JP2001149371A - Ultrasonic probe - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波探触子に関
し、特に細いチューブ内にて超音波振動子が回転される
細径プローブに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe, and more particularly, to a small-diameter probe in which an ultrasonic transducer is rotated in a thin tube.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図５は、従来の細径プローブであるカテ
ーテル型超音波探触子の先端の振動子部分の構造を示す
模式図であり、プローブ軸に垂直な断面を示している。
振動子２はシースチューブ（以下、単にチューブ）４内
に配置される。振動子２はチューブ４の中心軸の回りに
回転することができ、これによりラジアル走査が行われ
る。細径プローブは血管等に挿入されるため、極めて細
く構成される。例えば外径は０．６〜２．５ｍｍ、また
チューブの厚みは０．１〜０．２ｍｍである。2. Description of the Related Art FIG. 5 is a schematic view showing the structure of a transducer portion at the tip of a conventional catheter-type ultrasonic probe which is a small-diameter probe, and shows a cross section perpendicular to the probe axis.
The vibrator 2 is arranged in a sheath tube (hereinafter, simply a tube) 4. The vibrator 2 can rotate around the central axis of the tube 4, thereby performing a radial scan. Since the small-diameter probe is inserted into a blood vessel or the like, it is configured to be extremely thin. For example, the outer diameter is 0.6 to 2.5 mm, and the thickness of the tube is 0.1 to 0.2 mm.
【０００３】振動子２は圧電体６と、その上（前面）に
接合された音響整合層８と、圧電体６の下（背面）に接
合された背面音響制動層であるバッキング材１０とで構
成される。振動子２とチューブ４との間隙には音響液体
１２が充填される。圧電体６を励振することにより発生
された超音波の背面方向への成分は基本的にバッキング
材１０により減衰されるため、超音波は振動子２から前
面方向１４へ送信される。振動子２から送信された超音
波はこれら音響液体１２及びチューブ４を介してチュー
ブ４の外側の被検体に伝達され、一方、同様に被検体か
らの反射波が振動子２に伝達され、受信される。The vibrator 2 is composed of a piezoelectric body 6, an acoustic matching layer 8 bonded thereon (front), and a backing material 10 serving as a back acoustic damping layer bonded below (back) the piezoelectric body 6. Be composed. The gap between the vibrator 2 and the tube 4 is filled with the acoustic liquid 12. The component of the ultrasonic wave generated by exciting the piezoelectric body 6 in the rear direction is basically attenuated by the backing material 10, so that the ultrasonic wave is transmitted from the vibrator 2 to the front direction 14. The ultrasonic wave transmitted from the vibrator 2 is transmitted to the subject outside the tube 4 via the acoustic liquid 12 and the tube 4, while similarly, the reflected wave from the subject is transmitted to the vibrator 2 and received. Is done.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】チューブ４の径が細く
なるにつれて、振動子２は面積が小さくなり点音源化す
るため、送信ビームが広がる。ビームを収束させる対策
として、図６に断面図を示す振動子２０のように、音響
整合層８の前面に凸型の音響レンズ２２を設けることが
考えられる。しかし、このような凸レンズを設けること
には以下のような問題点があった。As the diameter of the tube 4 becomes smaller, the area of the vibrator 2 becomes smaller and the vibrator 2 becomes a point sound source. As a countermeasure for converging the beam, it is conceivable to provide a convex acoustic lens 22 on the front surface of the acoustic matching layer 8 like a vibrator 20 whose sectional view is shown in FIG. However, providing such a convex lens has the following problems.
【０００５】まず、チューブ４の内径が小さいため、チ
ューブ４内面と振動子２との隙間も小さくなる。そのた
め、振動子の前面に音響レンズ２２を配置するだけの物
理的なスペースを確保することが難しいという問題があ
った。また、もし音響レンズ２２を設けることができて
も、そのレンズ面とチューブ４の内面との間隙が極めて
小さくなり、この部分で抵抗力が増大するため、振動子
２０をチューブ４内で円滑に回転させることができない
という問題が生じ得る。さらに、チューブ４と振動子２
０との隙間が小さくなることは、振動子２０をチューブ
４内に組み込む作業を難しくするという問題もあった。First, since the inner diameter of the tube 4 is small, the gap between the inner surface of the tube 4 and the vibrator 2 is also small. Therefore, there is a problem that it is difficult to secure a physical space for arranging the acoustic lens 22 in front of the vibrator. Further, even if the acoustic lens 22 can be provided, the gap between the lens surface and the inner surface of the tube 4 becomes extremely small, and the resistance increases at this portion. The problem that rotation cannot be performed may occur. Further, the tube 4 and the vibrator 2
Reducing the gap with zero has a problem that the work of incorporating the vibrator 20 into the tube 4 becomes difficult.
