JPS5985655A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
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- JPS5985655A JPS5985655A JP57194642A JP19464282A JPS5985655A JP S5985655 A JPS5985655 A JP S5985655A JP 57194642 A JP57194642 A JP 57194642A JP 19464282 A JP19464282 A JP 19464282A JP S5985655 A JPS5985655 A JP S5985655A
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- Japan
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- acoustic lens
- ultrasonic
- ultrasonic probe
- ultrasonic transducer
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- Pending
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Landscapes
- Surgical Instruments (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
この発明は、医療の分野において、超音波を利用して診
断および治療を行うための超音波探触子に関する。
断および治療を行うための超音波探触子に関する。
（従来技術）
医療の分野における超音波の応用は、動いている心臓や
腹部の断層像をリアルタイムで観察し診断する超音波断
層撮像装置の進歩が著しいが、最近は診断と同時に各棟
の治療を行う方法や装置の開発も進んでいる。このよう
な超音波を利用した従来の診断・治療装置用の超音波探
触子としては、例えば第１図ないし第５図に示すような
ものが知られている。
腹部の断層像をリアルタイムで観察し診断する超音波断
層撮像装置の進歩が著しいが、最近は診断と同時に各棟
の治療を行う方法や装置の開発も進んでいる。このよう
な超音波を利用した従来の診断・治療装置用の超音波探
触子としては、例えば第１図ないし第５図に示すような
ものが知られている。
同図において、本体１の内部の底壁２（この底壁２は後
述するように音響レンズを兼ねる。）に沿って、担体３
の下面に（月電極４と圧電素子５と（−）電極６かもな
る超音波変換素子７が多数個接着されて配列されている
。そして、本体１の前面のほぼ中央に縦方向に、一定の
深さｄで、上壁８から底壁２まで、土壁８側で幅が広（
かつ底壁２側で幅が摘出針９の直径より若干大きい倒立
した三角形状の溝１０が形成されている。
述するように音響レンズを兼ねる。）に沿って、担体３
の下面に（月電極４と圧電素子５と（−）電極６かもな
る超音波変換素子７が多数個接着されて配列されている
。そして、本体１の前面のほぼ中央に縦方向に、一定の
深さｄで、上壁８から底壁２まで、土壁８側で幅が広（
かつ底壁２側で幅が摘出針９の直径より若干大きい倒立
した三角形状の溝１０が形成されている。
この超音波探触子によれば、第２図に示すように、底面
を人体１１に当てがって、臓器（または組織）Ｊ２の超
音波による断層撮像を行なって診断しながら、摘出針９
を溝１０内に挿通して人体１１に刺し、臓器１２にたま
っているラミを吸い出したり、組織の一部を摘出・採取
したりする治療を同時に行うものである。この場合に、
本体１に設けられた倒立三角形状の溝１０によって、診
断しながら摘出針９の方向を種々に調節して、臓器１２
を探り易（すると共に、摘出針９が臓器１２を探り当て
て、治療を行う際に、摘出針９を人体１１に刺した状態
でそのまま残して、超音波探触子自体を人体１１および
摘出針９かも簡単に取り外すことができる。
を人体１１に当てがって、臓器（または組織）Ｊ２の超
音波による断層撮像を行なって診断しながら、摘出針９
を溝１０内に挿通して人体１１に刺し、臓器１２にたま
