JP2019062496A - Ultrasonic probe - Google Patents
Ultrasonic probe Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019062496A JP2019062496A JP2017187494A JP2017187494A JP2019062496A JP 2019062496 A JP2019062496 A JP 2019062496A JP 2017187494 A JP2017187494 A JP 2017187494A JP 2017187494 A JP2017187494 A JP 2017187494A JP 2019062496 A JP2019062496 A JP 2019062496A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- matching layer
- ultrasonic
- acoustic matching
- probe
- acoustic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
本発明は、超音波探触子に関する。 The present invention relates to an ultrasound probe.
超音波診断装置の超音波の送受信部として、超音波探触子が広く用いられている（例えば下記特許文献１及び２等参照）。超音波探触子として、超音波を角膜表面に接触させ発信し、その反射波の伝搬時間から眼軸長（目の表面／角膜から目の奥／網膜までの長さ＝目の球の直径）を計測するものがある。この眼軸長測定用の超音波探触子として、下記特許文献３において、圧電素子と音響整合層とからなる探触子本体を探触子ケースから突出させた構成が開示されている。この超音波探触子の構成において、圧電素子及び音響整合層は、いずれも凹状面を有する湾曲した形状となっている。また、音響整合層の前面を含む探触子本体の超音波送受信面には、ポリパラキシリレンを主原料とした保護膜が形成されている。
An ultrasound probe is widely used as an ultrasound transmission / reception unit of an ultrasound diagnostic apparatus (see, for example,
ところで、医療用機器は、その安全性確保の観点から所定の耐電圧性を備えることが要求されている。また、超音波探触子は、被検者に対して当接して使用されるため、生体適合性を備えることも要求されている。さらに、超音波探触子の耐久性については、超音波探触子は消毒されるため、耐薬品性が求められている。したがって、例えば、医療用機器の一部である上記特許文献３において開示された構成の超音波探触子では、耐電圧性を確保するために、音響整合層を所定の厚さに形成したり、音響整合層の表面に保護膜を形成したりして対応する必要があった。また、上記特許文献３に開示された超音波探触子では、超音波を集束させるために、圧電素子及び音響整合層を所定曲率の曲面を有する湾曲した形状に形成する必要があった。このため、音響整合層の厚さを所望の薄い厚さに設定することや、圧電素子及び音響整合層を所望の形状に形成することができない場合があることから、超音波探触子の設計の自由度に制約が生じていた。また、上記した保護膜の成膜には比較的高いコストがかかるため、超音波探触子の製造コストの増加を招いていた。 Medical devices are required to have predetermined voltage resistance from the viewpoint of securing the safety. In addition, since the ultrasound probe is used in contact with a subject, it is also required to have biocompatibility. Furthermore, regarding the durability of the ultrasonic probe, chemical resistance is required because the ultrasonic probe is disinfected. Therefore, for example, in the ultrasonic probe of the configuration disclosed in the above-mentioned Patent Document 3 which is a part of a medical device, the acoustic matching layer is formed to a predetermined thickness in order to ensure voltage resistance. , It was necessary to correspond by forming a protective film on the surface of the acoustic matching layer. In addition, in the ultrasonic probe disclosed in Patent Document 3, it is necessary to form the piezoelectric element and the acoustic matching layer in a curved shape having a curved surface with a predetermined curvature in order to focus the ultrasonic wave. For this reason, since the thickness of the acoustic matching layer may be set to a desired thin thickness, and the piezoelectric element and the acoustic matching layer may not be formed into a desired shape, the design of the ultrasonic probe There were restrictions on the degree of freedom. In addition, since the film formation of the protective film described above takes a relatively high cost, the manufacturing cost of the ultrasonic probe is increased.
以上のような事情に鑑み、本発明は、超音波探触子に係る設計上の制約を軽減できるとともに、低コストで容易に製造す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。 In view of the circumstances as described above, the present invention aims to provide an ultrasonic probe which can reduce design restrictions on an ultrasonic probe and can be easily manufactured at low cost. Do.
