專利名稱：超聲波探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及在超聲波探頭中使用的超聲波發(fā)生器，并且更具體 而言涉及具有改善的超聲傳遞特征的超聲波發(fā)生器。
背景技術(shù)：
一些醫(yī)療電子內(nèi)窺鏡同時具有用于觀察器官表面的CCD照相機和用 于觀察所述器官組織內(nèi)部的超聲波探頭。超聲波探頭將超聲波發(fā)送到所關(guān) 心的生物組織內(nèi)并且接收所述超聲波的回波。接收的超聲波回波含有生物 組織的X線斷層信息，并且可以基于這些回波產(chǎn)生生物組織的X線斷層 圖像。通過超聲波探頭的生物組織內(nèi)部的超聲圖像和通過CCD照相機的 生物組織的光學(xué)圖像的組合能夠精確診斷疾病的存在和所述疾病的發(fā)展。所述超聲波探針(prove)具有一個或多個超聲轉(zhuǎn)換器作為超聲波的來 源。所述超聲轉(zhuǎn)換器由壓電元件組成，并且一般包含在用超聲傳遞流體介 質(zhì)填充的空腔中以便所述超聲波有效地傳遞到靶體。 一種這樣的傳遞流體 介質(zhì)是液體石蠟， 一種烴油(見，例如，日本專利公開公布號05-176931)。 此外，日本公開公布號2001-299748公開了利用運動粘度小于20 mmVs的 液體石蠟的超聲波探頭。該液體石蠟對于所述超聲波的高頻率部分提供較 好的傳遞效率。仍然，已知的是，液體石蠟的超聲傳遞特征取決于石蠟分子的分子量 分布。即，如果改變石蠟分子的分子量，則所述液體石蠟甚至在相同運動 粘度情況下也具有不同的超聲傳遞特征。因此應(yīng)當(dāng)理解，為了好的超聲傳 遞特征必須考慮液體石蠟的組成。鑒于上述，本發(fā)明的目的是提供超聲波發(fā)生器，所述超聲波發(fā)生器包 括具有優(yōu)異超聲傳遞特征的液體石蠟。發(fā)明內(nèi)容為了實現(xiàn)上述目的及其它目的，根據(jù)本發(fā)明的超聲波發(fā)生器包括作為 超聲傳遞介質(zhì)的液體石蠟，所述液體石蠟的最大分子量Ml是520SM1S1400。產(chǎn)生超聲波的超聲轉(zhuǎn)換器包含在充滿該液體石蠟的空間中。 另夕卜，所述液體石蠟具有峰頂分子量(peak top molecular weight)M2(其中分子數(shù)是最大的)為230SM2280。而且，所述液體石蠟的運動粘度S (mmVs)為4SS^12.5。 優(yōu)選所述液體石蠟的最大分子量M1為1300SM1S1400。 還優(yōu)選所述液體石蠟的峰頂分子量M2為320SM2^380。 還優(yōu)選所述液體石蠟的運動粘度S為9SS^12.5。 根據(jù)本發(fā)明，所述液體石蠟在超聲傳遞特征方面是改善的。這可以使超聲波深度穿透到生物組織中并且在廣泛頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)高的接收器靈敏度。因此可以獲得生物組織深部的高清晰度、高對比度的超聲圖像。附圖簡述

圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的超聲波探頭的電子內(nèi)窺鏡的示意性視圖； 圖2是所述超聲波探頭的橫斷面視圖； 圖3A至3D是顯示四種類型液體石蠟的分子量分布的圖； 圖4是顯示四種類型液體石蠟在不同溫度下的運動粘度和分子量分布 的典型值；圖5是顯示四種類型的液體石蠟在40。C的運動粘度和穿透的圖；和 圖6是顯示最佳液體石蠟和常規(guī)液體石蠟在每個頻率的接收器靈敏度 的圖。實施本發(fā)明的最佳方式關(guān)于圖1，電子內(nèi)窺鏡10具有插入到活體中的可彎曲插入部分11和 用于操作插入部分11的操作部分12。插入部分11的遠端lla具有CCD 照相機(未顯示)。將電子內(nèi)窺鏡IO連接到監(jiān)視器13a和13b，并且用CCD 照相機捕獲的圖像顯示在監(jiān)視器13a上。在超聲診斷時，將超聲波探頭14 插入到儀器進口 10a。