专利名称：超声波探头的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及在超声波探头中使用的超声波发生器，并且更具体 而言涉及具有改善的超声传递特征的超声波发生器。
背景技术：
一些医疗电子内窥镜同时具有用于观察器官表面的CCD照相机和用 于观察所述器官组织内部的超声波探头。超声波探头将超声波发送到所关 心的生物组织内并且接收所述超声波的回波。接收的超声波回波含有生物 组织的X线断层信息，并且可以基于这些回波产生生物组织的X线断层 图像。通过超声波探头的生物组织内部的超声图像和通过CCD照相机的 生物组织的光学图像的组合能够精确诊断疾病的存在和所述疾病的发展。所述超声波探针(prove)具有一个或多个超声转换器作为超声波的来 源。所述超声转换器由压电元件组成，并且一般包含在用超声传递流体介 质填充的空腔中以便所述超声波有效地传递到靶体。 一种这样的传递流体 介质是液体石蜡， 一种烃油(见，例如，日本专利公开公布号05-176931)。 此外，日本公开公布号2001-299748公开了利用运动粘度小于20 mmVs的 液体石蜡的超声波探头。该液体石蜡对于所述超声波的高频率部分提供较 好的传递效率。仍然，已知的是，液体石蜡的超声传递特征取决于石蜡分子的分子量 分布。即，如果改变石蜡分子的分子量，则所述液体石蜡甚至在相同运动 粘度情况下也具有不同的超声传递特征。因此应当理解，为了好的超声传 递特征必须考虑液体石蜡的组成。鉴于上述，本发明的目的是提供超声波发生器，所述超声波发生器包 括具有优异超声传递特征的液体石蜡。发明内容为了实现上述目的及其它目的，根据本发明的超声波发生器包括作为 超声传递介质的液体石蜡，所述液体石蜡的最大分子量Ml是520SM1S1400。产生超声波的超声转换器包含在充满该液体石蜡的空间中。 另夕卜，所述液体石蜡具有峰顶分子量(peak top molecular weight)M2(其中分子数是最大的)为230SM2280。而且，所述液体石蜡的运动粘度S (mmVs)为4SS^12.5。 优选所述液体石蜡的最大分子量M1为1300SM1S1400。 还优选所述液体石蜡的峰顶分子量M2为320SM2^380。 还优选所述液体石蜡的运动粘度S为9SS^12.5。 根据本发明，所述液体石蜡在超声传递特征方面是改善的。这可以使超声波深度穿透到生物组织中并且在广泛频率范围内实现高的接收器灵敏度。因此可以获得生物组织深部的高清晰度、高对比度的超声图像。附图简述
图1是具有根据本发明的超声波探头的电子内窥镜的示意性视图； 图2是所述超声波探头的横断面视图； 图3A至3D是显示四种类型液体石蜡的分子量分布的图； 图4是显示四种类型液体石蜡在不同温度下的运动粘度和分子量分布 的典型值；图5是显示四种类型的液体石蜡在40。C的运动粘度和穿透的图；和 图6是显示最佳液体石蜡和常规液体石蜡在每个频率的接收器灵敏度 的图。实施本发明的最佳方式关于图1，电子内窥镜10具有插入到活体中的可弯曲插入部分11和 用于操作插入部分11的操作部分12。插入部分11的远端lla具有CCD 照相机(未显示)。将电子内窥镜IO连接到监视器13a和13b，并且用CCD 照相机捕获的图像显示在监视器13a上。在超声诊断时，将超声波探头14 插入到仪器进口 10a。超声波探头14经过在插入部分11中延伸的镊子通 道(未显示)，并且从提供在远端lla上的镊子开口向外凸出。由超声波探头14得到的超声图像显示在监视器13b上。如图2中所示，超声波探头14包括可弯曲管部分18，所述可弯曲管 部分18由多个彼此联锁的套管18a和附着于管部分18前端的聚乙烯帽19 构成。封装在帽19内部的是产生超声波并接收从器官反射的超声波回波 的超声转换器20。超声转换器20安装在连接到控制电缆21的基座22上。 控制电缆21由可弯曲轴23和封装可弯曲轴23的可弯曲管24组成。可弯 曲轴23的一端连接到基座22，并且其另一端连接到译码器15(参见，图 1)。译码器15具有内置发动机，并且该发动机的驱动导致可弯曲轴23围 绕它的轴向旋转。因此，基座22与超声转换器20—起在可弯曲轴23上 旋转。旋转超声转换器20使得可以用超声波径向扫描生物组织以产生超 声图像。应当理解，可弯曲轴23安放多个用于将驱动信号传输到超声转 换器20和从超声转换器20传输回波信号的电线。在含有超声转换器20的帽19内部充满用作超声传递介质的液体石蜡 25。液体石蜡25改善由超声转换器20产生的超声波和从生物组织反射的 超声波回波的传递效率。同样，液体石蜡25用作润滑剂以允许超声转换 器20的平滑旋转。液体石蜡25， 一种烃油，在润滑性和电绝缘性质方面 是优越的，并且对于活体无毒。接着，在具有不同的组成的四种类型的液体石蜡A至D(来自Wako 纯化学工业公司)之间比较超声传递特征。液体石蜡A是常规超声波探头 中使用的一种。液体石蜡B具有0.825至0.850 g/ml的密度。液体石蜡C 具有0.815至0.840 g/ml的密度。