(57)【要約】【課題】最小数の熱センサで、全振動子中の最大温度を短時間で精度良く、検出することができる超音波探触子及びこれを用いた超音波診断装置を提供する。【解決手段】超音波探触子１は、１次元又は２次元に配列され、一方の端面が超音波発生面を形成する複数の振動子２と、これらの振動子の背面側に一体的に装着されて超音波を減衰させるバッキング３と、このバッキングよりも熱伝導率の大きい材料により短冊形に形成され、その一方の側端部が１次元に配列された振動子のそれぞれに接触し、他方の側端部がバッキングの背面側に露呈するか、又は、突出するようにバッキングに貫装された熱伝導層４と、この熱伝導層の他方の側端部に装着された熱センサ５とを備える。超音波診断装置は超音波探触子と超音波診断装置本体８とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ直方体状に形成され、その側面を互いに対向させて第１の方向に１次元に配列されるか、又は、前記第１の方向及びこれと直交する第２の方向に２次元に配列され、それらの配列方向と直交する方向の一方の端面が超音波発生面として揃えられ、他方の端面が背面として揃えられた複数の振動子と、前記複数の振動子の背面側に一体的に装着され、前記振動子の前記背面側から発生する超音波を減衰させるバッキングとを備えた超音波探触子において、
前記バッキングよりも熱伝導率の大きい材料により短冊形に形成され、その一方の側端部が前記第１の方向に配列された前記振動子のそれぞれに接触し、他方の側端部が前記バッキングの背面側に露呈するか、又は、突出するように前記バッキングに貫装された熱伝導層と、
前記熱伝導層の前記他方の側端部に装着された熱センサとを備え、
前記熱センサにより前記振動子の温度の検出を可能にしたことを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
それぞれ直方体状に形成され、その側面を互いに対向させて第１の方向及びこれと直交する第２の方向に２次元に配列され、それらの配列方向と直交する方向の一方の端面が超音波発生面として揃えられ、他方の端面が背面として揃えられた複数の振動子と、前記複数の振動子の背面側に一体的に装着され、前記振動子の背面側から発生する超音波を減衰させるバッキングとを備えた超音波探触子において、
前記バッキングよりも熱伝導率の大きい材料によりそれぞれ短冊形に形成され、一方の側端部がほぼ一直線上に並ぶ前記振動子のそれぞれに接触し、他方の側端部が前記バッキングの背面側に露呈するか、又は、突出するように前記バッキングに貫装され、かつ、前記振動子が２次元に配列された領域のほぼ中心部で交差するように配置された複数の熱伝導層と、
前記熱伝導層の前記他方の側端部が互いに交差する部位又はその近傍に装着された熱センサとを備え、
前記熱センサにより前記振動子の温度の検出を可能にしたことを特徴とする超音波探触子。
【請求項３】
前記熱伝導層は、銅、アルミニウム、グラファイト、ボロンナイトライド、カーボンナノチューブ、炭化珪素、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、アルミナ、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、高分子フィルムをグラファイト化した高配行性のＰＧＳグラファイトシート、ＣＶＤ法により炭化水素ガスの熱分解から製造されたＴＰＧシートのいずれかの材料を用いたことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波探触子。
【請求項４】
前記熱センサの出力に基づいて前記振動子の温度を検出する温度測定部と、
数値又は表示色を変えることが可能な温度表示モニタと、
前記温度測定部で検出された温度に応じて前記温度表示モニタの数値又は表示色を変えるように制御する温度表示モニタ制御部とを、
備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の超音波探触子。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の超音波探触子と、
前記熱センサの出力に基づいて前記振動子の温度を検出する温度測定部、超音波診断に関係する情報を表示するモニタ及び前記温度測定部で検出された温度を前記モニタに表示させるモニタ制御部を含む超音波診断装置本体とを、
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
前記超音波探触子は、前記超音波発生面に超音波を収束して分解能を高めるとともに、被検体接触部となる音響レンズを備え、
前記超音波診断装置本体は、前記振動子に印加する送信電圧条件をコントロールする送信電圧制御部と、前記温度検出部の出力に基づいて前記音響レンズの温度が所定値を超えないようにするか、又は、前記所定値を超えたとき前記送信電圧制御部の送信電圧に制限をかける温度制御部とを、
備えたことを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子の温度を短時間で精度良く、検出することが可能な超音波探触子及びこの超音波振動子を超音波診断装置本体に接続して操作者にその温度情報を提供し、また、振動子の温度を制御して被検体接触部の表面温度を制御することが可能な超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は従来の超音波探触子及びこれを用いた超音波診断装置の概略構成図であり、超音波探触子１００と、超音波診断装置本体１０６とで超音波診断装置を構成している。このうち、超音波探触子１００は、超音波診断装置本体１０６に接続され、走査方向Ａに電気的に分離して配列された多数の振動子１０１と、これらの振動子１０１が超音波を送信する側を前面側としてその背面側に設けられたバッキング１０２と、振動子１０１の前面側（以下、被検体側と記す）に設けられた音響整合層１０４と、さらに、音響整合層１０４の被検体側に設けられた音響レンズ１０５とを備え、バッキング１０２中に、例えば、サーミスタなどの熱センサ１０３が埋め込まれている（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００３】
この超音波探触子１００による超音波診断時には、超音波診断装置本体１０６の送信電圧制御部１０７から、超音波探触子信号線１１０を介して、振動子１０１にパルス状の電圧を印加し、この振動子１０１から超音波を発生させて被検体（図示せず）に送信し、さらに、被検体の生体組織などからの反射波を振動子１０１で受信して得られた信号を超音波診断装置本体１０６の演算処理部（図示せず）で演算処理することにより被検体内部の画像を生成し、その画像をモニタ（図示せず）に表示させるように構成されている。
【０００４】
