(57)【要約】【課題】リニア走査用プローブと同等に被検体の表在領域において広い視野と良好な画質が得られると共に、深部領域における視野を拡大することができる超音波プローブを提供する。【解決手段】この超音波プローブは、超音波を送信又は受信するために用いられる超音波プローブであって、第１の方向に沿って直線状に配列された複数の振動子を含む第１の振動子アレイと、第１の振動子アレイに連続して曲線状に配列され、又は、第１の振動子アレイに連続して第１の方向とは異なる第２の方向に沿って直線状に配列された複数の振動子を含む第２の振動子アレイとを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送信又は受信するために用いられる超音波プローブであって、
第１の方向に沿って直線状に配列された複数の振動子を含む第１の振動子アレイと、
前記第１の振動子アレイに連続して曲線状に配列され、又は、前記第１の振動子アレイに連続して前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って直線状に配列された複数の振動子を含む第２の振動子アレイと、
を具備する超音波プローブ。
【請求項２】
前記第２の振動子アレイに含まれている複数の振動子の配列ピッチが、前記第１の振動子アレイに含まれている複数の振動子の配列ピッチよりも小さい、請求項１記載の超音波プローブ。
【請求項３】
前記第２の振動子アレイに含まれている少なくとも一部の振動子が、前記第１の振動子アレイから遠ざかるにつれて曲率が大きくなるように曲線状に配置されている、請求項１又は２記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記第２の振動子アレイの反対側において、前記第１の振動子アレイに連続して曲線状に配列され、又は、前記第１の振動子アレイに連続して前記第１及び第２の方向とは異なる第３の方向に沿って直線状に配列された複数の振動子を含む第３の振動子アレイをさらに具備する、請求項１〜３のいずれか１項記載の超音波プローブ。
【請求項５】
前記第３の振動子アレイに含まれている複数の振動子の配列ピッチが、前記第１の振動子アレイに含まれている複数の振動子の配列ピッチよりも小さい、請求項４記載の超音波プローブ。
【請求項６】
前記第２の振動子アレイに含まれている複数の振動子が、第１の曲率で曲線状に配列され、前記第３の振動子アレイに含まれている複数の振動子が、前記第１の曲率とは異なる第２の曲率で曲線状に配列されている、請求項４又は５記載の超音波プローブ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の超音波プローブと、
前記超音波プローブから出力される複数の受信信号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信号処理手段と、
前記信号処理手段によって生成される音線信号に基づいて、超音波診断画像を表す画像信号を生成する画像信号生成手段と、
を具備する超音波診断装置。
【請求項８】
前記信号処理手段が、前記第１の振動子アレイに含まれている少なくとも１つの振動子から出力される受信信号と、前記第２の振動子アレイに含まれている少なくとも１つの振動子から出力される受信信号とに基づいて、１つの音線信号を生成する、請求項７記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を送受信する複数の超音波トランスデューサ（振動子）を内蔵する超音波プローブ、及び、そのような超音波プローブを用いて超音波診断画像を生成する超音波診断装置に関する。
【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が用いられる。超音波エコーを受信した振動子から出力される受信信号は、超音波の焦点からそれぞれの振動子までの距離の差に応じた遅延を伴うので、振動子の位置に応じた遅延をそれらの受信信号に与えた後にそれらの受信信号を加算することによって、特定の位置に焦点を結ぶビームフォーミング処理（受信フォーカス処理）が行われる。
【０００５】
超音波プローブの種類としては、走査方式の違いに応じて、リニア走査用プローブ、コンベックス走査用プローブ、セクタ走査用プローブ、ラジアル走査用プローブ等がある。リニア走査用プローブを用いる場合には、被検体の表在領域において広い視野と良好な画質が得られる一方で、深部領域においても表在領域と同じ視野しか得られない。そのため、現在では、腹部領域の検査においてはコンベックス走査用プローブを用いるのが一般的である。しかしながら、コンベックス走査によれば、深部領域において超音波ビームが広がることにより画質の劣化が生じるという欠点がある。
【０００６】
ところで、頸部血管の検査において、頚動脈分岐部を観察する際に、分岐部は首よりも頭部側に存在するので、超音波プローブを頭部側にあおる必要があり、患者に苦痛を与えるおそれがある。さらに、頸部を含む表在血管の検査において、良好なドプラ画像を得るためには、血管に対して超音波ビームが直角にならないように角度を設定する必要がある。この場合にもプローブをあおる必要があり、患者に苦痛が生じるのみならず、良好なドプラ画像を得るために十分な角度を設定しようとすると視野が制限されてしまうという欠点がある。頸部を含む表在血管は体表近くにあるので、十分な視野を得るためにはコンベックス走査用プローブは適さず、一般にリニア走査用プローブが用いられる。
