JP3420954B2 - Ultrasonic probe - Google Patents
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- heat
- acoustic matching
- matching layer
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、超音波診断装置な
どに用いて好適な超音波探触子に関し、特に被検体に接
触する表面の温度上昇を抑制した超音波探触子に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe suitable for use in an ultrasonic diagnostic apparatus and the like, and more particularly to an ultrasonic probe in which a temperature rise of a surface in contact with a subject is suppressed.
【０００２】[0002]
【従来の技術】超音波探触子は、生体を対象とした超音
波診断装置などに用いられている。従来の超音波探触子
としては、例えば特開平5-244690号公報に記載されたも
のが知られている。2. Description of the Related Art Ultrasonic probes are used in ultrasonic diagnostic equipment for living bodies. As a conventional ultrasonic probe, for example, the one described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-244690 is known.
【０００３】図４にこのような従来の超音波探触子の構
成を示す。図４において、アレイ状に複数個配列された
圧電素子21は超音波を送受信するための素子である。音
響整合層27は、被検体（生体）に超音波を効率よく送受
信するためのもので圧電素子21の正面（図における上
面）側に設けられている。背面負荷材26は圧電素子21の
背面（図における下面）側に設けられており、圧電素子
21から放射された不要な超音波を減衰させ、かつ圧電素
子21を機械的に保持する機能を有している。圧電素子21
の背面に設けられた信号用電極23には信号用電気端子24
が接続され、圧電素子21の正面に設けられた接地電極
（共通電極）22には接地用電気端子25が接続されてい
る。そして、接地用電気端子25は銅箔などでなる熱伝導
材28に接続され、熱伝導材28は図示されていないケーブ
ル内に設けられた伝熱線29に接続されている。なお、図
示されていないが、音響整合層29の正面には、被検体に
接触すると共に、被検体へ送信される超音波ビームを絞
るための音響レンズなどが設けられている。FIG. 4 shows the structure of such a conventional ultrasonic probe. In FIG. 4, a plurality of piezoelectric elements 21 arranged in an array are elements for transmitting and receiving ultrasonic waves. The acoustic matching layer 27 is for efficiently transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the subject (living body), and is provided on the front surface (upper surface in the drawing) of the piezoelectric element 21. The back load material 26 is provided on the back surface (lower surface in the figure) of the piezoelectric element 21.
It has a function of attenuating unnecessary ultrasonic waves emitted from 21 and mechanically holding the piezoelectric element 21. Piezoelectric element 21
The signal electrode 23 provided on the back of the
And a grounding electric terminal 25 is connected to a grounding electrode (common electrode) 22 provided on the front surface of the piezoelectric element 21. The grounding electric terminal 25 is connected to a heat conducting material 28 made of copper foil or the like, and the heat conducting material 28 is connected to a heat conducting wire 29 provided in a cable (not shown). Although not shown, on the front surface of the acoustic matching layer 29, an acoustic lens for contacting the subject and for narrowing down the ultrasonic beam transmitted to the subject is provided.
【０００４】超音波診断装置に用いる超音波探触子は、
生体に接触するものであるため、安全性を確保すること
が大切である。そのため、超音波探触子の表面温度を４
１℃以下にしなければならないという規格が設定されて
いる。そして、この規格を満足させるために、超音波診
断装置本体から送信する電圧を調整して、超音波探触子
の表面温度が４１℃以下になるように送信電圧を低く設
定している。The ultrasonic probe used in the ultrasonic diagnostic apparatus is
Since it comes into contact with the living body, it is important to ensure safety. Therefore, the surface temperature of the ultrasonic probe should be 4
The standard has been set that the temperature must be 1 ° C or less. Then, in order to satisfy this standard, the voltage transmitted from the ultrasonic diagnostic apparatus main body is adjusted, and the transmission voltage is set low so that the surface temperature of the ultrasonic probe becomes 41 ° C. or less.
【０００５】一方、超音波診断装置の診断領域、特に深
さ方向を拡大したいという強い要求がある。しかし、前
述の送信電圧と深さ方向の拡大は比例関係にある。つま
り、送信電圧を高くすれば診断深さも深くできるから、
送信電圧を高くすることが望ましい。このような実情か
ら、送信電圧を低くせずに超音波探触子の表面温度を低
く抑える技術が最近多く提案されている。図４に示した
構造はその一つであり、圧電素子21で発生する熱を接地
用電気端子25→熱伝導材28→伝熱線29の経路で放熱して
いる。On the other hand, there is a strong demand for expanding the diagnostic area of the ultrasonic diagnostic apparatus, especially in the depth direction. However, the aforementioned transmission voltage and the expansion in the depth direction are in a proportional relationship. In other words, the diagnostic depth can be deepened by increasing the transmission voltage,
It is desirable to increase the transmission voltage. Under such circumstances, many techniques have recently been proposed for suppressing the surface temperature of the ultrasonic probe without lowering the transmission voltage. The structure shown in FIG. 4 is one of them, and the heat generated in the piezoelectric element 21 is radiated through the path of the grounding electric terminal 25 → the heat conductive material 28 → the heat transfer wire 29.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の超音波探触子は、圧電素子21の接地用電気端子25の
一部からの放熱であるため、放熱効率が十分といえるも
のではなかった。However, since the above-mentioned conventional ultrasonic probe radiates heat from a part of the grounding electric terminal 25 of the piezoelectric element 21, it cannot be said that the heat radiation efficiency is sufficient. .
【０００７】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたものであって、圧電素子で発生する熱を効率
的に放熱することのできる超音波探触子を提供すること
を目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide an ultrasonic probe capable of efficiently radiating the heat generated by the piezoelectric element. To do.
【０００８】また、本発明は、圧電素子で発生する熱を
効率的に放熱すると共に、その熱が被検体へ伝搬しない
ようにした超音波探触子を提供することを目的とする。Another object of the present invention is to provide an ultrasonic probe in which the heat generated by the piezoelectric element is efficiently dissipated and the heat is prevented from propagating to the subject.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明では、上記問題を
解決するために、圧電素子と、前記圧電素子の背面側に
設けられた背面負荷材と、前記圧電素子と前記背面負荷
材との間に設けられ、前記背面負荷材よりも熱伝導率が
高い熱伝導材と、前記背面負荷材の周辺に設けられた放
熱材とを備え、かつ前記熱伝導材と前記放熱材とが熱的
に接続されているように超音波探触子を構成した。この
ように構成したことにより、圧電素子で発生した熱もし
くは超音波の多重反射により発生した熱を熱伝導材によ
り吸熱して放熱材により放熱し、超音波探触子の表面温
度の上昇を抑制できるので、送信電圧を高めることがで
きる。In order to solve the above problems, the present invention provides a piezoelectric element, a back load material provided on the back side of the piezoelectric element, and the piezoelectric element and the back load material. It has a higher thermal conductivity than the back load material.
