(57)【要約】【課題】超音波画像の画質劣化を招くことなく、超音波および反射波の送受信感度を向上させる。【解決手段】超音波プローブ１１は、送信用超音波トランスデューサ（ＵＴｔ）２７ａと受信用超音波トランスデューサ（ＵＴｒ）２７ｂを有する。ＵＴｔ２７ａは積層圧電素子、ＵＴｒ２７ｂは単層圧電素子である。ＵＴｔ２７ａ、ＵＴｒ２７ｂは、ＡＺ方向に交互に並べられ、これらの組で超音波および反射波を送受信する１チャンネルを構成する。ＵＴｔ２７ａはパルサ５０が実装された送信回路基板３１ａに、ＵＴｒ２７ｂは受信アンプ５３が実装された受信回路基板３１ｂにそれぞれ接続される。ＵＴｒ２７ｂおよび受信アンプ５３は、電気容量性の伝送線路を介さず直接接続される。【選択図】図２
2011072585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波送信用の積層圧電素子と、
反射波受信用の単層圧電素子とを備え、
前記積層圧電素子および前記単層圧電素子は、送受信のチャンネル単位で一方向に交互に並べられており、
前記チャンネルは前記積層圧電素子および前記単層圧電素子が並べられた方向に沿って複数配列されていることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
前記積層圧電素子および前記単層圧電素子にそれぞれ配線接続される送信回路および受信回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項３】
前記チャンネルの配列方向と直交する方向の一方の側に前記積層圧電素子の電極の引き出し、他方の側に前記単層圧電素子の電極の引き出しがそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の超音波プローブ。
【請求項４】
反射波を受信して前記単層圧電素子から出力される検出電圧を増幅する増幅器を備え、
前記単層圧電素子および前記増幅器は、電気容量性の伝送線路を介さず直接接続されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の超音波プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波の送信用に積層圧電素子、反射波の受信用に単層圧電素子をそれぞれ用いた超音波プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波プローブを利用した医療診断が盛んに行われている。超音波プローブの先端には、超音波トランスデューサ（以下、ＵＴと略す）が配されている。ＵＴは、バッキング材、圧電体およびこれを挟む電極、音響整合層、および音響レンズから構成される。ＵＴから被検体（人体）に超音波を照射し、被検体からの反射波をＵＴで受信する。これにより出力される検出信号を超音波観測器で電気的に処理することによって、超音波画像が得られる。
【０００３】
また、超音波を走査しながら照射することにより、超音波断層画像を得ることも可能である。超音波断層画像を得る方法としては、ＵＴを機械的に回転あるいは揺動、もしくはスライドさせるメカニカルスキャン走査方式や、複数のＵＴをアレイ状に配列（以下、ＵＴアレイという）し、駆動するＵＴを電子スイッチ等で選択的に切り替える電子スキャン走査方式が知られている。
【０００４】
ＵＴの送受信感度を高め、より高精細な画像を得たいという要求が高まっている。送受信感度のうちの送信感度を高めるには、ＵＴに印加する電圧を上げて超音波の送信パワーを増大させることが真っ先に考えられる。しかし、人体に照射し得る超音波の音圧やエネルギー量はＭＩ（Mechanical Index）、ＴＩ（Thermal Index）といった規格で決められており、無闇に超音波の送信パワーを上げることは人体への影響を考えると好ましくない。
【０００５】
