本發(fā)明涉及在設(shè)于插入部的頂端部的殼體內(nèi)收納超聲波振子并進(jìn)行基于超聲波的觀察的超聲波內(nèi)窺鏡及超聲波觀察裝置。
背景技術(shù):
一直以來,在醫(yī)療領(lǐng)域等中,廣泛利用了在細(xì)長的內(nèi)窺鏡插入部的頂端部具有超聲波發(fā)送接收部、通過將被檢體作為對象并發(fā)送接收超聲波來獲取被檢體內(nèi)的超聲波斷層圖像的超聲波內(nèi)窺鏡。在這種超聲波內(nèi)窺鏡中,近年來,也要求小型化、高分辨率化、高性能化。例如,在日本特開2007-307289號公報(bào)中公開了一種超聲波內(nèi)窺鏡的技術(shù),該超聲波內(nèi)窺鏡具有聲透鏡,該聲透鏡具有覆蓋第1超聲波振子的第1透鏡部和覆蓋第2超聲波振子的第2透鏡部。而且,在該超聲波內(nèi)窺鏡的技術(shù)中,第2透鏡部與處置器具導(dǎo)出部相鄰設(shè)置,且將厚度形成得比第1透鏡部的厚度厚以使得在處置器具自處置器具導(dǎo)出部導(dǎo)出時(shí)該第2透鏡抵接于處置器具的側(cè)部,能夠可靠地檢測穿刺處置器具。
在欲實(shí)現(xiàn)如上所述的日本特開2007-307289號公報(bào)所公開的超聲波內(nèi)窺鏡的情況下,為了充分地高精度地發(fā)揮該超聲波內(nèi)窺鏡的功能,也要求其組裝精度嚴(yán)格。同樣地,為了高精度地謀求超聲波內(nèi)窺鏡的小型化和高分辨率化,同樣存在如下課題:對組裝操作的要求也謀求更高超的技術(shù)。
本發(fā)明是鑒于上述情況而做成的,其目的在于提供不需要進(jìn)行精細(xì)的位置對準(zhǔn)、嵌合部的形成等就能夠容易且高精度地謀求小型化、高分辨率化、高性能化的超聲波內(nèi)窺鏡及超聲波觀察裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
用于解決問題的方案
本發(fā)明的一技術(shù)方案的超聲波內(nèi)窺鏡包括:殼體,其形成了開口部;超聲波發(fā)送接收部,其包括第1超聲波振子群和第2超聲波振子群,該第1超聲波振子群包括至少一個(gè)超聲波振子,其發(fā)送波從所述開口部射出,該第2超聲波振子群包括至少一個(gè)超聲波振子,其發(fā)送波在所述殼體內(nèi)發(fā)生反射;以及布線,其分別連接于構(gòu)成所述第1超聲波振子群的超聲波振子與構(gòu)成所述第2超聲波振子群的超聲波振子。
另外,本發(fā)明的一技術(shù)方案的超聲波觀察裝置包括:所述記載的超聲波內(nèi)窺鏡;連接部,其與所述超聲波內(nèi)窺鏡的所述布線電連接;以及控制部,其與所述連接部相連接,從所述超聲波內(nèi)窺鏡的所述超聲波發(fā)送接收部中選定所述第1超聲波振子群并僅驅(qū)動所述第1超聲波振子群。
附圖說明
圖1是說明本發(fā)明的實(shí)施的第1方式的、超聲波觀察裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施的第1方式的、超聲波內(nèi)窺鏡的超聲波發(fā)送接收部和殼體的剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施的第1方式的、從超聲波內(nèi)窺鏡的超聲波發(fā)送接收部上卸下聲透鏡部后的狀態(tài)的剖視圖。
圖4是圖2的A部放大圖。
圖5是本發(fā)明的實(shí)施的第2方式的、超聲波內(nèi)窺鏡的超聲波發(fā)送接收部和殼體的剖視圖。
圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施的第2方式的、從超聲波內(nèi)窺鏡的超聲波發(fā)送接收部上卸下聲透鏡部和保護(hù)部后的狀態(tài)的剖視圖。
圖7是圖2的A部放大圖。
圖8是本發(fā)明的實(shí)施的第3方式的、超聲波觀察控制裝置的功能框圖。
具體實(shí)施方式
以下,基于附圖說明本發(fā)明的實(shí)施的第1方式。
(實(shí)施的第1方式)
圖1~圖4表示發(fā)明的實(shí)施的第1方式。在圖1中,附圖標(biāo)記1表示超聲波觀察裝置,大體來說,該超聲波觀察裝置1是用于通過對被檢體內(nèi)電子掃描超聲波束來獲得被檢體內(nèi)的預(yù)定部位的超聲波斷層圖像(B模式圖像)的裝置。
