(57)【要約】  【課題】  超音波探触子が、高級機種、普及機種ともに１つの超音波探触子の素子部を用いることができるようにし、開発、製造における煩雑さを低減することができる超音波探触子を提供する。  【解決手段】  超音波を送受信し、電気信号を生成する配列された振動子４−１〜４−１２と、素子部コネクタ５と、振動子と素子部コネクタを格納する素子部３と、素子部コネクタと接続される素子部接続用コネクタ６と、素子部接続用コネクタと接続され、伝黄信号を診断装置本体に伝達するケーブルと、診断装置本体に接続するための本体接続用コネクタを備え、ケーブルの本数をｍ、振動子の個数をｎとするときに、ｍ＜ｎの間形となるときに、素子部接続用コネクタが、ｎ本の信号をｍ本の信号に変換する。【選択図】  図１
2006122124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に超音波を送信し、その反射波を受信し、電気信号に変換する配列された振動子と、
前記振動子と接続された素子部コネクタと、
前記素子部コネクタと接続された素子部接続用コネクタと、
前記素子部接続用コネクタとケーブルにより接続され、前記電気信号を処理する診断装置本体のコネクタと接続可能な本体接続用コネクタを備え、
前記振動子と前記素子部コネクタを格納して素子部が構成され、
前記素子部と前記素子部接続用コネクタを格納してプローブヘッドが構成されたことを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
前記ケーブルの本数をｍ、前記振動子の個数および前記素子部接続用コネクタのピン数をｎとするときに、
ｍとｎが、ｍ＜ｎまたは、ｍ＝ｎの関係であり、
ｍ＜ｎのときに、前記素子部接続用コネクタは、前記素子部からのｎ本の電気信号をｍ本の電気信号に変換する請求項１記載の超音波探触子。
【請求項３】
前記素子部接続用コネクタは、前記素子部コネクタのｎ本のピンからのｎ本の信号に対して、電気的に前記ケーブルと接続しないピンを設けることにより、ｍ本の信号に変換する請求項２記載の超音波探触子。
【請求項４】
前記素子部接続用コネクタは、前記素子部からの前記電気信号を間引くように、前記ケーブルと電気的に接続しない素子部コネクタのピンを設けることにより、ｎ本の信号をｍ本の信号に変換する請求項２記載の超音波探触子。
【請求項５】
前記ケーブルと電気的に接続しない素子部コネクタのピンは、前記素子部の端部における振動子に接続された素子部コネクタのピンである請求項３または４記載の超音波探触子。
【請求項６】
前記素子部接続用コネクタは、複数の素子部接続用コネクタのピンに接続される信号線を束ねることにより、ｎ本の信号をｍ本の信号に変換する請求項２記載の超音波探触子。
【請求項７】
前記束ねられた信号線は、前記素子部の端部に配列された振動子と接続された信号線である請求項６記載の超音波探触子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、探触子により超音波送受信を行ない、体内の情報を得るための超音波探触子に関する。
【背景技術】
【０００２】
配列振動子を用いて体内に超音波を送信し、その反射波を受信することをくり返すことで、体内の２次元情報を得る超音波診断装置の原理はすでに公知のものとなっている。
【０００３】
図４は、配列振動子を用いてセクタ走査を行なう超音波診断装置の一構成例を示したブロック図である。以下、図４を用いてセクタ走査を行なう超音波診断装置の動作を説明する。
【０００４】
この超音波診断装置は、電気的な信号の発生および処理を行なう診断装置本体３５と、電気信号と超音波信号の変換を行なう超音波探触子３０で構成されている。超音波探触子３０は、プローブヘッド３１と、プローブヘッド３１と診断装置本体３５を配線するケーブル３３−１〜３３−８と、ケーブル３３−１〜３３−８と診断装置本体３５を接続する本体接続用コネクタ３４で構成される。プローブヘッド３１は、超音波を被検体に送信し、その反射波を受信する振動子３２−１〜３２−８と、振動子３２−１〜３２−８を保護する保護ケース（図示せず）とで構成されている。