一般に、振動子１０１で電気信号を機械エネルギーに変換する際、エネルギー損失などに起因して熱が発生する。そのとき、超音波診断装置本体１０６からの送信電圧、パルス長、繰返し時間などで決まる電力が増大するほど、発生する熱量も増大し、被検体接触部としての音響レンズ１０５の表面温度が適温よりも高くなる。そこで、音響レンズ１０５の表面温度は医療機器製品安全試験の国際規格であるIEC60601-2-37で定められている温度を超えないように、送信電圧などの条件を設定しなければならない。熱センサ１０３を持たない超音波探触子ではIEC60601-2-37で定められている温度に対する余裕度を考慮して送信電圧などを低めに設定していた。そのため、人体の深い部位を観察する際に、ペネトレーション（観察する診断深さ）や感度が足りなくなることがあった。
【０００５】
図７に示した超音波探触子１００は、振動子１０１の背面側のバッキング１０２の内部に熱センサ１０３が設けられ、この熱センサ１０３により振動子１０１の温度を計測することによって、音響レンズ１０５の表面温度が一定値を超えないように、送信電圧などを制御することを可能にしている。ここで、振動子１０１はこれに印加される送信電圧を機械エネルギーに変換するＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）などで構成され、これらの振動子１０１はそれぞれ矩形状の側面を有し、電気的に互いに分離されて走査方向Ａに６４〜２５６個程度配列されている。音響整合層１０４は、超音波を効率よく被検体に伝播させる１層以上の音響整合部材で形成されている。音響レンズ１０５は、被検体に接触し、また、超音波を収束して分解能を高めるために、走査方向Ａに対して垂直方向、すなわち、紙面と垂直方向（以下短軸方向Ｂと呼ぶ）に曲率を持たせて、図の下方に凸状に形成されている。
【０００６】
熱センサ１０３が、例えば、サーミスタである場合、超音波診断装置本体１０６の温度測定部１０８はサーミスタの電気抵抗の変化から振動子１０１の温度を測定し、その温度測定結果を温度制御部１０９に送り込む。温度制御部１０９は、温度測定部１０８から送り込まれた温度測定結果と、あらかじめ定められた一定の温度とを比較して、温度測定結果が一定の温度になったと判断したとき、送信電圧制御部１０７に送信電圧などを下げる指示を与える。送信電圧制御部１０７は、温度制御部１０９の指示に従って送信電圧などを下げる。これによって、振動子１０１の温度が下がると、温度制御部１０９は、送信電圧を元に戻す指示を送信電圧制御部１０７に与える。このようにして、音響レンズ１０５の温度が一定値を超えないように制御することができる。
【０００７】
上述した熱センサ１０３は、振動子１０１の走査方向Ａの中央部分に設けられており、実際には振動子１０１の中央部分の温度を検出している。通常の電子セクタ方式で走査する場合には、振動子１０１全体が一様に駆動されるので中央部分の温度検出のみで十分である。ところが、振動子を順次切り替えるリニアアレイ方式で走査する場合には、駆動される振動子１０１が常時切り替わるため、中心付近の温度が最高にならない可能性がある。したがって、振動子１０１の最高温度を正確に測定するにはより多くの部分で温度を検出する必要があった。そこで、走査方向Ａの複数箇所でそれぞれ振動子の温度を検出することにより、部分的、局所的な過熱も検出することができる超音波探触子（図示を省略）が提案されている（例えば、下記の特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−２６５３１５号公報（段落０００５、第３図）
【特許文献２】特許第３３２５７１２号公報（段落００２２、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の超音波探触子及びこれを用いた超音波診断装置は、被検体の生体情報を超音波診断装置本体１０６のモニタで観察中に、操作者に被検体接触部の温度情報を知らせる手段がなく、操作者は温度情報を考慮しながら、送信電圧を変更してペネトレーションや感度を上げようとするができなかった。また、特許文献１に記載された従来の超音波探触子は、熱センサ１０３がサーミスタであると、その大きさは小さいものでも幅が１．０ｍｍ程度で、その容器がガラスや金属などで構成されている。このサーミスタをバッキング１０２の内部の振動子１０１の近くに配置すると、振動子１０１から発生する超音波が熱センサ１０３で反射されて、再び振動子１０１で受信されることになる。このため、反射ノイズが生体情報を劣化させることになり、熱センサ１０３としてサーミスタを使用することができないという問題があった。
【０００９】
そこで、熱センサ１０３を振動子１０１から十分に離し、バッキング１０２内の反射ノイズの影響がなくなる位置に設けた場合には、振動子１０１と熱センサ１０３との間に、バッキング１０２が介在することになり、正確な温度を測定することができなかった。すなわち、バッキング１０２の材料は超音波の減衰を大きくするものが用いられており、その材料の熱伝導率は極めて小さい値の１Ｗ／（ｍ・Ｋ）前後であるため、熱がバッキング１０２を伝わるのに一定の時間を要し、振動子１０１の温度を短時間で精度良く、測定することができなかった。
【００１０】
このように、振動子１０１の温度を短時間で精度良く、測定することができなければ、余裕度を考慮して送信電圧などを低く抑えなければならない。したがって、人体の深い部位を観察する際には制御の応答が遅くなってペネトレーションや感度が足りなくなる原因となり画像が劣化し、深い部位が見えにくくなる。また、振動子１０１の大部分を常時駆動する電子セクタ方式で走査する場合などに起こりやすい急速な温度上昇の抑制ができない要因にもなっていた。
【００１１】
一方、特許文献２に記載された従来の超音波探触子では、走査方向Ａに配列された振動子のうち、一部の振動子に発生する最高温度を熱センサによって測定するには、熱センサを多数設置しなければならない。このように熱センサを多数設置した場合、各熱センサの出力から温度を測定するための回路規模が大きくなるとともに、各熱センサのバラツキ補正が必要になるなど、回路構成も複雑になるという問題があった。また、製造過程においては、熱センサの取付け時間が１つの場合よりも熱センサ数分必要となることから数倍を要し、作業性が悪く、超音波探触子の質量が大きくなり、さらに、熱センサを多数設置する空間が必要となるため、筐体が大きくなって操作性が悪くなるという問題もあった。
【００１２】
以上、従来の装置が抱える問題点について説明したが、超音波探触子及び装置が備えるべき要件を列記すると、下記の（ａ）〜（ｅ）項のようになる。
（ａ）バッキングの性能（振動子１０１からバッキング側に進行及び反射し、振動子１０  １で受信される超音波を減衰させ、生体情報を劣化が生じることを防止する）を損なわ  ない箇所に熱センサを設ける。
（ｂ）振動子の温度の計測を短時間で精度良く、行う必要がある。
（ｃ）超音波探触子の筐体を小さくするために、熱センサをバッキングの背面側に設置することが望ましい。
（ｄ）作業性を良くし、軽くて小さい超音波探触子にするため、最少数の熱センサで、全振動子中の最大温度を測定する必要がある。
（ｅ）モニタによる画像の観察中に、表面温度値を操作者に知らせることで、操作者が温度情報を考慮しながら、送信電圧を変更してペネトレーションや感度を上げることができるようにすることが望ましい。