該超聲波觀察裝置1具有在被檢體內(nèi)進(jìn)行超聲波束的掃描的、所謂的超聲波內(nèi)窺鏡的形態(tài)。另外,超聲波觀察裝置1的形態(tài)并不限于超聲波內(nèi)窺鏡,也可以是經(jīng)由內(nèi)窺鏡的管路向被檢體內(nèi)導(dǎo)入的被稱作超聲波探頭的形態(tài),還可以是從被檢體外朝向被檢體內(nèi)進(jìn)行超聲波束的掃描的形態(tài)。
超聲波觀察裝置1構(gòu)成為主要包括超聲波內(nèi)窺鏡2、超聲波觀察控制裝置3以及監(jiān)視器4。
超聲波內(nèi)窺鏡2構(gòu)成為具有用于向體內(nèi)插入的細(xì)長的插入部10、相連設(shè)于插入部10的基端的操作部20以及自操作部20的側(cè)部延伸出的通用線纜30。
在通用線纜30的基端部設(shè)有與光源裝置(未圖示)相連接的連接器31。自連接器31延伸出有:線纜32,其借助連接器32a連接于相機(jī)控制單元(未圖示);以及超聲波線纜33,其借助連接器33a以拆裝自如的方式連接于超聲波觀察控制裝置3。而且,在超聲波內(nèi)窺鏡2上,借助連接器33a連接有超聲波觀察控制裝置3,而且,借助超聲波觀察控制裝置3連接有監(jiān)視器4。
超聲波內(nèi)窺鏡2的插入部10主要構(gòu)成為從頂端側(cè)依次相連設(shè)有頂端硬性部11、位于頂端硬性部11的后端的彎曲部12以及位于彎曲部12的后端并直到操作部20的、細(xì)徑且縱長并具有撓性的撓性管部13。
另外,在插入部10的頂端硬性部11,除了設(shè)有用于發(fā)送接收超聲波的后述詳細(xì)說明的超聲波發(fā)送接收部14以外,雖未圖示,但還設(shè)有用于拍攝光學(xué)圖像的攝像裝置和照明裝置以及用于使處置器具突出的處置器具貫穿口17(參照圖2)等。
在超聲波內(nèi)窺鏡2的操作部20上設(shè)有用于操作彎曲部12的彎曲的角度操作旋鈕15。另外,在操作部20上設(shè)有用于對流體自設(shè)于頂端硬性部11的流體送出部的送出動作進(jìn)行控制的送氣送水按鈕16、用于對自處置器具貫穿口17的抽吸動作進(jìn)行控制的抽吸按鈕18等開關(guān)。
超聲波內(nèi)窺鏡2的通用線纜30使從光源裝置發(fā)出的光在貫穿于該通用線纜30、操作部20以及插入部10的光纖線纜中傳輸,并從頂端硬性部11的照明裝置射出。另外,超聲波內(nèi)窺鏡2也可以是在配置于頂端硬性部11的照明裝置上設(shè)有LED等光源裝置的結(jié)構(gòu)。而且,相機(jī)控制單元構(gòu)成為將利用設(shè)于頂端硬性部11的攝像裝置拍攝的圖像向監(jiān)視器4輸入的裝置。
另外,超聲波觀察控制裝置3是進(jìn)行超聲波發(fā)送接收部14的超聲波的發(fā)送接收動作的控制和超聲波斷層圖像的生成、并將超聲波斷層圖像向監(jiān)視器4輸出的裝置。另外,超聲波觀察裝置1也可以是不具有超聲波觀察控制裝置3和監(jiān)視器4的結(jié)構(gòu)。
接著,說明超聲波觀察裝置1的配置有超聲波發(fā)送接收部14的部位的結(jié)構(gòu)。超聲波發(fā)送接收部14被收納保持于殼體41,并借助殼體41固定于插入部10的頂端硬性部11。
在殼體41上形成有開口部42,超聲波發(fā)送接收部14構(gòu)成為在該開口部42的超聲波發(fā)送接收面43內(nèi)的預(yù)定區(qū)域即超聲波發(fā)送接收區(qū)域43a內(nèi)發(fā)送接收超聲波。
該超聲波發(fā)送接收區(qū)域43a的外側(cè)的基端側(cè)區(qū)域成為超聲波非發(fā)送接收區(qū)域43b。即,殼體41的開口部42的基端側(cè)的外周部42a以對構(gòu)成后述的電聲變換部45的超聲波振子群48的超聲波振子的振動方向的角度造成干擾的傾斜形狀延伸。因此,在超聲波發(fā)送接收面43的與開口部42的外周部42a重疊的部位(超聲波非發(fā)送接收區(qū)域43b),不進(jìn)行超聲波的發(fā)送接收,該部位成為發(fā)送來的超聲波束在殼體41內(nèi)發(fā)生反射的區(qū)域。
