(57)【要約】【課題】把持し易く操作性を向上させて、操作者の疲労負担の軽減に資することのできる超音波プローブ及び超音波診断装置を提供すること。【解決手段】この超音波プローブは、被検体に接触させる接触面としての底面と、底面と対面関係にある上面と、底面と上面とを接続する側面であって、把持の際に操作者の親指を当接させる親指当接面と、親指当接面と対面関係にあって操作者の中指を当接させる中指当接面と、を有しており、底面から上面までの高さ方向における実質的な外形寸法である高さ方向寸法Ｈと、親指当接面から中指当接面までの厚さ方向における実質的な外形寸法である厚さ方向寸法Ｄと、高さ方向と厚さ方向との両方向に直交する幅方向における実質的な外形寸法である幅方向寸法Ｗとが、Ｄ≦Ｈ≦Ｗの関係にある。【選択図】図１０
2010220792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波診断装置の装置本体と信号送受信可能に構成され、かつ、操作者の右手での把持によって被検体に接触させられて、該被検体に対して超音波を送信して該被検体からの超音波エコーを受信することにより、前記装置本体に対して前記超音波エコーの受信信号を送信する超音波診断装置用の超音波プローブであって、
前記被検体に接触させる接触面としての底面と、
該底面と対面関係にある上面と、
前記底面と該上面とを接続する側面であって、前記把持の際に前記操作者の親指を当接させる親指当接面と、
該親指当接面と対面関係にあって前記操作者の中指を当接させる中指当接面と、を有しており、
前記底面から前記上面までの高さ方向における実質的な外形寸法である高さ方向寸法Ｈと、
前記親指当接面から前記中指当接面までの厚さ方向における実質的な外形寸法である厚さ方向寸法Ｄと、
前記高さ方向と前記厚さ方向との両方向に直交する幅方向における実質的な外形寸法である幅方向寸法Ｗとが、Ｄ≦Ｈ≦Ｗの関係にある超音波プローブ。
【請求項２】
前記厚さ方向寸法Ｄが、２０ｍｍ≦Ｄ≦４０ｍｍである請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項３】
前記高さ方向寸法Ｈが、５０ｍｍ≦Ｈ≦８０ｍｍである請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記幅方向寸法Ｗが、８０ｍｍ≦Ｗ≦１２０ｍｍである請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項５】
受信した前記超音波エコーをデジタル変換するためのデジタル回路、を更に有する請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項６】
前記装置本体と信号送受信するための信号ケーブルが前記上面又は前記側面から突出しており、該信号ケーブルの突出方向と前記底面とが実質的に為す突出角度θが、０°≦θ≦３０°の関係にある請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項７】
前記装置本体と無線信号送受信するための無線通信部と、
少なくとも該無線通信部に電源を供給するバッテリーと、を更に備えた請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項８】
前記把持の際に、前記操作者の人差し指による操作が可能な操作手段を、前記上面又は前記側面に更に有する請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項９】
前記親指当接面において、前記把持の際に前記操作者の親指が当接する位置に第１の凹部が形成され、
前記中指当接面において、前記把持の際に前記操作者の中指が当接する位置に第２の凹部が形成され、かつ、
前記第１の凹部と前記第２の凹部とが異なる形状又は異なるサイズとされている請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項１０】
前記第１の凹部に、実質的に前記幅方向に延びる第１の凹凸部が形成され、
前記第２の凹部に、実質的に前記幅方向に延びる第２の凹凸部が形成され、かつ、
前記第１の凹凸部と前記第２の凹凸部とが異なる形状又は異なるサイズとされている請求項９に記載の超音波プローブ。
【請求項１１】
前記上面において、前記把持の際に前記操作者の掌が当接する位置に掌圧部が膨出形成されている請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項１２】
前記該掌圧部の最大高さ位置と、前記上面における該掌圧部以外の部分の最大高さ位置との前記高さ方向における落差ΔＨが、５ｍｍ≦ΔＨ≦１５ｍｍである請求項１１に記載の超音波プローブ。
【請求項１３】
前記掌圧部が、その内面側に放熱板を有する請求項１１に記載の超音波プローブ。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のうちいずれか１項に記載の超音波プローブと、
該超音波プローブからの信号を受信して、前記被検体の超音波エコー画像を表示する前記装置本体と、を有する超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波プローブ及び超音波診断装置に係り、特に把持し易く操作性を向上させて、操作者の疲労負担の軽減に資することのできる超音波プローブ等に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野においては、被検体の内部を観察して診断を行うために、様々な撮像技術が開発されている。特に、超音波を送受信することによって被検体の内部情報を取得する超音波撮像は、リアルタイムで画像観察を行うことができる上に、Ｘ線写真やＲＩ（ｒａｄｉｏ  ｉｓｏｔｏｐｅ）シンチレーションカメラ等の他の医用画像技術と異なり、放射線による被曝がない。そのため、超音波撮像は、安全性の高い撮像技術として、産科領域における胎児診断の他、婦人科系、循環器系、消化器系等を含む幅広い領域において利用されている。
【０００３】
超音波撮像の原理は、次のようなものである。超音波は、被検体内における構造物の境界のように、音響インピーダンスが異なる領域の境界において反射される。そこで、超音波ビームを人体等の被検体内に送信し、被検体内において生じた超音波エコーを受信して、超音波エコーが生じた反射位置や反射強度を求めることにより、被検体内に存在する構造物（例えば、内臓や病変組織等）の輪郭を抽出することができる。
【０００４】
一般に、超音波診断装置においては、超音波の送受信機能を有する複数の超音波トランスデューサ（振動子）を含む超音波プローブ（超音波探触子）が用いられる。この超音波プローブは、一般的に操作者（検査技師）が右手で把持し、患者（被検体）の検査部位に接触させて使用するものである。
【０００５】
患者に直接接触させるための超音波プローブと、その超音波プローブからのエコー信号に基づき超音波エコー画像を表示させる装置本体とは、別体として構成されることが多く、そのため超音波プローブと装置本体とは多くの場合ケーブルにて接続される。その際、超音波プローブと装置本体との信号送受信はアナログ信号によって行われており、その結果、アナログ信号用の太くて重い接続ケーブルによって、超音波プローブの操作性の悪化が引き起こされていた。
