JPH0355132B2 - - Google Patents
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- JPH0355132B2 JPH0355132B2 JP3694483A JP3694483A JPH0355132B2 JP H0355132 B2 JPH0355132 B2 JP H0355132B2 JP 3694483 A JP3694483 A JP 3694483A JP 3694483 A JP3694483 A JP 3694483A JP H0355132 B2 JPH0355132 B2 JP H0355132B2
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Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
本発明は、形状記憶合金を用いて超音波の送受
方向を容易に可変できるようにした超音波探触子
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an ultrasonic probe that uses a shape memory alloy to easily change the direction of transmitting and receiving ultrasonic waves.
[発明の技術的背景とその問題点]
近年、体腔内に挿入部を挿入することにより、
体腔内を光学的に観察あるいは鉗子を用いて治療
処置することのできる内視鏡と共に、超音波を送
受して体腔内の音響的情報を診断の要に供する超
音波診断装置が用いられる状況にある。この超音
波診断装置は、例えば体表面から超音波パルスを
対象物に発射し、上記発射された超音波は、超音
波が伝播する際、媒質の密度及び音速の積で表わ
される音響的インピーダンスの不連続境界面で反
射されるので、上記反射された超音波パルス波を
受信し、その反射強度等の音響的情報を診断に利
用するものである。[Technical background of the invention and its problems] In recent years, by inserting an insertion section into a body cavity,
In addition to endoscopes that can optically observe the inside of body cavities or perform therapeutic procedures using forceps, ultrasound diagnostic devices that send and receive ultrasound to provide acoustic information inside body cavities are used for diagnosis. be. This ultrasonic diagnostic device emits ultrasonic pulses from the body surface to a target object, and when the emitted ultrasonic waves propagate, the acoustic impedance, which is expressed as the product of the density of the medium and the speed of sound, increases. Since it is reflected at a discontinuous boundary surface, the reflected ultrasonic pulse wave is received and acoustic information such as its reflection intensity is used for diagnosis.
このような超音波診断装置は、X線装置に比
べ、生体軟組織についての情報を造形済を用いる
ことなく容易にできる点、放射線による生体組織
を破壊することがない点、取扱いが容易で危険が
少ない点等多くの利点があり、さらに近年超音波
に関する技術が進歩して得られる情報の質及び量
が向上しているので、医学分野において有力な臨
床診断装置として普及しつつある。 Compared to X-ray devices, such ultrasonic diagnostic equipment has the following advantages: it can easily obtain information about living soft tissue without using pre-shaped materials, it does not destroy living tissue with radiation, it is easy to handle, and it is not dangerous. It has many advantages such as the fact that it is small in size, and furthermore, as technology related to ultrasound has advanced in recent years, the quality and quantity of information obtained has improved, so it is becoming popular as a powerful clinical diagnostic device in the medical field.
上記体表面から超音波パルスを送受波する診断
に対し、体腔内の生体臓器に近い位置から超音波
パルスを送受波する体腔内超音波診断法は、伝播
と共に(比較的)減衰する量の大きい高い周波数
の超音波を送受することが可能になり、従つて分
解能及び高精度の情報を得ることが可能になる
点、対象物の間に介在する皮下脂肪層等の影響を
受けない点等、多くの利点を有するので、今後
益々使用される情勢にある。この体腔内に挿入し
て使用する体腔内調音波診断装置は、光学的に観
察する手段としての内視鏡と一体物として、又は
着脱自在の内視鏡(光学視管)を装着して使用さ
れるのが一般的であり、超音波内視鏡とも呼ばれ
る。 In contrast to the above-mentioned diagnosis that transmits and receives ultrasound pulses from the body surface, the intrabody cavity ultrasound diagnostic method that transmits and receives ultrasound pulses from a position close to the living organ within the body cavity has a (relatively) large amount of attenuation as it propagates. It is possible to transmit and receive high frequency ultrasonic waves, thus obtaining information with high resolution and precision, and it is not affected by the subcutaneous fat layer interposed between the objects, etc. Since it has many advantages, it is likely to be used more and more in the future. This intracorporeal ultrasound diagnostic device, which is inserted into a body cavity, is used either as an integrated unit with an endoscope as a means for optical observation, or with a removable endoscope (optical viewing tube) attached. It is also called an ultrasound endoscope.
第1図は従来の上記超音波内視鏡の先端部の概
略を示す。同図において、可撓性の蛇腹で覆われ
た挿入部1の先端部の側部には、照明窓2及び該
照明窓2から出射された照明光で照明された被検
体3を観察できるように観察窓4が並設されてい
る。この観察窓4の内側には、三角プリズム、対
物レンズ等が配設され(図示略)、該対物レンズ
で結像された像を、挿入部1内を挿通されたイメ
ージガイド等の像伝達手段を介して手元側にて観
察できるようになつている。 FIG. 1 schematically shows the tip of the conventional ultrasonic endoscope. In the figure, on the side of the distal end of the insertion section 1 covered with a flexible bellows, an illumination window 2 and a specimen 3 illuminated with illumination light emitted from the illumination window 2 can be observed. Observation windows 4 are arranged in parallel. A triangular prism, an objective lens, etc. are disposed inside the observation window 4 (not shown), and an image transmission means such as an image guide inserted through the insertion section 1 transmits the image formed by the objective lens. It is now possible to observe from the hand side through the .
上記挿入部1の先端部には、バルーン押え枠5
にてシリコーンゴム等伸縮性に富み、超音波を良
く透過する素材で袋状に成形されたバルーン6が
保持されるようになつている。 A balloon holding frame 5 is attached to the distal end of the insertion section 1.
A bag-shaped balloon 6 made of a material such as silicone rubber that is highly elastic and highly transparent to ultrasonic waves is held therein.
上記バルーン6内には、超音波を所定の方向に
送受波するための超音波振動子が配設され、その
周囲は被検体3としての人体の音響インピーダン
スに整合した値を有するオイル等の超音波伝達媒
体が充満されている。 An ultrasonic transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves in a predetermined direction is disposed inside the balloon 6, and the surrounding area is made of ultrasonic material such as oil having a value matching the acoustic impedance of the human body as the subject 3. It is filled with a sound wave transmission medium.
上記超音波振動子でバルーン6が当接された被
検体3に超音波ビーム(符号Aで示す)を送受波
する超音波端触子を形成する場合、当接された部
位から超音波ビームを放射状に出射し、この放射
状に出射された超音波ビームのエコー信号を受波
することによつて、扇形の超音波断層画像を得る
ことのできるセクタ走査方式が広く用いられてい
る。 When forming an ultrasonic end contact that transmits and receives an ultrasonic beam (indicated by code A) to the subject 3 to which the balloon 6 is abutted using the ultrasonic transducer, the ultrasonic beam is transmitted from the abutted area. A sector scanning method is widely used that can obtain a fan-shaped ultrasonic tomographic image by emitting radial ultrasonic beams and receiving echo signals of the radially emitted ultrasonic beams.
このセクタ走査する手段として、第2図に示す
従来例がある。 As a means for scanning this sector, there is a conventional example shown in FIG.
即ち、硬性のハウジング8内の超音波振動子9
を、該ハウジング8に外周が固定された軸受10
で回転自在に軸支された軸11の先端に取り付
け、伝達媒体12を気泡が無い様に充満されたバ
ルーン6を被検体に当接させた状態で上記軸11
を回転駆動することによつて、共に回転駆動され
る超音波振動子9の超音波送受面9Aからこの面
9Aに垂直な方向に超音波ビームを放射状に送波
及び受波する超音波探触子が形成されている。 That is, an ultrasonic transducer 9 within a rigid housing 8
A bearing 10 whose outer periphery is fixed to the housing 8
The balloon 6 filled with the transmission medium 12 without air bubbles is attached to the tip of the shaft 11 which is rotatably supported by the shaft 11 with the balloon 6 in contact with the subject.
An ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic beams radially in a direction perpendicular to this surface 9A from an ultrasonic transmitting/receiving surface 9A of an ultrasonic transducer 9 that is both rotationally driven. A child is formed.
尚、信号の送受は軸11の先端側を中空にして
この中空部を挿通されたリード線13を経て、軸
11の途中に該軸11と接触するブラシ等を介し
て行われるようになつている。 Incidentally, signals are now transmitted and received through a lead wire 13 that is inserted through the hollow tip of the shaft 11 and through a brush or the like that comes into contact with the shaft 11 in the middle of the shaft 11. There is.
この場合の放射状に送受波される超音波の走査
方向(走査面)は符号Bを含む扇形のものとな
り、一定で、従つて得られる超音波画像も蛇腹の
位置及び方向を変えない限り限定されたものとな
る。 In this case, the scanning direction (scanning plane) of the ultrasonic waves transmitted and received radially is a fan-shaped one including the symbol B, and is constant, so the obtained ultrasonic image is also limited unless the position and direction of the bellows are changed. It becomes something.
つまり、他の走査方向の情報を得るには、手元
側の湾曲操作機構によつて、蛇腹の位置を変えな
ければならない。 In other words, in order to obtain information in other scanning directions, the position of the bellows must be changed using the bending operation mechanism on the hand side.
上記セクタ走査する他の手段として第3図に示
すものがある。この従来例は、ハウジング8の先
端内側に超音波振動子9を固定し、この超音波振
動子9超音波送受面9Aに対向した位置で45度の
反射面15Aを有し、回転駆動される軸11の先
端に取付けられた(超音波反射)ミラー15を回
転させるものである。 Another means for scanning the sector is shown in FIG. In this conventional example, an ultrasonic transducer 9 is fixed inside the tip of a housing 8, and the ultrasonic transducer 9 has a reflecting surface 15A of 45 degrees at a position opposite to an ultrasonic transmitting/receiving surface 9A, and is rotatably driven. The mirror 15 (for ultrasonic wave reflection) attached to the tip of the shaft 11 is rotated.
この従来例においては、超音波振動子9の送受
面9Aから該面9Aの直角の方向に送出された超
音波ビームは破線で示すようにミラー15の反射
面15Aで直角方向に反射されることになり、上
記ミラー15は回転駆動されるので第2図と同様
に超音波ビームが放射状に送波される。 In this conventional example, the ultrasonic beam transmitted from the transmitting/receiving surface 9A of the ultrasonic transducer 9 in a direction perpendicular to the surface 9A is reflected in the direction perpendicular to the reflecting surface 15A of the mirror 15, as shown by the broken line. Since the mirror 15 is rotationally driven, the ultrasonic beam is transmitted radially as in FIG. 2.
この従来例においても蛇腹の方位を変えない限
り、得られる超音波画像が限定されたものとな
る。この他、超音波振動子をアレイ状に多数配設
し、電子的に走査する電子走査方式の従来例があ
るが、上述の機械的走査方式のものと同様に、蛇
腹が固定された状態においては単一の超音波画像
となり、複数の超音波画像を得ることができな
い。 Even in this conventional example, unless the orientation of the bellows is changed, the ultrasound images that can be obtained are limited. In addition, there is a conventional electronic scanning method in which a large number of ultrasonic transducers are arranged in an array to scan electronically, but similar to the mechanical scanning method described above, when the bellows is fixed, will result in a single ultrasound image, and multiple ultrasound images cannot be obtained.
上述における従来の機械的走査方式における超
音波探触子は、回転駆動させる手段の他に、超音
波振動子を可動する手段を形成することが構造上
難しかつた。又、電子走査方式の従来例において
も、内視鏡の先端部という狭い空間内で超音波振
動子を可動させる適当な手段を構成することが難
しかつた。 In the conventional mechanical scanning type ultrasonic probe described above, it is structurally difficult to provide a means for moving the ultrasonic transducer in addition to a means for rotationally driving the ultrasonic transducer. Furthermore, even in the conventional electronic scanning method, it has been difficult to construct an appropriate means for moving the ultrasonic transducer within the narrow space of the distal end of the endoscope.
従つて、被検体に当接させたその状態で、複数
の方位に対する超音波画像を得ることが従来でき
なかつたため、診断する資料としての価値をより
増大させることが出来なかつた。 Therefore, it has not been possible to obtain ultrasonic images in multiple directions while the device is in contact with a subject, making it impossible to further increase its value as diagnostic material.
つまり、蛇腹を動かとす、被検体との接触状態
が変化し易いので、同一条件で異る方位の超音波
画像を比較検討したい場合、不都合なものとな
る。 In other words, when the bellows is moved, the state of contact with the object tends to change, which is inconvenient when it is desired to compare and examine ultrasound images taken in different directions under the same conditions.
又、異る方位の超音波画像を得るために蛇腹を
適切に操作する際の操作がわずらわしいものであ
つた。 Further, it is troublesome to properly operate the bellows in order to obtain ultrasound images in different directions.
[発明の目的]
本発明は上述した点にかんがみてなされたもの
で、蛇腹を機械的に動かす手段を形成することな
く、外部から簡単に超音波を異る方位に可変制御
できるようにした超音波探触子を提供することを
目的とする。[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and provides an ultrasonic wave that can easily and variably control ultrasonic waves in different directions from the outside without forming a means for mechanically moving the bellows. The purpose is to provide a sonic probe.
[発明の概要]
本発明は、超音波振動子を転移温度の上下にお
いて、外形が変化する形状記憶合金を介して固定
すると共に、前記形状記憶合金を加熱する手段及
び冷却する手段を具備するように超音波探触子を
構成することにより、容易に異る方向に超音波を
送受できるようにしてある。[Summary of the Invention] The present invention fixes an ultrasonic transducer via a shape memory alloy whose external shape changes above and below a transition temperature, and includes means for heating and cooling the shape memory alloy. By configuring the ultrasonic probe in two directions, it is possible to easily transmit and receive ultrasonic waves in different directions.
[発明の実施例]
以下、図面を参照して本発明を具体的に説明す
る。[Embodiments of the Invention] The present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
第4図は本発明の第1実施例を示す。 FIG. 4 shows a first embodiment of the invention.
同図において、挿入部21先端側の内視鏡部
(図示略)のさらに先端側には超音波を送受波す
る機能を収容したハウジング22が構成されてい
る。 In the figure, a housing 22 that accommodates a function of transmitting and receiving ultrasonic waves is configured further toward the distal end of an endoscope section (not shown) on the distal end side of the insertion section 21.
このハウジング22を形成する硬性の枠体23
は、先端側となる一方の端部が閉塞された筒形状
をなし、その筒の側周の大部分が切り欠かれ、こ
の切り欠きには超音波を透過するシリコーンゴム
等用いて成形されたバルーン24で閉塞されてい
る。 A rigid frame 23 forming this housing 22
has a cylindrical shape with one end, which is the distal end, closed, and most of the side circumference of the cylinder is cut out, and this notch is molded using silicone rubber etc. that transmits ultrasonic waves. It is closed with a balloon 24.
上記枠体23内には、微小な圧電素子を順次隣
接するよう配列すると共に、これらの背面側にダ
イビングを配設して形成したアレイ型超音波振動
子25が収容され、その配列方向の両端、つまり
前端側及び後端側(基部側)の各端面に取付けた
デイスク26,27を介して回動自在となるよう
に保持されている。つまり、枠体23における上
記デイスク26,27とそれぞれ接する各接触部
23A,23Bと、これら各接触部23A,23
Bと接触する上記各デイスク26,27外周に
は、例えばテフロンコート等、摩擦が少く回動で
きるようになつている。 Inside the frame 23, an array-type ultrasonic transducer 25 is housed, which is formed by arranging minute piezoelectric elements adjacent to each other in order and arranging divers on the back side of these elements. In other words, it is rotatably held via disks 26 and 27 attached to each end face on the front end side and the rear end side (base side). In other words, the contact portions 23A, 23B in contact with the disks 26, 27 in the frame 23, and the contact portions 23A, 23
The outer peripheries of the disks 26 and 27 that come into contact with B are coated with Teflon, for example, so that they can rotate with little friction.