超聲波發(fā)送接收面43是超聲波發(fā)送接收部14的表面的一部分。超聲波發(fā)送接收面43的形狀并不特別限定,但是在本實(shí)施方式中作為一例,如圖2所示,超聲波發(fā)送接收部14構(gòu)成為具有由朝向外側(cè)呈凸形狀的曲面形成的超聲波發(fā)送接收面43。
圖3表示為了易于理解超聲波發(fā)送接收面43的超聲波發(fā)送接收區(qū)域43a、超聲波非發(fā)送接收區(qū)域43b而卸下了配置在超聲波發(fā)送接收面43上的后述詳細(xì)說明的聲透鏡部44的狀態(tài)。
另外,以下,關(guān)于沿著超聲波發(fā)送接收面43的法線的方向,將超聲波發(fā)送接收面43所面對的方向稱作外側(cè),將與超聲波發(fā)送接收面43所面對的方向相反一側(cè)的方向稱作內(nèi)側(cè)。
具體地說,超聲波發(fā)送接收面43具有大致圓筒面狀的形狀。而且,超聲波發(fā)送接收面43是大致圓筒面狀的超聲波發(fā)送接收面43內(nèi)的、周向上的預(yù)定角度的范圍的區(qū)域,超聲波非發(fā)送接收區(qū)域43b是從開口部42的外周端面與超聲波發(fā)送接收區(qū)域43a連續(xù)的區(qū)域。
超聲波發(fā)送接收部14構(gòu)成為在超聲波發(fā)送接收區(qū)域43a內(nèi)能夠在沿著超聲波發(fā)送接收面43的法線的方向(徑向)上發(fā)送接收超聲波束,并且能夠在超聲波發(fā)送接收面43的周向上進(jìn)行超聲波束的掃描。另外,在超聲波非發(fā)送接收區(qū)域43b中,發(fā)送來的超聲波束在殼體41內(nèi)發(fā)生反射。即,本實(shí)施方式的超聲波發(fā)送接收部14具有呈大致圓弧狀進(jìn)行超聲波束的掃描的結(jié)構(gòu)。這種超聲波束的掃描形式一般被稱作電子凸面掃描。另外,超聲波發(fā)送接收面43的形狀既可以是由具有不同曲率的多個(gè)曲面構(gòu)成,也可以是由一個(gè)或多個(gè)平面構(gòu)成。另外,基于超聲波發(fā)送接收部14的超聲波束的掃描形式并不限于本實(shí)施方式。
而且,超聲波發(fā)送接收部14構(gòu)成為具有電聲變換部45、背襯材料(日文:バッキング材)46以及聲阻匹配層47。
電聲變換部45具有將電信號與超聲波相互變換的結(jié)構(gòu)。電聲變換部45的結(jié)構(gòu)只要是能夠?qū)㈦娦盘柵c超聲波相互變換的結(jié)構(gòu),就不特別限定,例如能夠應(yīng)用壓電陶瓷等壓電元件、電致伸縮元件或基于微型機(jī)械技術(shù)的超聲波轉(zhuǎn)換器(MUT;Micromachined Ultrasonic Transducer)等。
在本實(shí)施方式中作為一例,電聲變換部45包括超聲波振子群48,該超聲波振子群48包括在比超聲波發(fā)送接收面43靠內(nèi)側(cè)的位置沿著超聲波發(fā)送接收面43呈大致圓弧狀排列的多個(gè)壓電元件(超聲波振子)。
構(gòu)成超聲波振子群48的各個(gè)超聲波振子分別配置為在超聲波發(fā)送接收面43的法線方向(徑向)上振動。另外,構(gòu)成超聲波振子群48的各個(gè)超聲波振子在比超聲波發(fā)送接收面43靠內(nèi)側(cè)的位置配置在與超聲波發(fā)送接收面43大致相同的范圍內(nèi)。
構(gòu)成這些超聲波振子群48的所有的超聲波振子分別利用電布線50與布線基板49相連接,驅(qū)動布線借助布線基板49集束于線纜單元51并貫穿超聲波線纜33內(nèi)而連接于連接器33a。因而,構(gòu)成超聲波振子群48的所有的超聲波振子都能夠發(fā)送接收超聲波束。
而且,如圖4所示,超聲波振子群48包括位于超聲波發(fā)送接收面43的超聲波發(fā)送接收區(qū)域43a的背側(cè)且其超聲波束的發(fā)送波從殼體41的開口部42射出的第1超聲波振子群48a和位于超聲波發(fā)送接收面43的超聲波非發(fā)送接收區(qū)域43b的背側(cè)且其超聲波束的發(fā)送波在殼體41內(nèi)發(fā)生反射的第2超聲波振子群48b。
在包括如上所述的超聲波振子群48的電聲變換部45的內(nèi)側(cè)配置有背襯材料46。背襯材料46是用于吸收從電聲變換部45朝向內(nèi)側(cè)放射的超聲波和從內(nèi)側(cè)朝向電聲變換部45的超聲波的構(gòu)件。因此,在本實(shí)施方式中,電聲變換部45對超聲波的發(fā)送接收僅朝向超聲波發(fā)送接收面43的法線方向外側(cè)來進(jìn)行。