超聲波探頭14經(jīng)過在插入部分11中延伸的鑷子通 道(未顯示)，并且從提供在遠端lla上的鑷子開口向外凸出。由超聲波探頭14得到的超聲圖像顯示在監(jiān)視器13b上。如圖2中所示，超聲波探頭14包括可彎曲管部分18，所述可彎曲管 部分18由多個彼此聯(lián)鎖的套管18a和附著于管部分18前端的聚乙烯帽19 構(gòu)成。封裝在帽19內(nèi)部的是產(chǎn)生超聲波并接收從器官反射的超聲波回波 的超聲轉(zhuǎn)換器20。超聲轉(zhuǎn)換器20安裝在連接到控制電纜21的基座22上。 控制電纜21由可彎曲軸23和封裝可彎曲軸23的可彎曲管24組成?？蓮?曲軸23的一端連接到基座22，并且其另一端連接到譯碼器15(參見，圖 1)。譯碼器15具有內(nèi)置發(fā)動機，并且該發(fā)動機的驅(qū)動導(dǎo)致可彎曲軸23圍 繞它的軸向旋轉(zhuǎn)。因此，基座22與超聲轉(zhuǎn)換器20—起在可彎曲軸23上 旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)超聲轉(zhuǎn)換器20使得可以用超聲波徑向掃描生物組織以產(chǎn)生超 聲圖像。應(yīng)當(dāng)理解，可彎曲軸23安放多個用于將驅(qū)動信號傳輸?shù)匠曓D(zhuǎn) 換器20和從超聲轉(zhuǎn)換器20傳輸回波信號的電線。在含有超聲轉(zhuǎn)換器20的帽19內(nèi)部充滿用作超聲傳遞介質(zhì)的液體石蠟 25。液體石蠟25改善由超聲轉(zhuǎn)換器20產(chǎn)生的超聲波和從生物組織反射的 超聲波回波的傳遞效率。同樣，液體石蠟25用作潤滑劑以允許超聲轉(zhuǎn)換 器20的平滑旋轉(zhuǎn)。液體石蠟25， 一種烴油，在潤滑性和電絕緣性質(zhì)方面 是優(yōu)越的，并且對于活體無毒。接著，在具有不同的組成的四種類型的液體石蠟A至D(來自Wako 純化學(xué)工業(yè)公司)之間比較超聲傳遞特征。液體石蠟A是常規(guī)超聲波探頭 中使用的一種。液體石蠟B具有0.825至0.850 g/ml的密度。液體石蠟C 具有0.815至0.840 g/ml的密度。液體石蠟D具有0.795至0.830 g/ml的 密度。測量每種液體石蠟的分子量分布，并且測量結(jié)果顯示在圖3A至3D 的圖中，其中縱軸表示石蠟分子數(shù)并且水平軸表示石蠟的分子量。另外， 圖4的表顯示在不同溫度測量的這些液體石蠟的運動粘度和分子量分布的 典型值。用凝膠滲透色譜法(GPC法)測量分子量。在測量中使用的是，作為分 析儀器的來自島津公司的LC-IO， PLgel MIXD-E柱，作為洗脫溶液的氯 仿(lml/min)，示差折光率檢測器，和作為參比材料的聚苯乙烯。每個分子 量的值是根據(jù)聚乙烯當(dāng)量表示的。根據(jù)JIS K2283(原油和石油產(chǎn)品-運動粘 度的測定和從運動粘度計算粘度指數(shù))測量運動粘度。如圖3A至3B所示，在常規(guī)超聲波探頭中使用的液體石蠟A顯示大 約90的最小分子量和大約1900的最大分子量。另外，其中分子數(shù)最大的 峰頂分子量是590，并且數(shù)均分子量或中心值是490。重均分子量是570。 液體石蠟B顯示大約90的最小分子量和大約1400的最大分子量。峰頂分 子量是380，并且數(shù)均分子量是340。重均分子量是400。液體石蠟C顯 示大約90的最小分子量和大約1300的最大分子量。峰頂分子量是320， 并且數(shù)均分子量是300。重均分子量是350。液體石蠟D顯示大約90的最 小分子量和大約1900的最大分子量。峰頂分子量是230,而數(shù)均分子量和 重均分子量是不可測量的。在圖4中驗證的是，具有較高的最大、平均、和峰頂分子量值的液體 石蠟具有較高的運動粘度，而具有較低的最大、平均、和峰頂分子量值的 液體石蠟具有較低的運動粘度。接著，制備具有液體石蠟A至D的一種 的超聲波探頭以測量來自這些超聲波探頭的25 MHz超聲波進入到生物組 織中的穿透。