本発明では、丸型の形状からなる超音波を発生する圧電素子と、超音波を集束させるための音響レンズと、被検体からの超音波の反射を小さくするための音響整合層と、を備える超音波を送受信する超音波探触子であって、音響レンズの材料に、耐電圧性のある樹脂、主として、ポリメチルペンテンを使用し、音響整合層には、耐電圧性を確保するためのポリパラキシリレンコーティングをしないことで音響整合層の厚さをλ/４とし、圧電素子と音響整合層の形状も平面状としたことを特徴とする。 The present invention comprises a piezoelectric element for generating an ultrasonic wave having a round shape, an acoustic lens for focusing the ultrasonic wave, and an acoustic matching layer for reducing the reflection of the ultrasonic wave from the subject. It is an ultrasonic probe for transmitting and receiving ultrasonic waves, and using a voltage resistant resin, mainly polymethylpentene, as the material of the acoustic lens, and securing the voltage resistance in the acoustic matching layer. By not performing polyparaxylylene coating, the thickness of the acoustic matching layer is λ / 4, and the shapes of the piezoelectric element and the acoustic matching layer are also planar.
また、本発明では、丸型の形状からなる超音波を発生する圧電素子と、超音波を集束させるための音響レンズと、被検体からの超音波の反射を小さくするための音響整合層と、を備える超音波を送受信する超音波探触子であって、音響レンズの形状を凹面状としたことを特徴とする。 Further, in the present invention, a piezoelectric element for generating an ultrasonic wave having a round shape, an acoustic lens for focusing the ultrasonic wave, and an acoustic matching layer for reducing reflection of the ultrasonic wave from the subject. An ultrasonic probe that transmits and receives an ultrasonic wave, wherein the shape of the acoustic lens is concave.
さらに、本発明では、丸型の形状からなる超音波を発生する圧電素子と、超音波を集束させるための音響レンズと、被検体からの超音波の反射を小さくするための音響整合層と、を備える超音波を送受信する超音波探触子であって、音響レンズの材料として、耐電圧性のある樹脂、主として、ポリメチルペンテンを使用し、音響整合層の耐電圧性を確保するためのポリパラキシリレンコーティングを使用しないことで、音響整合層の厚さをλ/４とし、圧電素子と音響整合層の形状も平面状とし、音響レンズの形状を凹面状としたことを特徴とする。 Furthermore, in the present invention, a piezoelectric element for generating an ultrasonic wave having a round shape, an acoustic lens for focusing the ultrasonic wave, and an acoustic matching layer for reducing reflection of the ultrasonic wave from the subject. An ultrasonic probe for transmitting and receiving an ultrasonic wave, wherein a voltage resistant resin, mainly polymethylpentene, is used as a material of the acoustic lens to ensure the voltage resistance of the acoustic matching layer By not using a polyparaxylylene coating, the thickness of the acoustic matching layer is λ / 4, the shapes of the piezoelectric element and the acoustic matching layer are also planar, and the shape of the acoustic lens is concave. .
本発明によれば、超音波探触子において、圧電素子や、音響整合層、保護膜などに係る設計上の制約を軽減することができる。また、本発明によれば、低コストでかつ容易に超音波探触子を製造することができる。本発明の超音波探触子において、音響レンズに用いられているポリメチルペンテンは、ポリパラキシリレンと同様に、耐電圧性、生体適合性、及び耐薬品性を有する。 According to the present invention, in an ultrasonic probe, design restrictions relating to a piezoelectric element, an acoustic matching layer, a protective film and the like can be alleviated. Moreover, according to the present invention, an ultrasound probe can be manufactured easily at low cost. In the ultrasonic probe of the present invention, polymethylpentene used for an acoustic lens has voltage resistance, biocompatibility, and chemical resistance, like polyparaxylylene.
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては、実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現した部分を含んでいる。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this. Further, in the drawings, for the purpose of describing the embodiment, a portion is described in which the scale is appropriately changed, for example, a portion is described in a large or emphasized manner.
