(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の振動素子からなるアレイ振動子と、
前記アレイ振動子の前面側に設けられ、アレイ方向と直交するエレベーション方向について超音波の集束作用を発揮する音響レンズと、
を含み、
前記音響レンズはアレイ方向に沿って集束作用が変化する特性を有することを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記音響レンズはアレイ方向の中央から両端部にかけて集束作用が弱められた特性を有することを特徴とする超音波探触子。
【請求項３】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記音響レンスはアレイ方向の中央から両端部にかけて曲率が連続的に小さくなるような形態を有することを特徴とする超音波探触子。
【請求項４】
請求項１記載の超音波探触子において、
前記音響レンズはアレイ方向の中央から両端部にかけて集束作用が徐々に弱められた材料で構成されることを特徴とする超音波探触子。
【請求項５】
請求項１記載の超音波探触子が接続される超音波診断装置であって、
送受波開口可変制御及び電子セクタ走査制御を実行する走査制御手段を有することを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波探触子及び超音波診断装置に関し、特に音響レンズの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
一般に、超音波探触子はアレイ振動子、整合層、音響レンズなどを有する。音響レンズはアレイ振動子から放射される超音波や生体から反射してきた超音波を集束する作用を有するものであり、具体的には、アレイ振動子のアレイ方向と直交するエレベーション方向のビーム集束作用を有するものである。ちなみに、アレイ方向のビーム集束作用は電子セクタ制御などの電子的な制御によって達成される。
【０００３】
近距離計測から遠距離計測までの範囲で精度良く計測を行うため、遠距離計測の場合にアレイ方向における送受波開口の幅を広げ、一方、近距離計測では送受波開口を小さくして分解能を高める開口制御が実行される。
【０００４】
従来において、音響レンズはエレベーション方向のビーム集束性を良好にするためアレイ方向のいずれの箇所でも同一の曲率を有するものが使用されている。すなわち、従来において、開口制御に対応した音響レンズは提供されていない。
【０００５】
なお、特開平６−２４５９３１号公報には、エレベーション方向に音響レンズの曲率を変化させた構成が開示されているが、アレイ方向における曲率変化、特に開口可変に伴う集束作用の可変については何ら開示されていない。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、アレイ方向における送受波開口の可変制御などに対応して、エレベーション方向のビーム集束性を改善できるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、複数の振動素子からなるアレイ振動子と、前記アレイ振動子の前面側に設けられ、アレイ方向と直交するエレベーション方向について超音波の集束作用を発揮する音響レンズと、を含み、前記音響レンズはアレイ方向に沿って集束作用が変化する特性を有することを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、アレイ方向に沿って、超音波の集束作用が変化付けされているので、例えば、開口制御にともなって適切な集束作用を得ることができ、結果として超音波画像の画質を向上できる。
【０００９】
望ましくは、前記音響レンズはアレイ方向の中央から両端部にかけて集束作用が弱められた特性を有し、特に望ましくは、前記音響レンスはアレイ方向の中央から両端部にかけて曲率が連続的に小さくなるような形態を有し、あるいは、前記音響レンズはアレイ方向の中央から両端部にかけて集束作用が徐々に弱められた材料で構成される。収集作用の可変に際して、形状可変によれば製造容易であり、材料可変によれば従来同様にアレイ方向に均一な曲率を設定して生体への密着性を良好にできる。
【００１０】
（２）また、上記目的を達成するために、本発明は、上記の超音波探触子が接続される超音波診断装置であって、送受波開口可変制御及び電子セクタ走査制御を実行する走査制御手段を有することを特徴とする。
【００１１】
周知のように、電子セクタ走査時においては、一般に、超音波ビームの理論上の起点はアレイ振動子のアレイ方向の中央となり、また送受信開口の可変制御もアレイ振動子のアレイ方向の中央を中心として対称に行われる。よって、それに対応して、音響レンズのアレイ方向における中央から両端部にかけて曲率を小さくすれば（曲率半径を大きくすれば）、フォーカス深さ及び開口制御に適合したレンズ効果を期待できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図３には、本発明に係る超音波診断装置の全体構成が概念的に示されている。この超音波診断装置は生体に対して超音波の送受波を行って超音波画像を表示する装置である。
