JP2925440B2 - 生体用超音波探触子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、生体の一部をなす被
測定対象の厚さなどを測定するときに用いられる生体用
超音波探触子に関する。

【０００２】

【従来の技術】生体用超音波探触子（超音波プローブ）
は、超音波を送受信して、被測定対象の厚さなどを測定
するときに用いられる。この生体用超音波探触子を図４
に示す。この生体用超音波探触子は、電極５１と電極５
２とで挟まれた振動子５３を備える。振動子５３は、圧
電セラミックスなどのように、圧電現象を発生するもの
である。電極５１には、超音波を減衰させるダンパー５
４が取り付けられている。これらの電極５１，５２、振
動子５３およびダンパー５４で、超音波トランスデュー
サ５０が構成される。

【０００３】電極５２には、超音波を遅延させる超音波
遅延線５６が、音響整合層５５を介して取り付けられて
いる。

【０００４】この生体用超音波探触子では、電極５１と
電極５２との間に交流電圧またはパルスを加えると、振
動子５３に圧力歪が生じ、超音波が発生する。発生した
超音波は、音響整合層５５および超音波遅延線５６を伝
わる。このとき、超音波は、超音波遅延線５６で遅延さ
れて、超音波放射面５６Ａから放射される。

【０００５】このような生体用超音波探触子は、たとえ
ば人体の皮脂厚を測定する測定器に用いられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、先の生体用超
音波探触子は、次のような問題がある。

【０００７】図４に示すように、超音波トランスデュー
サ５０からの超音波１０１は、超音波放射面５６Ａから
放射されて、超音波遅延線５６の外部を伝わる超音波１
０２になる。同時に、超音波１０１は、超音波放射面５
６Ａで反射されて、再び超音波遅延線５６内を伝わる超
音波１０３となる。この超音波１０３は、ほとんど減衰
されることなく、超音波トランスデューサ５０で受信さ
れる。このとき、超音波放射面５６Ａの近傍、たとえば
超音波の数波長以内からのエコー（反射波）があると、
超音波放射面５６Ａで反射される超音波１０３のため
に、エコーを検出できない。

【０００８】この発明の目的は、このような欠点を除
き、超音波放射面の近傍からのエコーを確実に検出でき
る生体用超音波探触子を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、その目的を
達成するため、超音波を発生すると共に、受信した超音
波を電気信号に変換する超音波変換部と、超音波変換部
の超音波送受信用の端面に一端が接続され、他端が一端
からの超音波を送受信する端面になっていると共に、内
部を伝わる超音波を遅延させる遅延部とを備える生体用
超音波探触子において、遅延部の他端を遅延部の一端に
対して上記超音波変換部から送受信される超音波のヌル
入射角の１／２だけ傾けた。

【００１０】

【作用】超音波変換部からの超音波は、遅延部を伝わ
り、遅延部の他端から放射される。同時に、超音波は、
遅延部の他端で反射されて、再び遅延部内を伝わる。遅
延部の他端は、超音波変換部の超音波送受信用端面に対
して傾いている。このために、遅延部の他端で反射され
た超音波は、上記超音波変換部から送受信される超音波
のヌル入射角の１／２だけ傾いて超音波変換部の超音波
送受信用端面に入射する。

【００１１】

【実施例】次に、この発明の実施例を、図面を用いて説
明する。

【００１２】図１は、この発明の一実施例を示す図であ
る。この生体用超音波探触子は、遅延部としての超音波
遅延線１０、超音波変換部としての超音波トランスデュ
ーサ５０および音響整合層５５を備える。

【００１３】超音波トランスデューサ５０は、電極５
１，５２、振動子５３およびダンパー５４を備える。こ
の超音波トランスデューサ５０および音響整合層５５
は、図４と同じであるので、説明を省略する。

【００１４】超音波遅延線１０は、超音波トランスデュ
ーサ５０からの超音波を遅延するものであり、シリコン
ゴムや樹脂などの材料でできた円筒である。円筒の一方
の端面１１は、音響整合層５５に接合されている。他方
の端面１２は、超音波送受信用の端面であり、端面１１
に対して角度α／２だけ傾いている。

【００１５】この角度αは、次のような角度である。図
２に示すように、超音波トランスデューサ５０から放射
される超音波の範囲２０１には、指向性がある。つま
り、超音波トランスデューサ５０から放射される超音波
は、角度αでは全く放射されない。この角度αをヌル
（ＮＵＬＬ）放射角という。超音波トランスデューサ５
０が超音波を受信するときも、同様の特性となる。つま
り、超音波トランスデューサ５０は、角度２αの範囲２
０１からの超音波を主に送受信可能である。

