(57)【要約】【課題】複雑な装置を用いることなく超音波プローブの移動を体型に合わせてガイドすることができるシート及び超音波測定システム等を提供すること。【解決手段】シート２００は、超音波プローブ３００と被検体との間に配置して使用される。シート２００は、超音波透過媒体２１０と、少なくとも一方のシート面に設けられる溝部２２０とを含む。溝部２２０は、超音波プローブ３００が有する超音波センサー部３１０の音響レンズ３１４と、超音波プローブ３００が溝部２２０の長手方向にスライド移動可能に、係合可能である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブと被検体との間に配置して使用されるシートであって、
超音波透過媒体と、
少なくとも一方のシート面に設けられる溝部とを含み、
前記溝部は、前記超音波プローブが有する超音波センサー部の音響レンズと、前記超音波プローブが前記溝部の長手方向にスライド移動可能に、係合可能であることを特徴とするシート。
【請求項２】
請求項１において、
前記溝部は、前記シートの長手方向に前記超音波プローブのスライド移動をガイドする溝部であることを特徴とするシート。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記溝部は、前記シートの長手方向に設けられることを特徴とするシート。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記溝部の開口の幅は、前記溝部の底面の幅よりも大きいことを特徴とするシート。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記溝部は、前記シートの前記長手方向に直交する方向において曲率を有する凹曲面を含む底面を有することを特徴とするシート。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記シートの前記長手方向に直交する方向における前記溝部の断面の形状は、前記超音波センサー部の前記音響レンズのスキャン方向に垂直な面における断面の形状に対応する形状であることを特徴とするシート。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記超音波透過媒体は、
基材であるベースシートと、
前記ベースシートの前記溝部が設けられたシート面の反対側のシート面に設けられる第１のジェル層とを含むことを特徴とするシート。
【請求項８】
請求項７において、
前記超音波透過媒体は、
前記ベースシートの前記溝部が設けられたシート面に設けられる第２のジェル層をさらに含むことを特徴とするシート。
【請求項９】
請求項７又は８において、
前記溝部は、少なくとも前記ベースシートに形成されることを特徴とするシート。
【請求項１０】
超音波センサー部を有する超音波プローブと、
前記超音波センサー部から出射される超音波を被検体に伝達可能なシートとを含み、
前記超音波センサー部は、音響レンズを有し、
前記シートは、前記超音波プローブをスライド移動可能に前記音響レンズと係合する溝部を有することを特徴とする超音波測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート及び超音波測定システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波測定システム（超音波診断装置）を用いてパノラマ画像を得る手法が知られている。このパノラマ画像を得るためには、診断士がフリーハンドで所望の軌道に沿って超音波プローブを移動させながら超音波測定を行う必要がある。しかし、常に体表に対してプローブを垂直に保持しつつ体表に対する押し圧を一定にしながらプローブを意図する軌道に沿って正確に移動させることが難しく、そのために正確なパノラマ画像を得ることが困難であるという課題がある。
【０００３】
この課題に対して例えば特許文献１には、ガイドレールにより超音波プローブの移動をガイドする手法が開示されている。しかしながらこの手法では、様々な測定部位の形状や体型などに合わせた正確な測定が難しいこと、装置が複雑になることなどの課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の幾つかの態様によれば、複雑な装置を用いることなく超音波プローブの移動を体型に合わせてガイドすることができるシート及び超音波測定システム等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、超音波プローブと被検体との間に配置して使用されるシートであって、超音波透過媒体と、少なくとも一方のシート面に設けられる溝部とを含み、前記溝部は、前記超音波プローブが有する超音波センサー部の音響レンズと、前記超音波プローブが前記溝部の長手方向にスライド移動可能に、係合可能であるシートに関係する。
