JPH0323848A - 超音波観測装置 - Google Patents

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、被検体の深部情報を得る超音波観測装置に関
する。

〔従来の技術〕

被検体との間で超音波の送受信を行うことにより、被検
体の深部情報をモニタに超音波断層像として映出するよ
うにした超音波観測装置は、体腔内の超音波診断等に用
いられている。この超音波観測装置に用いる超音波発生
手段である超音波振動子は、一般に次のような構或とな
っている。

超音波発生部材である圧電素子の超音波投射面の一方面
に整合層を介して音響レンズを設け、他方面にはハツキ
ング層（ダンパ層）を設けている。

このハツキング層は、圧電素子を機械的に支えるととも
に音響的に制動をかけ、超音波パルス波形を短くするた
めの背面制動材として設のられるものである。そして、
超音波は音響レンスを通して走査方向へ一方面からのみ
投則されるようにしているのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の超音波振動子は圧電素子のハッギング層側へ放射
された超音波が充分に減衰し、ハノキング層の端面から
の反則信号が圧電素子に受信されても、被検体からの反
則信号に影響を与えないようにするために充分な厚さを
有するように形威しなければならない。つまり、圧電素
子の両面から超音波が放射されるが、一方の面からのみ
超音波を被検体に投射し、被検体からの反射信号は当該
一方の面で受信するようにするため、他方の面から放射
された超音波の反射信号はできるだけ受信を避けること
が要求されるのである。

ところが、上記のようにハツキング層を厚く形戒ずると
超音波振動子の小型化を要求される体腔内超音波プロ−
ブにおいては用いることができない。また、用いる場合
はハツキング層を薄く形成したものを組み込まなければ
ならないが、このようにするとパッキング層の端面から
の反射信号が被検体からの受信信号に悪影響を与え、モ
ニタ上の超音波断層像の画質劣化等の原因となる不具合
が生しる。

本発明は、上記問題点を解決すべく提案されるもので、
薄いハツキング層であってもハ゛ツキング層端面からの
反則信号による影響の少ない超音波振動子を設けた超音
波観測装置を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は、上
記問題点を解決するために超音波振動子から被検体に超
音波を投射して被検体からの反則信号を処理し、超音波
断層像を得るようにした超音波観測装置において、超音
波発生部月の一方の超音波放射面側にハツキング層を介
して超音波受信部材を設けた構或としたものである。

このようにパッキング層端部に超音波受信部材を設けて
いるので、ハツキング層側に放射された超音波の反射信
号の影響を少なくすることが可能となる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の第１実施例に係る超音波観測装置に
用いる超音波振動子の断面図である。圧電振動子１は超
音波の送受信を行う作用を有するが、その両面１ａ、１
ｂから超音波が放１４される。この内の超音波による走
査方向面である１ａ側には、被検体と圧電素子１との音
響的マッチングをとるための音響整合層２を、さらにそ
の外側に音響レンズ３を設けでいる。

一方、圧電素子１の走査方向と反対側面である１ｂには
、超音波を減衰さセ゛るためのハッギング層４を、さら
にその外側に受信用の圧電素子５を設けている。両圧電
素子１、５にはそれぞれ信号線６、７を接続している。

第２図は、本発明に係る送受信回路のブロック図である
。１、５は前記圧電素子であり、この内送受信用の圧電
素子ｌは、パルサー回路８そして受信回路９にスイソチ
回路ＩＯを介して接続してあり、圧電素子１による超音
波送受信の切り換えをするようにしてある。圧電素子５
は、受信回路１１にさらにディレイライン１２を接続し
てあり、位相制御されるようになっている。

前記受信回路９およびディレイライン１２は、減算回路
１３に接続してあり、両者からの信号が減算されるよう
にしてある。この減算回路１３は増幅回路１４に接続し
てあり、さらにＤＳＣ（デジイタルスキャンコンハータ
）、モニタ１６に接続してあり増幅された信号が映像化
信号処理された後、モニタ１６に断層像が映出されるよ
うになっている。

１７は、前記送受信回路を制御するための制御回路であ
る。

以上のように構威した超音波観測装置の動作を説明する
と、先ず圧電素子１を駆動して被検体に超音波を投射す
るには、スイッチ回路１０を切り換えパルサー回路８か
ら駆動パルスを与える。すると第３図に示す超音波振動
子の説明図のように、超音波は圧電素子１からａ矢印力
向、ｂ矢印方向へ放射される。なお、ａ矢印方向が超音
波による走査方向である。