図１は、実施形態に係る超音波探触子１００の全体構成の一例を示す側面図である。図１に示すように、超音波探触子１００は、細長い棒状に形成されている。
FIG. 1 is a side view showing an example of the entire configuration of an
超音波探触子１００は、超音波診断装置の超音波の送受信部として用いられる。この超音波診断装置において、超音波探触子１００は、ケーブルＣＡ及び接続端子ＣＯを介して超音波診断装置本体（不図示）と電気的に接続される。超音波探触子１００の基端部分（図１において超音波探触子１００の右側端部分）１００ｂは、ケーブルＣＡに接続される。超音波探触子１００の動作用の電源は、超音波診断装置本体よりケーブルＣＡを介して超音波探触子１００に供給される。超音波探触子１００は、被検体へ超音波を送信するとともに、被検体で反射した超音波を受信してこれを電気信号に変換し、これをケーブルＣＡを介して超音波診断装置本体へ送信する。
The
図２は、超音波探触子１００の正面図であり、超音波探触子１００を先端１００ａ側（前方）から見た際の図である。図２に示すように、超音波探触子１００の先端１００ａ側から見た際の外形は、略真円形状となっている。
FIG. 2 is a front view of the
このような超音波探触子１００を含む超音波診断装置は、主として、眼球の眼軸長を測定するために使用される。この場合、被検体は眼球である。ただし、この超音波診断装置は、眼軸長測定以外の用途で用いられるものであってもよい。実施形態に係る超音波探触子１００は、例えば眼軸長測定用の超音波探触子であり、超音波探触子１００の先端１００ａの当接面１０を眼球に直接当てて使用される。当接面１０は、被検体である眼球に対して当接可能に形成され、眼軸長測定の際に眼球に当接される。上記超音波診断装置を用いて眼球の眼軸長を測定する際、超音波探触子１００は、眼球に向けて超音波を送信するとともに、眼球で反射した超音波を受信する。
An ultrasonic diagnostic apparatus including such an
図３は、超音波探触子１００の要部断面図であり、図２のＡ−Ａ線（超音波探触子１００の当接面１０の中心部分を通りかつ軸方向Ｄに延びる線）に沿った断面図の要部を示している。図３に示すように、超音波探触子１００は、圧電素子２０と、音響整合層３０と、音響レンズ４０と、バッキング材５０と、探触子ケース６０とを含んで構成されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of the
図４は、図３の部分拡大図であり、図３の超音波探触子１００の先端１００ａ部分を拡大した図である。図３及び図４に示すように、圧電素子２０は、探触子ケース６０に収容されている。圧電素子２０は、バッキング材５０の前面（先端側の面）５２に例えば接着剤を介して固着されている。圧電素子２０の後面（基端側の面）２２は、バッキング材５０の前面５２に接合される接合面である。圧電素子２０の前面（先端側の面）２３は、バッキング材５０の前面５２に接合される接合面である。圧電素子２０は、いわゆる丸型のものであり、超音波探触子１００の軸方向Ｄを厚さ方向とする真円形の円板状に形成されている。圧電素子２０の厚さ方向の両端面（主面）２２，２３は平面となっている。圧電素子２０は、圧電性を備え、圧電材料から形成される。圧電素子２０は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）あるいは、ＰＺＴを主成分とする材料から形成されている。ＰＺＴは、圧電セラミックであり、圧電効率が比較的高い材料の一つである。
FIG. 4 is a partial enlarged view of FIG. 3 and is an enlarged view of a
圧電素子２０の厚さ方向の両端面２２、２３には、それぞれ不図示の電極が設けられている。この電極に所定の交流電圧が印加されることにより、圧電素子２０において超音波が発生する。また、圧電素子２０は、被検体である眼球で反射した超音波を受信し、受信した超音波を電気信号に変換する。
Electrodes (not shown) are provided on both
音響整合層３０は、圧電素子２０と被検体である眼球との音響特性を整合させるための層である。音響整合層３０は、眼球に対して超音波を効率よく透過させるために用いられている。すなわち、超音波探触子１００から眼球に向けて超音波を送信した場合に、眼球の表面での超音波の反射を小さくするために設けられている。
The
音響整合層３０は、圧電素子２０の前方側（超音波探触子１００の先端１００ａ側）に配置されている。音響整合層３０の前面（先端側の面）３２は、音響レンズ４０の後面（基端側の面）４２と接合する接合面である。音響整合層３０の後面（基端側の面）３３は、圧電素子２０の前面２３と接合する接合面である。音響整合層３０は、超音波が伝わる方向（超音波探触子１００の軸方向Ｄ）を厚さ方向とする真円形の円板状に形成されており、厚さ方向の両端面３２，３３は平面となっている。音響整合層３０は、圧電素子２０に対して厚さ方向に積層するように設けられている。
The
音響整合層３０は、エポキシ樹脂から形成されている。なお、音響整合層３０は、エポキシ樹脂に限定されず、種々の材料から形成可能である。また、音響整合層３０は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
The