【０００７】
本発明の一態様によれば、溝部が超音波プローブの音響レンズと係合することで、超音波プローブを溝部の長手方向にスライド移動することができる。
【０００８】
また本発明の一態様では、前記溝部は、前記シートの長手方向に前記超音波プローブのスライド移動をガイドする溝部であってもよい。
【０００９】
このようにすれば、溝部が超音波プローブの移動をシートの長手方向にガイドすることができるから、ユーザーがシートによって規定される軌道に沿って超音波プローブを正確に移動させることができる。その結果、複雑な装置を用いることなく超音波プローブの移動を体型に合わせてガイドすることなどが可能になる。
【００１０】
また本発明の一態様では、前記溝部は、前記シートの長手方向に設けられてもよい。
【００１１】
このようにすれば、溝部が超音波プローブの音響レンズと係合することで、超音波プローブの移動をシートの長手方向にガイドすることができる。
【００１２】
また本発明の一態様では、前記溝部の開口の幅は、前記溝部の底面の幅よりも大きくてもよい。
【００１３】
このようにすれば、溝部が超音波プローブの様々な形状の音響レンズと係合することができるから、シートの汎用性を高めることなどが可能になる。
【００１４】
また本発明の一態様では、前記溝部は、前記シートの前記長手方向に直交する方向において曲率を有する凹曲面を含む底面を有してもよい。
【００１５】
このようにすれば、溝部が凸曲面を有する音響レンズと係合することで、超音波プローブの移動をシートの長手方向にガイドすることができる。
【００１６】
また本発明の一態様では、前記シートの前記長手方向に直交する方向における前記溝部の断面の形状は、前記超音波センサー部の前記音響レンズのスキャン方向に垂直な面における断面の形状に対応する形状であってもよい。
【００１７】
このようにすれば、溝部が超音波センサー部の音響レンズと係合することで、超音波プローブの移動をスライス方向にガイドすることができる。
【００１８】
また本発明の一態様では、前記超音波透過媒体は、基材であるベースシートと、前記ベースシートの前記溝部が設けられたシート面の反対側のシート面に設けられる第１のジェル層とを含んでもよい。
【００１９】
このようにすれば、超音波測定の際にシートを被検体に密着させて、被検体とシートとの間に空気が入ることを防止することができる。
【００２０】
また本発明の一態様では、前記超音波透過媒体は、前記ベースシートの前記溝部が設けられたシート面に設けられる第２のジェル層をさらに含んでもよい。
【００２１】
このようにすれば、超音波測定の際にシートを超音波プローブに密着させて、超音波プローブとシートとの間に空気が入ることを防止することができる。
【００２２】
また本発明の一態様では、前記溝部は、少なくとも前記ベースシートに形成されてもよい。
【００２３】
このようにすれば、超音波測定の際に溝部が変形することを防止することができるから、溝部が超音波プローブの被検体側に突出する部材と確実に係合することができる。
【００２４】
本発明の他の態様は、超音波センサー部を有する超音波プローブと、前記超音波センサー部から出射される超音波を被検体に伝達可能なシートとを含み、前記超音波センサー部は、音響レンズを有し、前記シートは、前記超音波プローブをスライド移動可能に前記音響レンズと係合する溝部を有する超音波測定システムに関係する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、シートの第１の構成例。図１（Ｃ）は、シートの第１の構成例の変形例。
【図２】図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、シートの第２の構成例。
【図３】超音波プローブの基本的な構成例。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、シートの第１の構成例を用いた測定例。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、シートの第２の構成例を用いた第１の測定例。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、シートの第２の構成例を用いた第２の測定例。
【図７】ガイドされた超音波プローブの移動を説明する図。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、超音波トランスデューサー素子の基本的な構成例。
【図９】超音波トランスデューサーデバイスの構成例。
