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JPH0234155A - Omni-directional ultrasonic probe - Google Patents

Omni-directional ultrasonic probe

Info

Publication number
JPH0234155A
JPH0234155A JP63177236A JP17723688A JPH0234155A JP H0234155 A JPH0234155 A JP H0234155A JP 63177236 A JP63177236 A JP 63177236A JP 17723688 A JP17723688 A JP 17723688A JP H0234155 A JPH0234155 A JP H0234155A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acoustic
transducer
reflective member
shaft
probe
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
Application number
JP63177236A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
E Snyder Jonathan
ジョナサン・イー・スナイダー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
COLLAZONICS CORP
Original Assignee
COLLAZONICS CORP
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by COLLAZONICS CORP filed Critical COLLAZONICS CORP
Priority to JP63177236A priority Critical patent/JPH0234155A/en
Publication of JPH0234155A publication Critical patent/JPH0234155A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

PURPOSE: To conduct continuous blood testing without any need to aim by transmitting and receiving all around directionally and continuously by using continuous wave ultrasonic signals. CONSTITUTION: A transducer 36 is connected to a wire pair 60 to use for transmitting a continuous wave acoustic signal. The continuous wave acoustic signal reflected from an acoustic reflector at the outside of a probe is received by a transducer 52. A reflect member 72 reflects the continuous wave acoustic energy from the probe at an angle to be measured on a lengthwise directional axial line of the probe 12, and receives an acoustic reflective wave from an outer acoustic reflector in a path with an operating angle for a lengthwise directional axial line of the probe, which are reflected to the transducer.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の利用分野] 本発明は、動物(人間および非人間を含む)の体内で使
用するための超音波プローブに関し、特定すると、限定
されるものでないが、装置の範囲内における音響的レフ
レクタの速度をドツプラ効果により検出するのに使用す
るため中空カテーテルの端部に取り付けられて食道に除
去可能に配置される装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an ultrasonic probe for use within the body of an animal (including humans and non-humans), and particularly, but not exclusively, to the field of the invention. The present invention relates to a device attached to the end of a hollow catheter and removably placed in the esophagus for use in detecting the velocity of an acoustic reflector within a range by the Doppler effect.

[発明の概要] 本発明は、新規にして改良された全方向性超音波プロー
ブを提供することによりこの種装置における一般的要求
を満足させるものである1本発明は、標準的食道聴診器
に関する特定の応用において、下行大動脈における血液
速度を測定するのに使用される。この種の速度測定は、
例えば、血液流量が本発明の装置により測定されつつあ
る患者に投与される麻酔薬を制御するに際して、麻酔医
により使用できよう6本発明の装置は、持続波超音波信
号により全方向的および連続的伝送および受信を行なう
から、狙い定めの要がなくまた時間遅延を調整する要が
ない。本発明の装置はまた、異なる操作角度を限定する
ように、したがって異なる長平方向の超音波伝送および
受信を許容するように、異なる角度で設計できる1また
は複数の表面を使用する6しかしながら、本発明の装置
においては、伝送および受信の両者は実質的に平行な反
射路に沿って行なわれる。種々の反射角度を許容するこ
とにより、本発明の装置は、種々の用途に適合せしめる
ことができるような変幻性を有する。他方、本発明の装
置は、伝送および受信が実質的平行路に沿って行なわれ
ることを必要とすることにより、比較的簡単化された経
済的な構造を有する。本発明の装置は、この動作を、比
較的低いクロストークをもって提供し、そして音響絶縁
および整合部材、および持続波信号の伝送および受信の
効率を向上さセる液体充填室を備える。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention satisfies a general need in this type of device by providing a new and improved omnidirectional ultrasound probe. The present invention relates to a standard esophageal stethoscope. In certain applications, it is used to measure blood velocity in the descending aorta. This kind of speed measurement is
For example, it could be used by an anesthesiologist in controlling anesthetics administered to a patient whose blood flow is being measured by the device of the invention6. Because it performs targeted transmission and reception, there is no need for aiming or adjusting time delays. The device of the present invention also uses one or more surfaces that can be designed at different angles to limit different operating angles and thus to allow ultrasound transmission and reception in different elongated directions.6 However, the present invention In this device, both transmission and reception occur along substantially parallel reflection paths. By allowing different angles of reflection, the device of the present invention is protean so that it can be adapted to a variety of applications. On the other hand, the device of the invention has a relatively simple and economical construction by requiring transmission and reception to take place along substantially parallel paths. The device of the present invention provides this operation with relatively low crosstalk and includes acoustic isolation and matching members and a liquid-filled chamber that improves the efficiency of transmission and reception of continuous wave signals.

本発明の装置は、使用される対象物に比較的容易に挿入
されるように設計される。これらの諸諸の特徴により、
本発明の装置は、実際に製造、使用され得る実用的なプ
ローブを提供する。それゆえ、本発明は、従来技術の利
点を有し、かつこの利点を比較的簡単で、経済的かつ実
際的な構造でもたらすことにより、従来技術に改良を加
えたプローブを提供するものであると信する。
The device of the invention is designed to be relatively easily inserted into the object in which it is used. Due to these various characteristics,
The device of the present invention provides a practical probe that can be actually manufactured and used. The present invention therefore provides a probe that has the advantages of the prior art and improves upon the prior art by providing these advantages in a relatively simple, economical and practical construction. I believe that.

本発明のプローブは、動物(人間を含む)の体内に使用
できるものであり、支持部材と、該支持部材に結合され
、試験期間中持続波超音波信号を体内において伝送する
ための送信器と、支持部材に結合さね、受信反射路に沿
って体内の音響的レフレクタ(例えば下行大動脈中を流
れる液体)から反射される持続波超音波信号の反射を受
信するための受信器と、支持部材に結合され、持続波超
音波信号を送信器から体内中に伝送反射路に沿って反射
し、かつ体内の音響的レフレクタから反射される持続波
超音波信号の反射を受信反射路に沿って受信器へと反射
するための音響反射手段とを備え、そして送信反射路と
受信反射路が実質的に平行となるように、音響反射手段
が、送信器および受信器に関して配置されている。
The probe of the present invention can be used inside the body of an animal (including a human), and includes a support member and a transmitter coupled to the support member for transmitting a continuous wave ultrasound signal within the body during a test period. a receiver coupled to the support member for receiving a reflection of a continuous wave ultrasound signal reflected from an acoustic reflector within the body (e.g., fluid flowing in the descending aorta) along a receive reflection path; transmitting a continuous wave ultrasound signal from the transmitter into the body, reflecting along a reflection path, and receiving a reflection of the continuous wave ultrasound signal reflected from an acoustic reflector within the body, along a reflection path. an acoustic reflecting means for reflecting to a receiver, and the acoustic reflecting means is arranged with respect to the transmitter and the receiver such that the transmitting and receiving reflection paths are substantially parallel.

[実施例] 第1図には、細長い可撓性の滑らかなプラスチック製管
状部材4よりなる中空のカテーテル2が示されているが
、これは例えば従来の態様で食道に挿入される。しかし
ながら、本発明は、動物の他の内部環状部分内のように
、食道以外の環境で使用できる。部材4の端部間には、
複数の穿孔6を有する穿孔部が存在する。穿孔6は、ス
リーブ8(熱収縮性スリーブ)内に保護収容されている
。しかして、このスリーブは、液体が穿孔6に入るのを
防ぐシールを形成するだ番プでなく、音響信号が穿孔6
を介して管状部材4の中空内部を上昇し従来の聴診器(
図示せず)のような聴診信号受信機器へ通るように伝達
されるダイアフラムすなわち膜として働く。聴診器のよ
うな聴診信号受信機器は、カテーテル2の二叉上端部乃
至末端部の一部を画定するアダプタ10に接続されてい
る0本発明の好ましい実施例を記述するに当って、例示
として人間の食道における使用に言及するから、wA8
を介してアダプタ10に接続される聴診器にまで伝達で
きる音響的に検出可能な音は、近傍を食道が通過する心
臓や肺から発する音である。しかしながら、前述したよ
うに、本発明は他の応用に用途を有するものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a hollow catheter 2 consisting of an elongated flexible smooth plastic tubular member 4, which is inserted, for example, into the esophagus in a conventional manner. However, the invention can be used in environments other than the esophagus, such as within other internal annular regions of animals. Between the ends of member 4,
There is a perforation section with a plurality of perforations 6. The perforation 6 is protected within a sleeve 8 (heat-shrinkable sleeve). This sleeve is therefore not a seal that prevents liquid from entering the perforation 6, but rather the acoustic signal is
via a conventional stethoscope (
It acts as a diaphragm or membrane through which the auscultation signal is transmitted to a receiving device, such as an auscultation signal (not shown). An auscultatory signal receiving device, such as a stethoscope, is connected to an adapter 10 that defines a portion of the distal or forked end of the catheter 2. In describing the preferred embodiment of the present invention, by way of example only Since it refers to its use in the human esophagus, wA8
The acoustically detectable sounds that can be transmitted to the stethoscope connected to the adapter 10 via the adapter 10 are sounds emanating from the heart and lungs, near which the esophagus passes. However, as mentioned above, the invention has use in other applications.