【０００６】
例えば、高画質のエコー画像を得るためには、超音波プローブ内には１００素子程度以上の超音波トランスデューサを備える必要がある。その素子１つ１つからの信号線を装置本体側に接続する必要があるので、接続ケーブル内には各素子からの１００本以上の信号線が束ねられることとなってしまう。その結果、接続ケーブルは、直径１０ｍｍ程度以上の太さとなってしまい、コシが強くて曲がりにくく重いものとなってしまう。
【０００７】
超音波プローブは、このような太くて重い接続ケーブルによって装置本体と接続されるので、患者に接触させる際に自在に取り回すことが困難となったり、ケーブルが直接患者に接触してしまって患者が不快に感じたりすることがある。そのような悪影響を少しでも軽減するために、従来の超音波プローブは、縦に長いスティック形状とされており、その後端部分（患者との接触部分の反対側）から接続ケーブルが後方に向けて突出するようになっている。縦長のスティック形状としてその後方から接続ケーブルを突出させることで、ケーブルの重量による超音波プローブの重量バランスの悪化を極力低減させ、また、ケーブルと患者との接触の虞も低減している。
【０００８】
一方、例えば特許文献１には、超音波プローブと装置本体との信号送受信をデジタル化する構成が開示されている。信号をデジタル化してシリアルデータとして送受信することにより、超音波トランスデューサの１素子１素子からの信号線を装置本体側へ接続することが不要となる。その結果、例えば、特許文献１においては、超音波プローブと分離ユニットとを比較的細いケーブル（デジタルケーブル）で接続したり、分離ユニットと装置本体とをケーブルレス（無線）により通信したりすることを実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１９００６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に開示される超音波プローブは、従来のものと同様に、縦長のスティック形状とされている（特許文献１の図４及び図６を参照。）。このようなスティック形状の超音波プローブでは、操作者が親指と人差し指（又は中指）とでプローブを挟み込むように把持してプローブ操作を行うのが一般的である。親指と人差し指等とで超音波プローブを握り、その握力とそれに起因する摩擦力を利用して、超音波プローブの接触面を患者に密着させるのである。
【００１１】
その接触面と患者との密着を維持するため、操作者はプローブを患者に対して強く押し付ける必要がある。その場合においてもプローブがずれてしまわないよう、操作者は指に強い力を加えてプローブを把持しなければならない。その結果、操作者の手が疲れてしまって、安定的にプローブを把持し続けることが難しくなる。集団検診等、数多くの患者を検査する場合や、１人の患者を長時間に亘って精密に検査する場合において、操作者が疲労してしまったり、手に痛みを生じてしまう場合がある。
【００１２】
また、操作者が親指と人差し指等とでプローブを確実に把持するためには、プローブの胴囲をおおよそ１５０ｍｍ程度以下とする必要がある。そうすると、プローブ内部のスペースが小さくなってしまい、内部にデジタル化のための基板や無線通信のためのバッテリーを配置する余裕を充分に確保することが難しい。
【００１３】
そのため、装置本体との接続ケーブルを廃止又は小径軽量とすることにより、超音波プローブの操作性を向上させることができ、しかも持ち易くて疲れにくく、内部に充分な部品配置スペースを確保することのできる超音波プローブの提案が強く望まれていた。
【００１４】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、把持し易く操作性を向上させて、操作者の疲労負担の軽減や診断操作の安定性向上に資することができ、しかも内部に部品配置のためのスペースを充分確保することのできる超音波プローブ及び超音波診断装置を提供することを例示的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するために、本発明の例示的側面としての超音波プローブは、超音波診断装置の装置本体と信号送受信可能に構成され、かつ、操作者の右手での把持によって被検体に接触させられて、被検体に対して超音波を送信して被検体からの超音波エコーを受信することにより、装置本体に対して超音波エコーの受信信号を送信する超音波診断装置用の超音波プローブであって、被検体に接触させる接触面としての底面と、底面と対面関係にある上面と、底面と上面とを接続する側面であって、把持の際に操作者の親指を当接させる親指当接面と、親指当接面と対面関係にあって操作者の中指を当接させる中指当接面と、を有しており、底面から上面までの高さ方向における実質的な外形寸法である高さ方向寸法Ｈと、親指当接面から中指当接面までの厚さ方向における実質的な外形寸法である厚さ方向寸法Ｄと、高さ方向と厚さ方向との両方向に直交する幅方向における実質的な外形寸法である幅方向寸法Ｗとが、Ｄ≦Ｈ≦Ｗの関係にある。
【００１６】
超音波プローブを従来の縦長スティック形状でなく、横型（横長の箱型形状）とすることにより、把持し易く安定感があり、操作性のよいものとすることができる。したがって、長時間の操作が続いた場合であっても、操作者の疲労を従来より軽減することができる。持ち易さと共に内部スペースの増大も図ることができ、プローブ内部に回路基板やバッテリーを格納するスペースを確保することができる。
【００１７】
厚さ方向寸法Ｄが、２０ｍｍ≦Ｄ≦４０ｍｍであってもよいし、高さ方向寸法Ｈが、５０ｍｍ≦Ｈ≦８０ｍｍであってもよい。また、幅方向寸法Ｗが、８０ｍｍ≦Ｗ≦１２０ｍｍであってもよい。
【００１８】
受信した超音波エコーをデジタル変換するためのデジタル回路を超音波プローブが更に有してもよい。内部にデジタル回路を有することにより、装置本体側との情報送受信をデジタル信号によって行うことが可能となる。その結果、従来の太く重いアナログ用の接続ケーブルを使用する必要がなくなり、プローブ〜装置本体間の通信を小径かつ軽量のデジタルケーブル又は無線通信により行うことができる。
【００１９】
信号をデジタル信号としてシリアル化することにより、ケーブル内の信号線本数を１／１０以下に低減することができ、その結果、例えば接続ケーブルの直径を、５ｍｍ以下程度に細くすることができる。これは、例えば、ＰＣとマウスとを接続するＵＳＢマウスケーブルと同等の太さと考えてよい。
【００２０】
これにより、ケーブルがプローブの操作性に悪影響を与えることが殆どなくなり、プローブの操作性が大幅に向上する。もちろん、プローブ〜装置本体間の情報送受信を無線通信として、ケーブル自体を廃止すれば、一層の操作性向上を実現することができ、例えば、プローブと装置本体とがある程度距離が離れた状態で使用することもできる。
【００２１】