High thermal conductive material and the radiation provided around the back load material.
A heat material, and the heat conducting material and the heat radiating material are thermally
The ultrasound probe was configured to be connected to the. With this configuration, the heat generated by the piezoelectric element or the heat generated by multiple reflection of ultrasonic waves is absorbed by the heat conductive material and radiated by the heat radiating material , suppressing the increase in the surface temperature of the ultrasonic probe. Therefore, the transmission voltage can be increased.
【００１０】また、本発明は、圧電素子と、圧電素子の
正面に設けられた音響整合層と、圧電素子の背面に設け
られた背面負荷材とを備える超音波探触子において、音
響整合層を熱伝導率が高い材料で構成した。このように
構成したことにより、圧電素子で発生した熱もしくは超
音波の多重反射により発生した熱を音響整合層により吸
熱して放熱し、超音波探触子の表面温度の上昇を抑制で
きるので、送信電圧を高めることができる。Further, the present invention provides an acoustic matching layer in an ultrasonic probe comprising a piezoelectric element, an acoustic matching layer provided on the front surface of the piezoelectric element, and a back load material provided on the back surface of the piezoelectric element. Was made of a material having high thermal conductivity. With such a configuration, the heat generated by the piezoelectric element or the heat generated by the multiple reflection of ultrasonic waves is absorbed by the acoustic matching layer to be radiated, and the rise in the surface temperature of the ultrasonic probe can be suppressed. The transmission voltage can be increased.
【００１１】そして、本発明は、圧電素子と、圧電素子
の正面に設けられた音響整合層と、圧電素子の背面に設
けられた背面負荷材とを備える超音波探触子において、
音響整合層を熱伝導率が高い材料で構成すると共に、こ
の音響整合層の正面に熱伝導率が低い材料で構成された
音響整合層を設けた。このように構成したことにより、
熱伝導率の高い音響整合層で放熱し、熱伝導率の低い音
響整合層で熱を遮断して、超音波探触子の表面温度の上
昇を抑制できるので、送信電圧を高めることができる。The present invention provides an ultrasonic probe including a piezoelectric element, an acoustic matching layer provided on the front surface of the piezoelectric element, and a back load material provided on the back surface of the piezoelectric element.
The acoustic matching layer was made of a material having a high thermal conductivity, and the acoustic matching layer made of a material having a low thermal conductivity was provided in front of the acoustic matching layer. With this configuration,
Since the acoustic matching layer having a high thermal conductivity radiates the heat and the acoustic matching layer having a low thermal conductivity blocks the heat to suppress the increase in the surface temperature of the ultrasonic probe, the transmission voltage can be increased.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
圧電素子と、前記圧電素子の背面側に設けられた背面負
荷材と、前記圧電素子と前記背面負荷材との間に設けら
れ、前記背面負荷材よりも熱伝導率が高い熱伝導材と、
前記背面負荷材の周辺に設けられた放熱材とを備え、か
つ前記熱伝導材と前記放熱材とが熱的に接続されている
ように構成された超音波探触子であり、前記圧電素子で
発生した熱もしくは超音波の多重反射により発生した熱
を前記熱伝導材により吸熱して前記放熱材により放熱
し、前記超音波探触子の表面温度の上昇を抑制するとい
う作用を有する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The invention according to claim 1 of the present invention is
A piezoelectric element, a back load material provided on the back side of the piezoelectric element, a heat conductive material provided between the piezoelectric element and the back load material, and having a higher thermal conductivity than the back load material ,
A heat dissipation material provided around the back load material,
The heat conducting material and the heat dissipating material are thermally connected
An ultrasonic probe configured as described above, wherein the heat generated by the piezoelectric element or the heat generated by multiple reflection of ultrasonic waves is absorbed by the heat conducting material and radiated by the heat radiating material. It has the effect of suppressing an increase in the surface temperature of the tentacle.
【００１３】[0013]
【００１４】本発明の請求項２記載の発明は、圧電素子
と、前記圧電素子の正面側に設けられた音響整合層と、
前記圧電素子の背面側に設けられた背面負荷材とを備え
る超音波探触子において、前記音響整合層を熱伝導率が
高い材料で構成したものであり、前記圧電素子で発生す
る熱もしくは超音波の多重反射により発生する熱を前記
音響整合層により吸熱して放熱し、前記超音波探触子の
表面温度の上昇を抑制するという作用を有する。According to a second aspect of the present invention, a piezoelectric element, and an acoustic matching layer provided on the front side of the piezoelectric element,
In an ultrasonic probe provided with a back load material provided on the back side of the piezoelectric element, the acoustic matching layer is made of a material having high thermal conductivity, and heat generated by the piezoelectric element or super The acoustic matching layer absorbs the heat generated by the multiple reflection of sound waves and radiates the heat to suppress the rise in the surface temperature of the ultrasonic probe.
【００１５】本発明の請求項３記載の発明は、本発明の
請求項２記載の発明において、前記音響整合層を少なく
とも２層設けたものであり、前記圧電素子で発生する熱
もしくは超音波の多重反射により発生する熱を少なくと
も２層の前記音響整合層により吸熱して放熱し、前記超
音波探触子の表面温度の上昇を抑制するという作用を有
する。According to a third aspect of the present invention, in the invention according to the second aspect of the present invention, at least two acoustic matching layers are provided, and heat or ultrasonic waves generated by the piezoelectric element are generated. At least two layers of the acoustic matching layer absorb the heat generated by the multiple reflection and radiate the heat, thereby suppressing an increase in the surface temperature of the ultrasonic probe.
【００１６】本発明の請求項４記載の発明は、本発明の
請求項２記載の発明において、前記熱伝導率が高い材料
で構成した音響整合層の正面に熱伝導率が低い材料で構
成した音響整合層を設けたものであり、前記圧電素子で
発生する熱もしくは超音波の多重反射により発生する熱
を前記熱伝導率の高い材料で構成した音響整合層で放熱
し、熱伝導率の低い材料で構成した音響整合層でその熱
を遮断することにより、超音波探触子の表面温度の上昇
を抑制するという作用を有する。According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the second aspect of the present invention, the acoustic matching layer made of the material having high thermal conductivity is made of a material having low thermal conductivity in front of the acoustic matching layer. An acoustic matching layer is provided, and heat generated by the piezoelectric element or heat generated by multiple reflection of ultrasonic waves is radiated by the acoustic matching layer composed of the material having high thermal conductivity, and the thermal conductivity is low. By blocking the heat with the acoustic matching layer made of a material, it has an effect of suppressing an increase in the surface temperature of the ultrasonic probe.
