(57)【要約】【課題】様々な環境下で確実に超音波伝達媒体に気泡を発生することなく超音波を効率良く伝達出来るとともに、各種環境下による劣化が発生しない信頼性の高い超音波探触子を提供する。【解決手段】超音波を用いて所定の被検体内の画像を取得するための超音波探触子であり、音響伝搬媒質に所望の内圧を発生させるエネルギー弾性体から構成する圧力発生手段を有する少なくとも剛体の仕切り体６または超音波探触子エネルギー弾性体７からなる圧力発生手段により、液状音響伝達媒質３へ所望の圧力を印加する。【選択図】図１
2006068194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を用いて所定の被検体内の画像を取得するための超音波探触子であって、
超音波信号の送受信を行う超音波振動子から構成される超音波振動子アセンブリーと、前記超音波アセンブリーを所定の揺動軸を中心に揺動可能に支持する軸受け部と、
略半球状を有し前記超音波振動子アセンブリーの送受信側に位置し、前記超音波振動子アセンブリーを保護する音響窓と、
前記超音波振動子アセンブリーを前記所定の揺動軸を中心として揺動させる駆動手段と、前記超音波素子アセンブリーの周囲に封入された液状の音響伝搬媒質と、
前記音響伝搬媒質に所望の内圧を発生させるエネルギー弾性体から構成する圧力発生手段を有する超音波探触子。
【請求項２】
前記圧力発生手段は、前記音響伝搬媒質の容積を可変可能に仕切る剛体からなる仕切り体と、前記仕切り体に連結し前記音響伝搬媒質の容積を可変させる方向に力が作用するエネルギー弾性体とを有する請求項１に記載の超音波探触子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を用いて体内画像を得るための医用超音波診断装置において利用される超音波探触子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波を用いて体内画像を得る超音波探触子において、超音波信号を効率良く伝達させるためには、超音波振動子の周囲を音響伝搬媒質で充填する必要がある。
【０００３】
電子走査のみで体内画像をえる超音波探触子では、音響伝達特性の良好な物質で超音波振動子の周囲を固める技術が一般に知られている。一方、超音波振動子を機械走査させて体内画像を得る超音波探触子では、超音波振動子の周囲は超音波振動が機械走査可能なように液状の音響伝搬媒質で充填する必要がある。ここでの要点は音響伝達媒質に気泡を発生させないことであり、音響伝搬媒質に内圧を発生させることで、気泡が無い状態を維持できることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図３にこのような従来の超音波探触子の要部断面図を示す。超音波探触子１００は超音波振動子からなる超音波振動子アセンブリー１０１と、略半球状部を有する音響窓１０２と、構成部品を所望の位置関係に支持する基台１０４を有している。８はゴム材料から形成される中空の与圧部材であり、前記音響窓１０２の内部につながり、一体の空間を形成している。この内部の空間には、与圧部材８の変形で内圧が発生するよう、適切な量の液状の音響伝搬媒質１０３が充填されている。
【０００５】
このように構成することにより、ゴム材料からなる与圧部材５の変形による反力で液状の音響伝搬媒質１０３に内圧を発生させることができる。この内圧により、音響伝搬媒質を気泡が無い状態を維持でき、超音波信号を効率良く伝達できる。またこの構成では、周囲温度環境の変化による音響伝搬媒質３の容量が変化を、与圧部材８の変形量で吸収し、変形量に応じた内圧を超音波伝達部材に与え、従って気泡がない状態を維持し、超音波信号を効率良く伝達できる。
【特許文献１】特開平９−２８９９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のゴム材料からなる中空の与圧部材では、高分子構造に起因する  エントロピー弾性体固有の非線形な力学的挙動を示すため、各種環境下で所望の圧力が  発生するように理論的に与圧部材の形状決定をすることが困難であり、従って発生する  圧力も不安定であった。
【０００７】
