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JPH1085219A - 超音波プローブ - Google Patents

超音波プローブ

Info

Publication number
JPH1085219A
JPH1085219A JP8241899A JP24189996A JPH1085219A JP H1085219 A JPH1085219 A JP H1085219A JP 8241899 A JP8241899 A JP 8241899A JP 24189996 A JP24189996 A JP 24189996A JP H1085219 A JPH1085219 A JP H1085219A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molding material
ultrasonic probe
housing case
thermal conductivity
vibrator
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
JP8241899A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuichi Muranaka
勇一 村中
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP8241899A priority Critical patent/JPH1085219A/ja
Publication of JPH1085219A publication Critical patent/JPH1085219A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/54Control of the diagnostic device
    • A61B8/546Control of the diagnostic device involving monitoring or regulation of device temperature

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、被検体に接触している部分の
温度上昇を抑制することのできる超音波プローブを提供
することにある。 【解決手段】本発明は、ハウジングケース11の内部に
少なくとも振動子13を収納してなる超音波プローブに
おいて、ハウジングケース11の内部の隙間には少なく
とも2種類の第1のモールド材15と第2のモールド材
17とが充填され、第1のモールド材15は第2のモー
ルド材17よりも振動子13に対して物理的に近い位置
に設けられ、第1のモールド材15の熱伝導率は第2の
モールド材17の熱伝導率よりも高く、第2のモールド
材17の比重は第1のモールド材15の比重よりも軽い
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断装置本
体と被検体との間のインターフェースを担っている超音
波プローブに関する。
【0002】
【従来の技術】超音波プローブは、セラミック性の振動
子や信号線基板等がハウジングケースの内部に収納さ
れ、そしてこれら振動子や信号線基板等をハウジングケ
ース内部で固定し、また信号線間の電気的な分離性を向
上させるためにハウジングケース内部の隙間にモールド
樹脂が充填されてなる。
【0003】このモールド樹脂としては、上述した目的
を達成し、しかも超音波プローブの軽量化を図って高い
操作性を獲得するために、比重の軽い発砲ウレタンが採
用されている。
【0004】ところで、周知の通り、振動子は電気的振
動を機械的振動に変換しその機械的振動によって超音波
を発生させているのであるが、超音波と共に好ましくな
い熱をも発生させてしまう。
【0005】ここで発生した熱は、被検体に接触してい
る音響レンズに伝わりその表面温度を上昇させる。この
表面温度の上昇は、安全基準にも規定されている通り、
超音波検査の継続時間を制限することになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、被検
体に接触する部分の温度上昇を抑制することのできる超
音波プローブを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ハウジングケ
ースの内部に少なくとも振動子を収納してなる超音波プ
ローブにおいて、前記ハウジングケースの内部の隙間に
