(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛性材料で細径の中空パイプ状に形成された外針と、
剛性材料で細径の丸棒状に形成されると共に先端部が円錐状に形成され、上記外針の内側に軸周りに回転可能及び軸方向に並進可能に挿入された内針と、
上記内針の先端部近傍の外側面に設けられ、超音波を送受波する超音波変換器と、
を備えた針状超音波探触子において、
上記超音波変換器は音響レンズ材からなる同一ベース上に上記内針の軸方向に沿って適宜の間隔で並列に複数個設けられ、
上記内針の先端部近傍にて上記複数個の超音波変換器が設けられた部位の外側面形状は該内針の他の部位の外側面と同一の円弧状断面となるように形成され、かつ内針全体の外側面は平滑な表面に仕上げられ、
上記内針及び外針を被検体内に刺入して上記複数個の超音波変換器から同時に超音波を送受波すると共に上記内針を回転及び並進の２次元走査を行って被検体の生体組織の超音波画像を収集可能とした、
ことを特徴とする針状超音波探触子。
【請求項２】
上記複数個の超音波変換器は、各超音波変換器が同一の中心周波数を有し、同一の上部電極を備え、発生超音波を収束させるレンズ条件を同じにしたことを特徴とする請求項１記載の針状超音波探触子。
【請求項３】
上記複数個の超音波変換器は、各超音波変換器が同一又は異なる中心周波数を有し、同一又は異なる上部電極を備え、発生超音波を収束させるレンズ条件が同じ又は異なるものとしたことを特徴とする請求項１記載の針状超音波探触子。
【請求項４】
上記複数個の超音波変換器は、各超音波変換器が異なる中心周波数を有し、異なる上部電極を備え、発生超音波を収束させるレンズ条件が異なるものとしたことを特徴とする請求項１記載の針状超音波探触子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、針先に設けた超音波変換器を被検体内の生体組織へ直接刺入して超音波の２次元走査により上記生体組織の超音波画像を収集する針状超音波探触子に関し、特に生体組織への直接刺入により該生体組織に与える影響を抑えることができると共に、上記生体組織の超音波画像を短時間に収集でき、且つ１回の刺入で計測条件の異なる超音波画像を同時に収集できる針状超音波探触子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
体腔内各部に発生した病変部を診断する方法として、生体検査（バイオプシ）が一般的に行われている。これは、超音波撮像装置で体腔内病変部を描出しながら穿刺針を所定箇所まで刺入し、針先端内部に病変部の生体組織の一部を捕獲・採取した後に観察試料を作成して、光学顕微鏡下に鑑別して病名の診断を行うものである。しかし、この方法では生体組織を体外に摘出した後に各種の処理を行って試料を作成する必要があることから診断に長時間を要し、また試料に各種の加工を加えることから組織が生体内の状態から変化する恐れがあるという問題があった。このような事情に対処して、近年、穿刺針に超音波変換器を取り付けて直接病変部に刺入し、病変部の組織性状を調べたり、周囲の生体組織を画像化する針状超音波探触子が例えば特公平4-78299号公報、特公平5-9097号公報などで提案されている。
【０００３】
従来のこのような針状超音波探触子は、図１に示すと同様に、剛性材料で細径の中空パイプ状に形成された外針１の内側に、剛性材料で細径の丸棒状に形成されると共に先端部が円錐状に形成された内針２をその軸周りに回転可能及びその軸方向に並進可能に挿入し、上記内針２の先端部近傍の外側面には超音波を送受波する超音波変換器３を設けて成り、上記内針２及び外針１を被検体内に刺入して上記超音波変換器３から超音波を送受波すると共に上記内針２を回転及び並進の２次元走査を行って生体組織の超音波画像を収集するようになっていた。
【０００４】