【００１６】超音波遅延線１０の端面１２は、このヌル
放射角αの１／２だけ傾斜している。また、超音波遅延
線１０は、超音波トランスデューサ５０から放射された
超音波が端面１２と超音波トランスデューサ５０との間
を往復して生ずる多重エコーを、十分に減衰する減衰特
性を持つ。

【００１７】次に、人体の皮脂厚を測定する測定器に用
いたときを例として、この実施例の動作について説明す
る。

【００１８】生体用超音波探触子の超音波遅延線１０
を、図３に示すように、人体１に当てた後、測定器本体
（図示を省略）から、超音波トランスデューサ５０に交
流信号を送る。

【００１９】超音波トランスデューサ５０は、この交流
信号を超音波１１１に変換し、超音波１１１を人体１に
向けて放射させる。超音波１１１は、音響整合層５５を
通り、超音波遅延線１０を伝わる。超音波１１１は、超
音波遅延線１０の端面１２で、人体１に向かう超音波１
１２と、反射されて再び超音波遅延線１０内を伝わる超
音波１１３とに分かれる。

【００２０】超音波遅延線１０内を伝わる超音波１１３
は、超音波１１１に対して角度αで、音響整合層５５に
入射する。つまり、この超音波１１３は、超音波トラン
スデューサ５０の受信範囲２０１（図２）の外側から超
音波トランスデューサ５０に入射する。これにより、超
音波トランスデューサ５０は、超音波１１３が入射して
も、電気信号にほとんど変換しない。

【００２１】一方、人体１に向かう超音波１１２は、人
体１の脂肪２を伝わり、端面１２の近傍である筋肉３で
反射されて、エコー１１４となる。エコー１１４は、人
体１を伝わった後、端面１２に入射する。さらに、超音
波遅延線１０を伝わったエコー１１４は、超音波１１１
に対してほぼ平行状態で音響整合層５５に入射する。こ
のエコー１１４は、図２に示すように、受信範囲２０１
内であるので、超音波トランスデューサ５０は、このエ
コー１１４を電気信号に変換して、測定器本体（図示を
省略）に送る。測定器本体（図示を省略）は、この電気
信号に基づいて、人体１の脂肪２の厚さを測定する。

【００２２】このように、この実施例により、超音波遅
延線１０の端面１２で反射された超音波１１３は、超音
波トランスデューサ５０に入射しても、ほとんど電気信
号に変換されないので、端面１２の近傍で発生するエコ
ー１１４を確実に検出することを可能にする。

【００２３】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によ
り、遅延部の他端で反射された超音波は、傾いて超音波
変換部の超音波送受信用端面に入射する。超音波変換部
の受信感度には指向性があり、超音波送受信用端面に対
して、超音波が傾いて入射すると、ほぼ垂直に入射する
ときに比べて、超音波変換部からの出力信号が弱くな
る。一方、遅延部の他端の近傍でエコーが発生すると、
このエコーは、遅延部を伝わり、超音波変換部からの超
音波と平行状態で、超音波送受信用端面に入射する。

【００２４】これにより、遅延部の他端で反射される超
音波による出力信号が弱くなり、遅延部の他端の近傍か
らのエコーはそのまま超音波変換部に入射するので、エ
コーを確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す図である。

【図２】超音波トランスデューサの放射指向性を示す図
である。

【図３】人体の脂肪の測定を説明するための図である。

【図４】従来の生体用超音波探触子を示す図である。

【符号の説明】

１０ 超音波遅延線 １１ 端面 １２ 端面 ５０ 超音波トランスデューサ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波を発生すると共に、受信した超音
   波を電気信号に変換する超音波変換部と、 前記超音波変換部の超音波送受信用の端面に一端が接続
   され、他端が前記一端からの超音波を送受信する端面に
   なっていると共に、内部を伝わる超音波を遅延させる遅
   延部とを備える生体用超音波探触子において、 前記遅延部の他端を前記遅延部の一端に対して、上記超
   音波変換部から送受信される超音波のヌル入射角の１／
   ２だけ傾けたことを特徴とする生体用超音波探触子。
2. 【請求項２】 前記遅延部は、他端から放射される超音
   波の多重エコーを減衰する減衰特性を有することを特徴
   とする請求項１記載の生体用超音波探触子。