【００１７】本発明の請求項５記載の発明は、本発明の
請求項２または４記載の発明において、前記圧電素子と
前記背面負荷材との間に熱伝導材を設けたものであり、
前記圧電素子で発生する熱もしくは超音波の多重反射に
より発生する熱を前記音響整合層により吸熱して放熱
し、かつ前記熱伝導材により吸熱して放熱して、前記超
音波探触子の表面温度の上昇を抑制するという作用を有
する。According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to the second or fourth aspect of the present invention, a heat conducting material is provided between the piezoelectric element and the back load material,
The surface of the ultrasonic probe where the heat generated by the piezoelectric element or the heat generated by multiple reflection of ultrasonic waves is absorbed and radiated by the acoustic matching layer, and also absorbed and radiated by the heat conducting material. It has an effect of suppressing an increase in temperature.
【００１８】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて詳細に説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００１９】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態では、圧電素子と背面負荷材との間に熱伝導率の
高い熱伝導材を設け、かつ背面負荷材の周辺に放熱材を
設け、かつ熱伝導材と放熱材とを熱的に接続した。(First Embodiment) In the first embodiment of the present invention, a heat conductive material having a high thermal conductivity is provided between the piezoelectric element and the back load material, and the back load material is surrounded by the heat conductive material. A heat dissipation material was provided, and the heat conducting material and the heat dissipation material were thermally connected.
【００２０】図１は本発明の第１の実施の形態の超音波
探触子の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of an ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention.
【００２１】この図において、圧電素子１は超音波を送
受信する素子であって、ＰＺＴ系などの圧電セラミック
ス、ＰＺＴ系やＬｉＮｂＯ3 の単結晶およびＰＶＤＦ(p
olyvinylidene fluoride) などの高分子などで構成さ
れている。圧電素子１の正面（図における上面）および
側面には接地電極２が形成され、背面（図における下
面）には信号用電極３が形成されている。接地電極２お
よび信号用電極３は、金や銀のスパッタリング、或いは
銀の焼き付けなどにより形成する。信号用電極３の右端
部には信号用電気端子４が接続され、接地電極２の左下
端部には接地用電気端子５が接続されている。これらの
電気端子４、５は超音波探触子の側面に沿って背面側へ
延設されており、ケーブルなどにより超音波診断装置本
体（いずれも図示せず）と電気的に接続されている。In this figure, a piezoelectric element 1 is an element for transmitting and receiving ultrasonic waves, and includes piezoelectric ceramics such as PZT system, PZT system and LiNbO3 single crystal and PVDF (p
It is composed of polymers such as olyvinylidene fluoride). The ground electrode 2 is formed on the front surface (upper surface in the drawing) and side surface of the piezoelectric element 1, and the signal electrode 3 is formed on the back surface (lower surface in the drawing). The ground electrode 2 and the signal electrode 3 are formed by sputtering gold or silver or baking silver. The signal electric terminal 4 is connected to the right end of the signal electrode 3, and the ground electric terminal 5 is connected to the lower left end of the ground electrode 2. These electric terminals 4 and 5 are extended to the back side along the side surface of the ultrasonic probe, and are electrically connected to the ultrasonic diagnostic apparatus main body (neither is shown) by a cable or the like. .
【００２２】信号用電極３の背面側には、圧電素子１を
機械的に保持し、かつ不要な超音波信号を減衰させる機
能を有する背面負荷材６が設けられている。信号用電極
３と背面負荷材６との間には熱伝導材７が設けられてい
る。そして、背面負荷材６の周辺には、熱伝導材７の熱
を放熱するための放熱材９が設けられている。放熱材９
は熱伝導材７からの熱が効率的に伝達できるように接触
若しくは接着されている。On the back side of the signal electrode 3, there is provided a back load material 6 which mechanically holds the piezoelectric element 1 and has a function of attenuating unnecessary ultrasonic signals. A heat conductive material 7 is provided between the signal electrode 3 and the back load material 6. A heat dissipating material 9 for dissipating the heat of the heat conducting material 7 is provided around the back load material 6. Heat dissipation material 9
Are in contact with or adhered to each other so that heat from the heat conductive material 7 can be efficiently transferred.
【００２３】接地電極２の正面には、超音波を効率よく
伝搬させるための音響整合層８が設けられている。ま
た、図示されていないが、音響整合層８の正面には被検
体に接触すると共に、被検体へ送信される超音波ビーム
を絞るための音響レンズなどが設けられている。An acoustic matching layer 8 for efficiently propagating ultrasonic waves is provided on the front surface of the ground electrode 2. Although not shown, an acoustic lens or the like is provided on the front surface of the acoustic matching layer 8 for contacting the subject and for narrowing the ultrasonic beam transmitted to the subject.
【００２４】背面負荷材６の材料としては、フェライト
粉末を充填したゴム材、或いは、エポキシ樹脂およびゴ
ム材にタングステン粉末、マイクロバルーンなどを充填
したものである。これらの材料は不要な超音波の減衰を
大きくする目的で選択されているものであり、熱伝導率
は何ら考慮されていない。従って、熱伝導率は極めて小
さい値であるため、放熱効果は小さい。The material of the back load material 6 is a rubber material filled with ferrite powder, or an epoxy resin and a rubber material filled with tungsten powder, microballoons and the like. These materials are selected for the purpose of increasing attenuation of unnecessary ultrasonic waves, and thermal conductivity is not considered at all. Therefore, since the thermal conductivity is a very small value, the heat dissipation effect is small.
【００２５】そこで、本実施の形態では、圧電素子１と
背面負荷材６との間に極めて熱伝導率の高い材料の熱伝
導材７を設け、さらに、この熱伝導材７の熱を放熱する
放熱材９を背面負荷材６の周辺に設けて、圧電素子１で
発熱した熱を熱伝導材７と放熱材９で放熱する構成とし
た。Therefore, in the present embodiment, the heat conducting material 7 made of a material having extremely high heat conductivity is provided between the piezoelectric element 1 and the back load material 6, and the heat of the heat conducting material 7 is radiated. The heat dissipating material 9 is provided around the back load material 6 so that the heat generated by the piezoelectric element 1 is dissipated by the heat conducting material 7 and the heat dissipating material 9.