【００１３】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、その目的は、バッキングの性能を損なうことがなく、最少数の熱センサで、全振動子中の最大温度を短時間で精度良く、検出することができる超音波探触子を提供することにある。
本発明の他の目的は、振動子の温度、あるいは、振動子の温度から推測される被検体接触部の表面温度の情報などを操作者や被験者に提供することができるようにし、これによって、操作者が温度情報を考慮しながら、送信電圧を変更してペネトレーションや感度を上げることができる超音波探触子及び超音波診断装置を提供することにある。
本発明のもう１つの目的は、振動子の温度を制御して被検体に接触する音響レンズの表面温度を設定した範囲に保持し、また、表面温度の余裕度を従来よりも低くでき、あるいは考慮する必要を無くすことで、送信電圧を高く設定でき、ペネトレーションや感度を上げることができる超音波探触子を備えた超音波診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、それぞれ直方体状に形成され、その側面を互いに対向させて第１の方向に１次元に配列されるか、又は、前記第１の方向及びこれと直交する第２の方向に２次元に配列され、それらの配列方向と直交する方向の一方の端面が超音波発生面として揃えられ、他方の端面が背面として揃えられた複数の振動子と、前記複数の振動子の背面側に一体的に装着され、前記振動子の前記背面側から発生する超音波を減衰させるバッキングとを備えた超音波探触子において、
前記バッキングよりも熱伝導率の大きい材料により短冊形に形成され、その一方の側端部が前記第１の方向に配列された前記振動子のそれぞれに接触し、他方の側端部が前記バッキングの背面側に露呈するか、又は、突出するように前記バッキングに貫装された熱伝導層と、
前記熱伝導層の前記他方の側端部に装着された熱センサとを備え、
前記熱センサにより前記振動子の温度の検出を可能にしたことを特徴とする。
この構成により、バッキングの性能を損なうことがなく、最小数の熱センサで、全振動子中の最大温度を短時間で精度良く、検出することができる超音波探触子が提供される。
【００１５】
また、本発明は、それぞれ直方体状に形成され、その側面を互いに対向させて第１の方向及びこれと直交する第２の方向に２次元に配列され、それらの配列方向と直交する方向の一方の端面が超音波発生面として揃えられ、他方の端面が背面として揃えられた複数の振動子と、前記複数の振動子の背面側に一体的に装着され、前記振動子の背面側から発生する超音波を減衰させるバッキングとを備えた超音波探触子において、
前記バッキングよりも熱伝導率の大きい材料によりそれぞれ短冊形に形成され、一方の側端部がほぼ一直線上に並ぶ前記振動子のそれぞれに接触し、他方の側端部が前記バッキングの背面側に露呈するか、又は、突出するように前記バッキングに貫装され、かつ、前記振動子が２次元に配列された領域のほぼ中心部で交差するように配置された複数の熱伝導層と、
前記熱伝導層の前記他方の側端部が互いに交差する部位又はその近傍に装着された熱センサとを備え、
前記熱センサにより前記振動子の温度の検出を可能にしたことを特徴とする。
この構成により、バッキングの性能を損なうことがなく、最小数の熱センサで、全振動子中の最大温度を短時間で精度良く、検出することができる超音波探触子が提供される。
【００１６】
また、本発明に係る超音波探触子は、熱伝導層として、銅、アルミニウム、グラファイト、ボロンナイトライド、カーボンナノチューブ、炭化珪素、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、アルミナ、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、高分子フィルムをグラファイト化した高配行性のＰＧＳグラファイトシート、ＣＶＤ法（化学蒸着法）により炭化水素ガスの熱分解から製造されたＴＰＧシートのいずれかの材料を用いたことを特徴とする。
この構成により、バッキングよりも格段に大きい熱伝導率を持たせることができ、全振動子中の最大温度を短時間で精度良く、検出する能力を高めることができる。
【００１７】
また、本発明に係る超音波探触子は、
前記熱センサの出力に基づいて前記振動子の温度を検出する温度測定部と、
数値又は表示色を変えることが可能な温度表示モニタと、
前記温度測定部で検出された温度に応じて前記温度表示モニタの数値又は表示色を変えるように前記温度表示モニタを制御する温度表示モニタ制御部とを備えたことを特徴とする。
この構成により、振動子の温度、あるいは、振動子の温度から推測される被検体接触部の表面温度の情報などを操作者や被験者に提供することができ、これによって、操作者が温度情報を考慮しながら、送信電圧を変更してペネトレーションや感度を上げることができる超音波探触子が提供される。
【００１８】
また、本発明は、上記の超音波振動子のうちのいずれか１つの超音波探触子と、
前記熱センサの出力に基づいて前記振動子の温度を検出する温度測定部、超音波診断に関係する情報を表示するモニタ及び前記温度測定部で検出された温度を前記モニタに表示させるモニタ制御部を含む超音波診断装置本体とを備えたことを特徴とする超音波診断装置である。
この構成により、振動子の温度、あるいは、振動子の温度から推測される被検体接触部の表面温度の情報などを操作者や被験者に提供することができ、これによって、操作者が温度情報を考慮しながら、送信電圧を変更してペネトレーションや感度を上げることができる超音波診断装置が提供される。
【００１９】
また、本発明に係る超音波診断装置は、
前記超音波探触子が、前記超音波発生面に超音波を収束して分解能を高めるとともに、被検体接触部となる音響レンズを備え、
前記超音波診断装置本体が、前記振動子に印加する送信電圧条件をコントロールする送信電圧制御部と、前記温度検出部の出力に基づいて前記音響レンズの温度が所定値を超えないようにするか、又は、前記所定値を超えたとき前記送信電圧制御部の送信電圧に制限をかける温度制御部とを備えたことを特徴とする。
この構成により、振動子の温度を制御して被検体に接触する音響レンズの表面温度を設定した範囲に保持し、また、表面温度の余裕度を従来よりも低くでき、あるいは考慮する必要を無くすことで、送信電圧を高く設定でき、ペネトレーションや感度を上げることができる超音波探触子を備えた超音波診断装置が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る超音波探触子は、上記のように構成したことにより、バッキングの性能を損なうことがなく、最小数の熱センサで、全振動子中の最大温度を短時間で精度良く、検出することができる。
