【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe serving as an interface between an ultrasonic diagnostic apparatus main body and a subject.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art In an ultrasonic probe, a ceramic vibrator and a signal line board are accommodated in a housing case, and these vibrators and a signal line board are fixed inside the housing case. The gap inside the housing case is filled with a mold resin in order to improve the electrical isolation of the housing case.
【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。As the molding resin, urethane foam having a low specific gravity is employed in order to achieve the above-mentioned object and to obtain high operability by reducing the weight of the ultrasonic probe.
【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。By the way, as is well known, a vibrator converts electrical vibration into mechanical vibration and generates ultrasonic waves by the mechanical vibration, but also generates undesirable heat together with the ultrasonic waves. .
【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。[0005] The heat generated here is transmitted to the acoustic lens in contact with the subject, and raises the surface temperature. This rise in surface temperature, as stipulated in safety standards,
This will limit the duration of the ultrasound examination.
【０００６】[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。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ultrasonic probe capable of suppressing a rise in temperature of a portion in contact with a subject.
【０００７】[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。According to the present invention, there is provided an ultrasonic probe having at least a vibrator housed inside a housing case, wherein at least two types of first molding materials are provided in a gap inside the housing case. A second molding material is filled, the first molding material is provided at a position physically closer to the vibrator than the second molding material, and the thermal conductivity of the first molding material is Is higher than the thermal conductivity of the second molding material, and the specific gravity of the second molding material is lower than the specific gravity of the first molding material.
【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。According to the present invention, the following effects are exhibited. The heat generated by the vibrator is rapidly conducted to the first molding material having a high thermal conductivity. Since the first mold material has a higher thermal conductivity than the second mold material, the heat generated by the vibrator to the rear is less than in the conventional case in which all the gaps inside the housing case are filled with only the second mold material. Conduction speed is fast. Therefore, it is possible to suppress an increase in the temperature of the portion that comes into contact with the subject, here, the surface of the acoustic lens.
【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。Further, when all the gaps inside the housing case are completely filled with only the first molding material having a higher thermal conductivity than the second molding material, the first and second two types of molding materials are used. Although it is possible to improve the effect of suppressing the temperature rise of the portion in contact with the subject, the specific gravity is generally higher as the thermal conductivity is higher, and thus the thermal conductivity is higher than in the present invention. Although only the first molding material having a high specific gravity is high, the total weight of the ultrasonic probe is excessively increased, so that the operator cannot operate the ultrasonic probe lightly. Not only the material but also the second mold material having a low specific gravity is used in combination to suppress an excessive decrease in the operability of the light ultrasonic probe.
【００１０】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the ultrasonic probe according to the present invention will be described. FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of the ultrasonic probe according to the present embodiment.
FIG. 2 shows a detailed cross-sectional view around the vibrator of FIG.
【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。As is well known, an ultrasonic probe receives a high-frequency voltage signal from a main body of an ultrasonic diagnostic apparatus via a cable 31, converts the signal into an ultrasonic signal, transmits the signal to an object, and transmits the signal to the object. It receives the reflected wave, converts it into an electrical signal, and conversely transmits the signal to the ultrasonic diagnostic apparatus main body via the cable 31, and plays a role as an interface between the ultrasonic diagnostic apparatus main body and the subject.
【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。The most important component for achieving this role is the oscillator 13. As shown in FIG. 2, the vibrator 13 includes a piezoelectric body 53 such as a ceramic, a common electrode (earth electrode) 55 baked on the surface of the piezoelectric body 53 and formed by vapor deposition or plating, and a back surface of the piezoelectric body 53. And a plurality of individual electrodes (hot electrodes) 54 formed at the same time. The common electrode 55 and the individual electrode 54 are led out through a plurality of signal lines printed on the flexible printed wiring board 11.
【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。An acoustic matching layer 57 is adhered on the common electrode 55 on the surface of the vibrator 13. An acoustic lens 1 for narrowing the ultrasonic wave is provided on the surface of the acoustic matching layer 57.
