JPS6344194B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波探触子およびその製造方法、特
に超音波診断装置に用いられ被検体に向け診断用
の超音波を送受波する超音波探触子およびその製
造方法の改良に関する。

現在、医療等の分野においては、超音波を用い
て生体内部の画像表示等を行う超音波診断装置が
用いられている。この装置において、生体等の被
検体に向け超音波を送受波するために用いられる
超音波探触子は、病変組織等の診断を確実に行う
ため、広い視野を有し、かつ視野全域内で高い分
解能を有することが要求される。

しかし、従来の探触子はその焦点が固定化さ
れ、焦点付近において高い分解能を有し、鮮明な
画像を得ることができる反面、焦点より近距離、
遠距離においては十分鮮明な画像が得られないと
いう欠点があつた。このため、近距離から遠距離
まで距離に関係なく高い分解能を有し、鮮明な画
像を得ることができる超音波探触子の研究が行わ
れていた。このような研究の成果として、リング
状の超音波探触子が知られている。このリング状
探触子は直前から遠距離に至るまで、最も鋭い指
向性を有する。しかし、この探触子は目的方向以
外への不要感度を示す第１副極大が−16dBと大
きく、更に遠方での感度を示す軸上感度が距離の
２乗に反比例して急速に低下するという２つの欠
点を有している。これらの欠点を解消するため、
第１図に示す仮想リング状超音波探触子が開発さ
れた。この探触子は音響バツキング材１０上にフ
ラツトな超音波振動子１２を積層し、更にこの振
動子１２上に音響レンズ１４を積層する構造に形
成されており、上記音響レンズ１４はその表面
を、第２図に示すように、中心を０，０′とする
円弧２葉を中心軸Ｘ―X′に関し回転させた回転
面形状に形成されている。この音響レンズ１４は
振動子１２から送受波される超音波に仮想リング
フオーカスを施し、上記超音波の見掛け上の音源
を振動子の後方に００′を直径とするリング状に
配する（以下リング状をしたこの見掛け上の音源
を仮想リング音源と記す）。このように、見掛け
上の音源を振動子１２の後方に配することによ
り、探触子の軸感度の低下は補償され、この見掛
け上の音源が００′を直径とする幅広いリング音
源を形成することにより、副極大を十分に抑圧し
ている。しかし、この仮想リング状の探触子はフ
ラツトな振動子１２の振動面上に厚さの異なる音
響レンズ１４を積層して使用する必要があるた
め、この音響レンズ１４内で超音波の多重反射が
生じ、この結果、実質的に受信エコーのパルス幅
が長くなり、超音波診断画像の距離分解能の劣化
を引き起こす欠点がある。

本発明は従来のこのような課題に鑑みなされた
もので、その目的は副極大を十分に抑圧しつつ、
近距離から遠距離まで鋭い指向性を有し、かつ超
音波診断画像の距離分解能の劣化を引き起こすこ
とのない超音波探触子を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は音響バツキ
ング材上に積層された超音波振動子から被検体に
向け超音波を送受波する超音波探触子において、
上記超音波振動子の振動面を円弧２葉の回転面形
状に形成し、この振動子の後方に上記超音波の仮
想リング音源を配したことを特徴とする。

また上記超音波探触子においては、超音波振動
子として一般に高分子圧電フイルムを用いる。こ
こにおいて、高分子圧電フイルムは熱を加えると
分極が取れてしまうため、その製造方法に問題が
ある。

そこで、上記課題を解決するため、本発明の方
法は高分子圧電フイルムを熱圧縮成型して振動面
が円弧２葉の回転面形状を有し、かつその後方に
超音波の仮想リング音源を配した超音波振動子を
形成し、その後に、この超音波振動子に分極操作
を施し、予め形成された音響バツキング材上に上
記超音波振動子を積層することにより、超音波探
触子を製造することを特徴とする。

次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて説
明する。なお前述した各部材と対応する個所に
は、同一符号を付して説明を省略する。

本発明の超音波探触子は第１図に示す従来の探
触子の欠点が音響レンズを用いることによつて生
ずることに鑑み、超音波振動子自体の振動面を円
弧２葉の回転面に形成することにより、音響レン
ズを用いることなく、振動子の後方に仮想リング
音源を配し、この探触子を介して得られる超音波
診断画像の距離分解能を高めている。

第３図はこのような超音波探触子の断面構造を
示す説明図であり、音響バツキング材１０上に超
音波振動子１２および音響マツチング層１６を順
次積層して形成されている。これら各部材、すな
わち、音響バツキング材１０、振動子１２、マツ
チング層１６の表面の形状はそれぞれ円弧２葉の
中心軸Ｘ―X′に関し回転させた回転面から成り、
この回転面の基準に用いられる上記２葉の円弧は
中心が中心軸Ｘ―X′と交差しない形状のものが
用いられている。本実施例においては、音響バツ
キング材１０をタングステン粉末入りシリコンゴ
ムにより形成し、振動子１２を高分子圧電フイル
ム、音響マツチング層１６をポリエステルにより
形成した。なお上記高分子圧電フイルムとは例え
ば、ポリ弗化ビニリデン、ポリ弗化ビニルおよび
これらを主成分とする共重合体、更にはこれらと
強誘電体セラミツク粉末の混合体を成極して得ら
れる圧電体を意味する。