聲阻匹配層47是配置于電聲變換部45的外側(cè)的大致板狀的構(gòu)件,并供電聲變換部45所發(fā)送接收的超聲波透過。聲阻匹配層47是用于使電聲變換部45與后述的聲透鏡部44之間的聲阻抗之差變小的構(gòu)件。另外,聲阻匹配層47也可以是具有不同密度的多個(gè)層層疊而成的結(jié)構(gòu)。
聲阻匹配層47配置為覆蓋至少電聲變換部45的外側(cè)整體。聲阻匹配層47是配置于本實(shí)施方式的超聲波發(fā)送接收部14的最外側(cè)的構(gòu)件。即,超聲波發(fā)送接收部14的超聲波發(fā)送接收面43是聲阻匹配層47的外側(cè)的主面。另外,超聲波發(fā)送接收區(qū)域43a是在聲阻匹配層47的外側(cè)的面內(nèi)供電聲變換部45所發(fā)送接收的超聲波通過的區(qū)域。
在具有以上那樣的結(jié)構(gòu)的超聲波發(fā)送接收部14的超聲波發(fā)送接收面43上配置有聲透鏡部44。聲透鏡部44是用于使超聲波發(fā)送接收部14所發(fā)送的超聲波束收斂的構(gòu)件。
構(gòu)成聲透鏡部44的材料并不特別限定,可考慮到適合于與被檢體之間的聲阻抗匹配的密度、耐藥品性等來進(jìn)行確定。在本實(shí)施方式中,由于被檢體為人體等生物體,因此聲透鏡部44作為一例利用硅酮樹脂形成。
另外,聲透鏡部44的截面形狀根據(jù)構(gòu)成聲透鏡部44的材料的密度、超聲波發(fā)送接收部14所發(fā)送的超聲波的波長、超聲波發(fā)送接收面43的寬度以及收斂的距離等來進(jìn)行確定,并不特別限定。
聲透鏡部44在從超聲波發(fā)送接收面43的法線方向外側(cè)觀察時(shí)具有覆蓋至少超聲波發(fā)送接收區(qū)域43a的整體的外形。在本實(shí)施方式中作為一例,在從超聲波發(fā)送接收面43的法線方向外側(cè)觀察時(shí),聲透鏡部44向超聲波發(fā)送接收區(qū)域43a的周圍延伸出來,并且,超聲波發(fā)送接收面43向聲透鏡部44的周圍延伸出來。另外,在本實(shí)施方式中,在從超聲波發(fā)送接收面43的法線方向外側(cè)觀察時(shí),聲透鏡部44的頂端側(cè)形成為與超聲波發(fā)送接收區(qū)域43a大致一致。聲透鏡部44利用例如硅酮系的粘接劑固定在作為聲阻匹配層47的外表面的超聲波發(fā)送接收面43上。
具有以上說明的結(jié)構(gòu)的超聲波發(fā)送接收部14、聲透鏡部44等被收納保持于殼體41的凹部52內(nèi),該殼體41固定于頂端硬性部11。而且,來自收納于殼體41的凹部52內(nèi)的布線基板49的驅(qū)動布線集束于線纜單元51并貫穿孔53以及孔54的內(nèi)部、在超聲波線纜33內(nèi)貫穿而連接于連接器33a,該孔53貫通殼體41且向凹部52內(nèi)開口,該孔54貫通頂端硬性部11并連通彎曲部12與孔53。
這樣,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施的第1方式,構(gòu)成為利用電布線50將構(gòu)成超聲波振子群48的所有的超聲波振子分別與布線基板49相連接,且所有的超聲波振子都能夠進(jìn)行超聲波的發(fā)送接收。因此,即使出現(xiàn)因殼體41的開口部42的外周部42a的形狀(傾斜度、突出量)、影響等而產(chǎn)生了超聲波在殼體41內(nèi)發(fā)生反射的第2超聲波振子群48b,也能夠適當(dāng)?shù)卮_保超聲波能夠從開口部42射出的第1超聲波振子群48a。因而,不需要進(jìn)行考慮到殼體41的開口部42的外周部42a的形狀(傾斜度、突出量)、影響等的精細(xì)的位置對準(zhǔn)、嵌合部的形成等,就能夠容易且高精度地形成超聲波發(fā)送接收部14,也能夠容易地謀求超聲波內(nèi)窺鏡的小型化、高分辨率化、高性能化。
另外,在本實(shí)施的第1方式中,利用在殼體41內(nèi)發(fā)生反射的第2超聲波振子群48b配置于殼體41的開口部42的基端側(cè)的例子進(jìn)行了說明,但是該第2超聲波振子群48b也可以位于殼體41的開口部42的頂端側(cè),或者還可以位于頂端側(cè)與基端側(cè)這兩側(cè)。