また、ＵＴへの印加電圧を上げると電圧印加回路（パルサ）の規模が大きくなるし、電力消費も嵩む。電圧印加回路を内蔵するタイプの超音波プローブでは、電圧印加回路の規模が大きくなると超音波プローブが大型化し、超音波プローブに最も必要な操作性が阻害される。特に、電圧印加回路を内蔵する無線タイプの超音波プローブは、超音波プローブが大型化することに加え、印加電圧が高くなるとバッテリ駆動であるため耐用時間が短くなり、使い勝手が悪くなる。
【０００６】
ＵＴへの印加電圧を低く抑えつつ超音波の送信パワーを増大させるため、ＵＴに積層圧電素子を用いることが実施されている。しかしこれにも問題があり、ある音圧の反射波に対して、積層圧電素子では単層と比べて受信感度が１／ｎ（ｎは圧電体の積層数）となるため、受信感度に難がある。
【０００７】
そこで、超音波の送信を積層圧電素子、反射波の受信を単層圧電素子にそれぞれ担わせた超音波プローブが提案されている（特許文献１、２参照）。特許文献１では、反射波受信用の単層圧電素子の反射波受信面上に、超音波送信用の積層圧電素子を設けている。特許文献２には、超音波送信用の積層圧電素子と反射波受信用の単層圧電素子を二次元配列することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２１７１９６号公報
【特許文献２】特開２００１−２７６０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の発明は、単層圧電素子の上に積層圧電素子を設けているため、素子の全容は実質的に１つの積層圧電素子と同じ構成となる。積層圧電素子は上述の通り受信感度が１／ｎとなるので、受信感度の向上は望めない。
【００１０】
特許文献２では、送受信用の各圧電素子をどのように配列し、どのような単位で駆動させるかが明示されていない。このため、送受信用の各圧電素子で深度毎の超音波ビームの幅がずれたり、送受信用の各圧電素子の配列密度が疎になり方位分解能が低下したりして超音波画像の画質が劣化するおそれがある。
【００１１】
本発明は、上記背景を鑑みてなされたものであり、その目的は、超音波画像の画質劣化を招くことなく、超音波および反射波の送受信感度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の超音波プローブは、超音波送信用の積層圧電素子と、反射波受信用の単層圧電素子とを備え、前記積層圧電素子および前記単層圧電素子は、送受信のチャンネル単位で一方向に交互に並べられており、前記チャンネルは前記積層圧電素子および前記単層圧電素子が並べられた方向に沿って複数配列されていることを特徴とする。
【００１３】
なお、前記チャンネルは、各圧電素子を単体で使用した場合は２〜３個の圧電素子で構成されるものである。
【００１４】
前記積層圧電素子および前記単層圧電素子にそれぞれ配線接続される送信回路および受信回路を備えることが好ましい。
【００１５】
前記チャンネルの配列方向と直交する方向の一方の側に前記積層圧電素子の電極の引き出し、他方の側に前記単層圧電素子の電極の引き出しをそれぞれ形成することが好ましい。
【００１６】
もちろん、前記チャンネルの配列方向と直交する方向の同じ側に各圧電素子の電極の引き出しを形成してもよい。電極の引き出しが形成されるのは、例えば各圧電素子が載置されるバッキング材の側面等である。
【００１７】
反射波を受信して前記単層圧電素子から出力される検出電圧を増幅する増幅器を備え、前記単層圧電素子および前記増幅器は、電気容量性の伝送線路を介さず直接接続される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、超音波の送信は積層圧電素子、反射波の受信は単層圧電素子で行い、これらの圧電素子を一方向に交互に並べて送受信のチャンネルを構成するので、超音波画像の画質劣化を招くことなく、超音波および反射波の送受信感度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】超音波診断装置の構成を示す外観図である。
【図２】超音波トランスデューサアレイの構成を示す斜視図である。