【０００５】
診断装置本体３５は、本体接続用コネクタ３６と、送信パルス発生器３７−１〜３７−８と、送信トリガ発生器３８と、制御器３９と、受信アンプ４０−１〜４０−８と、ビーム形成器４１と、検波器４２と、走査変換器（ＤＳＣ）４３と、表示器４４とで構成されている。
【０００６】
送信パルス発生器３７−１〜３７−８は、本体接続用コネクタ３４、本体接続用コネクタ３６およびケーブル３３−１〜３３−８を経て振動子３２−１〜３２−８に、超音波を送信するための送信パルスを送信する。送信トリガ発生器３８は、送信パルス発生器３７−１〜３７−８が送信パルスを発生するためのトリガパルスを発生する。
【０００７】
受信アンプ４０−１〜４０−８は、振動子３２−１〜３２−８で受信された被検体からのエコー信号を適当なゲインに増幅する。ビーム形成器４１は、増幅された信号に遅延加算を行なう。制御器３９は、送信トリガ発生器３８とビーム形成器４１とを制御する。検波器４２は、遅延加算された信号を検波する。走査変換器（ＤＳＣ）４３は、検波された信号を走査変換する。表示器４４は、走査変換された画像データを表示する。
【０００８】
超音波診断装置で観察される部位は、皮膚に近い部分から腹部の深い部位まで様々であり、周波数依存性減衰を考慮して、通常、浅い部位に対しては高い周波数を、深い部位に対しては低い周波数を用いる。そのため、超音波探触子は、広い周波数帯域を持つ必要があるが、１つの超音波探触子で送受信できる周波数帯域に制限があり、複数の超音波探触子を用いる必要がある。
【０００９】
また、超音波の集束度を強くし、大きな信号強度を得るには、超音波開口を広くする必要がある（非特許文献１参照）。しかし、配列振動子のチャンネルピッチと送信周波数およびグレーティングローブの間に密接な関係があり、グレーティングローブを発生させないためには、チャンネルピッチをある値（非特許文献１参照）より小さくしなければならず、開口幅を大きくすることと相反する。このような条件を満たすように配列振動子の形状が決定されるため、複数の部位に対応するためには、何種類かの超音波探触子を使い分ける必要がある。
【００１０】
そこで図４に示す超音波診断装置では、複数の部位に対応できるように、周波数や振動子３２−１〜３２−８の配列形状の異なる複数の超音波探触子３０を接続できるように設計されている。超音波診断装置３５と超音波探触子３０の結合は、本体接続用コネクタ３４、本体接続用コネクタ３６を用いて、行なわれるようになっている。
【００１１】
また、一般に超音波診断装置が同時に接続できる信号線の数は、分解能を要求される高級機種では多く、価格的な制約が大きい普及機種では少なく設計される。図５は、普及機種（図５（ａ））と高級機種（図５（ｂ））における超音波探触子の従来例の一構成を示した模式図である。図５（ａ）の超音波探触子は、図４の超音波探触子３０である。図５（ｂ）の超音波探触子４５は、振動子４７−１〜４７−１２を有するプローブヘッド４６と、診断装置本体５０の本体コネクタ５７と接続する本体接続用コネクタ４９と、プローブヘッド４６と本体接続用コネクタ４９を接続するケーブル４８−１〜４８−１２で構成されている。
【００１２】
図５（ａ）に示すように普及機種では、８本の信号しか同時に接続できないので８個の振動子を持つ超音波探触子を用意し、（ｂ）に示すように高級機種では、１２本の信号が同時に接続できるため、１２個の振動子を持つ超音波探触子を用意する必要があった。
【非特許文献１】辻本文雄著、「超音波医学辞典」、秀潤社、２０００年、ｐ．８６、１６３−１６６、２７４−２７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来例の超音波探触子は、診断装置本体に合せて、普及機種のための振動子数の少ないもの、高級機種のための振動子数の多いものをそれぞれ用意する必要があり、開発、製造過程において非効率であった。
【００１４】
本発明は、上記従来例の問題を解決し、普及機種、高級機種ともに同一の超音波探触子の素子部を用いることができるようにし、開発、製造における煩雑さを低減することができる超音波探触子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】