そして、図１におけるＡ−Ａ線断面図を示すと、図１５に示すように、内針２の外側面の一部には溝４が形成されており、この溝４内に上記超音波変換器３が嵌め込んで固定されていた。この超音波変換器３は、サファイアやシリコンなどの音響レンズ材５をベースにして、この音響レンズ材５の一方の面６に下部電極７と圧電体８と上部電極９とを設け、他方の面１０には凹球面状に形成したレンズ面１１を設けて成る。ここで、上記下部電極７と圧電体８と上部電極９とを駆動することにより、超音波１２が発生され、この超音波１２は上記レンズ面１１で屈折して曲げられ、その屈折後の超音波１２′は焦点１３に収束するようになっている。なお、符号１４は図２に示すと同様に内針２を矢印Ｂのように回転することにより上記焦点１３によって得られる画像化領域を示し、符号１５は被検体を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の針状超音波探触子においては、図１５に示すように、超音波変換器３が内針２の外側面の一部に形成された溝４内に嵌め込んで固定されていただけなので、被検体１５と接する音響レンズ材５の他方の面１０は、上記内針２の部材の例えば円形断面に対して平面状又は凹面状となっていた。従って、図２に示すと同様に内針２を矢印Ｂのように回転して超音波走査すると、その平面状部又は凹面状部により被検体１５の生体組織を傷めることがあった。また、上記音響レンズ材５の他方の面１０が平面状又は凹面状となっていることから、焦点１３からの超音波１２′の経路での被検体１５による吸収が多くなり、音場が乱れることがあった。従って、得られる超音波画像の画質が劣化することがあった。
【０００６】
また、図１に示すと同様に、内針２の先端部近傍の外側面には超音波変換器３が１個しか設けられていなかったので、その焦点１３の位置は１種類に固定されており、被検体１５に対する１回の刺入で得られる深さ方向の超音波情報は一つのみであった。従って、被検体１５の病変部について複数の超音波情報を得るためには、針状超音波探触子の刺入を複数回繰り返す必要があり、患者への負担が大きくなるものであった。さらに、上記１個の超音波変換器３では、それに固定された一つの中心周波数のみを用いているために、得られる超音波画像の画像分解能が１種類に決まってしまうものであった。従って、被検体１５の病変部をより高精度に観察したい場合には、より高周波の中心周波数を有する超音波変換器３に交換して何回か計測する必要があった。このことから、上述と同様に、針状超音波探触子の刺入を複数回繰り返すこととなり、患者への負担が大きくなるものであった。
【０００７】
さらにまた、上記１個の超音波変換器３では、図２に示すと同様に内針２を矢印Ｂのように回転し及び矢印Ｃのように並進して超音波を２次元走査するのに、図１６に示すように、ある位置で上記内針２を矢印Ｂのように回転して画像化領域１４上で焦点１３を移動させ、その後上記内針２を矢印Ｃのように並進して他の位置へずらし、再び矢印Ｂのように回転することを繰り返さなければならない。従って、図１６（ｂ）に示すように、例えばａ×ｂの面積を有する画像化領域１４の全面にわたって２次元走査して超音波画像を得るには、時間がかかるものであった。このことからも、患者への負担が大きくなるものであった。
【０００８】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、生体組織への直接刺入により該生体組織に与える影響を抑えることができると共に、上記生体組織の超音波画像を短時間に収集でき、且つ１回の刺入で計測条件の異なる超音波画像を同時に収集できる針状超音波探触子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による針状超音波探触子は、剛性材料で細径の中空パイプ状に形成された外針と、剛性材料で細径の丸棒状に形成されると共に先端部が円錐状に形成され、上記外針の内側に軸周りに回転可能及び軸方向に並進可能に挿入された内針と、上記内針の先端部近傍の外側面に設けられ、超音波を送受波する超音波変換器と、を備えた針状超音波探触子において、上記超音波変換器は音響レンズ材からなる同一ベース上に上記内針の軸方向に沿って適宜の間隔で並列に複数個設けられ、上記内針の先端部近傍にて上記複数個の超音波変換器が設けられた部位の外側面形状は該内針の他の部位の外側面と同一の円弧状断面となるように形成され、かつ内針全体の外側面は平滑な表面に仕上げられ、上記内針及び外針を被検体内に刺入して上記複数個の超音波変換器から同時に超音波を送受波すると共に上記内針を回転及び並進の２次元走査を行って被検体の生体組織の超音波画像を収集可能としたものである。