音響整合層３０は、超音波が伝わる方向に所定の厚さＴを有している。厚さＴは、音響整合層３０を伝わる超音波の波長をλとした場合にλ／４に設定されている。ここで、厚さＴは、超音波の周波数と圧電素子２０の材質から設定され、波長λは、音響整合層３０中の音速をｖ、周波数をｆとした場合、ｖ／ｆである。例えば、ｖ＝２２００ｍ／ｓ、ｆ＝１０ＭＨｚの場合には、波長λは、２２０μｍであり、厚さＴは、その４分の１の５５μｍである。
The
音響レンズ４０は、超音波探触子１００の先端１００ａ部分に形成されている。音響レンズ４０は、当接面１０を有している。当接面１０は、上述したように、超音波探触子１００を用いて眼軸長を測定する際に眼球に当接される。
The
当接面１０は、音響レンズ４０の前面（先端側の面）でもあり、超音波探触子１００の先端１００ａに位置している。
The
当接面１０は、凹状の曲面となっている。したがって、当接面１０は、凸状面や平面などに形成される場合に比べて、被検体である眼球の曲面状の表面に対してより適合する形状となっている。
The
音響レンズ４０は、超音波探触子１００から送信する超音波を集束させる。音響レンズ４０の当接面１０は、所定曲率に設定された凹形状の曲面となっている。
The
超音波探触子１００の軸方向Ｄから見て、音響レンズ４０の当接面１０の外形は真円形となっている。また、音響レンズ４０の後面（当接面１０とは反対側の主面）４２は真円形の平面状となっている。なお、音響レンズ４０の当接面１０及び後面４２は、真円形に限定されず、例えば、長円形や、楕円形、多角形などであってもよい。また、当接面１０の表面形状は、凹面状に限定されず、平面状や、緩やかな凸面状などであってもよい。
When viewed in the axial direction D of the
音響レンズ４０は、音響整合層３０の前側（超音波探触子１００の先端１００ａ側）に配置されている。音響レンズ４０の一部は、音響整合層３０に対して厚さ方向に重ねるように配置されている。音響レンズ４０の後面４２の一部は、音響整合層３０の接合面３２と接合されている。音響レンズ４０は、探触子ケース６０の先端部分に形成された開口部６１に嵌め込まれるように固定されている。当接面１０を含む音響レンズ４０の先端部分は、探触子ケース６０の先端６２よりも前方に突出しており、被検体である眼球に当接可能な大きさに形成されている。
The
音響レンズ４０は眼球に当接するため、音響レンズ４０には、生体の眼球に当接した際に異物反応を引き起こすおそれの少ない（生体適合性を有する）材料が用いられる。また、音響レンズ４０は、耐電圧性（絶縁性）のある樹脂から形成される。音響レンズ４０は、超音波探触子１００の軸方向Ｄに厚さを有している。音響レンズ４０の厚さは、超音波探触子１００が所定の耐電圧性を備えるように設定される。超音波探触子１００において、特に、探触子ケース６０の開口部６１の内側の部分の耐電圧性は、上記した音響レンズ４０を含む構成により確保されている。すなわち、実施形態では、上記したように音響整合層３０はλ／４に設定されて薄く形成されており、かつ、超音波探触子１００の前面（当接面１０）にはポリパラキシリレンコーティング等の保護膜は形成されてはいないが、音響レンズ４０として耐電圧性（絶縁性）のある樹脂のものを適用し、かつ、音響レンズ４０の厚さを調整することにより、超音波探触子１００の耐電圧性が確保されている。
Since the
音響レンズ４０を構成する樹脂材料としては、ポリメチルペンテン（polymethylpentene，ＰＭＰ）が用いられている。ポリメチルペンテンは、比重が比較的小さいプラスチックである。この構成により、音響レンズ４０の音響インピーダンスを比較的小さくすることができ、これにより音響レンズ４０における超音波の透過効率を高くすることができる。また、ポリメチルペンテンは耐薬品性を有し、音響レンズ４０は耐薬品性を有する。この構成により、当接面１０の洗浄の際などにおいて消毒液等の薬品が用いられる場合であっても、これに起因する音響レンズ４０の劣化を抑制することができる。
As a resin material that constitutes the
なお、音響レンズ４０は、ポリメチルペンテンのみから形成されてもよいし、ポリメチルペンテンを主成分とする材料から形成されてもよい。また、音響レンズ４０は、ポリメチルペンテン以外の材料を主成分とする材料から形成されてもよいし、ポリメチルペンテンを含まず他の樹脂材料を用いて形成されてもよく、例えばシリコンゴムなどであってもよい。
The
バッキング材５０は、探触子ケース６０に収容された状態で探触子ケース６０に固着されている。バッキング材５０の前面５２には圧電素子２０が固着されている。この構成により、バッキング材５０は、圧電素子２０の余分な振動の発生を抑制する。バッキング材５０は、例えば超音波探触子１００の軸方向Ｄを高さ方向とする略円柱形状を含む形状であり、例えばゴム系の樹脂である。バッキング材５０の側周面５３には、接着剤を配置するための溝５４，５４が形成されている。探触子ケース６０の内部にバッキング材５０を固着させる際、バッキング材５０を探触子ケース６０の内部へ挿入する前に、溝５４，５４には接着剤が塗布される。溝５４の断面形状はＶ字状となっている。
The
探触子ケース６０は、圧電素子２０と、音響整合層３０と、音響レンズ４０と、バッキング材５０とを収容可能に形成されている。探触子ケース６０は、例えば、絶縁性を有する樹脂から形成されている。探触子ケース６０は、圧電素子２０、音響整合層３０、音響レンズ４０、及びバッキング材５０を収容して保持する。探触子ケース６０は、例えば、使用者が超音波探触子１００を把持した際に変形等が生じない剛性を備えるように形成される。探触子ケース６０の基端部（後方部）より、ケーブルＣＡが引き出されている（図１参照）。
