JPS62249640A

JPS62249640A - 超音波プローブ

Info

Publication number: JPS62249640A
Application number: JP61094239A
Authority: JP
Inventors: 博佐々木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-04-22
Filing date: 1986-04-22
Publication date: 1987-10-30
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPH0763465B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は主として超音波診断装置の超音波プローブに用
いる音響レンズ及びその超音波プローブに関する。

（従来の技術）一般に超音波診断装置においては、得られる画像の分解
能を向上させる目的で、従来より音響レンズが用いられ
ている。この音響レンズは、生体に対して超音波ビーム
を収束するために音波の伝播速度（以下、音速ともいう
）が生体の音速■０よりも遅い音速■１の材料をレンズ
材料として用いた場合にはその形状が第４図（ａ）の如
く凸形状となり、生体の音速ＶＯよりも速い音速ｖ２の
材料を用いた場合には第４図（ｂ）の如く凹形状となる
。しかし生体表面に直接接触させて用いる超音波プロー
ブ用の音響レンズとしては、その表面が凹面形状である
と生体への密着性が悪くなり良好な断層像が得られない
。従って生体表面に直接接触させる超音波プローブ用の
音響レンズとしては表面形状が凸形状のものが広く使用
されている。表面形状が凸形状となる音響レンズ材料と
してはその音速が生体の音速よりも十分遅いことが要求
され、更に、音速以外にも音響インピーダンスができる
だけ生体のそれに近いこと、超音波の減衰が少ないこと
などの性質が要求される。そして現在このような凸レン
ズ材料として、音速がおよそ１０００ｍ／ｓと生体の音
速（１５３０ｍ／Ｓ程度）よりも十分に遅く、音響イン
ピーダスも生体の音響インピーダンスに近いシリコーン
ゴムが広く用いられている。

（発明が解決しようとする問題点）ところがシリコンゴムは減衰がかなり大きく、例えば周
波数５聞２の超音波では１！Ｉｕ！１当り３〜４ｄ８の
減衰となり超音波診断装置のＳ／Ｎを劣化させる原因の
１つになっている。またシリコーンゴムは水分の透過が
大きく、シリコーンゴムを通じて水分が超音波プローブ
の内部に侵入して振動子等内部材料の劣化を引き起こし
、超音波プローブの感度劣化を引き起す原因の１つにも
なっている。

本発明の目的は以上のような従来技術の問題点を解決し
音波の減衰が少なく、且つ水分の透過が少ないという特
性を有する音響レンズを提供し、更にこの音響レンズを
超音波診断装置の超音波プローブに適用することにより
、Ｓ／Ｎが改善され、使い安く、かつ長期的信頼性に優
れた超音波プローブを提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）第１の発明に係る複合音響レンズは、音波の伝播速度が
生体中の伝播速度よりも遅い材料から成る凸面状の第１
の収束用音響レンズと、音波の伝播速度が生体中の伝播
速度よりも速い材料から成る凹面状の第２の収束用音響
レンズを、前記凸面、凹面を接合して複合一体化して構
成している。

また、第２の発明に係る超音波プローブは、第１の発明
に係る複合音響レンズを、超音波振動子の送受波面側に
配設して構成している。

（作　用）本発明は上記の構成としたので、次のように作用する。

即ち、音速が生体の音速よりも遅い材料からなる第１の
収束音響レンズは、その形状が凸形状となり、音速が生
体の音速よりも速い材料からなる第２の収束用音響レン
ズは、その形状が凹形状となる。従って、これら両レン
ズの凹凸面を合せて合体させることにより、一枚のほぼ
平坦状の複合音響レンズ（以下、複合レンズとも略記す
る）を形成することができる。この場合において、第１
゜第２、両レンズとも収束作用を有するため、複合レン
ズ一枚の厚さは小さくなり、これによって超音波の減衰
が小さくなる。また、第２の収束用レンズを形成する音
速が生体の音速よりも速い材料としては、例えばプラス
チックのように防水性の材料があるため、この第２の収
束用レンズを合体せしめた複合レンズは、水分の透過を
少なくすることができる。

また、このような複合レンズを用いた超音波プローブは
、複合レンズの超音波減衰が小ざいのでＳ／Ｎが良く、
またレンズ面の形状がほぼ平坦状であるため体表への密
着性が良くて使い易く、そして複合レンズの第２収束用
音響レンズは防水性を有するので水分が超音波プローブ
の内部に侵入して振動子等内部材料の劣化を引き起すと
いうことがなく、従って長期的信頼性に優れたものとな
る。

（実施例）以下図示の実施例について説明する。

第１の発明に係る複合音響レンズの実施例を第１図に示
す。この実施例は本発明をシリンドリカルレンズに適用
したものであり、その構造は第１図（ｂ）に示す如く凸
レンズと凹レンズとを組合せて一体化した構造となって
いる。１０は音速が生体の音速よりも遅い材料（例えば
シリコーンゴム）によって形成された第１の収束用凸レ
ンズであり、１１は音速が生体の音速よりも速いプラス
チック材料（例えばＴＰＸ）によって形成された第２の
収束用凹レンズである。各々のレンズは、単独で用いて
も収束用レンズとして作用する。この２つのレンズを組
み合せることによって得られる特徴を各々を単独に用い
る場合と比較して以下に述べる。