また、本発明に係る超音波診断装置は、上記の超音波探触子を用いることによって、振動子の温度、あるいは、振動子の温度から推測される被検体接触部の表面温度の情報などを操作者や被験者に提供することができ、これによって、操作者が温度情報を考慮しながら、送信電圧を変更してペネトレーションや感度を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図面に示す好適な実施の形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明に係る超音波探触子の第１の実施の形態及びこれを用いた超音波診断装置の概略構成図であり、図２は本発明に係る超音波探触子の第１の実施の形態の主要部の詳細な構成を示す斜視図であり、図３は本発明に係る超音波探触子の第１の実施の形態の主要部の詳細な構成を示す上面図である。図１において、超音波探触子１は、走査方向Ａに１次元に配列された多数の振動子２と、これらの振動子２の背面側に設けられたバッキング３と、多数の振動子２が発生する熱を他の所定の部位に効率よく伝達しそして拡散させるための熱伝導層４を備えている。この多数の振動子２は、それぞれＰＺＴなどの圧電セラミックや単結晶などで直方体状に形成され、直方体が１列に並ぶことから、矩形の１つの側面が互いに対向し、さらに走査方向Ａに対し横方向（図１において、紙面の手前側かあるいは奥側）から見た場合、矩形の他の側面が櫛歯状に並ぶ状態で配列されている。また、熱伝導層４は図２に示すように、短冊形に形成され、その一方の側端部が走査方向Ａに配列された振動子２のそれぞれに接触し、他方の側端部がバッキング３の背面側に露呈するか、又は、突出するようにこのバッキング３に貫装されている。
【００２２】
また、熱伝導層４の他方の側端部、すなわち、背面側の側端部には、振動子２の温度を検出するための、例えば、サーミスタや、赤外線を検出する放射温度計などが用いられる熱センサ５が装着され、振動子２の被検体（図示せず）側には、超音波を効率良く伝播するための１層以上の音響整合部材が用いられる音響整合層６が設けられ、さらに、音響整合層６の被検体側には、短軸方向Ｂ（図２参照）に対して凸状の曲率を有する音響レンズ７が設けられている。そして、一体化された振動子２、バッキング３、熱伝導層４、熱センサ５、音響整合層６及び音響レンズ７が、音響レンズ７の被検体側の表面のみを露呈させて筐体１９に収められている。
【００２３】
ここで、振動子２から送信される超音波は、バッキング３及び熱伝導層４にも伝播するが、バッキング３及び熱伝導層４に伝播した超音波は不要なものであり、本実施の形態では、バッキング３で吸収若しくは散乱により減衰させるようにして、超音波が再び振動子２に戻らないようにしている。図１では、１枚の熱伝導層４がバッキング３の内部に設けられているが、振動子２からの超音波が熱伝導層４で反射して悪影響を及ぼさない程度の厚みにすることが肝要である。そのため、熱伝導層４としてはバッキング３と比較して少なくとも１００倍以上か、又は、１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を持つものが望ましい。
【００２４】
通常、バッキング３の材料としては、フェライト粉を充填した合成ゴムや、エポキシ樹脂若しくはウレタンゴムなどの高分子にタングステンやアルミナ若しくは減衰を大きくするために、ガラスや高分子の中空体を充填したものなどが用いられているが、これらは超音波の減衰が大きい材料を得る目的で作られたもので、熱伝導率は何ら考慮されていなかった。そのため、熱伝導率は極めて小さい値の１Ｗ／（ｍ・Ｋ）前後であることから、振動子の熱がバッキング３の上部の熱センサ５に伝わるまでには、時間がかかり、また、熱がバッキング３及びその周囲に拡散するため、振動子２の熱を精度良く検出することが困難であった。
【００２５】
これに対して、本実施の形態に係る熱伝導層４は、振動子２の熱がバッキング３及びその周囲に拡散する前に、その熱を短時間でバッキング３の上部に伝える機能を有している。振動子２の熱をバッキング３を介するよりも早くバッキング３の上部（背面側）に伝達させるには、バッキング３と比較して１００倍以上の熱伝導率を持つ材料であればよいが、６００倍以上の熱電導率を持つ材料を用いると、振動子の熱を更に速く伝達させることができ、これによって、熱センサ５で振動子２の温度を短時間で精度良く測定することができる。
【００２６】
熱伝導層４の材料としては、バッキング３よりも熱伝導率の大きい、銅、アルミニウム、グラファイト、ボロンナイトライド、カーボンナノチューブ、炭化珪素、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、アルミナ、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、高分子フィルムをグラファイト化した高配行性のＰＧＳグラファイトシートやＣＶＤ法により炭化水素ガスの熱の分解から製造されたＴＰＧシートなど、例えば、１３５０〜１７００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の材料を用いるのが望ましい。
【００２７】
本実施の形態では、熱伝導層４として厚さが０．１ｍｍ程度で、熱伝導率が６００〜８００Ｗ／（ｍ・Ｋ）のＰＧＳグラファイトシートを用いている。なお、熱伝導層４の熱伝導率は振動子２からバッキング３の背面方向に単位時間に移動する熱量とその方向における温度勾配との比で定義される。また、振動子２の熱の拡散を最小限に抑えると、更に正確な振動子２の熱を伝えることができるので、熱伝導層の走査方向Ａまたは短軸方向Ｂの熱伝導率は、振動子２からバッキング３の背面側に向かう熱伝導率よりも低い方が望ましい。
【００２８】
一方、熱伝導層４の厚みは、超音波の波長λよりも薄いものであれば、超音波の反射などの問題は生じない。ここで、バッキング３の音速は、約１４００〜１７００ｍ／ｓ程度であり、超音波の周波数が約６ＭＨｚであるとすると、波長λは、下記（１）式より、０．２３ｍｍ〜０．２８ｍｍであり、熱伝導層４の厚み（０．１ｍｍ程度）は、波長λよりも薄いものであることが分かる。
波長λ＝Ｖｂ／Ｆ            …（１）
ただし、λは波長、Ｖｂはバッキング材料の音速、Ｆは超音波周波数である。
すなわち、熱伝導層４の厚みは、超音波の波長よりも薄いものであればよいので、厚さは０．１ｍｍ以下に限定されるものではなく、下記（２）式の関係を満たしていればよいことになる。
ｔ＜λ                      …（２）
ただし、ｔは熱伝導層の厚み、λは波長である。
【００２９】
熱センサ５は、熱センサ信号線１８を介して、超音波診断装置本体８の温度測定部９に接続されている。温度測定部９は熱センサ５の出力信号に基づいて振動子２の温度を検出するものである。超音波診断装置本体８は、温度測定部９の他に、この温度測定部９で検出された温度に基づいて振動子２の温度を制御し、音響レンズ７の表面温度が一定値を超えないように送信電圧などに制限をかける温度制御部１０と、振動子２に印加する送信条件を制御する送信電圧制御部１１とを備えており、振動子２の温度を制御することによって音響レンズ７の被検体側の表面温度を制御する。
【００３０】