ｂ矢印方向へ放射された超音波は、ハツキング層４の中
を減衰しながら進み受信用の圧電素子５の端面に到達し
たところで反射され、逆にハツキング層４の中を矢印Ｃ
方向へ進む。さらに、送受信用の圧電素子１の端面に到
達した超音波は、反射され再度ｂ方向へ進む。ここでパ
ッキング層４の音速をＶｏ、パッキング層４の厚さを　
とするとパッキング層４の両端面間を超音波が進むに要
ずる時間Ｌは、Δｔ＝ｊ２／Ｖｏによって求められるの
で第４図ｂ，ｃのように表される。

このようにしてハツキング層４の中を超音波が往復して
いる間に、圧電素子１は被検体からの反射信号を受信す
るが前記第２図に示す受信回路９５ ６ に入力される信号は、第４図Ｃの波形の信号が加算され
たものとなる。一方、受信用の圧電素子５からは第４図
ｂの波形の信号が出力される。この信号は、前記第２図
に示す受信回路１１により第４図Ｃと同し信号レヘルと
なるようにハツキング層４の減衰率分だｉＪ補正され、
さらにディレイライン］２により時間△Ｌだけ遅延され
る。

したがって、受信回路９の出力からディレイライン１２
からの出力を減算回路１３により減算することにより、
ハツキング層４の端面からの反射信号を低減することが
できる。そこで、受信回路９に人力された信号に加算さ
れた圧電素子５を反射してきた信号の影響を少なくでき
る。

第５図は、本発明の第２実施例に係る超音波観測装置に
用いる超音波振動子の断面図である。第１実施例と対応
する個所には同一符号を付した。

本実施例では受信用圧電素７−５の外側にも圧電素子１
側と同様に音響整合層２ａ、さらに音響レンズ３ａを設
ｉＪでいる。したがって、圧電素子１、５のいずれを送
受信用のもの、あるいは受信用のものとして作用させる
かは任章である。

第６図は、本実施例に係る送受信回路のブｌ”＋　７ク
図である。圧電素子１および圧電素子５に番よ、セレク
タ１８、１９を接続してあり、切り換え使用できるよう
になっている。他の構成については第１実施例と同様で
ある。

このように横威している本実施例の動作について説明す
ると、圧電素子１を送受信用として用い圧電素子５を受
信用として用いる場合は、セレクタ１８、１９をそのよ
うに作用するように切り換え第１実施例と同様に超音波
による走査を行う。セレクタ１８、１９の切り換えによ
り圧電素子１を受信用として用い、圧電素子５を送受信
用として用いるようにできることは前記の通りだが、こ
のような切り換え使用によって送受信用の圧電素子によ
る走査面の切り換えが可能となる。他の作用については
第１実施例と同様である。

本発明は、以上の実施例に限定されるものではなく幾多
の変形、変更が可能である。例えば、受信回路によるハ
ンキンク層の減衰不分の補疋や、ディレイラインのディ
レイ量の設定は制御回路により適宜に変更できるように
してもよい。このようにすることにより超音波振動子特
性の経時変化による送信信号レヘルの変化、温度変化に
よる音速の変化等に対処して補正することが可能となる
。

受信部拐としてばＰＺＴの他、受信感度の高い高分子圧
電材等を用い、送受信用部材としてばＰＺＴ、高分子圧
電材、複合圧電材等を用いればよい。

〔発明の効果〕

以上のごとく、本発明によれば送受信用の圧電素子の他
に不用な反射信号受信用の圧電素子を設けるとともに、
送受信回路に上記不用な反射信号に基づく出力を減算す
る手段を設けたので、超音波振動子のバッキング層の厚
さを薄＜シてもパッキング層端面からの反射信号の影響
の少ない超音波観測装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例に係る超音波観測装置に
用いる超音波振動子の断面図、第２図は、同送受信回路
のブロック図、第３図は、超音波振動子の駆動状態を示
す説明図、 第４図は、超音波信号の受信状態を示す説明図第５図は
、本発明の第２実施例に係る超音波観測装置に用いる超
音波振動子の断面図、第６図は、同送受信回路のブロソ
ク図である。 ■、５・・・圧電素子 ２・・・音響整合層 ３・・・音響レンズ ４・・・ハツキング層 ９ １０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超音波振動子から被検体に超音波を投射して被検体
   からの反射信号を処理し、超音波断層像を得るようにし
   た超音波観測装置において、 超音波発生部材の一方の超音波放射面側に バッキング層を介して超音波受信部材を設けた構成とし
   たことを特徴とする超音波観測装置。