カテーテル2の下端部すなわち末端部には、本発明にし
たがって構成されたプローブ2が接続されている。好ま
しい実施例において、プローブ12は、第1〜6図に図
示される4つの特定の実施例の1つを有する超音波信号
発生および受信トランスジューサアセンブリである。1
つの実施例を第1〜3図を参照して説明し、その変形を
第6図を参照して説明する0次に、他の実施例を第4図
を参照して説明し、その変形を第5図を参照して説明す
る。これらの種々の実施例の同じ部材は、同じ参照番号
により指示されている。
Connected to the lower or distal end of the catheter 2 is a probe 2 constructed in accordance with the present invention. In a preferred embodiment, probe 12 is an ultrasound signal generating and receiving transducer assembly having one of four specific embodiments illustrated in FIGS. 1-6. 1
One embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3, and a modification thereof will be described with reference to FIG. 6. Next, another embodiment will be described with reference to FIG. This will be explained with reference to FIG. Like parts in these various embodiments are designated by like reference numbers.

概説すると、これらの実施例の各々は、支持部材と、該
支持部材に接続され、試験期間中体内において持続波超
音波信号を送信する送信器と、支持部材に接続され、プ
ローブが配置される体の音響的レフレクタから送信反射
路に沿って反射される持続波超音波信号の反射を受信す
るための受信器と、支持部材に接続され、持続波超音波
信号を受信反射路に反射し、かつ受信反射路に沿つで体
の音響的レフl/フタから反射される持続波超音波信号
の反射を受信器に反射する音響反射手段とを備え、そ1
.て伝送反射路および受信反射路が実質的に平行となる
ように、音響反射手段が伝送手段および受信手段に関し
て配置されている。ここで使用されるr送信反射路jお
よびr受信反射路jとは、本発明によりそれぞれ送信お
よび受信される超音波エネルギにより限定されるすなわ
ち該エネルギが横切る三次元ビームパターンを意味する
。好まし実施例において、これらのパターンは、プロー
ブの周囲に設定される。何故ならば、プローブ12は全
方向的に動作するからである。
Generally speaking, each of these embodiments includes a support member, a transmitter connected to the support member for transmitting a continuous wave ultrasound signal within the body during a test period, and a probe connected to the support member in which a probe is disposed. a receiver for receiving a reflection of a continuous wave ultrasound signal reflected along a transmission reflection path from an acoustic reflector of the body; and a receiver connected to the support member for reflecting the continuous wave ultrasound signal to a reception reflection path; and an acoustic reflecting means for reflecting the continuous wave ultrasound signal reflected from the body acoustic reflex l/lid along the receiving reflection path to the receiver,
.. The acoustic reflection means is arranged with respect to the transmission means and the reception means such that the transmission reflection path and the reception reflection path are substantially parallel. As used herein, r-transmit reflection path j and r-receive reflection path j refer to the three-dimensional beam pattern defined by or traversed by the ultrasound energy transmitted and received, respectively, according to the present invention. In a preferred embodiment, these patterns are set around the probe. This is because the probe 12 operates in all directions.

また、r受信反射路Jに沿って反射を伝送する体(7)
f音響的1ノフし/フタJとは、持続波超音波信号を反
射し得るプローブ12の範囲内のあるものをいう、下行
大動脈血流速度を監視する特定の例において、「音響的
レフレクタJは下行大動脈において移動しつつある血液
流、さらに詳しくいうと移動しつつある血液細胞である
。好ましい実施例のこの種のr音響的レフレクタJは、
本発明の1要素である音響反射手段と区別されプローブ
12の外側にあるものである。
Also, a body (7) that transmits the reflection along the r reception reflection path J.
facoustic reflector/lid J refers to something within the range of the probe 12 that can reflect a continuous wave ultrasound signal; is the moving blood flow, and more specifically the moving blood cells, in the descending aorta.An acoustic reflector J of this type in a preferred embodiment is:
It is distinguished from the acoustic reflection means, which is one element of the present invention, and is located outside the probe 12.

第1〜3図に示される実施例において、支持部材は、参
照番号14により総括的に指示されている。この部材1
4は、ハブ16およびこのハブから軸線方向に延びるシ
ャフト18として限定される2つの部分を有する一体の
部材である。部材14は、任意の適当な物質(例えばア
ルミニウム、ステンレスチール、プラスチック)より成
る。ハブ16は、これをカテーテル2の末端に嵌合せし
めるに適当な直径を有する円筒状外面20を有する。こ
の直径は、ハブ16およびカテーテル2の管状部材4が
相互に摩擦係合しプローブ】2をカテーテル2上に保持
するための保持力を生ずるように設定されている0表面
20からは周囲フランジ22が半径方向外方に延びでて
おり、プローブ12がカテーテル2に取り付けらねると
きカテーテルの下端部と衝合する。ハブ16は、該ハブ
を貫通する軸線方向の開口ないしチャンネル(これも参
照番号24で指示される)を画定する円筒状内面24を
有している。
In the embodiment shown in FIGS. 1-3, the support member is generally designated by the reference numeral 14. This member 1
4 is an integral member having two parts defined as a hub 16 and a shaft 18 extending axially from the hub. Member 14 is comprised of any suitable material (eg, aluminum, stainless steel, plastic). Hub 16 has a cylindrical outer surface 20 of a diameter suitable for fitting over the distal end of catheter 2. This diameter is such that the hub 16 and the tubular member 4 of the catheter 2 are configured to frictionally engage each other and create a retention force to retain the probe 2 on the catheter 2 from the peripheral flange 22. extends radially outward and abuts the lower end of the catheter 2 when the probe 12 is attached to the catheter 2. Hub 16 has a cylindrical inner surface 24 defining an axial opening or channel (also designated by reference numeral 24) therethrough.

開口ないしチャンネル24は、シャフト1日中にU字状
内面26により画定される軸線方向において整合する開
口と連通している。シャフト18は、ハブ16およびそ
のフランジ22の下限を画定する下部輪状表面28から
軸線方向に延在している6シヤフト18のU字状外面は
、この表面と交叉している。
The openings or channels 24 communicate with axially aligned openings defined by the U-shaped inner surface 26 throughout the shaft. The shaft 18 extends axially from a lower annular surface 28 that defines the lower limit of the hub 16 and its flange 22.The U-shaped outer surface of the shaft 18 intersects this surface.

プローブ12をカテーテル2に接続することに加えて、
支持部材14は、本発明の残りの部材に対する機械的乃
至構造的支持体を提供する。これらの部材のうちの2つ
は送信器と受信器である。
In addition to connecting probe 12 to catheter 2,
Support member 14 provides mechanical and structural support for the remaining members of the invention. Two of these components are a transmitter and a receiver.

第1図において、送信器は参照番号32により総括的に
指示されており、受信器は参照番号34により総括的に
指示されている。これらの2つの部材の関係は、送信器
32が受信器34の上にあるように描かれている。しか
しながら、実際には、部材34を送信器として動作させ
、部材32を受信機として動作させることも企画され得
る。何故ならば、例示の実施例のこれらの2つの部分の
構造は同一であるからである、便宜上、これら部材の上
方のものは送信器として言及され、下方のものは受信器
として言及されるが、この指示は逆転できしかも本発明
の技術思想内にあることを理解されたい。第1〜3図に
描かれる実施例の送信器の特定の構造は、第2図にもつ
ともよく示されている。この構造において、送信器32
は圧電セラミックトランスジューサ36を備えている。
In FIG. 1, transmitters are generally designated by the reference numeral 32 and receivers are designated generally by the reference numeral 34. The relationship of these two components is depicted as transmitter 32 being above receiver 34. However, in practice it may also be envisaged that the element 34 operates as a transmitter and the element 32 as a receiver. Since the structure of these two parts of the exemplary embodiment is the same, for convenience the upper one of these parts will be referred to as the transmitter and the lower one as the receiver. It should be understood that this instruction can be reversed and still be within the spirit of the invention. The specific structure of the transmitter of the embodiment depicted in FIGS. 1-3 is best shown in FIG. In this structure, the transmitter 32
includes a piezoceramic transducer 36.

