(57)【要約】【課題】電気回路基板と振動子素子との接続を振動子の側面で行う構造の超音波探触子において、超音波探触子の冷却効率を向上させる。【解決手段】超音波探触子２は、複数の振動子素子が配列されてなる振動子２２と、振動子２２の各振動子素子の一方の面に配設された音響整合層２４と、振動子２２の他方の面に配設されたバッキング材２６とを有してなる探触子本体２８、この探触子本体２８を収容するハウジング３０、バッキング材２６に熱的に接続された熱伝導体３２、振動子２２の側面に配設され、振動子２２と超音波信号の送受信ケーブル３８とを電気的に接続する電気回路基板３４とを備え、熱伝導体３２は、ハウジング３０の一部の内側面３０ａに接触可能に配設され、かつ接触面の反対面とハウジング３０の内側面３０ｂとの間に空隙を有して配設され、空隙に位置させて熱伝導体３２を接触面の方向に押圧する弾性部材３６を設けて構成する。【選択図】    図１
2004329495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の振動子素子が配列されてなる振動子と、この振動子の各振動子素子の一方の面に配設された音響整合層と、前記振動子の他方の面に配設されたバッキング材とを有してなる探触子本体と、この探触子本体を収容するハウジングと、前記バッキング材に熱的に接続された熱伝導体と、前記振動子の側面に配設され、前記振動子と超音波信号の送受信ケーブルとを電気的に接続する電気回路基板とを備えた超音波探触子において、
前記熱伝導体は、前記ハウジングの一部の内側面に接触可能に配設され、かつ該接触面の反対面と前記ハウジングの内側面との間に空隙を有して配設され、前記空隙に位置させて前記熱伝導体を前記接触面の方向に押圧する弾性部材が設けられたことを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
複数の振動子素子が配列されてなる振動子と、この振動子の各振動子の一方の面に配設された音響整合層と、前記振動子の他方の面に配設されたバッキング材とを有してなる探触子本体と、この探触子本体を収容するハウジングと、前記バッキング材に熱的に接続された熱伝導体と、前記振動子の側面に配設され、前記振動子と超音波信号の送受信ケーブルとを電気的に接続する電気回路基板とを備えた超音波探触子において、
前記振動子と前記バッキング材との間に、前記振動子に比べて低い音響インピーダンスを有する低音響インピーダンス層が設けられたことを特徴とする超音波探触子。
【請求項３】
前記バッキング材の厚みを前記振動子の短軸方向に変化させて形成したことを特徴とする請求項２に記載の超音波探触子。
【請求項４】
前記バッキング材の前記熱伝導体が配設される面に複数の凸状部が設けられ、この凸状部は、間隔を空けて前記振動子の長軸方向に延在して形成されたことを特徴とする請求項２又は３に記載の超音波探触子。
【請求項５】
複数の振動子素子が配列されてなる振動子と、この振動子の各振動子の一方の面に配設された音響整合層と、前記振動子の他方の面に配設されたバッキング材とを有してなる探触子本体と、この探触子本体を収容するハウジングと、前記バッキング材に熱的に接続された熱伝導体と、前記振動子の側面に配設され、前記振動子と超音波信号の送受信ケーブルとを電気的に接続する電気回路基板とを備えた超音波探触子において、
前記熱伝導体の前記バッキング材に接続する部分に凹部を形成し、この凹部に前記探触子本体の一部が前記バッキング材の方からはめ込まれたとき、前記凹部を形成する側壁の内面と底部の内面が前記バッキング材に接触することを特徴とする超音波探触子。
【請求項６】
前記凹部に前記探触子本体の一部が前記バッキング材の方からはめ込まれたとき、前記凹部を形成する側壁と前記バッキング材の側壁とを共に貫通して固定する伝熱棒が設けられたことを特徴とする請求項５に記載の超音波探触子。
【請求項７】
前記熱伝導体は、前記ハウジングの一部の内側面に接触可能に配設され、かつ該接触面の反対面と前記ハウジングの内側面との間に空隙を有して配設され、前記空隙に位置させて前記熱伝導体を前記接触面の方向に押圧する弾性部材が設けられたことを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の超音波探触子。