9 are adhered. The acoustic lens 19 is fitted into a hole formed at the tip of the housing case 11 of the ultrasonic probe. At the time of inspection, the surface of the acoustic lens 19
Contact is made with the body surface of the subject.
【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。On the other hand, on the individual electrode 54 on the back surface of the vibrator 13, the converging motion (mechanical vibration) of the vibrator 13 is not alienated, and the ultrasonic wave generated in an unnecessary direction (back surface side) is absorbed. A backing layer 21 is adhered for damping.
【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。The cable 31 is drawn into the inside of the housing case 11 through a hole formed at the rear of the housing case 11 of the ultrasonic probe, and is fastened to a metal cable clamp portion 29 inside the housing case 11 so as not to come off. ing. The plurality of cable wires 27 bundled in the cable 31 are connected to the cable clamp portion 29.
It is exposed earlier.
【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。The plurality of cable wires 27 are electrically connected to a plurality of signal lines of the flexible printed circuit board 23 by a connector 25 at a substantially central portion inside the housing case 11.
【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。Further, inside the housing case 11,
An electromagnetic shield 33 of a metal film, a metal net, or a metal case for shielding the electrical system of the flexible printed wiring board 23, the connector 25, and the cable wires 27 from disturbance electromagnetic waves is housed. The rear end 37 of the electromagnetic shield 33 is in contact with the cable clamp 29.
【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。In order to fix the internal structure of the housing case 11 and to insulate the signal lines of the flexible printed circuit board 23, the connectors 25 and the cable wires 27, at least two types of first molding materials 15 and 2
Is filled in the gap inside the housing case 11.
【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。The first molding material 15 is filled in the gap at the tip end inside the housing case 11 which is physically closer to the vibrator 13 than the second molding material 17, and the second molding material 15 is Of the molding material 17 is filled.
【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。More specifically, the first molding material 15
Are the inner wall of the front end of the housing case 11 and the acoustic lens 19.
, A gap between the inner wall and the side of the acoustic matching layer 57, a gap between the inner wall and the side of the vibrator 13, a gap between the inner wall and the side of the backing material 21. And further filled until the back surface of the backing material 21 is sufficiently hidden. In the first molding material 15, the tip portion 45 of the electromagnetic shield 33 is embedded together with the tip portion of the flexible printed wiring board 23.
【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。On the other hand, the second molding material 17 is filled in the housing case 11 between the rear of the first molding material 15 and the cable clamp 29. In this second molding material 17, a tip portion of a flexible printed wiring board 23, a connector 25, and a cable wire material 27 are embedded.
【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。Next, the first and second molding materials 15 and 17 will be specifically described. In order to make it easy to absorb the heat generated in the vibrator 13 and to suppress the heat from being transmitted to the acoustic lens 19 to increase the surface temperature of the acoustic lens 19, and to improve the operability of the ultrasonic probe. , First
It is preferable that both the molding material 15 and the second molding material 17 have a high thermal conductivity and a low specific gravity. However, as shown in FIG. 3, the thermal conductivity and the specific gravity generally have a proportional relationship. As the thermal conductivity increases, the specific gravity tends to increase, and a material satisfying both properties cannot be expected.
【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。Therefore, the second molding material 15 is used as the first molding material 15.
A material having a higher specific gravity but a higher thermal conductivity than the molding material 17 is used, and a material having a lower thermal conductivity but a lower specific gravity than the first molding material 15 is used as the second molding material 17.
【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。Specifically, the first mold material 15 has a thermal conductivity of 3 × 10 3 from the viewpoint of thermal conductivity.
For example, an epoxy resin or a silicone resin having a value of-3 (J / cm · sec · k) or more is adopted. On the other hand, the second mold material 17 has a specific gravity of 0.5 from the viewpoint of specific gravity.
(G / cm3 ) The following urethane foam resin, for example, is employed.
