(57)【要約】【課題】超音波プローブの調整処理を簡素な構成で簡便に行うことができる超音波プローブ用アタッチメント、超音波プローブ、電子機器及び超音波診断装置等を提供すること。【解決手段】超音波プローブ用アタッチメント３２０は、超音波プローブ本体３１０に装着される超音波プローブ用アタッチメントであって、超音波プローブ本体３１０に装着された状態で、超音波プローブ本体３１０のヘッド部３１１の超音波出射面１３１を覆うカバー部材３２１と、カバー部材３２１の超音波出射面１３１と対向する面に設けられ、超音波出射面１３１に接触する保護部材３２２とを含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブ本体に装着される超音波プローブ用アタッチメントであって、
前記超音波プローブ用アタッチメントが前記超音波プローブ本体に装着された状態で、前記超音波プローブ本体のヘッド部の超音波出射面を覆うカバー部材と、
前記カバー部材の前記超音波出射面と対向する面に設けられ、前記超音波プローブ用アタッチメントが前記超音波プローブ本体に装着された状態で、前記超音波出射面に接触する保護部材とを含むことを特徴とする超音波プローブ用アタッチメント。
【請求項２】
請求項１において、
前記保護部材は、
前記超音波プローブ用アタッチメントが前記超音波プローブ本体に装着された状態で、前記超音波出射面と密着する形状及び材料により形成される部材であることを特徴とする超音波プローブ用アタッチメント。
【請求項３】
請求項２において、
前記保護部材は、
前記超音波プローブ用アタッチメントが前記超音波プローブ本体に装着される前において、前記超音波出射面との対向面が凸形状となる部材であることを特徴とする超音波プローブ用アタッチメント。
【請求項４】
請求項２において、
前記保護部材は、
前記超音波プローブ用アタッチメントが前記超音波プローブ本体に装着される前において、前記超音波出射面との対向面が傾斜形状となる部材であることを特徴とする超音波プローブ用アタッチメント。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記保護部材は、
前記超音波出射面から出射された超音波を反射する反射体を有することを特徴とする超音波プローブ用アタッチメント。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記保護部材は、
ゲル材料により形成されることを特徴とする超音波プローブ用アタッチメント。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の超音波プローブ用アタッチメントと、
前記超音波プローブ本体とを含むことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項８】
請求項７において、
前記超音波出射面と前記保護部材とを密着した状態で、前記超音波プローブ本体を前記カバー部材に嵌合させる嵌合部を有することを特徴とする超音波プローブ。
【請求項９】
請求項８において、
前記超音波プローブ用アタッチメントを前記超音波プローブ本体に装着した状態で、
前記超音波プローブ本体の前記超音波出射面と前記超音波プローブ用アタッチメントの前記保護部材とが密着することを特徴とする超音波プローブ。
【請求項１０】
超音波トランスデューサーデバイスを有するヘッド部と、
前記超音波トランスデューサーデバイスの送信処理及び受信処理を行う処理装置とを含み、
前記処理装置は、
超音波プローブ用アタッチメントが超音波プローブに装着された場合に、
前記超音波プローブ用アタッチメントが有する保護部材であって、超音波プローブ本体のヘッド部の超音波出射面に対向する面に設けられ、前記超音波出射面に接触する前記保護部材を、超音波ファントムとして調整処理を行うことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記処理装置は、
前記超音波プローブ用アタッチメントが前記超音波プローブに装着された場合に、
前記保護部材と、
前記超音波プローブ用アタッチメントが有するカバー部材であって、前記超音波出射面を覆う前記カバー部材とを、
超音波ファントムとして調整処理を行うことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項１２】
請求項１０又は１１において、
前記超音波プローブ用アタッチメントの前記超音波プローブへの装着を検出する検出部を含み、
前記処理装置は、
前記検出部により前記装着が検出されたことを条件として、前記調整処理を行うことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記処理装置は、
前記検出部により前記装着が非検出である場合には、前記装着を指示する処理を行うことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項１４】
請求項１２又は１３において、
前記処理装置は、
測定処理の後に、前記検出部により前記装着が非検出である場合には、前記装着を指示する処理を行うことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項１５】
請求項７乃至１４のいずれかに記載の超音波プローブを含むことを特徴とする電子機器。
【請求項１６】
請求項７乃至１４のいずれかに記載の超音波プローブと、
表示用画像データを表示する表示部とを含むことを特徴と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、超音波プローブ用アタッチメント、超音波プローブ、電子機器及び超音波診断装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物に向けて超音波を出射し、対象物内部における音響インピーダンスの異なる界面からの反射波を受信するための装置として、例えば人体の内部を検査するための超音波診断装置が知られている。超音波診断装置に用いられる超音波プローブとして、例えば特許文献１には圧電素子をマトリックスアレイ状に配列して超音波ビームを放射させる手法が開示されている。超音波診断装置の応用例として、内臓脂肪の測定や血流量の測定など、被験体の表層の画像診断を用いたヘルスケア分野への展開が期待されている。また、このような用途では、装置を小型化した携帯型の超音波診断装置のニーズが高い。
【０００３】
しかしながら、携帯型診断装置などでは、装置を持ち運ぶ際にユーザーが誤って超音波プローブに衝撃を与えるなどして超音波素子を破損するおそれがある。また、超音波プローブの調整処理のために例えば超音波ファントムが必要になるが、超音波ファントムを携帯型診断装置と共に持ち運ぶのは、ユーザーにとって不便である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４２５５５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、超音波プローブの調整処理を簡素な構成で簡便に行うことができる超音波プローブ用アタッチメント、超音波プローブ、電子機器及び超音波診断装置等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、超音波プローブ本体に装着される超音波プローブ用アタッチメントであって、前記超音波プローブ用アタッチメントが前記超音波プローブ本体に装着された状態で、前記超音波プローブ本体のヘッド部の超音波出射面を覆うカバー部材と、前記カバー部材の前記超音波出射面と対向する面に設けられ、前記超音波プローブ用アタッチメントが前記超音波プローブ本体に装着された状態で、前記超音波出射面に接触する保護部材とを含む超音波プローブ用アタッチメントに関係する。