【図１０】超音波測定システムの基本的な構成例。
【図１１】図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は、超音波測定システムの具体的な構成例。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２７】
１．シート
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に、本実施形態のシート２００の第１の構成例を示す。シート２００は、超音波透過媒体２１０、溝部２２０（２２０−１、２２０−２）を含む。第１の構成例は、超音波透過媒体２１０として、ベースシート２１２、第１及び第２のジェル層２１４−１、２１４−２を含む。また、溝部２２０として第１及び第２の溝部２２０−１、２２０−２を含む。なお、シート２００は図１（Ａ）、図１（Ｂ）の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００２８】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）では、シート２００の長手方向をＸ方向（広義には第１の方向）とし、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向（広義には第２の方向）とし、超音波測定時に超音波が出射される方向（被検体に向く方向）であってＸ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向とする。
【００２９】
図１（Ａ）は、シート２００を−Ｚ方向側、即ち超音波測定時に超音波プローブがセットされる側から見た図（上面図）である。また、図１（Ｂ）は、シート２００のＹ方向における断面図である。
【００３０】
シート２００は、超音波測定の際に超音波プローブが有する超音波センサー部と被検体との間の音響整合（音響インピーダンスマッチング）を確保するために超音波プローブと被検体との間に配置して使用される超音波を透過するシートである。シート２００は、超音波センサー部から出射される超音波を被検体に伝達することができる。
【００３１】
超音波透過媒体２１０は、超音波を透過し、音響インピーダンスが人体に近く、減衰が少ない材料で形成されることが望ましい。例えば、オイルゲル、アクリルアミド、ハイドロゲルなどで形成される。そして、この超音波透過媒体２１０は、被検体に密着して使用される。
【００３２】
第１の構成例のシート２００は、超音波透過媒体２１０として、ベースシート２１２、第１のジェル層２１４−１、第２のジェル層２１４−２を含む。ベースシート２１２は、シート２００の基材であって、測定時に圧力が加わっても形状が変化しにくいものが望ましい。第１のジェル層２１４−１は、ベースシート２１２の溝部２２０が設けられたシート面の反対側のシート面、即ち被検体側の面に設けられる。また、第２のジェル層２１４−２は、ベースシート２１２の溝部２２０が設けられたシート面、即ち超音波プローブ側の面に設けられる。第１、第２のジェル層２１４−１、２１４−２は、測定時に超音波プローブ及び被検体に密着するように、形状が容易に変形するものが望ましい。なお、第１、第２のジェル層２１４−１、２１４−２のいずれか一方、又は両方を設けない構成にしてもよい。例えば第２のジェル層２１４−２を設けずに、超音波測定時にベースシート２１２の超音波プローブ側の面にジェルを塗布してもよい。
【００３３】
第１の構成例のシート２００は、シートの長手方向に設けられる溝部２２０を含む。溝部２２０は、シート２００の超音波プローブ側（−Ｚ方向側）の面に設けられ、Ｘ方向に長さ、Ｙ方向に幅、Ｚ方向に深さを有し、シート２００の超音波プローブ側の面に開口する溝部である。
【００３４】
溝部２２０は、少なくとも一方のシート面に設けられ、後述するように超音波プローブが有する超音波センサー部３１０の音響レンズ３１４（図４（Ａ）、図４（Ｂ））と、超音波プローブが溝部の長手方向にスライド移動可能に、係合することができる。即ち、溝部２２０は、シート２００の長手方向に超音波プローブのスライド移動をガイドする溝部である。こうすることで、ユーザーがシート２００によって規定される軌道に沿って超音波プローブを正確に移動させながら超音波画像を取得することが可能になる。
【００３５】
溝部２２０のシート２００の長手方向に直交する方向（Ｙ方向）における断面の形状は、超音波センサー部３１０の音響レンズ３１４のスキャン方向又はスライス方向に垂直な面における断面の形状に対応する形状である。具体的には、溝部２２０のＹ方向における断面の形状が超音波センサー部３１０の音響レンズ３１４のスキャン方向又はスライス方向に垂直な面における断面の形状と同一又はほぼ同一であって、溝部２２０と音響レンズ３１４の少なくとも一部とが嵌合することができる形状である。例えば図２（Ｂ）に示すように、溝部２２０は、Ｙ方向に沿う断面において凹形状を有する。
