(57)【要約】【課題】本発明の目的は、加工が容易な超音波プローブを提供するものである。【解決手段】超音波プローブは、超音波を送受信するための配列された複数の圧電振動子３０と圧電振動子３０に形成された複数の電極３２と有する圧電振動子層３と、超音波を集束又は拡散させるための音響レンズ５と、圧電振動子層３と音響レンズ５との間に設けられ、樹脂ベース４ｅと樹脂ベース４ｅに混合された導電性を有する粉体４ｄとからなる音響整合層４ｃとを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送受信するための配列された複数の圧電振動子と前記圧電振動子に形成された複数の電極と有する圧電振動子層と、
前記超音波を集束又は拡散させるための音響レンズと、
前記圧電振動子層と前記音響レンズとの間に設けられ、樹脂ベースと前記樹脂ベースに混合された導電性を有する粉体とからなる音響整合層とを具備することを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
前記音響整合層は、複数の音響整合素子を有す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】
前記粉体は、中空であ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４】
前記粉体は、前記樹脂ベースよりも音響インピーダンスが低い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５】
前記粉体は、前記超音波の波長の１／１０以下の粒径を有す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６】
前記粉体は、導電性を有する殻材で気体を封入してな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７】
前記粉体は、導電性を有する殻材で固体を被覆してな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８】
前記殻材はカーボンで形成されることを特徴とする請求項６に記載の超音波プローブ。
【請求項９】
前記殻材は金で形成されることを特徴とする請求項６に記載の超音波プローブ。
【請求項１０】
前記樹脂ベースは、エポキシ樹脂又はウレタン樹脂で形成され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１１】
前記電極は前記音響整合層と前記音響レンズとの間から引き出され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１２】
前記圧電振動子層と前記音響整合層との間に設けられ、前記音響整合層よりも音響インピーダンスの高い他の音響整合層をさらに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１３】
前記音響整合層は、１．５〜３．５Ｍｒａｙｌの音響インピーダンスを有す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１４】
前記音響整合層は、２Ω・ｃｍ以下の体積抵抗率を有す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１５】
超音波を送受信するための圧電振動子層と、
前記超音波を集束又は拡散させるための音響レンズと、
前記圧電振動子層と前記音響レンズとの間に積層された複数の音響整合層とを具備し、
前記複数の音響整合層の少なくとも一は、樹脂ベースと前記樹脂ベースに混合された導電性を有する粉体とからなることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項１６】
超音波プローブと、
前記超音波プローブを介して被検体を超音波で走査して、前記被検体からの複数のエコー信号を収集する走査部と、
前記走査部により収集されたエコー信号に基づいて前記被検体の内部画像を発生する画像発生部とを具備し、
前記超音波プローブは、超音波を送受信するための配列された複数の圧電振動子と前記圧電振動子に形成された複数の電極と有する圧電振動子層と、
前記超音波を集束又は拡散させるための音響レンズと、