液体石蜡D具有0.795至0.830 g/ml的 密度。测量每种液体石蜡的分子量分布，并且测量结果显示在图3A至3D 的图中，其中纵轴表示石蜡分子数并且水平轴表示石蜡的分子量。另外， 图4的表显示在不同温度测量的这些液体石蜡的运动粘度和分子量分布的 典型值。用凝胶渗透色谱法(GPC法)测量分子量。在测量中使用的是，作为分 析仪器的来自岛津公司的LC-IO， PLgel MIXD-E柱，作为洗脱溶液的氯 仿(lml/min)，示差折光率检测器，和作为参比材料的聚苯乙烯。每个分子 量的值是根据聚乙烯当量表示的。根据JIS K2283(原油和石油产品-运动粘 度的测定和从运动粘度计算粘度指数)测量运动粘度。如图3A至3B所示，在常规超声波探头中使用的液体石蜡A显示大 约90的最小分子量和大约1900的最大分子量。另外，其中分子数最大的 峰顶分子量是590，并且数均分子量或中心值是490。重均分子量是570。 液体石蜡B显示大约90的最小分子量和大约1400的最大分子量。峰顶分 子量是380，并且数均分子量是340。重均分子量是400。液体石蜡C显 示大约90的最小分子量和大约1300的最大分子量。峰顶分子量是320， 并且数均分子量是300。重均分子量是350。液体石蜡D显示大约90的最 小分子量和大约1900的最大分子量。峰顶分子量是230,而数均分子量和 重均分子量是不可测量的。在图4中验证的是，具有较高的最大、平均、和峰顶分子量值的液体 石蜡具有较高的运动粘度，而具有较低的最大、平均、和峰顶分子量值的 液体石蜡具有较低的运动粘度。接着，制备具有液体石蜡A至D的一种 的超声波探头以测量来自这些超声波探头的25 MHz超声波进入到生物组 织中的穿透。测量结果显示在图5中。如图5中所示，到目前为止，液体石蜡B显示比其它液体石蜡更大的 穿透。这意味着液体石蜡B可以产生生物组织的更深部分的X线断层图 像。虽然次于液体石蜡B，但是液体石蜡C和D优于液体石蜡A，证明实 现了在实践上可允许的穿透水平。这些结果导致得出以下结论，即通过在 40°C，即体温，的运动粘度S为4SS^12.5的液体石蜡实现始终更好的超 声波穿透。具体而言，当在40。C的运动粘度S是9^S^12.5时穿透变得优异图6是显示每个频率的接收器灵敏度的测量结果的图。虚线表示常规 液体石蜡A，和实线表示其中显示最好穿透的液体石蜡B。液体石蜡A在 约20 MHz显示它的最佳接收器灵敏度为-50 dB，在约15 MHz和30 MHz 显示接收器灵敏度为-60dB。另一方面，液体石蜡B在从约12MHz至约 35 MHz延伸的广泛频率范围内显示好的接收器灵敏度为-50dB，到目前为 止证明具有比液体石蜡A更大的接收器灵敏度。这指的是，具有液体石蜡 B的超声波探头能产生高清晰度、高对比度的超声图像。而且，在液体石 蜡B的情况下，分辨能力变得优异。基于上述实验结果，发现用最大分子量小于1900且在520至1400范围内，并且峰顶分子量小于590且在230至380范围内的液体石蜡可以获 得总是较好的超声传递特征。如果将液体石蜡调理到最大分子量在1300 至1400范围内并且峰顶分子量在320至380范围内，则可以获得诸如液 体石蜡B或C的优异的或好的超声传递特征。本发明的超声波发生器不局限于具有CCD照相机的医疗电子内窥镜， 而且适用于外部类型的医疗超声装置。而且，本发明的超声波发生器不局 限于所述医疗内窥镜，而且适用于工业使用的检验装置，所述装置在与所 述医疗内窥镜相同的超声波频率范围内工作。工业实用性本发明的超声波发生器适合应用于医疗诊断装置和工业使用的检验装置。
权利要求
1.一种超声波发生器，所述超声波发生器包括用于产生超声波的超声转换器；用于封装所述超声转换器的帽；和填充在所述帽中并且最大分子量M1为520≤M1≤1400的液体石蜡。
2. 权利要求1所述的超声波发生器，其中所述液体石蜡在最大分子数 情形下的峰顶分子量M2为230^M2S380。
3. 权利要求1所述的超声波发生器，其中所述液体石蜡在40°C的运 动粘度S (mm2/s)为4SSS12.5。
4. 权利要求1所述的超声波发生器，其中所述最大分子量Ml是
5. 权利要求2所述的超声波发生器，其中所述峰顶分子量M2是 320^M2S380。
6. 权利要求3所述的超声波发生器，其中所述在40。C的运动粘度S 是9^12.5。
全文摘要
超声转换器(20)是由帽(19)封装的。所述帽(19)的内部充满液体石蜡(25)。液体石蜡(25)具有最大分子量M1为520≤M1≤1400，峰顶分子量M2为230≤M2≤380，和在40℃的运动粘度S(mm<sup>2</sup>/s)为4≤S≤12.5。该液体石蜡(25)实现超声波进入到生物组织的更深穿透，以及对于广泛频率范围内的超声波回波的更高接收器灵敏度。
文档编号A61B8/12GK101272738SQ20068003590
公开日2008年9月24日 申请日期2006年9月26日 优先权日2005年9月30日
发明者国安利明, 田中俊积, 糸井启友 申请人:富士胶片株式会社;富士能株式会社