【００３６】
溝部２２０は、少なくともベースシート２１２に形成される。ベースシート２１２は測定時に圧力が加わっても形状が変化しにくいので、溝部２２０が変形することを防止できる。例えば図１（Ｂ）に示すように、第２のジェル層２１４−２が設けられる場合には、ベースシート２１２及び第２のジェル層２１４−２に溝部２２０が形成される。
【００３７】
図１（Ｃ）に、シート２００の第１の構成例の変形例を示す。この変形例では、溝部２２０の開口の幅ＷＡは、溝部２２０の底面の幅ＷＢよりも大きい。開口の幅ＷＡは、溝部２２０の超音波プローブ側の面に開口した開口部のＹ方向の長さである。底面の幅ＷＢは、溝部２２０の開口部に対向する底面のＹ方向の長さである。
【００３８】
このようにすることで、超音波プローブの様々な形状の音響レンズと係合することができるから、シート２００の汎用性を高めることなどができる。なお、溝部２２０の形状は、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に示したものに限定されない。
【００３９】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）に、本実施形態のシート２００の第２の構成例を示す。第２の構成例のシート２００は、超音波透過媒体２１０としてベースシート２１２、第１、第２のジェル層２１４−１、２１４−２及び溝部２２０を含む。なお、シート２００は図２（Ａ）、図２（Ｂ）の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００４０】
図２（Ａ）は、シート２００を−Ｚ方向側、即ち超音波測定時に超音波プローブがセットされる側から見た図（上面図）である。また、図２（Ｂ）は、シート２００のＹ方向における断面図である。
【００４１】
ベースシート２１２、第１、第２のジェル層２１４−１、２１４−２については、第１の構成例（図１（Ａ）、図１（Ｂ））と同じであるから、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４２】
溝部２２０は、少なくとも一方のシート面に設けられ、後述するように超音波プローブが有する超音波センサー部３１０の音響レンズ３１４（図５（Ａ）、図５（Ｂ））と、超音波プローブが溝部２２０の長手方向にスライド移動可能に、係合することができる。即ち、溝部２２０は、シート２００の長手方向に超音波プローブのスライド移動をガイドする溝部である。
【００４３】
溝部２２０のシート２００の長手方向に直交する方向（Ｙ方向）における断面の形状は、超音波センサー部３１０の音響レンズ３１４のスキャン方向又はスライス方向に垂直な面における断面の形状に対応する形状である。具体的には、溝部２２０のＹ方向における断面の形状が超音波センサー部３１０の音響レンズ３１４のスキャン方向又はスライス方向に垂直な面における断面の形状と同一又はほぼ同一であって、溝部２２０と音響レンズ３１４の少なくとも一部とが嵌合することができる形状である。例えば図２（Ｂ）に示すように、溝部２２０は、Ｙ方向において曲率を有する凹曲面を含む底面を有する。
【００４４】
２．超音波プローブ
図３に、本実施形態のシート２００と共に用いられる超音波プローブ３００の基本的な構成例を示す。超音波プローブ３００は、超音波センサー部３１０を含む。なお、超音波プローブ３００は図３の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００４５】
図３に示すように、超音波プローブ３００の測定時に被検体側に向く面をセンサー面３２０とし、センサー面３２０の長手方向をＸ方向、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に直交し測定時に被検体に向かう方向をＺ方向とする。
【００４６】
センサー面３２０は、超音波プローブ３００の筐体の外面を形成する面のうちの１つであって、超音波測定時に被検体側に向く面である。センサー面３２０は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。センサー面３２０は、例えばＺ方向側から見る平面視で長尺形状又は矩形形状を有する。センサー面３２０の長手方向とは、例えばセンサー面３２０が平面視で長尺形状である場合には長さ方向に沿う方向であり、センサー面３２０が平面視で矩形形状である場合には長辺に沿う方向である。センサー面３２０は、例えば平面視で楕円形状又はそれに近い形状であってもよいし、或いは平面視で矩形の４隅が切り取られた形状又はそれに近い形状であってもよい。
