器と、その変換器から送信された超音波エネルギーを患
者の身体へ伝導させ、及び患者の身体から受信された超
音波エネルギーを前記変換器へ伝導させる界面手段とを
備える。その界面手段は、剛性を有する低音速性の材料
から製造された少なくとも１つの超音波伝送要素を備え
る。その材料は好適には、ヒトの組織内での音速とほぼ
一致する音速を有する。その超音波変換器は、単一の変
換器要素又は一連の変換器要素から構成することができ
る。
超音波変換器アセンブリが提供される。その変換器アセ
ンブリは、超音波エネルギーの送受信を行う超音波変換
器と、その変換器から送信された超音波エネルギーを患
者の身体へ伝導させ、及び患者の身体から受信された超
音波エネルギーを前記変換器へ伝導させる界面手段とを
備える。その界面手段は、剛性を有する低音速性の材料
から製造された少なくとも１つの超音波伝送要素を備え
る。その材料は好適には、ヒトの組織内での音速とほぼ
一致する音速を有する。その超音波変換器は、単一の変
換器要素又は一連の変換器要素から構成することができ
る。
【０００７】剛性を有する低音速性の材料は好適には、
コンタクトレンズとしてヒトの眼に使用するのに適した
材料である。本発明の剛性を有する低音速性の材料は耐
久性を有するものであり、所望の形状に機械加工または
整形することが可能なものである。剛性を有する低音速
性の材料中の音速は、ヒトの身体内での音速とほぼ一致
しており、超音波画像の歪及び超音波エネルギーの反射
が最小限になるようになっている。
コンタクトレンズとしてヒトの眼に使用するのに適した
材料である。本発明の剛性を有する低音速性の材料は耐
久性を有するものであり、所望の形状に機械加工または
整形することが可能なものである。剛性を有する低音速
性の材料中の音速は、ヒトの身体内での音速とほぼ一致
しており、超音波画像の歪及び超音波エネルギーの反射
が最小限になるようになっている。
【０００８】本発明の第１実施例では、界面手段は超音
波レンズを備え、超音波伝送要素は前記超音波レンズ上
に設けられた保護カバーからなる。その保護カバーは、
変換器の使用中に患者の身体に接触する。
波レンズを備え、超音波伝送要素は前記超音波レンズ上
に設けられた保護カバーからなる。その保護カバーは、
変換器の使用中に患者の身体に接触する。
【０００９】第２実施例では、変換器アセンブリは、固
定窓と、その固定窓に対して変換器を回転させる手段と
を備える。超音波レンズは、変換器に取り付けられて、
その変換器と共に回転する。超音波伝送要素は、前記超
音波レンズに取り付けられてその超音波レンズと前記窓
との間に配置された、剛性を有する低音速性の材料から
製造された保護カバーからなる。
定窓と、その固定窓に対して変換器を回転させる手段と
を備える。超音波レンズは、変換器に取り付けられて、
その変換器と共に回転する。超音波伝送要素は、前記超
音波レンズに取り付けられてその超音波レンズと前記窓
との間に配置された、剛性を有する低音速性の材料から
製造された保護カバーからなる。
【００１０】第３実施例では、変換器アセンブリは、固
定窓と、その固定窓に対して変換器を回転させる手段と
を備える。その窓は、剛性を有する低音速性の材料から
製造されたものである。
定窓と、その固定窓に対して変換器を回転させる手段と
を備える。その窓は、剛性を有する低音速性の材料から
製造されたものである。
【００１１】第４実施例では、変換器アセンブリは、固
定窓と、その固定窓に対して変換器を回転させる手段と
を備える。超音波レンズは、変換器に取り付けられて、
その変換器と共に回転する。超音波伝送要素は、剛性を
有する低音速性の材料から製造された、前記超音波レン
ズの外側要素から構成される。
定窓と、その固定窓に対して変換器を回転させる手段と
を備える。超音波レンズは、変換器に取り付けられて、
その変換器と共に回転する。超音波伝送要素は、剛性を
有する低音速性の材料から製造された、前記超音波レン
ズの外側要素から構成される。
【００１２】第５実施例では、剛性を有する低音速性の
材料から製造された超音波伝送要素は、変換器と患者の
身体との間の超音波エネルギーの連結を行う音響導管か
ら構成される。この音響導管は、患者の身体から変換器
を隔置するための隔離部を備えるものである。また、音
響導管は、その音響導管内で全内反射により超音波エネ
ルギーの伝搬方向を変更させる表面を備えることができ
る。
材料から製造された超音波伝送要素は、変換器と患者の
身体との間の超音波エネルギーの連結を行う音響導管か
ら構成される。この音響導管は、患者の身体から変換器
を隔置するための隔離部を備えるものである。また、音
響導管は、その音響導管内で全内反射により超音波エネ
ルギーの伝搬方向を変更させる表面を備えることができ
る。
【００１３】本発明の別の態様によれば、超音波変換器
と患者の身体との間で超音波エネルギーの連結を行う要
