专利名称：超声波探头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种从压电元件组对被检体(活体)进行超声波的收发，并且进行被检体的超声波诊断用的三维数据的读入的超声波探头，特别是涉及一种为了防止在收纳压电元件组的密闭容器的内部反射的无用超声波的超声波探头。
背景技术：
如图13所示，现有的超声波探头，例如短轴摇动型超声波探头将沿长轴方向排列并具有声透镜6的压电元件组2设置在旋转保持台1的水平部上，并且均收容于由截面呈凹状的容器主体3a与罩北所形成的密闭容器3内。在旋转保持台1的两端侧的脚部 IaUb上设置轴承，与沿长轴方向设置于容器主体3a的侧壁的旋转中心轴7滑动配合。设置于旋转保持台1的一个脚部Ib的沿短轴方向旋转摇动的第一伞齿轮如与固定于将密闭容器3的底壁密闭/贯通的旋转轴8上的第二伞齿轮4b啮合。因此，将旋转保持台1与压电元件组2沿短轴方向旋转摇动，将从压电元件组2的超声波收发波面收发的超声波沿压电元件组2的短轴方向机械地进行扫描。在密闭容器3内，填充有作为超生波媒质的液体L，例如油。这里的声透镜6具有从其曲率部的外周延伸的脚部6a，并且在长轴方向的两端侧的超声波收发波面侧上设有作为超声波吸收机构的突出部6b。突出部6b中，将其前端侧仿照罩北的内周面3c而形成圆弧状，具有中空部的轻量体10通过粘接剂而被固定于容器主体3a的底壁上，并被埋没在填充于旋转保持台1的下方的超声波媒质L中。根据像这样的构成，由于将作为超声波吸收机构的突出部6b设置在声透镜6的两端侧上，因此，沿压电元件组2的长轴方向传播的无用超声波被超声波吸收机构(突出部 6b)吸收。现有技术文献专利文献1 日本特开2007-222244号公报
发明内容
(发明要解决的课题)但是，在这样的现有的超声波探头中，在密闭容器内填充作为声媒质(超声波媒质)的液体的密闭容器的内部进行反射、并且由于从超声波探头未向外部射出的无用超声波在诊断装置的图像上形成无用的回波而出现，因此，妨碍超声波诊断。因此，为了防止这样的无用回波，在上述专利文献1(日本特开2007-222244号公报)中，虽然将突出部(超声波吸收机构)6b附加于声透镜的脚部，但是，由于在突出部6b 与罩内周面3c之间需要设置间隙g，不仅不能够将无用回波充分地除去，而且部件数量和组装工时增加，也成为成本增加的主要原因。这样的无用回波由于无用超声波在如下的路径中返回将其发送的压电元件而产生。以下，基于附图9对无用回波的产生原理进行说明。
首先，从压电元件放射的无用超声波在声透镜表面与罩内面之间反复进行反射， 而沿压电元件组的长轴方向或者短轴方向传播并向声透镜的范围θ3、94之外射出(参照图9所示的D部以及E部)。在该无用超声波在密闭容器内的任一部位进行反射时，当向与反射前的方向相同的方向进行反射时，沿着原来的路径最终返回到声透镜上的进行放射的地点附近。当被发送时的压电元件接收时，成为图像上的无用回波。如上述的在反射时向与反射前的方向相同的方向进行反射而沿原来的路径返回的情况如下。(这里，图9示出探头如图10所示位于中心位置，并且无用超声波沿长轴方向传播的情况)。(1)相对于反射面以90度入射的情况(入射角=0°，图9所示的D部，沿箭头方向用虚线表示)。(2)入射到相互形成的角度为大致90的两平面(凹的直角拐角形状)的任一个面的情况(图9所示的E部，沿箭头方向用实线表示)。这里，当对上述( 进行补充说明时，如图7所示，在相互形成角度θ的两面(第一反射面R1以及第二反射面&)连续反射的情况下，反射前的方向(入射角a)与两次反射后的方向(以相同基准的射出角c)的关系当使用正反射的性质(相对于反射面的法线的入射角与射出角的值相等，反射前后的各行进方向对称于法线)进行计算时为如下。即，如图7 所示，对于 ΔΑΒ0 的内角，(90-a) + (90_b)+θ = 180 - b = θ-a，并且，对于AABC的内角，a+2Xb+c = 180，当将b去掉时，c = 180-a-2X (θ-a) = a-2X θ +180当θ = 90 时，为 c = a。