The
上記実施形態に係る超音波探触子１００は、その表面において、例えばポリパラキシリレンコーティングなどの保護膜を有していない。ただし、超音波探触子１００は上記保護膜を有する構成であってもよく、この場合、保護膜は、例えば音響レンズ４０の当接面１０を含む面に成膜されてもよい。
The
次に、眼軸長測定の際の超音波探触子１００の具体的な動作の一例について説明する。
超音波探触子１００を用いて眼軸長測定が行われる際、超音波探触子１００の当接面１０は眼球（被検体）に当接される。
Next, an example of a specific operation of the
When axial length measurement is performed using the
当接面１０に眼球が当接した状態で、超音波探触子１００から眼球へ向けて超音波が送信される。この超音波は、圧電素子２０において発生し、音響整合層３０及び音響レンズ４０をこの順で透過し、当接面１０を介して送信される。
With the eyeball in contact with the
眼球で反射した超音波は、当接面１０を介して超音波探触子１００に受信される。この受信波は、音響レンズ４０及び音響整合層３０をこの順で透過し、圧電素子２０に到達する。受信波は、圧電素子２０において電気信号に変換されて、ケーブルＣＡ（図１参照）へ送信される。
The ultrasound reflected by the eye is received by the
以上のように、上記した実施形態によれば、超音波探触子１００の先端１００ａには超音波を集束させる音響レンズ４０が設けられる。従来のものでは、超音波を集束させるために圧電素子及び音響整合層を所定曲率の凹面を有する形状としていたが、上記実施形態では、音響レンズ４０を備える構成としたことにより、圧電素子２０及び音響整合層３０の形状は凹状面を有する形状とする必要がなくなる。上記実施形態の圧電素子２０及び音響整合層３０は、平面を有する板状であるので、凹状面を有する形状のものに比べて容易に製造することができる。これにより、超音波探触子１００を容易に製造することができる。
As described above, according to the above-described embodiment, the
また、上記した実施形態によれば、音響レンズ４０は、超音波探触子１００が耐電圧性を備えるように耐電圧性（絶縁性）を有する材料から所定厚さに形成される。従来のものでは、音響整合層３０を厚く形成しかつ音響整合層３０上にポリパラキシリレンを主原料とした保護膜を形成することで、特に探触子ケース６０の開口部６１で囲まれた部分の耐電圧性を確保していたが、上記実施形態では、超音波探触子１００において音響レンズ４０が設けられるので、その分、音響整合層３０の厚さＴの設定可能な範囲を薄くする方向に拡大できる（厚さＴをより薄くできる）とともに、超音波探触子１００を保護膜を有さずに構成することも可能となる。これにより、音響整合層３０の厚さＴを例えばλ／４といった薄い厚さに容易に設定することができる。また、上記した実施形態に係る超音波探触子１００では、このような保護膜を有さないため、超音波探触子１００の製造工程において保護膜の成膜工程は不要であるため、その分、超音波探触子１００を低コストで製造することができる。また、音響整合層３０の厚さＴはλ／４に設定されるので、厚さＴが他の値に設定される場合と比較して、音響整合層３０において良好な音響整合をとることができる。
Further, according to the above-described embodiment, the
続いて、超音波探触子が受信した反射エコー（受信波）の強さ（レベル）の測定結果について説明する。図５は、超音波探触子の反射エコーの強さを示す図である。図５（ａ）は比較例であり、図５（ｂ）は実施形態の超音波探触子１００の測定結果を示す図である。図５（ａ）、（ｂ）において、縦軸は、反射エコーの強さ（単位：ｄＢｍ）であり、１マスは５ｄＢである。横軸は、周波数（単位：ＭＨｚ）である。図５（ａ）、（ｂ）では、０ＭＨｚから２０ＭＨｚまでの範囲における反射エコーの強さを示している。なお、図５（ａ）の比較例は、従来型の超音波探触子を用いて測定されたものである。実施形態の超音波探触子１００にはポリパラキシリレンコーティングは施されていないのに対して、上記した従来型の超音波探触子にはポリパラキシリレンコーティングが施されている。
Subsequently, measurement results of the intensity (level) of the reflected echo (received wave) received by the ultrasonic probe will be described. FIG. 5 is a diagram showing the strength of the reflection echo of the ultrasonic probe. Fig.5 (a) is a comparative example, and FIG.5 (b) is a figure which shows the measurement result of the