前記圧電振動子層と前記音響レンズとの間に設けられ、樹脂ベースと前記樹脂ベースに混合された導電性を有する粉体とからなる音響整合層とを有する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、超音波プローブ及び超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体内を超音波で走査し、被検体内からの反射波から生成した受信信号に基づいて、被検体の内部状態を画像化する超音波診断装置が知られている。このような超音波診断装置は、圧電振動子を備えた超音波プローブにより被検体内に超音波を送信し、被検体内部で音響インピーダンスの不整合によって生じる反射波を超音波プローブで受信して受信信号を生成する。
【０００３】
超音波プローブは、送信信号に基づいて振動して超音波を発生し、反射波を受けて受信信号を生成する圧電振動子を走査方向に複数個、配置している。このような圧電振動子は、例えば、走査方向に直交する方向に均一な矩形状の音圧分布を有する超音波を送信し、音響レンズにより遅延差を与えることにより、被検体内の所定の深さで焦点を形成している。
【０００４】
ところで、圧電振動子の音響インピーダンスと被検体の音響インピーダンスとの音響整合を図る目的で、圧電振動子の上に多層構造を有する音響整合層を設け、音響整合層を介して超音波の送受信が行われている。音響整合層としては、１層の音響整合層よりも、２層の音響整合層の方が音響整合は良好となり、３層にすると更に音響整合は良好になる。なぜなら、圧電振動子から被検体への音響インピーダンスの変化は、３段階の方が、１段階よりも、音響的な損失が少ない。
【０００５】
このように圧電振動子と被検体との音響整合を良好にするのは、圧電振動子の音響インピーダンスと被検体の音響インピーダンスとの差が大きいと、圧電振動子から被検体に超音波を送信する際、被検体での超音波の反射損失が大きくなってしまうからである。そのことにより、被検体への超音波の送信を効率良く行うことができず、画質の良い画像を得ることができないからである。
【０００６】
図９に、多層構造を有する音響整合層を備えた超音波プローブの構成を示す。図９は、超音波プローブの正面図である。超音波プローブは、背面材３２と、その背面材３２の上に、走査方向に複数に分割されて配列されている圧電振動子層３３と、その圧電振動子層３３の上に、走査方向に複数に分割されて配列されている音響整合層３４と、その音響整合層３４の上に設けられた音響レンズ３５とからなる。また、音響整合層３４は、第１の音響整合層３４ａと、その第１の音響整合層３４ａの上に設けられた第２の音響整合層３４ｂと、その第２の音響整合層３４ｂの上に設けられた第３の音響整合層３４ｃとからなる。このような超音波プローブにおいて、圧電振動子層３３は音響整合層３４を介して超音波の送受信を行う。
【０００７】
一般的に、圧電振動子層３３の音響インピーダンスは約３０Ｍｒａｙｌであり、被検体の音響インピーダンスは約１．５Ｍｒａｙｌである。そして、圧電振動子層３３と被検体との音響整合を良好にするために、音響整合層４を多層構造にし、圧電振動子層３３から被検体まで音響インピーダンスを徐々に小さくする必要がある。図９に示す超音波プローブの場合、第１の音響整合層３４ａから第３の音響整合層３４ｃに向けて徐々に音響インピーダンスを小さくし、音響整合層３４のうち被検体側の音響整合層（第３の音響整合層３４ｃ）の音響インピーダンスを１．５〜３．５Ｍｒａｙｌにする必要がある。また、２層の音響整合層からなる超音波プローブの場合、第２の音響整合層の音響インピーダンスを１．５〜３．５Ｍｒａｙｌにする必要がある。
【０００８】
従来においては、音響整合層３４に、ポリウレタンやポリエチレンといった柔らかい樹脂フィルムを用いることにより、音響インピーダンスを低くしていた。しかしながら、樹脂フィルムは柔らかいため切削性が悪く、音響整合層３４を走査方向に複数に分割して配列させるために、ダイシングによる加工（アレイ加工）をすることができなかった。つまり、圧電振動子層３３と音響整合層４とを背面材２の上に積層した後、所望のピッチでダイシングすることができなかった。そのため、圧電振動子層３３間の音響的クロストークが高いといった問題があった。また、切削性が悪いため、容易に超音波プローブを製造することができなかった。
【０００９】