は少なくとも2種類の第1のモールド材と第2のモール
ド材とが充填され、前記第1のモールド材は前記第2の
モールド材よりも前記振動子に対して物理的に近い位置
に設けられ、前記第1のモールド材の熱伝導率は前記第
2のモールド材の熱伝導率よりも高く、前記第2のモー
ルド材の比重は前記第1のモールド材の比重よりも軽い
ことを特徴とする。
【0008】本発明によれば次のような作用が呈され
る。振動子で発生した熱は、熱伝導率の高い第1のモー
ルド材に急速に伝導される。第1のモールド材は第2の
モールド材よりも熱伝導率が高いので、第2のモールド
材だけでハウジングケース内部の全ての隙間を埋める従
来よりも、振動子で発生した熱の後方への伝導速度は速
い。したがって、被検体に接触する部分、ここでは音響
レンズの表面の温度上昇を抑制することができる。
【0009】さらに、第2のモールド材より熱伝導率の
高い第1のモールド材だけでハウジングケースの内部の
全ての隙間を全て埋めた場合、第1、第2の2種のモー
ルド材を用いる本発明よりも、上記被検体に接触する部
分の温度上昇を抑制するという効果を向上させることが
できるのではあるが、一般的に熱伝導率が高いほど比重
は重くなり、したがって熱伝導率が高いが比重が重い第
1のモールド材だけでは超音波プローブの総重量が増加
し過ぎて、オペレータが軽快に超音波プローブを操作す
ることができなくなってしまうが、本発明では、第1の
モールド材だけでなく、比重の軽い第2のモールド材を
併用して、軽快な超音波プローブの操作性の過剰な低下
を抑えているのである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明による超音波プロー
ブの好ましい実施形態について説明する。図1に、本実
施形態に係る超音波プローブの縦断面図を示している。
図2に、図1の振動子周辺の詳細な断面図を示してい
る。
【0011】周知の通り、超音波プローブは、超音波診
断装置本体から高周波の電圧信号をケーブル31を介し
て受け取り、これを超音波信号に変換して被検体に送信
し、また被検体からの反射波を受け、これを電気信号に
変換して逆にケーブル31を介して超音波診断装置本体
に伝えるという超音波診断装置本体と被検体とのインタ
ーフェースとしての役割を担っているものである。
【0012】この役割を達成するための最も重要な構成
要素は、振動子13である。振動子13は、図2に示す
ように、セラミック等の圧電体53と、圧電体53の表
面に焼き付け、蒸着またはメッキ処理により形成された
共通電極(アース電極)55と、圧電体53の裏面に形
成された複数の個別電極(ホット電極)54とから構成
されている。共通電極55と個別電極54は、フレキシ
ブルプリント配線基板11に印刷されている複数本の信
号線を介して引き出されている。
【0013】この振動子13の表面の共通電極55の上
には、音響整合層57が接着されている。この音響整合
層57の表面には超音波を絞り込むための音響レンズ1
9が接着されている。この音響レンズ19は、超音波プ
ローブのハウジングケース11の先端に開けられた穴に
嵌め込まれる。検査時には、音響レンズ19の表面が、
被検体の体表面に接触される。
【0014】一方、振動子13の裏面の個別電極54の
上には、振動子13の収れん運動(機械的振動)を疎外
しないで、しかも不要な方向(裏面側)に発生する超音
波を吸収減衰させるためにバッキング層21が接着され
ている。
【0015】ケーブル31は、超音波プローブのハウジ
ングケース11の後方に開けられた穴からハウジングケ
ース11の内部に引き込まれ、抜けないようにハウジン
グケース11内部の金属製のケーブルクランプ部29に
締め付けられている。ケーブル31に束ねられている複
数のケーブル線材27は、このケーブルクランプ部29
より先においてむき出されている。
【0016】これらの複数のケーブル線材27は、ハウ
ジングケース11の内部の略中央部分において、フレキ
シブルプリント配線基板23の複数本の信号線に対して
コネクタ25により電気的に接続されている。
【0017】さらにハウジングケース11の内部には、
フレキシブルプリント配線基板23、コネクタ25及び
ケーブル線材27の電気的系統を外乱電磁波から遮蔽す
るための金属膜、金属網又は金属製ケースの電磁シール
ド33が、収納されている。この電磁シールド33の後
端部分37は、ケーブルクランプ部29に接触されてい
る。
【0018】このようなハウジングケース11の内部構
造を固定し、またフレキシブルプリント配線基板23の