上記デイスク26の円形の上面中央と該中央に
対向する枠体23の先端内面との間には、低温相
においては板状となる形状記憶合金(金属)28
の各端部が固定され、この形状記憶合金28によ
つて超音波振動子25は回動しないように保持さ
れている。又、この板状の形状記憶合金28にそ
れぞれ一方の端部が固定された(周辺に設けるよ
うにしても良い。)加熱手段としてヒータ29,
29(単一のヒータでも良い。)が、上記枠体2
3先端内面と、デイスク26との間に収容されて
いる。 Between the center of the circular upper surface of the disk 26 and the inner surface of the tip of the frame 23 facing the center, there is a shape memory alloy (metal) 28 which becomes plate-like in the low temperature phase.
The shape memory alloy 28 holds the ultrasonic transducer 25 so that it does not rotate. Moreover, heaters 29 are fixed to one end of each of the plate-shaped shape memory alloys 28 (they may be provided around the periphery) as heating means.
29 (a single heater may also be used) is the frame 2
3 is accommodated between the inner surface of the tip and the disk 26.
一方、基部側のデイスク27の後端面中央に
は、フレキシブルな部材で被覆されたリード線
(束)31が取り付けられ、該リード線31は挿
入部21を介して外部の信号処理回路と接続さ
れ、上記アレイ型超音波振動子25における各圧
電素子に遅延素子を介して高周波パルスを印加す
ることによつて、第4図の符号Cで示す範囲(高
温相の場合)に超音波ビームをセクタ走査し、且
つセクタ走査した超音波ビームのエコー信号を受
波できるようになつている。 On the other hand, a lead wire (bundle) 31 covered with a flexible member is attached to the center of the rear end surface of the disk 27 on the base side, and the lead wire 31 is connected to an external signal processing circuit via the insertion portion 21. By applying a high-frequency pulse to each piezoelectric element in the array-type ultrasonic transducer 25 via a delay element, the ultrasonic beam is sectored in the range indicated by C in FIG. 4 (in the case of high temperature phase). It is designed to be able to scan and receive echo signals of the sector-scanned ultrasonic beam.
上記アレイ型超音波振動子25の超音波送受面
には超音波ビームを集束して送波及受波できるよ
うに、必要に応じて集束用レンズ32が粘着する
等して設けてある。 If necessary, a focusing lens 32 is attached to the ultrasonic transmitting/receiving surface of the array type ultrasonic transducer 25 so that the ultrasonic beam can be focused for transmission and reception.
上記枠体23の後端側の基部側には、挿入部2
1の軸方向への透孔を設けて注入口33が形成さ
れ、この注入口33からバルーン24内に超音波
伝達に対するロス成分が少く、且つ人体の音響イ
ンピーダンスと整合する流動パラフイン等の超音
波伝達媒体34を供給できるようになつている。
また、アレイ型超音波振動子25をはさんで、枠
体23における上記注入孔33と例えば対向する
部位に排出口35が形成されており、この排出口
35からバルーン24内に充満された伝達媒体3
4を排出できるようになつてる。 An insertion portion 2 is provided on the base side of the rear end of the frame 23.
An injection port 33 is formed by providing a through hole in the axial direction of the balloon 24, and an ultrasonic wave material such as liquid paraffin that has a small loss component for ultrasonic transmission from the injection port 33 into the balloon 24 and matches the acoustic impedance of the human body. A transmission medium 34 can be supplied.
Further, an outlet 35 is formed in the frame body 23 at a portion facing, for example, the injection hole 33 with the array-type ultrasonic transducer 25 sandwiched therebetween. medium 3
I'm getting better at ejecting 4.
さらに、上記デイスク26を保持する部位周辺
の枠体23における注入口33が設けられた部位
の前方に対向する部位にヒータ29,29が収容
された空隙部に連通する連通孔36が形成される
と共に、上記排出口35に対向する前方部位にも
連通孔37が形成されており、上記注入口33か
ら注入された伝達媒体34はバルーン24を膨張
させるように充満する際、上記連通孔36及び3
7を通つてヒータ29,29及び板状の形状記憶
合金28周囲を充満するように構成されている。 Furthermore, a communication hole 36 communicating with the cavity in which the heaters 29 are accommodated is formed in a portion of the frame 23 around the portion holding the disk 26, facing forward from the portion where the injection port 33 is provided. At the same time, a communication hole 37 is also formed in the front part facing the discharge port 35, and when the transmission medium 34 injected from the injection port 33 fills the balloon 24 to inflate it, the communication hole 37 and 3
7 and fills around the heaters 29, 29 and the plate-shaped shape memory alloy 28.
上記バルーン24内が伝達媒体34で充満され
た状態において、ヒータ29,29に図示しない
リード線を介して電力を供給すると、ヒータ2
9,29が収容された部分は連通孔36,37を
除外すれば略密封されているので、その部分を充
満する伝達媒体34の温度が速やかに上昇し、同
時に板状の形状記憶合金28の温度も上昇させ
る。 When the balloon 24 is filled with the transmission medium 34 and electric power is supplied to the heaters 29 through lead wires (not shown), the heater 2
9 and 29 is substantially sealed except for the communication holes 36 and 37, the temperature of the transmission medium 34 filling that part rises rapidly, and at the same time the temperature of the plate-shaped shape memory alloy 28 rises. It also increases the temperature.
上記板状の形状記憶合金28は、転移温度を境
界としてその高温相及び低温相で結晶構造が大き
く変化するものであつて、この第1実施例におい
ては、常温は低温側のマルテンサイト相となり、
この温度において外形が平板状になる状態が安定
相でありその外形を保つ。しかしながらヒータ2
9,29の加熱により高温相になると、第4図に
示すように平板がねじれて、このねじれと共に挿
入部21の軸の回りにアレイ型超音波振動子25
を回動するように構成されている(尚、上記とは
逆に低温相でねじれた外形、高温相で平板状とな
るようにしても良い。)
又、上記加熱して上記形状記憶合金28を高温
相側に転移させた後に、注入口33から伝達媒体
34を注入すると共に、手元側から吸引して排出
口35から伝達媒体34を排出するというように
バルーン24内の伝達媒体34を還流させるよう
にすると、暖められた形状記憶合金28周囲の伝
達媒体34は連通孔37を通り、排出口35から
排出されると共に、注入口33から注入された伝
達媒体34は連通孔36を経て形状記憶合金28
を速やかに冷却するので、形状記憶合金28は迅
速に冷却されて低温相側に転移するように構成さ
れている。 The crystal structure of the plate-shaped shape memory alloy 28 changes significantly between its high-temperature phase and low-temperature phase with the transition temperature as the boundary, and in this first embodiment, the normal temperature becomes the martensitic phase on the low temperature side. ,
At this temperature, the state in which the outer shape becomes a flat plate is the stable phase, and the outer shape is maintained. However, heater 2
9, 29 becomes a high temperature phase as shown in FIG. 4, the flat plate is twisted as shown in FIG.
(Contrary to the above, the shape memory alloy 28 may be configured to have a twisted outer shape in the low temperature phase and a flat plate shape in the high temperature phase.) After transferring to the high-temperature phase side, the transmission medium 34 inside the balloon 24 is refluxed by injecting the transmission medium 34 from the injection port 33, sucking it from the proximal side, and discharging the transmission medium 34 from the discharge port 35. When the shape memory alloy 28 is heated, the transmission medium 34 around the shape memory alloy 28 passes through the communication hole 37 and is discharged from the discharge port 35, and the transmission medium 34 injected from the injection port 33 passes through the communication hole 36 and changes the shape. memory alloy 28
Since the shape memory alloy 28 is rapidly cooled, the shape memory alloy 28 is configured to be rapidly cooled and transition to the low temperature phase side.