っているラミを吸い出したり、組織の一部を摘出・採取
したりする治療を同時に行うものである。この場合に、
本体１に設けられた倒立三角形状の溝１０によって、診
断しながら摘出針９の方向を種々に調節して、臓器１２
を探り易（すると共に、摘出針９が臓器１２を探り当て
て、治療を行う際に、摘出針９を人体１１に刺した状態
でそのまま残して、超音波探触子自体を人体１１および
摘出針９かも簡単に取り外すことができる。
しがしながら、この従来の超音波探触子は、第５図に示
すように、溝ＩＯを設しナだことによって、超音波変換
素子７の配列が溝１０の部分でい（つか欠除された構成
になっていた。このため、この欠除された部分では超音
波による画像が得られず、しかもこの部分は摘出針９を
用いて治療を行う（こ当たっては、最も必要かつ重要な
画像となるため、診断および治療に際して難点があった
。
すように、溝ＩＯを設しナだことによって、超音波変換
素子７の配列が溝１０の部分でい（つか欠除された構成
になっていた。このため、この欠除された部分では超音
波による画像が得られず、しかもこの部分は摘出針９を
用いて治療を行う（こ当たっては、最も必要かつ重要な
画像となるため、診断および治療に際して難点があった
。
また、上記従来の超音波探触子は、前述したように底壁
２が音響レンズを兼ねており、この音響レンズ２は第４
図、第５図および第６図に示すように、一様なシリコン
ゴムで形成され、超音波変換素子７の長さ方向、すなわ
ち超音波探触子の幅Ｗ方向（第４図）に断面が曲率半径
ｒの凸状で、長さし方向（第２図）に全長に亘り形成さ
れており、この音響レンズ２によって幅Ｗ方向の超音波
変換素子７の放射面積を小さくし、指向性が鋭（なるよ
うにしている。
２が音響レンズを兼ねており、この音響レンズ２は第４
図、第５図および第６図に示すように、一様なシリコン
ゴムで形成され、超音波変換素子７の長さ方向、すなわ
ち超音波探触子の幅Ｗ方向（第４図）に断面が曲率半径
ｒの凸状で、長さし方向（第２図）に全長に亘り形成さ
れており、この音響レンズ２によって幅Ｗ方向の超音波
変換素子７の放射面積を小さくし、指向性が鋭（なるよ
うにしている。
しかしながら、この音響レンズ２は、上述した超音波変
換素子７の欠除部分の画像が得られないことについては
、これを解消するために特に寄与するものではな（、音
響レンズ２によっても、依然として超音波変換素子７の
欠除部分で画像が得られないという従来の超音波探触子
の有する難点は解消されていない。
換素子７の欠除部分の画像が得られないことについては
、これを解消するために特に寄与するものではな（、音
響レンズ２によっても、依然として超音波変換素子７の
欠除部分で画像が得られないという従来の超音波探触子
の有する難点は解消されていない。
（発明の目的う
この発明は、このような従来の超音波探触子の問題点を
解消せんとするもので、摘出針の溝を設けて、診断と治
療とを同時に行なうようにしながら、この溝によって超
音波変換素子が欠除された部分、すなわち摘出針の針先
の部分の画像をも得られるようにすることを目的とする
。′（発明の構成および作用） そこでこの発明に係る超音波探触子の特徴は、超音波探
触子の底壁である音響レンズを、超音波変換素子を欠除
した付近以外では、超音波探触子の幅方向の超音波の指
向性を鋭（するための第一の音響レンズとすると共に、
超音波変換素子を欠除した付近では、超音波を摘出針の
針先に向けさせるだめの第二の音響レンズとしたことに
ある。
解消せんとするもので、摘出針の溝を設けて、診断と治
療とを同時に行なうようにしながら、この溝によって超
音波変換素子が欠除された部分、すなわち摘出針の針先
の部分の画像をも得られるようにすることを目的とする
。′（発明の構成および作用） そこでこの発明に係る超音波探触子の特徴は、超音波探
触子の底壁である音響レンズを、超音波変換素子を欠除
した付近以外では、超音波探触子の幅方向の超音波の指
向性を鋭（するための第一の音響レンズとすると共に、
超音波変換素子を欠除した付近では、超音波を摘出針の
針先に向けさせるだめの第二の音響レンズとしたことに
ある。
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
この発明の超音波探触子は、第１図ないし第５図に示し