【００１４】
超音波診断装置は、大別して、装置本体２０と超音波探触子８とで構成される。超音波探触子８は生体表面上に当接して用いられるものである。もちろん、体腔内に挿入されるものであってもよい。超音波探触子８と装置本体２０とはケーブル２１によって接続されている。
【００１５】
装置本体２０内には電子走査制御部２２が設けられている。この電子走査制御部２２は超音波の送受信制御を行う手段であり、具体的には電子セクタ走査を実行するための制御部として機能する。この電子走査制御部２２は、開口制御部２４を有しており、この開口制御部２４によって送受信開口すなわち後述するアレイ振動子におけるアレイ方向の送受波範囲が可変制御される。
【００１６】
超音波探触子８において、プローブ本体１０内にはアレイ振動子１６が設けられている。このアレイ振動子１６は複数の振動素子を配列してなるものであって、図においてはそのアレイ方向の断面が示されている。アレイ振動子１６の前面側すなわち超音波透過側には整合層１４を介して音響レンズ１２が設けられている。この音響レンズ１２はアレイ方向と直交する方向すなわちエレベーション方向における超音波の集束作用を行うものであり、本実施形態においては、後に詳述するようにアレイ方向における中央から両端部にかけて曲率が変化した形態を有している。これは開口制御部２４による送受信開口の制御を前提として、各フォーカス深さごとに適切な超音波の集束作用を達成するためである。なお、図３においてアレイ振動子１６の背面側には不要超音波を吸収するバッキング層１８が設けられている。
【００１７】
図３において、超音波ビーム１０２を電子セクタ走査することによって走査面１００が形成される。超音波ビーム１０２の形成に当たっては、その受信時においてダイナミックフォーカスあるいは多段階フォーカスが実行され、それに伴って開口制御部２４が送受信開口を段階的又は連続的に切り替える。また、送信時においてもフォーカス深さに応じて開口制御部２４が適切な送信時の開口設定を行っている。
【００１８】
図１にはプローブ本体１０の斜視図が示されている。図においてＸ方向はアレイ方向であり、Ｙ方向はエレベーション方向であり、Ｚ方向はプローブ本体１０の軸方向である。
【００１９】
図示されるように、音響レンズ１２におけるアレイ方向の中央１２Ａから両端部１２Ｂにかけて音響レンズ１２の曲率が徐々に小さく設定されている。換言すれば、中央１２Ａから両端部１２Ｂにかけて曲率半径が徐々に大きく設定され、すなわち超音波集束作用が両端にかけて弱められている。
【００２０】
図２には、音響レンズのアレイ方向における曲率半径の変化が示されている。図示されるようにアレイ方向の中央から両端部にかけて曲率半径が徐々に大きく設定されている。図２において符号１００〜１０４はそれぞれ送受信開口を示しており、近距離診断の場合、開口１００が利用され、中距離診断の場合、開口１０２が利用され、遠距離診断の場合、開口１０４が利用される。よって、例えば近距離診断の場合にはアレイ振動子における中央付近の振動素子のみに利用され、それにより形成される超音波ビームは音響レンズにおける曲率の大きい部分でより強く集束されることになり、超音波画像の画質向上を図ることが可能である。また、遠距離診断の場合には、大きな開口１０４が利用され、その場合において音響レンズの両端の曲率半径が大きく設定されているためより深い部分に超音波のパワーを集中させることが可能となる。よって開口可変制御を前提として、近距離から遠距離にわたって適切な超音波ビームのフォーカシングを実現できる。
【００２１】
上記実施形態においては、音響レンズ１２の形態を可変することによって集束作用に変化をもたせていたが、音響レンズ１２の曲率をアレイ方向にわたって均一とし、音響レンズ１２を構成する材料を連続的に変化させることにより、図２に示す曲率半径の変化と等価な超音波ビームの集束作用を得るようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アレイ方向における送受信開口の可変制御などに対応してエレベーション方向のビーム集束性を改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る音響レンズの一例を示す図である。
【図２】  音響レンズの曲率半径の変化を示す図である。
【図３】  本発明に係る超音波診断装置の構成を示す概念図である。
【符号の説明】
１０  プローブ本体、１２  音響レンズ、２０  装置本体、２２  電子走査制御部、２４  開口制御部。
【図１】
0003644876.tif 000002
【図２】
0003644876.tif 000003
【図３】
0003644876.tif 000004