また、耐環境性等のゴム材質や工法に依存するゴム材料固有の課題があり、圧力を発  生するためのゴムの力学的特性と両立させる必要があるという設計制約があった。
【０００８】
このため、所望の音響伝搬媒質内圧を生ずるためには試作・各種信頼性評価を繰り返  す必要があった。また、圧力が不安定であることや、ゴム固有課題から生ずる設計制約  により、設計マージンを適切に確保することが困難であった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、音響伝搬媒質へ所望の内  圧を発生させることが可能であり、したがって各種環境下で確実に超音波伝達媒体に気  泡を発生することなく超音波を効率良く伝達出来るとともに、各種環境下による劣化が  
発生しない信頼性の高い超音波探触子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の超音波探触子は、超音波を用いて所定の被検体内の画像を取得するため超音波信号の送受信を行う超音波振動子から構成される超音波振動子アセンブリーと、前記超音波アセンブリーを所定の揺動軸を中心に揺動可能に支持する軸受け部と、略半球状を有し前記超音波振動子アセンブリーの送受信側に位置し、前記超音波振動子アセンブリーを保護する音響窓と、前記超音波振動子アセンブリーを前記所定の揺動軸を中心として揺動させる駆動手段と、前記超音波素子アセンブリーの周囲に封入された液状の音響伝搬媒質と、前記音響伝搬媒質に所望の内圧を発生させるエネルギー弾性体からなる圧力発生手段を有するよう構成されている。
【００１１】
この構成により、音響伝搬媒質へ所望の内圧を発生させることが可能であり、したがって各種環境下で確実に超音波伝達媒体に気泡を発生することなく超音波を効率良く伝達出来るとともに、各種環境下による劣化が発生しない信頼性の高い超音波探触子を提供することが可能となる。
【００１２】
さらに本発明の超音波探触子は、圧力発生手段が、前記音響伝搬媒質の容積を可変可  能に仕切る剛体からなる仕切り体と、前記仕切り体に連結し前記音響伝搬媒質の容積を  可変させる方向に力が作用するエネルギー弾性体からなるよう構成されている。
【００１３】
この構成により、エネルギー弾性体のばね定数を任意に設定するだけで音響伝搬媒質  へ容易に所望の圧力を印加できるとともに、各種環境下による劣化が発生しない信頼性  の高い超音波探触子を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は音響伝搬媒質に所望の内圧を発生させる圧力発生手段を有するよう構成して  おり、容易に音響伝搬媒質へ所望の内圧を発生させることができ、したがって各種環境  下で確実に超音波伝達媒体に気泡を発生することなく超音波を効率良く伝達出来るとと  もに、各種環境下による劣化が発生しない信頼性の高い超音波探触子を提供することが  可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
図１及び図２は、本発明の第一の実施の形態における超音波探触子の圧力発生手段の  動作を示す斜視図である。
【００１７】
図１及び図２に示す超音波探触子１０は、超音波を送受信する超音波振動子（不図示）、超音波の焦点を機械的に定めるレンズ（不図示）、背面への超音波の発生を防ぐ背面緩衝材（不図示）、音響インピーダンスを整合する整合層（不図示）、超音波の信号線により構成されている超音波振動子アセンブリー１を有している。なお、この超音波振動子アセンブリー１が有する超音波の電子走査によって、被検体内の平面断層像を取得することが可能とる。
【００１８】
また、超音波振動子アセンブリー１は、駆動部によって揺動軸（不図示）を中心とし  て図中⇔の方向へ機械走査させることが可能となる。なお、上述の電子走査及び機械走  査の両方を用いることにより、被検体内の立体画像や任意の断面像を取得することが可  能となる。
【００１９】
また、超音波探触子１０は、略球形状部を有する音響窓２を有している。この音響窓  ２は、通常その音響インピーダンスが人体に近い部材によって構成されており、その内  側には液状の音響伝搬媒質３が充填されている。これにより、超音波アセンブリー１に  よって送受信される超音波は、空気層を通過せずに、音響伝搬媒質３及び音響窓２の部  材を通じて被検体内に効率良く伝搬される。
