(57)【要約】【課題】本発明は、超音波プローブに関し、多重曲率半径を有する曲線形態の配列型変換器を用いて解像度が高くて視野角が広い超音波映像を獲得することを目的とする。【解決手段】本発明は超音波システムで広い視野角を有しながら解像度の高い超音波映像が得られる超音波プローブに関するものである。本発明による超音波プローブは、本体と、前記本体に固定されて曲線形態の配列型変換器を備え、超音波信号と電気的信号とを相互変換する超音波送受信部とを備え、前記曲線形態の配列型変換器は多重曲率半径を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブにおいて、
本体と、
前記本体に固定されて曲線形態の配列型変換器を備え、超音波信号と電気的信号とを相互変換する超音波送受信部とを備え、
前記曲線形態の配列型変換器は多重曲率半径を有することを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
前記配列型変換器は、
前記配列型変換器の中心部を中心に第１の曲率半径を有する第１の変換部と、
前記第１の変換部の一端に第２の曲率半径を有する第２の変換部と、
前記第１の変換部の他端に第３の曲率半径を有する第３の変換部と、
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】
前記第１の曲率半径は、前記第２及び３の曲率半径より大きく形成されたことを特徴とする請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記第２の曲率半径と前記第３の曲率半径とは、実質的に同一であることを特徴とする請求項３に記載の超音波プローブ。
【請求項５】
前記超音波送受信部は、
前記配列型変換器と対象体との間の音響インピーダンス差を減少させるための整合層と、
前記配列型変換器で発生した超音波信号が進行する方向に集束するための集束層と、
前記配列型変換器で発生した超音波信号が前記本体方向に進行するのを遮断するための吸音層と、
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の超音波プローブ。
【請求項６】
前記配列型変換器は、
前記配列型変換器の中心部を中心に第１の曲率半径を有する第１の変換部と、
前記第１の変換部の一端に前記第１の曲率半径より小さな複数の曲率半径を有する第２の変換部と、
前記第１の変換部の他端に前記第１の曲率半径より小さな複数の曲率半径を有する第３の変換部と、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波プローブに関し、特に超音波システムで多重曲率半径からなる配列型変換器を備えた超音波プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波システムは、無侵襲及び非破壊特性を有しており、対象体内部の情報を得るための医療分野に広く用いられている。超音波システムは、直接に切開して観察する外科手術の必要なしに高解像度の人体内部組織の映像をリアルタイムで医者に提供することができるので、医療分野に非常に重要なものとして用いられている。近来の高性能超音波システムは、対象体の内部形状（例えば、患者の内臓器管）の２次元または３次元診断映像を提供している。
【０００３】
超音波システムは超音波信号を送信及び受信するために一般に圧電（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ）物質で形成される変換素子を用いる。超音波システムは変換素子を電気的に刺激して人体に伝えられる超音波信号を生成し人体に送信する。人体に送信された超音波信号は不連続的な人体組織の境界で反射され、人体組織の境界から変換素子に伝達される超音波エコー信号は電気的信号に変換される。超音波システムは変換された電気的信号を増幅及び信号処理して組織に対する超音波映像データを生成する。
【０００４】
このように、超音波システムは超音波映像を得るために超音波信号と電気的な信号を相互変換させるプローブを備える。図１に示されたように、超音波システムに用いられる従来のプローブ１０は、本体１１及び対象体に超音波を送受信するための変換素子を備える超音波送受信部１２を備える。図１に表示された図面符号１３はプローブ１０と超音波システムの本体（図示せず）とを連結するケーブルである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８２４７号公報
【特許文献２】特開２００７−２１１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、超音波システムは超音波映像を通じて検査及び診断を行うため、超音波映像の解像度が非常に重要である。超音波映像の解像度を高めるために複数の変換素子で構成された配列型変換器が用いられている。図２は線状配列型変換器を用いてスキャニングする方法を概略的に示す図面である。図２に示されたように、線状配列型変換器２１０は、複数の変換素子２２０、例えば１２８個または１９２個の変換素子で構成される。線状配列型変換器２１０が備えられたプローブ（以下、線状プローブ）２０を用いる場合、線状配列型変換器２１０から深さ方向に互いに平行に複数のスキャンラインが設定される。線状配列型変換器２１０を用いて超音波映像を獲得する場合、深さ方向にスキャンラインが均一に分布するため、深さが深い所に対しても高い解像度の超音波映像を得ることができるが、超音波映像の視野角（ｖｉｅｗｉｎｇ  ａｎｇｌｅ）が狭いという短所がある。
【０００７】
線状配列型変換器構造のプローブ使用による問題、即ち、狭い視野角を広めるためにコンベックス（ｃｏｎｖｅｘ）配列型変換器構造のプローブ（以下、コンベックスプローブ）３０が用いられている。図３に示されたように、プローブ３０は、所定の曲率半径を有する配列型変換器３１０を備え、配列型変換器３１０は複数の変換素子３２０で構成される。コンベックスプローブ３０を用いてスキャニングする場合、図３に示されたように、コンベックス変換器３１０の中心から放射形態のスキャンラインが設定される。放射形態でスキャンラインを設定すれば広い視野角の超音波映像を獲得することができるが、深さが深くなるほどスキャンラインの間隔が広くなり、超音波映像の解像度が落ちるという問題がある。
【０００８】