また、超音波診断装置本体８は、モニタ制御部１２とモニタ１３とを備えている。モニタ制御部１２は、被検体の生体情報や、送信周波数などの各種設定条件を表示するモニタ１３の表示内容を制御するもので、さらに、温度測定部９で検出した振動子２の最高温度値をモニタ１３に表示したり、振動子２の温度が一定値に達したか、あるいは、超えたときに、モニタ制御部１２は警告報知用の文章や、光の点滅、色の変化などで、一定値の温度を超えたことを知らせる情報をモニタ１３に表示したりして超音波診断装置本体８の操作者や、被検者に振動子２の温度を知らせるように構成されている。
【００３１】
図２及び図３において、図１と同一の符号を付したものはそれぞれ同一の要素を示している。ここで、ほぼ平面状に揃えられた振動子２の背面側には信号用電極層（図示せず）が設けられており、同じくほぼ平面状に揃えられた振動子２の被検体側には接地用電極層（図示せず）が設けられている。信号用電極層はポリイミド上にパターンが形成された第１電極１４と電気的に接続されており、接地用電極層は銅箔シートなどの材料で形成された第２電極１５に電気的に接続されている。第１電極１４及び第２電極１５は、短軸方向Ｂの互いに反対の端部から引き出され、バッキング３の側面から背面方向に折り曲げられており、超音波探触子信号線１６（図１参照）を介して、超音波診断装置本体８の送信電圧制御部１１（図１参照）に接続される。
【００３２】
ここで、多数の振動子２の各々は分割溝Ａ１７によって走査方向Ａに関してのみ電気的に分離されている。バッキング３の短軸方向Ｂの中心部に短冊形の熱伝導層４が貫装されており、この熱伝導層４の一方の側端部は走査方向Ａに沿って個々の振動子２の背面側の第１電極１４と接触している。第１電極１４とバッキング３との間にはポリイミドなどの絶縁材料が介装されており、第１電極１４と熱伝導層４とは電気的に絶縁されている。また、熱伝導層４の他方の側端部はバッキング３の上部に突出しており、その突出面のうち、走査方向Ａの中心付近に熱センサ５が装着されている。
【００３３】
以上のように構成された超音波探触子１の動作について、超音波診断装置本体８の動作と併せて以下に説明する。まず、超音波診断装置本体８の送信電圧制御部１１から、超音波探触子信号線１６を介して、超音波探触子１の振動子２にあらかじめ設定された電気信号が供給される。振動子２は供給された電気信号を機械エネルギーに変換する。このとき、振動子２にはエネルギー変換ロスなどに起因する熱が発生し、その熱は音響レンズ７やバッキング３などに伝達する。
【００３４】
この場合、１次元配列された６４個の振動子２の大部分を常時駆動する電子セクタ方式などの走査では、振動子が配列された方向と同じである走査方向Ａの中心部で、かつ、それと垂直な短軸方向Ｂの中心部が最も高温となる。これに対して、振動子を順次切り替えてスキャンするリニアアレイ方式で走査する場合には、熱が発生する箇所が随時切り替わるため、最高温度は走査方向Ａの中心から離れた場所であることがある。
【００３５】
これら、２つの走査方式のいずれにおいても、振動子２から発生する熱の一部はバッキング３へ伝わり、バッキング３の内部を伝達しながら、バッキング３の背面側に向けて次第に拡散していく。また、振動子２から発生する熱の他の一部は、熱伝導層４を介して、バッキング３を伝わるよりも早い速度でバッキング３の背面側に伝わり、さらに、バッキング３よりも少ない温度変化でバッキング３の背面側に伝わるので、バッキング３の背面側に設けられた熱センサ５によって振動子２の温度を精度良く、かつ短時間で、検出することができる。
【００３６】
この場合、熱伝導層４は、走査方向Ａに１次元に配列された全部の振動子２の背面側に接触しているため、各振動子２で発生する熱の最高温度をバッキング３の背面側に伝えることができる。したがって、バッキング３の背面側に設置された、例えば、サーミスタや放射温度計などが用いられる熱センサ５によって、熱伝導層４の温度が検出され、超音波診断装置本体８の温度測定部９で振動子２の温度が検出される。
【００３７】
検出された振動子２の最高温度は、モニタ制御部１２によって、生体情報や、制御情報を映し出すモニタ１３に表示される。また、検出された振動子２の温度がある一定値を超えた場合には、モニタ１３に文章や、光の点滅、色の変化などで、操作者や被検体者に知らせ、また、温度制御部１０は、温度測定部９から送られた温度測定結果があらかじめ決められた一定の温度と比較して、決められた一定の温度になったとき、あるいは超えたとき、一定時間、送信電圧などを下げたり、送信電圧供給を停止するなどの条件を送信電圧制御部１１に伝達する。
【００３８】
送信電圧制御部１１は、送信条件を制御することによって音響レンズ７の表面温度を制御し、音響レンズの表面温度が一定値を超えないように制御する。そして、再び、振動子２の温度が一定の温度以下になったとき、温度制御部１０は、最初の送信電圧条件に戻すような指示を送信電圧制御部１１に与える。このとき、振動子２の温度と音響レンズ７の表面温度とは一致しないので、振動子２と音響レンズ７の表面温度の差を考慮に入れて、音響レンズ７の表面温度が最適な温度になるように制御することもできる。
【００３９】
このように、第１の実施の形態によれば、バッキング３内に貫装された短冊形の熱伝導層４は、短軸方向Ｂの厚みが振動子２からの超音波を反射させて悪影響を与えない程度に薄いものであるため、バッキング３の性能を損なうことが無く、また、ＰＧＳシートを用いた場合の熱伝導率は６００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上と、バッキング３と比較して約６００倍以上であるため、熱源である振動子２から距離が離れた場所にも短時間に熱を精度良く、伝達することができることから、振動子２の熱を短時間で精度良く、かつ、１つの熱センサで、全振動子の最大温度を測定できるという効果が得られる。
【００４０】
また、すべての振動子２の最大温度を検出する熱センサは１つで済むため、熱センサ５の取付けが容易となり、作業性が良くなり、超音波探触子１の筐体１９の容積を少なくすることができて、小型、軽量で操作性の良い超音波探触子を提供することができる。さらに、振動子２の温度を制御することによって、振動子２の温度が一定温度以上になるまでは、音響パワーが米国FDAの510(k)のガイドラインで定められている値を超えない範囲内で送信電圧を高めることができるので、ペネトレーションや感度を高めることができる。
【００４１】
また、振動子２の温度を制御することによって、その温度が一定温度以上になったとき、自動的に送信電圧や送信間隔を変更したり、動作を中断させたりすることによって送信電力を制御し、被検体が接触する音響レンズ７の表面温度を下げることができ、また、被検体接触部の表面温度の情報を操作者や被験者に提供することによって、操作者が温度情報を考慮しながら、送信電圧を変更してペネトレーションや感度を上げることができる。
【００４２】
また、振動子２の温度を一定に保つことによって、バッキング３、振動子２、音響整合層６及び音響レンズ７などに加わる温度変化を緩やかにするとともに、少なくできるので、材料の膨張、収縮による材料劣化や、バッキング３、振動子２、音響整合層６及び音響レンズ７間の接着剤の剥れなどを防ぎ、超音波の送信や受信感度の低下などを抑制することができる。