【００４７】
超音波センサー部３１０は、超音波トランスデューサーデバイス（図示せず）を有し、被検体（対象物）に対して超音波を送信し、被検体からの超音波エコーを受信する。超音波センサー部３１０は、超音波トランスデューサーデバイスのスキャン方向又はスライス方向がＹ方向に沿うようにセンサー面３２０に設けられる。超音波トランスデューサーデバイスの詳細については、後述する。
【００４８】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）に、シート２００の第１の構成例（図１（Ａ）、図１（Ｂ））を用いた測定例を示す。図４（Ａ）は、−Ｚ方向側、即ちセンサー面３２０の反対側から見た図であり、図４（Ｂ）は−Ｘ方向側から見た図である。
【００４９】
溝部２２０は、超音波プローブ３００の超音波センサー部３１０の音響レンズ３１４と係合する。例えば図４（Ｂ）に示すように、溝部２２０が超音波センサー部３１０の音響レンズ３１４と嵌合することで、超音波プローブ３００の被検体に対するＹ方向における移動を制限することができる。即ち、溝部２２０は、シート２００の長手方向に超音波プローブのスライド移動をガイドすることができる。
【００５０】
なお、図示していないが、シート２００として、第１の構成例の変形例（図１（Ｃ））を用いることもできる。
【００５１】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）に、シート２００の第２の構成例（図２（Ａ）、図２（Ｂ））を用いた第１の測定例を示す。図５（Ａ）は、−Ｚ方向側、即ちセンサー面３２０の反対側から見た図であり、図５（Ｂ）は−Ｘ方向側から見た図である。
【００５２】
溝部２２０は、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示した第１の構成例の場合と同様に、超音波プローブ３００の超音波センサー部３１０の音響レンズ３１４と係合する。例えば図５（Ｂ）に示すように、溝部２２０が超音波センサー部３１０の音響レンズ３１４と嵌合することで、超音波プローブ３００の被検体に対するＹ方向における移動を制限することができる。即ち、溝部２２０は、シート２００の長手方向に超音波プローブのスライド移動をガイドすることができる。
【００５３】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）に、シート２００の第２の構成例（図２（Ａ）、図２（Ｂ））を用いた第２の測定例を示す。図６（Ａ）は、−Ｚ方向側、即ちセンサー面３２０の反対側から見た図であり、図６（Ｂ）は−Ｘ方向側から見た図である。
【００５４】
第２の測定例では、超音波センサー部３１０は、スキャン方向がＸ方向に平行になるように設けられる。シート２００の長手方向に直交する方向における溝部２２０の断面の形状は、超音波センサー部３１０の音響レンズ３１４のスキャン方向に垂直な面（Ｙ方向に沿う面）における断面の形状に対応する形状である。例えば、図６（Ｂ）に示すように、音響レンズ３１４は超音波センサー部３１０の長手方向に平行な円筒軸を有する円筒の一部から成る形状である。溝部２２０の断面の形状は、上記円筒の一部のスキャン方向に垂直な面における断面の形状に対応する形状である。
【００５５】
溝部２２０が超音波センサー部３１０の音響レンズ３１４と嵌合することで、超音波プローブ３００の被検体に対するＹ方向における移動を制限することができる。即ち、溝部２２０は、シート２００の長手方向をスキャン方向とする超音波プローブのスライド移動をガイドすることができる。超音波プローブ３００をシート２００によって規定される軌道に沿ってスキャン方向に移動させながら超音波測定を行って、複数の超音波画像を容易に取得することができる。その結果、例えば所望の軌道に沿った超音波パノラマ画像を得ることなどが可能になる。
【００５６】
図７は、シート２００によりガイドされた超音波プローブ３００の移動を説明する図である。シート２００の長手方向をＸ方向とする。
【００５７】
上述したように、被検体に固定されたシート２００の溝部２２０が超音波プローブ３００の音響レンズ３１４と係合して、シート２００の長手方向に超音波プローブのスライド移動をガイドする。
【００５８】