た従来のものについて、音響レンズ２以外の部分はほぼ
同じでよく、音響レンズの構成に特徴がある。
た従来のものについて、音響レンズ２以外の部分はほぼ
同じでよく、音響レンズの構成に特徴がある。
すなわち第７図および第８図に示すように、摘出針９の
溝１０を本体１の前面（または背面でもよい。）に設け
たことにより、超音波変換素子７を欠除した部分の伺近
以外の音響レンズを、従来の音響レンズと同様の、超音
波探触子の幅Ｗ方向の断面が曲率半径ｌ°の凸状で、長
さＬ方向に全長に亘り形成され、かつシリコンゴムで形
成された第一の音響レンズ１：３とする。この第一の音
響レンズ１３により、幅Ｗ方向の超音波変換素子７の放
射面積を小さくし、指向性を鋭（させる。
溝１０を本体１の前面（または背面でもよい。）に設け
たことにより、超音波変換素子７を欠除した部分の伺近
以外の音響レンズを、従来の音響レンズと同様の、超音
波探触子の幅Ｗ方向の断面が曲率半径ｌ°の凸状で、長
さＬ方向に全長に亘り形成され、かつシリコンゴムで形
成された第一の音響レンズ１：３とする。この第一の音
響レンズ１３により、幅Ｗ方向の超音波変換素子７の放
射面積を小さくし、指向性を鋭（させる。
超音波変換素子７を欠除した部分の付近の音響レンズは
第二の音響レンズ１４とし、例えばエポキシ樹脂、また
はガラス等で形成する。この第二の音響レンズ１４の長
さＬ方向の中央断面の曲率半径ｉｔは、スネルの屈折の
法則に従って定めるのがよＸ、’ｔ。
第二の音響レンズ１４とし、例えばエポキシ樹脂、また
はガラス等で形成する。この第二の音響レンズ１４の長
さＬ方向の中央断面の曲率半径ｉｔは、スネルの屈折の
法則に従って定めるのがよＸ、’ｔ。
スネルの屈折の法則は
Ｒ＝ＦＸ（Ｖｗ／Ｖｌ−１） ・・・・・・（１
）で与えられる。ここで、 である。鞠が水中での縦波伝搬速度とは、超音波探触子
が音響レンズ１３ 、１４を通常水に接触させて使用す
ることによる。すなわち、（１）式に示すように、焦点
距離Ｆを与えれば第二の音響レンズ１４の長さＬ方向の
中央断面の曲率半径１ｔが求まり、逆に曲率半径１七を
与えれば、焦点距離Ｆか求まる。
）で与えられる。ここで、 である。鞠が水中での縦波伝搬速度とは、超音波探触子
が音響レンズ１３ 、１４を通常水に接触させて使用す
ることによる。すなわち、（１）式に示すように、焦点
距離Ｆを与えれば第二の音響レンズ１４の長さＬ方向の
中央断面の曲率半径１ｔが求まり、逆に曲率半径１七を
与えれば、焦点距離Ｆか求まる。
第二の音響レンズ】４に（１）式の曲率半径Ｉｔを与え
ると、第８図に示すように、第二の音響レンズ１４０表
面の法線Ｎに対する超音波の入射角θｌと屈折角θ７の
関係は、 ｓｉｎ Ｏｗ ／ ｓｉｎθｇ ＝ ｖｙ２／ Ｖｌ
・・・・・・（２）で与えられる。具体的には、 であるので、 ｓｉｎ ０Ｗ−０，３ｓｉｎ （１・−・４３）となる
。ｓｉｎθｌは単調増加関数であるため、θ６が犬とな
る程、θ７も犬となり、屈折率が大きくなる。
ると、第８図に示すように、第二の音響レンズ１４０表
面の法線Ｎに対する超音波の入射角θｌと屈折角θ７の
関係は、 ｓｉｎ Ｏｗ ／ ｓｉｎθｇ ＝ ｖｙ２／ Ｖｌ
・・・・・・（２）で与えられる。具体的には、 であるので、 ｓｉｎ ０Ｗ−０，３ｓｉｎ （１・−・４３）となる
。ｓｉｎθｌは単調増加関数であるため、θ６が犬とな
る程、θ７も犬となり、屈折率が大きくなる。
すなわち、第二の音響レンズ１４を出た超音波は摘出針
９の方向に屈折し、摘出針９に近い超音波変換素子から
放射される超音波程、余計に摘出針９側に太き（屈折す
る。
９の方向に屈折し、摘出針９に近い超音波変換素子から
放射される超音波程、余計に摘出針９側に太き（屈折す
る。
なお、上述したように、第二の音響レンズ１４をエポキ
シ樹脂またはガラス製とし、接触する媒質を水とした場
合は、ｖｌ＞ｖｗであるが、ｖ４ ＜ ｖｗの場合は屈
折が逆になる。従って、第二の音響レンズ１４の材質は
、水よりも縦波伝搬速度の速い物質を用いるのが好まし
い。
シ樹脂またはガラス製とし、接触する媒質を水とした場
合は、ｖｌ＞ｖｗであるが、ｖ４ ＜ ｖｗの場合は屈
折が逆になる。従って、第二の音響レンズ１４の材質は
、水よりも縦波伝搬速度の速い物質を用いるのが好まし
い。