【０００６】次に、振動子面積が小さくなると、発生さ
れる超音波が高周波化し、物質中での減衰率が大きくな
ることに伴う問題がある。すなわち、高周波化に伴い、
音響レンズ２２の中央部の厚さが厚い部分に透過して送
受信される超音波が大きく減衰する。レンズの中央部は
超音波ビームの中心軸に対応し、この部分での減衰によ
る感度の低下は、超音波探触子としての大きな性能劣化
となるという問題があった。Next, when the area of the vibrator is reduced, the frequency of the generated ultrasonic waves increases, and there is a problem that the attenuation rate in a substance increases. That is, with the increase in frequency,
Ultrasonic waves transmitted and transmitted through the thick portion of the central part of the acoustic lens 22 are greatly attenuated. The central portion of the lens corresponds to the central axis of the ultrasonic beam, and there is a problem that a decrease in sensitivity due to attenuation at this portion results in a large deterioration in performance as an ultrasonic probe.
【０００７】本発明は、上記問題点を解消するためにな
されたもので、減衰による感度の低下を生じずに超音波
ビームを収束させることができ、しかも容易に組み立て
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。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an ultrasonic probe which can converge an ultrasonic beam without lowering sensitivity due to attenuation and can be easily assembled. The purpose is to provide children.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明に係る、超音波振
動子がその前面をチューブ内周面に向けて細径チューブ
内に挿入され、チューブ周方向に回転駆動される超音波
探触子は、前記超音波振動子の前記前面に、当該前面と
前記チューブ内周面との間隙に収まる音響的なフレネル
レンズを備えるものである。An ultrasonic probe according to the present invention is inserted into a small-diameter tube with its front surface facing the inner peripheral surface of the tube, and is driven to rotate in the tube circumferential direction. Is provided with an acoustic Fresnel lens on the front surface of the ultrasonic transducer, which fits in a gap between the front surface and the inner peripheral surface of the tube.
【０００９】超音波振動子を内蔵する細径チューブの太
さは一般に可能な限り小さくされる。これはその細径チ
ューブを体腔内に挿入して用いるという理由からであ
る。そのため、細径チューブの内径は超音波振動子を挿
入するのに必要十分な大きさとされる。しかし、基本的
に超音波振動子は平面又はそれに近い前面を有し、円筒
状のチューブ内周面との間にはわずかながら間隙が生じ
る。本発明によれば、音響レンズをフレネルレンズにて
構成することにより、当該レンズの厚さを薄く形成する
ことができる。これにより、超音波振動子とチューブ内
周面との間のわずかな物理的スペースに、音響レンズを
設けることが可能となる。よって、点音源化した超音波
振動子から発生される広がった超音波ビームを収束させ
ることができる。また音響レンズが薄く形成されること
により、高周波の超音波であっても当該音響レンズ内で
の減衰が抑制される。[0009] The thickness of the small-diameter tube containing the ultrasonic vibrator is generally made as small as possible. This is because the small diameter tube is used by inserting it into a body cavity. Therefore, the inner diameter of the small-diameter tube is set to be large enough to insert the ultrasonic vibrator. However, basically, the ultrasonic transducer has a flat surface or a front surface close thereto, and a slight gap is formed between the ultrasonic transducer and the inner peripheral surface of the cylindrical tube. According to the present invention, by forming the acoustic lens with a Fresnel lens, the thickness of the lens can be reduced. This makes it possible to provide an acoustic lens in a small physical space between the ultrasonic transducer and the inner peripheral surface of the tube. Therefore, it is possible to converge the spread ultrasonic beam generated from the ultrasonic transducer that is turned into a point sound source. Further, since the acoustic lens is formed to be thin, even in the case of high-frequency ultrasonic waves, attenuation in the acoustic lens is suppressed.