【００４３】
なお、振動子２の温度制御時、この振動子２の温度値から最適と思われる補正値を引き算して、音響レンズ７の被検体と接触する部分の表面温度として算出し、この表面温度を表示したり、制御したりしてもよい。また、熱センサ５の取付け位置は、バッキング３の背面側の走査方向Ａ及び短軸方向Ｂの中心部が望ましいが、走査方向Ａの端部に取り付けてもよく、熱伝導層４がバッキング３の背面部から更に上部に引き出された箇所としてもよい。また、熱センサ５はサーミスタや放射温度計に限定されるものではなく、温度を検出できる手段であればよい。また、熱伝導層４は第１電極１４の絶縁層のある面と直接接触している構成としたが、例えば、振動子２の正電極層（図示せず）と第１電極１４は、短軸方向Ｂの端部付近で電気的に接続され、熱伝導層４は振動子２と直接接触するような構成の場合は、振動子２の正電極層（図示せず）と熱伝導層４の間にエポキシ樹脂のような絶縁性の接着剤を薄く設ける構成や、ポリイミドフィルムのような絶縁層を振動子２とバッキング３の間に設けるようにしても実現することができる。
また、送信電圧を変更したとき、受信ゲインのコントロールは送信電圧に応じて自動的に若しくは操作者が調整することは言うまでもない。
【００４４】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態について、図４及び図５を用いて説明する。図４は本発明に係る超音波探触子の第２の実施の形態の詳細な構成を示す斜視図であり、図５は本発明に係る超音波探触子の第２の実施の形態の詳細な構成を示す上面図である。なお、第２の実施の形態の超音波探触子が接続される超音波診断装置本体の構成及び動作は図１に示した第１の実施の形態と同一であるため、その図示及び説明を省略する。
【００４５】
図４及び図５において、振動子２０は分割溝Ａ２４と分割溝Ｂ２３によって、走査方向Ａと走査方向Ｂに関して碁盤状に分割されている。振動子２０の背面側には信号用電極層（図示せず）が設けられており、振動子２０の被検体（図示せず）側には接地用電極層（図示せず）が設けられている。信号用電極層は第１電極２１と電気的に接続されている。第１電極２１はポリイミド上にパターンが形成されたフレキシブル基板で構成されている。この第１電極２１は、振動子２０の分割溝Ｂ２３に対応する部位が部分的に切り込まれるか、あるいは、切り込みがなく、振動子２０の信号用電極層と接続するパターンは、切断されることなくバッキングの背面側に引き出されている。
【００４６】
一方、接地用電極層は、銅箔シートなどの材料である第２電極２２に電気的に接続されている。第２電極２２は、振動子２０を走査方向Ａに分割する分割溝Ａ２４に対応する部位が部分的に切断されているが、振動子２０を走査方向Ｂに分割する分割溝Ｂ２３に対応する部位は、部分的に切り込まれているか、あるいは、切り込みがなく、振動子２０の共通グランドとなっている。第１電極２１と第２電極２２は、走査方向Ｂの互いに反対の端部から引き出され、バッキングの側面から上部に折り曲げて平行に引き出されており、超音波探触子信号線１６（図１参照）を介して、超音波診断装置本体８（図１参照）の送信電圧制御部１１（図１参照）に接続されている。
【００４７】
バッキング２５には、走査方向Ａと走査方向Ｂの各中心部で交差する十字状の熱伝導層２６が形成されており、この熱伝導層２６は第１電極２１と接している。このとき、第１電極２１のバッキングに接する面は、第１電極２１のポリイミドなどの絶縁材料で、熱伝導層２６とは電気的に絶縁されている。すなわち、熱伝導層２６は、走査方向Ａ及び走査方向Ｂに分割溝Ａ２４及び分割溝Ｂ２３によって、電気的に分離されて隣接する振動子２０とは、電気的に絶縁状態にある。
【００４８】
熱伝導層２６は、第１の実施の形態と同様に、バッキング２５よりも熱伝導率の大きい材料により短冊形に形成され、その一方の側端部が走査方向Ａ及び走査方向Ｂに配列された振動子２０のそれぞれに、ポリイミドなどの絶縁材料を介して接触し、他方の側端部がバッキング２５の背面側に突出するようにバッキング２５に貫装され、走査方向Ａ及び走査方向Ｂの各中心付近に熱センサ５が取り付けられている。また、振動子２０の被検体側には、１層以上の音響整合部材からなる音響整合層６と音響レンズ２７が形成されている。音響レンズ２７は、平坦な形状をしているが、超音波を収束しやすくするために、たとえば凸状の曲率を走査方向Ａ、走査方向Ｂの一方若しくは両方に持たせてもよい。
【００４９】
なお、熱伝導層２６としては、バッキング２５と比較して１００倍以上の熱伝導率を持つ材料であればよいが、６００倍以上の熱電導率を持つ材料を用いると、振動子の熱を更に速く伝達させることができ、これによって、熱センサ５で振動子２０の温度を短時間で精度良く、測定することができる。
【００５０】
熱伝導層２６の材料としては、バッキング２５の熱伝導率より大きい、銅、アルミニウム、グラファイト、ボロンナイトライド、カーボンナノチューブ、炭化珪素、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、アルミナ、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、高分子フィルムをグラファイト化した高配行性のＰＧＳグラファイトシートやＣＶＤ法により炭化水素ガスの熱の分解から製造されたＴＰＧシートなど、熱伝導率が高い、例えば、１３５０〜１７００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の材料を用いるのが望ましい。
【００５１】
上記のように構成された超音波探触子の第２の実施の形態の動作について、この超音波探触子が接続される超音波診断装置本体８（図１参照）の動作と併せて以下に説明する。まず、超音波診断装置本体８の送信電圧制御部１１から、超音波探触子信号線１６を介して、あらかじめ設定されている送信電圧が振動子２０に印加される。振動子２０は電気信号を機械エネルギーに変換する。このとき、振動子２０では、エネルギー変換ロスなどに起因する熱が発生し、熱は音響レンズ２７やバッキング２５など各方向に伝達していく。
【００５２】
ここで、走査方向Ａ及び走査方向Ｂに５行×５列の合計２５個の振動子２０を有するマトリックス方式の超音波探触子では、２５個の各々の振動子２０を制御して、走査方向Ａと走査方向Ｂの被検体の生体断面情報を２次元的にスキャンする。振動子２０を順次切り替えてスキャンする方式では、熱が発生する箇所が随時切り替わるため、最高温度は中心から離れた場所であることがある。また、その場所は、例えば、走査方向Ａの中心から一端部に偏るだけでなく、走査方向Ｂの中心からも一端部に偏った場所となることがある。
【００５３】