(實(shí)施的第2方式)
接著,圖5~圖7表示實(shí)施的第2方式。另外,該實(shí)施的第2方式的在所述實(shí)施的第1方式的超聲波內(nèi)窺鏡的超聲波發(fā)送接收部的殼體的外周部設(shè)有保護(hù)部、并利用該保護(hù)部設(shè)定有第2超聲波振子群的結(jié)構(gòu)與所述第1方式不同,其他結(jié)構(gòu)相同,因此對相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記,并省略說明。
說明本實(shí)施的第2方式的配置有超聲波發(fā)送接收部60的部位的結(jié)構(gòu)。超聲波發(fā)送接收部60被收納保持于殼體61,并借助殼體61固定于頂端硬性部11。
在殼體61上形成有開口部62,超聲波發(fā)送接收部60構(gòu)成為在該開口部62的超聲波發(fā)送接收面63內(nèi)的預(yù)定區(qū)域即超聲波發(fā)送接收區(qū)域63a中發(fā)送接收超聲波。
該超聲波發(fā)送接收區(qū)域63a的外側(cè)的頂端側(cè)區(qū)域和基端側(cè)區(qū)域如后所述成為超聲波非發(fā)送接收區(qū)域63b。即,超聲波發(fā)送接收區(qū)域63a的外側(cè)的頂端側(cè)區(qū)域和基端側(cè)區(qū)域如后所述分別被保護(hù)部64覆蓋。因此,在超聲波發(fā)送接收面63的與保護(hù)部64重疊的部位(超聲波非發(fā)送接收區(qū)域63b)不進(jìn)行超聲波的發(fā)送接收,成為發(fā)送來的超聲波束在殼體61內(nèi)發(fā)生反射的區(qū)域。
超聲波發(fā)送接收面63是超聲波送受部60的表面的一部分。超聲波發(fā)送接收面63的形狀并不特別限定,在本實(shí)施方式中作為一例,與所述第1方式相同地如圖5所示,超聲波發(fā)送接收部60構(gòu)成為具有由朝向外側(cè)呈凸形狀的曲面形成的超聲波發(fā)送接收面63。
圖6是表示為了易于理解超聲波發(fā)送接收面63的超聲波發(fā)送接收區(qū)域63a、超聲波非發(fā)送接收區(qū)域63b而卸下了配置在超聲波發(fā)送接收面63上的后述詳細(xì)說明的聲透鏡部65和保護(hù)部64的狀態(tài)。
另外,以下,關(guān)于沿著超聲波發(fā)送接收面63的法線的方向,將超聲波發(fā)送接收面63所面對的方向稱作外側(cè),將與超聲波發(fā)送接收面63所面對的方向相反一側(cè)的方向稱作內(nèi)側(cè)。
具體地說,超聲波發(fā)送接收面63具有大致圓筒面狀的形狀。而且,超聲波發(fā)送接收區(qū)域63a是大致圓筒面狀的超聲波發(fā)送接收面63內(nèi)的、周向上的預(yù)定角度的范圍的區(qū)域。超聲波發(fā)送接收區(qū)域63a小于超聲波發(fā)送接收面63,并形成于超聲波發(fā)送接收面63的中央,在超聲波發(fā)送接收區(qū)域63a的兩端側(cè)形成有超聲波非發(fā)送接收區(qū)域63b。
超聲波發(fā)送接收部60是如下構(gòu)件:在超聲波發(fā)送接收區(qū)域63a內(nèi)能夠在沿著超聲波發(fā)送接收面63的法線的方向(徑向)上發(fā)送接收超聲波束、并且構(gòu)成為能夠在超聲波發(fā)送接收面63的周向上進(jìn)行超聲波束的掃描,并進(jìn)行與所述第1實(shí)施方式相同的電子凸面掃描。另外,超聲波發(fā)送接收面63的形狀既可以是由具有不同曲率的多個(gè)曲面構(gòu)成,也可以是由一個(gè)或多個(gè)平面構(gòu)成。另外,超聲波發(fā)送接收部60的超聲波束的掃描形式并不限于本實(shí)施方式。
而且,超聲波發(fā)送接收部60構(gòu)成為具有電聲變換部66、背襯材料67以及聲阻匹配層68。
電聲變換部66是與所述第1實(shí)施方式相同的構(gòu)件,包括超聲波振子群69,該超聲波振子群69包括在比超聲波發(fā)送接收面63靠內(nèi)側(cè)的位置沿著超聲波發(fā)送接收面63呈大致圓弧狀排列的多個(gè)壓電元件(超聲波振子)。