トランスジューサ36は輪状形態を有しでおり、長手方
向表面38により画成される軸線方向間口乃至孔は、シ
ャフト18が開口を貫通できるに十分の直径を有してい
る。トランスジューサ36は、その軸線方向に離間され
た輪状表面42.44と交叉する円筒状外面40を有し
ている。トランスジューサ36は、シャフト18の外面
30がハブ16の表面28と交叉するところにて、シャ
フト18上のハブ16に隣接する端部近傍に取り付けら
れる。
Transducer 36 has an annular configuration and the axial aperture defined by longitudinal surface 38 has a diameter sufficient to allow shaft 18 to pass through the aperture. Transducer 36 has a cylindrical outer surface 40 intersecting axially spaced annular surfaces 42,44 thereof. Transducer 36 is mounted on shaft 18 near the end adjacent hub 16 where outer surface 30 of shaft 18 intersects surface 28 of hub 16 .

トランスジューサ36は、軸線方向厚さモードで動作し
て超音波信号がプローブ12の長手方向軸線に平行に伝
搬するように分極されメツキされる。これは、技術上周
知のように、例えば、セラミック上に銀を付着するシル
クスクッリーン法により、またはセラミック上に銀を付
着する真空付着法により、トランスジューサ36のセラ
ミック上体を適当にメツキすることによって遂行される
。企画される医療環境における好ましい用途において、
トランスジューサ36は、約500にt(zおよび2[
IMHzの範囲内の適当な周波数で共振するように構成
されるゆ トランスジューサ36をシャフト18上に同軸的に取り
付ける際、トランスジューサ36は、音響的絶縁物質の
層46と関連して設けられる。層46は、トランスジュ
ーサ36の形状と類似の輪状形態を有する0層46は、
トランスジューサ36の輪状表面42と支持部材14の
ハブ16の輪状表面28の間に配置乃至保持される。層
46を作る音響的絶縁物質は、技術上周知な任意の適当
な材料とし得る。1つの例は発泡性気泡プラスチックで
あり、他の例は空気層である。一般的に、この材料は、
トランスジューサ36により発生される音響エネルギが
プローブの支持部材14または後述の音響反射手段に結
合するのを防ぐ形式のものとずべきである。このような
結合を防ぐことは、トランスジューサ36の性能を増し
、音響的クロスト−・−りを減する。
Transducer 36 is polarized and plated so that it operates in an axial thickness mode so that the ultrasound signal propagates parallel to the longitudinal axis of probe 12. This may be accomplished by suitably plating the ceramic upper body of the transducer 36, as is well known in the art, such as by silk screen deposition of silver on ceramic or by vacuum deposition of silver on ceramic. carried out by In preferred applications in the planned medical environment,
Transducer 36 has approximately 500 t(z and 2[
In coaxially mounting the transducer 36 on the shaft 18, the transducer 36 is provided in association with a layer 46 of acoustically insulating material that is configured to resonate at a suitable frequency within the IMHz range. The layer 46 has an annular configuration similar to the shape of the transducer 36.
It is positioned or retained between the annular surface 42 of the transducer 36 and the annular surface 28 of the hub 16 of the support member 14. The acoustically insulating material making up layer 46 may be any suitable material known in the art. One example is expandable cell plastic, another example is air space. Generally, this material is
It should be of a type that prevents the acoustic energy generated by the transducer 36 from coupling into the probe support member 14 or the acoustic reflecting means described below. Preventing such coupling increases the performance of transducer 36 and reduces acoustic crosstalk.

トランスジューサ36とともに使用される図示される他
の部材は、これも輪状形状を有する174波長整合部材
である。部材48は、プラスチックまたは金属のような
、あるいは技術上周知でありかつ追って説明されるよう
な態様でトランスジューサ36がその一部を形成する共
振回路のクォリティファクタQを増すことによりトラン
スジューサ36の性能を改善するため技術上周知な適当
な材料から作ることができる0輪状層合部材48は、適
当な物質によりトランスジューサ36に接合され、また
他の方法で、追ってさらに詳述される音響反射手段の一
部の輪状表面50上に支持される。他の類似の後述の部
材が使用される場合、2以上の整合部材をここで使用で
きる。
The other member shown for use with transducer 36 is a 174 wavelength matching member, also having a ring shape. Member 48 enhances the performance of transducer 36 by increasing the quality factor Q of the resonant circuit of which transducer 36 forms a part, such as plastic or metal, or in other manners known in the art and as described below. An annular laminated member 48, which can be made from any suitable material known in the art for improving the quality of the material, is bonded to the transducer 36 by a suitable material, or otherwise serves as one of the acoustic reflecting means described in more detail below. is supported on an annular surface 50 of the section. More than one matching member can be used here if other similar members described below are used.

第2図に使用される実施例の受信器34は、送信器32
と同様に構成される。これに関連して、受信器34は、
シャフト18上に同軸的に装着された輪状の圧電セラミ
ックトランスジューサ52を備える。これにより、トラ
ンスジューサ52はトランスジューサ36と同軸に配置
される。
The receiver 34 of the embodiment used in FIG.
It is configured in the same way as . In this regard, receiver 34:
A ring-shaped piezoelectric ceramic transducer 52 is provided coaxially mounted on the shaft 18. This places transducer 52 coaxially with transducer 36.

方、トランスジューサ52は、端面50を有する反射手
段部分の反対端部の近傍に配置されており、トランスジ
ューサ52が、追って説明されるような特定の意味を有
する長手方向距離dによりトランスジューサ36から長
手方向に離間されるよつになされている。
On the other hand, the transducer 52 is disposed proximate the opposite end of the reflective means portion having an end face 50 such that the transducer 52 is longitudinally separated from the transducer 36 by a longitudinal distance d having a specific meaning as hereinafter explained. It is made to be spaced apart.

トランスジューサ36と同様に、トランスジューサ52
と関連して、音響絶縁物質の輪状層54および輪状の1
/4波長の整合部材56が配置されており、トランスジ
ューサ52に接合され、かつ第1〜3図に図示される音
響反射手段の他の部分の上面58に隣接して支持されて
いる。
Similar to transducer 36, transducer 52
associated with an annular layer 54 of acoustic insulating material and an annular 1
A /4 wavelength matching member 56 is disposed and is joined to the transducer 52 and supported adjacent the top surface 58 of the other portion of the acoustic reflecting means illustrated in FIGS. 1-3.

送信器トランスジューサ36に付勢電圧または電流を伝
達するため、第2図に図示される好ましい実施例は、同
軸線対60の導電線を備える。
To transmit energizing voltage or current to transmitter transducer 36, the preferred embodiment illustrated in FIG. 2 includes a coaxial wire pair 60 of conductive wires.

1−ランスジューサ36により発生される超音波信号の
反射として得られる超音波信号応答してトランスジュー
サ52により発生される電圧または電流を伝達するため
、受信機トランスジューサ52には同軸線対62の2本
の導電線が接続されている。同軸線対60の2本の導電
線は、トランスジューサ3Gの軸線方向厚さを横切るよ
うにその両面に接続される。すなわち、一方の導電線は
トランスジューサ36の表面42に、他方の導電線は表
面44に接続される。これらの接続は、導電線の半径方
向延長部64.66が実質的に同じ直径面を通って伸び
るように作られる。これは、同軸線対62の導電線の半
径方向部分68.70を示す第3図にもっともよく示さ
ねでいる。しかして、これらの導電線対は、受信機トラ
ンスジューサ52に接続されている。第3図に描かれる
ように、半径方向延長部68.70は、正確には同じ直
径平面内になく、図示されているように、数度だけ外れ
ることが意図さねでいる。この構造は、支持部材中をの
びる軸線方向チャンネル中ヘワイヤの通すのを容易にす
る。
1- Receiver transducer 52 includes two coaxial wire pairs 62 for transmitting the voltage or current generated by transducer 52 in response to the ultrasonic signal obtained as a reflection of the ultrasonic signal generated by transducer 36; conductive wires are connected. The two conductive wires of the coaxial wire pair 60 are connected to both sides of the transducer 3G across the axial thickness of the transducer 3G. That is, one conductive wire is connected to the surface 42 of the transducer 36 and the other conductive wire is connected to the surface 44. These connections are made such that the radial extensions 64,66 of the conductive wires extend through substantially the same diametric plane. This is best shown in FIG. 3, which shows the radial portions 68,70 of the conductive wires of the coaxial wire pair 62. These conductive wire pairs are then connected to receiver transducer 52. As depicted in FIG. 3, the radial extensions 68,70 are not exactly in the same diametric plane, but are intended to be offset by a few degrees as shown. This structure facilitates threading the wire through an axial channel extending through the support member.