振動子２０の一部の熱は、バッキング２５へと伝わり、バッキング２５の内部を伝達しながら、次第にバッキング２５の背面側に向けて拡散していく。振動子２０の熱は、バッキング２５を伝わるよりも時間的に早く、熱伝導層２６を介して、バッキング２５の背面側に熱が伝わり、更にバッキング２５を介するよりも少ない温度変化で、振動子２０の熱をバッキング２５の背面側の熱センサ５に伝えることができるため、精度良く、かつ短時間で、温度検出を行うことができる。また、このとき、熱伝導層２６は、走査方向Ａ及び走査方向Ｂにそれぞれ沿って設けられており、熱伝導層２６は、２次元に配列され、走査方向Ａ及び走査方向Ｂのそれぞれの中心部ですべての振動子２０の背面側に設けられているため、熱伝導層２６は、走査方向Ａあるいは走査方向Ｂの一方だけでなく、走査方向Ａと走査方向Ｂの両方において、各振動子２０で発生する熱の最高温度をバッキング２５の背面側に伝えることができる。
【００５４】
そのとき、バッキング２５の背面側に設置された、例えば、サーミスタや、放射温度計などによる熱センサ５によって、熱伝導層２６の温度が検出され、超音波診断装置本体８の温度測定部９で、温度を検出する。検出された振動子２０の最高温度は、モニタ制御部１２によって、生体情報や、制御情報を映し出すモニタ１３に表示される。また、検出された振動子２０の温度がある一定値を超える場合には、モニタ１３に文章や、光の点滅、色の変化などで、操作者や被検体者に知らせ、また、温度制御部１０は、温度測定部９から送られた温度測定結果がある決められた一定の温度と比較して、決められた一定の温度になったか、あるいは超えたと判断したとき、一定時間、送信電圧などを下げたり、送信電圧供給を停止するなどの条件を送信電圧制御部に伝達する。
【００５５】
送信電圧制御部１１は、送信条件を制御することによって、音響レンズ２７の表面温度を制御し、音響レンズの表面温度が一定値を超えないように制御する。そして、再び、振動子２０の温度が一定の温度以下になったとき、温度制御部１０は、最初の送信電圧条件を適用する指示を送信電圧制御部１１に命令する。このとき、振動子２０の温度と音響レンズ２７の表面温度とは一致しないので、振動子２０と音響レンズ２７の表面温度の差を考慮に入れて、温度を制御してもよい。
【００５６】
このようにして、第２の実施の形態によれば、最も熱が集中し温度が高くなるバッキング２５内に走査方向Ａと走査方向Ｂの各中心部で交差する熱伝導層２６を設け、熱伝導層２６は、振動子２０からの超音波を熱伝導層２６が反射して悪影響を及ぼさない程度の厚みであるため、バッキング２５の性能を損なわずに、また、熱伝導層２６の熱伝導率は例えば、ＰＧＳシートを用いた場合、６００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上と、バッキング２５の熱伝導率よりも約６００倍以上も大きいため、熱源である振動子２０から距離の離れた場所にも熱を短時間に高精度に伝達させることができるので、振動子２０の熱を短時間で精度良く、かつ、走査方向Ａと走査方向Ｂにおける振動子２０の最高温度をバッキング２５の背面側に伝達することができるという効果があり、さらに、１つの熱センサ５で、前記の最大温度を測定できるという効果を有する。
【００５７】
これは、熱センサ５の数を少なくできるため、熱センサ５の取付けが容易となり、作業性が良くなり、超音波探触子の筐体１９（図１参照）の容積を少なくすることができ、小型、軽量で操作性の良い超音波探触子を提供することができる。また、振動子２０の温度を制御することによって、振動子２０の温度が一定温度以上になるまでは、送信電圧を音響パワーが米国FDAの510(k)のガイドラインで定められている値を超えない範囲内で高めることができるので、ペネトレーションや感度を高めることができる。
【００５８】
また、振動子２０の温度を制御することによって、その温度が一定温度以上になったとき、自動的に送信電圧や送信間隔を変更したり、動作を中断させたりすることによって送信電力を制御し、被検体の接触する音響レンズ２７の表面温度を下げることができ、また、被検体接触部の表面温度の情報を操作者や被験者に提供することによって、操作者が温度情報を考慮しながら、送信電圧を変更してペネトレーションや感度を上げることができる超音波探触子を提供することができるという効果を有する。
【００５９】
また、振動子２０の温度を一定に保つことによって、バッキング２５、振動子２０、音響整合層６及び音響レンズ２７などに加わる温度変化を緩やかに、また、少なくできるので、材料の膨張・収縮による材料劣化や、バッキング２５、振動子２０、音響整合層６及び音響レンズ２７間の接着剤の剥れなどを防ぎ、超音波の送信や受信感度の低下などを抑制することができるという効果もある。
【００６０】
なお、図５に示した熱伝導層２６は、バッキング２５の走査方向Ａ及び走査方向Ｂの各中心で直交する２枚の短冊形部材で形成されているが、バッキング２５の４つの頂点を結ぶ対角方向に配置し、走査方向Ａ及び走査方向Ｂの各中心で斜めに交差する２枚の板状部材で形成されていてもよい。あるいは、バッキング２５の走査方向Ａ及び走査方向Ｂにそれぞれ複数枚の板状部材を配置するとともに、４つの頂点を結ぶ対角方向にもそれぞれ複数枚の板状部材を配置するように構成してもよい。このように構成することによって、振動子の最高温度の検出点が増えることになるので、振動子の最高温度の検出精度が更に高まるという効果が得られる。
【００６１】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図６は本発明に係る超音波探触子の第３の実施の形態及びこれを用いた超音波診断装置の概略構成図であり、図６中、第１の実施の形態を示す図１と同一の要素には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。ここで、超音波探触子３０は、振動子２、バッキング３、熱伝導層４、熱センサ５、音響整合層６及び音響レンズ７が一体化されて、音響レンズ７の被検体（図示せず）側の表面のみを露呈させてプラスチックで形成された筐体３１の内部に収納されている。また、筐体３１の内部には温度測定部３２及び温度表示モニタ制御部３３が設けられ、さらに、筐体３１の外部から視認可能な箇所に温度表示モニタ３４が取り付けられている。このうち、温度測定部３２は熱センサ５の出力に基づいて振動子２の温度を検出するものであり、表示モニタ制御部３３は温度測定部３２で検出された振動子２の温度情報に応じて、温度表示モニタ３４に振動子２の温度情報を表示させるものである。温度表示モニタ３４は、振動子の温度を数値表示できるか、若しくは、多色発光のできる、例えば発光ダイオードなどの発光素子である。
【００６２】
超音波診断装置本体３５は、温度制御部３７、モニタ制御部３８、送信電圧制御部３９及びモニタ４０を備えている。このうち、温度制御部３７は、熱センサ信号線３６を介して、超音波探触子３０内の温度測定部３２に接続されており、温度測定部３２の温度信号に基づいて振動子２の温度を制御し、音響レンズ７の表面温度が一定値を超えないように送信電圧などに制限をかけるものである。送信電圧制御部３９は、振動子２に印加する送信条件を制御するものである。モニタ制御部３８は、被検体の生体情報や、送信周波数などの各種設定条件を表示するモニタ４０の表示内容を制御し、さらに、温度測定部３２で検出した振動子２の最高温度値をモニタ４０に表示するとともに、振動子２の温度が一定値を超えたときに、モニタ制御部３８は文章や、光の点滅、色の変化などで、一定値の温度を超えたことを知らせる情報をモニタ４０に表示させることによって、超音波診断装置本体３５の操作者や、被検体者に振動子２の温度を知らせるものである。