このように第1実施例においては、アレイ型超
音波振動子25を形状記憶合金28を介して固定
すると共に、この形状記憶合金28を加熱(加
温)して迅速に高温相側に転移させる手段と、伝
達媒体34を給排する手段を用いて還流して迅速
に低温相側に転移させる冷却手段を形成するよう
に兼用してあることが特徴となつている。 In this way, in the first embodiment, the array type ultrasonic transducer 25 is fixed via the shape memory alloy 28, and the shape memory alloy 28 is heated (warmed) to quickly transition to the high temperature phase side. It is characterized in that it serves both as a means for supplying and discharging the transmission medium 34 to form a cooling means for refluxing the medium 34 and rapidly transferring it to the low temperature phase side.
このように構成された第1実施例の超音波探触
子によれば、挿入部21を体腔内等に挿入して、
内視鏡部で観察しながら被検体38の目的とする
部位周辺に挿入部21先端側を導く。注入口33
より伝達媒体34を注入することによつてバルー
ン24を脹らまし、集束用レンズ32前方及びこ
の側周を被検体38の表面に密着させ、この状態
で遅延素子を経てアレイ型超音波振動子25に高
周波パルスを印加することによつて当接するバル
ーン24を透つて被検体38内側に超音波ビーム
が送波される。送波さた超音波ビームは異常部位
39等音響インピーダンスの不連続境界面で反射
され、エコー信号となつてその一部はアレイ型超
音波振動子25で受波される。上記とは異る接続
状態での遅延素子を経ることによつて、超音波ビ
ームの送波及び受波を順次行うことによつて、扇
形の超音波断層像をブラウン管等の表示部に表示
することができる。 According to the ultrasonic probe of the first embodiment configured in this way, when the insertion portion 21 is inserted into a body cavity or the like,
The distal end of the insertion section 21 is guided around the target region of the subject 38 while observing with the endoscope section. Inlet 33
The balloon 24 is inflated by injecting the transmission medium 34, and the front side of the focusing lens 32 and its side periphery are brought into close contact with the surface of the subject 38. In this state, the array type ultrasonic transducer is passed through the delay element. By applying a high frequency pulse to the balloon 25, an ultrasonic beam is transmitted inside the subject 38 through the abutting balloon 24. The transmitted ultrasound beam is reflected at the discontinuous boundary surface of the acoustic impedance of the abnormal region 39 and becomes an echo signal, a part of which is received by the array type ultrasound transducer 25. A fan-shaped ultrasonic tomographic image is displayed on a display unit such as a cathode ray tube by sequentially transmitting and receiving an ultrasonic beam through a delay element in a connection state different from the above. be able to.
次に上記超音波断層像と異る方位の画像を望む
場合には、外部のスイツチを操作等してヒータ2
9,29に電力を供給すると、形状記憶合金28
は暖められて第4図に示すようにねじれた状態に
なると共に、アレイ型超音波振動子25は挿入部
21の軸方向の回りを矢符Dで示す向きに回動し
て第4図に示すような状態になる。従つて、この
状態において得られる超音波断層像は上述とは異
る符号Cで示す範囲の方向に超音波を送受波する
方位のものとなり、この場合には、扇形に送受波
される面は第4図の紙面内となる(回動する前に
おいてはアレイ型超音波振動子25の中央から紙
面と垂直手前側に走査する方向の面内となる。)。 Next, if you want an image in a different direction from the ultrasonic tomographic image described above, operate an external switch etc. to turn the heater 2
When power is supplied to 9 and 29, the shape memory alloy 28
is heated and becomes a twisted state as shown in FIG. The situation will be as shown. Therefore, the ultrasonic tomographic image obtained in this state has an orientation in which ultrasonic waves are transmitted and received in the range indicated by the symbol C, which is different from the above-mentioned one, and in this case, the fan-shaped plane where the waves are transmitted and received is This is within the plane of the paper in FIG. 4 (before rotation, it is within the plane in the scanning direction from the center of the array type ultrasonic transducer 25 to the front side perpendicular to the plane of the paper).
再び、回動する前の状態での画像を望む場合に
排出口35から伝達媒体34を排出すると共に、
注入口33から注入して伝達媒体34を還流する
ことによつて、形状記憶合金28を迅速に冷却し
て外形が平板状となる低温相側に戻すことができ
る。これと共にアレイ型超音波振動子25は矢符
Dとは逆方向に回動して元の状態にもどされるこ
とになる。 If you want to see the image in the state before rotation again, discharge the transmission medium 34 from the discharge port 35, and
By injecting from the injection port 33 and refluxing the transmission medium 34, the shape memory alloy 28 can be quickly cooled and returned to the low temperature phase side where the outer shape is flat. At the same time, the array type ultrasonic transducer 25 is rotated in the direction opposite to the arrow D and returned to its original state.
第5図は本発明の第2実施例を示し、同図aは
常温での構造を示し、同図bは加温して高温側に
転移させた状態での構造を示す。 FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, in which FIG. 5a shows the structure at room temperature, and FIG. 5b shows the structure when heated and transferred to the high temperature side.
この第2実施例において、ハウジングを形成す
る枠体41に収容されたアレイ型超音波振動子4
2における各圧電素子の配列した方向の両端面、
つまり先端面及び後端面には、それぞれ低温相に
おいて板を折りたたんだ形状が安定な形状とな
り、高温相で伸びるよう温度によつて伸縮できる
形状記憶合金43,44の各一端が固定され、こ
れら形状記憶合金43,44の各地方の端部は枠
体41先端内面及び後端(基部側)内面に固定さ
れている。 In this second embodiment, an array type ultrasonic transducer 4 housed in a frame 41 forming a housing.
Both end faces in the direction in which each piezoelectric element is arranged in 2,
In other words, one end of each of the shape memory alloys 43 and 44, which can be expanded and contracted depending on the temperature, is fixed to the front end face and the rear end face, respectively, so that the folded shape of the plate becomes a stable shape in the low temperature phase, and the shape memory alloys 43 and 44 can be expanded and contracted depending on the temperature so that they elongate in the high temperature phase. The respective ends of the memory alloys 43 and 44 are fixed to the inner surface of the front end and the inner surface of the rear end (base side) of the frame 41.
上記アレイ型超音波振動子42は、必要に応
じ、レンズ32を介装した超音波送受面42A
と、該送受面42の背面に形成したダンピング部
材の裏面との間の中央に矢符Eで示すように回転
軸(回動軸)45の回りに回動できるように保持
されている。この送受面42Aに垂直な方向(符
号46で示す。)が超音波ビームを放射する中心
軸となる。 The array type ultrasonic transducer 42 has an ultrasonic transmitting/receiving surface 42A interposed with a lens 32 as necessary.
and the back surface of the damping member formed on the back surface of the sending/receiving surface 42, as shown by arrow E, so as to be rotatable around a rotating shaft (rotating shaft) 45. The direction perpendicular to this transmitting/receiving surface 42A (indicated by reference numeral 46) is the central axis from which the ultrasonic beam is radiated.
しかして、上記アレイ型超音波振動子42の先
端面及び後端面に固定された各形状記憶合金4
3,44の各一端は、例えば第5図aに示すよう
に、先端面に固定される部分が中央より左に偏位
させると共に、後端面においては右に偏位するよ
うに固定され、これら形状記憶合金43,44が
ヒータ(図示略)で暖められて高温相に転移し、
平板状(に近い形状)に伸びる場合、同図bに示
すような隅力が働いて、回転軸45の回りにアレ
イ型超音波振動子42が回動するように構成され
ている。 Thus, each shape memory alloy 4 fixed to the tip and rear end surfaces of the array type ultrasonic transducer 42
For example, as shown in FIG. The shape memory alloys 43 and 44 are heated by a heater (not shown) and transformed into a high temperature phase,
When stretched into a planar shape (or similar shape), corner forces as shown in FIG.