第2図の実施例において、トランスジューサ36が送信
機であり、トランスジューサ52が受信機であると説明
される場合、線対60の導?i線は、トランスジューサ
36を作動して持続波音響信号を伝搬するのに使用され
る。持続波音響信号は、トランスジューサ36の構造お
よび構造的位置づけのため、支持部材14のシャフト1
8に平行に持続波音響信号を伝搬する。伝送および受信
の指示のこの割当てに従えば、プローブ12の外側の音
響的レフレクタ(例えば下行大動脈血液流)から反射さ
れトランスジューサ52により受信される持続波音響信
号の反射に応答してトランスジューサ52が電気信号を
伝送するように、線対62の導電線が接続される。
In the embodiment of FIG. 2, if transducer 36 is described as a transmitter and transducer 52 as a receiver, then the conductor of wire pair 60? The i-line is used to activate the transducer 36 to propagate a continuous wave acoustic signal. The continuous wave acoustic signal is transmitted to the shaft 1 of the support member 14 due to the structure and structural positioning of the transducer 36.
A continuous wave acoustic signal is propagated parallel to 8. According to this assignment of transmit and receive instructions, transducer 52 generates an electrical signal in response to the reflection of a continuous wave acoustic signal reflected from an acoustic reflector external to probe 12 (e.g., descending aortic blood flow) and received by transducer 52. The conductive wires of wire pair 62 are connected to transmit signals.

第2図に例示される実施例の音響反射手段は、2つの音
響反射部材72.74を備えるが、ここに使用される例
示の指示の場合、反射部材72は送信器32と関連して
設けられ、反射部材74は、受信機34と関連して設け
られる0反射部材72.74は、アルミニウムまたはプ
ラスチックのような技術上周知の任意の音響エネルギ反
射性物質より形成される0反射部材72は、プローブ1
2の長手方向軸線に関して測定される角度にてプローブ
12から持続波音響エネルギを反射し、反射部材74は
、好ましい実施例におけるプローブ12の長手方向軸線
に関しである操作角度を有する経路内の外部音響レフレ
クタから音響反射波を受信し、それを受信器34に向っ
て反射する。
The acoustic reflecting means of the embodiment illustrated in FIG. The reflective member 72 is provided in conjunction with the receiver 34. The reflective member 72 is formed of any acoustic energy reflective material known in the art, such as aluminum or plastic. , probe 1
2, the reflective member 74 reflects external acoustic energy in a path having an operating angle that is relative to the longitudinal axis of the probe 12 in the preferred embodiment. An acoustic reflected wave is received from the reflector and reflected towards the receiver 34.

反射部材72は、シャフト・18上に同軸的に・かつト
ランスジューサ36.52に関して同軸的に取り付けら
れる。反射部材72は、その上端部、トランスジューサ
36近傍に、そして特に174波長整合部材48の下面
に隣接して輪状表面を有する。表面50の外周からは、
円筒状表面76が延び出ており、表面50および円筒状
内面78の一部は、これとともに反射部材72の円筒状
頚部を画定している0表面78は、反射部材72の円錐
台部の長手方向中心と同軸関係にある0円錐台形部分の
外面は、外部傾斜面80により画定いる。表面80は、
トランスジューサ36が作動されるとき該トランスジュ
ーサから伝搬される持続波音響信号がシャフト18に対
して傾斜する周囲乃至全方向伝送反射路に沿って反射さ
れるように、トランスジューサ36に関して配置されて
いる。この伝送反射路、すなわちビームパターンは、第
2図の二次元において矢印82により指示されるように
、プローブ12の全周の回りに延びている。これらの矢
印82は、360度のビームパターンがプローブ12の
長手軸線に関しである傾斜角度を形成することを描いて
いる。しかしてこの角度は上述の操作角度である。第2
図の実施例において、この角度は、下向きに鋭角をなし
ており、矢印82がプローブ12から下側方にに向けら
れるように設定されている。好ましい実施例において、
この角度は約45″であり、これは、表面80を反射部
材72の長手方向軸線に関して(従ってプローブ12の
長手方向軸線に関して)約22.5°の角度に形成する
ことにより得られる。
Reflective member 72 is mounted coaxially on shaft 18 and coaxially with respect to transducer 36.52. The reflective member 72 has an annular surface at its upper end, near the transducer 36, and specifically adjacent the lower surface of the 174 wavelength matching member 48. From the outer periphery of the surface 50,
A cylindrical surface 76 extends, and the surface 50 and a portion of the cylindrical inner surface 78 together define a cylindrical neck of the reflective member 72. The surface 78 extends along the length of the frustoconical portion of the reflective member 72. The outer surface of the 0-truncated conical section, which is coaxial with the directional center, is defined by an outer sloped surface 80. The surface 80 is
The transducer 36 is positioned such that when the transducer 36 is actuated, a continuous wave acoustic signal propagated from the transducer is reflected along a circumferential or omnidirectional transmission reflection path that is inclined with respect to the shaft 18. This transmission-reflection path, or beam pattern, extends around the entire circumference of probe 12, as indicated by arrow 82 in two dimensions in FIG. These arrows 82 depict that the 360 degree beam pattern forms an angle of inclination with respect to the longitudinal axis of the probe 12. However, the angle of the lever is the operating angle described above. Second
In the illustrated embodiment, this angle is downwardly acute and is set so that the arrow 82 points downwardly and laterally away from the probe 12. In a preferred embodiment,
This angle is about 45'' and is obtained by forming surface 80 at an angle of about 22.5° with respect to the longitudinal axis of reflective member 72 (and thus with respect to the longitudinal axis of probe 12).

反射部材72は、その下端において輪状表面84で終端
しており、そして該表面に隣接してトランスジューサ5
2と関連する音響絶縁物質の層54が配置されている。
Reflective member 72 terminates at its lower end in an annular surface 84 and has transducer 5 adjacent to the surface.
A layer 54 of acoustic insulating material associated with 2 is disposed.

例示される好まし実施例においては、反射部材74は反
射部材72と同じように構成されている。反射部材74
は、トランスジューサ52の下側(従ってトランスジュ
ーサ52の反射部材72と反対側)に配置されており、
例えば食道の外側の外部音響的レフレクタから反射され
る持続波音響信号の反射が部材74の傾斜面86により
反射されて、さらに反射を形成し、トランスジユーザ5
2がこれに応答する。例示の好ましい実施例において、
表面86が配置される傾斜角は、表面80の角度(すな
わち(1/2) )に等しい0表面80.86が配置さ
れる角度が等角度から若干の小さな偏向が生じても、本
発明においてはこの偏差に順応できるきることに注目さ
れたい。しかしながら、長手方向軸線に関するこれらの
表面の角度は、許容されている数度の変動のみでつねに
少なくとも実質的に等しく、それにより本発明の比較的
簡単で経済的な構造の利点が得られるということが、本
発明の重要な特徴である。
In the illustrated preferred embodiment, reflective member 74 is constructed similarly to reflective member 72. Reflection member 74
is located below the transducer 52 (therefore on the opposite side of the transducer 52 from the reflective member 72),
For example, a reflection of a continuous wave acoustic signal reflected from an external acoustic reflector outside the esophagus is reflected by the sloped surface 86 of the member 74 to form a further reflection, and the transuser 5
2 responds to this. In an exemplary preferred embodiment,
The angle of inclination at which the surface 86 is located is equal to the angle of the surface 80 (i.e. (1/2)). Even if the angle at which the surface 80.86 is located has some small deviation from the equal angle, the present invention Note that can accommodate this deviation. However, it is important to note that the angles of these surfaces with respect to the longitudinal axis are always at least substantially equal, with only a variation of a few degrees allowed, thereby obtaining the advantages of the relatively simple and economical construction of the present invention. is an important feature of the invention.

