陣列型超聲波振動器、超聲波探頭、超聲波導管、手持式手術儀器和醫療裝置制造方法及圖紙

提供一種在生產率和實用性方面極好并且具有能夠改進在切片方上的超聲波束的聚焦特性的二維陣列結構的陣列型超聲波振動器、超聲波探頭、超聲波導管、手持式手術儀器和醫療裝置。根據本技術的實施例的陣列型超聲波振動器包括振動器陣列和電阻器。振動器陣列是其中超聲波振動器元件構成二維陣列的振動器陣列，所述振動器陣列包括其中多個超聲波振動器元件沿切片方向布置的多個元件行。在元件行中的一對任意超聲波振動器元件之間電氣地連接電阻器。

Array type ultrasonic vibrator, ultrasonic probe, ultrasonic catheter, hand-held surgical instrument and medical device

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】陣列型超聲波振動器、超聲波探頭、超聲波導管、手持式手術儀器和醫療裝置
本技術涉及陣列型超聲波振動器、超聲波探頭、超聲波導管、手持式手術儀器和醫療裝置，其可以被用于生成超聲診斷圖像。
技術介紹
在用于使用在醫學領域等中的超聲成像中，包括超聲波振動器陣列的超聲波探頭將超聲波輻射到待觀察的對象。超聲波探頭探測其反射波。因此，生成待觀察的對象的超聲圖像。超聲成像使生物組織從外部可見。例如，超聲成像適合于理解血流以及腫瘤的位置和形狀或者找到與血管相關聯的神經。在超聲成像中的切片方向(超聲圖像的深度方向)上的超聲波束對切片分辨率和對比度起作用。因此，近年來，已經開發該波束寬度的減少。例如，在其中超聲波振動器被布置在一行中的一維陣列中，可以由通過聲透鏡聚焦超聲波束使在切片方向上的波束寬度更窄。另一方面，在其中超聲波振動器被布置在平坦狀態中的二維陣列中，諸如切趾和相位調節的技術被用于改進在切片方向上的超聲波束的聚焦特性。切趾是減少二維陣列的末尾處的振動器的輸出的技術。在切趾中，通過減少旁瓣(在偏離主輻射方向的方向上傳播的超聲波)的分量改進波束的聚焦特性。進一步地，在相位調節中，通過自愿地調節振動器之間的相位差改進波束的聚焦特性(例如，專利文獻1)。另外，還存在公知的被稱為Hanafy透鏡的結構。在該結構中，波束的聚焦特性通過使振動器的厚度不同來改進，從而以類似透鏡的形狀形成整個二維陣列。引文列表專利文獻專利文獻1：日本專利申請公開號2014-097157
技術實現思路
技術問題然而，為了實現上文所提到的切趾和相位調節，單獨地控制超聲波振動器中的每個超聲波振動器的輸出是必要的，并且待連接到相應振動器的接線的數目增加。因此，制造復雜性和制造成本增加。進一步地，將復用器等引入到超聲波探頭中變得必要，并且超聲波探頭的結構是復雜的。而且，在其中形成Hanafy透鏡結構的情況下，用機器制造振動器變得必要。特別地，在其中振動器薄的情況下，使振動器的厚度不同是困難的，并且使得振動器具有較高的頻率和較小的高度是不容易的。鑒于上文所提到的情況，本技術的目標是提供一種在生產率和實用性方面極好并且具有能夠改進在切片方向上的超聲波束的聚焦特性的二維陣列結構的陣列型超聲波振動器、超聲波探頭、超聲波導管、手持式手術儀器和醫療裝置。問題的解決方案為了完成上文所提到的目標，根據本技術的實施例的陣列型超聲波振動器包括振動器陣列和電阻器。振動器陣列是其中超聲波振動器元件構成二維陣列的振動器陣列，所述振動器陣列包括其中多個超聲波振動器元件被布置在切片方向上的多個元件行。在元件行中的一對任意超聲波振動器元件之間電氣地連接電阻器。根據該配置，當被連接到元件行的接線被供應有超聲波振動器元件的驅動信號時，驅動信號通過電阻器衰減并且因此被供應到元件行的尾部處的超聲波振動器元件的驅動信號的強度降低，并且從元件行的尾部處的超聲波振動器元件輻射的超聲波的輸出變得更小(切趾)。以這種方式，可以減少在切片方向上的超聲波束的波束寬度，并且可以增強超聲診斷圖像的切片分辨率和對比度。進一步地，僅將單個接線連接到單個元件行是必要的，并且將接線連接到超聲波振動器元件中的每個超聲波振動器元件是不必要的。因此，可以極大地減少接線的數目。可以在元件行中的所有超聲振動元件之間電氣地連接電阻器。通過電阻器被布置在所有超聲振動元件之間，可以使從構成元件行的相應的超聲波振動器元件輻射的超聲波的輸出稍微彼此不同。陣列型超聲波振動器還可以包括接地電阻器，其被連接在元件行的端部的超聲振動元件與接地之間。通過提供接地電阻器，可以在元件行的尾部處確保用于電荷的逃逸路徑，并且可以防止電荷累積在該尾部處。振動器陣列可以包括支持超聲波振動器元件的襯底，并且電阻器可以安裝在襯底的表面上或者在襯底內部。根據該配置，可以彼此整體地配置振動器陣列和電阻器，并且可以減少陣列型超聲波振動器的大小和高度。超聲波振動器元件可以被連接到用于驅動元件行中的每個元件行中的超聲波振動器元件的接線。根據該配置，可以調節從每個元件行中的超聲元件發射的超聲波的輸出。應當注意，從超聲元件發射的超聲波的輸出由每個元件行中的電阻器調節。