【００２６】熱伝導材７および放熱材９として、熱伝導
率が極めて高い、例えば５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料
を用いることが放熱する上で効果的である。これらの材
料として、例えば、６００〜８００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱
伝導率を有する高分子フィルムをグラファイト化した高
配向性のＰＧＳグラファイトシート、熱伝導率が１３５
Ｗ／（ｍ・Ｋ）の窒化アルミニウム、熱伝導率が６３Ｗ
／（ｍ・Ｋ）のボロンナイトライド、熱伝導率が１５５
Ｗ／（ｍ・Ｋ）の炭化珪素、熱伝導率が２６０Ｗ／（ｍ
・Ｋ）の酸化ベリリウム、熱伝導率が４００Ｗ／（ｍ・
Ｋ）の銅、熱伝導率が９０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の窒化アルミ
ニウムとボロンナイトライドの複合材であり、なお且つ
加工性があるマシナブルセラミックス例えばＨタイプ
（石原薬品社）、若しくは熱伝導率が５５Ｗ／（ｍ・
Ｋ）の窒化ホウ素などの材料を用いることができる。As the heat conducting material 7 and the heat radiating material 9, it is effective for radiating heat to use a material having extremely high heat conductivity, for example, 50 W / (m · K) or more. Examples of these materials include a highly oriented PGS graphite sheet obtained by graphitizing a polymer film having a thermal conductivity of 600 to 800 W / (m · K), and a thermal conductivity of 135.
W / (mK) aluminum nitride, thermal conductivity 63W
/ (M · K) boron nitride, thermal conductivity 155
Silicon carbide with W / (mK), thermal conductivity of 260 W / (m
・ K) beryllium oxide with a thermal conductivity of 400 W / (m ・
K) copper, a composite material of aluminum nitride and boron nitride having a thermal conductivity of 90 W / (mK), and machinable ceramics such as H type (Ishihara Chemical Co., Ltd.) or thermal conductivity. The rate is 55 W / (m ・
Materials such as boron nitride of K) can be used.
【００２７】熱伝導材７は電気的に導体でも絶縁体でも
よい。もし、圧電素子１に設けた信号用電極３と熱伝導
材７とを電気的に接続したい場合には、導体の熱伝導材
７を用いればよい。逆に圧電素子１に設けた信号用電極
３と熱伝導材７とを電気的に絶縁したい場合には、絶縁
体の熱伝導材７を用いればよい。The heat conductive material 7 may be an electrically conductive material or an insulating material. If it is desired to electrically connect the signal electrode 3 provided on the piezoelectric element 1 and the heat conducting material 7, the conductor heat conducting material 7 may be used. On the contrary, when it is desired to electrically insulate the signal electrode 3 provided on the piezoelectric element 1 from the heat conductive material 7, the heat conductive material 7 of an insulator may be used.
【００２８】また、熱伝導材７の材料と厚みは、超音波
探触子の特性、例えば周波数特性に対して背面負荷材６
の影響が少ない材料と厚みに設定するのが望ましい。例
えば、熱伝導材７の音響インピーダンスが、背面負荷材
６の音響インピーダンスに近い値の場合には、熱伝導材
７が音響的に背面負荷材６と同じとみなすことができる
ので、厚みについてはあまり制限がない。一方、熱伝導
材７の音響インピーダンスが圧電素子１、背面負荷材６
の音響インピーダンスより小さな値の場合には、厚みは
特性に影響してくるので、特性に影響を与えない厚み
（例えば２０分の１波長以下、若しくは４分の１波長）
に選択することが望ましい。Further, the material and the thickness of the heat conducting material 7 are different from those of the back load material 6 with respect to the characteristics of the ultrasonic probe, for example, the frequency characteristics.
It is desirable to set the material and thickness that are less affected by. For example, when the acoustic impedance of the heat conductive material 7 is a value close to the acoustic impedance of the back load material 6, the heat conductive material 7 can be acoustically regarded as the same as the back load material 6. There are not so many restrictions. On the other hand, the acoustic impedance of the heat conductive material 7 is the piezoelectric element 1, the back load material 6
If the value is smaller than the acoustic impedance of, the thickness affects the characteristics, so the thickness does not affect the characteristics (for example, 1/20 wavelength or less, or 1/4 wavelength).
It is desirable to select.
【００２９】以上のように構成された超音波探触子の動
作を説明する。The operation of the ultrasonic probe configured as described above will be described.
【００３０】超音波診断装置などの本体から信号用電気
端子４と接地用電気端子５を介して、信号用電極３と接
地電極２との間に電気信号が印加されると、圧電素子１
が機械振動して超音波を発生する。この超音波は音響整
合層８を通り、音響レンズで集束されて外部へ放射され
る。生体を被検体とする超音波診断装置用の超音波探触
子は、生体に直接接触して生体に超音波を送信し、生体
から反射して戻って来た超音波を圧電素子１で電気信号
に変換し、信号用電気端子４と接地用電気端子５を介し
て超音波診断装置本体へ伝送する。超音波診断装置本体
では、その信号を処理してモニター上に診断画像を表示
し、診断する。When an electric signal is applied between the signal electrode 3 and the ground electrode 2 from the body of the ultrasonic diagnostic apparatus or the like via the signal electric terminal 4 and the ground electric terminal 5, the piezoelectric element 1
Vibrates mechanically to generate ultrasonic waves. This ultrasonic wave passes through the acoustic matching layer 8, is focused by the acoustic lens, and is emitted to the outside. An ultrasonic probe for an ultrasonic diagnostic apparatus, which uses a living body as a subject, directly contacts the living body to transmit ultrasonic waves to the living body, and the ultrasonic waves reflected and returned from the living body are electrically converted by a piezoelectric element 1. It is converted into a signal and transmitted to the ultrasonic diagnostic apparatus main body through the signal electric terminal 4 and the grounding electric terminal 5. The ultrasonic diagnostic apparatus main body processes the signal and displays a diagnostic image on the monitor for diagnosis.
【００３１】超音波診断装置用の超音波探触子は、生体
に悪影響を与えないようにするため、生体に接触する超
音波探触子の表面（超音波を送受信する面で図１では音
響整合層８側の音響レンズ表面）温度を４１℃以下にし
なければならないという規格がある。超音波探触子の表
面温度は、生体に接触していない、つまり使用していな
い状態において、本体から送信信号を送り続けている状
態のときに最も発熱し温度が上昇する。その原因は、圧
電素子１の誘電損失によるものと、超音波探触子内の圧
電素子１、音響整合層８および音響レンズ間での多重反
射によるものとが想定されている。In order to prevent the living body from being adversely affected, the ultrasonic probe for the ultrasonic diagnostic apparatus uses the surface of the ultrasonic probe (which transmits and receives ultrasonic waves in FIG. There is a standard that the temperature of the acoustic lens surface on the matching layer 8 side must be 41 ° C. or lower. The surface temperature of the ultrasonic probe is most heated and rises when it is not in contact with the living body, that is, when it is not in use, and the transmission signal is continuously sent from the main body. It is assumed that the cause is the dielectric loss of the piezoelectric element 1 and the multiple reflection among the piezoelectric element 1, the acoustic matching layer 8 and the acoustic lens in the ultrasonic probe.