表面80.86の角度は実質的に等しいから(等角度お
よびそれからの若干の偏差を含む)、また音響反射部材
72.74はシャフト18上に同軸的に取り付けられて
いて、シャフト18が両反射部材の軸線方向開口を貫通
しているから、外部傾斜面80.86は実質的に平行で
あるといい得る。それゆえ、矢印88により指示される
受信反射路内で受信される到来反射波は、矢印82によ
り表わされる経路内で伝搬され反射される送信超音波信
号に実質的に平行である。表面80.86が第2図に例
示されるように真に平行であるように構成されるべきと
き、このような真の平行は、送信および受信信号の回折
すなわちビームパターン(またはレスポンス)の拡散に
よって調整でき、それにより表面80.86間に長手方
向間隔があるに拘らず真の正確な平行が維持され得る。
Because the angles of the surfaces 80.86 are substantially equal (including equal angles and some deviations therefrom), and because the acoustic reflective members 72.74 are mounted coaxially on the shaft 18, the shaft 18 is Because they extend through the axial opening of the member, the external sloped surfaces 80.86 may be said to be substantially parallel. Therefore, the incoming reflected wave received in the receive reflection path indicated by arrow 88 is substantially parallel to the transmitted ultrasound signal propagated and reflected in the path represented by arrow 82. When the surfaces 80,86 are to be configured to be truly parallel as illustrated in FIG. , so that true and exact parallelism can be maintained despite the longitudinal spacing between the surfaces 80,86.

例えば送信および受信ビームパターンの焦点を調節する
ため本発明において調節できるこのような正確な平行か
らの偏向量、したがって正確な平行およびこのような偏
向を含む本明細書において使用されるr実質的平行Jの
限界は、余弦の法則から誘導される下記の式に基づく。
The amount of deviation from such exact parallelism that can be adjusted in the present invention, e.g., to adjust the focus of the transmit and receive beam patterns, and thus the term substantially parallel as used herein to include exact parallel and such deviations. The limit for J is based on the following equation derived from the law of cosines.

ここで °は先に定義したように所望乃至公称基本操作
角度、dはトランスジューサ36.52の対応する面間
の先に定義した軸線方向間隔(ミリメータ)、Zは反射
音響信号により検出されるべき音響的レフレクタターゲ
ットがプローブ12から離間される距離(ミリメータ、
dの中点からターゲットまで測定される)である。角度
は、得られた送信操作角度と得られた受信操作角度間の
真の平行からの最大の偏向を表わす。これらの得られた
操作角度は、表面80.86間の真の平行からの最大偏
向が(1/2) ()であるように反射部材72.74
の一方または双方を構成することにより得られる。例え
ば公称操作角度= 45’およびdおよびZに対する適
当な寸法に対して、角度は約14°である。それゆえ、
表面80.86は、表面80の傾斜をプローブ12の長
手方向軸線に関して一方向に約3.5゛変え、そして表
面86の傾斜角度をプローブ12の長手方向軸線に関し
て他方向に約3.5°変えることによりなされ得るよう
に、相互に約7°そらずように構成されよう。
where ° is the desired or nominal basic operating angle as previously defined, d is the previously defined axial spacing (in millimeters) between the corresponding faces of the transducer 36.52, and Z is the desired or nominal basic operating angle to be detected by the reflected acoustic signal. The distance (in millimeters,
(measured from the midpoint of d to the target). The angle represents the maximum deviation from true parallelism between the resulting transmit and receive steering angles. These obtained operating angles are such that the maximum deflection from true parallelism between surfaces 80.86 is (1/2) ()
This can be obtained by configuring one or both of the following. For example, for a nominal operating angle = 45' and appropriate dimensions for d and Z, the angle is approximately 14°. therefore,
Surfaces 80.86 alter the inclination of surface 80 by approximately 3.5° in one direction with respect to the longitudinal axis of probe 12 and the inclination angle of surface 86 by approximately 3.5° in the other direction with respect to the longitudinal axis of probe 12. They may be configured to be offset from each other by about 7°, as can be done by varying the angle.

また、第2図に示される実施例の構成においては、反射
部材74の下部輪状表面92に隣接して適当な音響絶縁
材料の[90が含まれている。N90ば、例示されるア
センブリの底部に使用されていて、音響エネルギがプロ
ーブ12の長手方向軸線に平行な方向に伝送されるのを
防ぐ。
The embodiment shown in FIG. 2 also includes a suitable acoustically insulating material [90] adjacent the lower annular surface 92 of the reflective member 74. The N90 is used at the bottom of the illustrated assembly to prevent acoustic energy from being transmitted in a direction parallel to the longitudinal axis of the probe 12.

内部部品を保護し、プローブ12の食道中への挿入を容
易にするため、適当な可攬性プラスチックよりなる比較
的薄い、細長いスリーブが、送信器32、受信器34、
反射部材72.74、音響絶縁材料の種々の層およびl
/4波長整合部材を収容している。スリーブ94はまた
、反射部材73.74とスリーブ94の内面の対面部分
間に画定されるキャビティ96.98中における音響エ
ネルギの伝送の効率を向上するためのシース乃至ケーシ
ングを形成している。好ましい実施例において、液体は
、最小の歪および減衰で超音波エネルギを導く任意の適
当な水を基剤とする液体または油を基剤とする液体であ
る。スリーブ94は、適当な熱化塑性接合技術により管
状カテーテル部材4に取り付けられる6第2図に示され
るように、スリーブ94はまた、ハブ16のフランジ2
2の端部にて円筒状外面と係合乃至接続する。
To protect the internal components and facilitate insertion of the probe 12 into the esophagus, a relatively thin, elongated sleeve of a suitable flexible plastic is provided over the transmitter 32, receiver 34,
reflective elements 72, 74, various layers of acoustically insulating material and l
/4 wavelength matching member is accommodated. Sleeve 94 also forms a sheath or casing to improve the efficiency of transmission of acoustic energy in cavity 96.98 defined between reflective member 73.74 and the facing portions of the inner surface of sleeve 94. In preferred embodiments, the liquid is any suitable water-based or oil-based liquid that conducts ultrasound energy with minimal distortion and attenuation. Sleeve 94 is attached to tubular catheter member 4 by any suitable thermoplastic bonding technique.6 As shown in FIG.
The second end engages or connects with the cylindrical outer surface.

第6図には、本発明の他の実施例が部分的に示されてい
る、この実施例は、2つの反射部材の特定の形状を除き
、第1図に示゛される実施例と同一である。第6図の実
施例において、反射部材100は、約67.5°の角度
103で画定される傾斜面102を有しており、表面1
02から反射する軸線方向において平行な伝搬により画
定される全方向性伝送反射路が、第6図に示されるプロ
ーブの実施例の長平方向軸線に関して約45°の上向き
角度にて延在するようになされている。この全方向伝送
反射路は、第6図の二次元において矢印104により識
別される0反射部材100は、長い頚部を有することに
より第2図の実施例における対応する反射部材72と区
別される。この長い頚部の特定の長さは、この伝送反射
路によ−)で、伝搬超音波エネルギの相当の部分が、第
6図に描かれるプローブの収納境界内においてトランス
ジューサ36に向かって反射されずに、プローブ12か
ら外に反射せしめられるように選択される。反射部材1
06は、反射部材100と同一に(あるいは先に定義さ
れた0に基づく偏向内において)構成されるが、第6図
の実施例の受信器トランスジューサ52と使用のため反
射部材100から長平方向軸線において下方に離間され
ている。
Another embodiment of the invention is partially shown in FIG. 6, which is identical to the embodiment shown in FIG. 1 except for the specific shapes of the two reflective members. It is. In the embodiment of FIG. 6, the reflective member 100 has an inclined surface 102 defined by an angle 103 of approximately 67.5 degrees,
02 such that the omnidirectional transmission reflection path defined by axially parallel propagation extends at an upward angle of about 45° with respect to the longitudinal axis of the probe embodiment shown in FIG. being done. This omnidirectional transmission reflection path is identified in two dimensions in FIG. 6 by arrow 104. Reflective member 100 is distinguished from corresponding reflective member 72 in the embodiment of FIG. 2 by having a long neck. The particular length of this long neck ensures that this transmission-reflection path prevents a significant portion of the propagating ultrasound energy from being reflected toward the transducer 36 within the containment boundaries of the probe depicted in FIG. is selected such that it is reflected out of the probe 12. Reflective member 1
06 is configured identically to reflective member 100 (or within the zero-based deflection defined above), but with a longitudinal axis from reflective member 100 for use with receiver transducer 52 of the embodiment of FIG. are spaced downwardly.