【請求項８】
前記熱伝導体と該熱伝導体に接触する前記ハウジングの内側面との間に、空気に比べて高い熱伝導性を有する物質が介在されることを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の超音波探触子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置に用いる超音波探触子に関し、具体的には超音波探触子の温度上昇を抑制するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波探触子は、駆動信号を振動子により超音波に変換して被検体に送波すると共に、その被検体からの反射エコー信号を受波するものである。そして、受波した反射エコー信号は、超音波診断装置の画像構成部により超音波診断像、例えば断層像やドプラ像に再構成される。
【０００３】
この超音波探触子は、通常、ハウジングに振動子を有する探触子本体を収容し、この探触子本体の振動子に配列された複数の振動子素子の一方の面に音響整合層を配設するとともに、他方の面にバッキング材を配設して構成されている。
【０００４】
このような超音波探触子において、例えば、深い部位を診断する場合、反射エコー信号のＳＮ比を向上させるため、振動子に供給する駆動信号のエネルギを増大して被検体に超音波を送波するようにしている。したがって、浅い部位を診断する場合に比べ、超音波探触子内で減衰する超音波のエネルギが増加し、その超音波のエネルギが熱的エネルギに変わることで超音波探触子の温度が上昇することがある。
【０００５】
このような温度上昇を防止するため、従来、バッキング材に熱伝導体を熱的に接続し、この熱伝導体により探触子本体に生じた熱をバッキング材からハウジングに伝熱させ、この熱をハウジングの外表面から外気へ放熱するすることにより、超音波探触子を冷却することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２２９５５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、超音波探触子は、探触子本体の超音波射出面側を被検体に当接させて用いることから、使い勝手を考慮して、その超音波射出面を先端に位置させた矩形または長方形の縦長の角筒状に形成される。したがって、探触子本体で生じた熱をバッキング材からハウジングに伝熱する熱伝導体は、探触子本体に配設されたバッキング材の超音波射出方向に対し反対側に位置する背面に延在して配設される。
【０００８】
また、探触子本体の振動子素子と駆動信号や反射エコー信号を伝送するための送受信ケーブルとを接続する電気回路基板が、探触子本体の背面側ではなく、側面の方に配設される。すなわち、電気回路基板は、熱伝導体の側面とハウジングの内側面との間に配置される。したがって、その電気回路基板により熱伝導体からハウジングへの熱伝導が妨げられることから、超音波探触子の冷却効率が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明の課題は、電気回路基板と振動子素子との接続を振動子の側面で行う構造の超音波探触子において、超音波探触子の冷却効率を向上させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の超音波探触子は、複数の振動子素子が配列されてなる振動子と、この振動子の各振動子の一方の面に配設された音響整合層と、その振動子の他方の面に配設されたバッキング材とを有してなる探触子本体と、この探触子本体を収容するハウジングと、バッキング材に熱的に接続された熱伝導体と、前記振動子の側面に配設され、前記振動子と超音波信号の送受信ケーブルとを電気的に接続する電気回路基板とを備え、その熱伝導体は、ハウジングの一部の内側面に接触可能に配設され、かつ、その接触面の反対面とハウジングの内側面との間に空隙を有して配設され、その空隙に位置させて熱伝導体を接触面の方向に押圧する弾性部材が設けられたことを特徴とする。