【００２０】
また、基台４は、例えば揺動軸（不図示）や、音響窓３が所望の位置となるように支  持する支持部材である。
【００２１】
また、筐体５は、音響窓２の略半球状部と背向した長手方向（図１及び図２の上下方  向）に延在しており、音響窓２と一体化して超音波探触子１０の外形をなしている。な  お超音波探触子１０の操作者は、この筐体５を把持し被検体に対して音響窓を接触させ  て操作を行うことによって、被検体の体内画像を取得することが可能となる。
【００２２】
また、仕切り体６は前記基台４に弾性体７を介して接続しており、前記音響窓２、前  記基台４ともに前記音響伝播媒質３を密封している。ここで、弾性体７は変形量にほぼ  比例しで力を発生するエネルギー弾性体であり、例えばコイルばねや、専用部品として  の板ばねでも良い。材質は、線形性を有するばねであれば、金属でも樹脂でもよい。
【００２３】
ここで図１は、低温環境下で音響伝達媒質３が収縮し容量が減少している状態であり、弾性体７が仕切り体６を力Ｆ0で音響伝搬媒質３に押しつけることで音響伝搬媒質３に内圧を発生させている。図２は、図１の状態よりも環境温度を高温にしたものであり、音響伝達媒質３は膨張し容量は増加し、図１の状態よりも仕切り体６を下方に押しつけ、弾性体７の変形量を増加させている。このとき弾性体７が仕切り体６を音響媒質３に押しつける力はＦ1である。
【００２４】
本実施例では、音響伝搬媒質の内圧が、−１０℃の時に５ｋＰａ，６０℃の時に４０  ｋＰａとなるように弾性体を設定しているが、この値は気泡を発生させない範囲で任意  に設定して良い。
【００２５】
このように、環境温度が変化し音響伝搬媒質の容量が変化しても、弾性体７が仕切り  体６を介在して音響媒質３に内圧を発生させることができる。また弾性体７は変形量に  ほぼ比例しで力を発生するエネルギー弾性体で構成しているため、音響伝搬媒質３の容  量変化量と弾性体７のばね定数を規定するだけで容易に音響伝搬媒質３の所望の内圧を  規定できる。更に、弾性体の材料は、金属材料等のエネルギー弾性体であるため、従来  のゴム材料に比べて、耐候性等、各種信頼性が高いものとなる。
【００２６】
以上のように本発明の第一の実施の形態によれば、音響伝搬媒質に所望の内圧を発生  させるエネルギー弾性体からなる圧力発生手段を有しているため、容易に音響伝搬媒質  へ所望の内圧を発生させることができ、したがって各種環境下で確実に超音波伝達媒体  に気泡を発生することなく超音波を効率良く伝達出来るとともに、各種環境下による劣  化が発生しない信頼性の高い超音波探触子を提供することが可能である。
【００２７】
また、圧力発生手段が可動することで前記音響伝搬媒質の容積を可変する剛体からな  る仕切り体と、前記仕切り体に連結し前記音響伝搬媒質の容積を変動させる方向に力が  作用するエネルギー弾性体からなるよう構成されているため、エネルギー弾性体のばね  定数を任意に設定するだけで音響伝搬媒質へ容易に所望の圧力を印加でき、設計・評価  時間を短縮できるとともに、信頼性の高井超音波探触子を提供することが可能となる。  
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上のように、本発明にかかる超音波探触子は、各種環境下で容易に音響伝搬媒質へ  所望の内圧を発生させることができるという高い信頼性有しており、超音波を用いて体  内画像を得るための医用超音波診断装置の超音波探触子に係わる技術分野に適応可能で  ある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における超音波探触子の斜視図
【図２】本発明の第１の実施の形態における別の超音波探触子の斜視図
【図３】従来の超音波探触子の要部断面図
【符号の説明】
【００３０】
１、１０１  超音波振動子アセンブリー
２、１０２  音響窓
３、１０３  音響伝搬媒質
４、１０４  基台
５  筐体
６  仕切り体
７  弾性体
８  与圧部材
１０，１００  超音波探触子
【図１】
2006068194.tif 000003
【図２】
2006068194.tif 000004
【図３】
2006068194.tif 000005