【００１０】本発明の好適な態様は、前記フレネルレン
ズが前記チューブの軸に沿った縞をなすように形成さ
れ、前記超音波振動子により送受信される超音波を当該
軸に直交する方向に収束させる超音波探触子である。チ
ューブの細径化により超音波振動子はチューブの軸に垂
直な方向の寸法を厳しく制限される。そのため、超音波
ビームは当該軸に垂直な方向に広がりやすい。一方、当
該軸方向に関しては、超音波振動子のサイズの制限は比
較的緩やかであり、例えば当該方向に配列された振動子
アレイを構成すれば、当該軸方向には電子的なフォーカ
スによって超音波ビームを収束させることが可能であ
る。このように細径プローブにおいては、チューブの軸
に垂直な方向に関して超音波ビームを収束させる手段の
必要性が高い。本態様の超音波探触子によれば、チュー
ブの軸に垂直な方向の超音波を収束することが可能とな
る。In a preferred aspect of the present invention, the Fresnel lens is formed so as to form a stripe along an axis of the tube, and converges an ultrasonic wave transmitted and received by the ultrasonic transducer in a direction orthogonal to the axis. It is an ultrasonic probe to be made. By reducing the diameter of the tube, the size of the ultrasonic transducer in the direction perpendicular to the axis of the tube is severely restricted. Therefore, the ultrasonic beam tends to spread in a direction perpendicular to the axis. On the other hand, with respect to the axial direction, the size of the ultrasonic transducer is relatively strictly limited. For example, if a vibrator array arranged in the direction is configured, the ultrasonic vibration is generated by electronic focusing in the axial direction. It is possible to focus the beam. As described above, in a small-diameter probe, there is a high need for a means for converging an ultrasonic beam in a direction perpendicular to the axis of the tube. According to the ultrasonic probe of this aspect, it is possible to converge the ultrasonic waves in the direction perpendicular to the axis of the tube.
【００１１】本発明に係る、超音波振動子がその前面を
チューブ内周面に向けて細径チューブ内に挿入され、チ
ューブ周方向に回転駆動される超音波探触子は、前記超
音波探触子の後面側に背面音響制動層を設け、前記背面
音響制動層の後面が超音波の送受信方向に対して斜めの
傾斜面を有した凹凸を形成されるものである。The ultrasonic probe according to the present invention, wherein the ultrasonic transducer is inserted into a small-diameter tube with its front surface facing the inner peripheral surface of the tube and is driven to rotate in the circumferential direction of the tube, comprises the ultrasonic probe. A rear acoustic damping layer is provided on the rear surface side of the tentacle, and the rear surface of the rear acoustic damping layer is formed with irregularities having an inclined surface oblique to the direction of transmitting and receiving ultrasonic waves.
【００１２】超音波振動子の後ろ側には、超音波振動子
の背面方向への不要な超音波の放射を減衰させるために
背面音響制動層が設けられる。チューブを細径化する場
合、背面音響制動層の厚さを十分に確保することが難し
くなる。本発明によれば、背面音響制動層で吸収されき
れずに、その後面から超音波が漏れる場合に、当該超音
波は当該後面に設けられた凹凸の傾斜面にて屈折され散
乱される。つまり本発明によれば、背面音響制動層を漏
れ出た超音波が受信信号に与える影響を低減することが
できる。またそれ故、背面音響制動層を薄くして一層の
細径化を図ることも容易となる。A back acoustic damping layer is provided behind the ultrasonic vibrator to attenuate unnecessary radiation of ultrasonic waves toward the rear of the ultrasonic vibrator. When the diameter of the tube is reduced, it is difficult to ensure a sufficient thickness of the back acoustic damping layer. According to the present invention, when the ultrasonic wave leaks from the rear surface without being completely absorbed by the rear acoustic damping layer, the ultrasonic wave is refracted and scattered by the uneven inclined surface provided on the rear surface. That is, according to the present invention, it is possible to reduce the influence of the ultrasonic waves leaking from the rear acoustic damping layer on the received signal. Therefore, it is easy to make the rear acoustic damping layer thinner to further reduce the diameter.