装置本体と信号送受信するための信号ケーブルが上面又は側面から突出しており、信号ケーブルの突出方向と底面とが実質的に為す突出角度θが、０°≦θ≦３０°の関係にあってもよい。また、この場合において、信号ケーブルの直径φがφ≦５ｍｍ以下であれば、一層信号ケーブルが邪魔にならず、快適な操作（検査）を行うことができる。
【００２２】
装置本体と無線信号送受信するための無線通信部と、少なくとも無線通信部に電源を供給するバッテリーと、を超音波プローブが更に備えてもよい。また、超音波プローブが、把持の際に、操作者の人差し指による操作が可能な操作手段を、上面又は側面に更に有してもよい。この操作手段には、例えば押圧操作が可能な操作ボタン、回転操作が可能な操作ホイール、ジョイスティック等を含むことができる。
【００２３】
親指当接面において、把持の際に操作者の親指が当接する位置に第１の凹部が形成され、中指当接面において、把持の際に操作者の中指が当接する位置に第２の凹部が形成され、かつ、第１の凹部と第２の凹部とが異なる形状又は異なるサイズとされていてもよい。その第１の凹部に、実質的に幅方向に延びる第１の凹凸部が形成され、第２の凹部に、実質的に幅方向に延びる第２の凹凸部が形成され、かつ、第１の凹凸部と第２の凹凸部とが異なる形状又は異なるサイズとされていてもよい。
【００２４】
上面において、把持の際に操作者の掌が当接する位置に掌圧部が膨出形成されていてもよい。掌圧部の最大高さ位置と、上面における掌圧部以外の部分の最大高さ位置との高さ方向における落差ΔＨが、５ｍｍ≦ΔＨ≦１５ｍｍであってもよい。掌圧部が、その内面側に放熱板を有してもよい。
【００２５】
本発明の他の例示的側面としての超音波診断装置は、上記の超音波プローブと、超音波プローブからの信号を受信して、被検体の超音波エコー画像を表示する装置本体と、を有する。
【００２６】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、超音波プローブの形状が縦長のスティックタイプでなく、高さ方向寸法よりも幅方向寸法の方が大きくされた横長の箱型形状とされているので、全体的に安定感が高く、検査時にもエコー画像のブレ等の不具合を低減することができる。また、操作者が親指と人差し指とで挟み込むのでなく、親指と中指とで支えつつ掌全体で被検体に対して押し付けることが可能となっているので、被検体との良好な密着を確保することができる上に、操作者の手や指に無理な負担を与えずに疲労を軽減することができる。
【００２８】
従来の縦長スティックタイプにおいては、親指と人差し指又は親指と中指によってプローブの胴囲を囲むように把持する必要があり、その胴囲寸法を余り大きくすることができなかった。しかし、本発明に係る超音波プローブは横型とされており、操作者が掌全体をも利用して安定的に把持することができるようになっているので、プローブの胴囲寸法に対する制約（胴囲を大きくすることができないという制約）を減少させることができる。したがって、超音波プローブの内部断面積及び内部容積を増大させることができて、プローブ内に電子回路基板やバッテリーのための配置スペースに余裕が生まれ、例えば、長時間動作を可能とする大き目のバッテリーを内蔵したり、デジタル処理のためのデジタル回路基板を内蔵したりすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態１に係る超音波診断装置の全体構成の概略を示す構成図である。
【図２】図１に示す超音波診断装置の内部構成の概略を示すブロック構成図である。
【図３】図２に示す送受信部の第１の構成例を示す図である。
【図４Ａ】図３に示すＡＤＣによるサンプリングを示す波形図である。
【図４Ｂ】図３に示すサンプリング部によるサンプリングを示す波形図である。
【図５】図２に示す送受信部の第２の構成例を示す図である。
【図６】図２に示す送受信部の第３の構成例を示す図である。
【図７】図６に示す直交サンプリング部の動作を説明するための波形図である。
【図８】本発明の実施形態１における変形例１に係る超音波プローブの内部構成の概略を示すブロック構成図である。
【図９】本発明の実施形態１における変形例２に係る超音波プローブの内部構成の概略を示すブロック構成図である。
【図１０】図１に示す超音波プローブの外観図であって、正面図、右側面図、左側面図及び平面図を示した４面図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係る超音波プローブの外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
［実施形態１］
以下、本発明の実施形態１について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、説明を省略する。
【００３１】
図１は、本発明の実施形態１に係る超音波診断装置Ｓの全体構成の概略を示す構成図であり、図２は、超音波診断装置Ｓの内部構成の概略を示すブロック構成図である。図１及び図２に示すように、この超音波診断装置Ｓは、本発明の実施形態１に係る超音波プローブ（超音波探触子）１と、装置本体２とを有して大略構成される。
【００３２】
超音波プローブ１は、リニアスキャン方式、コンベックススキャン方式、セクタスキャン方式等の体外式プローブでも良いし、ラジアルスキャン方式等の超音波内視鏡用プローブでも良い。図２に示すように、超音波プローブ１は、１次元又は２次元のトランスデューサアレイを構成する複数の超音波トランスデューサ１０と、複数チャンネルの送受信部２０と、シリアル化部３０と、送信制御部４０と、伝送回路５０とを含んでいる。
【００３３】
複数の超音波トランスデューサ１０は、印加される複数の駆動信号に従って超音波を送信すると共に、伝搬する超音波エコーを受信して複数の受信信号を出力する。各超音波トランスデューサは、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Ｐｂ（ｌｅａｄ）  ｚｉｒｃｏｎａｔｅ  ｔｉｔａｎａｔｅ）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）に代表される高分子圧電素子等の圧電性を有する材料（圧電体）の両端に電極を形成した振動子によって構成される。
【００３４】
そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮する。この伸縮により、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生し、それらの超音波の合成によって超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することによって伸縮し、電気信号を発生する。それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
【００３５】
複数チャンネルの送受信部２０は、送信制御部４０の制御の下で複数の駆動信号を生成して、それらの駆動信号を複数の超音波トランスデューサ１０に供給すると共に、複数の超音波トランスデューサ１０から出力される複数の受信信号に対して直交検波処理等を施して得られたサンプルデータをシリアル化部３０に供給する。