【図３】超音波送信用の超音波トランスデューサの構成を示す平面図である。
【図４】反射波受信用の超音波トランスデューサの構成を示す平面図である。
【図５】超音波診断装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】超音波トランスデューサアレイの別の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１において、超音波診断装置２は、携帯型超音波観測器１０と体外式の超音波プローブ１１とで構成される。携帯型超音波観測器１０は、装置本体１２とカバー１３とからなる。装置本体１２の上面には、携帯型超音波観測器１０に種々の操作指示を入力するための複数のボタンやトラックボールが設けられた操作部１４が配されている。カバー１３の内面には、超音波画像をはじめとして様々な操作画面を表示するモニタ１５が設けられている。
【００２１】
カバー１３は、ヒンジ１６を介して装置本体１２に取り付けられており、操作部１４とモニタ１５とを露呈させる図示する開き位置と、装置本体１２の上面とカバー１３の内面を対面させて、操作部１４とモニタ１５を互いに覆って保護する閉じ位置（図示せず）との間で回動自在である。装置本体１２の側面には、グリップ（図示せず）が取り付けられており、装置本体１２とカバー１３を閉じた状態で携帯型超音波観測器１０を持ち運ぶことができる。装置本体１２のもう一方の側面には、超音波プローブ１１が着脱自在に接続されるプローブ接続部１７が設けられている。
【００２２】
超音波プローブ１１は、術者が把持して被検体にあてがう走査ヘッド１８と、プローブ接続部１７に接続されるコネクタ１９と、これらを繋ぐケーブル２０とからなる。走査ヘッド１８の先端部には、超音波トランスデューサアレイ（以下、ＵＴアレイと略す）２１が内蔵されている。
【００２３】
図２において、ＵＴアレイ２１は、ガラス−エポキシ樹脂等の平板状の台座２５上に、バッキング材２６、送信用超音波トランスデューサ（以下、ＵＴｔと略す）２７ａと受信用超音波トランスデューサ（以下、ＵＴｒと略す）２７ｂ、音響整合層２８ａ、２８ｂ、および音響レンズ２９が順次積層された構造を有する。
【００２４】
バッキング材２６は、例えばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂からなり、ＵＴｔ２７ａから台座２５側に発せられる超音波を吸収する。バッキング材２６は、エレベーション方向（以下、ＥＬ方向と略す）に垂直な断面が略蒲鉾様に形成された凸状である（図１も参照）。
【００２５】
ＵＴｔ２７ａ、ＵＴｒ２７ｂはそれぞれＥＬ方向に長い短冊状をしており、ＥＬ方向と直交するアジマス方向（以下、ＡＺ方向と略す）に複数等間隔で配列されている。ＵＴｔ２７ａ、ＵＴｒ２７ｂの隙間およびその周囲には、充填材３０が充填されている。
【００２６】
音響整合層２８ａ、２８ｂは、ＵＴｔ２７ａ、ＵＴｒ２７ｂと被検体との間の音響インピーダンスの差異を緩和するために設けられている。音響レンズ２９は、シリコーン樹脂等からなり、ＵＴｔ２７ａから発せられる超音波を被検体内の被観察部位に向けて集束させる。なお、音響レンズ２９は無くてもよく、音響レンズ２９の代わりに保護層を設けてもよい。
【００２７】
ＵＴｔ２７ａ、ＵＴｒ２７ｂは、これらの組で超音波および反射波を送受信する１チャンネル（ｃｈで示す一点鎖線で囲む部分）を構成している。ＵＴアレイ２１全体としては、ＵＴｔ２７ａ、ＵＴｒ２７ｂがＡＺ方向に交互に複数並べられた構成であり、従ってＵＴアレイ２１は複数の送受信チャンネルを有する。
【００２８】
図３において、ＵＴｔ２７ａは、内部電極３５ａ、３５ｂ、および上面、下面電極３６、３７で上下全面を覆うように挟まれた３個の圧電体３８ａ、３８ｂ、３８ｃと、内部電極３５ａ、３５ｂの端面の一部を露出するように形成された絶縁パターン３９ａ、３９ｂと、絶縁パターン３９ａ、３９ｂを跨いで、内部電極３５ａと下面電極３７、および内部電極３５ｂと上面電極３６をそれぞれ電気的に接続する導体パターン４０ａ、４０ｂとから構成される積層圧電素子である。