素が提供される。その要素は、剛性を有する低音速性の
材料から製造された部材から構成されるものである。
と患者の身体との間で超音波エネルギーの連結を行う要
素が提供される。その要素は、剛性を有する低音速性の
材料から製造された部材から構成されるものである。
【００１４】
【実施例】本発明は、超音波変換器と患者の身体との間
で使用するための新規の界面要素を提供する。本発明
は、通常はコンタクトレンズとしてヒトの眼に使用され
る剛性を有する通気性材料が、超音波エネルギーの伝送
に極めて好適な性質を有する、という発見に基づくもの
である。かかる剛性を有する通気性材料は、超音波変換
器と患者の身体との間に配置される各種の超音波伝送要
素を製造するために用いられる。
で使用するための新規の界面要素を提供する。本発明
は、通常はコンタクトレンズとしてヒトの眼に使用され
る剛性を有する通気性材料が、超音波エネルギーの伝送
に極めて好適な性質を有する、という発見に基づくもの
である。かかる剛性を有する通気性材料は、超音波変換
器と患者の身体との間に配置される各種の超音波伝送要
素を製造するために用いられる。
【００１５】かかる超音波伝送要素に対する最も重要な
要件は、材料中の音速である。この材料中の音速は好適
には、人体内の音速（約1540m/sec）とほぼ一致する。
これにより、送信又は受信された超音波エネルギーがそ
の要素を通過する際に超音波画像に大きな歪みその他の
劣化が発生することが確実になくなる。この材料中の音
速は、人体中の音速に可能な限り近いことが望ましい。
しかし、約950〜2000m/secの範囲内の音速は許容可能な
ものと考えられる。この範囲内の音速を有する材料はほ
とんど柔軟なものであり、従って耐久性に欠けることに
なる。
要件は、材料中の音速である。この材料中の音速は好適
には、人体内の音速（約1540m/sec）とほぼ一致する。
これにより、送信又は受信された超音波エネルギーがそ
の要素を通過する際に超音波画像に大きな歪みその他の
劣化が発生することが確実になくなる。この材料中の音
速は、人体中の音速に可能な限り近いことが望ましい。
しかし、約950〜2000m/secの範囲内の音速は許容可能な
ものと考えられる。この範囲内の音速を有する材料はほ
とんど柔軟なものであり、従って耐久性に欠けることに
なる。
【００１６】もう一つの要件として、剛性を有する材料
の音響インピーダンスが人体の音響インピーダンス（1.
54Mrayls）にほぼ一致していなければならない、という
ことがある。約1.0〜2.1Mraylsの範囲内の音響インピー
ダンスが許容可能であると考えられる。
の音響インピーダンスが人体の音響インピーダンス（1.
54Mrayls）にほぼ一致していなければならない、という
ことがある。約1.0〜2.1Mraylsの範囲内の音響インピー
ダンスが許容可能であると考えられる。
【００１７】コンタクトレンズに通常用いられる剛性を
有する通気性材料は人体中の音速に非常に近い音速を有
する、ということを発見した。更に、かかる材料は、比
較的硬く、耐久性があり、所望形状に機械加工又は整形
することができるものである。かかる材料の他の利点
は、従来用いられている柔軟な材料の音響減衰（一般に
30dB/cm）より低い音響減衰（一般に20dB/cm）を有する
ことができるということである。従って、この剛性を有
する通気性材料は、超音波変換器と患者の身体との間に
配置可能な様々な超音波伝送要素の製造に用いることが
できる。コンタクトレンズに必要な通気性は、超音波伝
送要素には必要ない。従って、950〜2000m/secの範囲の
音速を有する剛性材料（以下、剛性低音速材料”と称
す）が、本発明による超音波伝送要素の製造に使用可能
であると考えられる。
有する通気性材料は人体中の音速に非常に近い音速を有
する、ということを発見した。更に、かかる材料は、比
較的硬く、耐久性があり、所望形状に機械加工又は整形
することができるものである。かかる材料の他の利点
は、従来用いられている柔軟な材料の音響減衰（一般に
30dB/cm）より低い音響減衰（一般に20dB/cm）を有する
ことができるということである。従って、この剛性を有
する通気性材料は、超音波変換器と患者の身体との間に
配置可能な様々な超音波伝送要素の製造に用いることが
できる。コンタクトレンズに必要な通気性は、超音波伝
送要素には必要ない。従って、950〜2000m/secの範囲の
音速を有する剛性材料（以下、剛性低音速材料”と称
す）が、本発明による超音波伝送要素の製造に使用可能
であると考えられる。
【００１８】好適な剛性低音速材料は、「Equalens I
I」という商品名で「Polymer Technology Corporatio
n」（Wilmington,Massachusetts）により販売されてい
る。この材料の測定音速は、上記の範囲内である。他の
通気性コンタクトレンズ材料は、Ellis等の1979年5月1