測量結(jié)果顯示在圖5中。如圖5中所示，到目前為止，液體石蠟B顯示比其它液體石蠟更大的 穿透。這意味著液體石蠟B可以產(chǎn)生生物組織的更深部分的X線斷層圖 像。雖然次于液體石蠟B，但是液體石蠟C和D優(yōu)于液體石蠟A，證明實 現(xiàn)了在實踐上可允許的穿透水平。這些結(jié)果導(dǎo)致得出以下結(jié)論，即通過在 40°C，即體溫，的運動粘度S為4SS^12.5的液體石蠟實現(xiàn)始終更好的超 聲波穿透。具體而言，當(dāng)在40。C的運動粘度S是9^S^12.5時穿透變得優(yōu)異圖6是顯示每個頻率的接收器靈敏度的測量結(jié)果的圖。虛線表示常規(guī) 液體石蠟A，和實線表示其中顯示最好穿透的液體石蠟B。液體石蠟A在 約20 MHz顯示它的最佳接收器靈敏度為-50 dB，在約15 MHz和30 MHz 顯示接收器靈敏度為-60dB。另一方面，液體石蠟B在從約12MHz至約 35 MHz延伸的廣泛頻率范圍內(nèi)顯示好的接收器靈敏度為-50dB，到目前為 止證明具有比液體石蠟A更大的接收器靈敏度。這指的是，具有液體石蠟 B的超聲波探頭能產(chǎn)生高清晰度、高對比度的超聲圖像。而且，在液體石 蠟B的情況下，分辨能力變得優(yōu)異?；谏鲜鰧嶒灲Y(jié)果，發(fā)現(xiàn)用最大分子量小于1900且在520至1400范圍內(nèi)，并且峰頂分子量小于590且在230至380范圍內(nèi)的液體石蠟可以獲 得總是較好的超聲傳遞特征。如果將液體石蠟調(diào)理到最大分子量在1300 至1400范圍內(nèi)并且峰頂分子量在320至380范圍內(nèi)，則可以獲得諸如液 體石蠟B或C的優(yōu)異的或好的超聲傳遞特征。本發(fā)明的超聲波發(fā)生器不局限于具有CCD照相機的醫(yī)療電子內(nèi)窺鏡， 而且適用于外部類型的醫(yī)療超聲裝置。而且，本發(fā)明的超聲波發(fā)生器不局 限于所述醫(yī)療內(nèi)窺鏡，而且適用于工業(yè)使用的檢驗裝置，所述裝置在與所 述醫(yī)療內(nèi)窺鏡相同的超聲波頻率范圍內(nèi)工作。工業(yè)實用性本發(fā)明的超聲波發(fā)生器適合應(yīng)用于醫(yī)療診斷裝置和工業(yè)使用的檢驗裝置。
權(quán)利要求
1.一種超聲波發(fā)生器，所述超聲波發(fā)生器包括用于產(chǎn)生超聲波的超聲轉(zhuǎn)換器；用于封裝所述超聲轉(zhuǎn)換器的帽；和填充在所述帽中并且最大分子量M1為520≤M1≤1400的液體石蠟。
2. 權(quán)利要求1所述的超聲波發(fā)生器，其中所述液體石蠟在最大分子數(shù) 情形下的峰頂分子量M2為230^M2S380。
3. 權(quán)利要求1所述的超聲波發(fā)生器，其中所述液體石蠟在40°C的運 動粘度S (mm2/s)為4SSS12.5。
4. 權(quán)利要求1所述的超聲波發(fā)生器，其中所述最大分子量Ml是
5. 權(quán)利要求2所述的超聲波發(fā)生器，其中所述峰頂分子量M2是 320^M2S380。
6. 權(quán)利要求3所述的超聲波發(fā)生器，其中所述在40。C的運動粘度S 是9^12.5。
全文摘要
超聲轉(zhuǎn)換器(20)是由帽(19)封裝的。所述帽(19)的內(nèi)部充滿液體石蠟(25)。液體石蠟(25)具有最大分子量M1為520≤M1≤1400，峰頂分子量M2為230≤M2≤380，和在40℃的運動粘度S(mm²/s)為4≤S≤12.5。該液體石蠟(25)實現(xiàn)超聲波進入到生物組織的更深穿透，以及對于廣泛頻率范圍內(nèi)的超聲波回波的更高接收器靈敏度。
文檔編號A61B8/12GK101272738SQ20068003590
公開日2008年9月24日 申請日期2006年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者國安利明, 田中俊積, 糸井啟友 申請人:富士膠片株式會社;富士能株式會社