【００１３】他の本発明に係る超音波探触子において
は、前記凹凸は鋸波形であり、前記鋸波形の傾斜面は前
記背面音響制動層の前記後面の中央部から端部へ向かっ
て深くなることを特徴とする。In another ultrasonic probe according to the present invention, the unevenness has a sawtooth waveform, and the inclined surface of the sawtooth waveform is deeper from the center to the end of the rear surface of the rear acoustic damping layer. It is characterized by becoming.
【００１４】本発明によれば背面音響制動層の後面に設
けられる傾斜面は外側に向かって（すなわち超音波振動
子の側面方向寄りに）傾斜する。これにより、背面音響
制動層の後面から漏れ出る超音波も外側に拡散され、そ
の反射波が超音波振動子に戻ってくることを効果的に抑
制することができる。According to the present invention, the inclined surface provided on the rear surface of the rear acoustic damping layer is inclined outward (ie, toward the side of the ultrasonic transducer). Thereby, the ultrasonic wave leaking from the rear surface of the back acoustic damping layer is also diffused outward, and the reflected wave can be effectively prevented from returning to the ultrasonic vibrator.
【００１５】本発明の好適な態様は、前記凹凸が前記チ
ューブの軸に沿った縞をなすように形成される超音波探
触子である。この態様は、例えば超音波振動子が振動子
アレイであってチューブの軸に沿った電子走査面を有す
るような場合に、背面音響制動層の後面から漏れ出る超
音波が当該走査面から遠ざかるように散乱される点で好
適である。A preferred embodiment of the present invention is an ultrasonic probe in which the irregularities are formed so as to form stripes along the axis of the tube. This embodiment is such that, for example, when the ultrasonic transducer is a transducer array and has an electronic scanning surface along the axis of the tube, ultrasonic waves leaking from the rear surface of the back acoustic damping layer move away from the scanning surface. This is preferable in that it is scattered.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】［実施形態１］次に、本発明の実
施形態について図面を参照して説明する。[Embodiment 1] Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１７】図１，図２はそれぞれ、本発明の第１の実
施形態に係る細径プローブであるカテーテル型超音波探
触子の先端の振動子部分の構造を示す模式図であり、図
１はプローブ軸に垂直な断面、また図２は振動子の上面
を示している。振動子３０は単振動子であり、超音波を
透過可能なチューブ３２内に配置される。振動子３０に
は回転ワイヤ３４が接続される。この回転ワイヤ３４を
当該探触子の反対端に設けられる操作部（図示せず）か
ら操作して、体腔内に挿入された探触子先端内の振動子
３０をチューブ３２の中心軸の回りに回転させることが
でき、これによりラジアル走査が実現される。なお、振
動子３０の回転角はエンコーダによって図られる。FIGS. 1 and 2 are schematic views showing the structure of a transducer portion at the tip of a catheter-type ultrasonic probe which is a small-diameter probe according to a first embodiment of the present invention. Is a cross section perpendicular to the probe axis, and FIG. 2 is a top view of the vibrator. The vibrator 30 is a single vibrator and is arranged in a tube 32 that can transmit ultrasonic waves. The rotating wire 34 is connected to the vibrator 30. By operating the rotating wire 34 from an operation unit (not shown) provided at the opposite end of the probe, the vibrator 30 in the tip of the probe inserted into the body cavity is rotated around the central axis of the tube 32. , Thereby realizing radial scanning. The rotation angle of the vibrator 30 is determined by an encoder.