日発行の米国特許第4,152,508号、Ellis等の1984年1月3
日発行の米国特許第4,424,328号、Ellis等の1984年7月3
1日発行の米国特許第4,463,149号、Ellis等の1986年8月
5日発行の米国特許第4,604,479号、Ellis等の1986年11
月25日発行の米国特許第4,625,007号、Ellis等の1987年
8月11日発行の米国特許第4,686,267号、Ellis等の1989
年5月2日発行の米国特許第4,826,889号、Ellis等の1989
年5月2日発行の米国特許第4,826,936号、Ellis等の1991
年2月26日発行の米国特許第4,996,275号、およびBaron
等の1991年7月16日発行の米国特許第5,032,658号に説明
されている。一般に、この剛性低音速材料は、ポリメチ
ルメタクリレートとシリコンあるいはフッ化シリコンを
含む組成を有する。
I」という商品名で「Polymer Technology Corporatio
n」（Wilmington,Massachusetts）により販売されてい
る。この材料の測定音速は、上記の範囲内である。他の
通気性コンタクトレンズ材料は、Ellis等の1979年5月1
日発行の米国特許第4,152,508号、Ellis等の1984年1月3
日発行の米国特許第4,424,328号、Ellis等の1984年7月3
1日発行の米国特許第4,463,149号、Ellis等の1986年8月
5日発行の米国特許第4,604,479号、Ellis等の1986年11
月25日発行の米国特許第4,625,007号、Ellis等の1987年
8月11日発行の米国特許第4,686,267号、Ellis等の1989
年5月2日発行の米国特許第4,826,889号、Ellis等の1989
年5月2日発行の米国特許第4,826,936号、Ellis等の1991
年2月26日発行の米国特許第4,996,275号、およびBaron
等の1991年7月16日発行の米国特許第5,032,658号に説明
されている。一般に、この剛性低音速材料は、ポリメチ
ルメタクリレートとシリコンあるいはフッ化シリコンを
含む組成を有する。
【００１９】剛性低音速材料で製造された超音波伝送要
素の第１実施例を図１に示す。超音波変換器10は、プロ
ーブハウジング12内に取り付けられる。変換器10は、図
１の平面に直交する方向にアレイをなす変換器要素を有
する。超音波レンズ14は、変換器10に取り付けられた平
坦面と凸状の外面とを有する。レンズ14の凸状の外面
は、図１の平面に直交する方向に円筒状をなす。このレ
ンズ14は、通常はシリコンゴム等の低音速の柔軟材料で
製造される。上述のような剛性低音速材料から製造され
た保護カバー20が、レンズ14の凸状の外面を覆う。この
カバー20は、レンズ14の凸状外面に一致した形状を有
し、それら要素間に空気が存在しないようになってい
る。カバー20の厚さは、一般には約0.5mmとすることが
できる。しかし、他の厚さも利用可能であることが理解
されよう。カバー20は、超音波レンズ14の損傷を防止
し、また得られる超音波画像に歪みを発生させたりその
他の干渉を起こしたりすることがないものである。保護
カバー20は通常は音響ゲルを用いて患者の身体に接触さ
せて配置される。
素の第１実施例を図１に示す。超音波変換器10は、プロ
ーブハウジング12内に取り付けられる。変換器10は、図
１の平面に直交する方向にアレイをなす変換器要素を有
する。超音波レンズ14は、変換器10に取り付けられた平
坦面と凸状の外面とを有する。レンズ14の凸状の外面
は、図１の平面に直交する方向に円筒状をなす。このレ
ンズ14は、通常はシリコンゴム等の低音速の柔軟材料で
製造される。上述のような剛性低音速材料から製造され
た保護カバー20が、レンズ14の凸状の外面を覆う。この
カバー20は、レンズ14の凸状外面に一致した形状を有
し、それら要素間に空気が存在しないようになってい
る。カバー20の厚さは、一般には約0.5mmとすることが
できる。しかし、他の厚さも利用可能であることが理解
されよう。カバー20は、超音波レンズ14の損傷を防止
し、また得られる超音波画像に歪みを発生させたりその
他の干渉を起こしたりすることがないものである。保護
カバー20は通常は音響ゲルを用いて患者の身体に接触さ
せて配置される。
【００２０】剛性低音速材料から製造された超音波伝送
要素の他の実施例を図２を参照して説明する。超音波変
換器プローブ30は、患者の身体32に接触して配置され
る。プローブ30は、圧電材料から形成されたフェイズド
アレイ超音波変換器36を備える。この変換器36は、往復
モータその他の適当な手段を用いて変換器を直接的ある
いは間接的にに回転させる機構38によって回転される。
複合レンズ40は、凸状円柱レンズ要素46と、この凸状要