構(gòu)成超聲波振子群69的各個(gè)超聲波振子分別配置為在超聲波發(fā)送接收面63的法線方向(徑向)上振動。另外,構(gòu)成超聲波振子群69的各個(gè)超聲波振子在比超聲波發(fā)送接收面63靠內(nèi)側(cè)的位置配置在與超聲波發(fā)送接收面63大致相同的范圍內(nèi)。
構(gòu)成這些超聲波振子群69的所有的超聲波振子分別利用電布線50與布線基板49相連接,驅(qū)動布線借助布線基板49集束于線纜單元51并在超聲波線纜33內(nèi)貫穿而連接于連接器33a。因而,構(gòu)成超聲波振子群69的所有的超聲波振子都能夠發(fā)送接收超聲波束。
而且,超聲波振子群69包括位于超聲波發(fā)送接收面63的超聲波發(fā)送接收區(qū)域63a的背側(cè)且其超聲波束的發(fā)送波從殼體61的開口部62射出的第1超聲波振子群69a和位于被超聲波發(fā)送接收面63的保護(hù)部64覆蓋的超聲波非發(fā)送接收區(qū)域63b的背側(cè)且其超聲波束的發(fā)送波在殼體61內(nèi)發(fā)生反射的第2超聲波振子群69b。
在包括如上所述的超聲波振子群69的電聲變換部66的內(nèi)側(cè)配置有背襯材料67。該背襯材料67是與所述第1方式相同的構(gòu)件,因此省略說明。另外,以覆蓋電聲變換部66的方式設(shè)置的聲阻匹配層68也是與所述第1方式相同的構(gòu)件,因此省略說明。
在具有以上那樣的結(jié)構(gòu)的超聲波發(fā)送接收部60的超聲波發(fā)送接收面63上配置有與所述第1方式相同的使超聲波束收斂的聲透鏡部65,聲阻匹配層68的兩端部比聲透鏡部65的兩端部向外周方向延伸出來。
聲透鏡部65利用第1粘接劑固定在作為聲阻匹配層68的外表面的超聲波發(fā)送接收面63上。第1粘接劑的種類并不特別限定,例如使用硅酮系的粘接劑。
在聲阻匹配層68的兩端部的外側(cè)的面上配置有一對保護(hù)部64。另外,該一對保護(hù)部64與聲透鏡部65的兩端部相接觸,并且在從超聲波發(fā)送接收面63的法線方向外側(cè)觀察時(shí),該一對保護(hù)部64比聲阻匹配層68的端部朝向外側(cè)延伸出來。即,保護(hù)部64覆蓋未被超聲波發(fā)送接收面63的聲透鏡部65覆蓋的區(qū)域即外周部,而且配置為比超聲波發(fā)送接收面63向外周方向延伸出來。
保護(hù)部64利用第2粘接劑粘接在聲阻匹配層68的外周部和聲透鏡部65的端部這兩者上。在此,以聲阻匹配層68與保護(hù)部64之間的第2粘接劑的每單位面積的粘接強(qiáng)度高于聲阻匹配層68與聲透鏡部65之間的第1粘接劑的每單位面積的粘接強(qiáng)度的方式選擇構(gòu)成保護(hù)部64的材料和第2粘接劑的種類。
在本實(shí)施方式中,作為一例,聲透鏡部65由硅酮樹脂形成,粘接聲阻匹配層68與聲透鏡部65的第1粘接劑使用了硅酮系的粘接劑。因此,利用例如聚酰亞胺、聚酰胺或聚砜等所謂的工程塑料構(gòu)成保護(hù)部64,若將第2粘接劑設(shè)為環(huán)氧系的粘接劑,則聲阻匹配層68與保護(hù)部64之間的第2粘接劑的每單位面積的粘接強(qiáng)度高于聲透鏡部65與聲阻匹配層68之間的第1粘接劑的每單位面積的粘接強(qiáng)度。
另外,聲透鏡部65的、與保護(hù)部64相粘接的端部的表面通過化學(xué)處理而提高了與第2粘接劑之間的親和性。在此,用于提高聲透鏡部65與第2粘接劑之間的粘接的親和性的化學(xué)處理的方法并不特別限定,例如能夠應(yīng)用等離子體處理、離子束處理或借助于酸的處理等公知的技術(shù)。
構(gòu)成聲透鏡部65的硅酮樹脂一般是與粘接劑之間的親和性較低且粘接強(qiáng)度比較低的構(gòu)件,但是通過進(jìn)行提高聲透鏡部65與第2粘接劑之間的粘接的親和性的處理,從而能夠提高聲透鏡部65與保護(hù)部64之間的粘接的強(qiáng)度,能夠防止聲透鏡部65與保護(hù)部64之間的剝離。
具有以上說明的結(jié)構(gòu)的超聲波發(fā)送接收部60、聲透鏡部65以及保護(hù)部64等被收納保持于殼體61的凹部71內(nèi),該殼體61固定于頂端硬性部11。而且,來自收納于殼體61的凹部71的布線基板49的驅(qū)動布線集束于線纜單元51并貫穿孔72以及孔73的內(nèi)部、在超聲波線纜33內(nèi)貫穿而連接于連接器33a,該孔72貫通殼體61且向凹部71內(nèi)開口,該孔73貫通頂端硬性部11并連通彎曲部12與孔72。