【００３２】そして、超音波探触子の表面温度は、本体
の送信信号と比例関係にあり、従来は送信信号を低く抑
えて調整し温度を４１℃以下に設定しているのが実状で
あった。しかし、送信信号と診断する深さも比例関係に
あり、送信信号を低く抑えると、診断深さが浅くなると
いう問題が発生する。つまり、送信信号を高く（診断深
さを深く）、しかも超音波探触子の表面温度も低くでき
るようにすることは極めて重要で望ましいことである
が、従来は満足できる状況ではなかった。The surface temperature of the ultrasonic probe is proportional to the transmission signal of the main body, and conventionally the temperature is set to 41 ° C. or lower by adjusting the transmission signal to be low. It was However, there is a proportional relationship between the transmission signal and the depth to be diagnosed, and if the transmission signal is kept low, the problem that the diagnosis depth becomes shallow occurs. In other words, it is extremely important and desirable to be able to increase the transmission signal (deep diagnosis depth) and lower the surface temperature of the ultrasonic probe, but in the past, this was not a satisfactory situation.
【００３３】また、圧電素子１から送信された超音波
は、熱伝導材７および背面負荷材６にも伝搬する。背面
負荷材６に伝搬した超音波は不要なものなので、背面負
荷材６内で減衰するようにして再び圧電素子１に戻らな
いように構成している。圧電素子１で発熱した熱は、背
面負荷材６で放熱できることが望ましいが、前述した通
り、背面負荷材６の材料は不要な超音波の減衰を大きく
する目的で選択されているものであり、熱伝導率は何ら
考慮されていないから、熱伝導率は極めて小さい値であ
り、放熱効果は小さい。The ultrasonic waves transmitted from the piezoelectric element 1 also propagate to the heat conducting material 7 and the back load material 6. Since the ultrasonic wave propagated to the back load material 6 is unnecessary, it is configured to be attenuated in the back load material 6 so as not to return to the piezoelectric element 1 again. It is desirable that the heat generated by the piezoelectric element 1 can be dissipated by the back load material 6, but as described above, the material of the back load material 6 is selected for the purpose of increasing the attenuation of unnecessary ultrasonic waves. Since the thermal conductivity is not considered at all, the thermal conductivity is a very small value and the heat dissipation effect is small.
【００３４】これに対して、本発明の実施の形態では、
圧電素子１で発生した熱および超音波の多重反射により
発生した熱は、圧電素子１と背面負荷材６の間に設けた
熱伝導材７と背面負荷材６の周辺に設け、かつ熱伝導材
７との間で熱が伝達できるように接続された放熱材９に
より吸熱して放熱できるため、超音波探触子の表面温度
を低く抑えることができる。つまり、送信信号を高く
（診断深さを深く）、しかも超音波探触子の表面温度も
低くできることになる。On the other hand, in the embodiment of the present invention,
The heat generated by the piezoelectric element 1 and the heat generated by multiple reflection of ultrasonic waves are provided around the heat conductive material 7 and the back load material 6 provided between the piezoelectric element 1 and the back load material 6, and the heat conductive material. Since the heat radiating member 9 connected so that heat can be transferred to and from the unit 7 can radiate the heat, the surface temperature of the ultrasonic probe can be kept low. That is, the transmission signal can be increased (diagnosis depth can be increased) and the surface temperature of the ultrasonic probe can be lowered.
【００３５】このように、本発明の第１の実施の形態で
は、圧電素子１と背面負荷材６との間に熱伝導率の高い
熱伝導材７が設けられ、背面負荷材６の周辺に放熱材９
が設けられ、かつ熱伝導材７と放熱材９とが熱的に接続
されているので、圧電素子１で発生した熱もしくは超音
波の多重反射により発生した熱を熱伝導材７により吸熱
し、放熱材９から放熱することができる。このため、超
音波探触子の表面温度を低く抑えることができる。従っ
て、超音波診断装置の送信電圧も高めることができるた
め、診断深さはより深くすることができる。As described above, in the first embodiment of the present invention, the heat conductive material 7 having a high thermal conductivity is provided between the piezoelectric element 1 and the back load material 6, and the periphery of the back load material 6 is provided. Heat dissipation material 9
Is provided and the heat conducting material 7 and the heat radiating material 9 are thermally connected, the heat generated by the piezoelectric element 1 or the heat generated by multiple reflection of ultrasonic waves is absorbed by the heat conducting material 7. Heat can be dissipated from the heat dissipating material 9. Therefore, the surface temperature of the ultrasonic probe can be kept low. Therefore, since the transmission voltage of the ultrasonic diagnostic apparatus can be increased, the diagnostic depth can be deepened.
【００３６】なお、第１の実施の形態では、熱伝導材７
と放熱材９とを用いた場合について説明したが、熱伝導
材７だけを用いても同様の効果が得られる。また、第１
の実施の形態では、圧電素子１は単体の場合について説
明したが、圧電素子１を複数個配列した所謂アレイ型の
場合についても同様の効果が得られる。In the first embodiment, the heat conducting material 7
Although the case where the heat dissipating material 9 and the heat dissipating material 9 are used has been described, the same effect can be obtained by using only the heat conducting material 7. Also, the first
In the above embodiment, the case where the piezoelectric element 1 is a single element has been described, but the same effect can be obtained in the case of a so-called array type in which a plurality of piezoelectric elements 1 are arranged.
【００３７】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態では、音響整合層の材料として、超音波を効率良
く送受信すると共に熱伝導率が極めて高いものを用い
た。(Second Embodiment) In the second embodiment of the present invention, the material of the acoustic matching layer is one that transmits and receives ultrasonic waves efficiently and has a very high thermal conductivity.
【００３８】図２は、本発明の第２の実施の形態の超音
波探触子の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of an ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention.
【００３９】図２において、圧電素子１、接地電極２、
信号用電極３、信号用電気端子４、接地用電気端子５お
よび背面負荷材６は第１の実施の形態と同一である。In FIG. 2, the piezoelectric element 1, the ground electrode 2,
The signal electrode 3, the signal electric terminal 4, the grounding electric terminal 5 and the back load material 6 are the same as those in the first embodiment.