本発明は以上の構成から成り、次にその作用を
説明する。

本発明の超音波探触子はその振動子１２の振動
面が円弧２葉の回転面に形成されているため、第
１図に示す従来の探触子のように音響レンズを用
いることなく、振動子１２の後方に仮想リング音
源を配した仮想リングフオーカスを行うことがで
きる。従つて、探触子の音響マツチング層１６を
生体等の被検体に当接し、超音波診断を行うに際
しては、振動子１２から被検体に向けた超音波の
送受波を音響レンズ内での多重反射を生ずること
なく行うことができ、その結果、この探触子を介
して得られる被検体の超音波診断画像は極めて高
い距離分解能を有することとなる。

また本実施例においては、振動子１２の表面に
音響マツチング層１６を積層し被検体との整合を
取つているため、探触子と被検体との境界面に生
ずる超音波の反射を抑制することができる。従つ
て、この探触子の感度は向上し、この探触子を介
して得られる被検体の超音波診断画像も、更に高
い距離分解能を有するものとすることができる。
なおこの音響マツチング層１６は、本実施例のよ
うに、探触子と一体的に形成する必要はなく、ま
た被検体の種類あるいは被検部位によつて用いる
必要のない場合もある。

また探触子と被検体との境界面における密着性
を向上させるため、探触子の回転面開口部、すな
わち、音響マツチング層１６の開口部に、例え
ば、第４図に示すように、密着部が平坦に形成さ
れたフイラー１８を充填してもよい。このフイラ
ー１８は、例えば、ローインピーダンス・ポリエ
ステル等を用いて形成することができる。

次に本発明の超音波探触子の製造方法について
説明する。

例えば、第３図に示す如き探触子を製造するに
際しては、超音波振動子１２の材料として一般に
用いられる高分子圧電フイルムが熱を受けると分
極が取れてしまうという問題がある。そこで、本
発明の方法にあつては、まず円弧２葉の回転面形
状をした表面を有する音響バツキング材１０、超
音波振動子１２、音響マツチング層１６を予め熱
圧縮成型しておき、その後に上記振動子１２に分
極操作を施し、音響バツキング材１０、振動子１
２、音響マツチング層１６の順に貼り合わせて探
触子を形成する。ここで、振動子１２の分極操作
は振動子１２の熱圧縮成型後であればよいため、
熱圧縮成型された上記各部材１０，１２，１６を
順次貼り合わせた後に、振動子１２に分極操作を
施してもよい。

以上の如く、本発明によれば、超音波振動子の
振動面を円弧２葉の回転面形状とすることによ
り、音響レンズを用いることなく仮想リングフオ
ーカスを行う超音波探触子を得ることができる。
その結果、従来の仮想リング状の超音波探触子と
同様に副極大を十分に抑圧しつつ、近距離から遠
距離まで鋭い指向性を有し、かつ従来用いられて
いた音響レンズを不要なものとし、音響レンズ内
の多重反射によつて引き起こされる距離分解能の
低下を防止して、極めて鮮明な超音波診断画像を
得ることができる。

また高分子圧電フイルムを熱圧縮成型して振動
面が円弧２葉の回転面形状をした超音波振動子を
形成し、その後、この振動子に分極操作を施して
超音波探触子を形成することにより、振動子の分
極特性が熱により影響を受けることを防止して、
効率的に上記効果を有する超音波探触子を製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の超音波探触子の断面構造を示す
説明図、第２図はその仮想リング音源の説明図、
第３図は本発明に係る超音波探触子の実施例の断
面構造を示す説明図、第４図は本発明の他の実施
例を示す説明図である。 各図中対応する部材には同一符号を付し、１０
は音響バツキング材、１２は超音波振動子、１６
は音響マツチング層である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 音響バツキング材上に積層された超音波振動
   子から被検体に向け超音波を送受波する超音波探
   触子において、上記超音波振動子の振動面を円弧
   ２葉の回転面形状に形成し、この振動子の後方に
   上記超音波の仮想リング音源を配したことを特徴
   とする超音波探触子。 ２ 特許請求の範囲１記載の探触子において、円
   弧２葉の回転面形状に形成された音響バツキング
   材の表面に超音波振動子を積層したことを特徴と
   する超音波探触子。 ３ 特許請求の範囲１、２のいずれかに記載の探
   触子において、超音波振動子の振動面上に表面が
   円弧２葉に形成された音響マツチング層を積層し
   たことを特徴とする超音波探触子。 ４ 高分子圧電フイルムを熱圧縮成型して振動面
   が円弧２葉の回転面形状を有しかつその後方に超
   音波の仮想リング音源を配した超音波振動子を形
   成し、その後にこの超音波振動子に分極操作を施
   し、予め形成された音響バツキング材上に上記超
   音波振動子を積層することを特徴とする超音波探
   触子の製造方法。