像以上那樣,在本實(shí)施的第2方式的超聲波內(nèi)窺鏡2中,在超聲波發(fā)送接收面63上具有用于發(fā)送接收超聲波的超聲波發(fā)送接收部60、以超聲波發(fā)送接收面63暴露的方式保持超聲波發(fā)送接收部60的殼體61以及以覆蓋超聲波發(fā)送接收區(qū)域63a的方式粘接在超聲波發(fā)送接收面63上的聲透鏡部65。而且,構(gòu)成為還具有保護(hù)部64,該保護(hù)部64覆蓋超聲波發(fā)送接收面63的未被聲透鏡部65覆蓋的外周部,以比超聲波發(fā)送接收面63向外周方向延伸的方式進(jìn)行配置,并粘接于聲透鏡部65、超聲波發(fā)送接收面63的外周部以及殼體61。此時(shí),保護(hù)部64從超聲波發(fā)送接收面63的外周部到殼體61的凹部71利用粘接劑進(jìn)行粘接。
在具有這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式的超聲波內(nèi)窺鏡2中,由于在聲阻匹配層68和殼體61的交界部分的外側(cè)配置有粘接于這兩者的保護(hù)構(gòu)件64,因此供液體向殼體61內(nèi)浸入的路徑變長,振子的防水性進(jìn)一步提高。
另外,例如即使在聲透鏡部65受到超過預(yù)計(jì)的過大的外力而使其與聲阻匹配層68及保護(hù)部64之間的借助于粘接劑的透鏡保持力降低的情況下,由于殼體61的內(nèi)部的液密性通過保護(hù)部64與聲阻匹配層68及殼體61之間的粘接來保持,因此也能夠防止液體向殼體61內(nèi)的浸入。
另外,保護(hù)部64與聲阻匹配層68及殼體61之間的第2粘接劑的每單位面積的粘接強(qiáng)度高于聲透鏡部65與聲阻匹配層68之間的第1粘接劑的每單位面積的粘接強(qiáng)度。因此,假設(shè)即使受到會導(dǎo)致聲透鏡部65自聲阻匹配層68剝離那樣的超過預(yù)計(jì)的過大的外力,也能夠抑制保護(hù)部64自聲阻匹配層68和殼體61剝離。
另外,在本實(shí)施的第2方式的基于第2方式的超聲波內(nèi)窺鏡2中,超聲波發(fā)送接收面63的超聲波發(fā)送接收區(qū)域63a設(shè)定在頂端側(cè)的保護(hù)部64(的基端面)與基端側(cè)的保護(hù)部64(的頂端面)之間。因此,從最初開始,在電聲變換部66中形成超聲波發(fā)送接收區(qū)域63a并將其以與利用上述一對保護(hù)部64設(shè)定的超聲波發(fā)送接收區(qū)域63a重疊的方式進(jìn)行組裝時(shí),就需要進(jìn)行考慮到一對保護(hù)部64的形狀(傾斜度、突出量)、影響等的精細(xì)的位置對準(zhǔn)、嵌合部的形成等。但是,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施的第2方式,由于構(gòu)成為利用電布線50將構(gòu)成超聲波振子群69的所有的超聲波振子分別與布線基板49相連接,所有的超聲波振子都能夠進(jìn)行超聲波的發(fā)送接收,因此即使因一對保護(hù)部64的形狀(傾斜度、突出量)、影響等而產(chǎn)生了超聲波在殼體61內(nèi)發(fā)生反射的第2超聲波振子群69b,也能夠適當(dāng)?shù)卮_保超聲波能夠從開口部62射出的第1超聲波振子群69a。因而,不必進(jìn)行考慮到一對保護(hù)部64的形狀(傾斜度、突出量)、影響等的精細(xì)的位置對準(zhǔn)、嵌合部的形成等,就能夠容易且高精度地形成超聲波發(fā)送接收部60,也能夠容易地謀求超聲波內(nèi)窺鏡的小型化、高分辨率化、高性能化。
(實(shí)施的第3方式)
接著,圖8是本發(fā)明的實(shí)施的第3方式的超聲波觀察控制裝置的功能框圖。另外,本實(shí)施的第3方式是所述第1超聲波觀察控制裝置接收來自所述第1方式的超聲波內(nèi)窺鏡的超聲波發(fā)送接收部的信號、選定第1超聲波振子群并僅驅(qū)動第1超聲波振子群的方式。其他結(jié)構(gòu)、作用與所述第1方式相同,因此對相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記,并省略說明。