また、ポリウレタンやポリエチレンでは導電性がないため、アース電極を音響整合層３４側から取り出すことができなかった。ここで、音響整合層３４に導電性を持たせるために、ポリウレタンやポリエチレンに金属フィラー等の導電粒子を混合したとしても、密度が上昇してしまうので、所望の音響インピーダンスを満たさなくなってしまう。
【特許文献１】特開平６−３２７０９８号広報
【特許文献２】特開２００４−４５３８９号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、加工が容易な超音波プローブを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１局面において、超音波プローブは、超音波を送受信するための配列された複数の圧電振動子と前記圧電振動子に形成された複数の電極と有する圧電振動子層と、前記超音波を集束又は拡散させるための音響レンズと、前記圧電振動子層と前記音響レンズとの間に設けられ、樹脂ベースと前記樹脂ベースに混合された導電性を有する粉体とからなる音響整合層とを具備する。
【００１２】
本発明の第２局面において、超音波プローブは、超音波を送受信するための圧電振動子層と、前記超音波を集束又は拡散させるための音響レンズと、前記圧電振動子層と前記音響レンズとの間に積層された複数の音響整合層とを具備し、前記複数の音響整合層の少なくとも一は、樹脂ベースと前記樹脂ベースに混合された導電性を有する粉体とからなる。
【００１３】
本発明の第３局面において、超音波診断装置は、超音波プローブと、前記超音波プローブを介して被検体を超音波で走査して、前記被検体からの複数のエコー信号を収集する走査部と、前記走査部により収集されたエコー信号に基づいて前記被検体の内部画像を発生する画像発生部とを具備し、前記超音波プローブは、超音波を送受信するための配列された複数の圧電振動子と前記圧電振動子に形成された複数の電極と有する圧電振動子層と、前記超音波を集束又は拡散させるための音響レンズと、前記圧電振動子層と前記音響レンズとの間に設けられ、樹脂ベースと前記樹脂ベースに混合された導電性を有する粉体とからなる音響整合層とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、加工が容易な超音波プローブ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】
【００１５】
以下、本願発明の実施例に係る超音波プローブについて、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１は、本願発明の実施例に係る超音波プローブの概略構成を示す斜視図である。超音波プローブは、ヘッド側とケーブル側とからなり、図１には超音波プローブのヘッド側が示されている。
【００１７】
図１に示すように、本実施例に係る超音波プローブ１は、背面材２と、その背面材２の上に、圧電振動子層３と、その圧電振動子層３の上に、走査方向Ｚにそって多層化されている音響整合層４と、その音響整合層４の上に設けられた超音波を集束又は拡散させるための音響レンズ５とからなる。圧電振動子層３は、図３に示すように、走査方向Ｘに沿って配列された複数の圧電振動子３０を有する。
【００１８】
音響整合層４は、第１の音響整合層４ａと、その第１の音響整合層４ａの上に設けられた第２の音響整合層４ｂと、その第２の音響整合層４ｂの上に設けられた第３の音響整合層４ｃとからなる。第１乃至第３の音響整合層４ａ，４ｂ，４ｃは圧電振動子層３上に積層される。第１乃至第３の音響整合層４ａ，４ｂ，４ｃはすべて導電性を有する。それによりアース電極３２を、第１乃至第３の音響整合層４ａ，４ｂ，４ｃを介して引き出すことができる。つまりアース電極３２を、音響整合層４と音響レンズ５との間から引き出すことができる。
【００１９】
第１の音響整合層４ａは、圧電振動子層３より低く、第２の音響整合層４ｂより高い音響インピーダンスを有する。第２の音響整合層４ｂは、第１の音響整合層４ａより低く、第３の音響整合層４ｃより高い音響インピーダンスを有する。第３の音響整合層４ｃは、第２の音響整合層４ｂより低く、被検体より高い音響インピーダンスを有する。
【００２０】