【００６３】
上記のように構成された第３の実施の形態の動作について以下に説明する。まず、超音波診断装置本体３５の送信電圧制御部３９は、超音波探触子信号線１６を介して、超音波探触子３０の振動子２に、あらかじめ設定されている送信電圧を印加する。これによって、振動子２は電気信号を機械エネルギーに変換する。このとき、振動子２にはエネルギー変換ロスなどに起因する熱が発生する。この熱は、音響レンズ７やバッキング３などに伝達される。例えば、６４個の振動子２の大部分を常時駆動する電子セクタ方式で走査する場合、振動子が配列された走査方向Ａ及びこれと垂直な短軸方向Ｂ（図示せず）の各中心部が最も高温となるが、振動子を順次切り替えてスキャンするリニアアレイ走査方式で走査する場合には、熱が発生する箇所が随時切り替わるため、最高温度は中心から離れた場所であることがある。振動子２の一部の熱は、バッキング３へと伝わり、バッキング３の内部を伝達しながら、次第にバッキング３の背面側に向けて拡散していく。振動子２の熱は、バッキング３を伝わる速度よりも時間的に早く、かつ、少ない温度変化で、熱伝導層４を介して、バッキング３の背面側に伝わる。これによって、精度良く、かつ短時間で、温度検出を行うことができる。また、このとき、熱伝導層４は、走査方向Ａに沿って設けられており、熱伝導層４は、１次元に配列された全部の振動子２の背面側に設けられているため、熱伝導層４は、各振動子２で発生する熱の最高温度をバッキング３の背面側に伝えることができる。そして、バッキング３の背面側に設置された、例えば、サーミスタや、放射温度計などによる熱センサ５によって、熱伝導層４の温度が検出され、超音波探触子３０内の温度測定部３２で、温度が検出される。
【００６４】
検出された振動子２の最高温度は、超音波探触子３０内の温度表示モニタ制御部３３に伝達され、温度の数値情報あるいは、温度の数値に対応するようにあらかじめ定めるか、使用者によって設定された色の光として、超音波探触子３０の筐体３１に設けられた温度表示モニタ３４に表示される。また、検出された振動子２の最高温度情報は、超音波診断装置本体３５のモニタ制御部３８にも伝えられ、モニタ制御部３８は生体情報や制御情報を映し出すモニタ４０に、検出された振動子２の最高温度を表示させる。また、検出された振動子２の温度がある一定値を超える場合には、モニタ４０に文章や、光の点滅、色の変化などで、操作者や被検体者に知らせるようにしてもよい。
【００６５】
また、超音波診断装置本体３５の温度制御部３７は、温度測定部３２から送られた温度測定結果がある決められた一定の温度と比較して、一定の温度となるか、あるいは一定の温度を超えたと判断したとき、一定時間、送信電圧などを下げたり、送信電圧供給を停止するなどの条件を送信電圧制御部３９に伝達する。送信電圧制御部３９は、送信条件の制御を行うことによって、音響レンズ７の表面温度が一定の温度を超えないように制御する。そして、再び、振動子２の温度が一定の温度以下になったとき、超音波診断装置本体３５の温度制御部３７は、最初の送信電圧条件を適用する指示を送信電圧制御部３９に命令する。このとき、振動子２の温度と音響レンズ７の表面温度とは一致しないので、振動子２と音響レンズ７の表面温度の差を考慮に入れて、温度を制御してもよい。
【００６６】
上述したように、第３の実施の形態によれば、超音波探触子３０に、温度測定部３２、温度表示モニタ制御部３３及び温度表示モニタ３４が設けられているため、超音波診断装置本体３５の回路の増加を最小限に抑えて、被検体接触部としての音響レンズ７の表面温度情報を操作者や被験者に提供することが可能になる。また、超音波探触子３０を扱う際に、超音波診断装置本体３５のモニタ４０の画面が見られない状況や、見られた場合で画面が遠くであっても、より近い位置にある超音波探触子３０に設けられた温度表示モニタ３４の光で、容易に、表面温度の情報を得ることができるという効果も得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明に係る超音波探触子は、バッキングよりも熱伝導率の大きい材料により短冊形に形成され、その一方の側端部が振動子のそれぞれに接触し、他方の側端部がバッキングの背面側に露呈するか、又は、突出するようにバッキングに貫装された熱伝導層と、この熱伝導層の他方の側端部に装着された熱センサとを備え、この熱センサにより振動子の温度の検出を可能にしたので、バッキングの性能を損なうことがなく、最小数の熱センサで、全振動子中の最大温度を短時間で精度良く、検出することができる超音波診断装置として利用することができる。
【００６８】
また、本発明に係る超音波診断装置は、上記の超音波探触子と、熱センサの出力に基づいて振動子の温度を検出する温度測定部、超音波診断に関係する情報を表示するモニタ及び温度測定部で検出された温度をモニタに表示させるモニタ制御部を含む超音波診断装置本体とを備えているため、振動子の温度、あるいは、振動子の温度から推測される被検体接触部の表面温度の情報などを操作者や被験者に提供することができ、これによって、操作者が温度情報を考慮しながら、送信電圧を変更してペネトレーションや感度を上げることができる超音波診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係る超音波探触子の第１の実施の形態及びこれを用いた超音波診断装置の概略構成図
【図２】本発明に係る超音波探触子の第１の実施の形態の主要部の詳細な構成を示す斜視図
【図３】本発明に係る超音波探触子の第１の実施の形態の主要部の詳細な構成を示す上面図
【図４】本発明に係る超音波探触子の第２の実施の形態の詳細な構成を示す斜視図
【図５】本発明に係る超音波探触子の第２の実施の形態の詳細な構成を示す上面図
【図６】本発明に係る超音波探触子の第３の実施の形態及びこれを用いた超音波診断装置の概略構成図
【図７】従来の超音波探触子及びこれを用いた超音波診断装置の概略構成図
【符号の説明】
【００７０】
１、３０、１００  超音波探触子
２、２０、１０１  振動子
３、２５、１０２  バッキング
４、２６  熱伝導層
５、１０３  熱センサ
６、１０４  音響整合層
７、２７、１０５  音響レンズ
８、３５、１０６  超音波診断装置本体
９、３２、１０８  温度測定部
１０、３７、１０９  温度制御部
１１、３９、１０７  送信電圧制御部
１２、３８  モニタ制御部
１３、４０  モニタ
１４、２１  第１電極
１５、２２  第２電極
１６、１１０  超音波探触子信号線
１７、２４  分割溝Ａ
１８  熱センサ信号線
１９、３１  筐体
２３  分割溝Ｂ
３３  温度表示モニタ制御部
３４  温度表示モニタ
【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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