因而，在θ =90°的情况下，由于在此处定义了无论为什么样的入射角，射出角都与入射角相同，并且角度a与角度c相对于基准为相同方向，因此，反射前后的行进方向相同。因此，无论为什么入射角，由于在反射后沿原来的路径返回，因此，可知在形成这种90°的两面上的连续反射容易成为无用回波的原因。接着，对无用超声波通过在各反射部位上的反射而返回到压电元件的实例进行说明。图10示出探头位于中心位置，并且无用超声波沿短轴方向传播的情况。图11示出探头位于转动规定角度后的位置，并且无用超声波沿短轴方向传播的情况。图10与图11示出容器主体的上部端面(图8所示的U面)与罩内面均构成相互形成90°的两面，并且在该部位反射的无用超声波沿反射前的路径返回的情况。图8中所示的箭头示出探头在位于转动后的位置，并且无用超声波沿长轴方向传播的情况下，在容器主体的端面(图8所示的T面)进行反射的情况(实线箭头)。这里， 由于在该T面上的无用超声波的入射角大致为0°，因此，与在图9所示的D部上的反射相同，反射后的方向与反射前的方向大致相同而沿原来的路径返回。此外，对反射部位的构成进行说明。如上所述，图8所示的面S、T、U为容器主体的端面，但是，S面以及U面为了部件加工变得容易，与图9所示的加工基准面3a形成平行。并且，由于罩的内面与容器主体嵌合，因此，在与容器主体的面S、T、U邻接的部位，成为与这些面大致垂直的面。(用于解决课题的手段)为了解决上述课题，在本发明的短轴摇动型超声波探头中，为了防止无用回波，将沿长轴方向排列并在超声波收发面上具有声透镜的压电元件组设置在收容于密闭容器内的旋转保持台上，通过沿所述压电元件组的短轴方向将所述旋转保持台转动摇动，从而构成将从所述压电元件组的超声波收发波面收发的超声波沿所述短轴方向机械地进行扫描， 并且在所述密闭容器内填充作为声媒质的液体的短轴摇动型超声波探头。在所述声透镜的表面与所述密闭容器的内周面之间沿长轴方向或者短轴方向传播之后超出所述声透镜的范围而在所述密闭容器内行进的无用超声波在所述容器主体内的任一反射部位进行反射时，为了使反射后的无用超声波不会向返回所述声透镜的表面与所述密闭容器的内周面之间的方向反射，将所述反射部位的表面形状倾斜。此外，在本发明的短轴摇动型超声波探头中，所述密闭容器至少由超声波诊断时接触被检体的体表的罩和支撑所述旋转保持台的容器主体组成，并且所述反射部位由所述容器主体的面的一部分组成，通过以朝向所述反射部位的所述无用超声波在所述反射部位上的入射角尽可能地变大的方式使所述反射部位的面倾斜，从而所述无用超声波在所述反射部位上进行反射之后，向与反射前的行进方向不同的方向行进。再者，在本发明的短轴摇动型超声波探头中，所述密闭容器至少由超声波诊断时接触被检体的体表的罩和支撑所述旋转保持台的容器主体组成，并且所述反射部位由所述罩的内面的一部分和与其邻接的所述容器主体的面的一部分的两面组成，以所述两面所形成的角度形成锐角或者钝角的方式使所述两面中的一个或者两个面倾斜，从而所述无用超声波在所述两面上连续反射之后，向与反射前的行进方向不同的方向行进。(发明的效果)当在密闭容器内行进的无用超声波在所述密闭容器内的任一反射部位进行反射时，为了使反射后的无用超声波不会向返回所述声透镜的表面与所述密闭容器的内周面之间的方向反射，将所述反射部位的表面形状倾斜，由于防止了无用超声波的产生，因此，无论探头位于中心位置以及转动后的位置，都不会产生利用现有的探针所产生的无用回波， 能够得到良好的图像(参照图12的利用本发明的探针的一栏)。
图1是本发明的超声波探头的立体图，是将罩卸下从上所见的视图。图2是图1所示的本发明的超声波探头的长轴方向的纵向截面图。图3是图1所示的本发明的超声波探头的短轴方向的纵向截面图，示出超声波探头位于中心位置的状态。图4示出图3所示的本发明的超声波探头沿短轴方向转动规定角度后的位置。图5示出图1所示的本发明的超声波探头的声透镜表面的倾斜面。图6示出将图5所示的P面延长到与被检体的体表接触的罩为止的状态。图7是示出超声波在两面上进行反射情况下的入射角与射出角的关系的视图。图8是现有例的超声波探头的立体图，是将罩卸下从上所见的视图。