【０００７】
図１０は、リニア走査用プローブによる表在血管画像の撮像例を示す図である。また、図１１は、頚動脈分岐部撮像において血管に対する適切な角度を得るためにリニア走査用プローブを傾けた状態を示す図である。深部領域における通常の画像表示領域（図１０）以外の領域を撮像しようとすると、図１１に示すように超音波プローブを傾けなければならず、超音波プローブ端部の凸面形状によって患者に苦痛が生じ、また、オペレータにも負担が生じる。
【０００８】
関連する技術として、特許文献１には、傷のある部分のみ精密な検査を行うことにより、検査時間の短縮及び記録データの低減を図ることを目的とする超音波探傷装置が開示されている。この超音波探傷装置は、斜角探触子とこの斜角探触子の検査位置よりも走査方向に向かって後方位置を検査する垂直探触子とを併せ持つ複合プローブと、斜角探触子の超音波の送受信を行う第１のパルサ・レシーバと、垂直探触子の超音波の送受信を行う第２のパルサ・レシーバと、複合プローブを走査速度の変更信号に基づいて斜角探触子及び垂直探触子による各測定モードに対応した走査速度で走査する走査治具と、走査治具の位置を監視し、モード切替え信号に基づいて走査速度の変更信号及び波形取込み信号を出力する位置監視部と、第１のパルサ・レシーバが受信した第１の超音波探傷信号に基づいて受信信号レベルを検出するゲート回路と、この検出された受信信号レベルに基づいて判定された傷の有無に応じて測定モードを切り替えるモード切替え信号を出力するモード切替え判定部と、第２のパルサ・レシーバが受信した第２の超音波探傷信号を波形取込み信号に同期してＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、波形取込み信号に同期してＡ／Ｄ変換された第２の超音波探傷信号を記録する記録部とを具備している。
【０００９】
特許文献１の超音波探傷装置によれば、斜角探触子を用いた超音波探傷により検出された受信信号レベルに基づいて走査治具の測定モードが切り替えられ、垂直探触子の受信信号は、この測定モードの切替えと同時に出力される波形取込み信号の出力に同期してＡ／Ｄ変換されて記録されるので、傷のある部分のみ受信波形データを取り込むことができる。しかしながら、特許文献１には、斜角探触子と垂直探触子とを組み合わせることにより探傷範囲を拡大することは、開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−２３５３９号公報（第３頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、リニア走査用プローブと同等に被検体の表在領域において広い視野と良好な画質が得られると共に、深部領域における視野を拡大することができる超音波プローブ、及び、そのような超音波プローブを用いて超音波診断画像を生成する超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係る超音波プローブは、超音波を送信又は受信するために用いられる超音波プローブであって、第１の方向に沿って直線状に配列された複数の振動子を含む第１の振動子アレイと、第１の振動子アレイに連続して曲線状に配列され、又は、第１の振動子アレイに連続して第１の方向とは異なる第２の方向に沿って直線状に配列された複数の振動子を含む第２の振動子アレイとを具備する。
【００１３】
また、本発明の１つの観点に係る超音波診断装置は、本発明に係る超音波プローブと、超音波プローブから出力される複数の受信信号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信号処理手段と、信号処理手段によって生成される音線信号に基づいて、超音波診断画像を表す画像信号を生成する画像信号生成手段とを具備する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の１つの観点によれば、第１の方向に沿って直線状に配列された複数の振動子を含む第１の振動子アレイと、第１の振動子アレイに連続して曲線状に配列され、又は、第１の振動子アレイに連続して第１の方向とは異なる第２の方向に沿って直線状に配列された複数の振動子を含む第２の振動子アレイとを用いて撮像を行うことにより、被検体の表在領域において広い視野と良好な画質が得られると共に、深部領域における視野を拡大することができる。特に、超音波プローブを長手方向に傾けて撮像を行うような場合において、超音波プローブ端部の凸面形状によって患者に苦痛を与えることなく超音波プローブの位置を定めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波プローブの内部構造を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す超音波プローブにおいて用いられる振動子の具体例を示す斜視図である。