【０００７】
本発明の一態様によれば、超音波プローブ用アタッチメントを装着することで超音波プローブ本体を保護することができるから、超音波プローブの破損を防止することができる。また、超音波プローブ用アタッチメントが装着されている時に、保護部材又は保護部材及びカバー部材を超音波ファントムとして、超音波プローブ本体の調整処理を行うことができるから、調整処理用の超音波ファントムを別途用意しなくて済むようになり、調整処理を簡素な構成で簡便に行うことができる。
【０００８】
また本発明の一態様では、前記保護部材は、前記超音波プローブ用アタッチメントが前記超音波プローブ本体に装着された状態で、前記超音波出射面と密着する形状及び材料により形成される部材であってもよい。
【０００９】
このようにすれば、保護部材と超音波出射面とを密着させて、両者の隙間に空気等が入らないようにすることができるから、精度の高い調整処理を行うことができる。
【００１０】
また本発明の一態様では、前記保護部材は、前記超音波プローブ用アタッチメントが前記超音波プローブ本体に装着される前において、前記超音波出射面との対向面が凸形状となる部材であってもよい。
【００１１】
このようにすれば、超音波プローブ用アタッチメントが装着される際には、最初に保護部材の凸部と超音波出射面とが接触することで、空気を外側へ押し出すことができる。その結果、保護部材と超音波出射面とを密着させることができる。
【００１２】
また本発明の一態様では、前記保護部材は、前記超音波プローブ用アタッチメントが前記超音波プローブ本体に装着される前において、前記超音波出射面との対向面が傾斜形状となる部材であってもよい。
【００１３】
このようにすれば、超音波プローブ用アタッチメントが装着される際には、最初に保護部材の一端と超音波出射面とが接触することで、空気を保護部材の他端側へ押し出すことができる。その結果、保護部材と超音波出射面とを密着させることができる。
【００１４】
また本発明の一態様では、前記保護部材は、前記超音波出射面から出射された超音波を反射する反射体を有してもよい。
【００１５】
このようにすれば、反射体が超音波出射面から出射された超音波を反射し、反射された超音波が超音波エコーとして超音波出射面に戻る。そして超音波プローブ本体が超音波エコーを検出することで、反射体を含む保護部材を超音波ファントムとして調整処理を行うことができる。
【００１６】
また本発明の一態様では、前記保護部材は、ゲル材料により形成されてもよい。
【００１７】
このようにすれば、超音波プローブ用アタッチメントが装着される際に、保護部材が超音波出射面と密着するように変形することができる。
【００１８】
本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の超音波プローブ用アタッチメントと、前記超音波プローブ本体とを含む超音波プローブに関係する。
【００１９】
また本発明の他の態様では、前記超音波出射面と前記保護部材とを密着した状態で前記超音波プローブ本体を前記カバー部材に嵌合させる嵌合部を有してもよい。
【００２０】
このようにすれば、装着時に超音波出射面と保護部材とを確実に密着させることができる。
【００２１】
また本発明の他の態様では、前記超音波プローブ用アタッチメントを前記超音波プローブ本体に装着した状態で、前記超音波プローブ本体の前記超音波出射面と前記超音波プローブ用アタッチメントの前記保護部材とが密着してもよい。
【００２２】
このようにすれば、調整処理の際に、超音波出射面から出射される超音波が、空気により減衰されずに保護部材に入射するから、正確な調整処理を行うことができる。
【００２３】
本発明の他の態様は、超音波トランスデューサーデバイスを有するヘッド部と、前記超音波トランスデューサーデバイスの送信処理及び受信処理を行う処理装置とを含み、前記処理装置は、超音波プローブ用アタッチメントが超音波プローブに装着された場合に、前記超音波プローブ用アタッチメントが有する保護部材であって、超音波プローブ本体のヘッド部の超音波出射面に対向する面に設けられ、前記超音波出射面に接触する前記保護部材を、超音波ファントムとして調整処理を行う超音波プローブに関係する。
【００２４】
本発明の他の態様によれば、超音波プローブ用アタッチメントが有する保護部材を超音波ファントムとして、処理装置が調整処理を行うことができるから、調整処理用の超音波ファントムを別途用意しなくて済むようになり、調整処理を簡便に行うことができる。
【００２５】
また本発明の他の態様では、前記処理装置は、前記超音波プローブ用アタッチメントが前記超音波プローブに装着された場合に、前記保護部材と、前記超音波プローブ用アタッチメントが有するカバー部材であって、前記超音波出射面を覆う前記カバー部材とを、超音波ファントムとして調整処理を行ってもよい。
【００２６】
このようにすれば、保護部材とカバー部材とを超音波ファントムとして、処理装置が調整処理を行うことができる。
【００２７】
また本発明の他の態様では、前記超音波プローブ用アタッチメントの超音波プローブへの装着を検出する検出部を含み、前記処理装置は、前記検出部により前記装着が検出されたことを条件として、前記調整処理を行ってもよい。
【００２８】
このようにすれば、検出部により装着が検出されない場合には、処理装置が調整処理を行わないから、超音波プローブ用アタッチメントが確実に装着されない状態で調整処理を行うことを防止できる。
【００２９】
また本発明の他の態様では、前記処理装置は、前記検出部により前記装着が非検出である場合には、前記装着を指示する処理を行ってもよい。
【００３０】
このようにすれば、処理装置が、調整処理の前に、装着の有無を検出して、非装着の場合には装着を指示することができるから、ユーザーは確実に超音波プローブ用アタッチメントを装着することができる。
【００３１】
また本発明の他の態様では、前記処理装置は、測定処理の後に、前記検出部により前記装着が非検出である場合には、前記装着を指示する処理を行ってもよい。
【００３２】
このようにすれば、処理装置が、測定処理の後に、装着の有無を検出して、非装着の場合には装着を指示することができるから、ユーザーは確実に超音波プローブ用アタッチメントを装着することができる。
【００３３】
本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の超音波プローブを含む電子機器に関係する。
【００３４】
本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の超音波プローブと、表示用画像データを表示する表示部とを含む超音波診断装置に関係する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、超音波素子の基本的な構成例。
【図２】超音波トランスデューサーデバイスの構成例。
【図３】処理装置の構成例。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、超音波プローブの基本的な構成例。図４（Ｃ）、図４（Ｄ）は、超音波プローブ用アタッチメントの平面図及び断面図。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）は、超音波プローブ用アタッチメントの断面図。