第4図に示される本発明の実施例は、同じ参照番号によ
って指示されるように、第2図に示されるものに類似の
数種の部材を有する。しかしながら、第4図の実施例は
、第2図に示される反射部材72.74のいずれかに同
一の単一の反射部材108のみを有する。第4図の実施
例では、1つの反射部材108しか必要でない。何故な
らば、この部材は、送信反射路および受信反射路の両者
に対して同じ反射面を提供し、それゆえ反射部材108
の傾斜面は、伝送および受信音響信号を同じ反射角度に
沿って反射するからである。第4図の実施例の送信機お
よび受信機は2つの同心配置トランスジ1−サ110.
112により形成されるから、1つの反射面しか必要と
されない、上述の実施1例の場合と同様に、トランスジ
ューサ110は、送信機または受信機のいずれとIノて
も使用でき、また送信器112は、受信器または送信機
のいずれとしても使用できる。トランスジューサ110
.112を音響的に絶縁するために、第4図の実施例に
おいては、トランスジューサ110.112間の円周上
に音響絶縁材料の輪状層114が含まれている。層11
4はまた、トランスジューサ110.112にそれぞれ
取り付けられた2つの同心的に関係づけられた174波
長整合部材116.118間に配置されている。第5図
の実施例は、第4図に示される実施例に実質的に同一に
構成されるが、第5図の実施例は、第6図に示される反
射部材100.106の形状に同・−の形状を有する単
一の反射部材120を合体している。
The embodiment of the invention shown in FIG. 4 has several elements similar to those shown in FIG. 2, as indicated by the same reference numerals. However, the embodiment of FIG. 4 has only a single reflective member 108, which is identical to either of the reflective members 72, 74 shown in FIG. In the embodiment of FIG. 4, only one reflective member 108 is required. This is because this member provides the same reflective surface for both the transmit reflection path and the receive reflection path, and therefore the reflection member 108
This is because the sloped surface of reflects the transmitted and received acoustic signals along the same reflection angle. The transmitter and receiver of the embodiment of FIG. 4 consists of two concentrically arranged transistors 1-110.
As in the embodiment described above, only one reflective surface is required because the transducer 110 is formed by the transmitter 112. can be used as either a receiver or a transmitter. transducer 110
.. To acoustically insulate 112, the embodiment of FIG. 4 includes an annular layer 114 of acoustically insulating material circumferentially between transducers 110, 112. layer 11
4 is also located between two concentrically related 174 wavelength matching members 116.118 each attached to a transducer 110.112. Although the embodiment of FIG. 5 is constructed substantially identically to the embodiment shown in FIG. 4, the embodiment of FIG. A single reflecting member 120 having a - shape is combined.

第4〜6図に示される実施例は、いずれも、第1図に表
わされる特定の実施例の代わりにそれをカテーテル2に
プローブ12として取り付けることにより使用できる。
Any of the embodiments shown in FIGS. 4-6 can be used in place of the particular embodiment shown in FIG. 1 by attaching it to catheter 2 as probe 12.

加えて、第4〜6図に示される各実施例のトランスジ1
−サは、導電線に適当に接続されており、そしてこの導
電線は、技術上周知のようにかつ第1〜3図の実施例に
対すると同様にカテーテル2の外側の電気回路に接続さ
れることになる。
In addition, the transformer 1 of each embodiment shown in FIGS.
- the conductive wire is suitably connected to a conductive wire, which is connected to an electrical circuit outside the catheter 2, as is well known in the art and as for the embodiments of FIGS. It turns out.

[作用コ 動作において、選択された実施例は、プローブのハブを
管状部材4の末端部に挿入し、プローブのスリーブを管
状部材4の外表面と接合することによりカテーテル2の
端部に取り付(づられる。ついで、アセンブリを従来の
態様で食道(特定の例)内に降下させ、プローブから出
でカテーテルの外に延びる導電線を適当な回路に接続し
、送信トランスジューサからの超音波信号の送信を制御
し、受信トランスジューサにより受信される超音波信号
の反射を受信する。この種の回路の1例は、1986手
9月2日付けにてAlbertに発行された米国特許節
4.608.993号に記載されている。好ましい実施
例において、持続波超音波伝送は、移動血液細胞の監視
のような試験が行なわれつつある時間中ずっと連続的に
行なわれ、これによって、定常的な監視が遂行せしめら
れる。
[In operation, the selected embodiment attaches to the end of the catheter 2 by inserting the hub of the probe into the distal end of the tubular member 4 and joining the sleeve of the probe with the outer surface of the tubular member 4. The assembly is then lowered into the esophagus (a particular example) in a conventional manner, and the conductive wires extending from the probe and out of the catheter are connected to appropriate circuitry to transmit ultrasound signals from the transmitting transducer. An example of this type of circuit is disclosed in U.S. Pat. No. 993. In a preferred embodiment, continuous wave ultrasound transmission is performed continuously throughout the time a test is being performed, such as monitoring of migrating blood cells, thereby providing constant monitoring. shall be carried out.

カテーテル/プローブアセンブリがそのように据え付け
られ接続されると、超音波信号を送信し、受信し、ドツ
プラー効果にしたがって分析し、例示の環境として該ア
セ:ノブリが配置される食道の数センチメートル内に位
置する下行動脈中を流れる血液流のようなターゲットの
外部音響的レフレクタの速度を決定できる6人間におい
てはこの距離は約20乃至40ミリメートルである。
Once the catheter/probe assembly is so installed and connected, it transmits, receives, and analyzes ultrasound signals according to the Doppler effect within a few centimeters of the esophagus in which the catheter/probe is placed, as an exemplary environment. This distance is approximately 20 to 40 millimeters in humans, allowing us to determine the velocity of external acoustic reflectors of targets such as blood flow flowing in descending arteries located at 6.

この距離は、この特定の例の場合、第2図および第6図
に示される実施例に関係する平行角度との関連において
上述した範囲Zを定める。
This distance, in this particular example, defines the range Z mentioned above in connection with the parallel angles associated with the embodiments shown in FIGS. 2 and 6.

丘−Uす【敬服 第1図は食道ドツプラープローブの実施例である本発明
の装置の正立面図で、プローブの実施例を略示するため
下部を切除したもの、第2図は第1図に例示されるアセ
ンブリの下端部にて長手方向軸線に沿って切断したプロ
ーブおよびカテーテルの下端部の断面図、第3図は第2
図に示される3−3線に沿って切断した装置の断面図、
第4図は第2図に示されるものと類似の断面図で、本発
明の他の実施例を示す図、第5図は第2図および第4図
に示されるものに類似の断面図で、本発明の他の実施例
を示す図、第6図は第2.4および5図に示されるもの
に類似の断面図で、本発明のさらに他の実施例を示す図
である 2:カテーテル 4:輪状部材 6:穿孔 8ニスリーブ 10:アダプタ 12ニブローブ 14:支持部材 16:ハブ 18:シャフト 22:周囲フランジ 32:送信器 34:受信器 36:圧電セラミックトランスジユーザ46:音響絶縁
物質層 48:整合部材 52:圧電セラミックトランスジューサ54、音響絶縁
物質層 56:整合部材 60:導電線 80.86:傾斜面
[Respectfully] Figure 1 is an upright elevational view of the device of the present invention, which is an embodiment of an esophageal Doppler probe, with the lower part cut away to schematically show the embodiment of the probe. A cross-sectional view of the lower end of the probe and catheter taken along the longitudinal axis at the lower end of the assembly illustrated in FIG.
A cross-sectional view of the device taken along line 3-3 shown in the figure;
4 is a cross-sectional view similar to that shown in FIG. 2, showing another embodiment of the invention; and FIG. 5 is a cross-sectional view similar to that shown in FIGS. 2 and 4. FIG. 6 is a sectional view similar to that shown in FIGS. 2.4 and 5, showing a further embodiment of the invention. 2: Catheter 4: ring member 6: perforation 8 sleeve 10: adapter 12 nib lobe 14: support member 16: hub 18: shaft 22: peripheral flange 32: transmitter 34: receiver 36: piezoelectric ceramic transducer 46: acoustic insulating material layer 48 : Matching member 52: Piezoelectric ceramic transducer 54, acoustic insulating material layer 56: Matching member 60: Conductive wire 80.86: Slanted surface