【図３】図１に示す超音波プローブによって得られる画像の範囲を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図５】リニア部及びコンベックス部の個々の振動子に対して与える遅延量の設定を説明するための図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る超音波プローブにおける振動子の配列を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る超音波プローブにおける振動子の配列とそれによって得られる画像の範囲とを示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る超音波プローブにおける振動子の配列とそれによって得られる画像の範囲とを示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る超音波プローブの内部構造を模式的に示す断面図である。
【図１０】リニア走査用プローブによる表在血管画像の撮像例を示す図である。
【図１１】頚動脈分岐部撮像において血管に対する適切な角度を得るためにリニア走査用プローブを傾けた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、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。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る超音波プローブの内部構造を模式的に示す断面図である。超音波プローブ１０は、被検体に当接して体腔外走査を行う際に用いられる。図１に示すように、超音波プローブ１０は、筐体１と、バッキング材２と、第１の方向（図中のＸ軸方向）に沿って直線状に配列された複数の振動子を含む第１の振動子アレイ３ａと、第１の振動子アレイ３ａに連続して曲線状に配列された複数の振動子を含む第２の振動子アレイ３ｂと、第２の振動子アレイ３ｂの反対側において、第１の振動子アレイ３ａに連続して曲線状に配列された複数の振動子を含む第３の振動子アレイ３ｃとを有している。
【００１７】
さらに、超音波プローブ１０は、複数の振動子上に設けられた少なくとも１層の音響整合層（図１においては、２層の音響整合層４ａ及び４ｂを示す）と、必要に応じて音響整合層上に設けられる音響レンズ５と、複数の振動子にフレキシブルプリント基板（flexible printed circuit：ＦＰＣ）６等を介して接続された電気配線７とを有している。振動子の横方向の振動を抑えて振動子が縦方向のみに振動するようにするために、複数の振動子の間や周囲には、エポキシ樹脂等の充填材が充填される。
【００１８】
複数の振動子は、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。各振動子は、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することによって構成される。
【００１９】
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。
【００２０】
図２は、図１に示す超音波プローブにおいて用いられる振動子の具体例を示す斜視図である。図２の（ａ）に示す振動子は、下部電極３０１と、下部電極３０１上に形成された圧電体３０２と、圧電体３０２上に形成された上部電極３０３とを含んでおり、単層構造を有している。
【００２１】
一方、図２の（ｂ）に示す振動子は、複数の圧電体層３０４と、下部電極層３０５と、複数の圧電体層３０４の間に交互に挿入された内部電極層３０６及び３０７と、上部電極層３０８と、絶縁膜３０９と、表側の側面電極３１０及び裏側の側面電極（図示せず）とを含んでおり、積層構造を有している。
【００２２】
ここで、下部電極層３０５は、表側の側面電極３１０に接続されていると共に、裏側の側面電極から絶縁されている。上部電極層３０８は、裏側の側面電極に接続されていると共に、表側の側面電極３１０から絶縁されている。また、内部電極層３０６は、裏側の側面電極に接続されていると共に、絶縁膜３０９によって表側の側面電極３１０から絶縁されている。一方、内部電極層３０７は、表側の側面電極３１０に接続されていると共に、絶縁膜３０９によって裏側の側面電極から絶縁されている。振動子の複数の電極をこのように形成することにより、３層の圧電体層３０４に電界を印加するための３組の電極が並列に接続される。なお、圧電体層の層数は、３層に限られず、２層又は４層以上としても良い。
【００２３】
このような積層型振動子においては、対向する電極の面積が単層型振動子よりも増加するので、電気インピーダンスが低下する。従って、同じサイズの単層型振動子と比較して、印加される電圧に対して効率良く動作する。具体的には、圧電体層をＮ層とすると、圧電体層の数は単層型振動子のＮ倍となり、各圧電体層の厚さは単層の振動子の１／Ｎ倍となるので、振動子の電気インピーダンスは１／Ｎ２倍となる。従って、圧電体層の積層数を増減させることにより、振動子の電気インピーダンスを調整できるので、駆動回路又は信号ケーブルとの電気インピーダンスマッチングを図り易くなり、感度を向上させることができる。