【００１１】
このように構成すれば、弾性部材の押圧力により熱伝導体がハウジングの内面に接触した状態に保持されることから、その接触部分を介して探触子本体に生じた熱が熱伝導体からハウジングに効率よく伝達して超音波探触子の冷却効率を向上させることができる。
【００１２】
ところで、従来、深い部位を診断するため、振動子素子を駆動する信号のエネルギを増大して被検体に超音波を送波するとき、各振動子素子の背面からバッキング材に入射する超音波のエネルギも増大する。したがって、バッキング材に入射した超音波を確実に減衰するため、バッキング材の厚みを厚く設計することが考えられる。しかし、バッキング材の厚みを厚くすると、バッキング材による超音波の減衰効果を十分に得ることができる一方、バッキング材による熱抵抗が増大して伝熱効率が低下するおそれがある。
【００１３】
そこで、振動子とバッキング材との間に、その振動子に比べて低い音響インピーダンスを有する低音響インピーダンス層を設けることが好ましい。これにより、振動子素子の背面から送波された超音波の一部が、バッキング材に入射する前に、低音響インピーダンス層により反射されるので、バッキング材に入射する超音波のエネルギを低減することができる。したがって、バッキング材の厚みを薄く設計でき、バッキング材による熱抵抗の増大を抑制することができる。
【００１４】
また、一般に、直方体状に形成されるバッキング材の厚みは一様であるため、複数の振動子素子から背面方向に送波された各超音波は、バッキング材に入射した後、バッキング材と熱伝導体との接合面において同じタイミングで反射される。そして、反射された各超音波は、レンズにより収束された後、被検体に向かって伝播し、振動子素子から被検体側に送波された診断用の超音波に対しノイズ成分として影響を及ぼす。その結果、被検体からの反射エコー信号のＳＮ比が低下することがある。
【００１５】
そこで、バッキング材の厚みを振動子の短軸方向に変化させて形成することが好ましい。例えば、バッキング材の熱伝導体が配設される面に複数の凸状部を設け、この凸状部を間隔を空けて振動子の長軸方向に延在するように形成する。これにより、複数の振動子素子の背面からバッキング材に入射した各超音波は、バッキング材の熱伝導体が配設される面である背面に形成された凸状部によって、振動子の短軸方向に異なるタイミングで反射される。したがって、反射されて振動子方向に戻る超音波が時間的に分散されることから、ノイズ成分の大きさを低減することができるので、反射エコー信号のＳＮ比が低下することを回避できる。
【００１６】
また、探触子本体に生じた熱をバッキング材から熱伝導体に効率よく伝達させるため、熱伝導体に探触子本体がバッキング材の方からはめ込まれる凹部を形成し、この凹部に探触子本体がはめ込まれたとき、凹部を形成する側壁の内面と凹部を形成する底部の内面とがバッキング材に接触するようにしてもよい。これにより、単にバッキング材の背面が熱伝導体に接触する場合に比べ、熱伝導体とバッキング材との接触面積を大きくすることができるため、バッキング材から熱伝導体への熱を効率よく伝熱することができる。なお、振動子の超音波射出方向側に位置した面の長辺に沿う方向を振動子の長軸方向と称し、短辺に沿う方向を振動子の短軸方向と称している。
【００１７】
また、熱伝導体は、通常、バッキング材に比べ質量の大きい材料、例えば銅やアルミニウムなどの金属から形成されるため、単に接着剤などにより熱伝導体をバッキング材の背面に接着しても、熱伝導体がバッキング材から剥離する場合がある。
【００１８】
そこで、探触子本体の一部をバッキング材の方から凹部にはめ込んだとき、凹部を形成する側壁とバッキング材の側壁とを共に貫通して固定する伝熱棒を設けることが望ましい。これにより、単に接着剤によって熱伝導体をバッキング材に接着した場合に比べ、熱伝導体をバッキング材に確実に固定することができる。しかも、固定する伝熱棒は、熱伝導性を有することから、バッキング材から熱伝導体に熱をより一層効率よく伝熱させることができる。
【００１９】