圧電振動子層３は、走査方向Ｘに沿って分割されている。同様に、第１、第２、第３の音響整合層４ａ，４ｂ，４ｃもそれぞれ走査方向Ｘに沿って分割されている。換言すると、第１の音響整合層４ａは、走査方向Ｘに沿って配列された複数の第１の音響整合素子４０ａを有する。複数の第１の音響整合素子４０ａは、複数の圧電振動子３０に対してそれぞれ対応している。第２の音響整合層４ｂは、走査方向Ｘに沿って配列された複数の第２の音響整合素子４０ｂを有する。複数の第２の音響整合素子４０ｂは、複数の第１の音響整合素子４０ａに対してそれぞれ対応している。第３の音響整合層４ｃは、走査方向Ｘに沿って配列された複数の第３の音響整合素子４０ｃを有する。複数の第３の音響整合素子４０ｃは、複数の第２の音響整合素子４０ｂに対してそれぞれ対応している。
【００２１】
各圧電振動子３０は、隣の圧電振動子３０と物理的かつ音響的に分離されている。第１の音響整合素子４０ａも隣の第１の音響整合素子４０ａと物理的かつ音響的に分離されている。第２の音響整合素子４０ｂも隣の第２の音響整合素子４０ｂと物理的かつ音響的に分離されている。第３の音響整合素子４０ｃも隣の第３の音響整合素子４０ｃと物理的かつ音響的に分離されている。従来では、第３の音響整合層は分割されていないので、第３の音響整合層を介して隣り合う圧電振動子３０の間で混信が生じていた。本願発明では、第３の音響整合素子４０ｃも隣の第３の音響整合素子４０ｃと物理的かつ音響的に分離されているので、隣り合う圧電振動子３０の間の混信は実質的に生じない。
【００２２】
背面材２は、圧電振動子層３から発振された超音波振動や受信時の超音波振動のうち、超音波診断装置の画像抽出にとって必要でない超音波振動成分を減衰吸収する。
【００２３】
圧電振動子３０は例えば、チタン酸ジリコン酸鉛Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）等のセラミック材料からなる。また、圧電振動子層３の上下両面には、電極３１と電極３２とが形成されている。典型的には、電極３１は信号電極であり、電極３２は共通電極（アース電極）である。
【００２４】
また、音響整合層４を多層化することで、音響レンズ５とあいまって被検体の体表との音響インピーダンスの差分による信号ロスの発生を抑えている。この音響整合層４の構造については後で詳述する。
【００２５】
音響レンズ５は、被検体の体表面に接触して超音波の送受信の仲介を行なう。この音響レンズ５により、体表より所定の深さにスライス方向の音響的な焦点を結ぶ。また、走査方向の音響的な焦点は、走査方向に短冊状に配置された複数の圧電振動子３０の送信／受信のタイミングを切り替え制御することにより結ばれる。
【００２６】
図４に示すように、また、背面材２と圧電振動子層３との間に電極３１を介して、全面にＣｕ箔が形成された信号電極引き出し用のフレキシブル基板６ａが接着されている。更に、音響整合層４と音響レンズ５との間にアース引き出し用のフレキシブル基板６ｂが設けられている。具体的には、第３の音響整合層４ｃと音響レンズ５との間にフレキシブル基板６ｂが設けられている。尚、フレキシブル基板６ａは、リード線の役割を果たす。
【００２７】
次に、本実施例に係る超音波プローブ１の音響整合層４について詳細に説明する。本実施例に係る超音波プローブにおいては、第３の音響整合層４ｃが音響レンズ５を介して被検体に接触するため、この第３の音響整合層４ｃは２Ｍｒａｙｌ程度の音響インピーダンスが要求される。まず、第３の音響整合層４ｃの構成について図２Ａ、図２Ｂを参照しつつ説明する。図２Ａは、第３の音響整合層４ｃの断面図である。
【００２８】
第３の音響整合層４ｃは、樹脂ベース４ｅと、樹脂ベース４ｅに混合される中空の粉体(fine particles)４ｄとからなる。粉体４ｄの粒径は４０［ｎｍ］である。粉体４ｄは６０［％］の空孔率を有する。粉体４ｄの殻材は、導電性の典型的にはカーボン又は金で形成される。樹脂ベース４ｅは、例えば、音響インピーダンスが約３Ｍｒａｙｌのエポキシ樹脂、またはウレタン樹脂で形成される。粉体４ｄの混合により音響インピーダンスを低下させることができるので、音響インピーダンスが比較的高いけれども、比較的高い硬度を有するエポキシ又はウレタン製の樹脂ベース４ｅを第３の音響整合層４ｃに採用することを可能としている。それにより第３の音響整合層４ｃは、圧電振動子層３、第１の音響整合層４ａ、第２の音響整合層４ｂと同様に、カットすることができる。従来の第３の音響整合層の材料としては、低い音響インピーダンスを獲得するために、非常に柔らかい樹脂が不可避に採用されていた。