【００３６】
図３は、図２に示す送受信部の第１の構成例を示す図である。図３に示すように、各チャンネルの送受信部２０は、送信回路２１と、プリアンプ２２と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２３と、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）２４と、直交検波処理部２５と、サンプリング部２６ａ及び２６ｂと、メモリ２７ａ及び２７ｂとを含んでいる。ここで、送信回路２１〜直交検波処理部２５は、信号処理手段を構成している。
【００３７】
送信回路２１は、例えば、パルサによって構成されており、送信制御部４０の制御の下で駆動信号を生成して、生成された駆動信号を超音波トランスデューサ１０に供給する。図２に示す送信制御部４０は、伝送回路５０から出力される走査制御信号に基づいて、複数チャンネルの送信回路２１の動作を制御する。例えば、送信制御部４０は、走査制御信号によって設定された送信方向に応じて、複数の遅延パターンの中から１つのパターンを選択し、そのパターンに基づいて、複数の超音波トランスデューサ１０の駆動信号にそれぞれ与えられる遅延時間を設定する。あるいは、送信制御部４０は、複数の超音波トランスデューサ１０から一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように遅延時間を設定しても良い。
【００３８】
複数チャンネルの送信回路２１は、送信制御部４０によって選択された送信遅延パターンに基づいて、複数の超音波トランスデューサ１０から送信される超音波が超音波ビームを形成するように複数の駆動信号の遅延量を調節して複数の超音波トランスデューサ１０に供給し、あるいは、複数の超音波トランスデューサ１０から一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように複数の駆動信号を複数の超音波トランスデューサ１０に供給する。
【００３９】
プリアンプ２２は、超音波トランスデューサ１０から出力される受信信号（ＲＦ信号）を増幅し、ＬＰＦ２３は、プリアンプ２２から出力される受信信号の帯域を制限することにより、Ａ／Ｄ変換におけるアライアシングを防止する。ＡＤＣ２４は、ＬＰＦ２３から出力されるアナログの受信信号をデジタルの受信信号に変換する。例えば、超音波の周波数が５ＭＨｚ程度であるとすれば、４０ＭＨｚのサンプリング周波数が用いられる。その場合において、生体内での音速を約１５３０ｍ／ｓｅｃとすると、１サンプルに相当する生体内距離は約０．０３８ｍｍとなる。したがって、超音波の往復を考慮すると、８１９２個のサンプルの取得によって、約１５．７ｃｍの深度までのデータを得ることができる。
【００４０】
受信開口における超音波トランスデューサ１０の数を６４個とし、超音波診断画像の１フレームについて１００本の超音波受信ライン（音線）が必要であるとすれば、１フレームの画像を表示するために必要なデータ量は、８１９２×６４×１００≒５２×１０６個となり、毎秒１０フレームの画像を表示するためには、約５２０×１０６個／秒のデータ転送が必要となる。ここで、超音波診断画像に必要な分解能は、通常、１個のデータについて１２ビット程度であるから、上記のデータを伝送するためには、約６２４０Ｍｂｐｓの伝送ビットレートが必要となる。
【００４１】
このように、ＲＦ信号のままでデータの直列化を行うと、伝送ビットレートが極めて高くなり、通信速度やメモリの動作速度がそれに追いつかない。一方、複数の超音波トランスデューサ１０からのＲＦ信号を合成してビームの位相を整合するビームフォーミング処理の後でデータの直列化を行うと、伝送ビットレートを低減することができる。しかしながら、受信フォーカス処理のための回路は、規模が大きく、超音波探触子の中に組み込むことは困難である。そこで、本実施形態１においては、受信信号に対して直交検波処理等を施して受信信号の周波数帯域をベースバンド周波数帯域に落としてからデータの直列化を行うことにより、伝送ビットレートを低減させている。
【００４２】
直交検波処理部２５は、受信信号に対して直交検波処理を施し、複素ベースバンド信号（Ｉ信号及びＱ信号）を生成する。図３に示すように、直交検波処理部２５は、ミキサ（掛算回路）２５ａ及び２５ｂと、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２５ｃ及び２５ｄとを含んでいる。ミキサ２５ａが、ＡＤＣ２４によってデジタル信号に変換された受信信号に局部発振信号ｃｏｓω０ｔを掛け合わせて、ＬＰＦ２５ｃが、ミキサ２５ａから出力される信号にローパスフィルタ処理を施すことにより、実数成分を表すＩ信号が生成される。一方、ミキサ２５ｂが、ＡＤＣ２４によってデジタル信号に変換された受信信号に位相をπ／２だけ回転させた局部発振信号ｓｉｎω０ｔを掛け合わせて、ＬＰＦ２５ｄが、ミキサ２５ｂから出力される信号にローパスフィルタ処理を施すことにより、虚数成分を表すＱ信号が生成される。
【００４３】
サンプリング部２６ａ及び２６ｂは、直交検波処理部２５によって生成された複素ベースバンド信号（Ｉ信号及びＱ信号）をサンプリング（再サンプリング）することにより、２チャンネルのサンプルデータをそれぞれ生成する。生成された２チャンネルのサンプルデータは、メモリ２７ａ及び２７ｂにそれぞれ格納される。
【００４４】
ここで、ベースバンド信号を、ベースバンド周波数帯域の２倍の周波数でサンプリングすれば、信号情報は保持される。したがって、サンプリング周波数は、５ＭＨｚであれば十分である。これにより、ＲＦ信号のままでデータの直列化を行う場合と比較して、サンプリング周波数が４０ＭＨｚから５ＭＨｚに低下するので、データ量は１／８となり、約１５．７ｃｍの深度までのサンプル数が１０２４個となる。ただし、包絡線検波によって信号情報を維持するためには、位相情報を保持しなければならないので、直交検波処理等によって複素ベースバンド信号（Ｉ信号及びＱ信号）を生成する必要があり、データのチャンネル数が２倍となる。
【００４５】
従って、１フレームの画像を表示するために必要なデータ量は、１０２４×６４×１００×２≒約１３．１×１０６個となり、毎秒１０フレームの画像を表示するためには、分解能を１２ビットとして、約１５７２Ｍｂｐｓの伝送ビットレートが必要となる。また、サンプリング周波数を２．５ＭＨｚとすれば、約１５．７ｃｍの深度までのサンプル数が５１２個となり、データ量を更に半分に低減することができるので、伝送ビットレートを約７８６Ｍｂｐｓにすることができる。
【００４６】
図４Ａ及び図４Ｂは、図３に示すＡＤＣによるサンプリングとサンプリング部によるサンプリングとを比較して示す波形図である。図４Ａは、３つのチャンネルＣｈ．１〜Ｃｈ．３について、ＡＤＣ２４によるサンプリングを示しており、図４Ｂは、３つのチャンネルＣｈ．１〜Ｃｈ．３について、サンプリング部２６ａによるサンプリングを示している。図４Ａに示すようにＲＦ信号をサンプリングしてサンプルデータを伝送する場合と比較して、図４Ｂに示すようにベースバンド信号をサンプリングしてサンプルデータを伝送することにより、伝送ビットレートを大幅に低減することができる。