图9是图8所示的现有例的超声波探头的长轴方向的纵向截面图。图10是图8所示的现有例的超声波探头的短轴方向的纵向截面图，示出超声波探头位于中心位置的状态。图11示出图8所示的现有例的超声波探头沿短轴方向转动规定角度后的位置。图12是示出使用现有例的超声波探头与本发明的超声波探头的诊断装置的图像的照片。图13是现有例的超声波探头的长轴方向的纵向截面。
具体实施例方式在本发明的短轴摇动型超声波探头中，对于发生上述反射的密闭容器的反射部位的形状，形成为反射后的超声波不会沿反射前所行进的方向返回的形状。因此，作为解决本发明的要点(1)对于入射到该反射部位的反射面的全部无用超声波，以与反射面形成的角度不成为90度(入射角0° )的方式使反射面倾斜。(2)在该反射部位的形状由两面(第一以及第二反射面)构成的情况下，以该两面形成的角度不成为90度的方式使一个或者两个反射面倾斜。因此，在本发明的短轴摇动型超声波探头中，如图1至图5所示，为了防止无用回波的产生，将沿长轴方向排列并在超声波收发面上具有声透镜6的压电元件组2设置在收容于密闭容器3内的旋转保持台1上，并且通过旋转轴8以及第一伞齿轮如以及第二伞齿轮4b将所述旋转保持台1沿所述压电元件组2的短轴方向转动摇动。因此，构成将从所述压电元件组2的超声波收发波面收发的超声波沿所述短轴方向机械地进行扫描、并且在所述密闭容器3内填充作为超生波媒质的液体L的超声波探头，在所述声透镜6的表面与所述密闭容器3的内周面3c之间沿长轴方向或者短轴方向传播之后超出所述声透镜6的范围而在所述密闭容器3内行进的无用超声波在所述密闭容器3内的任一反射部位进行反射时，为了使反射后的无用超声波不会向返回所述声透镜6的表面与所述密闭容器3的内周面3c之间的方向反射，将所述反射部位的表面形状倾斜。此外，在本发明的超声波探头中，所述密闭容器3至少由诊断时接触被检体的体表的罩北和支撑所述旋转保持台1的容器主体3d组成，并且，所述反射部位由所述容器主体3d的面的一部分组成，通过以朝向所述反射部位的所述无用超声波在所述反射部位上的入射角尽可能地变大的方式使所述反射部位的面倾斜，从而所述无用超声波在所述反射部位上进行反射之后，向与反射前的行进方向不同的方向行进。再者，在本发明的超声波探头中，所述密闭容器3至少由诊断时接触被检体的体表的罩北和支撑所述旋转保持台1的容器主体3d组成，并且，所述反射部位由所述罩北的内面的一部分和与其邻接的所述容器主体3d的面的一部分的两面组成，通过以所述两面所形成的角度形成锐角或者钝角的方式使所述两面中的一个或者两个面倾斜，从而在所述无用超声波在所述两面上连续反射之后，向与反射前的行进方向不同的方向行进。并且，在现有形状的图8所示的S面、T面、U面上分别设有如图1的倾斜。首先，对上述本发明的要点(1)进行说明。关于图8所示的现有探头形状的S面，如图5所示，在P面上设有倾斜面。因此，入射到P面的超声波的入射角的范围以下两个为最大范围。即(1)相对于P面来自最左方的超声波=在声透镜的端部附近发出并直接朝向P面的右端的超声波(参照图5的Li)。(2)相对于P面来自最右方的超声波=在声透镜的端部附近发出并在罩内面反射而朝向P面左端的超声波(参照图5的L2)。这里，由于P面的法线N为不包含在这些Ll和L2的方向的范围内，因此，沿压电元件组的长轴方向传播来的无用超声波不会以入射角0°进行反射，反射的超声波不会沿原来的路径返回。此外，在图5所示的将P面延长到罩内面的情况下，如图6所示，在朝向P面的超声波中，产生与P面的法线平行(入射角0° )的超声波，并且产生无用超声波。因此，在本发明中，未将P面延长到罩内周面，而是使P面向相反方向倾斜，如图5所示，形成Q面。再者，对上述本发明的要点(2)进行说明。