【００２９】
一方、ＵＴｒ２７ｂは、図４に示すように、１個の圧電体４５を上面、下面電極４６、４７で挟んだ単層圧電素子である。なお、上面電極は音響整合層２８ａ側、下面電極はバッキング材２６側の電極である。
【００３０】
ＵＴｔ２７ａの各圧電体３８ａ〜３８ｃは、矢印で示すように隣り合う圧電体が互いに逆向きに分極されている。ＵＴｒ２７ｂの圧電体４５は、下面電極４７から上面電極４６に向かう方向に分極されている。ＵＴｔ２７ａ、ＵＴｒ２７ｂに用いられる圧電体としては、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）系の同じ材質からなる圧電セラミックスが用いられる。
【００３１】
ＵＴｔ２７ａの上面電極３６およびこれに導体パターン４０ｂで繋がれた内部電極３５ｂ、並びにＵＴｒ２７ｂの上面電極４６は、グランド（図示せず）に接続される。ＵＴｔ２７ａの下面電極３７およびこれに導体パターン４０ａで繋がれた内部電極３５ａ、並びにＵＴｒ２７ｂの下面電極４７は、図２に示すバッキング材２６の一側面に形成された導体パターン３１ａ、３１ｂにそれぞれ接続される。
【００３２】
導体パターン３１ａ、３１ｂは、バッキング材２６の下方に延設されており、台座２５の一側面に取り付けられた送信回路基板３２ａおよび受信回路基板３２ｂにボンディングワイヤ３３を介して接続される。送信回路基板３２ａおよび受信回路基板３２ｂは、例えば、ポリイミド等のフレキシブルプリント基板である。各基板３２ａ、３２ｂには、ＵＴｔ２７ａ、ＵＴｒ２７ｂのそれぞれ２個分が接続される。なお、各基板３２ａ、３２ｂで賄うＵＴｔ２７ａ、ＵＴｒ２７ｂの個数は２個以上であってもよい。
【００３３】
ＵＴアレイ２１の製造に際しては、例えばグリーンシート法を利用する。この場合、圧電セラミックスグリーンシートのＵＴｔ２７ａに該当する部分のみに内部電極３５ａ、３５ｂの層を選択的に印刷形成し、ＵＴｒ２７ｂに該当する部分には電極層を形成しないでグリーンシート同士を積層していく。こうして作製されたグリーンシートの積層体を焼成した後、バッキング材２６に接着固定してＵＴｔ２７ａとＵＴｒ２７ｂをダイシングにより分離し、ＵＴｔ２７ａの一側面に絶縁パターン３９ａ、３９ｂと導体パターン４０ａ、４０ｂを形成する。そして、充填材３０の充填、音響整合層２８ａ、２８ｂ、音響レンズ２９の取り付け、ＵＴｔ２７ａ、ＵＴｒ２７ｂと各基板３２ａ、３２ｂとの配線接続等を行ってＵＴアレイ２１を完成させる。
【００３４】
図５において、ＵＴｔ２７ａには、パルサ５０が接続されている。パルサ５０は、ＣＰＵ５１の制御の下、走査制御部５２によって駆動制御される。走査制御部５２は、複数のパルサ５０の中から、駆動させるパルサ５０を選択して、これを所定の時間間隔で順次切り替える。具体的には、例えば送受信チャンネルが１２８チャンネルであった場合、１２８チャンネルのうち、隣接する４８チャンネルを１つのブロックとして、該チャンネルに属する各ＵＴｔ２７ａに任意の遅延差を与えて駆動させるように選択し、超音波および反射波の１回の送受信毎に、駆動させるチャンネルを１〜数個ずつずらす。パルサ５０は、走査制御部５２から送信される駆動信号に基づいて、ＵＴｔ２７ａに超音波を発生させるための励振パルスを送信する。
【００３５】
ＵＴｒ２７ｂには、受信アンプ５３を介してレシーバ５４が接続され、レシーバ５４にはＡ／Ｄ変換器（以下、Ａ／Ｄと略す）５５が接続されている。受信アンプ５３には、例えば電圧帰還型または電荷蓄積型のものが用いられる。受信アンプ５３は、反射波を受信してＵＴｒ２７ｂから出力された検出信号（検出電圧）を増幅する。レシーバ５４は、受信アンプ５３で増幅された検出信号を受信する。Ａ／Ｄ５５は、レシーバ５４からの検出信号にデジタル変換を施し、検出信号をデジタル化する。このレシーバ５４、Ａ／Ｄ５５と、前述のパルサ５０、受信アンプ５３は、ここでは３組しか図示していないが、１チャンネルに対して１組ずつ、つまりチャンネル数分設けられている。