【００１８】振動子３０は圧電体３６と、その上（前
面）に接合された音響整合層３８と、圧電体３６の下
（背面）に接合された背面音響制動層であるバッキング
材４０と、さらに音響整合層３８の上に接合された音響
レンズ４２とで構成される。振動子３０とチューブ３２
との間隙には音響液体４４が充填される。音響整合層３
８は振動子３０と音響レンズ４２との音響インピーダン
スの整合を図るためものであり、また、音響液体４４は
音響レンズ４２とチューブ３２との間の音響的な整合を
図るためのものである。バッキング材４０は、圧電体３
６を励振することにより発生された超音波の背面方向へ
の不要成分を減衰させるためものである。バッキング材
４０を設けることにより、超音波は基本的に振動子３０
から音響整合層３８、音響レンズ４２、音響液体４４及
びチューブ３２を介して前面方向４６の被検体へ送信さ
れる。一方、同様に被検体からの反射波が振動子３０に
伝達され、受信される。The vibrator 30 includes a piezoelectric body 36, an acoustic matching layer 38 bonded thereon (front side), a backing material 40 serving as a back acoustic damping layer bonded below (back side) the piezoelectric body 36, Further, an acoustic lens 42 is formed on the acoustic matching layer 38. Transducer 30 and tube 32
Is filled with the acoustic liquid 44. Acoustic matching layer 3
Numeral 8 is for matching acoustic impedance between the vibrator 30 and the acoustic lens 42, and acoustic liquid 44 is for matching acoustic between the acoustic lens 42 and the tube 32. The backing material 40 is a piezoelectric material 3
The purpose of this is to attenuate unnecessary components of the ultrasonic waves generated by exciting 6 in the rear direction. By providing the backing material 40, the ultrasonic wave is basically transmitted to the transducer 30.
Is transmitted to the subject in the front direction 46 via the acoustic matching layer 38, the acoustic lens 42, the acoustic liquid 44, and the tube 32. On the other hand, similarly, the reflected wave from the subject is transmitted to the vibrator 30 and received.
【００１９】図１より理解されるように、圧電体３６、
音響整合層３８及びバッキング材４０の積層体の断面は
基本的に矩形であり、チューブ３２は、その内周面と前
記積層体の角とがほとんど当接される程度にまで、細径
化される。しかし、音響整合層３８の上面とチューブ３
２の内周面との間には断面が弓形状の小さな間隙が残
る。この間隙は、通常の凸型の音響レンズを配置するに
は不十分なものであっても、薄く構成できるフレネルレ
ンズならば収容できる。そこで本探触子の振動子３０
は、この間隙に収容可能なフレネルレンズを音響レンズ
４２として備え、点音源化した振動子３０からの超音波
ビームの収束を可能とした。As understood from FIG. 1, the piezoelectric body 36,
The cross section of the laminate of the acoustic matching layer 38 and the backing material 40 is basically rectangular, and the tube 32 is reduced in diameter to such an extent that the inner peripheral surface and the corners of the laminate are almost in contact with each other. You. However, the upper surface of the acoustic matching layer 38 and the tube 3
A small gap having a bow-shaped cross section remains between the inner peripheral surface and the inner peripheral surface. This gap can be accommodated by a Fresnel lens that can be made thin, even if it is not enough to arrange a normal convex acoustic lens. Therefore, the transducer 30 of the present probe
Has a Fresnel lens that can be accommodated in this gap as the acoustic lens 42, and enables the convergence of the ultrasonic beam from the vibrator 30 that is turned into a point sound source.
【００２０】［実施形態２］図３は、本発明の第２の実
施形態に係る細径プローブであるカテーテル型超音波探
触子の先端の振動子部分の構造を示す模式図であり、プ
ローブ軸に垂直な断面を示している。図３において、上
記第１の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し
て説明を簡略化する。本実施形態の振動子６０が上記振
動子３０と異なる点は、バッキング材６２の形状であ
る。[Embodiment 2] FIG. 3 is a schematic view showing the structure of a transducer portion at the tip of a catheter-type ultrasonic probe which is a small-diameter probe according to a second embodiment of the present invention. The section perpendicular to the axis is shown. In FIG. 3, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified. The vibrator 60 of this embodiment differs from the vibrator 30 in the shape of the backing material 62.
【００２１】バッキング材６２の前面は、バッキング材
４０と同様に平坦に形成され圧電体３６に接合される
が、後面には垂直断面が鋸波形となるような凹凸６４が
形成される。この凹凸６４はバッキング材６２の後面に
同心円状の縞模様を形成するように形成される。その同
心円の中心は振動子６０の中心軸上に配置される。鋸波
形は振動子６０に垂直な垂直面６６と、斜めに傾いた傾
斜面６８とで構成される。傾斜面６８の向きは振動子６
０の外周方向へ傾いている。The front surface of the backing material 62 is formed to be flat like the backing material 40 and is joined to the piezoelectric body 36, while the rear surface has irregularities 64 such that the vertical cross section has a sawtooth waveform. The unevenness 64 is formed so as to form a concentric striped pattern on the back surface of the backing material 62. The center of the concentric circle is arranged on the central axis of the vibrator 60. The sawtooth waveform includes a vertical surface 66 perpendicular to the vibrator 60 and an inclined surface 68 inclined at an angle. The direction of the inclined surface 68 is the vibrator 6
0 is inclined toward the outer peripheral direction.