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ドップラ効果により音響的レフレクタターゲット
の速度を検出するのに使用するため中空カテーテルの端
部に取り付けられて食道に除去可能に挿入される装置に
おいて、中空カテーテルと接続するためのハブおよび該
ハブから軸線方向に延び出るシャフトを有する支持手段
と、前記シャフトの端部に前記ハブに隣接して取り付け
られた第1の圧電トランスジューサと、前記シャフト上
に第1の端部が前記第1圧電トランスジューサに近接す
るように取り付けられた第1の音響反射部材と、前記シ
ャフト上に前記第1音響反射部材の第2の端部に近接し
て取り付けられた第2圧電トランスジューサと、前記シ
ャフト上に、前記第2圧電トランスジューサが前記第1
音響反射部材と当該第2音響反射部材間にあるように取
り付けられた第2の音響反射部材とを備え、前記各音響
反射部材が、軸線方向開口を画定する円筒状内面を有す
る円筒状頚部と、前記円筒状頚部を貫通する前記軸線方
向開口と軸線方向において整列して延びる軸線方向開口
を画定する円筒状内面と傾斜外面を有する円錐台部とを
備え、前記シャフトが前記反射部材の前記軸線方向開口
中を貫通し、かつ前記反射部材の前記円錐台部の傾斜外
面が平行であるように、前記第1および第2音響反射部
材が前記支持部材のシャフト上に同軸的に取り付けられ
ていることを特徴とする検出装置。
(1) In a device that is attached to the end of a hollow catheter and removably inserted into the esophagus for use in detecting the velocity of an acoustic reflector target by the Doppler effect, a hub for connection with the hollow catheter; a support means having a shaft extending axially from the hub; a first piezoelectric transducer mounted on an end of the shaft adjacent the hub; a first acoustic reflective member mounted proximate a piezoelectric transducer; a second piezoelectric transducer mounted on the shaft proximate a second end of the first acoustic reflective member; and a second piezoelectric transducer mounted on the shaft proximate a second end of the first acoustic reflective member; the second piezoelectric transducer is connected to the first piezoelectric transducer;
an acoustically reflective member and a second acoustically reflective member mounted between the second acoustically reflective members, each acoustically reflective member having a cylindrical neck having a cylindrical inner surface defining an axial opening; a frustoconical portion having a cylindrical inner surface and a sloped outer surface defining an axial opening extending in axial alignment with the axial opening passing through the cylindrical neck, the shaft extending along the axis of the reflective member; the first and second acoustic reflective members are coaxially mounted on the shaft of the support member such that the directional opening extends through the directional opening and the sloped outer surfaces of the frustoconical portion of the reflective member are parallel; A detection device characterized by:
(2)前記ハブおよび前記第1圧電トランスジューサ間
に配置される第1の音響絶縁物質層と、前記第1圧電ト
ランスジューサおよび前記第1音響反射部材間に配置さ
れた第1の1/4波長整合部材と、前記第1音響反射部
材および前記第2圧電トランスジューサ間に配置された
第2の音響絶縁物質層と、前記第2圧電トランスジュー
サおよび前記第2音響反射部材間に配置された第2の1
/4波長整合部材と、前記第2音響反射部材の前記第2
圧電トランスジューサと反対の端部に配置された第3の
音響絶縁物質層を備える特許請求の範囲第1項記載の検
出装置。
(2) a first layer of acoustic insulating material disposed between the hub and the first piezoelectric transducer; and a first quarter-wavelength matching disposed between the first piezoelectric transducer and the first acoustic reflective member. a second acoustically insulating material layer disposed between the first acoustically reflective member and the second piezoelectric transducer; and a second layer of acoustically insulating material disposed between the second piezoelectric transducer and the second acoustically reflective member.
/4 wavelength matching member and the second acoustic reflecting member.
2. A detection device as claimed in claim 1, comprising a third layer of acoustically insulating material located at an end opposite the piezoelectric transducer.
(3)前記ハブおよび前記シャフトがこれら部材を貫通
する軸線方向開口を有しており、そしてさらに、前記第
1圧電トランスジューサに接続されて、前記ハブおよび
前記シャフトの軸線方向開口中を延びる第1の1対の導
電線と、前記第2圧電トランスジューサに接続されて、
前記ハブおよび前記シャフトの軸線方向開口中を延びる
第2の1対の導電線を備えていて、前記第1および第2
圧電トランスジューサの選択されたものが作動されて前
記支持部材の前記シャフトに平行に持続波音響信号を伝
搬させ、前記第1および第2圧電トランスジューサの他
方のものが、音響的レフレクタターゲットから反射され
る前記持続波音響信号に応答して導電線の対応する1対
を介して電気信号を伝送するように構成された特許請求
の範囲第1項記載の検出装置。
(3) the hub and the shaft have an axial opening therethrough; and a first piezoelectric transducer connected to the first piezoelectric transducer and extending through the axial opening of the hub and the shaft. a pair of conductive wires connected to the second piezoelectric transducer;
a second pair of electrically conductive wires extending through axial openings of the hub and the shaft;
A selected one of the piezoelectric transducers is actuated to propagate a continuous wave acoustic signal parallel to the shaft of the support member, the other of the first and second piezoelectric transducers being reflected from an acoustic reflector target. 2. The detection device of claim 1, wherein the detection device is configured to transmit an electrical signal through a corresponding pair of conductive wires in response to the continuous wave acoustic signal.
(4)前記ハブに接続され、前記第1および第2圧電ト
ランスジューサおよび前記第1および第2音響反射部材
の回りに延在するケーシングを備えていて、該ケーシン
グと第1および第2音響反射部材との間にキャビティが
形成され、そして該キャビティ内に、該キャビティ中に
おける音響エネルギの伝達の効率を向上するための液体
が配されている特許請求の範囲第1項記載の検出装置。
(4) a casing connected to the hub and extending around the first and second piezoelectric transducers and the first and second acoustic reflecting members; 2. The detection device according to claim 1, wherein a cavity is formed between said cavity and a liquid for improving the efficiency of transmission of acoustic energy in said cavity.
(5)動物の体内に超音波信号を送信するための送信器
と、体の音響的レフレクタから反射される前記超音波信
号の反射を受信する受信器と、前記送信器に接続されて
いて、前記送信機からの前記超音波信号を体中に反射す
る第1の表面を有する第1の音響反射部材と、前記受信
器に接続されていて、体の音響的レフレクタから反射さ
れる前記超音波信号の反射を前記受信器に反射する第2
の表面を有する第2の音響反射部材とを備え、前記第1
表面と第2表面とが実質的に平行であるように、前記第
2音響反射部材が前記第1音響反射部材に関して配置さ
れていることを特徴とする動物の体内で使用するための
超音波プローブ。
(5) a transmitter for transmitting an ultrasound signal into the body of an animal; a receiver for receiving a reflection of the ultrasound signal reflected from an acoustic reflector of the body; and a receiver connected to the transmitter; a first acoustic reflective member having a first surface for reflecting the ultrasound signal from the transmitter into the body; and a first acoustic reflecting member connected to the receiver to reflect the ultrasound signal from the body acoustic reflector. a second reflecting signal to the receiver;
a second acoustic reflecting member having a surface of
An ultrasound probe for use within an animal body, wherein the second acoustic reflective member is arranged with respect to the first acoustic reflective member such that the surface and the second surface are substantially parallel. .
(6)前記第1表面が、第1の円錐台部の傾斜外面であ
り、前記第2表面が、第2の円錐台部の傾斜外面である
特許請求の範囲第5項記載の超音波プローブ。
(6) The ultrasonic probe according to claim 5, wherein the first surface is an inclined outer surface of a first truncated cone portion, and the second surface is an inclined outer surface of a second truncated cone portion. .
(7)前記第1円錐台部が長手方向中心軸線を有し、そ
してさらに、前記第2円錐台部を前記円錐台部の長手方
向中心軸線と同軸的に支持する手段を備える特許請求の
範囲第6項記載の超音波プローブ。
(7) The first truncated conical portion has a longitudinal central axis, and further comprises means for supporting the second truncated conical portion coaxially with the longitudinal central axis of the truncated conical portion. The ultrasonic probe according to item 6.
(8)前記第1音響反射部材が、前記第1円錐台部の端
部から延びる第1の円筒状頚部を備え、前記第2音響反
射部材が、前記第2円錐台部の端部から延びる第2の円
筒状頚部を備えている特許請求の範囲第6項記載のプロ
ーブ。
(8) The first acoustic reflecting member includes a first cylindrical neck extending from the end of the first truncated cone, and the second acoustic reflecting member extends from the end of the second truncated cone. 7. The probe of claim 6, comprising a second cylindrical neck.
(9)前記第1音響反射部材が長手方向中心軸線を有し
、前記第1表面が前記長手方向中心軸線に関して公称操