【００４０】接地電極２の正面には、超音波を効率よく
伝搬させるための第１の音響整合層10が設けられ、さら
に、その正面には第２の音響整合層11が設けられてい
る。また、第１、第２の音響整合層10、11の熱を放射す
るための放熱材12が設けられている。この放熱材12は第
１、第２の音響整合層10、11からの熱を効率的に伝達で
きるように、第１、第２の音響整合層10、11と接触する
かまたは接着されており、圧電素子１と、信号用電極端
子４と、接地用電極端子５の各々の側面から下方へ延設
され、図示されていないケーブルのＧＮＤ線やシールド
線などに接続されている。なお、図示されていないが、
第１の実施の形態と同様、第２の音響整合層11の正面に
は被検体に接触すると共に、被検体へ送信される超音波
ビームを絞るための音響レンズなどが設けられている。A first acoustic matching layer 10 for efficiently propagating ultrasonic waves is provided on the front surface of the ground electrode 2, and a second acoustic matching layer 11 is provided on the front surface thereof. Further, a heat dissipation material 12 for radiating heat of the first and second acoustic matching layers 10 and 11 is provided. This heat dissipation material 12 is in contact with or adhered to the first and second acoustic matching layers 10 and 11 so that heat from the first and second acoustic matching layers 10 and 11 can be efficiently transferred. The piezoelectric element 1, the signal electrode terminal 4, and the grounding electrode terminal 5 are extended downward from the respective side surfaces and are connected to a GND wire or a shield wire of a cable (not shown). Although not shown,
Similar to the first embodiment, the second acoustic matching layer 11 has a front surface provided with an acoustic lens or the like for coming into contact with the subject and for narrowing the ultrasonic beam transmitted to the subject.
【００４１】超音波探触子における通常の音響整合層
は、圧電素子で超音波を送受信する際の伝搬効率を向上
させるために設けられているものであるが、本実施の形
態では、第１、第２の音響整合層10、11は圧電素子１で
超音波を送受信する際の伝搬効率の向上と共に、良好な
熱伝導率を有するようにしたものである。The normal acoustic matching layer in the ultrasonic probe is provided in order to improve the propagation efficiency when ultrasonic waves are transmitted and received by the piezoelectric element, but in the present embodiment, the first acoustic matching layer is used. The second acoustic matching layers 10 and 11 have good thermal conductivity as well as improved propagation efficiency when ultrasonic waves are transmitted and received by the piezoelectric element 1.
【００４２】第１、第２の音響整合層10、11において効
率よく超音波を送受信するための特性としては、音響イ
ンピーダンスがそれぞれ圧電素子１と被検体の音響イン
ピーダンスの間の値、一般的には２〜１５Ｍｒａｙｌの
値の材料が選択され、ガラス、或いはエポキシ樹脂に充
填材を充填した複合材料などが用いられている。その厚
みは４分の１波長に設定している。本実施の形態は、こ
れらの特性を満たし、かつ、熱伝導率が高い材料を用い
ることを特徴としている。これらの材料としては、グラ
ファイト、窒化アルミニウムとボロンナイトライドを複
合した加工性可能な材料、例えば石原薬品社のマシナブ
ルセラミックスＨタイプおよび窒化ホウ素がある。これ
らの熱伝導率は、５５から９９Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。A characteristic for efficiently transmitting and receiving ultrasonic waves in the first and second acoustic matching layers 10 and 11 is that the acoustic impedance is a value between the piezoelectric element 1 and the acoustic impedance of the subject, generally. Is selected as a material having a value of 2 to 15 Mrayl, and glass, a composite material in which a filler is filled in an epoxy resin, or the like is used. Its thickness is set to a quarter wavelength. The present embodiment is characterized by using a material that satisfies these characteristics and has high thermal conductivity. Examples of these materials include graphite, a machinable material composed of aluminum nitride and boron nitride, such as machinable ceramics H type and boron nitride manufactured by Ishihara Yakuhin. Their thermal conductivity is 55 to 99 W / (m · K).
【００４３】このように第１、第２の音響整合層10、11
の材料として、効率よく超音波を送受信すると共に熱伝
導率が極めて高いものを用いることにより、圧電素子１
で発生した熱および多重反射により発生した熱を第１、
第２の音響整合層10、11を介して放熱材９から放熱でき
るため、超音波探触子の表面温度を低く抑えることがで
きる。従って、超音波診断装置の送信電圧も高めること
ができるため、診断深さはより深くすることができる。Thus, the first and second acoustic matching layers 10 and 11
As a material for the piezoelectric element 1, it is possible to efficiently transmit and receive ultrasonic waves and have extremely high thermal conductivity.
The heat generated by the
Since the heat dissipation material 9 can dissipate heat through the second acoustic matching layers 10 and 11, the surface temperature of the ultrasonic probe can be kept low. Therefore, since the transmission voltage of the ultrasonic diagnostic apparatus can be increased, the diagnostic depth can be deepened.
【００４４】また、第１の音響整合層10には熱伝導率の
高いグラファイト、窒化アルミニウムとボロンナイトラ
イドを複合した加工性可能な材料および窒化ホウ素を用
い、第２の音響整合層11には、第１の音響整合層10とは
逆に熱伝導率が極めて低い材料を用いてもよい。つま
り、圧電素子１で発熱した熱は、第１の音響整合層10で
放熱し、第２の音響整合層11で熱を被検体側には伝わら
ないように遮断して、超音波探触子の表面温度の上昇を
抑える構成にする。この場合の第２の音響整合層11の材
料としては、熱を遮断できる機能が高い気泡若しくはマ
イクロバルーンをエポキシ樹脂やウレタン樹脂などに混
入した複合材料を用いることができる。また、この場
合、放熱材12は第２の音響整合層11には接触または接着
しないように構成する。The first acoustic matching layer 10 is made of graphite having a high thermal conductivity, a workable material composed of aluminum nitride and boron nitride, and boron nitride, and the second acoustic matching layer 11 is made of boron nitride. In contrast to the first acoustic matching layer 10, a material having extremely low thermal conductivity may be used. That is, the heat generated by the piezoelectric element 1 is radiated by the first acoustic matching layer 10 and cut off by the second acoustic matching layer 11 so as not to be transmitted to the subject side, and the ultrasonic probe is used. The structure that suppresses the rise of the surface temperature of. In this case, as the material of the second acoustic matching layer 11, a composite material obtained by mixing bubbles or microballoons having a high function of blocking heat with epoxy resin or urethane resin can be used. Further, in this case, the heat dissipation material 12 is configured not to come into contact with or adhere to the second acoustic matching layer 11.
【００４５】さらに、第２の実施の形態では、圧電素子
１と被検体との間に設ける第１、第２の音響整合層10、
11に音響整合層としての機能と放熱の機能をもたせた場
合について説明したが、このほか、音響整合層としてで
はなく保護膜として、熱伝導率の高い材料を持たせた場
合についても同様の効果がある。Further, in the second embodiment, the first and second acoustic matching layers 10 provided between the piezoelectric element 1 and the subject,
11 explained the case of having a function as an acoustic matching layer and a function of heat dissipation, but in addition to this, the same effect is obtained when a material with high thermal conductivity is provided as a protective film instead of as an acoustic matching layer. There is.
【００４６】また、圧電素子１は単体の場合について説
明したが、圧電素子を複数個配列した所謂アレイ型の場
合にも同様の効果が得られる。Further, although the case where the piezoelectric element 1 is a single element has been described, the same effect can be obtained in the case of a so-called array type in which a plurality of piezoelectric elements are arranged.