【００４７】
図５は、図２に示す送受信部の第２の構成例を示す図である。図５に示す第２の構成例においては、図３に示す第１の構成例におけるサンプリング部２６ａ及び２６ｂの替わりに時分割サンプリング部２６ｃが設けられており、メモリ２７ａ及び２７ｂの替わりにメモリ２７ｃが設けられている。
【００４８】
時分割サンプリング部２６ｃは、直交検波処理部２５によって生成されるＩ信号及びＱ信号を交互に時分割でサンプリング（再サンプリング）することにより、２系列のサンプルデータを生成する。例えば、時分割サンプリング部２６ｃは、Ｉ信号をｃｏｓω０ｔの位相に同期してサンプリングし、Ｑ信号をｓｉｎω０ｔの位相に同期してサンプリングする。生成された２系列のサンプルデータは、メモリ２７ｃに格納される。これにより、メモリ回路を１系統にすることができる。
【００４９】
図６は、図２に示す送受信部の第３の構成例を示す図である。図６に示す第３の構成例においては、図５に示す第２の構成例におけるミキサ２５ａ及び２５ｂの替わりに直交サンプリング部２５ｅが設けられている。
【００５０】
図７は、図６に示す直交サンプリング部の動作を説明するための波形図である。直交サンプリング部２５ｅは、ＡＤＣ２４によってデジタル信号に変換された受信信号をｃｏｓω０ｔの位相に同期してサンプリングして第１の信号系列を生成すると共に、受信信号をｓｉｎω０ｔの位相に同期してサンプリングして第２の信号系列を生成する。
【００５１】
更に、ＬＰＦ２５ｃが、直交サンプリング部２５ｅから出力される第１の信号系列にローパスフィルタ処理を施すことにより、実数成分を表すＩ信号が生成され、ＬＰＦ２５ｄが、直交サンプリング部２５ｅから出力される第２の信号系列にローパスフィルタ処理を施すことにより、虚数成分を表すＱ信号が生成される。これにより、図５に示すミキサ２５ａ及び２５ｂを省略することができる。
【００５２】
再び図２を参照すると、シリアル化部３０は、複数チャンネルの送受信部２０によって生成されたパラレルのサンプルデータを、シリアルのサンプルデータに変換する。例えば、シリアル化部３０は、１２８チャンネルのパラレルのサンプルデータを、１〜４チャンネルのシリアルのサンプルデータに変換する。これにより、超音波トランスデューサ１０の数と比較して、伝送チャンネル数が大幅に低減される。
【００５３】
伝送回路５０は、装置本体２から走査制御信号を受信して、受信した走査制御信号を複数の送受信部２０に出力すると共に、シリアル化部３０によって変換されたシリアルのサンプルデータを装置本体２に送信する。超音波プローブ１と装置本体２との間の信号伝送は、例えば、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（１６  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の通信方式を用いて、有線又は無線で行われる。ＡＳＫ又はＰＳＫを用いる場合には、１系統で１チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能であり、ＱＰＳＫを用いる場合には、１系統で２チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能であり、１６ＱＡＭを用いる場合には、１系統で４チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能である。
【００５４】
超音波プローブ１の電源電圧は、超音波プローブ１と装置本体２との間の信号伝送が有線で行われる場合には装置本体２から供給され、超音波プローブ１と装置本体２との間の信号伝送が無線で行われる場合にはバッテリー等によって供給される。超音波プローブ１の電源電圧を装置本体２から供給する場合には、超音波プローブ１と装置本体２との間に接続される信号線を利用してファントム給電を行っても良い。
【００５５】
以上において、直交検波処理部２５（図３）、サンプリング部２６ａ及び２６ｂ（図３）、時分割サンプリング部２６ｃ（図５）、直交サンプリング部２５ｅ（図６）、ＬＰＦ２５ｃ及び２５ｄ（図６）、及び、シリアル化部３０は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ：現場でプログラミング可能なゲートアレイ）等のデジタル回路によって構成しても良いし、中央演算装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵに各種の処理を行わせるためのソフトウェア（プログラム）とによって構成しても良い。
【００５６】
汎用回路であるＦＰＧＡを用いる場合には、回路規模を縮小しても、内蔵される電子部品の数には余り影響しない。しかしながら、回路規模が小さくなるとＦＰＧＡの容量が小さくて済むので、より小さな電子部品を使用することが可能となり、実装面積に大きく影響する。あるいは、直交検波処理部２５をアナログ回路によって構成することにより、ＡＤＣ２４を省略しても良い。その場合には、サンプリング部２６ａ及び２６ｂ、又は、時分割サンプリング部２６ｃによって、複素ベースバンド信号のＡ／Ｄ変換が行われる。
【００５７】
一方、図２に示す装置本体２は、伝送回路６０と、走査制御部７０と、受信フォーカス処理部８０と、Ｂモード画像信号生成部９０と、表示部１００と、操作部１１０と、制御部１２０と、格納部１３０とを有している。
【００５８】
走査制御部７０は、超音波ビームの送信方向を順次設定して走査制御信号を生成する。伝送回路６０は、走査制御部７０によって生成された走査制御信号を超音波プローブ１に送信すると共に、超音波プローブ１からシリアルのサンプルデータを受信する。走査制御部７０は、超音波エコーの受信方向を順次設定して、受信フォーカス処理部８０を制御する。
【００５９】
受信フォーカス処理部８０は、超音波プローブ１から受信したサンプルデータに対して受信フォーカス処理を施すことにより、超音波の受信方向に沿った音線信号を生成する。受信フォーカス処理部８０は、メモリ８１と、整相加算部８２とを含んでいる。メモリ８１は、超音波プローブ１から受信したシリアルのサンプルデータを順次格納する。整相加算部８２は、走査制御部７０において設定された受信方向に基づいて、複数の受信遅延パターンの中から１つのパターンを選択し、その受信遅延パターンに基づいて、サンプルデータによって表される複素ベースバンド信号に遅延を与えて加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれたベースバンド信号（音線信号）が生成される。
【００６０】