上記測定では、超音波探触子が受信した反射エコーをスペクトラムアナライザを用いて観測した。そして、図５の測定データを用いて、比帯域幅（ＦＢ：Fractional Bandwidth）を算出した。比帯域幅の算出方法及び算出結果は、次のとおりである。 In the above measurement, the reflection echo received by the ultrasonic probe was observed using a spectrum analyzer. Then, using the measurement data of FIG. 5, the fractional bandwidth (FB: Fractional Bandwidth) was calculated. The calculation method and the calculation result of the relative bandwidth are as follows.
先ず、観測された反射エコーのピーク（最大レベル点）より６ｄＢ低下した点の周波数をＦＬ、ＦＨとしたときに、中心周波数（ＦＣ：Center Frequency）（「Ｆｃ」と表記する場合がある。）を、ＦＣ＝（ＦＬ＋ＦＨ）／２［ＭＨｚ］の式で定義する。ここで、ＦＬ（Lower Frequency）（「Ｆｌ」と表記する場合がある。）は、−６ｄＢ下限周波数である。また、ＦＨ（Higher Frequency）は、Ｆｕ（upper Frequency）でもあり、−６ｄＢ上限周波数である。
First, when the frequency of a
次いで、比帯域幅（ＦＢ）を、ＦＢ＝（ＦＨ−ＦＬ）／ＦＣ×１００［％］の式にて定義し、これを算出した。具体的には、図５（ａ）の比較例の比帯域幅は、上記式より、（１１．４０−８．５６）／９．９８×１００＝２８．５％となる。同様に、図５（ｂ）の比帯域幅は、ＦＢ＝（Ｆｕ−Ｆｌ）／Ｆｃ×１００の式より、（１２．２５−７．９５）／１０．１０×１００＝４２．５％となる。 Next, the relative bandwidth (FB) was defined by the formula FB = (FH−FL) / FC × 100 [%], and this was calculated. Specifically, the relative bandwidth of the comparative example of FIG. 5A is (11.40−8.56) /9.98×100=28.5% according to the above equation. Similarly, the relative bandwidth in FIG. 5B is (12.25-7.95) /10.10×100=42.5% according to the equation FB = (Fu−F1) / Fc × 100. Become.
上記結果から、図５（ｂ）の超音波探触子１００の比帯域幅は、４２．５％であり、図５（ａ）の比較例（従来型の超音波探触子の測定結果）の比帯域幅（２８．５％）に比べて広くなっている。また、図５に示すように、超音波探触子１００の比帯域幅は、比較例に比べて−６ｄＢ下限周波数（ＦＬ）が低周波側に広くかつ−６ｄＢ上限周波数（Ｆｕ，ＦＨ）が高周波側に広くなっている。この結果、実施形態の超音波探触子１００は、従来型の超音波探触子に比べて比帯域幅が広く、特性が良いことが確認された。
From the above results, the relative bandwidth of the
また、実施形態の超音波探触子１００は、従来型の超音波探触子に比べて、受信波形におけるパルス幅（Pulse Width）が短くなる。ここで、パルス幅とは、反射エコー（受信エコー）の波高値に対して、リンギング（信号波形の歪み）が１／１０（−２０ｄＢ）、１／１００（−４０ｄＢ）、１／１０００（−６０ｄＢ）以下になる時間である。これにより、実施形態の超音波探触子１００は、従来型の超音波探触子に比べて、距離分解能が良くなり、特性が良くなる。
Further, in the
以上、本発明に係る超音波探触子の実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、上記の実施形態で説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。そのような変更または改良、省略した形態も本発明の技術的範囲に含まれる。 As mentioned above, although the embodiment of the ultrasound probe concerning the present invention was described, the present invention is not limited to the explanation mentioned above, and various change is possible in the range which does not deviate from the gist of the present invention . Also, one or more of the requirements described in the above embodiments may be omitted. Such modifications, improvements and omissions are also included in the technical scope of the present invention.