【図６】超音波プローブ用アタッチメントの第１の装着方法を示す図。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、超音波プローブ用アタッチメントの第２及び第３の装着方法を示す図。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、検出部の構成例。
【図９】保護部材の内部に配置されたターゲットの構成例。
【図１０】超音波プローブによる処理の一例を示すフローチャート。
【図１１】超音波プローブによる調整処理の第１の例を示すフローチャート。
【図１２】超音波プローブによる調整処理の第２の例を示すフローチャート。
【図１３】超音波プローブ及び電子機器（超音波診断装置）の基本的な構成例。
【図１４】図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、超音波診断装置の具体的な構成例。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
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。
【００３７】
１．超音波素子
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に本実施形態の超音波プローブに含まれる超音波素子（超音波トランスデューサー素子）ＵＥの基本的な構成例を示す。本構成例の超音波素子ＵＥは、振動膜（メンブレン、支持部材）ＭＢと、圧電素子部とを有する。圧電素子部は、下部電極（第１電極層）ＥＬ１、圧電体膜（圧電体層）ＰＥ、上部電極（第２電極層）ＥＬ２を有する。なお、本実施形態の超音波素子ＵＥ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。
【００３８】
図１（Ａ）は、基板（シリコン基板）ＳＵＢに形成された超音波素子ＵＥ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１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ’に沿った断面を示す断面図である。
【００３９】
第１電極層ＥＬ１は、振動膜ＭＢの上層に例えば金属薄膜で形成される。この第１電極層ＥＬ１は、図１（Ａ）に示すように素子形成領域の外側へ延長され、隣接する超音波素子ＵＥに接続される配線であってもよい。
【００４０】
圧電体膜ＰＥ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ＥＬ１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ＰＥ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。
【００４１】
第２電極層ＥＬ２は、例えば金属薄膜で形成され、圧電体膜ＰＥ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ＥＬ２は、図１（Ａ）に示すように素子形成領域の外側へ延長され、隣接する超音波素子ＵＥに接続される配線であってもよい。
【００４２】
振動膜（メンブレン）ＭＢは、例えばＳｉＯ２薄膜とＺｒＯ２薄膜との２層構造により開口ＯＰを塞ぐように設けられる。この振動膜ＭＢは、圧電体膜ＰＥ及び第１、第２電極層ＥＬ１、ＥＬ２を支持すると共に、圧電体膜ＰＥ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。
【００４３】
空洞領域ＣＡＶは、シリコン基板ＳＵＢ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）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ＣＡＶの開口ＯＰより超音波が放射される。
【００４４】
超音波素子ＵＥの下部電極は、第１電極層ＥＬ１により形成され、上部電極は、第２電極層ＥＬ２により形成される。具体的には、第１電極層ＥＬ１のうちの圧電体膜ＰＥに覆われた部分が下部電極を形成し、第２電極層ＥＬ２のうちの圧電体膜ＰＥを覆う部分が上部電極を形成する。即ち、圧電体膜ＰＥは、下部電極と上部電極に挟まれて設けられる。
【００４５】
圧電体膜ＰＥは、下部電極と上部電極との間、即ち第１電極層ＥＬ１と第２電極層ＥＬ２との間に電圧が印加されることで、面内方向に伸縮する。圧電体膜ＰＥの一方の面は第１電極層ＥＬ１を介して振動膜ＭＢに接合されているが、他方の面には第２電極層ＥＬ２が形成されるものの、第２電極層ＥＬ２上には他の層が形成されない。そのため圧電体膜ＰＥの振動膜ＭＢ側が伸縮しにくく、第２電極層ＥＬ２側が伸縮し易くなる。従って、圧電体膜ＰＥに電圧を印加すると、空洞領域ＣＡＶ側に凸となる撓みが生じ、振動膜ＭＢを撓ませる。圧電体膜ＰＥに交流電圧を印加することで、振動膜ＭＢが膜厚方向に対して振動し、この振動膜ＭＢの振動により超音波が開口ＯＰから放射される。圧電体膜ＰＥに印加される電圧（駆動電圧）は、例えばピークからピークで１０〜３０Ｖであり、周波数は例えば１〜１０ＭＨｚである。
【００４６】
超音波素子ＵＥ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ＭＢが振動し、この振動によって圧電体膜ＰＥに応力が加わり、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。
【００４７】
２．超音波トランスデューサーデバイス
図２に、本実施形態の超音波プローブに含まれる超音波トランスデューサーデバイス１００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１００は、アレイ状に配置された複数の超音波素子（超音波トランスデューサー素子）ＵＥ、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２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１００は図２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。
【００４８】
複数の超音波素子ＵＥは、ｍ行ｎ列のマトリックス状に配置される。例えば図２に示すように、第１の方向Ｄ１に沿って８行、そして第１の方向Ｄ１に交差する第２の方向Ｄ２に沿って１２列に配置される。
【００４９】
超音波素子ＵＥは、例えば図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示した構成とすることができる。以下の説明において、超音波素子ＵＥのアレイ内での位置を特定する場合には、例えば第４行第６列に位置する超音波素子ＵＥをＵＥ４−６と表記する。例えば第６列には、ＵＥ１−６、ＵＥ２−６、・・・ＵＥ７−６、ＵＥ８−６の８個の超音波素子が配置される。また、例えば第４行には、ＵＥ４−１、ＵＥ４−２、・・・ＵＥ４−１１、ＵＥ４−１２の１２個の超音波素子が配置される。
【００５０】
第１〜第１２（広義には第ｎ）の駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬ１２は、第１の方向Ｄ１に沿って配線される。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素子ＵＥが有する第１の電極に接続される。