【００１５】
前記目的を解決するために、本発明の超音波探触子は、被検体に超音波を送信し、その反射波を受信し、電気信号に変換する配列された振動子と、振動子と接続された素子部コネクタと、素子部コネクタと接続された素子部接続用コネクタと、素子部接続用コネクタとケーブルにより接続され、電気信号を処理する診断装置本体のコネクタと接続可能な本体接続用コネクタを備え、振動子と素子部コネクタを格納して素子部が構成され、素子部と素子部接続用コネクタを格納してプローブヘッドが構成されたことを特徴とする。
【００１６】
この構成により、素子部とケーブルを素子部コネクタと素子部接続用コネクタを用いて容易に接続することができる。
【００１７】
また、ケーブルの本数をｍ、振動子の個数および素子部接続用コネクタのピン数をｎとするときに、ｍとｎが、ｍ＜ｎまたは、ｍ＝ｎの関係であり、ｍ＜ｎのときに、素子部接続用コネクタは、素子部からのｎ本の電気信号をｍ本の電気信号に変換する構成にすることもできる。
【００１８】
この構成により、ケーブルの本数と振動子の個数が同じ場合でも、異なる場合でも同一形態の素子部を用いることができる。
【００１９】
また、素子部接続用コネクタは、素子部コネクタのｎ本のピンからのｎ本の信号に対して、電気的にケーブルと接続しないピンを設けることにより、ｍ本の信号に変換する構成にすることもできる。
【００２０】
また、素子部接続用コネクタは、素子部からの電気信号を間引くように、ケーブルと電気的に接続しない素子部コネクタのピンを設けることにより、ｎ本の信号をｍ本の信号に変換する構成にすることもできる。
【００２１】
また、ケーブルと電気的に接続しない素子部コネクタのピンは、素子部の端部における振動子に接続された素子部コネクタのピンである構成にすることもできる。
【００２２】
この構成により、超音波の開口幅を大きくすることができ、超音波を細く絞ることができる。
【００２３】
また、素子部接続用コネクタは、複数の素子部接続用コネクタのピンに接続される信号線を束ねることにより、ｎ本の信号をｍ本の信号に変換する構成にすることもできる。
【００２４】
この構成により、振動子の有効面積を広くとることができ、感度の劣化を防止することができる。
【００２５】
また、束ねられた信号線は、素子部の端部に配列された振動子と接続された信号線である構成にすることもできる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、普及機種、高級機種ともに同一の超音波探触子の素子部を用いることができるようにし、開発、製造における煩雑さを低減することができる超音波探触子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
超音波診断装置は、超音波を受信し、電気信号に変換する超音波探触子と、電気信号を処理し超音波画像を表示する診断装置本体からなる。診断装置本体に関しては、従来例と同様である。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る超音波探触子１の一構成例を示した模式図である。図１（ａ）は、普及機種の診断装置本体９に接続する普及機種用の探触子１であり、（ｂ）は、高級機種の診断装置本体１６に接続する高級機種用の超音波探触子１１を示している。超音波探触子の振動子数ｎは、図１においては１２であり、診断装置本体９、１６に接続されるケーブル７、１４の本数ｍは、（ａ）の普及機種においてはｍ＜ｎであり、具体的には、８であり、（ｂ）の高級機種においてはｍ＝ｎであり、具体的には１２である。
【００３０】
図１（ａ）において、本実施の形態に係る普及機種の超音波探触子１は、プローブヘッド２と、診断装置本体９の本体接続用コネクタ１０と接続される本体接続用コネクタ８と、プローブヘッド２と本体接続用コネクタ８を接続するケーブル７−１〜７−８で構成されている。プローブヘッド２は、素子部３と、素子部３とケーブル７−１〜７−８を接続する素子部接続用コネクタ６を格納している。素子部３は、振動子４−１〜４−１２と、振動子４−１〜４−１２と素子部接続用コネクタ６とを接続する素子部コネクタ５を格納している。