上記した実施形態において、圧電素子２０は、丸型ＰＺＴから形成されていたが、これに限定されない。例えば、圧電素子２０の形状については、厚さ方向の端面が凹面状に形成された湾曲した板状のものや、角柱形状のものなどであってもよいし、圧電素子２０を構成する材料としては、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）や、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、圧電薄膜、圧電高分子膜などであってもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記した実施形態において、音響整合層３０は、円板状のエポキシ樹脂から形成されていたが、これに限定されない。例えば、音響整合層３０の形状については、圧電素子２０に対して重なるような平面を有する円板状に形成されず、厚さ方向の端面が凹面状に形成された湾曲した板状のものや、角柱形状のものなどであってもよい。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the
また、上記した実施形態において、音響整合層３０の超音波が伝わる方向の厚さＴはλ／４に設定されていたが、これに限定されず、例えば、厚さＴはλ／２などに設定されてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the thickness T of the
また、上記した実施形態に係る超音波探触子１００は、眼軸長測定の用途で使用されるものであったが、これに限定されない。超音波探触子１００は、例えば、人体の腹部診断や経膣・経直腸診断用に使用されるものであってもよい。この場合、超音波探触子１００は、被検体の表面に対して位置を少しずつずらしながら走査させて使用するものであってもよい。また、超音波探触子１００の形状は棒形状に限定されず、例えば、超音波探触子１００は、いわゆるリニア型のものであってもよいし、使用者に把持されるグリップ部分が被検体に当接する当接部分に対して幅広に形成される、セクタ型、コンベックス型のものであってもよい。リニア型の超音波探触子１００では、当接面１００が大きくなるので、接地表面付近の視野幅を大きくとることが可能となり、体表血管診断などに使用されてもよい。また、コンベックス型あるいはセクタ型の超音波探触子１００では、当接面１０が大きくなり、扇状に広角の視野の観察が可能となる。この場合、超音波探触子１００は、例えば、腹部や、臓器、心臓の超音波検査などに使用されてもよい。上記した超音波探触子１００の変形例において、圧電素子２０、音響整合層３０、及び音響レンズ４０の形状や、大きさ、材質などは、超音波探触子１００の型（形状及び大きさ）や用途などに対応して設定される。
Moreover, although the
Ｔ…厚さ
２０…圧電素子
３０…音響整合層
４０…音響レンズ
１００…超音波探触子
T: Thickness 20: Piezoelectric element 30: Acoustic matching layer 40: Acoustic lens 100: Ultrasonic probe
Claims (3)
超音波を集束させるための音響レンズと、
被検体からの超音波の反射を小さくするための音響整合層と、を備える超音波を送受信する超音波探触子において、
前記音響レンズの材料に、耐電圧性のある樹脂、主として、ポリメチルペンテンを使用し、
前記音響整合層には、耐電圧性を確保するためのポリパラキシリレンコーティングをしないことで前記音響整合層の厚さをλ/４とし、
前記圧電素子と前記音響整合層の形状も平面状としたことを特徴とする超音波探触子。 A piezoelectric element for generating an ultrasonic wave having a round shape;
An acoustic lens for focusing ultrasonic waves;
An acoustic matching layer for reducing reflection of ultrasonic waves from a subject, and an ultrasonic probe for transmitting and receiving ultrasonic waves,
As the material of the acoustic lens, a voltage resistant resin, mainly polymethylpentene, is used.
In the acoustic matching layer, the thickness of the acoustic matching layer is set to λ / 4 by not performing polyparaxylylene coating to secure voltage resistance.
An ultrasonic probe characterized in that the shapes of the piezoelectric element and the acoustic matching layer are also planar.
超音波を集束させるための音響レンズと、
被検体からの超音波の反射を小さくするための音響整合層と、を備える超音波を送受信する超音波探触子において、
前記音響レンズの形状を凹面状としたことを特徴とする超音波探触子。 A piezoelectric element for generating an ultrasonic wave having a round shape;
An acoustic lens for focusing ultrasonic waves;
An acoustic matching layer for reducing reflection of ultrasonic waves from a subject, and an ultrasonic probe for transmitting and receiving ultrasonic waves,
An ultrasonic probe, wherein the shape of the acoustic lens is concave.