【００４７】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態では、圧電素子と背面負荷材との間に熱伝導率の
高い熱伝導材を設け、かつ背面負荷材の周辺に放熱材を
設け、かつ熱伝導材と放熱材とを熱的に接続し、さら
に、超音波を効率良く送受信すると共に熱伝導率が高い
材料で構成された第１の音響整合層の正面に、超音波を
効率良く送受信すると共に熱伝導率が低い材料で構成さ
れた音響整合層を設けた。(Third Embodiment) In the third embodiment of the present invention, a heat conductive material having a high thermal conductivity is provided between the piezoelectric element and the back load material, and the periphery of the back load material is provided. A heat dissipating material is provided, and the heat conducting material and the heat dissipating material are thermally connected to each other, and further, in front of the first acoustic matching layer made of a material having a high thermal conductivity while efficiently transmitting and receiving ultrasonic waves An acoustic matching layer made of a material that transmits and receives ultrasonic waves efficiently and has low thermal conductivity is provided.
【００４８】図３は、本発明の第３の実施の形態の超音
波探触子の概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view of an ultrasonic probe according to the third embodiment of the present invention.
【００４９】図３において、圧電素子１、接地電極２、
信号用電極３、信号用電気端子４、接地用電気端子５、
背面負荷材６、熱伝導材７および放熱材９は第１の実施
の形態と同一であり、第１、第２の音響整合層10、11お
よび放熱材12は第２の実施の形態と同一である。つま
り、本実施の形態は第１の実施の形態と第２の実施の形
態とを組み合わせたものといえる。In FIG. 3, the piezoelectric element 1, the ground electrode 2,
Signal electrode 3, signal electric terminal 4, grounding electric terminal 5,
The back load material 6, the heat conduction material 7 and the heat dissipation material 9 are the same as those in the first embodiment, and the first and second acoustic matching layers 10 and 11 and the heat dissipation material 12 are the same as those in the second embodiment. Is. That is, it can be said that the present embodiment is a combination of the first embodiment and the second embodiment.
【００５０】ただし、第２の実施の形態では、第１の音
響整合層10および第２の音響整合層11の熱伝導率を共に
高くしてもよいし、第１の音響整合層10は熱伝導率を高
くし、第２の音響整合層11は熱伝導率を低くしてもよい
が、本実施の形態では、第１の音響整合層10は熱伝導率
を高くし、第２の音響整合層11は熱伝導率を低くする。
従って、第１の音響整合層10には、熱伝導率の高いグラ
ファイト、窒化アルミニウムとボロンナイトライドを複
合した加工性可能な材料および窒化ホウ素を用いること
が好ましく、第２の音響整合層11には、熱伝導率の低い
気泡若しくはマイクロバルーンをエポキシ樹脂やウレタ
ン樹脂などに混入した複合材料を用いることが好まし
い。また、放熱材12は第２の音響整合層11には接触また
は接着しないように構成した。However, in the second embodiment, both the thermal conductivity of the first acoustic matching layer 10 and the second acoustic matching layer 11 may be increased, and the first acoustic matching layer 10 may have a higher thermal conductivity. The conductivity may be increased and the second acoustic matching layer 11 may be decreased in thermal conductivity. However, in the present embodiment, the first acoustic matching layer 10 is increased in thermal conductivity and the second acoustic matching layer 11 is increased. The matching layer 11 reduces the thermal conductivity.
Therefore, it is preferable to use graphite having high thermal conductivity, a processable material composed of aluminum nitride and boron nitride, and boron nitride for the first acoustic matching layer 10, and for the second acoustic matching layer 11, It is preferable to use a composite material in which bubbles or microballoons having a low thermal conductivity are mixed with epoxy resin, urethane resin, or the like. Further, the heat dissipation material 12 is configured so as not to come into contact with or adhere to the second acoustic matching layer 11.
【００５１】本実施の形態では、超音波探触子を以上の
ように構成したので、圧電素子１で発生する熱もしくは
超音波の多重反射により発生する熱を熱伝導材７で吸熱
し、放熱材９から放熱することができる。また、これら
の熱を第１の音響整合層10を介して放熱材12から放熱す
ることができる。さらに、これらの熱を第２の音響整合
層11で遮断して被検体側に熱を伝えないようにすること
ができる。従って、超音波探触子の表面温度の規制によ
り超音波診断装置の送信電圧を抑制していたことを緩和
できるので、送信電圧を高くすることができる。これに
よって、被検深度をより深くすることができ、診断領域
を拡大することが可能となる。In this embodiment, since the ultrasonic probe is constructed as described above, the heat generated by the piezoelectric element 1 or the heat generated by the multiple reflection of ultrasonic waves is absorbed by the heat conductive material 7 and radiated. Heat can be released from the material 9. Further, these heats can be radiated from the heat radiating material 12 via the first acoustic matching layer 10. Further, the heat can be blocked by the second acoustic matching layer 11 so that the heat is not transmitted to the subject side. Therefore, it is possible to relieve that the transmission voltage of the ultrasonic diagnostic apparatus is suppressed by regulating the surface temperature of the ultrasonic probe, and thus the transmission voltage can be increased. Thereby, the test depth can be made deeper and the diagnostic region can be expanded.
【００５２】なお、本実施の形態においても、第１の実
施の形態および第２の実施の形態と同様、圧電素子をア
レイ型に構成することができる。In this embodiment as well, the piezoelectric elements can be formed in an array type, as in the first and second embodiments.
【００５３】[0053]
【発明の効果】本発明では、圧電素子と、前記圧電素子
の背面側に設けられた背面負荷材と、前記圧電素子と前
記背面負荷材との間に設けられ、前記背面負荷材よりも
熱伝導率が高い熱伝導材と、前記背面負荷材の周辺に設
けられた放熱材とを備え、かつ前記熱伝導材と前記放熱
材とが熱的に接続されているように超音波探触子を構成
したので、圧電素子で発生した熱もしくは超音波の多重
反射により発生した熱を熱伝導材により吸熱して放熱材
により放熱し、超音波探触子の表面温度の上昇を抑制で
きるという効果が得られる。According to the present invention, the piezoelectric element, the back load material provided on the back side of the piezoelectric element, and the back load material provided between the piezoelectric element and the back load material are more effective than the back load material.
Install the thermal conductive material with high thermal conductivity and the area around the back load material.
Heat dissipation material, and the heat conduction material and the heat dissipation.
Since the ultrasonic probe is configured so as to be thermally connected to the material, the heat conductive material absorbs the heat generated by the piezoelectric element or the heat generated by multiple reflection of ultrasonic waves, and the heat dissipation material
Thus, the effect of radiating heat and suppressing an increase in the surface temperature of the ultrasonic probe can be obtained.