【００５１】
超音波を出射する送信期間には、後述する処理装置２００が出力する第１〜第１２の送信信号ＶＴ１〜ＶＴ１２が駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬ１２を介して各超音波素子ＵＥ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、超音波素子ＵＥからの受信信号ＶＲ１〜ＶＲ１２が駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬ１２を介して処理装置２００に出力される。
【００５２】
第１〜第８（広義には第ｍ）のコモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８は、第２の方向Ｄ２に沿って配線される。超音波素子ＵＥ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２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素子ＵＥが有する第２の電極に接続される。
【００５３】
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。
【００５４】
例えば図２に示す超音波素子ＵＥ１−１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、例えば図２に示す超音波素子ＵＥ４−６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。
【００５５】
なお、超音波素子ＵＥの配置は、図２に示すｍ行ｎ列のマトリックス配置に限定されない。例えば奇数番目の超音波素子列にｍ個の超音波素子ＵＥが配置され、偶数番目の超音波素子列にｍ−１個の超音波素子ＵＥが配置される、いわゆる千鳥配置であってもよい。
【００５６】
送信期間では、送信信号電圧とコモン電圧との差の電圧が各超音波素子ＵＥに印加され、所定の周波数の超音波が放射される。例えば、図２の超音波素子ＵＥ１−１には、駆動電極線ＤＬ１に供給される送信信号電圧ＶＴ１とコモン電極線ＣＬ１に供給されるコモン電圧ＶＣＯＭとの差ＶＴ１−ＶＣＯＭが印加される。同様に、超音波素子ＵＥ４−６には、駆動電極線ＤＬ６に供給される送信信号電圧ＶＴ６とコモン電極線ＣＬ４に供給されるコモン電圧ＶＣＯＭとの差ＶＴ６−ＶＣＯＭが印加される。
【００５７】
３．処理装置
図３に、本実施形態の処理装置２００の構成例を示す。本構成例の処理装置２００は、送信回路２１０、受信回路２２０、制御部２３０、選択回路ＭＵＸ及び送受信切換回路Ｔ／Ｒ＿ＳＷを含む。なお、本実施形態の処理装置２００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。
【００５８】
処理装置２００は、超音波トランスデューサーデバイス１００の送信処理及び受信処理を行う。また後述するように、処理装置２００は、超音波プローブ用アタッチメントが超音波プローブに装着された場合に、超音波プローブ用アタッチメントが有する保護部材を超音波ファントムとして、調整処理を行う。この調整処理については、後で詳細に説明する。
【００５９】
送信回路２１０は、送信期間において、選択回路ＭＵＸを介して超音波トランスデューサーデバイス１００に対して送信信号ＶＴを出力する。具体的には、送信回路２１０は、制御部２３０の制御に基づいて送信信号ＶＴを生成し、選択回路ＭＵＸに出力する。そして選択回路ＭＵＸは、制御部２３０の制御に基づいて、超音波トランスデューサーデバイス１００が有する駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬｎのうちの少なくとも１つを選択し、選択された駆動電極線に対して送信回路２１０からの送信信号ＶＴを出力する。送信信号ＶＴの周波数及び振幅電圧は、制御部２３０により設定することができる。
【００６０】
受信回路２２０は、超音波トランスデューサーデバイス１００からの受信信号ＶＲ１〜ＶＲｎの受信処理を行う。具体的には、受信回路２２０は、受信期間において、選択回路ＭＵＸ及び送受信切換回路Ｔ／Ｒ＿ＳＷを介して超音波トランスデューサーデバイス１００からの受信信号ＶＲ１〜ＶＲｎを受け取り、受信信号の増幅、ゲイン設定、周波数設定、Ａ／Ｄ変換（アナログ／デジタル変換）などの受信処理を行う。受信処理の結果は、検出データ（検出情報）として例えば図１３に示す電子機器本体４０１の処理部４２０に出力する。受信回路２２０は、例えば低雑音増幅器、電圧制御アッテネーター、プログラマブルゲインアンプ、ローパスフィルター、Ａ／Ｄコンバーターなどで構成することができる。
【００６１】
制御部２３０は、送信回路２１０及び受信回路２２０を制御する。具体的には、制御部２３０は、送信回路２１０に対して送信信号ＶＴの生成及び出力処理の制御を行い、受信回路２２０に対して受信信号の周波数設定やゲインなどの制御を行う。また制御部２３０は、超音波プローブが有する検出部ＳＮからの検出信号を受け取り、この検出信号に基づいて超音波プローブ用アタッチメントが超音波プローブに装着されているか否かを判断することができる。そして処理装置２００は、検出部ＳＮにより装着が検出されたことを条件として、調整処理を行うことができる。制御部２３０は、例えばＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）で実現することができる。
【００６２】
選択回路ＭＵＸは、制御部２３０の制御に基づいて、超音波トランスデューサーデバイス１００が有する駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬｎのうちの少なくとも１つを選択する。そして選択された駆動電極線に対して送信回路２１０からの送信信号ＶＴを出力する。例えば選択回路ＭＵＸが駆動電極線ＤＬ１を選択した場合には、送信期間には送信信号ＶＴ１が駆動電極線ＤＬ１に出力される。選択回路ＭＵＸは、ｎ本の駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬｎの全てを同じタイミングで選択してもよいし、例えばＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、・・・のように順番に１本ずつ選択してもよい。
【００６３】
送受信切換回路Ｔ／Ｒ＿ＳＷは、ｎ個のスイッチ素子を有し、制御部２３０の制御に基づいて、送信信号ＶＴ及び受信信号ＶＲ１〜ＶＲｎの切り換えを行う。具体的には、送信期間にはｎ個のスイッチ素子をオフ状態に設定することで、送信回路２１０から出力された送信信号ＶＴが受信回路２２０に入力することを防止し、受信期間にはｎ個のスイッチ素子をオン状態に設定することで、超音波トランスデューサーデバイス１００からの受信信号ＶＲ１〜ＶＲｎが受信回路２２０に入力される。
【００６４】
４．超音波プローブ及び超音波プローブ用アタッチメント
図４（Ａ）、図４（Ｂ）に、本実施形態の超音波プローブ３００の基本的な構成例を示す。超音波プローブ３００は、超音波プローブ本体３１０及び超音波プローブ用アタッチメント３２０を含む。超音波プローブ本体３１０は、処理装置２００及びヘッド部３１１を含む。なお、本実施形態の超音波プローブ３００は図４（Ａ）、図４（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。