【００３１】
同様に、図１（ｂ）において、本実施の形態に係る高級機種用の超音波探触子１１は、プローブヘッド１３と、診断装置本体１６の本体接続用コネクタ１７と接続される本体接続用コネクタ１５と、プローブヘッド１３と本体接続用コネクタ１５を接続するケーブル１４−１〜１４−１２で構成されている。プローブヘッド１３は、素子部３と、素子部３とケーブル１４−１〜１４−１２を接続する素子部接続用コネクタ１２で構成されている。
【００３２】
図１（ｂ）の高級機種に接続される超音波探触子１１では、すべての振動子４−１〜４−１２が、素子部コネクタ５と素子部接続用コネクタ１２によりケーブル１４−１〜１４−１２を介して接続されている。これに対し、図１（ａ）の普及機種に接続される超音波探触子１では、素子部３に配列された中心部の８個の振動子４−３〜４−１０のみが、素子部コネクタ５と素子部接続用コネクタ６により、ケーブル７−１〜７−８を介して、診断装置本体９と接続されている。残りの、素子部３の端部における４つの振動子４−１、４−２、４−１１、４−１２は、診断装置本体９と接続されず、動作しない。
【００３３】
従って、普及機種の超音波探触子１においては、振動子は中央の８個しか用いられない。しかし、このように配線することで、高級機種用として用いられる素子部３を用いて、普及機種用の超音波探触子１を容易に構成することができる。
【００３４】
これにより開発、製造における煩雑さを低減することができる。
【００３５】
なお、用いた振動子の数、ケーブルの本数、コネクタのピン数のｍ、ｎは、８本あるいは１２本に限らない。
【００３６】
（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る超音波探触子の一構成例を示した図である。高級機種用の超音波探触子は、第１の実施の形態と同様であり、ここでは普及機種用の超音波探触子１８のみを示す。第１の実施の形態における超音波探触子１と同一の構成部分は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施の形態は、第１の実施の形態における素子部接続用コネクタ６が異なる。
【００３７】
本実施の形態に係る超音波探触子１８は、プローブヘッド１９を有し、プローブヘッド１９は、素子部３と、素子部コネクタ５と接続する素子部接続用コネクタ２０を格納する。振動子数ｎは、本実施の形態においては１２であり、診断装置本体９に接続されるケーブル７の本数ｍは、ｍ＜ｎの関係があり、具体的には、８である。素子部接続用コネクタ２０は、１２個の振動子４−１〜４−１２から動作させる８個の振動子を選択する。
【００３８】
次に、素子部接続用コネクタ２０について説明する。素子部接続用コネクタ２０は、素子部接続用コネクタ２０の１２個のピンから８本が選択されて線が引き出され、ケーブル７−１から７−８に接続されている。配線の接続形態として、素子部接続用コネクタ２０は、素子部の中心部における振動子４−５〜４−８に対応するピンをケーブル７−１〜７−８と接続する。素子部３の端部において、接続しない振動子４−２、４−４、４−９、４−１１を設けることで、全体の線数を８に抑えている。
【００３９】
素子部３の端部における振動子の選択は、例えばこの図のように１個置きだけでなく、数個置きに使用する振動子を設ける、または、数個おきに使用しない振動子を設けることもできる。また、超音波の開口端部に近づくにつれ使用する振動子の割合を少なくするという接続形態も考えられる。
【００４０】
超音波は、超音波の開口の幅が、大きいほど、焦点位置において、超音波を細く絞ることができる性質がある。本実施の形態における超音波探触子１８は、普及機においても高級機と同程度の大きさの開口幅を持つため、焦点位置での超音波を細く絞ることができる。
【００４１】
なお、用いた振動子の数、ケーブルの本数、コネクタのピン数のｍ、ｎは、８本あるいは１２本に限らない。
【００４２】