信号線やコネクタ25やケーブル線材27を絶縁するた
めに、少なくとも2種類の第1のモールド材15と第2
のモールド材17とが、ハウジングケース11の内部の
隙間に充填される。
【0019】第1のモールド材15は振動子13に対し
て第2のモールド材17よりも物理的に近いハウジング
ケース11の内部の先端部分の隙間に充填され、その後
方部分の隙間に第2のモールド材17が充填される。
【0020】より具体的には、第1のモールド材15
は、ハウジングケース11の先端内壁と音響レンズ19
の側面との間の隙間、当該内壁と音響整合層57の側面
との間の隙間、当該内壁と振動子13の側面との間の隙
間、当該内壁とバッキング材21の側面との間の隙間に
充填され、さらにバッキング材21の背面が十分隠れる
まで充填される。この第1のモールド材15には、フレ
キシブルプリント配線基板23の先端部分と共に、電磁
シールド33の先端部分45が埋め込まれる。
【0021】一方、第2のモールド材17は、第1のモ
ールド材15の後方からケーブルクランプ部29までの
間のハウジングケース11の内部に充填される。この第
2のモールド材17には、フレキシブルプリント配線基
板23の先端部分、コネクタ25、ケーブル線材27が
埋め込まれる。
【0022】次に第1、第2のモールド材15、17に
ついて具体的に説明する。振動子13で発生した熱を吸
収しやすくして、この熱が音響レンズ19に伝わって音
響レンズ19の表面温度を上昇させるのを抑制するため
に、且つ超音波プローブの操作性を高めるために、第1
のモールド材15と第2のモールド材17とは共に、熱
伝導率が高く、比重が軽いものが好ましいが、図3に示
すように、一般的に熱伝導率と比重とは比例関係にあ
り、熱伝導率が高いほど比重は重くなるという傾向にあ
り、両方の性質を共に満足する材料は期待できない。
【0023】そこで、第1のモールド材15として第2
のモールド材17より比重が重いが熱伝導率が高いもの
を採用し、第2のモールド材17として第1のモールド
材15より熱伝導率が低いが比重が軽いものを採用す
る。
【0024】具体的には、第1のモールド材15として
は、熱伝導率という観点のもとで、熱伝導率が3×10
-3(J/cm・sec・k)以上の例えばエポキシ樹脂
やシリコン樹脂が採用される。一方、第2のモールド材
17としては、比重という観点のもとで、比重が0.5
(g/cm3 )以下の例えば発泡ウレタン樹脂が採用さ
れる。
【0025】図4に従来と本実施形態との各部分での温
度の変化を示している。振動子13で発生した熱は、熱
伝導率の高い第1のモールド材15に急速に伝導され
る。第1のモールド材15は第2のモールド材17より
も熱伝導率が高いので、第2のモールド材17だけでハ
ウジングケース11内部の全ての隙間を埋める従来より
も、振動子13で発生した熱の後方への伝導速度は速
い。したがって、被検体に接触する部分、ここでは音響
レンズ19の表面の温度上昇を抑制することができる。
【0026】また、この熱は、第1のモールド材15よ
りもさらに熱伝導率が高い金属製の電磁シールド33を
介してこれを同様に熱伝導率の高い金属製のケーブルク
ランプ部29に伝導されるので、上述した音響レンズ1
9の表面の温度上昇を抑制するという効果を向上するこ
とができる。
【0027】さらに、第2のモールド材17より熱伝導
率の高い第1のモールド材15だけでハウジングケース
11の内部の全ての隙間を全て埋めた場合、本実施形態
のように第1、第2の2種のモールド材15、17を用
いるよりも、上記被検体に接触する部分の温度上昇を抑
制するという効果を向上させることができるのではある
が、上述したように一般的に熱伝導率が高いほど比重は
重くなり、したがって熱伝導率が高いが比重が重い第1
のモールド材15だけでは超音波プローブの総重量が増
加し過ぎて、オペレータが軽快に超音波プローブを操作
することができなくなってしまうが、本実施形態では、
第1のモールド材15だけでなく、比重の軽い第2のモ
ールド材17を併用して、軽快な超音波プローブの操作
性の過剰な低下を抑えているのである。
【0028】図5に本実施形態の変形された超音波プロ
ーブの断面図を示している。図5に示すように、第1の
モールド材15より熱伝導率の高い例えば金属製の熱伝
導体としてヒートパイプ35の先端部分41を第1のモ
ールド材15に埋め込み、また後端部分43をケーブル
クランク部29に接触させることにより、上記効果をさ
らに向上させることができる。本発明は、上述した実施
形態に限定されることなく、種々変形して実施可能であ