【００２２】バッキング材６２は、圧電体３６から振動
子６０の後面側へ向かって放射された超音波ビームを減
衰させる。ここで、その超音波ビームがバッキング材６
２にて完全に吸収されずに後面から漏れ出る場合には、
当該超音波７０は傾斜面６８にて屈折され、その進行方
向が振動子６０の外周側へ傾く。すなわち、バッキング
材６２の後面の鋸波形の凹凸６４は、当該後面から放射
される超音波の不要成分を拡散させる働きを有する。The backing material 62 attenuates the ultrasonic beam radiated from the piezoelectric body 36 toward the rear surface of the vibrator 60. Here, the ultrasonic beam is applied to the backing material 6.
If it leaks from the rear without being completely absorbed in 2,
The ultrasonic wave 70 is refracted by the inclined surface 68, and its traveling direction is inclined toward the outer peripheral side of the vibrator 60. That is, the saw-toothed irregularities 64 on the back surface of the backing material 62 have a function of diffusing unnecessary components of ultrasonic waves radiated from the back surface.
【００２３】バッキング材からビーム状の超音波が放射
されるとその反射波によって、振動子の前面側の被検体
像に後面側の被検体像がアーティファクトとして重畳さ
れる可能性がある。しかし、本探触子ではバッキング材
６２から後方へ超音波が漏れ出ても、その超音波は拡散
されるためそのようなアーティファクトを生じにくい。When a beam-shaped ultrasonic wave is radiated from the backing material, the reflected wave may cause a subject image on the rear surface side to be superimposed as an artifact on a subject image on the front side of the vibrator. However, in the present probe, even if the ultrasonic wave leaks backward from the backing material 62, the ultrasonic wave is diffused, so that such an artifact is unlikely to occur.
【００２４】［実施形態３］図４は、本発明の第３の実
施形態に係る細径プローブであるカテーテル型超音波探
触子の先端の振動子部分の構造を示す模式的な斜視図で
ある。図４において、上記第１の実施形態と同様の構成
要素には同じ符号を付して説明を簡略化する。[Embodiment 3] FIG. 4 is a schematic perspective view showing the structure of a transducer portion at the tip of a catheter-type ultrasonic probe which is a small-diameter probe according to a third embodiment of the present invention. is there. In FIG. 4, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified.
【００２５】本実施形態の振動子は、チューブ３２の軸
方向に複数の振動素子９０が配列された振動子アレイ９
２である。この振動子アレイ９２は、各振動素子９０間
の遅延時間を制御することにより、チューブ３２の軸を
含んで振動子面に垂直な面を走査面とする超音波ビーム
走査を行い、チューブ３２の軸方向に関して収束を行う
ことができる。よって、この場合には、チューブ３２の
軸方向に関して音響レンズによる収束を行うことは不要
である。The vibrator of the present embodiment has a vibrator array 9 in which a plurality of vibrating elements 90 are arranged in the axial direction of the tube 32.
2. The transducer array 92 controls the delay time between the respective transducer elements 90 to perform ultrasonic beam scanning with a plane perpendicular to the transducer plane including the axis of the tube 32 as a scanning plane. Convergence can be achieved in the axial direction. Therefore, in this case, it is unnecessary to perform convergence by the acoustic lens in the axial direction of the tube 32.