上記場合において、熱伝導体とその熱伝導体に接触するハウジングの内側面との間に、空気に比べて高い熱伝導性を有する物質を介在することが好ましい。これにより、熱伝導体とハウジングの空間に熱伝導性物質が充填されることから、熱伝導体からハウジングに熱をより一層効率よく伝達することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
（実施形態１）
超音波探触子のハウジング内に板バネを設けた第１の実施形態について図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる超音波探触子の断面図、図２は、超音波探触子の図１のＩＩ―ＩＩ線から見た断面図、図３は、超音波探触子を用いた超音波診断装置のブロック図を示している。
【００２１】
図３に示すように、本実施形態の超音波診断装置１は、まず、送受信部１２から電気パルスである駆動信号が超音波探触子２に印加される。印加された駆動信号は超音波探触子２により超音波に変換され、変換された超音波は被検体の診断領域に照射される。そして、被検体から発生した反射エコー信号が超音波探触子２により受波されて電気信号に変換される。変換された反射エコー信号は、整相加算部１６により位相の整相及び加算が施され後、画像処理部１８により超音波診断画像、例えば断層像やドプラ像に再構成される。再構成された超音波診断画像は表示部２０のモニタに表示されるようになっている。
【００２２】
本実施形態の超音波探触子２は、図１に示すように、探触子本体２８、ハウジング３０、熱伝導体３２、電気回路基板３４、弾性部材である板バネ３６などを有して構成されている。
【００２３】
探触子本体２８は、振動子２２と、音響整合層２４と、バッキング材２６とを有して構成されている。振動子２２は、圧電セラミックスなどの圧電材料からなる短冊状の振動子素子が複数配列されて形成されている。なお、振動子２２の超音波射出方向側に位置した面の長辺に沿う方向を振動子２２の長軸方向と称し、短辺に沿う方向を振動子２２の短軸方向と称する。また、各振動子素子は、電気的及び機械的に独立して超音波信号と電気信号を相互に変換するものである。その各振動子素子の超音波射出面に音響整合層２４が接合して配設されている。この音響整合層２４は、振動子２２からの超音波を被検体へ効率よく伝達するものであり、ポリウレタンやエポキシなどの樹脂、または、その樹脂と金属粉との混合物、あるいは、ガラスやセラミックスなどの材料から作製されている。また、振動子２２の振動子素子の超音波射出面の反対面つまり背面にバッキング材２６が接合して配設されている。このバッキング材２６は、ゴム又は金属粉などが混入されたゴムなどの超音波減衰率の比較的大きな材料から作製されており、振動子素子の背面から放射された不必要な超音波を吸収して減衰するとともに、振動子２２の振動を抑えるものである。
【００２４】
ハウジング３０は、縦長の角筒状に形成されている。このハウジング３０の先端部に開口３１が形成される一方、他端部は湾曲形状に封止されて形成されている。開口３１の縁部に沿って超音波窓となるレンズ２５が取り付けられている。このレンズ２５は、シリコンゴムなどから作製されており、超音波射出面を曲率させて形成されている。このハウジング３０の開口３１に、探触子本体２８の音響整合層２４の部分がはめ込まれて支持されている。すなわち、探触子本体２８は、ハウジング３０の先端部分に内包して収納されており、電気的、機械的、または耐薬品的に保護されている。
【００２５】
熱伝導体３２は、熱伝導物質である銅やアルミニウムなどの金属により形成されており、伝熱された熱を効率よく全体に拡散するものである。この熱伝導体３２は、バッキング材２６の背面つまり振動子２２が配設された面の反対面に接着剤などにより接合され、この接合面から超音波射出方向の反対方向（以下、背面方向と称する。）に延在して設けられている。この熱伝導体３２は、一方の側面３２ａがハウジング３０の内側面３０ａの一部と接触可能に形成され、かつ、その側面３２ａの反対側に位置する側面３２ｂは、ハウジング３０の内側面３０ｂに対峙して形成されている。また、熱伝導体３２の側面３２ｂに、電気回路基板３４などを収納する収納空間４２が形成されている。この収納空間４２は、熱伝導体３２の側面３２ｂの延在方向に位置する部分が切削されることで形成されている。