この他は上記第1実施例と略同様な構造であ
り、同一要素には同符号で示すと共に、その一部
は省略してある。この第2実施例においても、上
記第1実施例と同様にヒータによつて暖めること
によつて、形状記憶合金43,44は第5図aか
ら同図bに示すように変形し、それと共にアレイ
型超音波振動子42は回動する。又、伝達媒体3
4を還流することによつて、第5図bに示すよう
に変形した上記形状記憶合金43,44を同図a
に示すようにもどすことができる。この第2実施
例によればアレイ型超音波振動子42が、第1実
施例と同形状のものを用いた場合には(第4図と
第5図では超音波ビームが送出される方向が
(略)左右逆になつている。)第1実施例において
は扇形の面がその面に垂直方向に移動されること
になつているが、この第2実施例においては、面
は同一であるが(つまり第5図における紙面に一
致する)、扇形が紙面内で回動されることになる。 Other than this, the structure is substantially the same as that of the first embodiment, and the same elements are designated by the same reference numerals, and some of them are omitted. In this second embodiment, as in the first embodiment, by heating with a heater, the shape memory alloys 43 and 44 are deformed as shown in FIGS. The array type ultrasonic transducer 42 rotates. Also, transmission medium 3
By refluxing 4, the shape memory alloys 43 and 44 deformed as shown in FIG.
It can be restored as shown in . According to the second embodiment, when the array-type ultrasonic transducer 42 has the same shape as the first embodiment (in FIGS. 4 and 5, the direction in which the ultrasonic beam is transmitted is (Omitted) The left and right sides are reversed.) In the first embodiment, the fan-shaped surface is to be moved in the direction perpendicular to the surface, but in this second embodiment, the surfaces are the same. (that is, corresponds to the plane of the paper in FIG. 5), the sector is rotated within the plane of the paper.
第6図は、本発明の第3実施例を示し、同図a
は高温相側における状態での構造を示し、同図b
は低温相側における状態での構造を示す。 FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention, and FIG.
shows the structure on the high-temperature phase side, and b
shows the structure on the low temperature phase side.
この第3実施例は、前述の第1実施例と略同一
となる構造である。 This third embodiment has substantially the same structure as the first embodiment described above.
つまり、上記第1実施例においては、アレイ型
超音波振動子25が(デイスク26,27を介し
て)嵌合する状態で回動する構造にしてあるが、
この第3実施例においては、上記デイスク26,
27を設けないで、アレイ型超音波振動子25の
先端面のみならず後端面側にもそれぞれ対向する
枠体23内面との間に形状記憶合金51,52が
それぞれ固定してあり、暖めることによつて、第
6図bから同図aに示すようにねじれ、これと共
に、アレイ型超音波振動子25が例えば90度回動
されるようになつている。冷却すれば第6図aか
ら同図bに復帰することは言うまでもない。 In other words, in the first embodiment, the array type ultrasonic transducer 25 is structured to rotate in a fitted state (via the disks 26 and 27).
In this third embodiment, the disk 26,
27 is not provided, shape memory alloys 51 and 52 are fixed between the inner surface of the frame body 23 facing not only the front end surface but also the rear end surface of the array type ultrasonic transducer 25, respectively, and heating. As a result, the array type ultrasonic transducer 25 is twisted as shown in FIG. 6B to FIG. It goes without saying that the state shown in FIG. 6A returns to that shown in FIG. 6B after cooling.
この他は第1実施例と殆んど同様であり、同一
要素には同符号を付け、その一部は省略してあ
る。 Other than this, the second embodiment is almost the same as the first embodiment, and the same elements are given the same reference numerals and some of them are omitted.
尚、超音波ビームが送受波される方向の中心方
向(中心軸)を符号53で示してある。 Note that the central direction (central axis) in the direction in which the ultrasonic beam is transmitted and received is indicated by reference numeral 53.
第7図は本発明の第4実施例である。 FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention.
この第4実施例は、第5図に示す第2実施例に
おけるヒータ(図示略)を設けない構造のもので
ある。 This fourth embodiment has a structure in which the heater (not shown) in the second embodiment shown in FIG. 5 is not provided.
この場合形状記憶合金43,44を暖める手段
は、注入口33(又は排出口35でも良い)から
予め暖めた伝達媒体34を矢符Fで示すように供
給することによつて行う。冷却は前述と同様に冷
却された伝達媒体34を還流させることによつて
行うことができる。 In this case, the means for warming the shape memory alloys 43 and 44 is carried out by supplying a pre-warmed transmission medium 34 from the inlet 33 (or the outlet 35) as shown by arrow F. Cooling can be performed by circulating the cooled transmission medium 34 in the same manner as described above.
第8図は、本発明の第5実施例を示す。 FIG. 8 shows a fifth embodiment of the invention.
第5実施例は、上記第4実施例において暖める
手段を、例えばPCTサーミスタのように正特性
サーミスタ61を用いて形成したものである。 In the fifth embodiment, the heating means in the fourth embodiment is formed using a positive temperature coefficient thermistor 61, such as a PCT thermistor.
この正特性サーミスタ61は絶縁材料で絶縁コ
ート62されており、一定電圧を印加する等して
形状記憶合金43を暖めると共に、暖められた伝
達媒体34を介して又は基部側の形状記憶合金4
4に近接して設けた正特性サーミスタ(図示略)
にて形状記憶合金44を暖めることができるよう
になつている。冷却は上記第4実施例と同様に行
われる。 This positive temperature coefficient thermistor 61 is coated with an insulating material 62, and the shape memory alloy 43 is heated by applying a constant voltage or the like, and the shape memory alloy 43 is heated via the heated transmission medium 34 or the shape memory alloy 43 on the base side is heated.
Positive characteristic thermistor (not shown) installed close to 4
The shape memory alloy 44 can be heated at Cooling is performed in the same manner as in the fourth embodiment.
第9図は本発明の第6実施例を示す。 FIG. 9 shows a sixth embodiment of the invention.
この第6実施例においては、PVDF等の高分子
膜を用いて超音波探触子を形成したものを示す。 In this sixth embodiment, an ultrasonic probe is formed using a polymer film such as PVDF.
この超音波探触子63は、用いる超音波の波長
λの1/4となる厚みに成形したフレキシブルな高
分子圧電体アレイ64の背面側はフレキシブルな
プリント基板65を介して、板形状のものを略L
字状に折り曲げた形状記憶合金66に接着されて
いる。 This ultrasonic probe 63 has a flexible polymer piezoelectric array 64 molded to a thickness that is 1/4 of the wavelength λ of the ultrasonic wave used, and a flexible printed circuit board 65 is connected to the back side of the plate-shaped ultrasonic probe 63. Abbreviation L
It is bonded to a shape memory alloy 66 that is bent into a letter shape.
上記高分子圧電体は、フレキシブルであると共
に、その音響インピーダンスが人体のそれに近い
値を有し、特に音響的整合層を用いることなく、
その圧電体の膜の厚さをλ/4に設定することによ
つて、広帯域特性が得られるようになつている。
上記形状記憶合金66は超音波送受面と反対側に
例えば直角となる角度又は鋭角(鈍角でも良い。)
となるように折り曲げられ、この折り曲げ部(近
傍)66Aのみに形状記憶効果を有するように処
理されている。上記送受面の中央は高分子圧電体
アレイ64の配列方向に沿つて凹面となるように
成形され、収束してビームを送受できるようにな
つている。 The polymer piezoelectric material is flexible, has an acoustic impedance close to that of the human body, and does not require an acoustic matching layer.