作角度(°)で前記超音波信号を反射するように、前記
第1音響反射部材の前記第1表面が配向されており、前
記送信器および受信器が、dミリメータの距離前記長手
方向中心軸線に関して軸線方向に離間された対応する表
面を有し、前記距離dが、前記送信器および受信器間に
位置し、かつプローブが体内に配置されるときzミリメ
ータの距離体の音響的レフレクタから離間された中点を
有し、前記実質的に平行な第1および第2表面が真の平
行から0偏向と真の平行から(1/2)( )°の偏向
との間の平行範囲内にある、ここに ▲数式、化学式、表等があります▼ である、特許請求の範囲第5項記載の超音波プローブ
(9) the first acoustic reflective member has a central longitudinal axis such that the first surface reflects the ultrasound signal at a nominal operating angle (°) with respect to the central longitudinal axis; the first surface of the reflective member is oriented such that the transmitter and receiver have corresponding surfaces axially spaced apart with respect to the central longitudinal axis by a distance of d millimeters; said substantially parallel first and second surfaces having a midpoint located between the transmitter and the receiver and spaced from the acoustic reflector of the body by a distance of z millimeters when the probe is placed within the body; is within the parallel range between 0 deflection from true parallelism and a deflection of (1/2) ( )° from true parallelism, where ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, of the patent claim. Ultrasonic probe according to scope 5
(10)長手方向中心軸線を有する細長い支持部材と、
該支持部材が貫通する孔を有する輪状の第1のトンスジ
ューサと、前記支持部材が貫通する第1の円錐台部を備
える第1の音響反射部材とを備え、該第1音響反射部材
の前記第1円錐台部が前記長手方向中心軸線に関して第
1の角度にて配向された傾斜外面により画定される外面
を有し、それにより該第1角度と異なる公称操作角度(
°)が画定され、そしてさらに、前記支持部材が貫通す
る孔を有していて、前記第1トランスジューサおよび当
該第2トランスジューサの対応する位置間にdミリメー
トルの距離が存するように前記支持部材上に取り付けら
れた輪状の第2のトランスジューサと、前記支持部材が
貫通する第2の円錐台部を備える第2の音響反射部材と
を備え、該第2音響反射部材の前記第2円錐台部が、前
記長手方向中心軸線に関して第2角度で配向された傾斜
外面により画定される外面を有し、第1および第2の角
度間の差が、(1/2)( )゜より大きくない、ここ
で、 ▲数式、化学式、表等があります▼ ここに、z=動物の体の音響的レフレクタターゲットが
前記第1および第2トランスジューサ間の距離dの中点
から離間される距離(ミリメータ)、ことを特徴とする
動物の体内で使用するための超音波プローブ。
(10) an elongate support member having a central longitudinal axis;
a ring-shaped first tone juicer having a hole through which the supporting member passes; and a first acoustic reflecting member having a first truncated cone portion through which the supporting member passes; one frustoconical section has an outer surface defined by an inclined outer surface oriented at a first angle with respect to the central longitudinal axis, thereby providing a nominal operating angle (
°), and further comprising a hole therethrough, the support member having a hole therethrough such that there is a distance of d millimeters between corresponding positions of the first transducer and the second transducer. a second acoustically reflective member having an attached annular second transducer and a second truncated conical portion through which the support member passes; the second truncated conical portion of the second acoustic reflective member; an outer surface defined by an inclined outer surface oriented at a second angle with respect to the central longitudinal axis, wherein the difference between the first and second angles is not greater than (1/2)( )°; , ▲ Mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ where z = distance (in millimeters) that the acoustic reflector target of the animal's body is spaced from the midpoint of the distance d between said first and second transducers; An ultrasonic probe for use inside an animal body, characterized by:
(11)前記第1音響反射部材がさらに、前記第1円錐
台部の端部から前記第1トランスジューサに向かって延
びる第1円筒状頚部を備え、前記第2音響反射部材がさ
らに、前記第2円錐台部の端部から前記第2トランスジ
ューサに向かって延びる第2の円筒状頚部を備える特許
請求の範囲第10項記載の超音波プローブ。
(11) The first acoustic reflecting member further includes a first cylindrical neck extending from the end of the first truncated cone toward the first transducer, and the second acoustic reflecting member further includes 11. The ultrasound probe of claim 10, further comprising a second cylindrical neck extending from an end of the frustoconical portion toward the second transducer.
(12)長手方向中心軸線を有する細長い支持部材と、
前記支持部材の回りに、前記長手方向中心軸線と同軸と
なるように取り付けられた輪状の第1の同心トランスジ
ューサ、および前記第1トランスジューサの回りに、前
記長手方向中心軸線と同軸となるように、かつ前記第1
トランスジューサが前記第2トランスジューサ内に同心
となるように取り付けられた輪状の第2トランスジュー
サを含む1対の同心トランスジューサと、前記長手方向
中心軸線と同軸に前記支持部材上に取り付けられ、かつ
前記支持部材の回りに延びかつ前記長手方向中心軸線に
関して傾斜方向に延びる単一の傾斜外面を備える単一の
音響反射部材とを備える動物の体内で使用するための超
音波プローブ。
(12) an elongated support member having a central longitudinal axis;
a ring-shaped first concentric transducer mounted about the support member coaxially with the longitudinal central axis; and about the first transducer coaxially with the longitudinal central axis; and the first
a pair of concentric transducers including a ring-shaped second transducer mounted concentrically within the second transducer and mounted on the support member coaxially with the longitudinal central axis; and a single acoustic reflective member having a single beveled outer surface extending around the central longitudinal axis and extending in an oblique direction with respect to the central longitudinal axis.
(13)前記単一の音響反射部材がさらに、前記傾斜外
面の端部から前記1対の同心トランスジューサに向かっ
て延びる円筒状頚部を備える特許請求の範囲第12項記
載の超音波プローブ。
13. The ultrasound probe of claim 12, wherein said single acoustic reflective member further comprises a cylindrical neck extending from an end of said sloped outer surface toward said pair of concentric transducers.
(14)前記支持部材が、前記1対の同心トランスジュ
ーサおよび単一の音響反射部材が取り付けられるシャフ
トと、前記シャフトから延びる輪状表面を具備するハブ
とを備え、前記プローブがさらに、前記ハブの前記輪状
表面と前記第1および第2両トランスジューサとの間に
配置された第1の音響絶縁物質層と、前記第1トランス
ジューサに隣接して前記支持部材のシャフトの回りに、
かつ前記第1トランスジューサが当該第1整合部材と前
記第1音響絶縁物質層との間にあるように配置された第
1の1/4波長整合部材と、前記第2トランスジューサ
に隣接して前記第1整合部材の回りに、かつ前記第2ト
ランスジューサが当該第2整合部材と前記第1音響絶縁
物質層との間に存するように、かつ前記第1整合部材が
当該整合部材と同心となるように配置された第2の1/
4波長整合部材と、前記第1および第2トランスジュー
サ間および前記第1および第2整合部材間に配置された
第2の音響絶縁物質層とを備える特許請求の範囲第12
項記載の超音波プローブ。
(14) the support member comprises a shaft to which the pair of concentric transducers and a single acoustic reflective member are attached; and a hub having an annular surface extending from the shaft; a first layer of acoustically insulating material disposed between an annular surface and both the first and second transducers and about the shaft of the support member adjacent the first transducer;
and a first quarter-wavelength matching member disposed such that the first transducer is between the first matching member and the first layer of acoustic insulating material; and a first quarter-wavelength matching member adjacent the second transducer; 1 alignment member, such that the second transducer resides between the second alignment member and the first layer of acoustic insulation material, and such that the first alignment member is concentric with the alignment member. Second 1/ placed
Claim 12, comprising a four-wavelength matching member and a second layer of acoustically insulating material disposed between the first and second transducers and between the first and second matching member.
Ultrasonic probe as described in section.
JP63177236A 1988-07-18 1988-07-18 Omni-directional ultrasonic probe Pending JPH0234155A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2005120360A1 (en) * 2004-06-10 2008-04-03 オリンパス株式会社 Capacitive ultrasonic probe device

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2005120360A1 (en) * 2004-06-10 2008-04-03 オリンパス株式会社 Capacitive ultrasonic probe device
JP4575372B2 (en) * 2004-06-10 2010-11-04 オリンパス株式会社 Capacitive ultrasonic probe device
US7892175B2 (en) 2004-06-10 2011-02-22 Olympus Corporation Capacitive ultrasonic probe device

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