素46と結合する凹状要素48とを有する。レンズ要素46は
通常はRTV等のシリコンゴムである。レンズ要素48は通
常はウレタンゴムから製造される。窓アセンブリは、エ
ポキシシール42によって覆われたハウジング41中に取り
付けられる。この窓アセンブリは、薄いポリエステル膜
の窓45と背面層47とを備える。この背面層47はウレタン
ゴムから製造することができる。この背面層47は、RFI
スクリーン49を含むことができる。フッ化シリコンオイ
ル等の音響潤滑材51が、レンズ40と背面層47との間に配
設されて、変換器36及びレンズ40が窓アセンブリに対し
て回転することが可能になる。かかるプローブアセンブ
リは、前記引用の米国特許第5,127,410号で一層詳細に
説明されている。
要素の他の実施例を図２を参照して説明する。超音波変
換器プローブ30は、患者の身体32に接触して配置され
る。プローブ30は、圧電材料から形成されたフェイズド
アレイ超音波変換器36を備える。この変換器36は、往復
モータその他の適当な手段を用いて変換器を直接的ある
いは間接的にに回転させる機構38によって回転される。
複合レンズ40は、凸状円柱レンズ要素46と、この凸状要
素46と結合する凹状要素48とを有する。レンズ要素46は
通常はRTV等のシリコンゴムである。レンズ要素48は通
常はウレタンゴムから製造される。窓アセンブリは、エ
ポキシシール42によって覆われたハウジング41中に取り
付けられる。この窓アセンブリは、薄いポリエステル膜
の窓45と背面層47とを備える。この背面層47はウレタン
ゴムから製造することができる。この背面層47は、RFI
スクリーン49を含むことができる。フッ化シリコンオイ
ル等の音響潤滑材51が、レンズ40と背面層47との間に配
設されて、変換器36及びレンズ40が窓アセンブリに対し
て回転することが可能になる。かかるプローブアセンブ
リは、前記引用の米国特許第5,127,410号で一層詳細に
説明されている。
【００２１】本発明の第２実施例によれば、剛性低音速
材料から製造された保護カバー60が、レンズ要素48の外
面に取り付けられている。この保護カバー60は、変換器
が回転する際に柔軟なウレタンレンズ要素48が物理的に
損傷するのを防止する。更に、カバー60は、ウレタンレ
ンズ要素48を音響潤滑材51による劣化から保護する。最
後に、カバー60は、窓アセンブリに対する機械的裏当て
を提供し、これにより、外部の物体からの圧力や衝撃に
よる窓の損傷の可能性が低減する。
材料から製造された保護カバー60が、レンズ要素48の外
面に取り付けられている。この保護カバー60は、変換器
が回転する際に柔軟なウレタンレンズ要素48が物理的に
損傷するのを防止する。更に、カバー60は、ウレタンレ
ンズ要素48を音響潤滑材51による劣化から保護する。最
後に、カバー60は、窓アセンブリに対する機械的裏当て
を提供し、これにより、外部の物体からの圧力や衝撃に
よる窓の損傷の可能性が低減する。
【００２２】好適には、カバー60は、音響潤滑材51と相
容性のものであり、音響潤滑剤51を所定位置に維持し
て、レンズ40の回転中に蒸発したり空気ポケットを形成
したりすることがないようにする。この要件は、その剛
性低音速材料の通気特性によりおそらく満たされる。
容性のものであり、音響潤滑剤51を所定位置に維持し
て、レンズ40の回転中に蒸発したり空気ポケットを形成
したりすることがないようにする。この要件は、その剛
性低音速材料の通気特性によりおそらく満たされる。
【００２３】本発明の第３実施例では、変換器プローブ
30の窓45は剛性低音速材料から製造される。従来の変換
器アセンブリでは、窓45は、超音波エネルギーの屈折や
反射を低減させるように非常に薄く、また背面層47はウ
レタンゴムから製造されていた。従って、かかる窓アセ
ンブリは、外部の物体による損傷を受けやすかった。こ
れに対し、窓45を剛性低音速材料で製造すると、比較的
薄く構成することができる。これは、その音響特性が人
体中の音響特性に極めて近いからである。従って、超音
波画像に影響を与えることなくプローブアセンブリに対
する損傷の可能性が低減される。保護カバー60と剛性を
有する低音速窓45とは、別々に用いることが可能であ
り、また、図２の変換器アセンブリ中に組み合わせて用
いることもできる。
30の窓45は剛性低音速材料から製造される。従来の変換
器アセンブリでは、窓45は、超音波エネルギーの屈折や
反射を低減させるように非常に薄く、また背面層47はウ
レタンゴムから製造されていた。従って、かかる窓アセ
ンブリは、外部の物体による損傷を受けやすかった。こ
れに対し、窓45を剛性低音速材料で製造すると、比較的
薄く構成することができる。これは、その音響特性が人
体中の音響特性に極めて近いからである。従って、超音
波画像に影響を与えることなくプローブアセンブリに対
する損傷の可能性が低減される。保護カバー60と剛性を