【００２９】
図２Ｂに示すように、粉体ｄは、導電性を有する例えばカーボン製の殻４０で、典型的には空気の気体４１を封入してなる。殻４０は樹脂ベース４ｅより音響インピーダンスが高い。殻４０の内部４１は樹脂ベース４ｅより音響インピーダンスが低い。殻４０は気体４１を封入する代わりに、樹脂ベース４ｅより音響インピーダンスが低い性質を有する固体を被覆してもよい。
【００３０】
粉体４ｄの粒径の大きさは、送受信する超音波の波長と関係している。粉体４ｄの粒径の大きさが大きすぎると超音波は粉体４ｄで反射され、散乱してしまう。例えば、粉体４ｄの粒径の大きさを、超音波の波長の１／５〜１／１０以下の大きさまで小さくすると、超音波の反射・散乱が実質的に発生しない。ここで、エポキシ樹脂内での音速は２５００ｍ／ｓである。本実施例においては、周波数が５［ＭＨｚ］の超音波を使用しており、波長は５００［μｓ］程度であると想定され、超音波の反射・散乱は確認されていない。粉体４ｄの粒径が小さいほど、超音波の反射・散乱は発生し難くなる。
【００３１】
中空のカーボンフィラーが混合された場合における、第３の音響整合層４ｃの密度変化及び音響インピーダンスの変化について図５及び図６を参照しつつ説明する。図５は、中空のカーボンフィラーの混合量と、第３の音響整合層４ｃの密度との関係を表すグラフである。図６は、中空のカーボンフィラーの混合量と、第３の音響整合層４ｃの音響インピーダンスとの関係を表すグラフである。図５に示すように、中空のカーボンフィラーの混合量を増やすと、第３の音響整合層４ｃの密度は低くなる。また、図６に示すように、中空のカーボンフィラーの混合量を増やすと、第３の音響整合層４ｃの音響インピーダンスは低くなる。このように、音響整合層の密度と音響インピーダンスとは比例関係が成り立ち、中空のカーボンフィラーを混合して第３の音響整合層４ｃの密度を小さくすることにより、第３の音響整合層４ｃの音響インピーダンスを低くすることが可能となる。例えば、中空のカーボンフィラーの混合量を約２０［ｗｔ％］とすることにより、第３の音響整合層４ｃの音響インピーダンスを約２Ｍｒａｙｌとすることができる。
【００３２】
また、空孔率が６０［％］よりも高いカーボンフィラーを用いれば、約２０［ｗｔ％］
よりも少ない混合量で約２Ｍｒａｙｌの音響インピーダンスを得ることができる。空孔率を高くすることにより、同じ混合量であっても第３の音響整合層４ｃの密度は低くなるからである。一方、空孔率が６０［％］よりも低いカーボンフィラーを用いた場合は、約２０［ｗｔ％］よりも多い混合量で約２Ｍｒａｙｌの音響インピーダンスを得ることができる。このように、粉体４ｄ（カーボンフィラー）の空孔率を変えた場合であっても、混合量を調整することにより、所望の音響インピーダンスを得ることができる。
【００３３】
中空のカーボンフィラーが混合された場合における、第３の音響整合層４ｃの体積抵抗率の変化について図７を参照しつつ説明する。図７は、中空のカーボンフィラーの混合量と、第３の音響整合層４ｃの体積抵抗率との関係を表すグラフである。
【００３４】
カーボンフィラー（粉体４ｄ）は導電性を有しているため、図７に示すように、ベース４ｅに対する混合量（体積率）を増やすと、第３の音響整合層４ｃの体積抵抗率は小さくなる。そのことにより、第３の音響整合層４ｃに導電性を持たせることが可能となる。同図に示すように、中空のカーボンフィラーの混合量を約２０［ｗｔ％］以上とすると、体積抵抗率が約２［Ω・ｃｍ］以下となり、第３の音響整合層４ｃに十分な導電性を持たせることができる。
【００３５】
尚、導電性を得るために中空のカーボンフィラーの混合量を多くすると、第３の音響整合層４ｃの密度が低くなり過ぎ、所望の音響インピーダンス（約２Ｍｒａｙｌの音響インピーダンス）を得ることができなくなる場合がある。このような場合は、中空のカーボンフィラーとともに、中空ではないカーボンフィラーを混合させることにより、第３の音響整合層４ｃの密度を調整して所望の音響インピーダンスを得るようにしてもよい。
【００３６】
また、第１の音響整合層４ａ及び第２の音響整合層４ｂには、導電性の材料、例えば、カーボングラファイトを用いる。
【００３７】
このように、第３の音響整合層４ｃを樹脂で構成しつつも導電性の粉体を混合させて導電性を持たせることにより、アース引き出し用のフレキシブル基板６ｂと圧電振動子３０とを電気的に接続させることができる。