By setting the thickness of the piezoelectric film to λ/4, broadband characteristics can be obtained.
The shape memory alloy 66 has an angle that is, for example, a right angle or an acute angle (an obtuse angle may also be used) on the side opposite to the ultrasonic wave transmitting/receiving surface.
Only this bent portion (nearby) 66A is processed to have a shape memory effect. The center of the transmitting and receiving surface is shaped to be a concave surface along the arrangement direction of the polymer piezoelectric array 64, so that the beam can be transmitted and received in a convergent manner.
しかして、上記折り曲げ部66Aに隣接する側
部内側には、上述したヒータ29あるいは正特性
サーミスタ61等の発熱素子67が取付けられ、
リード線68,69を介して発熱素子67に電力
を供給することによつて、上記形状記憶合金66
を暖めることができるようになつている。 The heating element 67, such as the heater 29 or the positive temperature coefficient thermistor 61, is attached to the inside of the side adjacent to the bent portion 66A.
By supplying power to the heating element 67 via the lead wires 68 and 69, the shape memory alloy 66
It is now possible to heat the
又、形状記憶合金66における上記側部に対向
した端部には上記折り曲げ部66Aが第9図に示
す状態から加熱によつて変形した場合、その端部
側を保持すると共に、ダンパーを兼ねた保持具7
1の一端が固定されている、この保持具71は、
例えばシリコーンゴム板を同図に示すように折り
たたんだ構造に成型することにより、充分弾力性
を有するようにしてある。 Further, at the end of the shape memory alloy 66 opposite to the side part, when the bent part 66A is deformed by heating from the state shown in FIG. Holder 7
This holder 71, to which one end of 1 is fixed,
For example, by molding a silicone rubber plate into a folded structure as shown in the figure, it is made to have sufficient elasticity.
上記高分子圧電体アレイ64を形成する各圧電
素子は、端部側を共通にしたライン状アース電極
72にアース用リード線73が取付けられ、他方
の各電極は背面側のプリント基板65にそれぞれ
導通するようにしてある。 Each piezoelectric element forming the polymer piezoelectric array 64 has a grounding lead wire 73 attached to a line-shaped grounding electrode 72 that has a common end, and each of the other electrodes is attached to a printed circuit board 65 on the back side. It is designed to be conductive.
尚、符号74は上述の構成の超音波探触子63
を持するベースである。 Incidentally, reference numeral 74 designates the ultrasonic probe 63 having the above-described configuration.
It is a base with
このように構成された超音波探触子63のアー
ス電極72と、高分子圧電体アレイ64を構成す
る各素子の他方の電極に超音波ビームがリニア走
査又はセクタ走査する様に高周波電気パルスを印
加することによつて、形状記憶合金66の凹面の
曲率が作り出す焦点近傍の分解能が最も良くなる
音場パターンとなる状態で、その凹面と略直角と
なる方向に超音波ビームを走査することになる。 High-frequency electrical pulses are applied to the ground electrode 72 of the ultrasonic probe 63 configured as described above and the other electrode of each element constituting the polymer piezoelectric array 64 so that the ultrasonic beam scans linearly or sectorally. By applying the voltage, the ultrasonic beam is scanned in a direction approximately perpendicular to the concave surface of the shape memory alloy 66 in a state where the curvature of the concave surface creates a sound field pattern with the best resolution near the focal point. Become.
従つて、得られる画像は超音波の送受面となる
凹面に垂直方向の断層像となる。 Therefore, the obtained image is a tomographic image in a direction perpendicular to the concave surface that serves as the ultrasonic wave transmitting and receiving surface.
上記構造の超音波探触子63を、超音波内視鏡
に用いれば、常温で一つの画像を得ることがで
き、さらに異る方位の画像を望むときに、リード
線68,69を経て発熱素子67に電力を供給す
れば、形状記憶合金66を折り曲げ部66Aの曲
げ角度を変えて、上記とは異る方位の断層像を得
ることができる。 If the ultrasound probe 63 having the above structure is used in an ultrasound endoscope, one image can be obtained at room temperature, and when an image in a different direction is desired, heat is generated via the lead wires 68 and 69. By supplying electric power to the element 67, the bending angle of the bent portion 66A of the shape memory alloy 66 can be changed to obtain a tomographic image in a different orientation from the above.
第10図は本発明の第7実施例を示す。 FIG. 10 shows a seventh embodiment of the invention.
この第7実施例においては、上記第6実施例に
おけるフレキシブルな高分子圧電体アレイ64で
なく例えばPZTセラミツクで形成した超音波振
動子を、第6実施例と同様に折り曲げ部の折り曲
げ角度を可変できるようにしたものである。 In this seventh embodiment, an ultrasonic transducer made of, for example, PZT ceramic instead of the flexible polymer piezoelectric array 64 in the sixth embodiment is used, and the bending angle of the bending portion is variable as in the sixth embodiment. It has been made possible.
即ち、挿入部21先端側の硬性のベース80外
周は、袋状のバルーン81の開口端部が固定され
ている。 That is, the open end of the bag-shaped balloon 81 is fixed to the outer periphery of the rigid base 80 on the distal end side of the insertion portion 21 .
上記ベース80端面には、平板状の形状記憶合
金82を端部に近い部位の折り曲げ部82Aにお
いてL字状に後方に折り曲げ、その折り曲げた後
端部が固定されている。この折り曲げた側部内面
には上記第6実施例のように発熱素子83が取り
付けられており、リード線84,85を介して電
力が供給されることによつて、発熱し、形状記憶
合金82における形状記憶効果を有する部位の折
り曲げ部82Aにおいて、その折り曲げ角度を変
えることができるようになつている。又、この側
部に対向する側の形状記憶合金82の端部は他端
がベース80に固定された前述のような保持具8
6で弾力性を有するように保持されている。 A flat shape memory alloy 82 is bent rearward into an L-shape at a bent portion 82A near the end, and the bent rear end portion is fixed to the end surface of the base 80. A heating element 83 is attached to the inner surface of this bent side part as in the sixth embodiment, and when electric power is supplied through lead wires 84 and 85, heat is generated, and the shape memory alloy 82 The bending angle of the bending portion 82A, which is a portion having a shape memory effect, can be changed. Further, the end of the shape memory alloy 82 on the side opposite to this side is attached to the aforementioned holder 8 whose other end is fixed to the base 80.
6 and is held elastically.
上記後方にL字状折り曲げられた形状記憶合金
82の前面にはダンピング部材によるダンピング
層87が形成され、このダンピング層87の前面
(上面)には、フレキシブルなプリント基板88
を介装したPZT等のセラミツクで形成した圧電
素子(又は圧電素子アレイ)89が取付けられ、
さらにこの圧電素子89の前面にはビーム収束用
のレンズ90が取付けてある。上記圧電素子89
のアース電極及び他方の電極と接続されたフレキ
シブルなプリント基板88はそれぞれリード線9
1,92が接続されている。 A damping layer 87 made of a damping member is formed on the front surface of the shape memory alloy 82 bent backward into an L shape, and a flexible printed circuit board 88 is formed on the front surface (upper surface) of this damping layer 87.
A piezoelectric element (or piezoelectric element array) 89 made of ceramic such as PZT is attached,
Further, a beam converging lens 90 is attached to the front surface of the piezoelectric element 89. The piezoelectric element 89
The flexible printed circuit board 88 connected to the ground electrode and the other electrode is connected to a lead wire 9, respectively.
1,92 are connected.