【００６５】
ヘッド部３１１は処理装置２００と脱着可能であって、図４（Ａ）はヘッド部３１１が処理装置２００に接続された場合を示し、図４（Ｂ）はヘッド部３１１が処理装置２００から分離された場合を示す。
【００６６】
処理装置２００は、コネクター１５０を介してヘッド部３１１と接続される。具体的には処理装置側コネクター１５０ｂとヘッド部側コネクター１５０ａとが接続されることで、処理装置２００とヘッド部３１１とが接続される。処理装置２００は、ケーブル３１２により電子機器（超音波診断装置）本体に接続される。
【００６７】
ヘッド部３１１は、超音波トランスデューサーデバイス１００、支持部材１６０、被験体と接触する接触部材１３０、保護膜１７０、コネクター１５０ａ及びヘッド部筐体１４０を含む。超音波トランスデューサーデバイス１００は、接触部材１３０と支持部材１６０との間に設けられる。
【００６８】
支持部材１６０は、超音波トランスデューサーデバイス１００を支持する部材である。保護膜１７０は、超音波トランスデューサーデバイス１００の裏面（図１（Ｂ）において開口ＯＰが設けられる面）に設けられ、超音波トランスデューサーデバイス１００を保護する。
【００６９】
図４（Ｃ）は、超音波プローブ用アタッチメント３２０の開口部３２３からカバー部材３２１の内面を見た場合の平面図である。また、図４（Ｄ）は、図４（Ｃ）のＧ−Ｇ’に沿った断面を示す断面図である。
【００７０】
超音波プローブ用アタッチメント３２０は、カバー部材３２１と保護部材３２２とを含む。カバー部材３２１は、超音波プローブ用アタッチメント３２０が超音波プローブ本体３１０に装着された状態で、超音波プローブ本体３１０のヘッド部３１１の超音波出射面１３１を覆う。またカバー部材３２１は、装着時に超音波プローブ本体３１０が挿入される開口部３２３を有する。保護部材３２２は、カバー部材３２１の超音波出射面１３１と対向する面に設けられ、超音波プローブ用アタッチメント３２０が超音波プローブ本体３１０に装着された状態で、超音波出射面１３１に接触する。
【００７１】
超音波出射面１３１は、ヘッド部３１１において超音波が出射される面である。超音波出射面１３１は、平面であっても曲面であってもよい。
【００７２】
保護部材３２２、又は、保護部材３２２及びカバー部材３２１は、超音波プローブ本体３１０の調整処理用の超音波ファントムを構成する。ここで超音波ファントムとは、超音波の反射体が配置されている超音波伝播体である。また、超音波伝播体とは、空気（気体）より超音波の減衰特性が小さいもの、例えば液体、固体、ゲルなどである。本実施形態の超音波プローブ用アタッチメント３２０では、保護部材３２２が超音波伝播体となる。
【００７３】
超音波プローブ３００の被検体が、例えば人体であれば、超音波ファントムは人体組織に近い特性を有することが好ましい。ゆえに、保護部材３２２は人体と同じ音速、音響インピーダンスを有するものが望ましく、カバー部材３２１及び反射体は、例えば骨、内臓等と同じ音響インピーダンスを有することが望ましい。
【００７４】
超音波伝播体を具備しないアタッチメント（カバー）は、空気層を介して超音波出射面１３１と対向する面（反射面）を有するが、空気による減衰が激しく調整処理を行うことは難しい。これに対して本実施形態の超音波プローブ用アタッチメント３２０では、超音波伝播能を有する、即ち空気の減衰特性よりも小さい減衰特性を持つ保護部材３２２と、保護部材３２２の超音波出射面１３１に接触する面（端面）に対向する面（端面）を保持するカバー部材３２１とにより超音波ファントムが構成される。カバー部材３２１の内面に保護部材３２２が密着することで、カバー部材３２１の内面が反射面となる。
【００７５】
超音波プローブ用アタッチメント３２０の変形例として、カバー部材３２１の内面と保護部材３２２との間に、保護部材３２２の端面形状を規定する中間支持部材が設けられてもよい。この中間支持部材は、保護部材３２２の端面に完全に密着しなくてもよい。例えば中空リング状の中間支持部材を設けることで、中空部に保護部材３２２が押圧され、保護部材３２２の端面形状が所定の平面（または球面）となる。そして中空部の空気と保護部材３２２との界面が反射面となる超音波ファントムが形成される。
【００７６】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）は、本実施形態の超音波プローブ用アタッチメント３２０の断面図である。図５（Ａ）は、超音波プローブ用アタッチメント３２０が超音波プローブ本体３１０に装着された状態の断面図である。図５（Ａ）に示すように、超音波プローブ用アタッチメント３２０が超音波プローブ本体３１０に装着された状態で、保護部材３２２は超音波出射面１３１と密着する。即ち、保護部材３２２は、装着時に超音波出射面１３１と密着する形状及び材料により形成される。保護部材３２２の材料は、例えばゲル状の材料であって、さらに自己吸着性があればより望ましい。また、密着性を高めるためにジェルを保護部材３２２に塗布してもよい。
【００７７】
このようにすることで、保護部材３２２と超音波出射面１３１とが密着し、両者の隙間に空気等が入らないようにすることができるから、保護部材３２２を超音波ファントムとして使用する場合に精度の高い調整処理を行うことができる。また、超音波出射面１３１の全面が保護部材３２２と密着することがより望ましい。こうすることで、調整処理の際に超音波出射面１３１の全面から出射される超音波が保護部材に入射するから、より正確な調整処理を行うことができる。
【００７８】
図５（Ｂ）、図５（Ｃ）は、超音波プローブ用アタッチメント３２０が超音波プローブ本体３１０に装着される前の保護部材３２２の形状（断面形状）の例を示す。図５（Ｂ）に示す保護部材３２２は超音波出射面１３１との対向面３２４が凸形状であり、図５（Ｃ）に示す保護部材３２２は超音波出射面１３１との対向面３２４が傾斜形状である。なお、保護部材３２２の形状は、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）に示す形状に限定されるものではない。
【００７９】
対向面３２４が凸形状であるとは、超音波プローブ本体３１０が挿入される方向を厚さ方向とした場合に、対向面３２４の中心部において厚さが大きく、周辺部に向かって厚さが徐々に小さくなる形状である。例えば図５（Ｂ）では、中心部では厚さがＸ１であり、周辺部では厚さがＸ２（Ｘ１＞Ｘ２）である。
【００８０】
対向面３２４が傾斜形状であるとは、超音波プローブ本体３１０が挿入される方向を厚さ方向とした場合に、対向面３２４の一端において厚さが大きく、他端に向かって厚さが徐々に小さくなる形状である。例えば図５（Ｃ）では、一端では厚さがＸ３であり、他端では厚さがＸ４（Ｘ３＞Ｘ４）である。
【００８１】
図５（Ａ）のＦ１、Ｆ２に示すように、保護部材３２２の一方の端面（超音波出射面１３１と接触しない方の端面）はカバー部材３２１の内面に接着されているが、保護部材３２２の側面はカバー部材３２１の内面から離間している。このように超音波プローブ本体３１０のヘッド部３１１が保護部材３２２に押圧・密着した時に、保護部材３２２が容易に変形できる空間を側面部の少なくとも１面に備えておくことで、カバー部材３２１又はヘッド部３１１にかかる応力を逃がし、それらの破損リスクを低減することができる。なお、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）、及び以下に説明する図６〜図８においても、同様である。