第二〇晋°響レンズ１４は、幅Ｗ方向には第一の音響レ
ンズ１３との接合面で曲率半径ｒに形成され、第二の音
響レンズ１４の全体の曲率半径は長さし方向のＩｔと幅
Ｗ方向のｒとの組合せとなる。
ンズ１３との接合面で曲率半径ｒに形成され、第二の音
響レンズ１４の全体の曲率半径は長さし方向のＩｔと幅
Ｗ方向のｒとの組合せとなる。
なお、第１図ないし第５図において、超音波変換素子７
の（＋）電極４は銅箔１５を介してＦ’ＰＣ（フレキシ
ブルプリントサーキット）板１６のリード線１７に接続
される。
の（＋）電極４は銅箔１５を介してＦ’ＰＣ（フレキシ
ブルプリントサーキット）板１６のリード線１７に接続
される。
また、各超音波変換素子７の（＋）電極の接続方法は、
電子走査式（リニヤまたはセクタ）として周知であるが
、図示の実施例では、３個の超音波変換素子を１組とし
て電気的に並列に接続しており、これらの組を適当組（
例えば６４組）を全体として配列し、摘出針９用の溝１
０を設けることにより３組（９個）の超音波変換素子７
を欠除させである。
電子走査式（リニヤまたはセクタ）として周知であるが
、図示の実施例では、３個の超音波変換素子を１組とし
て電気的に並列に接続しており、これらの組を適当組（
例えば６４組）を全体として配列し、摘出針９用の溝１
０を設けることにより３組（９個）の超音波変換素子７
を欠除させである。
さらに（−）電極６は、図示しないカ瓢例えば各素子の
両端側を接続して共通電極（アース）とする。
両端側を接続して共通電極（アース）とする。
（発明の効果）
以上説明したように、この発明の超音波探触子によれば
、本体に摘出針用の溝を設けたことにより、人体の臓器
等の診断および摘出針による治療ができると共に、溝を
設けたために超音波変換素子を欠除させた伺近の底部に
超音波を摘出針の剣先の方向に向かもせる音響レンズを
設けたので、治療時に摘出側σ鐘１先の画像をも得るこ
とができ、正確かつ適確な診断と治療を行なうことがで
きる。
、本体に摘出針用の溝を設けたことにより、人体の臓器
等の診断および摘出針による治療ができると共に、溝を
設けたために超音波変換素子を欠除させた伺近の底部に
超音波を摘出針の剣先の方向に向かもせる音響レンズを
設けたので、治療時に摘出側σ鐘１先の画像をも得るこ
とができ、正確かつ適確な診断と治療を行なうことがで
きる。
第１図ないし第５図はそれぞれ従来の超音波探触子の平
面図、部分開切正面図、底面図、部分開切側面図および
要部拡大斜視図、第６図は従来の超音波探触子の底部の
音響レンズの拡大斜視図、第７図はこの発明の超音波探
触子のノ氏部の音響レンズの拡大斜視図、第８図は第７
図のＶｌ■−■面における拡大断面図である。 １・・・本体、 ２・・底壁（音響レンダラ
、３・・・担体、 ４・・・（＋）電極、５
・・・圧電素子、 ６・・・（−）電極、７・・
・超音波変換素子、８・・・土壁、９・・・摘出針、
１０・・・溝、１３・・・第一の音響レンズ、１
４・・・第二の音響レンズ。 特許出願人 東京電気化学工業株式会社特許出願代理
人 弁理士 山 本 恵 −手続補正書（自発） 昭和５７年１２月ｔｂ日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願第１９４６４２号 ２、発明の名称 超音波探触子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 （３０６）東京電気化学工業株式会社づ は、・・・・・共通電極（アース）とする。」を１さら
に（−）電極６は一端側（あるいは両端側でもよ見・。 ）を共通アース線１８で接続する。また１９はコーティ
ング層である。」 と補正する。 （２）明細暑−第１０頁第１７行の１１４・・第二の音
響レンズ。」を ［１４・・・第二の音響レンズ、 １８・・共通アース線、 １９・・コーティング層。」
と補正する。 （３）図の第５図、第７図および第８図を別紙のとおり
補正する。 以上
面図、部分開切正面図、底面図、部分開切側面図および
要部拡大斜視図、第６図は従来の超音波探触子の底部の
音響レンズの拡大斜視図、第７図はこの発明の超音波探
触子のノ氏部の音響レンズの拡大斜視図、第８図は第７
図のＶｌ■−■面における拡大断面図である。 １・・・本体、 ２・・底壁（音響レンダラ
、３・・・担体、 ４・・・（＋）電極、５