図７に示すように、ユーザーは被検体の診断対象部位（関心領域）にシート２００を固定して、その上に超音波プローブ３００をセットする。このときスキャン方向又はスライス方向がＹ方向に沿うようにセットされる。超音波プローブ３００のＹ方向における移動は制限されるが、Ｘ方向における移動は制限されない。即ち、超音波プローブ３００は、シート２００の長手方向に自由に移動することができる。その結果、シート２００によって規定される軌道に沿って、超音波プローブ３００を確実に移動させることができる。また、被検体の形状などに合わせてシート２００を固定することができるから、超音波プローブ３００を様々な測定部位の形状や被検体の体型などに合わせて正確に移動させることができる。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態のシート２００によれば、溝部２２０が超音波プローブ３００の音響レンズ３１４と係合することにより、シート２００の長手方向に超音波プローブ３００のスライド移動をガイドすることができる。その結果、ユーザーがシートによって規定される軌道に沿って超音波プローブを正確に移動させながら複数の超音波画像を取得することなどが、簡素な構成で容易に行うことができる。さらにこのようにして取得した複数の超音波画像に基づいて、超音波パノラマ画像又は３次元超音波画像を得ることなどが可能になる。
【００６０】
３．超音波トランスデューサーデバイス
本実施形態のシート２００と共に用いられる超音波プローブ３００の超音波センサー部３１０は、超音波トランスデューサーデバイス３１２を有する。図８（Ａ）、図８（Ｂ）に、超音波トランスデューサーデバイス３１２が有する超音波トランスデューサー素子１０（薄膜圧電型超音波トランスデューサー素子）の基本的な構成例を示す。本実施形態の超音波トランスデューサー素子１０は、振動膜４２と、圧電素子部とを有する。圧電素子部は、第１電極層２１、圧電体膜３０、第２電極層２２を有する。なお、本実施形態の超音波トランスデューサー素子１０は図８（Ａ）、図８（Ｂ）の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００６１】
図８（Ａ）は、基板６０（シリコン基板）に形成された超音波トランスデューサー素子１０の、素子形成面側の基板に垂直な方向から見た平面図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＡ−Ａ’に沿った断面を示す断面図である。
【００６２】
第１電極層２１（下部電極）は、振動膜４２の上層に例えば金属薄膜で形成される。この第１電極層２１は、図８（Ａ）に示すように素子形成領域の外側へ延長され、隣接する超音波トランスデューサー素子１０に接続される配線であってもよい。
【００６３】
圧電体膜３０（圧電体層）は、例えばＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）薄膜により形成され、第１電極層２１の少なくとも一部を覆うように設けられる。なお、圧電体膜３０の材料は、ＰＺＴに限定されるものではなく、例えばチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ３）などを用いてもよい。
【００６４】
第２電極層２２（上部電極）は、例えば金属薄膜で形成され、圧電体膜３０の少なくとも一部を覆うように設けられる。この第２電極層２２は、図８（Ａ）に示すように素子形成領域の外側へ延長され、隣接する超音波トランスデューサー素子１０に接続される配線であってもよい。
【００６５】
振動膜４２（メンブレン）は、例えばＳｉＯ２薄膜とＺｒＯ２薄膜との２層構造により開口４５を塞ぐように設けられる。この振動膜４２は、圧電体膜３０及び第１、第２電極層２１、２２を支持すると共に、圧電体膜３０の伸縮に従って振動し、超音波を発生させることができる。
【００６６】
開口４５は、基板６０に配置される。開口４５による空洞領域４０は、基板６０の裏面（素子が形成されない面）側から反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）等によりエッチングすることで形成される。この空洞領域４０の形成によって振動可能になった振動膜４２のサイズによって超音波の共振周波数が決定され、その超音波は圧電体膜３０側（図８（Ａ）において紙面奥から手前方向）に放射される。
【００６７】
超音波トランスデューサー素子１０の下部電極は、第１電極層２１により形成され、上部電極は、第２電極層２２により形成される。具体的には、第１電極層２１のうちの圧電体膜３０に覆われた部分が下部電極を形成し、第２電極層２２のうちの圧電体膜３０を覆う部分が上部電極を形成する。即ち、圧電体膜３０は、下部電極と上部電極に挟まれて設けられる。
【００６８】
圧電体膜３０は、下部電極と上部電極との間、即ち第１電極層２１と第２電極層２２との間に電圧が印加されることで、面内方向に伸縮する。超音波トランスデューサー素子１０は、薄手の圧電素子部と振動膜４２を貼り合わせたモノモルフ（ユニモルフ）構造を用いており、圧電素子部が面内で伸び縮みすると貼り合わせた振動膜４２の寸法はそのままであるため反りが生じる。従って、圧電体膜３０に交流電圧を印加することで、振動膜４２が膜厚方向に対して振動し、この振動膜４２の振動により超音波が放射される。圧電体膜３０に印加される電圧は、例えば１０〜３０Ｖであり、周波数は例えば１〜１０ＭＨｚである。