【００８２】
図６は、超音波プローブ用アタッチメント３２０の第１の装着方法を示す図である。保護部材３２２の形状として、図５（Ｂ）に示した凸形状を例に説明する。超音波プローブ用アタッチメント３２０が超音波プローブ本体３１０に装着される際には、図６のＡ１に示すように、最初に保護部材３２２の凸部と超音波出射面１３１とが接触する。超音波プローブ本体３１０のヘッド部３１１がカバー部材３２１の内側にさらに挿入されると、図６のＡ２、Ａ３に示すように接触面が広がっていき、それと共に空気が外側へ押し出される。そして図６のＡ４、Ａ５に示すように、保護部材３２２と超音波出射面１３１の全面とが密着される。
【００８３】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、超音波プローブ用アタッチメント３２０の第２及び第３の装着方法を示す図である。図７（Ａ）に示す第２の装着方法では、例えば図５（Ｃ）に示した傾斜形状を有する保護部材３２２が用いられる。図７（Ａ）のＢ１に示すように、最初に保護部材３２２の一端と超音波出射面１３１とが接触し、さらに接触面が保護部材３２２の他端側に広がっていき、それと共に空気が押し出される。そして超音波プローブ本体３１０がカバー部材３２１の内側に格納された状態（波線で示す）では、保護部材３２２と超音波出射面１３１の全面とが密着される。
【００８４】
図７（Ｂ）に示す第３の装着方法では、即ち、カバー部材３２１（広義には超音波プローブ用アタッチメント３２０）は、装着時に超音波出射面１３１と保護部材３２２とを密着した状態で超音波プローブ本体３１０をカバー部材３２１に嵌合させる嵌合部３２５ａ、３２６ａを有する。超音波プローブ本体３１０もカバー部材３２１の嵌合部３２５ａ、３２６ａとそれぞれ嵌合する嵌合部３２５ｂ、３２６ｂを有する。最初に嵌合部３２５ａと３２５ｂとが嵌合することで、保護部材３２２の一端と超音波出射面１３１とが接触する。そして最終的に嵌合部３２６ａと３２６ｂとが嵌合することで、保護部材３２２と超音波出射面１３１の全面とが密着される。
【００８５】
このように本実施形態の超音波プローブ用アタッチメント３２０によれば、保護部材３２２と超音波出射面１３１の全面とを密着させることができるから、衝撃等から超音波出射面１３１を確実に保護することができ、さらに保護部材３２２を調整処理用の超音波ファントムとして使用する場合に、精度の高い調整処理を行うことができる。
【００８６】
図８（Ａ）、図８（Ｂ）に、超音波プローブ用アタッチメント３２０の超音波プローブ本体３１０（広義には超音波プローブ）への装着を検出する検出部ＳＮの構成例を示す。
【００８７】
図８（Ａ）に示す検出部ＳＮの構成例は、磁気センサーであって、カバー部材３２１において磁気センサーに対向する位置に設けられる磁石によって生じる磁束密度を検出する。超音波プローブ用アタッチメント３２０が超音波プローブ本体３１０に装着された場合には磁束密度が大きくなるから、磁気センサーＳＮはこの磁束密度の変化を検出することで、装着を検出することができる。
【００８８】
図８（Ｂ）に示す検出部ＳＮの構成例は、メカニカルスイッチであって、カバー部材３２１に設けられた突起部ＳＴがメカニカルスイッチＳＮに接触することで、装着を検出することができる。
【００８９】
処理装置２００は、検出部ＳＮにより装着が検出されたことを条件として、調整処理を行う。また処理装置２００は、検出部ＳＮにより装着が非検出である場合には、装着を指示する処理を行う。
【００９０】
このように本実施形態の超音波プローブ用アタッチメント３２０によれば、検出部ＳＮにより装着が検出されない場合には、処理装置２００が調整処理を行わないから、超音波プローブ用アタッチメント３２０が確実に装着されない状態で調整処理を行うことを防止できる。また超音波プローブ用アタッチメント３２０が非装着の場合には、処理装置２００がユーザーに対して装着を指示することができるから、ユーザーは確実に超音波プローブ用アタッチメント３２０を装着することができる。
【００９１】
図９に、保護部材３２２の内部に配置されたターゲット（広義には反射体）の構成例を示し、図５（Ｂ）に示す断面に相当する。図９に示すターゲットは、３つのターゲットＴＧ１、ＴＧ２、ＴＧ３を含む。これらのターゲットＴＧ１、ＴＧ２、ＴＧ３は、超音波プローブ本体３１０の調整処理用の対象物となり、例えばワイヤーなどで構成することができる。なお、本実施形態の保護部材３２２の内部に設けられるターゲットは図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。
【００９２】
ターゲットＴＧ１、ＴＧ２は、保護部材３２２が超音波プローブ本体３１０の超音波出射面１３１に押圧（密着）するように装着された状態で、超音波出射面１３１からの距離がほぼ同じで、所定の方向（例えば図９のＤＹ方向）に離間し、且つ平行になるように、例えば図９のＤＸ方向に沿って配置された２本のワイヤーである。ターゲットＴＧ２とＴＧ３は、保護部材３２２が超音波出射面１３１に押圧（密着）するように装着された状態で、超音波トランスデューサーデバイス１００の超音波素子ＵＥが配列された面（素子アレイ面）の面内方向（例えば図９のＤＹ方向）においてほぼ重なる位置であって、超音波出射面１３１からの距離が異なるように離間し、且つ平行になるように、例えば図９のＤＸ方向に沿って配置された２本のワイヤーである。
【００９３】
超音波プローブ用アタッチメント３２０を超音波プローブ本体３１０に正しく装着すると、上述したようにヘッド部３１１の超音波出射面１３１が保護部材３２２に密着する。この装着された状態で超音波を出射することで、ターゲットＴＧ１、ＴＧ２、ＴＧ３が超音波出射面１３１から出射された超音波を反射し、反射された超音波が超音波エコーとして超音波出射面１３１に戻る。そして超音波プローブ本体３１０が超音波エコーを検出することで、ターゲットＴＧ１、ＴＧ２、ＴＧ３を含む保護部材３２２を超音波ファントムとして調整処理を行うことができる。
【００９４】
調整処理としては、後述する２つの例（図１１、図１２）の他に、例えばターゲットＴＧ１、ＴＧ２を用いて、スキャン方向（例えば図２のＤ２方向）又はスライス方向（例えば図２のＤ１方向）の分解能を調整することができる。或いは、出射される超音波ビームの焦点を調整することができる。また、ターゲットＴＧ２、ＴＧ３を用いて、深さ方向の分解能（時間分解能）を調整することができる。或いは、受信信号の収録周期を調整することができる。
【００９５】
このように本実施形態の超音波プローブ用アタッチメント３２０によれば、超音波プローブ用アタッチメント３２０が装着されている時に、保護部材３２２等を超音波ファントムとして超音波プローブ本体３１０の調整処理を行うことができるから、調整処理用の超音波ファントムを別途用意しなくて済むようになり、調整処理を簡素な構成で簡便に行うことができる。
【００９６】
超音波ファントムの機能は、保護部材３２２のみで実現することもできるし、保護部材３２２及びカバー部材３２１で実現することもできる。或いは、反射体を含む保護部材３２２で実現することもできる。さらに、反射体を含む保護部材３２２及びカバー部材３２１で実現することもできる。
【００９７】
本実施形態の超音波プローブ用アタッチメント３２０を用いない場合には、別途超音波ファントム等を用意して超音波プローブを調整処理する必要がある。しかし、例えば携帯型超音波診断装置の場合では、常に超音波ファントムを携帯型診断装置と共に持ち運ぶのはユーザーにとって不便であり、携帯型の利点が損なわれてしまう。また、超音波ファントムを用いて調整処理を行う頻度が少なくなれば、超音波プローブの性能を常に望ましい状態に維持することが難しくなる。