・・・圧電素子、 ６・・・（−）電極、７・・
・超音波変換素子、８・・・土壁、９・・・摘出針、
１０・・・溝、１３・・・第一の音響レンズ、１
４・・・第二の音響レンズ。 特許出願人 東京電気化学工業株式会社特許出願代理
人 弁理士 山 本 恵 −手続補正書（自発） 昭和５７年１２月ｔｂ日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願第１９４６４２号 ２、発明の名称 超音波探触子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 （３０６）東京電気化学工業株式会社づ は、・・・・・共通電極（アース）とする。」を１さら
に（−）電極６は一端側（あるいは両端側でもよ見・。 ）を共通アース線１８で接続する。また１９はコーティ
ング層である。」 と補正する。 （２）明細暑−第１０頁第１７行の１１４・・第二の音
響レンズ。」を ［１４・・・第二の音響レンズ、 １８・・共通アース線、 １９・・コーティング層。」
と補正する。 （３）図の第５図、第７図および第８図を別紙のとおり
補正する。 以上
Claims (2)
- （１） 超音波探触子の音響レンズを兼ねる底壁に沿
って本体内部側に多数の超音波変換素子を配列し、該本
体の正面または背面に該本体の土壁がら前記底壁に亘り
摘出針用の溝を形成し、該溝の旬近で前記超音波変換素
子を欠除させた超音波探触子において、該超音波変換素
子を欠除した伺近以外の前記音響レンズを、超音波探触
子の幅方向の超音波の指向性を鋭（するための第一の音
響レンズとすると共に、前記超音波変換素子を欠除した
付近の前記音響レンズを、超音波を前記摘出針の針先側
に向けさせるための第二の音響レンズとしたことを特徴
とする超音波探触子。 - （２）第二の音響レンズの超音波変換素子配列方向の中
央断面の曲率半径Ｒを、 几＝ Ｆ Ｘ （ＶＷ／ＶＪ −１） 但し、 なる式で与えられる値とした特許請求の範囲第１項記載
の超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57194642A JPS5985655A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57194642A JPS5985655A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | 超音波探触子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5985655A true JPS5985655A (ja) | 1984-05-17 |
Family
ID=16327904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57194642A Pending JPS5985655A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5985655A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6313497A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-20 | Nec Corp | 水中広帯域送受波器 |
| JP2018110741A (ja) * | 2017-01-12 | 2018-07-19 | 富士フイルム株式会社 | 超音波内視鏡 |
-
1982
- 1982-11-08 JP JP57194642A patent/JPS5985655A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6313497A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-20 | Nec Corp | 水中広帯域送受波器 |
| JP2018110741A (ja) * | 2017-01-12 | 2018-07-19 | 富士フイルム株式会社 | 超音波内視鏡 |
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