【００１１】
さらに、上記複数個の超音波変換器は、各超音波変換器が同一の中心周波数を有し、同一の上部電極を備え、発生超音波を収束させるレンズ条件を同じにしてもよい。
【００１２】
さらにまた、上記複数個の超音波変換器は、各超音波変換器が同一又は異なる中心周波数を有し、同一又は異なる上部電極を備え、発生超音波を収束させるレンズ条件が同じ又は異なるものとしてもよい。
【００１３】
また、上記複数個の超音波変換器は、各超音波変換器が異なる中心周波数を有し、異なる上部電極を備え、発生超音波を収束させるレンズ条件が異なるものとしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による針状超音波探触子の実施の形態を示す中央縦断面図である。この針状超音波探触子は、針先に設けた超音波変換器を被検体内の生体組織へ直接刺入して超音波の２次元走査により上記生体組織の超音波画像を収集するもので、図１に示すように、外針１と、内針２と、超音波変換器３とを有して成る。
【００１７】
上記外針１は、内針２を内側に保持して被検体１５の生体組織へ刺入する際のガイドをする部材となるもので、金属などの剛性材料で外径が２mm程度の細径の中空パイプ状に形成されている。上記外針１の内側には、内針２が挿入されている。この内針２は、後述の超音波変換器３を外側面に保持して被検体１５の生体組織へ直接刺入するもので、金属などの剛性材料で外径が１〜２mm程度の細径の丸棒状に形成されると共に先端部１６が円錐状に形成されており、上記外針１の内側に小さなクリアランスをあけて同軸状に挿入されて、図２に示すようにその軸周りに矢印Ｂのように回転可能及びその軸方向に矢印Ｃのように並進可能に設けられている。
【００１８】
上記内針２の先端部１６近傍の外側面には、超音波変換器３が設けられている。この超音波変換器３は、被検体１５内に超音波を打ち出すと共に生体組織から反射してきたエコー信号を受波するもので、図３に示すように、内針２の外側面の一部に溝４が形成されており、この溝４内に嵌め込んで固定されている。上記超音波変換器３は、サファイアやシリコンなどの音響レンズ材５をベースにして、この音響レンズ材５の一方の面６に下部電極７と圧電体８と上部電極９とを設け、他方の面１０には凹球面状に形成したレンズ面１１を設けて成る。そして、上記下部電極７と圧電体８と上部電極９とを駆動することにより、超音波１２が発生され、この超音波１２は上記レンズ面１１で屈折して曲げられ、その屈折後の超音波１２′は焦点１３に収束するようになっている。なお、符号１４は図２に示すように内針２を矢印Ｂのように回転することにより上記焦点１３によって得られる画像化領域を示している。また、図１に示すように、上記音響レンズ材５の一部に中間ベース１７を搭載し、この中間ベース１７と上記下部電極７、上部電極９とをそれぞれ信号線１８でボンディングし、さらに上記中間ベース１７にケーブル１９を接続して図示外の制御装置に接続されている。
【００１９】
このような状態で、上記内針２及び外針１を被検体１５内に刺入し、超音波変換器３から超音波を被検体１５内に送受波すると共に上記内針２を矢印Ｂのように回転及び矢印Ｃのように並進して２次元走査を行って、上記被検体１５の生体組織の超音波画像を収集するようになっている。
【００２０】
ここで、本発明においては、図３に示すように、内針２の先端部近傍にて超音波変換器３を設けた部位の外側面形状を、該内針２の他の部位の外側面と同一の円弧状断面となるように形成し、内針２全体の外側面を平滑な表面に仕上げてある。すなわち、内針２の外側面の一部に形成された溝４内に嵌め込まれた超音波変換器３のレンズ面１１が設けられた部位の凹所に、充てん材２０を充てんし、この充てん材２０の外側面形状を上記内針２の他の部位の外側面と同一の円弧状断面となるように形成してある。そして、上記充てん材２０としては、超音波変換器３のベース部材としての音響レンズ材５より音速が遅く、音響インピーダンスが低く、且つ音響的減衰が少なく、さらに生物学的適合性の良い材料を用いる。
【００２１】
