(57)【要約】【課題】  超音波の送受信における音響特性への影響を及ぼしにくく、かつ圧電振動子による超音波プローブの温度変化の検出精度を確保することが可能な超音波プローブおよびそれを有する超音波診断装置を提供する。【解決手段】  超音波プローブは、圧電振動子が複数配列されて構成される圧電振動子群を備える。また、圧電振動子群は、第１の素子群とそれ以外の第２の素子群とを含んで構成される。第１の素子群は、圧電振動子の配列の端部側に位置する圧電振動子によって構成される。また、第２の素子群に属する圧電振動子の一部は、温度検出用の焦電素子として用いられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動子が複数配列されてなり、当該配列の端部側に位置する第１の素子群と、それ以外の第２の素子群とを含んで構成される圧電振動子群を備え、
前記第２の素子群に属する圧電振動子の一部は、温度検出用の焦電素子として用いられる
ことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
前記複数の圧電振動子が１以上の無効素子を含み、かつ２次元的に配列されており、
前記無効素子の少なくとも一部が前記焦電素子である
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３】
超音波の送受信にかかる送受信回路と、
温度検出用の検出回路と、を更に備え、
前記焦電素子は、前記検出回路に接続可能である
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】
前記焦電素子の接続先が前記送受信回路と前記検出回路とに切り替え可能である
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】
前記焦電素子は、前記第２の素子群の配列における中央部に位置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】
前記圧電振動子それぞれには、電極が設けられており、
前記電極に接続され、超音波送受信用配線および温度検出用配線が設けられたフレキシブル配線基板を更に備えた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】
複数の前記焦電素子が設けられ、
外部の温度検出用検出回路と前記複数の焦電素子との間に設けられたスイッチと、
前記スイッチを制御し、前記外部の温度検出用検出回路に対して接続される前記焦電素子を切り替える制御部と、を更に備えた
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】
複数の前記焦電素子が設けられ、
温度検出用の検出回路と、
前記検出回路と前記複数の焦電素子との間に設けられたスイッチと、
前記スイッチを制御し、前記検出回路に対して接続される前記焦電素子を切り替える制御部と、を更に備えた
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９】
前記焦電素子から受けた検出信号に基づいて温度を求める算出部と、
前記算出された前記温度が所定の閾値を超えるか判断し、超えると判断されたときに超音波の送信を停止させるための信号を出力する制御部とを更に備えた
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１０】
前記焦電素子から受けた検出信号に基づいて温度を求める算出部と、
前記算出された前記温度が所定の閾値を超えるか判断し、超えると判断されたときに超音波の送信条件を変更させるための信号を出力する制御部とを更に備えた
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】
前記制御部は、前記送信条件の変更として、前記圧電振動子に対する印加電圧を所定値だけ低下させる
ことを特徴とする請求項１０に記載の超音波プローブ。
【請求項１２】
前記制御部は、前記送信条件の変更として、前記圧電振動子を駆動するための信号の波形を変更する
ことを特徴とする請求項１０に記載の超音波プローブ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の超音波プローブを備え、
前記超音波プローブによる超音波の送受信により得られた信号に基づいて被検体の画像を生成する
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１４】
請求項７に記載の超音波プローブと、
前記超音波プローブによる超音波の送受信にかかる送受信回路と、
請求項７に記載の温度検出用の検出回路とを備え、
前記超音波プローブによる超音波の送受信により得られた信号に基づいて被検体の画像を生成する
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１５】
請求項１，２，５，６および９〜１２のいずれかに記載の超音波プローブと、
温度検出用の検出回路と、
前記検出回路と前記超音波プローブの複数の焦電素子との間に設けられたスイッチと、
前記スイッチを制御し、前記検出回路に対して接続される前記焦電素子を切り替える制御部とを備え、
前記超音波プローブによる超音波の送受信により得られた信号に基づいて被検体の画像を生成する
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】
この発明の実施形態は超音波プローブおよび超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブを介して被検体を走査することにより得られた生体情報に基づいて被検体内の状態を画像化するものである。すなわち、超音波診断装置は、超音波プローブに対し超音波の走査に関する制御信号を送り、超音波プローブを介して被検体に超音波を送信する。また、超音波診断装置は、超音波プローブを介して被検体からの反射波を受けることにより、被検体の内部の状態に基づく生体情報を取得する。超音波診断装置は、この生体情報に基づいて超音波画像を生成する。