一方、上記ベース80にはバルーン81内に収
容された上述の構造の超音波探触子周囲に伝達媒
体93を注入できる注入口94と、バルーン81
内を充満された伝達媒体93を排出可能とする排
出口95がベース80先端面に透孔を設けて又は
透孔に管を挿通する等して形成してある。又冷却
された伝達媒体93を還流することによつて、暖
められた形状記憶合金82の折り曲げ部82Aを
冷却することができるようになつている。 On the other hand, the base 80 includes an injection port 94 through which a transmission medium 93 can be injected around the ultrasonic probe having the above-described structure housed in the balloon 81;
A discharge port 95 through which the transmission medium 93 filled therein can be discharged is formed by providing a through hole in the distal end surface of the base 80 or by inserting a tube into the through hole. Furthermore, by circulating the cooled transmission medium 93, the heated bent portion 82A of the shape memory alloy 82 can be cooled.
このように構成された第7実施例によれば、バ
ルーン81内を伝達媒体93で充満し、第10図
に示すように脹らんだバルーン81の前端側を被
検体に当接された状態で、上記圧電素子(アレ
イ)89にリード線91,92を経て高周波電気
パルスを印加することによつて被検体側に超音波
ビームを送波させ、送波された超音波ビームの反
射波を受波することによつて超音波断層画像を得
ることができる。 According to the seventh embodiment configured in this manner, the inside of the balloon 81 is filled with the transmission medium 93, and the inflated front end side of the balloon 81 is brought into contact with the subject as shown in FIG. , by applying high-frequency electric pulses to the piezoelectric element (array) 89 via lead wires 91 and 92, an ultrasonic beam is transmitted to the subject side, and reflected waves of the transmitted ultrasonic beam are received. Ultrasonic tomographic images can be obtained by waving.
しかして、上記のと異る方位の超音波断層面像
を得るには、発熱素子83に電力を供給すること
によつて加熱し、折り曲げ部82Aの折り曲げ角
度を変えた状態で、超音波を送受波することによ
つて可能になる。 However, in order to obtain an ultrasonic tomographic image in a direction different from that described above, the heating element 83 is heated by supplying power, and the ultrasonic wave is emitted while changing the bending angle of the bending portion 82A. This is possible by transmitting and receiving waves.
本発明は、超音波探触子を形成する超音波振動
子が各図において示されるものにその適用が限定
されるものでないことは明らかである。例えば第
4図において、振動子アレイは上下方向に各振動
子が隣接するような配列であるが、この方向と垂
直で、紙面の上下方向に各振動子が隣接するよう
配列されたものでも良い。この場合、扇状にセク
タスキヤクされる面は、紙面に垂直な水平方向の
面となり(形状記憶合金28が第4図に示す状態
になつた時、)冷却あるいは加熱等によつてその
面内で扇形の方位が変化することになる。 It is clear that the application of the present invention is not limited to the ultrasonic transducers forming the ultrasonic probe shown in each figure. For example, in Fig. 4, the transducer array is arranged so that the transducers are adjacent to each other in the vertical direction, but it may also be arranged perpendicular to this direction so that the transducers are arranged adjacent to each other in the vertical direction of the page. . In this case, the surface that is sector-scanned in a fan shape becomes a horizontal surface perpendicular to the plane of the paper (when the shape memory alloy 28 is in the state shown in FIG. 4). The direction of will change.
又、超音波振動子が、セクタ走査用のもののみ
でなく、リニア走査用のものに対しても同様に適
用できるし、又、単一の振動子に対しても適用で
きる。 Further, the ultrasonic transducer can be applied not only to one for sector scanning but also to one for linear scanning, and can also be applied to a single transducer.
尚、加熱あるいは冷却する手段を制御する、例
えば加熱用に単位時間当り供給する電力のエネル
ギー値を制御したり、加熱用に注入する伝達媒体
の温度を制御することによつて、形状記憶合金の
変形速度を制御できるので、その変形速度を走査
時間に対し、必要に応じて遅くし、微小変形によ
り方位がそれぞれ少しずつ異る状態において、超
音波断層像をそれぞれ得ることができるようにす
ることもできる。 It should be noted that shape memory alloys can be improved by controlling the heating or cooling means, for example by controlling the energy value of the electric power supplied per unit time for heating, or by controlling the temperature of the transmission medium injected for heating. Since the deformation speed can be controlled, the deformation speed can be slowed down as necessary with respect to the scanning time, so that ultrasonic tomographic images can be obtained with each direction slightly different due to minute deformation. You can also do it.
上述の各実施例あるいは上記のようにゆつくり
変形した際、基準となる方位からどれだけずれて
いるか、又はどれだけずれた方位における超音波
断層像であるかを検出できる方位検出手段を並設
することもできる。この手段として、例えば第4
図の基部側デイスク27の端面に線状等の反射部
及び無反射部を設け、且つその端面に対向して発
光ダイオード及び受光素子とで形成されるフオト
リフレクタを配置する等して方位(回動角度)を
検出することができる。この場合、上記反射して
受光される光量が回動角度と共に、次第に小さく
あるいは大きくなるようにすれば良い。この方位
検出手段は、上述のものに限らず、公知の回転検
出手段を用いて構成することもできる。 In each of the above-mentioned embodiments or when slowly deforming as described above, an orientation detection means is installed in parallel that can detect how far the ultrasound tomographic image is deviated from the reference orientation or how much the ultrasound tomographic image is deviated from the orientation. You can also. As this means, for example, the fourth
The direction (reflection) can be adjusted by providing a linear reflective part and a non-reflective part on the end face of the base side disk 27 in the figure, and arranging a photoreflector formed of a light emitting diode and a light receiving element to face the end face. movement angle) can be detected. In this case, the amount of reflected and received light may be made to gradually become smaller or larger as the rotation angle increases. This orientation detection means is not limited to the above-mentioned one, but may also be configured using a known rotation detection means.
又、方位を段階的に可変制御するよう構成する
こともできる。例えば第4図において、板状の形
状記憶合金28を各転移温度が異る幅が細いある
いは厚さが薄い板状の形状記憶合金を貼り合わせ
る等して構成すると共に、転移温度が大きいもの
程変形した際のねじれの角度が大きくなるように
処理あるいは設定しておくことによつて、所定の
温度(付近)まで加熱すると、その温度以下の転
移温度の形状記憶合金を低温相側の外形からある
角度ねじれるように変形させることができる。さ
らに加熱温度を上げればより大きくねじるように
することができる。このようにして超音波ビーム
の送出方位を段階的に可変でき、且つ特定の方位
に保つようにすることもできる。この場合熱電対
とか、サーミスタ等の温度検出手段を設けると便
利である。又これらによつて温度制御することも
できる。これらは第4図において述べたが、他の
実施例に対しても同様に適用できる。 It is also possible to configure the orientation to be variably controlled in stages. For example, in FIG. 4, the plate-shaped shape memory alloy 28 is constructed by pasting together plate-shaped shape memory alloys having different transition temperatures, each having a narrow width or a thin thickness. By processing or setting the angle of twist when deformed to be large, when heated to (near) a predetermined temperature, the shape memory alloy with a transition temperature below that temperature changes from the outer shape of the low temperature phase side. It can be deformed to twist at a certain angle. If the heating temperature is further increased, it is possible to twist the wire even more. In this way, the sending direction of the ultrasonic beam can be varied stepwise, and it can also be maintained at a specific direction. In this case, it is convenient to provide temperature detection means such as a thermocouple or a thermistor. Moreover, the temperature can also be controlled by these. Although these are described in FIG. 4, they can be similarly applied to other embodiments.
又、本発明は超音波内視鏡に用いられるものに
限定されるものでない。 Furthermore, the present invention is not limited to those used in ultrasonic endoscopes.
[発明の効果]
以上述べたように本発明によれば、従来の構造
の超音波探触子の一部に形状記憶合金、及びこれ
を加熱、冷却する手段を併設し、形状記憶合金の
熱による変形が、超音波探触子の超音波ビームの
方角を変える様に構成してあるので、例えば内視
鏡の先端に取付けると、内視鏡の蛇腹を機械的に
操作することなく、単に電気的スイツチを操作す
ることよつて再現性良く異つた角度の超音波断層
像を得られるという効果が得られる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a shape memory alloy and a means for heating and cooling the same are provided in a part of an ultrasonic probe having a conventional structure. Since the ultrasonic probe is configured to change the direction of the ultrasonic beam of the ultrasonic probe, for example, when it is attached to the tip of an endoscope, it can be easily moved without mechanically manipulating the bellows of the endoscope. By operating the electrical switch, it is possible to obtain ultrasonic tomographic images at different angles with good reproducibility.