【００２６】
電気回路基板３４は、振動子２２の振動子素子と駆動信号及び反射エコー信号を伝送するシールドされた送受信用のケーブル３８とを接続するものであり、探触子本体２８の側面に配置されて探触子本体２８の振動子に電気的に接続されている。したがって、この電気回路基板３４は、探触子本体２８の側面から収納空間４２の方に延在して配置されている。電気回路基板３４には、電気回路基板３４に配線された信号線やグランド線とケーブル３８とを電気的に中継するコネクタ４４が設けられている。ケーブル３８は、収納空間４２からハウジング３０の封止端部に挿通して設けられたケーブル管４０を通って送受信部１２に接続している。このケーブル３８を熱伝導体３２に接触させて配設すると、ケーブル３８を介して熱伝導体３２の熱を外気へ放熱することができる。
【００２７】
板バネ３６は、弾性を持たせた状態で収納空間４２に挿入して設けられている。この板バネ３６は、熱伝導性を有する金属材料などから形成されており、図１又は図２に示すように、湾曲部３６ａ、押圧部３６ｂ、３６ｃ、支持部３６ｄなどを有して構成されている。湾曲部３６ａは、円弧状に形成されており、その湾曲部３６ａの外周表面がハウジング３０の内側面３０ｂに接して設けられている。また、湾曲部３６ａの一方の端部は、ハウジング３０の内側面３２ｅに接触して位置されるとともに、他方の端部は、内側面３２に対向した内側面３２ｆに接触して位置されている。その内側面３２ｅに接触した端部に押圧部３６ｂが形成されるとともに、内側面３２ｆに接触した端部に押圧部３６ｃが形成されている。この押圧部３６ｂ、３６ｃは、ハウジング３０の中心軸に向かって突出し、かつ、熱伝導体３２の側壁３２ｄに接触可能に形成されている。すなわち、押圧部３６ｂ、３６ｃは、熱伝導体３２を熱伝導体３２とハウジング３０の接触面の方向に押圧している。この湾曲部３６ａと押圧部３６ｂ、３６ｃにより形成された空間に電気回路基板３４などが収納されるようになっている。
【００２８】
また、板バネ３６の湾曲部３６ａに支持部３６ｄが形成されている。この支持部３６ｄは、湾曲部材３６ａからハウジング３０の内側面３０ｂに沿って背面方向に延在して形成され、その延在部分が湾曲状に曲げられて熱伝導体３２の背面にネジなどにより固定されている。
【００２９】
このように構成される超音波探触子２を用いた超音波診断の動作について説明する。まず、超音波探触子２のレンズ２５の部分を被検体の体表に接触させる。次いで、送信部１２から供給された電気パルスである駆動信号は、ケーブル３８を介して振動子２２の電極に印加される。印加された駆動信号は振動子２２により超音波に変換され、変換された超音波は音響整合層２４を介してレンズ２５により集束されて被検体の診断領域にい向けて伝播される。また、振動子２２の背面から送波された不要な超音波はバッキング材２６により減衰される。そして、超音波が照射された被検体から反射エコー信号が発生し、発生した反射エコー信号が振動子２２により受波されて電気信号に変換される。変換された反射エコー信号は、送受信部１２により増幅処理などが施された後、Ａ／Ｄ変換部１４に入力されるようになっている。
【００３０】
ところで、電気回路基板３４を熱伝導体３２の側面３２ｂとハウジング３０の内側面３０ｂとの間に配設すると、その電気回路基板３４により熱伝導体３２からハウジング３０への熱伝導が妨げられ、超音波探触子２の被検体に接触する部分の冷却効率が低下する。
【００３１】
この点、本実施形態の超音波探触子２によれば、板バネ３６の押圧力により熱伝導体３２がハウジング３０の内面に接触した状態に保持されることから、その接触部分を介して探触子本体２８に生じた熱が熱伝導体３２からハウジング３０に効率よく伝達して超音波探触子２の冷却効率を向上させることができる。
【００３２】
また、探触子本体２８と熱伝導体３２との接合面部に電気回路基板３４を配設していないから、探触子本体２８に生じた熱が熱伝導体３２へ移動するのを妨げられない。
【００３３】