（第３の実施の形態）
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る超音波探触子２１の一構成例を示した図である。第１の実施の形態における超音波探触子１と同一の構成部分は、同一の符号を付して説明を省略する。高級機種用の超音波探触子は、第１の実施の形態と同様であり、ここでは普及機種用の超音波探触子２１のみを示す。本実施の形態は、第１の実施の形態における素子部接続用コネクタ６が異なる。
【００４３】
本実施の形態に係る超音波探触子２１は、プローブヘッド２２を有し、プローブヘッド２２は、素子部３と、素子部コネクタ５と接続する素子部接続用コネクタ２３を格納する。
【００４４】
振動子数ｎは、この図においては１２であり、診断装置本体９の入出力信号線数ｍは、ｍ＜ｎの関係があり、具体的には、８である。素子部接続用コネクタ２３は、振動子４−１〜４−１２からの１２本の信号を８本の信号に変換する。
【００４５】
次に、素子部接続用コネクタ２３について説明する。素子部接続用コネクタ２３の１２個のピンから引き出された線が１２本の線が８本に集約されて、ケーブル７−１と７−８に接続されている。集約するための接続形態としては、素子部３の中心部における振動子４−５〜４−８と素子部接続用コネクタ２３の接続を１対１とする。素子部３の端部においては、素子部接続用コネクタ１９が２個の振動子４−１と４−２、４−３と４−４、４−９と４−１０、４−１１と４−１２の信号を１つにまとめて、ケーブル７−１、７−２、７−７、７−８に接続することで、全体の線数を８本に抑えている。
【００４６】
素子部３の端部における振動子の集約は、例えば図３のように２個ずつの場合だけでなく、数個ずつ振動子を集約することもできる。また、開口の端部に近づくにつれ集約する振動子の数を多くするという接続形態も考えられる。
【００４７】
本実施の形態における超音波探触子２１は、普及機種ではあっても、高級機種に対して見かけの超音波の開口幅が同程度であるため、超音波を細く絞ることができるという効果を持つ。また、使用しない振動子がないので、超音波探触子２１の有効面積を広くとることができ、感度の劣化を防止することができる。
【００４８】
このように配線することで、同じ形態の素子部３を高級機種にも普及機種にも用いることができる。これにより開発、製造における煩雑さを低減することができる。
【００４９】
なお、用いた振動子の数、ケーブルの本数、コネクタのピン数のｍ、ｎは、８本あるいは１２本に限らない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の超音波探触子は、普及機種と高級機種を同一の素子部を用いるため、開発費、生産費を低減させることができるという利点を有し、産科での超音波診断等の用途で利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施の形態における（ａ）高級機種用の超音波探触子、（ｂ）普及機種用の超音波探触子の図
【図２】本発明の第２の実施の形態における普及機種用の超音波探触子の図
【図３】本発明の第３の実施の形態における普及機種用の超音波探触子の図
【図４】従来例の超音波診断装置のブロック図
【図５】従来例における（ａ）高級機種用の超音波探触子、（ｂ）普及機種用の超音波探触子の図
【符号の説明】
【００５２】
１、１１、１８、２１  超音波探触子
２、１３、１９、２２  プローブヘッド
３  素子部
４−１〜４−１２  振動子
５  素子部コネクタ
６、１２、２０、２３  素子部接続用コネクタ
８、１５  本体接続用コネクタ
１０、１７  本体コネクタ
７−１〜７−８、１４−１〜１４−１２  ケーブル
９、１６  診断装置本体
【図１】
2006122124.tif 000003
【図２】
2006122124.tif 000004
【図３】
2006122124.tif 000005
【図４】
2006122124.tif 000006
【図５】
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