有する低音速窓45とは、別々に用いることが可能であ
り、また、図２の変換器アセンブリ中に組み合わせて用
いることもできる。
【００２４】図３に本発明の第４実施例を示す。同図の
超音波変換器プローブ30は、図２に示すプローブと同様
な構造を有する。図２及び図３における同じ要素には同
じ符号を付してある。図３の実施例では、凸状レンズ要
素46に結合するレンズ要素６２は、本発明による剛性低
音速材料から製造される。レンズ要素６２は、図２に示
して上述した保護カバー60と同様の利点を有する。レン
ズ要素62は、凸状要素46への物理的損傷を防止し、また
音響潤滑材51により劣化されることはない。更に、剛性
低音速材料からなるレンズ要素62は、窓アセンブリ用の
機械的裏当てを提供し、これにより窓への損傷の可能性
が低減される。
超音波変換器プローブ30は、図２に示すプローブと同様
な構造を有する。図２及び図３における同じ要素には同
じ符号を付してある。図３の実施例では、凸状レンズ要
素46に結合するレンズ要素６２は、本発明による剛性低
音速材料から製造される。レンズ要素６２は、図２に示
して上述した保護カバー60と同様の利点を有する。レン
ズ要素62は、凸状要素46への物理的損傷を防止し、また
音響潤滑材51により劣化されることはない。更に、剛性
低音速材料からなるレンズ要素62は、窓アセンブリ用の
機械的裏当てを提供し、これにより窓への損傷の可能性
が低減される。
【００２５】図４に本発明の第５実施例を示す。音響導
管70は、超音波変換器72と患者の身体74との間で超音波
エネルギーを伝送するのに用いられる。この音響導管
は、剛性低音速材料から製造され、変換器72により送信
又は受信される超音波エネルギーの方向を変更するよう
構成されている。音響導管70の面75は、送受信される超
音波エネルギーの方向に対して45゜の角度をなす。この
面75は、空気に、または、音響導管70の剛性低音速材料
とは音響インピーダンスが十分に異なる他の材料に接触
する。これにより、超音波エネルギーが全内反射により
面75から反射されて可干渉状態が維持される。
管70は、超音波変換器72と患者の身体74との間で超音波
エネルギーを伝送するのに用いられる。この音響導管
は、剛性低音速材料から製造され、変換器72により送信
又は受信される超音波エネルギーの方向を変更するよう
構成されている。音響導管70の面75は、送受信される超
音波エネルギーの方向に対して45゜の角度をなす。この
面75は、空気に、または、音響導管70の剛性低音速材料
とは音響インピーダンスが十分に異なる他の材料に接触
する。これにより、超音波エネルギーが全内反射により
面75から反射されて可干渉状態が維持される。
【００２６】この音響導管をより簡単にしたものが、剛
性低音速材料製の直線部分からなるものであり、これ
は、超音波変換器を患者の身体から離しておくための隔
離部として機能する。この音響導管の剛性により、例え
ばフィンガーチップ変換器等の、狭い四肢で画像形成を
行うためのクリップオン式装置の構成が可能になる。こ
の剛性低音速材料は、画像形成される器官の曲率に沿う
ように機械加工することができる。
性低音速材料製の直線部分からなるものであり、これ
は、超音波変換器を患者の身体から離しておくための隔
離部として機能する。この音響導管の剛性により、例え
ばフィンガーチップ変換器等の、狭い四肢で画像形成を
行うためのクリップオン式装置の構成が可能になる。こ
の剛性低音速材料は、画像形成される器官の曲率に沿う
ように機械加工することができる。
【００２７】以上、剛性低音速材料から製造された超音
波伝送要素のいくつかの実施例を図示および説明してき
た。本発明は、剛性低音速材料から製造されたあらゆる
超音波伝送要素を含むものであることが理解されよう。
かかる要素は、構造的剛性を提供し、超音波エネルギー
の反射と屈折を最小限にしつつ、人体との間の超音波エ
ネルギーの送受信を容易化する音速を有するものとな
る。
波伝送要素のいくつかの実施例を図示および説明してき
た。本発明は、剛性低音速材料から製造されたあらゆる
超音波伝送要素を含むものであることが理解されよう。
かかる要素は、構造的剛性を提供し、超音波エネルギー
の反射と屈折を最小限にしつつ、人体との間の超音波エ
ネルギーの送受信を容易化する音速を有するものとな
る。
【００２８】以上、本発明の現在考えられる好適な実施
例を図示および説明してきたが、当業者であれば、特許
請求の範囲に規定する本発明の範囲から逸脱することな
く、さまざまな変更や修正が可能であることは明らかで
あろう。
例を図示および説明してきたが、当業者であれば、特許
請求の範囲に規定する本発明の範囲から逸脱することな
く、さまざまな変更や修正が可能であることは明らかで
あろう。
【００２９】
【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、超