また、ＩＥＣ６０６０１−１等により規定されている制限を遵守することができ、被検体の体表に超音波探触子２を安全に接触させて超音波診断を行うことができる。
【００３４】
ここで、板バネ３６の形状は、図１及び図２の形状に限られるものではなく、要は、熱伝導体３２をハウジング３０の内面に押圧するものであればよい。
（実施形態２）
次に、熱伝導体がハウジングに接触する部分に熱伝導性物質を設けた第２の実施形態について図４を参照して説明する。図４は、第２の実施形態における超音波探触子の断面図を示している。図４に示すように、本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、熱伝導体３２と熱伝導体３２に接触するハウジング３０の内側面３０ａとの間に、空気に比べて熱伝導率が高い物質からなる熱伝導性物質４６を介在させたことにある。したがって、第１の実施形態と同様の機能及び構成を有する部品には同一の符号を付して説明を省略する。なお、熱伝導性物質４６は、例えば、銀、銅、アルミニウムなどの金属粉を樹脂などに混入することによってグリース状に作製されたものである。
【００３５】
通常、熱伝導体３２をハウジング３０の内側面３２ａに接触させた場合、その熱伝導体３２と内側面３２ａの間に、面粗さに応じた微少な空隙が形成される結果、熱伝導体３２からハウジング３０への熱移動が妨げられることがある。
【００３６】
この点、本実施形態の超音波探触子３によれば、その空隙に熱伝導性物質４６が充填されることから、熱伝導体３２の熱をハウジング３０に効率よく伝熱させることができる。
【００３７】
ここで、熱伝導性物質４６を設けることに加えて、ハウジング３０の内面全体に渡って伝熱層４７を設けるようにしてもよい。この伝熱層４７は、銅やアルミニウムなどの熱伝導性を有する物質から形成されている。これにより、熱伝導体３２の熱は、伝熱層４７を介してハウジング３０の内面全体に分散される結果、超音波探触子３ａを効率よく冷却することができる。
（実施形態３）
また、バッキング材の超音波減衰効率を維持しながらバッキング材による熱抵抗の増大を抑制する第３の実施形態について図６を参照して説明する。図６は、第３の実施形態における超音波探触子の断面図を示している。図６に示すように、本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、振動子２２とバッキング材２６との間に低音響インピーダンス層４８を介在させたことにある。したがって、第１の実施形態と同様の機能及び構成を有する部品には同一の符号を付して説明を省略する。なお、低音響インピーダンス層４８は、振動子２２に比べて音響インピーダンス（単位：１０６ｋｇ／ｍ２・ｓ）が十分低い物質、例えば、ポリウレタン（音響インピーダンス：約２）やエポキシ（音響インピーダンス：約３）などの樹脂を固めた材料から形成されたものである。
【００３８】
このような超音波探触子において、振動子２２の背面からバッキング材２６に入射する不要な超音波を確実に減衰させるために、バッキング材２６の厚みを厚く設計すると、そのバッキング材２６による熱抵抗が増大して伝熱効率が低下する。
【００３９】
この点、本実施形態の超音波探触子４によれば、振動子２２と低音響インピダンス４８は異なる音響インピーダンスを有するため、振動子２２から背面方向に送波された超音波の一部が、バッキング材２６に入射する前に低音響インピーダンス層４８により反射されてバッキング材２６に入射する超音波が低減される。したがって、バッキング材２６の厚みを薄く設計でき、バッキング材２６による熱抵抗の増大を抑制することができる。
（実施形態４）
さらに、振動子から被検体に送波される診断用の超音波に影響を与えるノイズ成分を低減する第４の実施形態について図７を参照して説明する。図７は、第４の実施形態における超音波探触子の断面図を示している。本実施形態が第３の実施形態と異なる点は、バッキング材２６の厚みを振動子の短軸方向に沿って変化させたことにある。したがって、第３の実施形態と同様の機能及び構成を有する部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