即,如圖8所示,超聲波觀測控制部3構(gòu)成為主要包括發(fā)送接收控制部101、B模式圖像計(jì)算部102、存儲部103、相關(guān)計(jì)算部104以及超聲波觀測開關(guān)105。另外,發(fā)送接收控制部101、B模式圖像計(jì)算部102以及相關(guān)計(jì)算部104向超聲波觀測控制部3的安裝既可以是硬件方面的安裝,也可以是軟件方面的安裝。
發(fā)送接收控制部101控制超聲波內(nèi)窺鏡2的超聲波發(fā)送接收部14對超聲波束的發(fā)送接收。即,利用發(fā)送接收控制部101,控制掃描平面上的位置以及控制掃描平面上的用于獲得B模式圖像的超聲波束的掃描。
具體地說,在超聲波發(fā)送接收部14的超聲波發(fā)送接收面43內(nèi)的超聲波發(fā)送接收區(qū)域43a中,來自構(gòu)成電聲變換部45的超聲波振子群48的第1超聲波振子群48a的超聲波束從殼體41的開口部42射出并被接收而能夠獲得適當(dāng)?shù)某暡▓D像。另一方面,在超聲波發(fā)送接收面43內(nèi)的超聲波非發(fā)送接收區(qū)域43b中,從超聲波振子群48的第2超聲波振子群48b發(fā)送來的超聲波束在殼體41內(nèi)發(fā)生反射,成為無法獲得超聲波圖像的狀況。
然后,若發(fā)送接收控制部101檢測到該狀況,則將配置于能夠獲得適當(dāng)?shù)某暡▓D像的部位的超聲波振子群判斷為第1超聲波振子群48a,將除此以外的超聲波振子群判斷為第2超聲波振子群48b并進(jìn)行控制以僅驅(qū)動第1超聲波振子群。
由此,進(jìn)行為了獲得超聲波圖像所需的最小限度的超聲波振子群、即僅第1超聲波振子群48a的驅(qū)動,進(jìn)行控制以能夠進(jìn)行在驅(qū)動電力、產(chǎn)生熱量等中損失較少的圖像觀察。另外,發(fā)送接收控制部101也可以不用驅(qū)動與超聲波發(fā)送接收區(qū)域43a對應(yīng)的所有的第1超聲波振子群48a而驅(qū)動其中的一部分。
B模式圖像計(jì)算部102根據(jù)超聲波內(nèi)窺鏡2的超聲波發(fā)送接收部14的超聲波束的掃描的結(jié)果生成掃描平面上的B模式圖像。例如當(dāng)在掃描平面上存在有處置器具(未圖示)時(shí),在B模式圖像中出現(xiàn)處置器具的回波圖案。
存儲部103存儲著根據(jù)處置器具的形狀確定的預(yù)定的樣本圖像。具體地說,樣本圖像是表示掃描平面與處置器具的中心軸線一致的情況下的B模式圖像中的處置器具的理想的回波圖案的形狀和大小的圖像。
例如,如果處置器具是穿刺針,則樣本圖像成為表示穿刺針的中心軸線與掃描平面一致的情況下的、穿刺針的頂端部的回波圖案的形狀和大小的圖像。該樣本圖像是根據(jù)處置器具的種類、形狀預(yù)先制成的圖像。
相關(guān)計(jì)算部104計(jì)算B模式圖像與樣本圖像之間的相關(guān)值R。具體地說,相關(guān)計(jì)算部104對B模式圖像進(jìn)行以樣本圖像為模板的被稱作圖案匹配的圖像處理,計(jì)算出B模式圖像中的回波圖案與樣本圖像之間的相似度。B模式圖像中的回波圖案與樣本圖像之間的相似度越高,相關(guān)值R越高。由于圖案匹配是公知的技術(shù),因此省略詳細(xì)的說明。
超聲波觀測開關(guān)105是使用者用于輸入基于B模式圖像的觀測開始和結(jié)束的指示的輸入裝置。在本實(shí)施方式中,作為一例,超聲波觀測開關(guān)105設(shè)于超聲波觀測控制部3,但是超聲波觀測開關(guān)105也可以是設(shè)于超聲波內(nèi)窺鏡2的操作部20的結(jié)構(gòu),還可以是像腳踏開關(guān)那樣自超聲波觀測控制部3、超聲波內(nèi)窺鏡2分開設(shè)置的形態(tài)。
這樣,在本實(shí)施的第3方式的超聲波觀察裝置1中,利用超聲波觀測控制部3,除了獲得所述第1方式和第2方式的超聲波內(nèi)窺鏡的效果以外,還能夠進(jìn)行在驅(qū)動電力、產(chǎn)生熱量等中損失較少的圖像觀察。
本申請是以2014年8月18日在日本提出申請的特愿2014-166002號作為要求優(yōu)先權(quán)的基礎(chǔ)而提出申請的,上述內(nèi)容被引用于本申請的說明書、權(quán)利要求書以及附圖中。