【００２４】
再び図１を参照すると、超音波プローブ１０において、リニア走査用の第１の振動子アレイ（以下においては、「リニア部」ともいう）３ａと、コンベックス走査用の第２及び第３の振動子アレイ（以下においては、「コンベックス部」ともいう）３ｂ及び３ｃとが、バッキング材２上に連続的に配置されている。従って、このような複合型プローブを用いて超音波を送受信することにより、リニア走査による画像とコンベックス走査による画像とを１つの画面内に表示することができる。
【００２５】
図３は、図１に示す超音波プローブによって得られる画像の範囲を示す図である。リニア部３ａの振動子によって、深部まで良好な画像が得られる。また、リニア部３ａの両端部にコンベックス部３ｂ及び３ｃの振動子を配列することによって、超音波プローブ１０をあおることなく、深部において広い視野を得ることができる。このときの表示画像は、図３に示すように、リニア走査による画像の両端に、コンベックス走査による画像が境目なく連続するものになる。そのためには、振動子が連続的にリニア配列からコンベックス配列に移行する必要がある。
【００２６】
次に、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置について説明する。
図４は、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。この超音波診断装置は、超音波プローブ１０と、走査制御部１１と、送信遅延パターン記憶部１２と、送信制御部１３と、駆動信号発生部１４と、受信信号処理部２１と、受信遅延パターン記憶部２２と、受信制御部２３と、Ｂモード画像信号生成部３０と、ドプラ画像信号生成部４０と、画像表示制御部５１と、表示部５２と、操作卓６１と、制御部６２と、格納部６３とを有している。ここで、受信信号処理部２１〜受信制御部２３は、超音波プローブ１０から出力される複数の受信信号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信号処理手段を構成している。
【００２７】
走査制御部１１は、超音波ビームの送信方向及び超音波エコーの受信方向を順次設定する。送信遅延パターン記憶部１２は、超音波ビームを形成する際に用いられる複数の送信遅延パターンを記憶している。送信制御部１３は、走査制御部１１において設定された送信方向に応じて、送信遅延パターン記憶部１２に記憶されている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、複数の振動子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１３は、複数の振動子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。
【００２８】
駆動信号発生部１４は、例えば、複数の振動子に対応する複数のパルサによって構成されている。駆動信号発生部１４は、送信制御部１３によって設定された遅延時間に従って、複数の振動子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を超音波プローブ１０に供給し、又は、複数の振動子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超音波プローブ１０に供給する。
【００２９】
受信信号処理部２１は、複数の振動子に対応して、複数の増幅器（プリアンプ）２１ａと、複数のＡ／Ｄ変換器２１ｂとを含んでいる。振動子から出力される受信信号は、増幅器２１ａにおいて増幅され、増幅器２１ａから出力されるアナログの受信信号は、Ａ／Ｄ変換器２１ｂによってディジタルの受信信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器２１ｂは、ディジタルの受信信号を受信制御部２３に出力する。
【００３０】
受信遅延パターン記憶部２２は、複数の振動子から出力される複数の受信信号に対して受信フォーカス処理を行う際に用いられる複数の受信遅延パターンを記憶している。受信制御部２３は、走査制御部１１において設定された受信方向に基づいて、受信遅延パターン記憶部２２に記憶されている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、複数の受信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受信信号（音線信号）が形成される。
【００３１】
Ｂモード画像信号生成部３０は、受信制御部２３によって生成される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。そのために、Ｂモード画像信号生成部３０は、包絡線検波部３１と、ＳＴＣ（sensitivity time control）部３２と、ＤＳＣ（digital scan converter：ディジタル・スキャン・コンバータ）３３とを含んでいる。