【００３６】
パルサ５０は、送信回路基板３２ａに実装されている。受信アンプ５３、レシーバ５４、およびＡ／Ｄ５５は、受信回路基板３２ｂに実装されている。ＵＴｒ２７ｂと受信回路基板３２ｂは、前述のように導体パターン３１ｂおよびボンディングワイヤ３３で接続されるので、ＵＴｒ２７ｂと受信アンプ５３は、同軸ケーブル等の電気容量性の伝送線路を介さずに互いに直接接続される。
【００３７】
Ａ／Ｄ５５は、パラレル／シリアル変換回路（以下、Ｐ／Ｓと略す）５６と接続している。Ｐ／Ｓ５６は、各Ａ／Ｄ５５からの検出信号をパラレルデータからシリアルデータに変換する。このシリアルデータは、ケーブル２０、コネクタ１９、プローブ接続部１７を通って、携帯型超音波観測器１０のシリアル／パラレル変換回路（以下、Ｓ／Ｐと略す）６０に入力される。
【００３８】
Ｓ／Ｐ６０は、超音波プローブ１１から送られてきたシリアルデータを元のパラレルデータに戻す。ビームフォーマ（以下、ＢＦと略す）６１は、パラレルデータに戻された検出信号に対して、位相整合演算を施す。Ｌｏｇ圧縮検波回路６２は、ＢＦ６１から出力される検出信号にＬｏｇ圧縮を施し、その振幅を検波する。Ｌｏｇ圧縮検波回路６２から出力された検出信号は、メモリ（図示せず）に一旦格納される。
【００３９】
デジタルスキャンコンバータ（以下、ＤＳＣと略す）６３は、ＣＰＵ６４の制御の下、検出信号をテレビ信号に変換する。ＤＳＣ６３で変換されたテレビ信号は、Ｄ／Ａ変換器（図示せず）でＤ／Ａ変換が施され、モニタ１５に超音波画像として表示される。
【００４０】
ＣＰＵ６４は、携帯型超音波観測器１０の各部の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ６４は、操作部１４からの操作入力信号に基づいて各部を動作させる。また、ＣＰＵ６４は、超音波プローブ１１への電源供給を制御する。
【００４１】
上記構成を有する超音波診断装置２の作用について説明する。まず、超音波プローブ１１のコネクタ１９を携帯型超音波観測器１０のプローブ接続部１７に挿入固定し、携帯型超音波観測器１０と超音波プローブ１１の電気的機械的接続を得る。そして、操作部１４を操作して携帯型超音波観測器１０の電源を立ち上げるとともに、携帯型超音波観測器１０から超音波プローブ１１に電源を供給する。術者は、超音波プローブ１１の走査ヘッド１８を被検体に押し当てながら、携帯型超音波観測器１０のモニタ１５に表示される超音波画像を観察して診断を行う。
【００４２】
超音波プローブ１１では、走査制御部５２によって選択されたパルサ５０から該当チャンネルのＵＴｔ２７ａに励振パルスが送信され、ＵＴｔ２７ａから被検体に超音波が照射される。走査制御部５２により駆動されるパルサ５０は、超音波および反射波の１回の送受信毎に順次切り替えられる。これにより被検体に超音波が走査される。
【００４３】
ＵＴｔ２７ａから発せられた超音波は被検体で反射され、その反射波に応じた検出信号が該当チャンネルのＵＴｒ２７ｂから出力される。ＵＴｒ２７ｂからの検出信号は、受信アンプ５３で増幅された後、レシーバ５４に受信され、Ａ／Ｄ５５でＡ／Ｄ変換されてデジタル化される。Ａ／Ｄ５５でデジタル化された検出信号は、Ｐ／Ｓ５６でシリアルデータ化されて携帯型超音波観測器１０に送られる。
【００４４】
携帯型超音波観測器１０では、Ｓ／Ｐ６０によって検出信号がパラレルデータに戻さる。その後、検出信号はＢＦ６１に送られてＢＦ６１で位相整合演算され、さらにＬｏｇ圧縮検波回路６２でＬｏｇ圧縮、検波された後、メモリに一旦格納される。
【００４５】
Ｌｏｇ圧縮、検波後の検出信号は、ＤＳＣ６３でテレビ信号に変換される。ＤＳＣ６３で変換されたテレビ信号は、Ｄ／Ａ変換されてモニタ１５に超音波画像として表示される。
【００４６】
以上説明したように、超音波の送信は積層圧電素子であるＵＴｔ２７ａ、反射波の受信は単層圧電素子であるＵＴｒ２７ｂに担わせ、これらをＡＺ方向に交互に並べて送受信のチャンネルを構成するので、超音波画像の画質劣化を招くことなく、超音波および反射波の送受信感度を向上させることができる。