今シリコーンゴム（音速Ｖｌ　＝１０００ｍ／Ｓ）によ
り、生体内（音速Ｖｏ　ｚ１５３０′ｒｒＬ／Ｓ）で焦
点距離Ｆ＝６０７１！Ｉ１１に超音波ビームを収束する
口径Ｄ＝１５ｍの単独レンズを構成すると、このレンズ
曲率Ｒ１は、Ｒ１＝　（１−Ｖ１／Ｖｏ　）Ｆ＝０．３４ＦよりＲ１
＝２０．４ｓとなり、レンズの厚ざｄｌは、ｄｘ　＝Ｒｔ　−１−Ｄ／２）２より、ｄ１＝１．４３ｍとなる。

一方、プラスチックレンズで同じ目的の単独の収束用レ
ンズを構成する場合、音速Ｖ２　；２００ＯＴｒｔ／Ｓ
のプラスチック（例えばＴＰＸ）を用いると、その曲率
Ｒ２は、Ｒ２＝　（１−ｖｏ　／Ｖ２　）Ｆ＝０．２５ＦよりＲ
２＝１５ｍとなる。従って凹部弁の深ざｄ２は、ｄ２＝Ｒ２−２−／２　　” より、ｄ２←３５．４順となり、レンズの厚さは、ｄ＝
０．８ｍとなる。従ってこの場合、中央部分の超音波の
減衰は５８Ｈ２で４．８〜６．４ｄＢとなりシリコーン
ゴム単独のレンズに比べ３．８〜５．１ｄＢ減衰が少な
くなる。

第２図にこの複合レンズを使用した超音波プローブの実
施例を示す。

１は上述のような複合レンズであり、プローブ本体２の
先端部に装着されている。複合レンズ１は第３図に示す
ように、ブスチック材料によって形成された第２の収束
用凹レンズ１１にフランジ１２が形成されており、この
フランジ］２がプローブ本体２の先端部と係合すること
により、確実に装着されていて、且つプラスチック製第
２収束用凹レンズ１１を外側に配置することによってプ
ローブ外部から内部への水の侵入を一層確実に防止する
ようになっている。３と複合音響レンズ１の背部に配設
した超音波振動子であり、該超音波振動子３にはこれに
電圧を印加して駆動するための電極５及びアース電極６
とを備えている。４は前記超音波振動子３の背部に配設
したバッキング材であり、振動子３の背面方向に向う超
音波を吸収するようになっている。

以上のような複合レンズ及び超音波プローブは次のよう
な作用効果を奏する。即ち、 ■　本実施例の複合レンズは第１．第２両レンズ１０．
１１の凹凸面を合せて合体させることにより、一枚の平
坦な形状としており、第１．第２両レンズ１０．１１と
も収束作用を有するため、複合レンズ一枚の厚ざｄは小
ざくなり、これによって超音波の減衰が小さくなる。

■　また、第２の収束用レンズ１１を防水性のあるプラ
スチックで形成しているので水分の透過を少なくするこ
とができる。

■　従ってこのような複合レンズ１を用いた超音波プロ
ーブは、複合レンズの超音波減衰が小さいのでＳ／Ｎが
良く、またレンズ面の形状が平坦であるため体表への密
着性が良くて使い安く、そして複合レンズの第２の収束
用音響レンズ１１は防水性を有する水分が超音波プロー
７の内部に侵入して振動子３等内部材料の劣化を引き起
すということがなく、長期的信頼性に優れたものとなる
。

更に第２収束用レンズ１１を外側に配置しているので、
プローブ外部から内部への水の侵入を一層確実に防止す
ることができる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲
内において適宜変形実施可能であることは言うまでもな
い。

例えば、複合レンズの形状は平坦形状に限らず、多少の
凸形状とすることもできる。

［発明の効果］以上詳述したように本発明複合レンズは、その厚さが小
ざいので超音波の減衰が少なく、かつ５更ａ４ハ゛パン
Ｚ°゛ギ才第　　３　図ＶＩ＜　Ｖ。

（Ｇ）ＶりＶ２　＜　ＶＯ（ｂ）第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）音波の伝播速度が生体中の伝播速度よりも遅い材
料から成る凸面状の第１の収束用音響レンズと、音波の
伝播速度が生体中の伝播速度よりも早い材料から成る凹
面状の第２の収束用音響レンズとを、前記凸面、凹面を
接合して複合一体化したことを特徴とする複合音響レン
ズ。
（２）生体に向けて超音波を送波し、かつ、その反射エ
コーを受波する超音波振動子と、この超音波振動子の送
受波面側に配設された音響レンズとを備えた超音波プロ
ーブにおいて、前記音響レンズは、超音波の伝播速度が
生体中の伝播速度よりも遅い材料から成る凸面状の第１
の収束用音響レンズと、音波の伝播速度が生体中の伝播
速度よりも早い材料から成る凹面状の第２の収束用音響
レンズを、前記凸面、凹面を接合して複合一体化した複
合音響レンズで構成したことを特徴とする超音波プロー
ブ。
（３）第１の収束用音響レンズを前記超音波振動子側に
配設し、第２の収束用レンズを生体当接面側に配設した
特許請求の範囲第２項記載の超音波プローブ。