【００３２】
包絡線検波部３１は、受信制御部２３によって生成される音線信号に対して包絡線検波処理を施す。ＳＴＣ部３２は、包絡線検波部３１によって包絡線検波処理が施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。ＤＳＣ３３は、ＳＴＣ部３２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。
【００３３】
ドプラ画像信号生成部４０は、受信制御部２３によって生成される音線信号に基づいて、超音波エコー源の動きを超音波周波数の変化として検出し、被検体内における血流速度等に関する画像情報であるドプラ画像信号を生成する。画像表示制御部５１は、操作卓６１を用いたオペレータの操作に従って、Ｂモード画像信号生成部３０によって生成されるＢモード画像信号と、ドプラ画像信号生成部４０によって生成されるドプラ画像信号との内の少なくとも１つを選択して、選択された画像信号に基づいて表示用の画像信号を生成する。表示部５２は、例えば、ＣＲＴやＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示用の画像信号に基づいて超音波診断画像を表示する。
【００３４】
制御部６２は、操作卓６１を用いたオペレータの操作に従って、走査制御部１１、Ｂモード画像信号生成部３０、ドプラ画像信号生成部４０、画像表示制御部５１等を制御する。本実施形態においては、走査制御部１１、送信制御部１３、受信制御部２３〜画像表示制御部５１、及び、制御部６２が、ＣＰＵとソフトウェア（プログラム）によって構成されるが、それらをディ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６３に格納される。格納部６３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。
【００３５】
ここで、図３に示すように、表示画面においてリニア走査による画像とコンベックス走査による画像とを境目なく連続的に表示するためには、その境界部において任意の方向への超音波ビームの送受信が行われる必要がある。図５に示すように、リニア部及びコンベックス部の個々の振動子に対して与える遅延量を個別に設定することによって、任意方向への超音波ビームの送受信が可能である。
【００３６】
図５において、コンベックス部の振動子Ｔ（０）とフォーカス点との間の距離を基準とすると、コンベックス部の振動子Ｔ（−３）とフォーカス点との間の距離はＤ（−３）だけ長く、リニア部の振動子Ｔ（３）とフォーカス点との間の距離はＤ（３）だけ長い。従って、振動子Ｔ（−３）の駆動信号又は受信信号に与えられる遅延量は、振動子Ｔ（０）の駆動信号又は受信信号に与えられる遅延量よりも距離Ｄ（−３）に相当する時間だけ短く設定され、振動子Ｔ（３）の駆動信号又は受信信号に与えられる遅延量は、振動子Ｔ（０）の駆動信号又は受信信号に与えられる遅延量よりも距離Ｄ（３）に相当する時間だけ短く設定される。これは、従来の送受信方法において、遅延量の設定データを、境界部周辺について別に設定するのみで実現することができる。
【００３７】
個々の振動子に対して与える遅延量の設定データは、送受信方向に対応して、送信遅延パターン記憶部１２及び受信遅延パターン記憶部２２に格納されている。送信制御部１３が、送信遅延パターン記憶部１２から遅延量の設定データを読み出して、複数の振動子の駆動信号にそれぞれ与えられる遅延時間を設定することにより、リニア部に含まれている少なくとも１つの振動子から送信される超音波と、コンベックス部に含まれている少なくとも１つの振動子から送信される超音波とが、１つの超音波ビームを形成する。
【００３８】
また、受信制御部２３が、受信遅延パターン記憶部２２から遅延量の設定データを読み出して、複数の振動子の受信信号にそれぞれ与えられる遅延時間を設定することにより、リニア部に含まれている少なくとも１つの振動子から出力される受信信号と、コンベックス部に含まれている少なくとも１つの振動子から出力される受信信号とに基づいて、１つの音線信号を生成する。
【００３９】
図５に示すように、コンベックス走査においては、リニア走査と比較して、振動子から見た超音波ビームが、より斜め方向になる。即ち、良好な超音波ビームフォーミングを行うためには、コンベックス部における各振動子が作る音場が、より指向性の鈍いものであることが好ましい。
【００４０】
リニア部とコンベックス部とにおいてそれぞれの振動子の指向性が同等である場合に、一般的には、リニア部において超音波ビームがより鋭くなり、コンベックス部においてはリニア部と比較してビームが太くなることが予想される。そのため、複合画像表示を行った場合に、リニア部の画質に比較してコンベックス部の画質が劣化したものになる可能性がある。これを回避するためには、コンベックス部において振動子の幅及び振動子ピッチをより小さくすることによって、その指向性をより広くすることが望ましい。
【００４１】