図７に示すように、超音波探触子５は、バッキング材２６の熱伝導体３２が設けられる面に複数の凸状部５０ａ〜５０ｅ、つまり複数の起状部が等間隔を空けて配設して構成されている。この凸状部５０ａ〜５０ｅは、振動子２２の長軸方向と同一方向に延在して形成されている。これにより、バッキング材２６の厚みは、振動子２２の短軸方向に変化している。また、熱伝導体３２は、バッキング材２６の背面に接合するように、バッキング材２６の背面に形成した凸状部５０ａ〜５０ｅに対応して形成されている。
【００４１】
通常、振動子２２に配列された複数の振動子素子の背面から送波された各超音波は、バッキング材２６と熱伝導体３２との接合面において同じタイミングで反射され、反射された超音波が診断用の超音波に影響を与えてノイズが発生する。
【００４２】
この点、本実施形態の超音波探触子５によれば、バッキング材２６の厚みが振動子２２の短軸方向に一様ではないことから、複数の振動子素子の背面からバッキング材２６に入射した各超音波は、バッキング材２６と熱伝導体３２との接合面において異なるタイミングで反射される。したがって、反射されて被検体方向に進行する超音波が時間的に分散されることから、診断用の超音波への影響を低減することができる。
【００４３】
また、バッキング材２６に進入する超音波の送波方向が、バッキング材２６と熱伝導体３２との接合面に対して垂直にならないようにバッキング材２６の背面が形成されているため、超音波の屈折や散乱効果により、反射超音波によるノイズ成分の大きさのピークをより一層小さくすることができる。
【００４４】
ここで、バッキング材２６の背面の形状は、図７の形状に限られるものではなく、要は、低音響インピーダンス４８とバッキング材２６の境界面が平面で、かつ、その境界面からバッキング材２６と熱伝導体３２の境界面までの距離が振動子２２の短軸方向に変化するようにすればよい。例えば、図８に示すように、バッキング材２６の厚みが、電気回路基板３４が配置された側面から反対側に位置する側面に向かうにつれて厚くなるようにしてもよい。また、図９に示すように、バッキング材２６の厚みが、熱伝導体３２が設けられる面の中心部からその面の端部に向かうにつれて厚くなるように形成することもできる。さらに、図１０に示すように、バッキング材２６の厚みが、熱伝導体３２が設けられる面の中心部からその面の端部に向かうにつれて薄くなるように形成してもよい。
（実施形態５）
本発明を適用してなる超音波探触子の第５の実施形態について図１１、図１２を参照して説明する。図１１Ａは、熱伝導体に設けられた凹部に探触子本体がはめ込まれた超音波探触子の片側断面図、図１１Ｂは、図１１Ａの矢印１００の指示する方向から見た超音波探触子の横断面図、図１１Ｃは、図１１Ａの凹部の側壁と探触子本体とを共に貫通する２つの伝熱棒が設けられた超音波探触子の片側断面図、図１１Ｄは、図１１Ｃの矢印１０１の指示する方向から見た超音波探触子の横断面図を示している。また、図１２は、伝熱棒により貫通された探触子本体と熱伝導体の斜視図である。
【００４５】
本実施形態が第２の実施形態と異なる点は、熱伝導体３２の探触子本体２８が接続する部分に窪みである凹部５１を形成し、この凹部５１に探触子本体２８の一部をバッキング材２６の方からはめ込んで収納するようにしたことにある。したがって、第２の実施形態と同様の機能及び構成を有する部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、超音波探触子６には、熱伝導体３２の探触子本体２８が接続する部分に凹部５１が形成されている。この凹部５１は、熱伝導体３２のバッキング材２６に接合する面の部分が切削されて形成されている。また、凹部５１にはめ込まれた探触子本体２８の側面に電気回路基板３４を接続させるため、凹部５１は、４つの側壁のうち１つの側壁が取り除かれ、３つの側壁５１ａ、５１ｂ、５１ｃに囲まれることにより形成されている。その凹部５１の底面の寸法は、探触子本体２８の背面の寸法と同じである。
【００４７】