また、最近はスキャンラインを各変換素子に垂直な方向に限定せず、任意角度に調整して視野角を調節する方法も用いられるが、この場合にもスキャンラインが配列型変換器と垂直でないので、解像度が高い超音波映像を得ることに限界がある。
【０００９】
前記問題を解決するために本発明は、多重曲率半径を有する曲線形態の配列型変換器を用いて解像度が高くて視野角が広い超音波映像を獲得することができる超音波プローブを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために本発明による超音波プローブは、本体と、前記本体に固定されて曲線形態の配列型変換器を備え、超音波信号と電気的信号とを相互変換する超音波送受信部とを備え、前記曲線形態の配列型変換器は多重曲率半径を有する。
【発明の効果】
【００１１】
前述したように、超音波プローブに備えられた配列型変換器の中央部分を曲率半径を両方の縁部の曲率半径より大きくすることによって、広い視野角で観察することを望む領域に対して解像度の高い超音波映像を獲得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照し本発明の実施例を説明する。
図４は、本発明の実施例による超音波プローブを概略的に示す図面である。図４に示されたように、本発明によって超音波システムに用いられる超音波プローブ４０は本体４２０及び対象体に超音波を送受信するための曲線形態の配列型変換器を備える超音波送受信部４１０を備える。本体４２０はユーザが容易につかめるように設計され、超音波送受信部４１０は圧電物質が振動しながら電気的な信号と超音波信号とを相互変換させる配列型変換器と、配列型変換器と人体との間の音響インピーダンス差を減少させる整合層と、配列型変換器の前方に進行する超音波を特定地点に集束させるレンズ層と、超音波が配列型変換器の後方に進行する超音波信号を遮断させて映像歪みを防止する吸音層などで構成される。図面番号４３０はプローブ４０と超音波システムのメイン本体（図示せず）と連結するためのケーブルを示したものである。
【００１３】
超音波信号を送受信するために対象体の表面と接触する超音波送受信部４１０の表面は多重曲率半径を有する構造に形成され、本発明による配列型変換器は超音波送受信部４１０の表面曲率と同一の曲率を有するように形成できる。
【００１４】
図４に示されたように、本発明による超音波送受信部４１０の表面は第１の曲率半径を有する第１の領域４１２、第２の曲率半径を有する第２の領域４１４Ａ及び第３の曲率半径を有する第３の領域４１４Ｂに区分される。第１の曲率半径が第２及び第３の曲率半径より大きいように第１の領域４１２が形成され、望ましくは第２の曲率半径と第３の曲率半径とは実質的に同一に形成できる。
図５は本発明の実施例による超音波プローブ４０の超音波送受信部４１０に装着された配列型変換器５１０を概略的に示す断面図である。本発明による配列型変換器５１０は第１の曲率半径ｒ１を有する第１の変換部５０２、第２の曲率半径ｒ２を有する第２の変換部５０４及び第３の曲率半径ｒ３を有する第３の変換部５０６で構成される。
【００１５】
第１の曲率半径ｒ１は、第２及び第３の曲率半径ｒ２、ｒ３より相対的に大きく、無限大に近接するように、即ち、線状になるように配列型変換器５１０を形成することができる。第１の曲率半径ｒ１が無限大の場合は第１の変換部５０２が線状配列に形成された場合に該当する。本発明の実施例に従って第２の曲率半径ｒ２と第３の曲率半径ｒ３は実質的に同一のように配列型変換器５１０を形成することができる。本発明の実施例によるプローブ４０は配列型変換器の中央部分、即ち、第１の変換部５０２の曲率半径ｒ１を大きくして解像度の高い超音波映像を得ることができ、配列型変換器５１０の両方の縁部、即ち第２及び３の変換部５０４、５０６の曲率半径ｒ２、ｒ３を小さくして視野角が広い超音波映像を得ることができる。また、本発明の実施例による第１の変換部５０２の幅は第２の変換部５０４及び第３の変換部５０６の幅より相対的に広く構成され、望ましくは配列型変換器５１０の幅に対して約５０％〜８０％に設定することが望ましく、第２及び第３の変換部５０４、５０６は実質的に同一の幅を有するように形成することができる。
【００１６】
一方、本発明の他の実施例では図５に示された配列型変換器５１０の第２の変換部５０４及び第３の変換部５０６が第２の曲率半径及び第３の曲率半径より小さな複数の曲率半径を有するようにそれぞれ形成することができる。
【００１７】
図６は、本発明による超音波プローブを用いて超音波映像を獲得するために設定されるスキャンラインを概略的に示す図面である。
【００１８】
図６に示されたように、プローブ５０の中央部分に設定されたスキャンラインは深さ方向に均一の間隔で設定され、プローブ５０の両方に行くほどスキャンラインが放射状態に設定される。プローブ５０の中央部分では深さ方向に均一の間隔のスキャンラインが設定されるため、深さによる超音波映像の解像度が低下するのを防ぐことができ、プローブ５０の超音波送受信部の両方の端部で設定されるスキャンラインを放射状態にすることによって、広い視野角を確保することができる。
本発明を望ましい実施例を通じて説明し例示したが、当業者であれば添付した特許請求の範囲の事項及び範疇を逸脱せず、様々な変形及び変更がなされることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来技術によるプローブを概略的に示す図面である。
【図２】線状配列型変換器を用いてスキャニングする方法を概略的に示す図面である。
【図３】コンベックス配列型変換器を用いてスキャニングする方法を概略的に示す図面である。
【図４】本発明の実施例による超音波プローブを概略的に示す図面である。
【図５】本発明の実施例による超音波プローブの超音波送受信部に装着された配列型変換器を概略的に示す断面図である。
【図６】本発明による超音波プローブを用いて超音波映像を獲得するために設定されるスキャンラインを概略的に示す図面である。
【符号の説明】
【００２０】
１０、２０、３０、４０、５０：超音波プローブ
１１、４２０：本体
１２、４１０：送受信部
１３：ケーブル
２１０、３１０、５１０：配列型変換器
２２０、３２０、５２０：変換素子
【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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