これにより、内針２全体として丸棒状の平滑な表面に仕上げられ、例えば図２に示すように、上記内針２を矢印Ｂのように回転して超音波走査しても、被検体１５の生体組織を傷めることがない。また、図３から明らかなように、超音波１２′の焦点１３の近傍まで上記充てん材２０が円弧状断面で形成されているので、被検体１５による超音波の吸収が少なく、音場が乱れるのを防止することができる。従って、良い画質の超音波画像を得ることができる。
【００２２】
図４は図３に示す例の変形例を示す断面図である。この例では、超音波変換器３の音響レンズ材５に形成されたレンズ面１１の凹球面部分に音響整合層２１を設け、その外側に上述の充てん材２０を充てんして外側面形状を内針２の他の部位の外側面と同一の円弧状断面となるように形成したものである。この場合は、超音波感度を図３のときよりも向上してさらに画質を向上することができる。
【００２３】
図５は図３に示す例の他の変形例を示す断面図である。この例では、超音波変換器３の音響レンズ材５の内側面に凸球面部分を設けてこれをレンズ面１１とし、このレンズ面１１の上面に凹球面に形成した下部電極７と圧電体８と上部電極９とを設け、さらに上記音響レンズ材５の外側面形状を内針２の他の部位の外側面と同一の円弧状断面となるように形成し、上記内針２全体として平滑な表面に仕上げたものである。この場合は、図３に示す充てん材２０を省略することができる。
【００２４】
図６は図５に示す例の変形例を示す断面図である。この例では、超音波変換器３の音響レンズ材５の外側面の円弧状断面部分に音響整合層２２を設け、この音響整合層２２の外側面形状を内針２の他の部位の外側面と同一の円弧状断面となるように形成したものである。この場合は、超音波感度を図５のときよりも向上してさらに画質を向上することができる。
【００２５】
図７は本発明の針状超音波探触子の他の実施形態を示す中央縦断面図である。この実施形態は、内針２の先端部近傍の外側面に、音響レンズ材５からなる同一ベース上に超音波変換器を複数個（３ａ，３ｂ，３ｃ）設けたものである。すなわち、図８（ａ）に示すように、音響レンズ材５を同一ベースとして、この同一ベース上の一方の面に下部電極７と圧電体８と上部電極９とを設け、他方の面には凹球面状に形成したレンズ面１１を設けて成る超音波変換器３ａ，３ｂ，３ｃが上記内針２の軸方向に沿って適宜の間隔で並列に設けられている。そして、図７及び図８（ａ）に示す例では、圧電体８は共通で同一の厚さとされ、上部電極９は同一形状の同一径とされると共に、レンズ面１１の径も同一とされ、上記複数個の超音波変換器３ａ，３ｂ，３ｃは、各超音波変換器３ａ〜３ｃの中心周波数を同一とすると共に、各超音波変換器３ａ〜３ｃの上部電極９及び発生超音波を収束させるレンズ条件が同じとされている。なお、上記の中心周波数は、例えば数10MHzから数100MHzの高周波とされており、数10μm程度の高分解能が得られるようになっている。
【００２６】
このように複数個の超音波変換器３ａ，３ｂ，３ｃが並列に設けられているので、図２に示すように内針２を矢印Ｂのように回転し及び矢印Ｃのように並進して超音波を２次元走査するのに、図８に示すように、ある位置で上記内針２を矢印Ｂのように回転して画像化領域１４上で焦点１３を移動させると、例えば３個並列に設けられた超音波変換器３ａ，３ｂ，３ｃの三つの焦点１３がある範囲で並んで走査することとなる。従って、図８（ｂ）に示すように、例えばａ×ｂの面積を有する画像化領域１４の全面にわたって２次元走査して超音波画像を得るのに、図１６（ｂ）の従来例に比べ１回の回転走査で形成される範囲が例えば３倍となり、走査時間を短縮することができる。
【００２７】
図９は図７に示す実施形態の変形例を示す超音波変換器の部分の縦断面図である。この例では、複数個の超音波変換器３ａ〜３ｃの圧電体８は共通で同一の厚さとされ、各々の上部電極９ａ，９ｂ，９ｃの直径Ｄはそれぞれ異なったものとされると共に、各レンズ面１１ａ，１１ｂ，１１ｃの径もそれぞれ異なったものとされ、上記複数個の超音波変換器３ａ，３ｂ，３ｃは、それぞれの中心周波数を同一とし、各々の上部電極９ａ，９ｂ，９ｃ及び発生超音波を収束させるレンズ条件はそれぞれ異なるものとされている。この場合は、上記各超音波変換器３ａ〜３ｃの焦点距離Ｌはそれぞれ異なったものとなり、被検体１５内の異なった深度の観察位置２３ａ，２３ｂ，２３ｃを同時に選択できるので、従来のように刺入を繰り返すことなく同時に異なった観察位置２３ａ，２３ｂ，２３ｃの超音波画像を容易に収集することができる。