本実施形態の超音波探触子６によれば、凹部５１に探触子本体２８がはめ込まれたとき、凹部５１を形成する側壁５１ａ〜５１ｃの内面と凹部５１の底面とが探触子本体２８の表面に接触する。したがって、単に探触子本体２８の背面を熱伝導体３２に接触させる場合に比べ、熱伝導体３２と探触子本体２８との接触面積が増加することから、探触子本体２８に生じた熱を熱伝導体３２に効率よく伝熱することが可能になる。
【００４８】
また、探触子本体２８と熱伝導体３２との接触面積が増加することから、その熱伝導体３２と探触子本体２８との接合力を増加させることができるので、熱伝導体３２が探触子本体２８から剥離することを回避できる。
【００４９】
ところで、熱伝導体３２は、通常、探触子本体２８のバッキング材２６に比べて質量の大きい材料、例えば銅やアルミニウムなどの金属から形成されるため、熱伝導体３２がバッキング材２６から剥離する場合がある。
【００５０】
したがって、図１１Ｃ、図１１Ｄ、図１２に示すように、超音波探触子６ａには、凹部５１に探触子本体２８がはめ込まれたとき、凹部５１を形成する側壁５１ａ、５１ｃと探触子本体２８のバッキング材２６の側壁とを共に貫通して固定する２つの伝熱棒５２ａ、５２ｂが設けられている。この伝熱棒５２ａ、５２ｂは、棒の径が凹部５１の側壁５１ａ、５１ｃに設けられた貫通穴の径と同じになるように形成され、その貫通穴にかしめられたり、接合されたりして固定されている。また、伝熱棒５２ａ、５２ｂは、探触子本体２８の熱をバッキング材２６に効率良く伝達するため、熱伝導性を有する物質から形成されており、また、振動子素子から送波される超音波の音響特性の劣化を低減するため、振動子２２の長軸方向に平行になるように設けられている。
【００５１】
このような超音波探触子６ａによれば、伝熱棒５２ａ、５２ｂにより熱伝導体３２とバッキング材２６の接合面への応力などが低減されることから、単に接着剤などにより熱伝導体３２をバッキング材２６の背面に接合した場合に比べ、熱伝導体３２をバッキング材２６に確実に固定することが可能になる。
【００５２】
ここで、熱伝導体３２の凹部５１の形状は、図１１及び図１２の形状に限られるものではなく、要は、熱伝導体３２と探触子本体２８との接触面積を確保できるものであればよい。例えば、凹部５１の１つの側面と１つの底部が探触子本体２８に接触するように形成してもよい。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、電気回路基板と振動子素子との接続を振動子の側面で行う構造の超音波探触子において、超音波探触子の冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる超音波探触子の断面図である。
【図２】超音波探触子の図１のＩＩ―ＩＩ線から見た断面図である。
【図３】超音波探触子を用いた超音波診断装置のブロック図である。
【図４】第２の実施形態における超音波探触子の断面図である。
【図５】第２の実施形態における超音波探触子の他の構成例を示している。
【図６】第３の実施形態における超音波探触子の断面図である。
【図７】第４の実施形態における超音波探触子の断面図である。
【図８】第４の実施形態における超音波探触子の他の構成例を示している。
【図９】第４の実施形態における超音波探触子の他の構成例を示している。
【図１０】第４の実施形態における超音波探触子の他の構成例を示している。
【図１１】第５の実施形態における超音波探触子の断面図である。
【図１２】伝熱棒により貫通された探触子本体と熱伝導体の斜視図である。
【符号の説明】
１      超音波診断装置
２      超音波探触子
２２    振動子
２４    音響整合層
２６    バッキング材
２８    探触子本体
３０    ハウジング
３２    熱伝導体
３４    電気回路基板
３６    板バネ
３８    ケーブル
４０    ケーブル管
４６    熱伝導性物質
４７    伝熱層
４８    低音響インピーダンス層
５０ａ  凸状部
５１    凹部
５２ａ  伝熱棒
【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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