【００４７】
従来、１つの送受信チャンネルは、積層、単層の圧電素子を単体で使用した場合は２〜３個の圧電素子で構成される。この場合、ＡＺ方向については、発振波長に対して２〜３個の圧電素子を１つの点音源と見做している。このため、上記実施形態の如く２個の圧電素子で構成される送受信チャンネルの１個を送信用、もう１個を受信用として用いても、送受信チャンネル単位で点音源と見做すことは変わりがなく、方位分解能、画像生成等に影響を与えることはない。
【００４８】
但し、各圧電素子を単体で使用したときよりも、超音波の送信面（上面）は略半減し送信パワーも低下するので、これを補うように積層圧電素子の積層数を決定する必要がある。
【００４９】
単層圧電素子を送信用にした場合の印加電圧をＶ１、積層圧電素子を送信用にした場合の印加電圧をＶｎ、超音波の送信面の面積率をＳとした場合、積層圧電素子の積層数Ｎは、
Ｎ＝Ｖ１／（Ｖｎ・Ｓ）・・・（１）
から求められる。積層数Ｎは、単層圧電素子に印加電圧Ｖ１を掛けて得られていた送信パワーを、積層圧電素子に印加電圧Ｖｎを掛けたときに同様に得ることを可能にする値である。
【００５０】
１つの送受信チャンネルを積層圧電素子と単層圧電素子の２個で構成する場合、Ｓ＝０．５である。例えばＶ１＝±１００［Ｖ］、Ｖｎ＝±２０［Ｖ］とした場合、（１）式より積層数Ｎ＝１０である。このことから分かるように、上記実施形態の積層数Ｎ＝３は一例であり、１つの送受信チャンネルを構成する積層圧電素子の個数や使用するパルサの性能（パルサから積層圧電素子に与える印加電圧の大きさ）に応じて、積層圧電素子の積層数Ｎは適宜変更することが可能である。
【００５１】
また、１つの送受信チャンネルを積層圧電素子と単層圧電素子で構成する場合、全て単層圧電素子で構成する場合よりも、受信用の圧電素子の静電容量が低下するため、反射波を受信したときの検出信号のレベルは相対的に低くなる。上記実施形態では、この検出信号のレベルの低下を補うため、ＵＴｒ２７ｂと受信アンプ５３とを電気容量性の伝送線路を介さずに互いに直接接続し、検出信号のレベル低下を最小限に食い止めている。
【００５２】
従って、１つの送受信チャンネルを積層圧電素子と単層圧電素子で構成しても、超音波画像の画質に与える影響はなく、超音波および反射波の送受信感度の向上のみを実現することができる。送受信感度が向上すれば、近年注目されているハーモニックイメージングのための高調波を比較的精度よく取り込むことができる。例えば、送信用の積層圧電素子を基本波の送受信兼用とし、受信用の単層圧電素子を高調波受信用に構成すれば、よりハーモニックイメージングの高画質化に資することができる。
【００５３】
上記実施形態では、導体パターン３１ａ、３１ｂや送信回路基板３２ａおよび受信回路基板３２ｂを、バッキング材２６や台座２５の一側面に設けているが、本発明はこれに限定されない。例えば図６に示すＵＴアレイ７０のように、バッキング材２６や台座２５のＥＬ方向に対向する側面に送信用、受信用と分けてこれらを配置してもよい。
【００５４】
図６において、ＵＴアレイ７０は、基本的な構成は図２のＵＴアレイ２１と同様であるが、導体パターン３１ａ、３１ｂがバッキング材２６の対向する側面に分れて形成され、送信回路基板７１ａおよび受信回路基板７１ｂも台座２５の対向する側面に分れて設けられている点が異なる。各基板７１ａ、７１ｂは、ＡＺ方向に長く形成された１つのフレキシブルプリント基板からなる。こうすることで、図２のＵＴアレイ２１のように複数の基板を用意して取り付ける必要がなくなり、部品コストおよび製造工数を削減することができる。また、送受信の各基板が対向する側面に離れて設けられるので、一方の基板で発生したノイズが他方の基板に伝わることがなく、回路駆動を安定化させることができる。
【００５５】