為了完成上文所提到的目標，根據本技術的實施例的超聲波導管包括陣列型超聲波振動器。陣列型超聲波振動器包括其中超聲波振動器元件構成二維陣列的振動器陣列，所述振動器陣列包括其中多個超聲波振動器元件沿切片方向布置的多個元件行，以及電氣地連接在元件行中的一對任意超聲振動元件之間的電阻器。為了完成上文所提到的目標，根據本技術的實施例的手持式儀器包括陣列型超聲波振動器。陣列型超聲波振動器包括其中超聲波振動器元件構成二維陣列的振動器陣列，所述振動器陣列包括其中多個超聲波振動器元件沿切片方向布置的多個元件行，以及電氣地連接在元件行中的一對任意超聲振動元件之間的電阻器。為了完成上文所提到的目標，根據本技術的實施例的醫療裝置包括陣列型超聲波振動器和位置傳感器。陣列型超聲波振動器包括其中超聲波振動器元件構成二維陣列的振動器陣列，所述振動器陣列包括其中多個超聲波振動器元件沿切片方向布置的多個元件行，以及電氣地連接在元件行中的一對任意超聲振動元件之間的電阻器。位置傳感器檢測陣列型超聲波振動器的位置。在醫療裝置中，可以根據陣列型超聲波振動器和位置傳感器的輸出生成超聲波體積圖像。在陣列型超聲波振動器中，在元件行中的每個元件行中，電阻器和接地電阻器的總電阻值可以大于將超聲波振動器元件連接到驅動電源的信號接線的電阻值。通過將電阻器和接地電阻器的總電阻值設置為大于信號接線的電阻值，可以減少每個振動器元件中的電壓降落。在陣列型超聲波振動器中，在元件行中的每個元件行中，假如超聲波振動器元件的驅動電壓的頻率是f[Hz]，電阻器的總電阻值和超聲波振動器元件的電容的總值的積可以小于1/2f。通過將電阻器的總電阻值和超聲波振動器元件的電容的總值的積設置為小于1/2f，可以防止從每個超聲波振動器元件發射的超聲波的RC延遲(相位偏移)。在陣列型超聲波振動器中，在元件行中的每個元件行中，接地電阻器的電阻值可以小于電阻器的總電阻值。通過將接地電阻器的電阻值設置為小于電阻器的總電阻值，可以使元件行中的超聲波的動態范圍更大。本專利技術的有利效果如上文所描述的，根據本技術，提供一種在生產率和實用性方面極好并且具有能夠改進在切片方向上的超聲波束的聚焦特性的二維陣列結構的陣列型超聲波振動器、超聲波探頭、超聲波導管、手持式手術儀器和醫療裝置是可能的。應當注意，此處所描述的效果不必是限制性的并且可以提供本公開中所描述的任何效果。附圖說明[圖1]根據本技術的實施例的陣列型超聲波振動器的透視圖。[圖2]陣列型超聲波振動器的部分配置的透視圖。[圖3]陣列型超聲波振動器的振動器元件的平面圖。[圖4]陣列型超聲波振動器的剖視圖。[圖5]示出陣列型超聲波振動器的振動器元件的陣列的示意圖。[圖6]示出陣列型超聲波振動器的元件行的電連接關系的示意圖。[圖7]示出陣列型超聲波振動器的元件行的操作的示意圖。[圖8]示出陣列型超聲波振動器的電阻器的示意圖。[圖9]示出陣列型超聲波振動器的獨立接線的示意圖。[圖10]示出陣列型超聲波振動器的元件行的電連接關系的示意圖。[圖11]示出陣列型超聲波振動器的元件行本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種陣列型超聲波振動器，包括：振動器陣列，其中，超聲波振動器元件構成二維陣列，所述振動器陣列包括其中多個超聲波振動器元件沿切片方向布置的多個元件行；以及電阻器，其電氣地被連接在元件行中的一對任意超聲波振動器元件之間。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2016.12.20 JP 2016-2466881.一種陣列型超聲波振動器，包括：振動器陣列，其中，超聲波振動器元件構成二維陣列，所述振動器陣列包括其中多個超聲波振動器元件沿切片方向布置的多個元件行；以及電阻器，其電氣地被連接在元件行中的一對任意超聲波振動器元件之間。2.根據權利要求1所述的陣列型超聲波振動器，其中，所述電阻器電氣地被連接在所述元件行中的所有超聲振動元件之間。3.根據權利要求1或2所述的陣列型超聲波振動器，還包括：接地電阻器，其被連接在所述元件行的端部的超聲振動元件與接地之間。4.根據權利要求1至3中的任一項所述的陣列型超聲波振動器，其中，所述振動器陣列包括襯底，其支持所述超聲波振動器元件，以及所述電阻器安裝在所述襯底的表面上或者在所述襯底內部。5.根據權利要求1至3中的任一項所述的陣列型超聲波振動器，其中，所述超聲波振動器元件被連接到用于驅動所述元件行中的每個元件行中的所述超聲波振動器元件的接線。6.一種超聲波探頭，包括：陣列型超聲波振動器，包括：振動器陣列，其中，超聲波振動器元件構成二維陣列，所述振動器陣列包括其中多個超聲波振動器元件沿切片方向布置的多個元件行，以及電阻器，其電氣地被連接在元件行中的一對任意超聲振動元件之間。7.一種超聲波導管，包括：陣列型超聲波振動器，包括：振動器陣列，其中，超聲波振動器元件構成二維陣列，所述振動器陣列包括其中多個超聲波振動...

【專利技術屬性】
技術研發人員：森本類，中田哲博，
申請(專利權)人：索尼公司，
類型：發明
國別省市：日本,JP