音波画像に大きな歪みその他の劣化を生じさせることの
ない、医療用超音波装置のための変換器アセンブリを提
供することができる。
音波画像に大きな歪みその他の劣化を生じさせることの
ない、医療用超音波装置のための変換器アセンブリを提
供することができる。
【００３０】以下に、本発明の実施態様を列挙する。
【００３１】１．超音波エネルギーの送受信を行う超音
波変換器と、その変換器から送信された超音波エネルギ
ーを患者の身体へと伝導させ、及び前記患者の身体から
受信された超音波エネルギーを前記変換器へと伝導させ
る、界面手段であって、剛性を有する低音速性の材料か
ら製造された少なくとも１つの超音波伝送要素を備え
る、前記界面手段とからなり、更に、その界面手段が超
音波レンズからなり、前記超音波伝送要素が前記超音波
レンズ上に設けられた保護カバーからなることを特徴と
する、医療用超音波変換器アセンブリ。
波変換器と、その変換器から送信された超音波エネルギ
ーを患者の身体へと伝導させ、及び前記患者の身体から
受信された超音波エネルギーを前記変換器へと伝導させ
る、界面手段であって、剛性を有する低音速性の材料か
ら製造された少なくとも１つの超音波伝送要素を備え
る、前記界面手段とからなり、更に、その界面手段が超
音波レンズからなり、前記超音波伝送要素が前記超音波
レンズ上に設けられた保護カバーからなることを特徴と
する、医療用超音波変換器アセンブリ。
【００３２】２．超音波エネルギーの送受信を行う超音
波変換器と、その変換器から送信された超音波エネルギ
ーを患者の身体へと伝導させ、及び前記患者の身体から
受信された超音波エネルギーを前記変換器へと伝導させ
る、界面手段であって、剛性を有する低音速性の材料か
ら製造された少なくとも１つの超音波伝送要素を備え
る、前記界面手段とからなり、更に、前記変換器を回転
させる手段を備え、前記界面手段が、前記変換器に取り
付けられてその変換器と共に回転する超音波レンズと、
その超音波レンズと患者の身体との間に位置決めされた
固定窓とからなり、前記超音波伝送要素が、前記超音波
レンズに取り付けられて前記超音波レンズから前記窓へ
と延びる保護カバーからなることを特徴とする、医療用
超音波変換器アセンブリ。
波変換器と、その変換器から送信された超音波エネルギ
ーを患者の身体へと伝導させ、及び前記患者の身体から
受信された超音波エネルギーを前記変換器へと伝導させ
る、界面手段であって、剛性を有する低音速性の材料か
ら製造された少なくとも１つの超音波伝送要素を備え
る、前記界面手段とからなり、更に、前記変換器を回転
させる手段を備え、前記界面手段が、前記変換器に取り
付けられてその変換器と共に回転する超音波レンズと、
その超音波レンズと患者の身体との間に位置決めされた
固定窓とからなり、前記超音波伝送要素が、前記超音波
レンズに取り付けられて前記超音波レンズから前記窓へ
と延びる保護カバーからなることを特徴とする、医療用
超音波変換器アセンブリ。
【００３３】３．超音波エネルギーの送受信を行う超音
波変換器と、その変換器から送信された超音波エネルギ
ーを患者の身体へと伝導させ、及び前記患者の身体から
受信された超音波エネルギーを前記変換器へと伝導させ
る、界面手段であって、剛性を有する低音速性の材料か
ら製造された少なくとも１つの超音波伝送要素を備え
る、前記界面手段とからなり、更に、前記変換器を回転
させる手段を備え、前記界面手段が、前記変換器に取り
付けられてその変換器と共に回転する超音波レンズから
なり、前記超音波伝送要素が、前記超音波レンズと患者
の身体との間に位置決めされた固定窓からなることを特
徴とする、医療用超音波変換器アセンブリ。
波変換器と、その変換器から送信された超音波エネルギ
ーを患者の身体へと伝導させ、及び前記患者の身体から
受信された超音波エネルギーを前記変換器へと伝導させ
る、界面手段であって、剛性を有する低音速性の材料か
ら製造された少なくとも１つの超音波伝送要素を備え
る、前記界面手段とからなり、更に、前記変換器を回転
させる手段を備え、前記界面手段が、前記変換器に取り
付けられてその変換器と共に回転する超音波レンズから
なり、前記超音波伝送要素が、前記超音波レンズと患者
の身体との間に位置決めされた固定窓からなることを特
徴とする、医療用超音波変換器アセンブリ。
【００３４】４．超音波エネルギーの送受信を行う超音
波変換器と、その変換器から送信された超音波エネルギ
ーを患者の身体へと伝導させ、及び前記患者の身体から
受信された超音波エネルギーを前記変換器へと伝導させ
る、界面手段であって、剛性を有する低音速性の材料か
ら製造された少なくとも１つの超音波伝送要素を備え
る、前記界面手段とからなり、更に、前記超音波伝送要
素が、前記変換器と患者の身体との間で超音波の連結を
行う音響導管からなることを特徴とする、医療用超音波
変換器アセンブリ。