【００９８】
一方、本実施形態の超音波プローブ用アタッチメント３２０によれば、携帯型診断装置などにおいて、診断の前に調整処理を確実且つ簡便に行うことができるから、正確で信頼性の高い診断などが可能になる。
【００９９】
図１０は、本実施形態の超音波プローブ３００（超音波プローブ本体３１０及び超音波プローブ用アタッチメント３２０）による処理の一例を示すフローチャートである。図１０に示すフローは、処理装置２００（図３）の制御部２３０により制御され、調整処理及び測定処理は、制御部２３０の制御に基づいて送信回路２１０及び受信回路２２０により実行される。
【０１００】
最初に超音波プローブ３００を含む電子機器が起動され、それに伴って超音波プローブ３００の処理装置２００が起動される（ステップＳ１）。次に制御部２３０は、調整処理の指示があるか否かを判断する（ステップＳ２）。調整処理の指示は、例えばユーザーのコマンド入力に基づく指示であってもよいし、起動後に調整処理を実行するように予め設定された指示であってもよい。具体的には、この調整処理の指示は、電子機器本体４０１（図１３）の主制御部４１０が制御部２３０に対して指示する。調整処理の指示がある場合にはステップＳ３に進み、調整処理の指示がない場合には調整処理を実行しないでステップＳ６にジャンプする。
【０１０１】
ステップＳ３では、制御部２３０は、検出部ＳＮからの検出信号に基づいて、超音波プローブ用アタッチメント３２０が装着されているか否かを判断する。非装着の場合には、ユーザーに対して装着を指示する（ステップＳ４）。即ち、処理装置２００は、検出部ＳＮにより装着が非検出である場合には、装着を指示する処理を行う。この装着の指示は、例えば電子機器本体４０１の主制御部４１０を介して、装着を促すメッセージ等を表示部４４０に表示することで行うことができる。超音波プローブ用アタッチメント３２０が装着されている場合には、制御部２３０が調整処理の制御を行って、調整処理が実行される（ステップＳ５）。即ち、処理装置２００は、検出部ＳＮにより装着が検出されたことを条件として、調整処理を行う。
【０１０２】
調整処理の実行後、制御部２３０は、検出部ＳＮからの検出信号に基づいて、超音波プローブ用アタッチメント３２０が装着されているか否かを判断する（ステップＳ６）。これは測定処理の実行に先立って、超音波プローブ用アタッチメント３２０を取り外す必要があるからである。超音波プローブ用アタッチメント３２０が装着されている場合には、ユーザーに対して取り外しを指示する（ステップＳ７）。超音波プローブ用アタッチメント３２０が非装着の場合は、制御部２３０が測定処理の制御を行って、測定処理が実行される（ステップＳ８）。
【０１０３】
測定処理の実行後、制御部２３０は、検出部ＳＮからの検出信号に基づいて、超音波プローブ用アタッチメント３２０が装着されているか否かを判断する（ステップＳ９）。これは測定後に超音波プローブ用アタッチメント３２０を装着することで、ヘッド部３１１、特に超音波トランスデューサーデバイス１００を保護するためである。非装着の場合にはユーザーに対して装着を指示し（ステップＳ１０）、装着されている場合には処理を終了する。
【０１０４】
このように本実施形態の超音波プローブ３００によれば、調整処理の前又は測定処理の後に超音波プローブ用アタッチメント３２０の装着の有無を検出して、非装着の場合には装着を指示することができるから、ユーザーは確実に超音波プローブ用アタッチメント３２０を装着することができる。さらに検出部ＳＮにより装着が検出されない場合には、処理装置２００が調整処理を行わないから、超音波プローブ用アタッチメント３２０が確実に装着されない状態で調整処理を行うことを防止できる。また、測定処理の前に超音波プローブ用アタッチメント３２０が装着されている場合には、取り外しを指示することができるから、ユーザーが超音波プローブ用アタッチメント３２０を装着したまま誤って測定することを防止できる。
【０１０５】
図１１は、本実施形態の超音波プローブ３００による調整処理の第１の例を示すフローチャートである。第１の例は、超音波素子から出射される超音波の強度のばらつきを調整する処理である。具体的には、超音波プローブ用アタッチメント３２０を装着した状態で超音波素子に所定の振幅電圧を有する送信信号ＶＴを供給して超音波を送信し、保護部材３２２内部のターゲット（対象物）で反射された超音波エコーを受信する。受信したエコー信号の信号レベル（信号強度）は出射された超音波の強度に比例しているから、制御部２３０は信号レベルを目標値（基準値）と比較し、目標値とのずれを補正するように送信係数ＴＣＦを算出することができる。制御部２３０は超音波素子ごとに算出された送信係数ＴＣＦを記憶しておき、測定処理では超音波素子ごとに記憶された送信係数ＴＣＦを用いて送信信号ＶＴの振幅電圧を設定する。こうすることで、各素子間の超音波強度のばらつきを低減することができる。
【０１０６】
例えば、所定の振幅電圧５Ｖの送信信号ＶＴが印加された時に、受信信号レベルの目標値が１０ｍＶである場合を説明する。ある超音波素子について、実際に受信された信号レベルが８ｍＶであれば、その素子の送信係数ＴＣＦはＴＣＦ＝１０／８＝１．２５となる。その素子を駆動する際の送信信号ＶＴの振幅電圧をＴＣＦ×５Ｖ＝１．２５×５Ｖ＝６．２５Ｖに設定することで、目標値１０ｍＶの受信信号レベルが得られる。また、ある超音波素子について、実際に受信された信号レベルが１２ｍＶであれば、その素子の送信係数ＴＣＦはＴＣＦ＝１０／１２＝０．８３３となる。その素子を駆動する際の送信信号ＶＴの振幅電圧をＴＣＦ×５Ｖ＝０．８３３×５Ｖ＝４．１６５Ｖに設定することで、目標値１０ｍＶの受信信号レベルが得られる。
【０１０７】
最初に調整対象となる超音波素子を選択する（ステップＳ１１）。調整対象としては、個々の超音波素子であってもよいし、複数の超音波素子を含む超音波素子列であってもよい。例えば図２に示した超音波トランスデューサーデバイス１００では、第１〜第１２の超音波素子列のうちの１つを選択することができる。超音波素子列とは、同一の駆動電極線に接続された複数の超音波素子から構成される列である。例えば第６の超音波素子列は、駆動電極線ＤＬ６に接続された８個の超音波素子ＵＥ１−６、ＵＥ２−６、・・・ＵＥ８−６が第６の超音波素子列から構成される。超音波素子列の選択は、制御部２３０の制御に基づいて、選択回路ＭＵＸにより行われる。
【０１０８】
次に送信回路２１０が、選択された超音波素子（超音波素子列）に対して送信信号ＶＴを出力し、選択された超音波素子（超音波素子列）が超音波を送信する（ステップＳ１２）。そして超音波トランスデューサーデバイス１００がエコー信号を受信し、受信信号ＶＲ１〜ＶＲ１２が受信回路２２０に入力される（ステップＳ１３）。受信回路２２０は受信信号の信号レベル情報（超音波強度情報）を制御部２３０に出力する。
【０１０９】
制御部２３０は、信号レベル情報を目標値と比較する（ステップＳ１４）。具体的には、信号レベル情報は受信信号の信号レベル（電圧値）に対応するデジタル値である。そして制御部２３０は、信号レベル情報と目標値との比較結果に基づいて、送信係数ＴＣＦを算出し（ステップＳ１５）、算出した送信係数ＴＣＦを制御部２３０に設けられた不揮発性記憶装置などに記憶する（ステップＳ１６）。
【０１１０】