Ｂモード画像信号生成部９０は、受信フォーカス処理部８０によって形成された音線信号に基づいて、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。Ｂモード画像信号生成部９０は、ＳＴＣ（ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  ｔｉｍｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ）部９１と、ＤＳＣ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｃａｎ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ディジタル・スキャン・コンバータ）９２とを含んでいる。ＳＴＣ部９１は、受信フォーカス処理部８０によって形成された音線信号に対して、超音波の反射位置の深度に応じて、距離による減衰の補正を施す。ＤＳＣ９２は、ＳＴＣ部９１によって補正された音線信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）し、階調処理等の必要な画像処理を施すことにより、Ｂモード画像信号を生成する。表示部１００は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、Ｂモード画像信号生成部９０によって生成されたＢモード画像信号に基づいて超音波診断画像を表示する。
【００６１】
制御部１２０は、操作部１１０を用いたオペレータの操作に従って、走査制御部７０等を制御する。本実施形態１においては、走査制御部７０、整相加算部８２、Ｂモード画像信号生成部９０、及び、制御部１２０が、中央演算装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵに各種の処理を行わせるためのソフトウェア（プログラム）とによって構成されるが、それらをデジタル回路やアナログ回路で構成しても良い。上記のソフトウェア（プログラム）は、格納部１３０に格納される。格納部１３０における記録媒体としては、内蔵のハードディスクの他に、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、又は、ＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いることができる。
【００６２】
図８は、本発明の実施形態１における変形例１に係る超音波プローブの内部構成の概略を示すブロック構成図である。図８に示す超音波プローブ１ａにおいては、図２に示す超音波プローブ１に対し、超音波プローブに設けられている複数の超音波トランスデューサ１０と送受信部２０との間の接続関係を切り換える切換回路１１が追加されている。
【００６３】
一般に、リニアスキャン方式やコンベックススキャン方式の超音波プローブにおいては、送受信における開口が順次切り換えられながら被検体の走査が行われる。超音波プローブ１ａに設けられている超音波トランスデューサの数をＮとし、同時に使用される超音波トランスデューサの数をＭとすると（Ｍ＜Ｎ）、切換回路１１は、Ｎ個の超音波トランスデューサの内からＭ個の超音波トランスデューサを選択し、選択されたＭ個の超音波トランスデューサをＭ個の送受信部２０にそれぞれ接続する。これにより、図２に示す超音波プローブ１と比較して、送受信部２０の数を低減することができる。
【００６４】
図９は、本発明の実施形態１における変形例２に係る超音波プローブの内部構成の概略を示すブロック構成図である。図９に示す超音波プローブ１ｂにおいては、図８に示す超音波プローブ１ａに対し、超音波受信時において２個の超音波トランスデューサ１０から出力される受信信号を加算する加算回路１２が追加されている。超音波送信時においては、加算回路１２は、送受信部２０から供給される駆動信号を２個の超音波トランスデューサ１０に並列的に供給する。
【００６５】
一般に、リニアスキャン方式やコンベックススキャン方式の超音波プローブにおいては、送受信方向が超音波トランスデューサの配列面に対して垂直とされるので、送受信における遅延量は、超音波ビームに対して対称となる。したがって、Ｍ個の超音波トランスデューサによって形成される送受信開口において、第１番目の超音波トランスデューサと第Ｍ番目の超音波トランスデューサとについては遅延量が等しいので、受信信号Ｒ１と受信信号ＲＭとを加算することができる。同様に、第２番目の超音波トランスデューサと第（Ｍ−１）番目の超音波トランスデューサとについては遅延量が等しいので、受信信号Ｒ２と受信信号Ｒ（Ｍ−１）とを加算することができる。これにより、図７に示す超音波プローブ１ａと比較して、送受信部２０の数を半分にすることができ、また、超音波プローブ１ｂと超音波診断装置本体２との間の伝送ビットレートを半分にすることができる。
【００６６】
＜実施形態１に係る超音波プローブの構成の説明＞
次に、本発明の実施形態１に係る超音波プローブ１の構成について、主に形状等の面から説明する。なお、この超音波プローブ１内部の信号処理回路において、図２に示すものを適用することも、図８に示す変形例１に係るものを適用することも、図９に示す変形例２に係るものを適用することも可能である。
【００６７】
図１０は、この超音波プローブ１の外観図であって正面図、右側面図、左側面図、平面図を示した４面図である。この超音波プローブ１は、図に示すように全体として大略箱型形状とされており、その底面３は被検体（例えば、患者の腹部。）に接触させるための接触面とされている。この底面３の内部近傍には複数の超音波トランスデューサ１０が配置されており、被検体に向けて底面３から超音波を発すると共に、被検体からの超音波エコーを、底面３を介して受信することができるようになっている。
【００６８】
なお、この超音波診断装置Ｓは、超音波エコー信号をデジタル処理することにより、高画質なエコー画像（超音波診断画像）を生成及び表示することができるようになっている。そのため、超音波プローブ１は、少なくとも４８個以上の超音波トランスデューサ１０を有しており、高精細なエコー画像の提供を実現している。また、超音波トランスデューサ１０の端面に配置された整合層（不図示）が底面３を構成する場合もあるし、その整合層の更に外側に配置された音響レンズ３ａが底面３を構成する場合もある。底面３は、本実施形態１で説明するように、平面状であってもよいし、また、コンベックス形状であってもよい。
【００６９】
この超音波プローブ１は、底面３と対面関係にある上面４、底面３と上面４とを接続する側面５〜８を有している。その上面４の一部には、部分的に上方への膨出する掌圧部４ａが形成されている。この掌圧部４ａは、操作者が右手３１でこの超音波プローブ１を把持した際に、自然とその掌３１ａが当接する位置に形成されており、底面３と被検体との密着を確保する際に、操作者が掌３１ａで押さえ付けることができるようになっている。
【００７０】
また、掌圧部４ａは上面４における平坦部（すなわち、掌圧部以外の部分。）４ｂよりも上方に膨出しているので、操作者が右手３１でこの超音波プローブ１を把持した際に、掌３１ａに対して指先が自然と下方に下がるような姿勢となり、操作者が無理に手首を返す必要がないようになっている。そのため、操作者の手首への負担が軽減されている。
【００７１】