【００３８】
本実施例においては、３層の音響整合層のうち１層の音響整合層である第３の音響整合層４ｃを樹脂で構成し、その中に中空の粉体を混合させて音響インピーダンスを低下させたが、本願発明はそれに限られない。３層の音響整合層のうち２層又は３層の音響整合層をエポキシ樹脂又はウレタン樹脂で構成し、その中に中空の粉体４ｅを混合させてもよい。つまり、第３の音響整合層４ｃだけでなく、第２の音響整合層４ｂ及び第１の音響整合層４ａを樹脂で構成し、中空の粉体を混合させてもよい。
【００３９】
例えば、３層の音響整合層のうち２層の音響整合層を樹脂で構成する場合は、第３の音響整合層４ｃと第２の音響整合層４ｂとを樹脂で構成し、その中に中空の粉体を混合させて音響インピーダンスを低下させる。ここで、第２の音響整合層４ｂに混合する粉体の混合量よりも、第３の音響整合層４ｃに混合する中空の粉体の混合量を多くすることで、第２の音響整合層４ｂの音響インピーダンスと比べて、第３の音響整合層４ｃの音響インピーダンスを低くする。そのことにより、圧電振動子層３から被検体に向けて徐々に音響整合層の音響インピーダンスを低下させることができ、圧電振動子層３と被検体との音響整合を良好にすることが可能となる。
【００４０】
３層の音響整合層のうち、すべての音響整合層を樹脂で構成する場合も同様である。第１の音響整合層４ａに混合する粉体の混合量よりも、第２の音響整合層４ｂに混合する粉体の混合量を多くし、第２の音響整合層４ｂに混合する粉体の混合量よりも、第３の音響整合層４ｃに混合する粉体の混合量を多くする。そのことにより、第１の音響整合層４ａの音響インピーダンスよりも第２の音響整合層４ｂの音響インピーダンスの方が低くなり、第２の音響整合層４ｂの音響インピーダンスよりも第３の音響整合層４ｃの音響インピーダンスの方が低くなる。従って、圧電振動子層３から被検体に向けて徐々に音響整合層の音響インピーダンスを低下させることができ、圧電振動子層３と被検体との音響整合を良好にすることが可能となる。
【００４１】
また、本実施例においては、３層からなる音響整合層について説明したが、本願発明はこれに限られず、音響整合層４は、２層で構成されていてもよく、更に、４層以上の層で構成されていてもよい。そのような場合であっても、圧電振動子層３から被検体に向けて徐々に音響整合層の音響インピーダンスを低下させることにより、音響整合を良好にすることができる。
【００４２】
尚、本実施例においては、中空の粉体としてカーボンフィラーを用いたが、カーボンフィラーに限らず、導電性を有する中空の粉体でればよく、Ａｕ（金）フィラー等を用いてもよい。また、樹脂としてエポキシ樹脂を用いたが、ウレタン樹脂を用いてもよい。
【００４３】
以上のように、被検体側の音響整合層の音響インピーダンスを低くすることで、圧電振動子層３と被検体との音響整合を良好にすることができる。
【００４４】
次に、本実施例に係る超音波プローブ１の製造方法について説明する。まず、エポキシ樹脂に中空のカーボンフィラーを混合し、脱泡した後、そのエポキシ樹脂を第２の音響整合層４ｂの上に塗付する。そして、熱を加えて樹脂を硬化させた後、所望の厚みに研磨することにより、第３の音響整合層４ｃを形成する。
【００４５】
また、エポキシ樹脂に中空のカーボンフィラーを混合させた後、熱を加えて硬化させてインゴットを作製してもよい。その場合、そのインゴットを所望の大きさに切り出し、所望の厚みに研磨して第３の音響整合層４ｃを作製し、第２の音響整合層４ｂの上に接着する。
【００４６】
そして、背面材２の上にフレキシブル基板６ａを介して圧電振動子３を接着し、更に圧電振動子３の上に音響整合層４を接着する。この音響整合層４は、予め、第１の音響整合層４ａの上に第２の音響整合層４ｂが接着されており、更に、上述した方法により第２の音響整合層４ｂの上に第３の音響整合層４ｃが接着されている。その後、圧電振動子３と音響整合層４とを所望のピッチでダイシングして、走査方向に複数に分割された圧電振動子３と音響整合層４とを作製する。そして、第３の音響整合層４ｃの上にフレキシブル基板６ｂを介して音響レンズ５を接着することにより、超音波プローブ１を作製する。
【００４７】