【００２６】一方、チューブ３２の軸に垂直な方向に関
しては、振動子アレイ９２による収束を行うことができ
ず、しかもチューブの細径化に伴い超音波ビームが広が
る傾向を有する。そこで、本超音波探触子においては、
チューブ３２の軸に垂直な方向に関して超音波の収束を
行うために、一次元的なフレネルレンズが音響レンズ９
４として設けられている。ちなみに、この一次元的なフ
レネルレンズは、図４に示すようにチューブの軸に沿っ
た縞を形成する。On the other hand, in the direction perpendicular to the axis of the tube 32, convergence by the transducer array 92 cannot be performed, and the ultrasonic beam tends to spread as the tube diameter is reduced. Therefore, in this ultrasonic probe,
In order to focus the ultrasonic waves in a direction perpendicular to the axis of the tube 32, a one-dimensional Fresnel lens is
4 are provided. Incidentally, this one-dimensional Fresnel lens forms stripes along the axis of the tube as shown in FIG.
【００２７】また、バッキング材９６の後面には鋸波形
の凹凸９８が設けられる。この凹凸９８は音響レンズ９
４と同様にチューブの軸に沿った縞を形成する。ここで
凹凸９８の傾斜面は、チューブ３２の軸を含んで振動子
面に垂直な面を境目として、その両側で互いに反対向き
に傾斜し、かつその傾斜の向きは当該境目から離れる向
きに低くなるように構成される。このように構成するこ
とにより、バッキング材９６から後方へ漏れ出る超音波
が振動子アレイ９２の走査面から遠ざかるように拡散さ
れる。On the rear surface of the backing material 96, saw-toothed irregularities 98 are provided. The unevenness 98 is the acoustic lens 9
Form stripes along the axis of the tube as in 4. Here, the inclined surface of the unevenness 98 is inclined in opposite directions on both sides of the boundary including a plane perpendicular to the oscillator surface including the axis of the tube 32, and the inclination is lower in a direction away from the boundary. It is configured to be. With this configuration, the ultrasonic waves leaking backward from the backing material 96 are diffused away from the scanning surface of the transducer array 92.
【００２８】[0028]
【発明の効果】本発明の超音波探触子によれば、細径の
チューブ内に組み込まれる振動子に音響レンズとしてフ
レネルレンズが設けられる。フレネルレンズは薄く構成
できるので、細径のチューブと振動子との小さな隙間に
設けることが可能であり、点音源化により広がりがちな
微小振動子からの超音波ビームを収束させ、探触子の感
度が向上する効果がある。また、フレネルレンズは薄い
ので、振動子の微小化により高周波化した超音波の減衰
を低減することができ、この点でも感度が向上する効果
が得られる。According to the ultrasonic probe of the present invention, a vibrator incorporated in a small-diameter tube is provided with a Fresnel lens as an acoustic lens. Since the Fresnel lens can be made thin, it can be provided in a small gap between the small-diameter tube and the transducer. This has the effect of improving sensitivity. In addition, since the Fresnel lens is thin, the attenuation of the ultrasonic wave whose frequency is increased by the miniaturization of the vibrator can be reduced, and in this respect, the effect of improving the sensitivity can be obtained.
【００２９】また本発明の超音波探触子によれば、背面
音響制動層の後面に傾斜面を有する凹凸が形成されるこ
とにより、背面音響制動層から後方へ超音波が漏れ出て
も当該傾斜面での屈折により拡散されるので、振動子の
前面に放射された超音波による画像にアーティファクト
を生じることが防止されるという効果が得られる。According to the ultrasonic probe of the present invention, the unevenness having the inclined surface is formed on the rear surface of the rear acoustic damping layer. Since the light is diffused by refraction on the inclined surface, an effect is obtained that an artifact caused by an ultrasonic wave emitted to the front surface of the vibrator is prevented.
【図１】 本発明の第１の実施形態に係るカテーテル型
超音波探触子の振動子部分のプローブ軸に垂直な模式的
な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view perpendicular to a probe axis of a transducer portion of a catheter-type ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の第１の実施形態に係るカテーテル型
超音波探触子の振動子部分の模式的な上面図である。FIG. 2 is a schematic top view of a transducer portion of the catheter-type ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の第２の実施形態に係るカテーテル型
超音波探触子の振動子部分のプローブ軸に垂直な模式的
な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view perpendicular to a probe axis of a transducer part of a catheter-type ultrasonic probe according to a second embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の第３の実施形態に係るカテーテル型
超音波探触子の先端の振動子部分の構造を示す模式的な
斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing a structure of a transducer portion at a distal end of a catheter-type ultrasonic probe according to a third embodiment of the present invention.