【００５４】また、圧電素子と、圧電素子の正面側に設
けられた音響整合層と、圧電素子の背面側に設けられた
背面負荷材とを備える超音波探触子において、音響整合
層を熱伝導率が高い材料で構成したので、圧電素子で発
生した熱もしくは超音波の多重反射により発生した熱を
音響整合層により吸熱して放熱し、超音波探触子の表面
温度の上昇を抑制できるという効果が得られる。In an ultrasonic probe including a piezoelectric element, an acoustic matching layer provided on the front side of the piezoelectric element, and a back load material provided on the back side of the piezoelectric element, the acoustic matching layer is heated. Because it is made of a material with high conductivity, the heat generated by the piezoelectric element or the heat generated by multiple reflection of ultrasonic waves is absorbed by the acoustic matching layer and radiated, and the rise in the surface temperature of the ultrasonic probe can be suppressed. The effect is obtained.
【００５５】さらに、圧電素子と、圧電素子の正面側に
設けられた音響整合層と、圧電素子の背面側に設けられ
た背面負荷材とを備える超音波探触子において、音響整
合層を熱伝導率が高い材料で構成すると共に、この音響
整合層の正面に熱伝導率が低い材料で構成し音響整合層
を設けたので、圧電素子で発生した熱もしくは超音波の
多重反射により発生した熱を熱伝導率の高い材料で構成
した音響整合層で放熱し、熱伝導率の低い材料で構成し
た音響整合層でその熱を遮断して、超音波探触子の表面
温度の上昇を抑制できるという効果が得られる。Further, in the ultrasonic probe including the piezoelectric element, the acoustic matching layer provided on the front side of the piezoelectric element, and the back load material provided on the back side of the piezoelectric element, the acoustic matching layer is heated. Since the acoustic matching layer is made of a material with high conductivity and a material with low thermal conductivity is provided in front of this acoustic matching layer, the heat generated by the piezoelectric element or the heat generated by multiple reflection of ultrasonic waves is generated. The acoustic matching layer made of a material with high thermal conductivity radiates heat, and the acoustic matching layer made of a material with low thermal conductivity cuts off the heat to suppress the rise in the surface temperature of the ultrasonic probe. The effect is obtained.
【００５６】従って、本発明の超音波探触子を超音波診
断装置に用いた場合には、表面温度の規制により超音波
診断装置の送信電圧を抑制していたことを緩和できるの
で、送信電圧を高くすることができる。これによって、
被検深度をより深くすることができ、診断領域を拡大す
ることが可能となる。Therefore, when the ultrasonic probe of the present invention is used in an ultrasonic diagnostic apparatus, it is possible to relieve that the transmission voltage of the ultrasonic diagnostic apparatus is suppressed by regulating the surface temperature. Can be higher. by this,
The test depth can be made deeper and the diagnostic region can be expanded.
【図１】本発明の第１の実施の形態による超音波探触子
の概略断面図、FIG. 1 is a schematic sectional view of an ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention,
【図２】本発明の第２の実施の形態による超音波探触子
の概略断面図、FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an ultrasonic probe according to a second embodiment of the present invention,
【図３】本発明の第３の実施の形態による超音波探触子
の概略断面図、FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an ultrasonic probe according to a third embodiment of the present invention,
【図４】従来の超音波探触子の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a conventional ultrasonic probe.
１ 圧電素子 ２ 接地電極 ３ 信号用電極 ４ 信号用電気端子 ５ 接地用電気端子 ６ 背面負荷材 ７ 熱伝導材 ８ 音響整合層 ９、12 放熱材 10 第１の音響整合層 11 第２の音響整合層 1 Piezoelectric element 2 Ground electrode 3 signal electrodes 4 signal electrical terminals 5 grounding electrical terminals 6 Back load material 7 Thermal conductive material 8 Acoustic matching layer 9, 12 Heat dissipation material 10 First acoustic matching layer 11 Second acoustic matching layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｓ 7/521 Ｇ０１Ｓ 7/52 Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04R 17/00 330 H04R 17/00 332 A61B 8/00 G01N 29/24 G01S 7/521 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI G01S 7/521 G01S 7/52 A (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04R 17/00 330 H04R 17 / 00 332 A61B 8/00 G01N 29/24 G01S 7/521
Claims (5)
けられた背面負荷材と、前記圧電素子と前記背面負荷材
との間に設けられ、前記背面負荷材よりも熱伝導率が高
い熱伝導材と、前記背面負荷材の周辺に設けられた放熱
材とを備え、かつ前記熱伝導材と前記放熱材とが熱的に
接続されていることを特徴とする超音波探触子。1. A piezoelectric element, a back load material provided on the back surface side of the piezoelectric element, and a thermal conductivity higher than that of the back load material provided between the piezoelectric element and the back load material.
And have thermal conductivity material, the heat dissipation provided on the periphery of said backing load member
And the heat conducting material and the heat dissipating material are thermally
An ultrasonic probe characterized by being connected .
けられた音響整合層と、前記圧電素子の背面側に設けら
れた背面負荷材とを備える超音波探触子において、前記
音響整合層は熱伝導率が高い材料で構成されていること
を特徴とする超音波探触子。2. An ultrasonic probe comprising a piezoelectric element, an acoustic matching layer provided on the front side of the piezoelectric element, and a back load material provided on the back side of the piezoelectric element. The ultrasonic probe, wherein the layer is made of a material having high thermal conductivity.
とも２層の音響整合層を備えることを特徴とする請求項
２記載の超音波探触子。3. An acoustic matching layer comprising at least two layers made of a material having high thermal conductivity.
2. The ultrasonic probe described in 2 .
合層の正面に熱伝導率が低い材料で構成された音響整合
層を設けたことを特徴とする請求項２記載の超音波探触
子。4. The ultrasonic probe according to claim 2, wherein an acoustic matching layer made of a material having a low thermal conductivity is provided in front of an acoustic matching layer made of a material having a high thermal conductivity. Tentacles.
熱伝導材を設けたことを特徴とする請求項２または４記
載の超音波探触子。5. The ultrasonic probe according to claim 2 , wherein a heat conductive material is provided between the piezoelectric element and the back load material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35456698A JP3420954B2 (en) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | Ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35456698A JP3420954B2 (en) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | Ultrasonic probe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2008311700A (en) * | 2007-06-12 | 2008-12-25 | Fujifilm Corp | Composite piezoelectric material, ultrasonic probe, ultrasonic endoscope, and ultrasonic diagnostic apparatus |
| CN104768472B (en) * | 2012-10-31 | 2017-03-22 | 株式会社日立制作所 | Ultrasonic probe |
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