波変換器と、その変換器から送信された超音波エネルギ
ーを患者の身体へと伝導させ、及び前記患者の身体から
受信された超音波エネルギーを前記変換器へと伝導させ
る、界面手段であって、剛性を有する低音速性の材料か
ら製造された少なくとも１つの超音波伝送要素を備え
る、前記界面手段とからなり、更に、前記超音波伝送要
素が、前記変換器と患者の身体との間で超音波の連結を
行う音響導管からなることを特徴とする、医療用超音波
変換器アセンブリ。
【００３５】５．前記音響導管が、その音響導管内で全
内反射により超音波エネルギーの伝搬方向を変更させる
表面を備えていることを特徴とする、前項４記載の医療
用超音波変換器アセンブリ。
内反射により超音波エネルギーの伝搬方向を変更させる
表面を備えていることを特徴とする、前項４記載の医療
用超音波変換器アセンブリ。
【００３６】６．超音波エネルギーの送受信を行う超音
波変換器と、その変換器から送信された超音波エネルギ
ーを患者の身体へと伝導させ、及び前記患者の身体から
受信された超音波エネルギーを前記変換器へと伝導させ
る、界面手段であって、剛性を有する低音速性の材料か
ら製造された少なくとも１つの超音波伝送要素を備え
る、前記界面手段とからなり、更に、前記の剛性を有す
る低音速性の材料内の音速が、約950(m/sec)ないし2000
(m/sec)という範囲内にあることを特徴とする、医療用
超音波変換器アセンブリ。
波変換器と、その変換器から送信された超音波エネルギ
ーを患者の身体へと伝導させ、及び前記患者の身体から
受信された超音波エネルギーを前記変換器へと伝導させ
る、界面手段であって、剛性を有する低音速性の材料か
ら製造された少なくとも１つの超音波伝送要素を備え
る、前記界面手段とからなり、更に、前記の剛性を有す
る低音速性の材料内の音速が、約950(m/sec)ないし2000
(m/sec)という範囲内にあることを特徴とする、医療用
超音波変換器アセンブリ。
【００３７】７．超音波エネルギーの送受信を行う超音
波変換器と、その変換器から送信された超音波エネルギ
ーを患者の身体へと伝導させ、及び前記患者の身体から
受信された超音波エネルギーを前記変換器へと伝導させ
る、界面手段であって、剛性を有する低音速性の材料か
ら製造された少なくとも１つの超音波伝送要素を備え
る、前記界面手段とからなり、更に、前記変換器を回転
させる手段を備え、前記界面手段が、前記変換器に取り
付けられてその変換器と共に回転する超音波レンズと、
その超音波レンズと患者の身体との間に位置決めされた
固定窓とからなり、前記超音波伝送要素が前記超音波レ
ンズの構成要素からなることを特徴とする、医療用超音
波変換器アセンブリ。
波変換器と、その変換器から送信された超音波エネルギ
ーを患者の身体へと伝導させ、及び前記患者の身体から
受信された超音波エネルギーを前記変換器へと伝導させ
る、界面手段であって、剛性を有する低音速性の材料か
ら製造された少なくとも１つの超音波伝送要素を備え
る、前記界面手段とからなり、更に、前記変換器を回転
させる手段を備え、前記界面手段が、前記変換器に取り
付けられてその変換器と共に回転する超音波レンズと、
その超音波レンズと患者の身体との間に位置決めされた
固定窓とからなり、前記超音波伝送要素が前記超音波レ
ンズの構成要素からなることを特徴とする、医療用超音
波変換器アセンブリ。
【００３８】８．超音波エネルギーの送受信を行う超音
波変換器と、その変換器から送信された超音波エネルギ
ーを患者の身体へと伝導させ、及び前記患者の身体から
受信された超音波エネルギーを前記変換器へと伝導させ
る、界面手段であって、剛性を有する低音速性の材料か
ら製造された少なくとも１つの超音波伝送要素を備え
る、前記界面手段とからなり、更に、前記超音波伝送要
素が、超音波レンズまたはその構成要素からなることを
特徴とする、医療用超音波変換器アセンブリ。
波変換器と、その変換器から送信された超音波エネルギ
ーを患者の身体へと伝導させ、及び前記患者の身体から
受信された超音波エネルギーを前記変換器へと伝導させ
る、界面手段であって、剛性を有する低音速性の材料か
ら製造された少なくとも１つの超音波伝送要素を備え
る、前記界面手段とからなり、更に、前記超音波伝送要
素が、超音波レンズまたはその構成要素からなることを
特徴とする、医療用超音波変換器アセンブリ。
【００３９】９．剛性を有する低音速性の材料から製造
された部材からなり、超音波変換器と患者の身体との間
で超音波エネルギーの連結を行うことを特徴とする、要
素。
された部材からなり、超音波変換器と患者の身体との間
で超音波エネルギーの連結を行うことを特徴とする、要
素。
【図１】柔軟な超音波レンズと剛性を有する低音速性の
材料製の保護カバーとを備えた本発明による変換器アセ
ンブリを示す部分断面図である。
材料製の保護カバーとを備えた本発明による変換器アセ
ンブリを示す部分断面図である。