【図５】 従来のカテーテル型超音波探触子の振動子部
分のプローブ軸に垂直な模式的な断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view perpendicular to a probe axis of a transducer portion of a conventional catheter-type ultrasonic probe.
【図６】 従来の問題点を説明するための振動子の模式
的な断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a vibrator for explaining a conventional problem.
３０，６０ 振動子、３２ チューブ、３４ 回転ワイ
ヤ、３６ 圧電体、３８ 音響整合層、４０，６２，９
６ バッキング材、４２，９４ 音響レンズ、４４ 音
響液体、６４，９８ 凹凸、６８ 傾斜面、９２ 振動
子アレイ。30, 60 vibrator, 32 tube, 34 rotating wire, 36 piezoelectric body, 38 acoustic matching layer, 40, 62, 9
6 Backing material, 42,94 acoustic lens, 44 acoustic liquid, 64,98 unevenness, 68 inclined surface, 92 transducer array.
Claims (5)
面に向けて細径チューブ内に挿入され、チューブ周方向
に回転駆動される超音波探触子において、 前記超音波振動子の前記前面に、当該前面と前記チュー
ブ内周面との間隙に収まる音響的なフレネルレンズを備
えたことを特徴とする超音波探触子。1. An ultrasonic probe in which an ultrasonic transducer is inserted into a small-diameter tube with its front surface facing the inner peripheral surface of the tube, and is driven to rotate in the circumferential direction of the tube. An ultrasonic probe comprising an acoustic Fresnel lens provided on a front surface of the tube so as to fit in a gap between the front surface and the inner peripheral surface of the tube.
なすように形成され、前記超音波振動子により送受信さ
れる超音波を当該軸に直交する方向に収束させることを
特徴とする超音波探触子。2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the Fresnel lens is formed so as to form a stripe along an axis of the tube, and transmits an ultrasonic wave transmitted and received by the ultrasonic transducer. An ultrasonic probe characterized by converging in a direction perpendicular to an axis.
面に向けて細径チューブ内に挿入され、チューブ周方向
に回転駆動される超音波探触子において、 前記超音波振動子の後面側に背面音響制動層を設け、前
記背面音響制動層の後面は、超音波の送受信方向に対し
て斜めの傾斜面を有した凹凸を形成されること、 を特徴とする超音波探触子。3. An ultrasonic probe in which an ultrasonic transducer is inserted into a small-diameter tube with its front face facing the inner peripheral surface of the tube, and is driven to rotate in the circumferential direction of the tube. An ultrasonic probe, comprising: a rear acoustic damping layer provided on a side, and a rear surface of the rear acoustic damping layer is formed with unevenness having an inclined surface oblique to an ultrasonic transmission / reception direction.
面音響制動層の前記後面の中央部から端部へ向かって深
くなることを特徴とする超音波探触子。4. The ultrasonic probe according to claim 3, wherein the unevenness has a sawtooth waveform, and the inclined surface of the sawtooth waveform is deeper from a central portion of the rear surface of the back acoustic damping layer toward an end. An ultrasonic probe characterized in that:
形成されることを特徴とする超音波探触子。5. The ultrasonic probe according to claim 4, wherein the irregularities are formed so as to form stripes along the axis of the tube.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP33379999A JP2001149371A (en) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33379999A JP2001149371A (en) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Ultrasonic probe |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001149371A true JP2001149371A (en) | 2001-06-05 |
Family
ID=18270094
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001149371A (en) |
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2012095256A (en) * | 2010-09-29 | 2012-05-17 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Ultrasonic probe |
| CN102652435A (en) * | 2010-11-25 | 2012-08-29 | 株式会社东芝 | Ultrasound probe |
| KR101772480B1 (en) | 2014-03-26 | 2017-08-29 | 알피니언메디칼시스템 주식회사 | Membrane for ultrasound apparatus, and ultrasound apparatus having same |
| WO2021196455A1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-10-07 | 深圳先进技术研究院 | Ultrasonic transducer and ultrasonic imaging apparatus |
| US20230134074A1 (en) * | 2021-10-28 | 2023-05-04 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Ultrasonic transducer for flow measurement |
-
1999
- 1999-11-25 JP JP33379999A patent/JP2001149371A/en active Pending
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