なお、導体パターンや各基板をバッキング材や台座の内部に埋設しても可である。この場合、各基板に実装された部品、特に受信アンプの駆動熱をとるために水冷の冷却機構を設けてもよい。具体的には、バッキング材や台座内に冷却水等の液状冷媒を流す管路を配管する。そして、管路に冷却機と循環ポンプを繋ぎ、受信アンプの駆動熱を奪った液状冷媒を冷却機で冷却しつつ、循環ポンプで管路内を循環させる。
【００５６】
各基板をバッキング材等の側面に配する例と埋設する例を説明したが、一方の基板をバッキング材の側面に配置し、他方はバッキング材の内部に埋め込む、というように、これらを複合させてもよい。
【００５７】
上記実施形態では、携帯型超音波観測器と超音波プローブがケーブルで有線接続される例を挙げたが、携帯型超音波観測器と超音波プローブ間のデータの送受信を無線で行うものに適用してもよい。この場合は図５のＰ／Ｓ５６の後段とＳ／Ｐ６０の前段に、検出信号を無線で遣り取りするための無線送信部と無線受信部をそれぞれ設ける。また、超音波プローブにバッテリを内蔵させ、バッテリからの電源を超音波プローブの各部に供給する。
【００５８】
本発明によれば、超音波の送信用に積層圧電素子を用いた分、比較的低い電圧でＵＴｔを駆動しても、比較的高い送受信感度が得られるので、上記の無線超音波プローブのようにバッテリで駆動するタイプの耐用時間を従来よりも長引かせることができる。また、低電圧駆動であるためパルサ等の回路規模を小さくすることができ、ひいては超音波プローブの小型化にも寄与することができる。
【００５９】
なお、ＵＴアレイとパルサおよびレシーバの間に、駆動するＵＴｔ、ＵＴｒを選択的に切り替えるマルチプレクサを介挿してもよい。例えば送受信チャンネルが１２８チャンネルで、隣接する４８チャンネルを１つのブロックとして、該チャンネルに属する各ＵＴｔに任意の遅延差を与えて駆動する場合、マルチプレクサで駆動させるチャンネルを選択する。こうすれば、一度に駆動するチャンネル数分（この場合は４８チャンネル分）、パルサとレシーバを用意すればよいので、超音波プローブをさらに小型化することができる。また、走査制御部からマルチプレクサに切り替え信号を送信するだけで済むので、走査制御も簡単になる。
【００６０】
上記実施形態では、積層圧電素子および単層圧電素子の圧電体を同じ材質からなる圧電セラミックスとしているが、異なる材質で形成してもよい。また、１つの送受信チャンネルを積層圧電素子と単層圧電素子の１個ずつとした場合を例示したが、例えば積層圧電素子を２個（または１個）、単層圧電素子を１個（または２個）として、１つの送受信チャンネルを３個の圧電素子で構成してもよい。この場合も圧電素子を送信用、受信用とＡＺ方向に交互に並べることには変わりはなく、上記例でいえば、送信用、受信用、送信用（または受信用、送信用、受信用）と交互に並べる。
【００６１】
上記実施形態では、いわゆるコンベックス電子走査型の体外式の超音波プローブを例示したが、リニア電子走査型、ラジアル電子走査型の超音波プローブでもよい。電子内視鏡の鉗子チャンネルに挿入される体内式の超音波プローブや、電子内視鏡と一体化された超音波内視鏡についても本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００６２】
２  超音波診断装置
１０  携帯型超音波観測器
１１  超音波プローブ
２１、７０  超音波トランスデューサアレイ（ＵＴアレイ）
２７ａ  送信用超音波トランスデューサ（ＵＴｔ）
２７ｂ  受信用超音波トランスデューサ（ＵＴｒ）
３２ａ、７１ａ  送信回路基板
３２ｂ、７１ｂ  受信回路基板
５０  パルサ
５１  ＣＰＵ
５３  受信アンプ
５４  レシーバ
５５  Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）
６４  ＣＰＵ
【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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