側面のうち、操作者の右手の親指３１ｂが当接する親指当接面５には、ちょうどその親指３１ｂが当接する位置近傍に凹部（第１の凹部）５ａが形成されている。また、操作者の右手の中指３１ｃが当接する中指当接面６には、ちょうどその中指３１ｃが当接する位置近傍に凹部（第２の凹部）６ａが形成されている。これらの凹部５ａ，６ａは、操作者の把持を容易にするために形成されたもので、超音波プローブ１を持ち上げた際や被検体に対して押し付ける際の滑りを防止して、より確実なプローブの取扱いを実現する。したがって、軽い力で把持しただけで、超音波プローブ１を安定して被検体に密着させることができるので、より高品質なエコー画像の提供に寄与している。
【００７２】
更に、この凹部５ａには、各々幅方向Ｘに延びる凹凸溝（第１の凹凸部）５ｂが形成され、凹部６ａにも同様に凹凸溝（第２の凹凸部）６ｂが形成されている。これら凹凸溝５ｂ，６ｂが形成されていることにより、親指３１ｂや中指３１ｃと超音波プローブ１との摩擦が一層増大し、操作者による一層安定的な把持を可能としている。
【００７３】
これらの凹部５ａ，６ａ及び／又は凹凸溝５ｂ，６ｂは、操作者の一層安定的な把持を実現している。その結果、操作者がより軽い負担で超音波検査を行うことが可能となり、操作者の右手の疲労軽減に貢献することとなる。なお、凹部５ａと凹部６ａとは必ずしも対称的な形状、サイズである必要はなく、各々当接する指の形状や姿勢に合わせて最適な形状及び／又はサイズを選択することが可能である。例えば、凹部５ａは、当接する親指３１ｂの指先形状に合わせて円形に構成することができる（図１０の右側面図参照）。また、凹部６ａも、当接する中指３１ｃの指先形状及び指の姿勢に合わせて、幅方向Ｘに長い長円形状に構成することができる（図１０の左側面図参照）。もちろん、凹凸溝５ｂ，６ｂも各々凹部５ａ，６ａの形状やサイズに合わせてそれぞれ異なる形状及び／又はサイズとすることができる。
【００７４】
上面４の平坦部４ｂと前面（側面）７との境界近傍には、操作者が右手３１でこの超音波プローブ１を把持した際に自然とその人差し指３１ｄの指先が位置する部分に、操作ボタン（操作手段）９が配置されている。この操作ボタン９は、超音波診断装置Ｓのフリーズ状態（装置本体２において、エコー画像の静止画像を表示する状態。）とライブ状態（装置本体２において、エコー画像の更新画像を動画表示する状態。）との切替えが可能な操作ボタン９である。
【００７５】
このフリーズ状態とライブ状態との切替えは、従来は装置本体側に配置された操作ボタンにより行われ、操作者の左手によって操作されていた。そのため、例えば装置本体と超音波プローブとが比較的離れた位置にある場合など、右手で超音波プローブを適正な位置に保持しつつ、左手を伸ばして装置本体側の操作ボタンを操作する必要があった。そのため、フリーズ状態とした瞬間に超音波プローブがズレてしまったり、被検体との密着状態が不安定になったりして、所望のエコー画像の取得が困難となる場合があった。
【００７６】
しかしながら、この実施形態１に係る超音波プローブ１は、プローブ側に操作ボタン９が配置され、しかも、親指３１ｂと中指３１ｃとでプローブを把持した状態で、自然に人差し指３１ｄで操作できる位置に配置されている。したがって、フリーズ状態への切替えを無理なく円滑に行うことができ、適正なエコー画像の取得に貢献している。
【００７７】
もちろん、操作ボタン９には、その他の操作指令、例えば、カラードップラモード、ＰＷドップラモード、Ｂモード等のモード切替え操作やフリーズ後の装置本体２側での表示画像の選択操作等の種々の操作指令が割り当てられていてもよい。また、操作ボタン９でなく、操作ホイールやジョイスティック等の他の操作手段でももちろんよい。
【００７８】
この超音波プローブ１の後面（側面）８からは、突出角度θで接続ケーブル１３が突出しており、その接続ケーブル１３が超音波プローブ１と装置本体２とを信号送受信可能に接続している。接続ケーブル１３は、シリアル化されたデジタル信号としてのエコー画像データを装置本体２側へと送信するため、多くの芯線数を必要としない。そのため、例えば直径φ≦５ｍｍ以下の接続ケーブル１３を使用することができる。従来に比較して、接続ケーブル１３の直径が大幅に小径化され、伴ってケーブルが軽量化されている。したがって、その面においても操作者の負担軽減や被検体としての患者の負担軽減に寄与している。
【００７９】
なお、突出角度θは、図１０の右側面図において示すように、底面３と接続ケーブル１３の突出方向とが実質的に為す角度で規定され、この突出角度θが０°≦θ≦３０°の範囲内に設定されていることが望ましい。接続ケーブル１３の被検体への接触防止と、プローブを把持する操作者の右手首や右腕への接触防止とを極力良好に両立させるためには、上記のような角度範囲であることが好ましいのである。接続ケーブル１３は、把持状態における操作者の右手３１を邪魔しない位置であれば、例えば上面４（掌圧部４ａを含む）に配置されていてももちろんよい。
【００８０】
ここで、超音波プローブ１における高さ方向Ｙ、厚さ方向Ｚ及び幅方向Ｘを図１０に示すように定義し、超音波プローブ１の高さ方向Ｙにおける高さ方向寸法（外寸）をＨ、厚さ方向Ｚにおける厚さ方向寸法（外寸）をＤ、幅方向Ｘにおける幅方向寸法（外寸）をＷとする。この実施形態１においては、超音波プローブ１の各外寸の関係が、Ｄ≦Ｈ≦Ｗの関係とされ、縦長のスティックタイプでなく、横長の箱型形状とされている。そのため、操作者が安定して超音波プローブ１を把持することができ、また、掌３１ａで掌圧部４ａを押し付けることもできるようになっている。操作者の負荷軽減と高い操作性及び安定したエコー画像取得を高い次元で実現している。
【００８１】
なお、厚さ方向寸法Ｄは、２０ｍｍ≦Ｄ≦４０ｍｍであることが好ましい。これは、一般的な成人が軽負担で右手３１の親指３１ｂと中指３１ｃとで把持することができ、かつプローブ内部に少なくとも２枚の回路基板を配置することができる、という観点から選択される数値範囲である。
【００８２】
この超音波プローブ１は、超音波トランスデューサ１０により受信した超音波エコーをアナログ処理するためのアナログ回路を実装するアナログ基板（第１の回路基板）１４と、受信したアナログ信号をＡＤ変換してシリアル化し、装置本体２に向けてデジタル信号送信するデジタル基板（第２の回路基板）１５とを内部に有している。
【００８３】
ノイズ混入防止の観点から、アナログ処理のための回路とデジタル処理のための回路とは別基板とすることが望ましく、そのためこの超音波プローブ１は、少なくとも２枚の回路基板１４，１５を内部に有している。なお、アナログ基板１４上には、例えば図２に示す送受信部２０が実装され、デジタル基板１５上には、例えば図２に示すシリアル化部３０及び伝送回路５０が実装される。
【００８４】
超音波プローブ１の幅方向寸法Ｗは、８０ｍｍ≦Ｗ≦１２０ｍｍであることが好ましい。これは、一般的な成人の手掌のサイズ（１００ｍｍから１１４ｍｍ程度）から人間工学的に把持し易いという観点、及び頸動脈の超音波検査にも適用可能、という観点から選択される数値範囲である。
【００８５】
超音波プローブ１の高さ方向寸法Ｈは、５０ｍｍ≦Ｈ≦８０ｍｍと、比較的低く設定されることが好ましい。これは、一般的な成人の中指３１ｃの長さ（７０ｍｍから８０ｍｍ程度）と把持の際に中指が自然と若干曲がった姿勢となることから人間工学的に把持し易いという観点、及び把持して被検体に底面３を押し付けた際に、安定的に密着することができる、という観点から選択される数値範囲である。