第1図は超音波内視鏡の先端側を示す外観図、
第2図は機械的に超音波を送受波する従来の超音
波内視鏡の先端部を示す断面図、第3図は他の従
来例を示す断面図、第4図は本発明の第1実施例
の超音波探触子を収容した超音波内視鏡の先端部
を示す断面図、第5図は本発明の第2実施例を収
容した超音波内視鏡の先端部を示し、同図aは低
温相における状態を示す説明図、同図bは高温相
における状態を示す説明図、第6図は本発明の第
3実施例を収容した超音波内視鏡の先端部を示
し、同図aは高温相における状態を示す説明図、
同図bは低温相における状態を示す説明図、第7
図は本発明の第4実施例を収容した超音波内視鏡
の先端部を示す説明図、第8図は本発明の第5実
施例を収容した超音波内視鏡の先端部を示す説明
図、第9図は本発明の第6実施例を示す斜視図、
第10図は本発明の第7実施例を収容した超音波
内視鏡の先端部を示す断面図である。
21……挿入部、22……ハウジング、23,
41……枠体、24,81……バルーン、25,
42……アレイ型超音波振動子、26,27……
デイスク、28,43,44,66……形状記憶
合金、29……ヒータ、31……リード線(束)、
33,94……注入口、34,93……(超音
波)伝達媒体、35,95……排出口、45……
回転軸(回動軸)、61……サーミスタ、64…
…高分子圧電体アレイ、65,88……プリント
基板、66A,82A……折り曲げ部、67,8
3……発熱素子、71,86……保持具、72…
…アース電極、74,80……ベース、89……
圧電素子。
Figure 1 is an external view showing the tip side of the ultrasound endoscope.
Fig. 2 is a sectional view showing the tip of a conventional ultrasonic endoscope that mechanically transmits and receives ultrasonic waves, Fig. 3 is a sectional view showing another conventional example, and Fig. 4 is a sectional view showing the tip of a conventional ultrasound endoscope that mechanically transmits and receives ultrasonic waves. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the tip of an ultrasound endoscope that accommodates the ultrasound probe of the embodiment; FIG. Figure a is an explanatory diagram showing the state in the low temperature phase, Figure b is an explanatory diagram showing the state in the high temperature phase, and Fig. 6 shows the tip of an ultrasound endoscope containing the third embodiment of the present invention. Figure a is an explanatory diagram showing the state in the high temperature phase,
Figure 7b is an explanatory diagram showing the state in the low temperature phase.
The figure is an explanatory diagram showing the distal end of an ultrasound endoscope that accommodates the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an explanatory diagram showing the distal end of an ultrasound endoscope that accommodates the fifth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a perspective view showing a sixth embodiment of the present invention,
FIG. 10 is a sectional view showing the distal end of an ultrasonic endoscope that accommodates a seventh embodiment of the present invention. 21...insertion part, 22...housing, 23,
41... Frame body, 24, 81... Balloon, 25,
42...Array type ultrasonic transducer, 26, 27...
Disc, 28, 43, 44, 66... Shape memory alloy, 29... Heater, 31... Lead wire (bundle),
33,94...Inlet, 34,93...(Ultrasonic) transmission medium, 35,95...Outlet, 45...
Rotating axis (rotating axis), 61...Thermistor, 64...
...Polymer piezoelectric array, 65,88...Printed circuit board, 66A,82A...Bending portion, 67,8
3... Heating element, 71, 86... Holder, 72...
...Earth electrode, 74,80...Base, 89...
Piezoelectric element.
Claims (1)
れた方向に超音波ビームを送受可能とする超音波
探触子において、温度によつてその外形が変化す
る形状記憶合金を介して超音波振動子を固定する
と共に、該形状記憶合金を加熱及び冷却する手段
を設けることによつて、前記限定された方向以外
にも送受可能にしたことを特徴とする超音波探触
子。 2 前記超音波探触子は、各圧電素子を一方向に
隣接するように多数配列したアレイ型超音波振動
子を用いて形成したことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の超音波探触子。 3 前記形状記憶合金は、アレイ型超音波振動子
の配列方向の少くとも一方の端部に取り付けら
れ、転移によつて外形がねじれるように変形する
ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第2
項記載の超音波探触子。 4 前記形状記憶合金は、回動可能となる超音波
振動子の送受面の両側部に、各端部が取付けら
れ、転移によつて折りたたみ方向に伸縮変化して
前記超音波振動子を回動できるようにしたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の超音波探
触子。 5 前記形状記憶合金は、超音波振動子の背面側
にその一方の面が固定されると共に、その面と直
角ないしは鋭角をなすように折り曲げられ、転移
によつてその折り曲げ角度が変化するようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の超
音波探触子。 6 前記形状記憶合金は、転移温度が異る複数の
形状記憶合金を用いて構成されていることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の超音波探触
子。 7 前記加熱する手段は、発熱素子に電力を供給
することによつて構成されることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の超音波探触子。 8 前記冷却する手段は、超音波伝達媒体を注入
又は還流させることによつて形成されることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の超音波探触
子。[Claims] 1. An ultrasonic probe that has a single or multiple ultrasonic transducers and is capable of transmitting and receiving ultrasonic beams in a limited direction, the outer shape of which changes depending on temperature. An ultrasonic wave characterized by fixing an ultrasonic vibrator via a memory alloy and providing means for heating and cooling the shape memory alloy, thereby making it possible to transmit and receive the ultrasonic wave in directions other than the limited directions. probe. 2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the ultrasonic probe is formed using an array type ultrasonic transducer in which a large number of piezoelectric elements are arranged adjacent to each other in one direction. probe. 3. Claims characterized in that the shape memory alloy is attached to at least one end of the array type ultrasonic transducer in the arrangement direction, and the outer shape is twisted and deformed by transfer. Second
Ultrasonic probe as described in section. 4. Each end of the shape memory alloy is attached to both sides of the transmitting/receiving surface of the ultrasonic vibrator which can be rotated, and expands and contracts in the folding direction due to transfer, thereby rotating the ultrasonic vibrator. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the ultrasonic probe is configured to be able to 5. The shape memory alloy has one surface fixed to the back side of the ultrasonic transducer, and is bent so as to form a right angle or an acute angle with that surface, so that the bending angle changes upon transfer. An ultrasonic probe according to claim 1, characterized in that: 6. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the shape memory alloy is constructed using a plurality of shape memory alloys having different transition temperatures. 7. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the heating means is configured by supplying power to a heating element. 8. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the cooling means is formed by injecting or circulating an ultrasonic transmission medium.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3694483A JPS59164044A (en) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | Ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3694483A JPS59164044A (en) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | Ultrasonic probe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59164044A JPS59164044A (en) | 1984-09-17 |
JPH0355132B2 true JPH0355132B2 (en) | 1991-08-22 |
Family
ID=12483859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3694483A Granted JPS59164044A (en) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | Ultrasonic probe |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS59164044A (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2771988B2 (en) * | 1988-06-02 | 1998-07-02 | オリンパス光学工業株式会社 | Ultrasonic probe |
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EP1902331B1 (en) * | 2005-05-04 | 2012-07-11 | Volcano Corporation | Miniature actuator mechanism for intravascular imaging |
WO2020079808A1 (en) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | オリンパス株式会社 | Ultrasonic probe |
-
1983
- 1983-03-07 JP JP3694483A patent/JPS59164044A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS59164044A (en) | 1984-09-17 |
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