【図２】回転式変換器及びレンズを採用した変換器アセ
ンブリの実施例を示す断面図である。
ンブリの実施例を示す断面図である。
【図３】回転式変換器及びレンズを採用した変換器アセ
ンブリの実施例を示す断面図である。
ンブリの実施例を示す断面図である。
【図４】変換器と患者の身体との間で超音波エネルギー
の連結を行うために音響導管を採用した変換器アセンブ
リの概要を示す側面図である。
の連結を行うために音響導管を採用した変換器アセンブ
リの概要を示す側面図である。
10：超音波変換器 12：プローブハウジング 14：超音波レンズ 20：保護カバー
Claims (1)
- 【請求項１】超音波エネルギーの送受信を行う超音波変
換器と、 その変換器から送信された超音波エネルギーを患者の身
体へと伝導させ、及び前記患者の身体から受信された超
音波エネルギーを前記変換器へと伝導させる、界面手段
であって、剛性を有する低音速性の材料から製造された
少なくとも１つの超音波伝送要素を備える、前記界面手
段とからなることを特徴とする、医療用超音波変換器ア
センブリ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US230693A | 1993-01-08 | 1993-01-08 | |
| US002306 | 1993-01-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06277219A true JPH06277219A (ja) | 1994-10-04 |
Family
ID=21700167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP99394A Pending JPH06277219A (ja) | 1993-01-08 | 1994-01-10 | 医療用超音波変換器アセンブリ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0605756A3 (ja) |
| JP (1) | JPH06277219A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4891913A (en) * | 1987-07-17 | 1990-01-09 | Ohi Seisakusho Co., Ltd. | Weather strip structure for use with sun roof |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5505205A (en) * | 1993-01-08 | 1996-04-09 | Hewlett-Packard Company | Interface element for medical ultrasound transducer |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4391281A (en) * | 1977-01-06 | 1983-07-05 | Sri International | Ultrasonic transducer system and method |
| JPH02297347A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-07 | Hitachi Medical Corp | 超音波探触子 |
| US5127410A (en) * | 1990-12-06 | 1992-07-07 | Hewlett-Packard Company | Ultrasound probe and lens assembly for use therein |
-
1993
- 1993-07-23 EP EP93111871A patent/EP0605756A3/en not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-01-10 JP JP99394A patent/JPH06277219A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4891913A (en) * | 1987-07-17 | 1990-01-09 | Ohi Seisakusho Co., Ltd. | Weather strip structure for use with sun roof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0605756A3 (en) | 1995-04-19 |
| EP0605756A2 (en) | 1994-07-13 |
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