【００２８】
図１０は図７に示す実施形態の他の変形例を示す超音波変換器の部分の縦断面図である。この例では、複数個の超音波変換器３ａ〜３ｃの圧電体８ａ，８ｂ，８ｃの厚さｔがそれぞれ異なるものとし、各々の上部電極９の直径Ｄが同一とされると共に、各レンズ面１１の径も同一とされ、上記複数個の超音波変換器３ａ，３ｂ，３ｃは、それぞれの中心周波数を異なったものとし（圧電体の厚さｔが厚いと周波数が低く、薄くなると周波数が高くなる）、それぞれの上部電極９及び発生超音波を収束させるレンズ条件は同じものとされている。この場合は、上記各超音波変換器３ａ〜３ｃの焦点距離Ｌは同一となり、被検体１５内の同一深度の観察位置２３，２３，…に対して、それぞれ焦点深度Δｄ及び方位分解能Δｒの異なる画像を各場所について同時に収集できるので、従来のように刺入を繰り返すことなく同時に異なった画質の超音波画像を収集することができる。これにより、低い周波数の超音波変換器３ａで被検体１５の画像化位置を検索し、高い周波数の超音波変換器３ｃでより解像度の良い画像を得て、より正確な組織性状診断を行うことができる。
【００２９】
図１１は図７に示す実施形態の更に他の変形例を示す超音波変換器の部分の縦断面図である。この例では、複数個の超音波変換器３ａ〜３ｃの圧電体８ａ，８ｂ，８ｃの厚さｔがそれぞれ異なるものとし、各々の上部電極９ａ，９ｂ，９ｃの直径Ｄはそれぞれ異なったものとされると共に、各レンズ面１１ａ，１１ｂ，１１ｃの径もそれぞれ異なったものとされ、上記複数個の超音波変換器３ａ，３ｂ，３ｃは、それぞれの中心周波数が異なるものとされると共に、各々の上部電極９ａ，９ｂ，９ｃ及び発生超音波を収束させるレンズ条件はそれぞれ異なるものとされている。さらに、各超音波変換器３ａ，３ｂ，３ｃに対応する音響レンズ材５の厚さＴをそれぞれ変化させて、各レンズ面１１ａ，１１ｂ，１１ｃによる焦点距離は異なるものの、被検体１５内の観察位置２３ａ，２３ｂ，２３ｃは同じ深度Ｌ′に揃えるようになっている。この場合は、被検体１５内の同一深度Ｌ′の観察位置２３ａ，２３ｂ，２３ｃに対して、それぞれ焦点深度及び方位分解能の異なる画像を各場所について同時に収集できるので、従来のように刺入を繰り返すことなく同時に異なった画質の超音波画像を収集することができる。これにより、低い周波数の超音波変換器３ａで被検体１５の画像化位置を検索し、高い周波数の超音波変換器３ｃでより解像度の良い画像を得ることができる。特に、周波数の高い超音波においては被検体１５の生体組織での吸収が大きいことから、例えば第三の超音波変換器３ｃに対応する部分の音響レンズ材５の厚さＴを厚くすることにより、生体組織による超音波の減衰を小さくできる。これによって、より解像度の良い画像を得て、より正確な組織性状診断を行うことができる。
【００３０】
図１２は、図９又は図１０或いは図１１に示す例の変形例を示す断面図である。この例では、同一ベースとしての音響レンズ材５をその長手方向において屈曲し、各超音波変換器３ａ，３ｂ，３ｃからそれぞれ発生する超音波の焦点１３が同一位置に合致するようにして配置したものである。なお、図７〜図１２の例では、超音波変換器を３個（３ａ〜３ｃ）並べて設けたものとしたが、本発明はこれに限らず、２個以上何個設けてもよい。
【００３１】
図１３は本発明による針状超音波探触子を備えた超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。この超音波診断装置は、被検体１５の体表面に当接する通常の探触子２４と、この探触子２４を駆動して超音波を送受波すると共に超音波画像を生成する超音波装置２５と、この超音波装置２５からの画像信号を取り込んで超音波画像を表示するモニタ２６と、上記被検体１５内の病変部２７へ刺入して超音波を送受波する針状超音波探触子２８と、この針状超音波探触子２８の内針２（図１参照）を上記病変部２７へ刺入した後に回転及び並進の２次元走査を行う駆動機構２９と、上記針状超音波探触子２８を駆動して超音波を送受波する送受波部３０と、上記超音波装置２５及び針状超音波探触子２８の各部をコントロールする制御部３１とから成る。