このように、硬度が比較的に高いエポキシ樹脂を用いることにより切削性が良くなるため、圧電振動子３と複数積層された音響整合層４とをダイシングにより分割させることができる。つまり、本実施例に係る超音波プローブはアレイ加工することができるため、柔らかくて切削性が悪い樹脂シートを使用したためにアレイ加工できなかった従来の超音波プローブと比較して、音響的クロストークを小さくすることが可能となる。更に、硬度が比較的に高く切削性の良い材料を使用するため、加工しやすくなり、超音波プローブ１の製造が容易となる。
【００４８】
次に、本願発明の超音波プローブを備えた超音波診断装置について、図６を参照しつつ説明する。図６は、本願発明の実施例に係る超音波診断装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【００４９】
この超音波診断装置６０には、超音波プローブ６１と、送受信回路６２と、送受信制御回路６３と、画像データ変換回路６４と、表示制御回路６５と、制御回路６７とからなる。送受信回路６２と送受信制御回路６３とは、超音波プローブ６１を介して被検体を超音波で走査して、被検体からの複数のエコー信号を収集するために設けられる。画像データ変換回路６４は、走査により収集されたエコー信号に基づいて被検体の内部画像を発生するために設けられる。
【００５０】
超音波プローブ６１には、本願発明の超音波プローブが使用され、患者等の被検体に対して超音波を送信し、被検体で反射した超音波をエコー信号として受信する。
【００５１】
送受信回路６２は、超音波プローブ６１に電気信号を供給して超音波を発生させるとともに、超音波プローブ６１が受信したエコー信号を受信する。送受信制御回路６３は、送受信回路６２の送受信制御を行なう。
【００５２】
画像データ変換回路６４は、送受信回路６２が受信したエコー信号を被検体の超音波画像データに変換する。表示制御回路６５は、画像データ変換回路６４によって変換された超音波画像データを、モニタ６６を制御して表示する。また、制御回路６７は、超音波診断装置６０全体の制御を行なう。
【００５３】
制御回路６７には、送受信制御回路６３、画像データ変換回路６４及び表示制御回路６５が接続されており、制御回路６７はこれら各部の動作を制御している。
【００５４】
そして、超音波プロー６１の圧電振動子に電気信号を印加して被検体に対して超音波を送信し、被検体内部で音響インピーダンスの不整合によって生じる反射波を超音波プローブ６１で受信する。
【００５５】
本願発明の超音波プローブを備えた超音波診断装置によれば、圧電振動子３と被検体との音響整合を良好にすることができるため、超音波の反射損失を小さくすることができ、被検体への超音波の送信を効率良く行うことができる。そのことにより、画質の良い画像を得ることができる。
【００５６】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、本発明の実施例に係る超音波プローブの概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の第３の音響整合層と粉体の断面図である。
【図３】図３は、図１の超音波プローブのＸＺ断面図である。
【図４】図４は、図１の超音波プローブのＹＺ断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施例において、中空のカーボンフィラーの混合量と、音響整合層の密度との関係を表すグラフである。
【図６】図６は、本発明の実施例において、中空のカーボンフィラーの混合量と、音響整合層の音響インピーダンスとの関係を表すグラフである。
【図７】図７は、本発明の実施例において、中空のカーボンフィラーの混合量と、音響整合層の体積抵抗率との関係を表すグラフである。
【図８】図８は、本願発明の超音波プローブが備えられた超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、従来の音響整合層の断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１…超音波プローブ、２…背面材、３…圧電振動子層、４…音響整合層、５…音響レンズ、３０…圧電振動子、４ａ…第１の音響整合層、４ｂ…第２の音響整合層、４ｃ…第３の音響整合層、３２…アース電極。
【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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