图5所示的Q面由于与其附近的罩内面所形成的角度为约45度，因此，即使超声波在这些面上反复进行反射，因为沿与反射前的方向不同的方向行进，所以，不会沿原来的路径返回(参照图2所示的左侧的箭头示出的实线)。此外，对在各反射部位上的反射进行说明。图3示出在探头位于中心位置并且无用超声波沿短轴方向传播的情况下，在容器主体内筒部3d的上部端部的U面上设置倾斜面的结果。图4示出在探头位于转动规定角度后的位置并且无用超声波沿短轴方向传播的情况下，在U面上设置倾斜面的结果。图3和图4所示的U面和罩内周面均构成相互形成约45°的两面，并且在该反射部位上反射的无用超声波沿与发射前的方向不同的方向行进的情况。这里，图1所示的箭头示出在探头位于转动规定角度后的位置并且无用超声波沿长轴方向传播的情况下，T面的倾斜变陡的结果。因此，由于无用超声波在T面的入射角变得不是0°，因此，无用超声波在反射后不会沿发射前的路径返回。接着，对使用本发明的超声波探头的诊断装置的图像的效果进行说明。从图12所示的图像可知，在本发明的超声波探头(探针)中，无论探头位于中心位置以及转动后的位置，都不会产生利用现有的超声波探头所产生的无用回波，能够得到适应超声波诊断的良好的图像。S卩，如图12所示，在现有的探针中，当探头位于中心位置时，如圆框所示，在摇动方向的三处产生无用回波，此外，在探头转动规定角度后的位置中，在大致转动中心上产生无用回波，但是，在本发明的探针中，未发现产生无用回波。
权利要求
1.一种短轴摇动型超声波探头，将沿长轴方向排列并在超声波收发面上具有声透镜的压电元件组设置在收容于密闭容器内的旋转保持台上，通过沿所述压电元件组的短轴方向将所述旋转保持台转动摇动，从而将从所述压电元件组的超声波收发波面收发的超声波沿所述短轴方向机械地进行扫描，并且在所述密闭容器内填充作为声媒质的液体，所述短轴摇动型超声波探头的特征在于，在所述声透镜的表面与所述密闭容器的内周面之间沿长轴方向或者短轴方向传播之后超出所述声透镜的范围而在所述密闭容器内行进的无用超声波在所述密封容器内的任一反射部位进行反射时，为了使反射后的无用超声波不会向返回所述声透镜的表面与所述密闭容器的内周面之间的方向反射，将所述反射部位的表面形状倾斜。
2.根据权利要求1所述的短轴摇动型超声波探头，其特征在于，所述密闭容器至少由诊断时接触被检体的体表的罩和支撑所述旋转保持台的容器主体组成，并且所述反射部位由所述容器主体的面的一部分组成，通过以朝向所述反射部位的所述无用超声波在所述反射部位上的入射角尽可能地变大的方式使所述反射部位的面倾斜，从而所述无用超声波在所述反射部位上进行反射之后，向与反射前的行进方向不同的方向行进。
3.根据权利要求1所述的超声波探头，其特征在于，所述密闭容器至少由诊断时接触被检体的体表的罩和支撑所述旋转保持台的容器主体组成，并且所述反射部位由所述罩的内面的一部分和与其邻接的所述容器主体的面的一部分的两面组成，通过以所述两面所形成的角度形成锐角或者钝角的方式使所述两面中的一个或者两个面倾斜，从而所述无用超声波在所述两面上连续反射之后，向与反射前的行进方向不同的方向行进。
全文摘要
本发明提供一种超声波探头，在短轴摇动型超声波探头中，将沿长轴方向排列并在超声波收发面上具有声透镜的压电元件组设置在收容于密闭容器内的旋转保持台上，通过沿压电元件组的短轴方向将旋转保持台转动摇动，从而将从压电元件组的超声波收发波面收发的超声波沿短轴方向机械地进行扫描，并且在密闭容器内填充作为声媒质的液体。并且，超声波探头的特征在于，在声透镜的表面与密闭容器的内周面之间沿长轴方向或者短轴方向传播之后超出声透镜的范围而在密闭容器内行进的无用超声波在密封容器内的任一反射部位进行反射时，为了使反射后的无用超声波不会向返回声透镜的表面与密闭容器的内周面之间的方向反射，将反射部位的表面形状倾斜。
文档编号A61B8/00GK102429682SQ201110254628
公开日2012年5月2日 申请日期2011年8月26日 优先权日2010年9月29日
发明者那珂洋二 申请人:日本电波工业株式会社