る。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば次のような効果が呈され
る。振動子で発生した熱は、熱伝導率の高い第1のモー
ルド材に急速に伝導される。第1のモールド材は第2の
モールド材よりも熱伝導率が高いので、第2のモールド
材だけでハウジングケース内部の全ての隙間を埋める従
来よりも、振動子で発生した熱の後方への伝導速度は速
い。したがって、被検体に接触する部分、ここでは音響
レンズの表面の温度上昇を抑制することができる。
【0030】さらに、第2のモールド材より熱伝導率の
高い第1のモールド材だけでハウジングケースの内部の
全ての隙間を全て埋めた場合、第1、第2の2種のモー
ルド材を用いる本発明よりも、上記被検体に接触する部
分の温度上昇を抑制するという効果を向上させることが
できるのではあるが、一般的に熱伝導率が高いほど比重
は重くなり、したがって熱伝導率が高いが比重が重い第
1のモールド材だけでは超音波プローブの総重量が増加
し過ぎて、オペレータが軽快に超音波プローブを操作す
ることができなくなってしまうが、本発明では、第1の
モールド材だけでなく、比重の軽い第2のモールド材を
併用して、軽快な超音波プローブの操作性の過剰な低下
を抑えているのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る超音波プローブの縦
断面図。
【図2】図1の振動子周辺の詳細な断面図。
【図3】モールド材候補の熱伝導率と比重との関係を示
す図。
【図4】本実施形態による超音波プローブの温度分布を
従来に比較して示す図。
【図5】本実施形態の変形された超音波プローブの縦断
面図。
【符号の説明】
11…ハウジングケース、 13…振動子、 15…第1のモールド材、 17…第2のモールド材、 19…音響レンズ、 21…バッキング材、 23…フレキシブルプリント配線基板、 25…コネクタ、 27…ケーブル線材、 29…ケーブルクランプ部、 31…ケーブル、 33…電磁シールド。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハウジングケースの内部に少なくとも振
    動子を収納してなる超音波プローブにおいて、 前記ハウジングケースの内部の隙間には少なくとも2種
    類の第1のモールド材と第2のモールド材とが充填さ
    れ、前記第1のモールド材は前記第2のモールド材より
    も前記振動子に対して物理的に近い位置に設けられ、前
    記第1のモールド材の熱伝導率は前記第2のモールド材
    の熱伝導率よりも高く、前記第2のモールド材の比重は
    前記第1のモールド材の比重よりも軽いことを特徴とす
    る超音波プローブ。
  2. 【請求項2】 前記第1のモールド材はエポキシ樹脂で
    あり、前記第2のモールド材は発砲ウレタン樹脂である
    ことを特徴とする請求項1記載の超音波プローブ。
  3. 【請求項3】 前記ハウジングケースの内部には、前記
    第1のモールド材より熱伝導率が高い電磁シールドが収
    納され、この電磁シールドは前記第1のモールド材に埋
    め込めれてることを特徴とする請求項1記載の超音波プ
    ローブ。
  4. 【請求項4】 前記ハウジングケースの内部には、前記
    第1のモールド材より熱伝導率が高い金属製のケーブル
    クランプ部が収納され、このケーブルクランプ部に前記
    電磁シールドが接触されていることを特徴とする請求項
    3記載の超音波プローブ。
  5. 【請求項5】 前記ハウジングケースの内部には、前記
    第1のモールド材より熱伝導率が高い熱伝導体がさらに
    収納され、この熱伝導体の一端部分は前記第1のモール
    ド材に埋め込まれていることを特徴とする請求項1記載
    の超音波プローブ。
  6. 【請求項6】 前記ハウジングケースの内部には前記超
    音波プローブと超音波診断装置本体とを電気的に繋ぐた
    めのケーブルが引き込まれ、このケーブルは前記ハウジ
    ングケースの内部のケーブルクランプ部によりかしめら
    れ、このケーブルクランプ部には前記熱伝導体の他端部
    分が接触されていることを特徴とする請求項5記載の超
    音波プローブ。
JP8241899A 1996-09-12 1996-09-12 超音波プローブ Pending JPH1085219A (ja)

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