【００８６】
例えば、これらの厚さ方向寸法Ｄ，高さ方向寸法Ｈの寸法範囲に基づき、超音波プローブの胴囲（＝２＊Ｄ＋２＊Ｈ）を２４０ｍｍ程度とすることができる。胴囲が２４０ｍｍ程度であっても、横長の箱型形状であることと掌全体を使って把持することができることにより、安定感の高い把持が可能となる。
【００８７】
また、従来の超音波プローブの胴囲（操作者が親指と人差し指又は中指で囲むように把持する部分の周囲寸法）が約１５０ｍｍ程度であったのに対し、この超音波プローブ１の胴囲を２４０ｍｍ程度に拡大すれば、超音波プローブ１内部の断面積及び内部容量を大幅に拡大することができる。
【００８８】
例えば、四角形断面を想定した場合において、その１辺を約５０ｍｍとした場合に、従来の超音波プローブにおいては他辺が約２５ｍｍとなるが、この超音波プローブ１においては他辺を７０ｍｍとすることができる。これは、この実施形態１に係る超音波プローブ１の断面積や内部容積を、従来のものの約２．８倍とすることが可能であることを意味する。したがって、内部に複数の電子回路基板やバッテリーの配置スペースを充分確保することができる。
【００８９】
なお、掌圧部４ａにおける最大高さ位置と平坦部４ｂの高さ位置との落差ΔＨは５ｍｍ≦ΔＨ≦１５ｍｍとなるように設定される。操作者がこの超音波プローブ１を掌３１ａ全体で包み込むように把持するので、掌３１ａの中央部が部分的に窪んだ状態となり、その窪んだ部分にちょうどこの掌圧部４ａが位置することとなる。平坦部４ｂよりも上方に突出した掌圧部４ａが掌３１ａの窪みに当接するので、操作者は右手３１全体を自然な感じで超音波プローブ１に当接させることができる。
【００９０】
操作者が診断時にこの超音波プローブ１を自然に把持した際には、腕の角度（前腕と水平線とが為す角度）θ２が自然と１０°〜３０°程度となり、腕に無理な負担を強いることなくこの超音波プローブ１を把持して診断を行うことができる。また、その際、手首と前腕とが為す角度θ３もおおよそ０°〜３０°前後の自然な角度となり、手首の負担も軽減される。
【００９１】
［実施形態２］
図１１は、本発明の実施形態２に係る超音波プローブ３２の外観斜視図である。この超音波プローブ３２は、無線通信により装置本体側と信号送受信を行うようになっている。そのため、この超音波プローブ３２は接続ケーブル１３を有しておらず、伝送回路５０（図２参照）に接続されたアンテナ３３を有している。そして装置本体側も同様に伝送回路６０（図２参照）に接続されたアンテナ（不図示）を有しており、このアンテナ間で無線通信が行われる。
【００９２】
接続ケーブル１３がないので、超音波プローブ１３の取回しが極めて良好となり、検査に際してケーブルが邪魔になったり、被検体や操作者の右手３１に接触して煩わしさを感じることがない。また、超音波プローブ３２を装置本体から充分に離れた位置で操作することも可能であり、検査工程の自由度が向上する。
【００９３】
なお、アンテナ３３は、実施形態１における接続ケーブル１３と同様に、後面３４や上面３５に配置されている。また、アンテナ３３の突出角度αも実施形態１における接続ケーブル１３の突出角度θと同様に０°≦α≦３０°であることが望ましいが、アンテナ３３の突出長さが短い場合やサイズが小さい場合は、突出角度αの自由度は突出角度θよりも大きくなる。もちろん、アンテナ３３が、超音波プローブ３２の筐体内に配置され、外部に突出しないことも考えられる。
【００９４】
また、この超音波プローブ３２は、操作ボタンの代わりに操作ホイール９ａを有し、その掌圧部３５ａの内面側に放熱板３６が取り付けられている。この放熱板３６は、超音波プローブ３２の筐体内で、特に内部に備えられたアナログ基板やデジタル基板によって発生した熱を掌圧部３５ａを介して外部へと放熱させるためのものである。放熱板３６が効率的に熱を掌圧部３５ａへと伝達させ、その掌圧部３５ａに接触している掌３１ａが一層効率的に掌圧部３５ａの熱を外部へと放熱する。したがって、放熱板３６により高い冷却効果を得ることができる。もちろん放熱板３６は、掌圧部３５ａの内面側でなく、平坦部や各側面の内面側に取り付けられていても構わない。多くの放熱板３６がより多くの内面に取り付けられることで、より一層高い冷却効果を得ることができる。
【００９５】
以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、超音波を送受信することにより生体内の臓器等の撮像を行って、診断のために用いられる超音波診断画像を生成する超音波診断装置において利用することが可能である。
【符号の説明】
【００９７】
α，θ：突出角度
Ｄ：厚さ方向寸法
Ｈ：高さ方向寸法
ΔＨ：落差
Ｓ：超音波診断装置
Ｘ：幅方向
Ｙ：高さ方向
Ｗ：幅方向寸法
Ｚ：厚さ方向
１，３２：超音波プローブ（超音波探触子）
２：装置本体
３：底面
３ａ：音響レンズ
４，３５：上面
４ａ，３５ａ：掌圧部
４ｂ：平坦部
５：親指当接面（側面）
５ａ：凹部（第１の凹部）
５ｂ：凹凸溝（第１の凹凸部）
６：中指当接面（側面）
６ａ：凹部（第２の凹部）
６ｂ：凹凸溝（第２の凹凸部）
７：前面（側面）
８，３４：後面（側面）
９：操作ボタン（操作手段）
９ａ：操作ホイール
１０：超音波トランスデューサ
１１：切換回路
１２：加算回路
１３：接続ケーブル
１４：アナログ基板（第１の回路基板）
１５：デジタル基板（第２の回路基板）
２０：送受信部
２１：送信回路
２２：プリアンプ
２３：ＬＰＦ
２４：ＡＤＣ
２５：直交検波処理部
２５ａ、２５ｂ：ミキサ
２５ｃ、２５ｄ：ＬＰＦ
２５ｅ：直交サンプリング部
２６ａ，２６ｂ：サンプリング部
２６ｃ：時分割サンプリング部
２７ａ〜２７ｃ：メモリ
３０：シリアル化部
３１：右手
３１ａ：掌
３１ｂ：親指
３１ｃ：中指
３１ｄ：人差し指
３３：アンテナ
３６：放熱板
４０：送信制御部
５０，６０：伝送回路
７０：走査制御部
８０：受信フォーカス処理部
８１：メモリ
８２：整相加算部
９０：Ｂモード画像信号生成部
９１：ＳＴＣ
９２：ＤＳＣ
１００：表示部
１１０：操作部
１２０：制御部
１３０：格納部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010220792.tif 000005
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2010220792.tif 000007
【図５】
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【図６】
2010220792.tif 000009
【図７】
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【図８】
2010220792.tif 000011
【図９】
2010220792.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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