【００６９】
バルクの超音波トランスデューサー素子の駆動電圧がピークからピークで１００Ｖ程度であるのに対して、図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示すような薄膜圧電型超音波トランスデューサー素子では、駆動電圧をピークからピークで１０〜３０Ｖ程度に小さくすることができる。
【００７０】
超音波トランスデューサー素子１０は、出射された超音波が対象物で反射されて戻ってくる超音波エコーを受信する受信素子としても動作する。超音波エコーにより振動膜４２が振動し、この振動によって圧電体膜３０に圧力が加わり、下部電極と上部電極との間に電圧が発生する。この電圧を受信信号として取り出すことができる。
【００７１】
図９に、超音波プローブ３００が有する超音波トランスデューサーデバイス３１２の構成例を示す。本構成例の超音波トランスデューサーデバイス３１２は、アレイ状に配置された複数の超音波トランスデューサー素子１０、第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬｎ、第１〜第ｍ（ｍは２以上の整数）のコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬｍを含む。図９では、例としてｍ＝８、ｎ＝１２の場合を示すが、これ以外の値であってもよい。なお、本実施形態の超音波トランスデューサーデバイス３１２は図９の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００７２】
複数の超音波トランスデューサー素子１０は、ｍ行ｎ列のマトリックス状に配置される。例えば図９に示すように、Ｘ方向に８行、そしてＸ方向に交差するＹ方向に１２列に配置される。超音波トランスデューサー素子１０は、例えば図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示した構成とすることができる。
【００７３】
第１〜第１２（広義には第ｎ）の駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬ１２は、Ｘ方向に配線される。第１〜第１２の駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬ１２のうちの第ｊ（ｊは１≦ｊ≦１２である整数）の駆動電極線ＤＬｊは、第ｊ列に配置される各超音波トランスデューサー素子１０が有する第１の電極に接続される。
【００７４】
超音波を出射する送信期間には、後述する送信部１１０が出力する第１〜第１２の送信信号ＶＴ１〜ＶＴ１２が駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬ１２を介して各超音波トランスデューサー素子１０に供給される。また、超音波エコー信号を受信する受信期間には、超音波トランスデューサー素子１０からの受信信号ＶＲ１〜ＶＲ１２が駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬ１２を介して後述する受信部１２０に出力される。
【００７５】
第１〜第８（広義には第ｍ）のコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８は、Ｙ方向に配線される。超音波トランスデューサー素子１０が有する第２の電極は、第１〜第ｍのコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬｍのうちのいずれかに接続される。具体的には、例えば図９に示すように、第１〜第８のコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８のうちの第ｉ（ｉは１≦ｉ≦８である整数）のコモン電極線ＣＬｉは、第ｉ列に配置される各超音波トランスデューサー素子１０が有する第２の電極に接続される。
【００７６】
第１〜第８のコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８には、コモン電圧ＶＣＯＭが供給される。このコモン電圧は一定の直流電圧であればよく、０Ｖ即ちグランド電位（接地電位）でなくてもよい。
【００７７】
例えば第１行第１列の超音波トランスデューサー素子１０については、第１の電極が駆動電極線ＤＬ１に接続され、第２の電極が第１のコモン電極線ＣＬ１に接続される。また、例えば第４行第６列の超音波トランスデューサー素子１０については、第１の電極が第６の駆動電極線ＤＬ６に接続され、第２の電極が第４のコモン電極線ＣＬ４に接続される。