超音波を集束させるための音響レンズと、
被検体からの超音波の反射を小さくするための音響整合層と、を備える超音波を送受信する超音波探触子において、
前記音響レンズの材料として、耐電圧性のある樹脂、主として、ポリメチルペンテンを使用し、
前記音響整合層の耐電圧性を確保するためのポリパラキシリレンコーティングを使用しないことで、前記音響整合層の厚さをλ/４とし、
前記圧電素子と前記音響整合層の形状も平面状とし、
前記音響レンズの形状を凹面状としたことを特徴とする超音波探触子。 A piezoelectric element for generating an ultrasonic wave having a round shape;
An acoustic lens for focusing ultrasonic waves;
An acoustic matching layer for reducing reflection of ultrasonic waves from a subject, and an ultrasonic probe for transmitting and receiving ultrasonic waves,
As a material of the acoustic lens, a voltage resistant resin, mainly polymethylpentene, is used.
By not using a polyparaxylylene coating for ensuring the voltage resistance of the acoustic matching layer, the thickness of the acoustic matching layer is λ / 4,
The shapes of the piezoelectric element and the acoustic matching layer are also planar,
An ultrasonic probe, wherein the shape of the acoustic lens is concave.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017187494A JP2019062496A (en) | 2017-09-28 | 2017-09-28 | Ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017187494A JP2019062496A (en) | 2017-09-28 | 2017-09-28 | Ultrasonic probe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019062496A true JP2019062496A (en) | 2019-04-18 |
Family
ID=66177736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017187494A Pending JP2019062496A (en) | 2017-09-28 | 2017-09-28 | Ultrasonic probe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2019062496A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111887888A (en) * | 2020-07-09 | 2020-11-06 | 聚融医疗科技(杭州)有限公司 | Method and system for evaluating impedance of ultrasonic probe matching layer based on lens echo |
-
2017
- 2017-09-28 JP JP2017187494A patent/JP2019062496A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111887888A (en) * | 2020-07-09 | 2020-11-06 | 聚融医疗科技(杭州)有限公司 | Method and system for evaluating impedance of ultrasonic probe matching layer based on lens echo |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6363097B2 (en) | Focused rotation IVUS transducer using single crystal composite material | |
| JP4625145B2 (en) | Acoustic vibrator and image generation apparatus | |
| US10123775B2 (en) | Transducer with protective layer and associated devices, systems, and methods | |
| JPH02253798A (en) | Piezoelectric converting element | |
| CN106456111B (en) | High frequency ultrasound transducer with ultrasound lens with integrated central matching layer | |
| US10743757B2 (en) | Ultrasonic transducer | |
| US11529115B2 (en) | Ultrasound probe for puncture needle and ultrasound diagnostic device using same | |
| JP2001258879A (en) | Ultrasonic transducer system and ultrasonic transducer | |
| JP5691627B2 (en) | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus | |
| JP2019062496A (en) | Ultrasonic probe | |
| JP4074169B2 (en) | Ultrasonic transceiver unit | |
| JP3655794B2 (en) | Ultrasonic transducer | |
| JP2019187868A (en) | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus | |
| JP4109013B2 (en) | Ultrasonic transducer and method of manufacturing ultrasonic transducer | |
| JP2012011024A (en) | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus | |
| JP4632478B2 (en) | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus | |
| JP2010252065A (en) | Acoustic lens, ultrasonic probe, and ultrasonic diagnostic apparatus | |
| JP3749192B2 (en) | Ultrasonic transducer | |
| JP4004806B2 (en) | Ultrasonic probe | |
| JP7014178B2 (en) | Array type ultrasonic transducer, ultrasonic probe, ultrasonic catheter, handheld surgical instrument and medical equipment | |
| WO2010119729A1 (en) | Method of manufacturing acoustic lens, ultrasound probe, and ultrasound diagnostic apparatus | |
| Guo et al. | Devolopment of focused IVUS transducer using PMN-PT single crystal | |
| WO2019151255A1 (en) | Ultrasonic vibrator and ultrasonic endoscope | |
| JP2010219634A (en) | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic device | |
| JPH02297347A (en) | Ultrasonic wave contactor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200528 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210225 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210407 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20211019 |