【００３２】
以上のように構成された超音波診断装置において、通常の探触子２４と超音波装置２５との動作により病変部２７の断層像をモニタ２６の画面で観察しながら、針状超音波探触子２８の内針２を駆動機構２９により上記病変部２７の所要部位まで刺入する。そして、送受波部３０から、図１又は図７に示すケーブル１９を介して図３に示す超音波変換器３の上部電極９に送波電圧を印加し、圧電体８より所定周波数の超音波１２を発生させる。すると、この超音波１２は、音響レンズ材５のレンズ面１１で屈折、収束されて焦点１３を形成すると共に、この焦点位置に対応する被検体１５の生体組織からの反射波を超音波１２′の経路で上記圧電体８に導いて受波電圧を発生させる。その後、上記ケーブル１９を介して図１３に示す送受波部３０へ上記受波電圧を伝送し、制御部３１を介してモニタ２６の画面に針先像を表示する。このように、針状超音波探触子２８から超音波の送受波を行いながら、制御部３１を介して駆動機構２９を作動し、図２に示すように内針２を画像化領域１４内で回転及び並進の２次元走査をすることにより、リアルタイムに病変部２７の生体組織の細胞レベルでの超音波画像を得ることができる。
【００３３】
図１４は本発明による針状超音波探触子を製造する方法を示す説明図である。この例では、図１０に示す構造の超音波変換器を有する針状超音波探触子を製造する場合について説明する。まず、図１４（ａ）に示すように、所定形状に切り出す前の音響レンズ材５を同一ベースとしてその片面１０に機械的或いは化学的加工により複数のレンズ面１１，１１，…を凹球面状に形成する。例えば、球状の研磨工具３２を用いて機械的に研削加工するか、或いはフォトリソグラフィ工程とエッチング処理を用いて化学的加工により一括して形成する。
【００３４】
次に、図１４（ｂ）に示すように、上記形成した各レンズ面１１，１１，…の位置に対応させて上記音響レンズ材５の反対側の片面６に下部電極７及び圧電体８ａ，８ｂ，８ｃ並びに上部電極９，９，…を真空蒸着又はスパッタリングで形成する。これと並行して、上記他の片面１０上に形成されたレンズ面１１，１１，…に、音響整合層２１，２１，…を所定形状の孔を有するマスクを直接用いた真空蒸着或いはスパッタリングなどの薄膜プロセスにより形成するか、又は同様の薄膜プロセスとフォトリソグラフィ工程及びエッチング処理により形成する。その後、上記音響レンズ材５を所定形状に切断して超音波変換器を作製する。この例では、共通の音響レンズ材５と下部電極７の上に、圧電体８ａと上部電極９とにより第一の超音波変換器３ａが作製され、また圧電体８ｂと上部電極９とにより第二の超音波変換器３ｂが作製され、さらに圧電体８ｃと上部電極９とにより第三の超音波変換器３ｃが作製される。
【００３５】
次に、図１４（ｃ）に示すように、上記超音波変換器３ａ〜３ｃの同一ベース上の一部に中間ベース１７を搭載してこの中間ベース１７と上記下部電極７、上部電極９，９，９とをそれぞれ信号線１８，１８，…でボンディングして接続する。
【００３６】
その後、図１４（ｄ）に示すように、予め所定形状に形成した内針２の先端部１６近傍の外側面の設置溝４に上記超音波変換器３ａ〜３ｃの同一ベースとしての音響レンズ材５を嵌め込んで固定すると共に、上記中間ベース１７にケーブル１９を接続する。そして最後に、図３に示すように、上記超音波変換器３ａ〜３ｃを嵌め込んだ内針２の外側面部分を他の部位の外側面と同一の円弧状断面となるように形成し、内針２全体の外側面を平滑な表面に仕上げる。これにより、第一の発明による針状超音波探触子を小形かつ細径に製造することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明による針状超音波探触子は以上のように構成されたので、超音波を送受波する超音波変換器は音響レンズ材からなる同一ベース上に内針の軸方向に沿って適宜の間隔で並列に複数個設けられ、内針及び外針を被検体内に刺入して上記複数個の超音波変換器から同時に超音波を送受波することにより、内針の１回の回転走査で形成される画像化の範囲が従来よりも数倍に広くなり、所定の画像化領域の全面にわたって２次元走査する走査時間を従来より短縮することができる。