図６は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る超音波プローブにおける振動子の配列を示す図である。図６に示すように、第１の変形例においては、コンベックス部３ｂにおける振動子の幅及び振動子ピッチが、リニア部３ａにおける振動子の幅及び振動子ピッチよりも小さくなっている。同様に、図１に示すコンベックス部３ｃにおける振動子の幅及び振動子ピッチも、リニア部３ａにおける振動子の幅及び振動子ピッチよりも小さいことが望ましい。複合型プローブにおいては、このように、リニア部とコンベックス部とにおいて振動子ピッチを異なるようにすれば、リニア走査による画像とコンベックス走査による画像とを同等の画質にすることができる。
【００４２】
図７は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る超音波プローブにおける振動子の配列とそれによって得られる画像の範囲とを示す図である。図７に示すように、第２の変形例においては、コンベックス部３ｂ及び３ｃに含まれている少なくとも一部の振動子が、リニア部３ａから遠ざかるにつれて曲率が徐々に大きくなるように曲線状に配置されている。これにより、検査対象部位に適した形状を実現することができる。
【００４３】
図８は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る超音波プローブにおける振動子の配列とそれによって得られる画像の範囲とを示す図である。図８に示すように、第３の変形例においては、コンベックス部３ｂに含まれている複数の振動子が、第１の曲率で曲線状に配列されており、コンベックス部３ｃに含まれている複数の振動子が、第１の曲率とは異なる第２の曲率で曲線状に配列されている。図８においては、コンベックス部３ｂにおける第１の曲率が、コンベックス部３ｃにおける第２の曲率よりも小さくなっている。これにより、検査対象部位に対応して、コンベックス部３ｂとコンベックス部３ｃとを使い分けることができる。
【００４４】
第１の実施形態においては、リニア部３ａの両側に２つのコンベックス部３ｂ及び３ｃを設ける場合について説明したが、リニア部３ａの片側に１つのコンベックス部３ｂ又は３ｃを設けるようにしても良い。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図９は、本発明の第２の実施形態に係る超音波プローブの内部構造を模式的に示す断面図である。図９に示すように、超音波プローブ１０ａは、筐体１と、バッキング材２と、第１の方向（図中のＸ軸方向）に沿って直線状に配列された複数の振動子を含む第１の振動子アレイ３ａと、第１の振動子アレイ３ａに連続して第１の方向とは異なる第２の方向に沿って直線状に配列された複数の振動子を含む第２の振動子アレイ３ｄと、第２の振動子アレイ３ｄの反対側において、第１の振動子アレイ３ａに連続して第１及び第２の方向とは異なる第３の方向に沿って直線状に配列された複数の振動子を含む第３の振動子アレイ３ｅとを有している。その他の点は、図１に示す第１の実施形態と同様である。
【００４６】
第２の実施形態においては、超音波プローブ１０ａにおいて、リニア走査用の第１の振動子アレイ３ａと、リニア走査用の第２及び第３の振動子アレイ３ｄ及び３ｅとが、バッキング材２上に連続的に配置されている。従って、このような複合型プローブを用いて超音波を送受信することにより、複数のリニア走査による画像を１つの画面内に表示することができる。第２の実施形態においては、第１の振動子アレイ３ａの両側に第２及び第３の振動子アレイ３ｄ及び３ｅを設ける場合について説明したが、第１の振動子アレイ３ａの片側に１つの振動子アレイ３ｄ又は３ｅを設けるようにしても良い。また、本発明の第２の実施形態に係る超音波プローブも、図４に示す超音波診断装置において用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
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】
【００４８】
１  筐体
２  バッキング材
３ａ〜３ｅ  振動子アレイ
４ａ、４ｂ  音響整合層
５  音響レンズ
６  ＦＰＣ
７  電気配線
１０、１０ａ  超音波プローブ
１１  走査制御部
１２  送信遅延パターン記憶部
１３  送信制御部
１４  駆動信号発生部
２１  受信信号処理部
２１ａ  増幅器
２１ｂ  Ａ／Ｄ変換器
２２  受信遅延パターン記憶部
２３  受信制御部
３０  Ｂモード画像信号生成部
３１  包絡線検波部
３２  ＳＴＣ部
３３  ＤＳＣ
４０  ドプラ画像信号生成部
５１  画像表示制御部
５２  表示部
６１  操作卓
６２  制御部
６３  格納部
３０１  下部電極
３０２  圧電体
３０３  上部電極
３０４  圧電体層
３０５  下部電極層
３０６、３０７  内部電極層
３０８  上部電極層
３０９  絶縁膜
３１０  側面電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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