次に、制御部２３０は、未調整の素子（素子列）があるか否かを判断し（ステップＳ１７）、未調整の素子（素子列）がある場合にはステップＳ１１に戻って次の調整対象となる素子（素子列）を選択する。未調整の素子（素子列）がない場合には、調整処理を終了する。
【０１１１】
図１２は、本実施形態の超音波プローブ３００による調整処理の第２の例を示すフローチャートである。第２の例は、超音波素子の圧電体膜ＰＥ（図１（Ａ）、図１（Ｂ））の分極を再設定する処理である。各超音波素子の圧電体膜ＰＥは、工場出荷時には均一に分極した状態に設定されるが、例えば高温になったり、何らかの原因で高電圧が印加されたりすると、分極が小さくなる場合がある。分極が減少すると出射される超音波の強度が減少するが、分極の減少が小さければ上述した第１の例の調整処理、即ち送信係数ＴＣＦによって、超音波強度を補正することができる。しかし分極の減少が大きくなると、送信係数ＴＣＦによっては超音波強度を補正することが困難になる。このような場合であっても、第２の例の調整処理により各超音波素子の分極を再設定することにより、各素子の分極を均一にすることができる。
【０１１２】
最初に送信回路２１０が、超音波素子に対して送信信号ＶＴを出力し、超音波素子が超音波を送信する（ステップＳ２１）。この場合には、超音波トランスデューサーデバイス１００が有する全ての超音波素子に対して送信信号ＶＴを出力する。そして超音波トランスデューサーデバイス１００がエコー信号を受信し、受信信号ＶＲ１〜ＶＲ１２が受信回路２２０に入力される（ステップＳ２２）。受信回路２２０は受信信号の信号レベル情報（超音波強度情報）を制御部２３０に出力する。
【０１１３】
制御部２３０は、信号レベル情報を目標値（基準値）と比較し（ステップＳ２３）、信号レベル情報と目標値との比較結果に基づいて、分極の再設定を行う必要があるか否かを判断する（ステップＳ２４）。具体的には、受信信号レベルが目標値より小さい場合には、制御部２３０の制御に基づいて、送信回路２１０が各超音波素子に対して分極用電圧を出力する（ステップＳ２５）。この分極用電圧は、各素子の圧電体膜ＰＥを均一に分極させることができる電圧であって、超音波を送信する際の送信信号ＶＴよりも高い電圧である。受信信号レベルが目標値以上である場合には、制御部２３０は調整処理を終了する。
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態の超音波プローブ３００によれば、超音波プローブ用アタッチメント３２０を超音波プローブ本体３１０に装着することにより、超音波プローブ本体３１０（特に超音波トランスデューサーデバイス１００）を保護することができるから、例えば携帯型診断装置などで持ち運び中の超音波プローブ本体３１０の破損を防止することができる。また、超音波プローブ用アタッチメント３２０が装着されている時に、保護部材３２２を超音波ファントムとして超音波プローブ本体３１０の調整処理を行うことができるから、調整処理用の超音波ファントムを別途用意しなくて済むようになり、調整処理を簡素な構成で簡便に行うことができる。さらに調整処理によって、超音波素子間の超音波強度のばらつきを低減し、また圧電体膜ＰＥの分極が大きく減少した場合に分極を再設定することができるから、超音波プローブの性能を長期間にわたって維持することできる。その結果、例えば携帯型超音波診断装置に用いた場合に、高精度で耐久性が高く携帯に適した診断装置を実現することなどが可能になる。
【０１１５】
５．電子機器及び超音波診断装置
図１３に、本実施形態の超音波プローブ３００及び電子機器（超音波診断装置）４００の基本的な構成例を示す。超音波プローブ３００は、超音波プローブ本体３１０及び超音波プローブ用アタッチメント３２０を含む。超音波プローブ本体３１０は、超音波トランスデューサーデバイス１００、処理装置２００を含む。電子機器（超音波診断装置）４００は、超音波プローブ３００及び電子機器本体（超音波診断装置本体）４０１を含む。電子機器本体（超音波診断装置本体）４０１は、主制御部４１０、処理部４２０、ＵＩ（ユーザーインターフェース）部４３０、表示部４４０を含む。
【０１１６】
主制御部４１０は、超音波プローブ本体３１０に対して超音波の送受信制御を行い、処理部４２０に対して検出データの画像処理等の制御を行う。処理部４２０は、受信回路２２０からの検出データを受けて、必要な画像処理や表示用画像データの生成などを行う。ＵＩ（ユーザーインターフェース）部４３０は、ユーザーの行う操作（例えばタッチパネル操作など）に基づいて主制御部４１０に必要な命令（コマンド）を出力する。表示部４４０は、例えば液晶ディスプレイ等であって、処理部４２０からの表示用画像データを表示する。なお、主制御部４１０が行う制御の一部を処理装置２００の制御部２３０が行ってもよいし、制御部２３０が行う制御の一部を主制御部４１０が行ってもよい。
【０１１７】
図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）に、本実施形態の超音波診断装置４００の具体的な構成例を示す。図１４（Ａ）は携帯型の超音波診断装置４００を示し、図１４（Ｂ）は据置型の超音波診断装置４００を示し、いずれも超音波プローブ用アタッチメント３２０が装着されている状態を示す。
【０１１８】
携帯型及び据置型の超音波診断装置４００は共に、超音波プローブ３００、ケーブル３１２及び超音波診断装置本体（電子機器本体）４０１を含む。超音波プローブ３００は、超音波プローブ本体３１０及び超音波プローブ用アタッチメント３２０を含み、超音波プローブ本体３１０は、ケーブル３１２により超音波診断装置本体（電子機器本体）４０１に接続される。超音波診断装置本体（電子機器本体）４０１は表示用画像データを表示する表示部４４０を含む。
【０１１９】
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（電子機器、電子機器本体）と共に記載された用語（超音波診断装置、超音波診断装置本体）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。また超音波プローブ用アタッチメント、超音波プローブ、電子機器及び超音波診断装置の構成、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】
【０１２０】
１００  超音波トランスデューサーデバイス、１３０  接触部材、
１３１  超音波出射面、１４０  ヘッド部筐体、１５０  コネクター、
１６０  支持部材、１７０  保護膜、２００  処理装置、２１０  送信回路、
２２０  受信回路、２３０  制御部、３００  超音波プローブ、
３１０  超音波プローブ本体、３１１  ヘッド部、３１２  ケーブル、
３２０  超音波プローブ用アタッチメント、３２１  カバー部材、３２２  保護部材、
３２３  開口部、３２４  対向面、３２５、３２６  嵌合部、
４００  超音波診断装置（電子機器）、
４０１  超音波診断装置本体（電子機器本体）、４１０  主制御部、４２０  処理部、
４３０  ＵＩ部、４４０  表示部、
ＵＥ  超音波素子、ＭＵＸ  選択回路、ＤＬ１〜ＤＬｎ  駆動電極線、
ＣＬ１〜ＣＬｍ  コモン電極線、ＶＴ１〜ＶＴｎ  送信信号、
ＶＲ１〜ＶＲｎ  受信信号、ＶＣＯＭ  コモン電圧、ＳＮ  検出部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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