従って、上記被検体の生体組織の超音波画像を短時間に収集でき、且つ１回の刺入で計測条件の異なる超音波画像を同時に収集できる。このことから、患者への負担を軽減することができる。また、剛性材料で細径の丸棒状に形成されると共に先端部が円錐状に形成された内針の先端部近傍にて上記複数個の超音波変換器を設けた部位の外側面形状を該内針の他の部位の外側面と同一の円弧状断面となるように形成し、内針全体の外側面を平滑な表面に仕上げたことにより、被検体の生体組織への直接刺入により該生体組織に与える影響を抑えることができる。例えば、上記内針を生体組織内で回転して超音波走査をしても、被検体の生体組織を傷めることがない。また、上記超音波変換器の焦点の近傍まで円弧状断面の部材で形成されているので、被検体による超音波の吸収が少なく、音場が乱れるのを防止することができる。従って、良い画質の超音波画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による針状超音波探触子の実施の形態を示す中央縦断面図である。
【図２】内針を回転及び並進の２次元走査をする状態を示す斜視説明図である。
【図３】超音波変換器の構造を示す図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】図３に示す例の変形例を示す断面図である。
【図５】図３に示す例の他の変形例を示す断面図である。
【図６】図５に示す例の変形例を示す断面図である。
【図７】  本発明の針状超音波探触子の他の実施形態を示す中央縦断面図である。
【図８】図７に示す針状超音波探触子の超音波走査による画像化領域を示す説明図である。
【図９】図７に示す実施形態の変形例を示す超音波変換器の部分の縦断面図である。
【図１０】図７に示す実施形態の他の変形例を示す超音波変換器の部分の縦断面図である。
【図１１】図７に示す実施形態の更に他の変形例を示す超音波変換器の部分の縦断面図である。
【図１２】図９又は図１０或いは図１１に示す例の変形例を示す断面図である。
【図１３】  本発明による針状超音波探触子を備えた超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１４】  本発明による針状超音波探触子を製造する方法を示す説明図である。
【図１５】従来の針状超音波探触子における超音波変換器の構造を示す図１のＡ−Ａ線断面に相当する拡大断面図である。
【図１６】従来の針状超音波探触子の超音波走査による画像化領域を示す説明図である。
【符号の説明】
１…外針
２…内針
３，３ａ，３ｂ，３ｃ…超音波変換器
４…溝
５…音響レンズ材
７…下部電極
８，８ａ，８ｂ，８ｃ…圧電体
９，９ａ，９ｂ，９ｃ…上部電極
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…レンズ面
１３…焦点
１４…画像化領域
１５…被検体
１６…先端部
１７…中間ベース
１８…信号線
１９…ケーブル
２０…充てん材
２１，２２…音響整合層
２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ…観察位置
２８…針状超音波探触子
【図１】
0003676453.tif 000002
【図２】
0003676453.tif 000003
【図３】
0003676453.tif 000004
【図４】
0003676453.tif 000005
【図５】
0003676453.tif 000006
【図６】
0003676453.tif 000007
【図７】
0003676453.tif 000008
【図８】
0003676453.tif 000009
【図９】
0003676453.tif 000010
【図１０】
0003676453.tif 000011
【図１１】
0003676453.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0003676453.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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