【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。FIG. 4 shows a change in temperature in each part of the conventional and the present embodiment. The heat generated by the vibrator 13 is rapidly transmitted to the first molding material 15 having high thermal conductivity. Since the first molding material 15 has a higher thermal conductivity than the second molding material 17, the first molding material 15 is generated in the vibrator 13 as compared with the related art in which all the gaps inside the housing case 11 are filled with only the second molding material 17. The speed of conduction of heat backward is fast. Therefore, it is possible to suppress an increase in the temperature of the portion in contact with the subject, here, the surface of the acoustic lens 19.
【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。This heat is transferred to a metal cable clamp portion 29 similarly having a high thermal conductivity through a metal electromagnetic shield 33 having a higher thermal conductivity than the first molding material 15. The acoustic lens 1 described above.
The effect of suppressing a temperature rise on the surface of No. 9 can be improved.
【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。Further, when all the gaps inside the housing case 11 are completely filled with only the first molding material 15 having a higher thermal conductivity than the second molding material 17, the first and second molding materials are the same as in this embodiment. 2, it is possible to improve the effect of suppressing a rise in temperature of the portion in contact with the subject, as compared with the use of the two types of molding materials 15 and 17; The higher the ratio, the heavier the specific gravity, and thus the higher the thermal conductivity but the higher the specific gravity.
Although the total weight of the ultrasonic probe is excessively increased only by the molding material 15 of the above, the operator cannot easily operate the ultrasonic probe, but in the present embodiment,
By using not only the first molding material 15 but also the second molding material 17 having a low specific gravity, an excessive decrease in operability of a light ultrasonic probe is suppressed.
【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。FIG. 5 is a sectional view of a modified ultrasonic probe according to this embodiment. As shown in FIG. 5, the leading end portion 41 of the heat pipe 35 is embedded in the first molding material 15 as a metal thermal conductor having a higher thermal conductivity than the first molding material 15, and the rear end portion 43 is The above effect can be further improved by contacting the cable crank portion 29. The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented with various modifications.
【００２９】[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。According to the present invention, the following effects are exhibited. The heat generated by the vibrator is rapidly conducted to the first molding material having a high thermal conductivity. Since the first mold material has a higher thermal conductivity than the second mold material, the heat generated by the vibrator to the rear is less than in the conventional case in which all the gaps inside the housing case are filled with only the second mold material. Conduction speed is fast. Therefore, it is possible to suppress an increase in the temperature of the portion that comes into contact with the subject, here, the surface of the acoustic lens.
【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。Further, when all the gaps inside the housing case are completely filled with only the first molding material having a higher thermal conductivity than the second molding material, the first and second types of molding materials are used. Although it is possible to improve the effect of suppressing the temperature rise of the portion in contact with the subject, the specific gravity increases as the thermal conductivity increases, and therefore the thermal conductivity generally increases. Although only the first molding material having a high specific gravity is high, the total weight of the ultrasonic probe is excessively increased, so that the operator cannot operate the ultrasonic probe lightly. Not only the material but also the second mold material having a low specific gravity is used in combination to suppress an excessive decrease in the operability of the light ultrasonic probe.
【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。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の振動子周辺の詳細な断面図。FIG. 2 is a detailed cross-sectional view around the vibrator of FIG.
【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。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between the thermal conductivity and specific gravity of a mold material candidate.
【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。FIG. 4 is a diagram showing a temperature distribution of the ultrasonic probe according to the present embodiment in comparison with a conventional one;
【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。FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a modified ultrasonic probe according to the embodiment.
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。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Housing case, 13 ... Vibrator, 15 ... 1st molding material, 17 ... 2nd molding material, 19 ... Acoustic lens, 21 ... Backing material, 23 ... Flexible printed wiring board, 25 ... Connector, 27 ... Cable Wire rod, 29: Cable clamp part, 31: Cable, 33: Electromagnetic shield.
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|---|---|---|---|
| JP8241899AJPH1085219A (en) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | Ultrasonic probe |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1085219Atrue JPH1085219A (en) | 1998-04-07 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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