【００７８】
なお、超音波トランスデューサー素子１０の配置は、図９に示すｍ行ｎ列のマトリックス配置に限定されない。例えば奇数番目の列にｍ個の超音波トランスデューサー素子１０が配置され、偶数番目の列にｍ−１個の超音波トランスデューサー素子１０が配置される、いわゆる千鳥配置であってもよい。
【００７９】
超音波トランスデューサーデバイス３１２に含まれる素子は、上述した薄膜圧電型超音波トランスデューサー素子に限定されず、例えばバルク圧電型超音波トランスデューサー素子であってもよいし、或いは容量性微細加工超音波トランスデューサー素子（ＣＭＵＴ：Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer）であってもよい。
【００８０】
４．超音波測定システム
図１０に、本実施形態の超音波測定システム４００の基本的な構成例を示す。超音波測定システム４００は、シート２００、超音波プローブ３００、送信部１１０、受信部１２０、処理部１３０及び表示部４１０を含む。
【００８１】
超音波プローブ３００については既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００８２】
送信部１１０は、超音波の送信処理を行う。具体的には、送信部１１０が超音波プローブ３００に対して送信信号（駆動信号）を出力し、超音波プローブ３００が有する超音波トランスデューサーデバイス３１２が電気信号である送信信号を超音波に変換して、対象物に対して超音波を出射する。送信部１１０の少なくとも一部は、超音波プローブ３００に設けられてもよい。
【００８３】
受信部１２０は、超音波エコーの受信処理を行う。具体的には、超音波プローブ３００が有する超音波トランスデューサーデバイス３１２が対象物からの超音波エコーを電気信号に変換する。そして受信部１２０は、超音波トランスデューサーデバイス３１２からの電気信号である受信信号（アナログ信号）に対して増幅、検波、Ａ／Ｄ変換、位相合わせなどの受信処理を行い、受信処理後の信号である受信信号（デジタルデータ）を処理部１３０に対して出力する。受信部１２０の少なくとも一部は、超音波プローブ３００に設けられてもよい。
【００８４】
処理部１３０は、超音波測定の制御処理や受信部１２０からの受信信号に基づいて画像データの生成処理などを行う。生成された画像データは表示部４１０に出力される。
【００８５】
表示部４１０は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置であって、処理部１３０からの表示用画像データを表示する。
【００８６】
図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に、超音波測定システム４００の具体的な構成例を示す。図１１（Ａ）は携帯型の超音波測定システム４００を示し、図１１（Ｂ）は据置型の超音波測定システム４００を示す。
【００８７】
超音波プローブ３００は、ケーブル３５０により超音波測定システム本体に接続される。表示部４１０は、表示用画像データを表示する。
【００８８】
上述したように、本実施形態のシート２００及び超音波測定システム４００によれば、所定の軌道に沿って超音波プローブを正確に移動させながら複数の超音波画像を取得することなどが、簡素な構成で容易に行うことができる。さらにこのようにして取得した複数の超音波画像に基づいて、超音波パノラマ画像を得ることなどが可能になる。
【００８９】
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。またシート及び超音波測定システムの構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１０  超音波トランスデューサー素子、２１  第１電極層（下部電極）、
２２  第２電極層（上部電極）、３０  圧電体膜（圧電体層）、４０  空洞領域、
４２  振動膜、４５  開口、６０  基板、
１１０  送信部、１２０  受信部、１３０  処理部、２００  シート、
２１０  超音波透過媒体、２１２  ベースシート、２１４−１、２１４−２  ジェル層、
２２０、２２０−１、２２０−２  溝部、３００  超音波プローブ、
３１０  超音波センサー部、３１２  超音波トランスデューサーデバイス、
３１４  音響レンズ、３２０  センサー面、３５０  ケーブル、
４００  超音波測定システム、４１０  表示部
【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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