【０００３】
超音波プローブには、被検体との間で超音波を送受信するための超音波探触子が設けられる。超音波探触子は、圧電振動子を備えている。この圧電振動子は、超音波の放射方向側の前面および背面に電極が設けられる。また、この電極を介して圧電振動子に電圧を印加することにより、圧電振動子が振動して、超音波が発生する。
【０００４】
また、超音波プローブには超音波を収束させる音響レンズが設けられている。この音響レンズは、表面部分が被検体に接触する。また、上記のように圧電振動子に電圧を印加して超音波を発生させると、超音波探触子の温度が上昇する。超音波発生部としての超音波探触子は、この音響レンズの近傍に配置される。音響レンズは、被検体と接触する部分であるため、過度の温度上昇を抑制する必要がある。
【０００５】
このため、超音波プローブには温度センサが設けられることがある。例えば、超音波探触子の近傍にサーミスタを設け、そのサーミスタから受けた信号に基づき、超音波プローブ内の温度を監視する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２８７７５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のようなサーミスタを超音波プローブ内に設ける場合、超音波探触子により送受信する超音波の音響特性に影響を及ぼしにくい位置を選択する必要がある。このようなサーミスタの配置場所は、圧電振動子からみて超音波の放射方向と反対側に配置される背面材のさらに後方が考えられる。
【０００８】
しかしながら、サーミスタを背面材のさらに後方へ配置すると、振動に伴う熱源、すなわち圧電振動子から離れ、さらに被検体との接触面である音響レンズからも離れてしまう。したがって、サーミスタによる温度検出を行っても、温度変化の検出精度を確保することが困難である。
【０００９】
またサーミスタの配置位置が背面材の後方でなく、音響特性に影響を及ぼしにくい他の位置であっても、温度変化の検出精度を確保することが困難である。
【００１０】
この実施形態は、超音波の送受信における音響特性への影響を及ぼしにくく、かつ圧電振動子による超音波プローブの温度変化の検出精度を確保することが可能な超音波プローブおよびそれを有する超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この実施形態にかかる超音波プローブは、圧電振動子が複数配列されて構成される圧電振動子群を備える。また、圧電振動子群は、第１の素子群とそれ以外の第２の素子群とを含んで構成される。第１の素子群は、圧電振動子の配列の端部側に位置する圧電振動子によって構成される。また、第２の素子群に属する圧電振動子の一部は、温度検出用の焦電素子として用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態にかかる超音波プローブを示す概略斜視図である。
【図２】第１実施形態にかかる超音波プローブの超音波探触子を示す概略斜視図である。
【図３】第１実施形態にかかる超音波プローブの概略端面図である。
【図４】第１実施形態にかかる超音波プローブの超音波探触子を示す概略上面図である。
【図５】第１実施形態にかかる超音波診断装置の超音波プローブおよび本体部を示す概略ブロック図である。
【図６】第１実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態の第１変形例にかかる超音波プローブの概略上面図である。
【図９】第１実施形態の第２変形例にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図１０】第１実施形態の第２変形例にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図１１】第２実施形態にかかる超音波診断装置の超音波プローブおよび本体部を示す概略ブロック図である。
【図１２】第２実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図１３】第２実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図１４】第２実施形態にかかる超音波診断装置の超音波プローブおよび本体部を示す概略ブロック図である。
【図１５】第３実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図１６】第３実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図１７】第４実施形態にかかる超音波診断装置の超音波プローブおよび本体部を示す概略ブロック図である。
【図１８】第５実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図１９】第５実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１実施形態］
（超音波プローブの概略構成）
図１〜図５を参照して第１実施形態における超音波プローブ１０および超音波探触子１００の概要について説明する。図１は、実施形態にかかる超音波プローブ１０を示す概略斜視図である。図２は、第１実施形態にかかる超音波プローブの超音波探触子１００を示す概略斜視図である。
【００１４】
なお図１に示される超音波プローブ１０は、一例であって、他の種類の超音波プローブであってもよい。また、図２において示される超音波探触子１００の圧電振動子１１４の配列数は概念上示されるものである。また図２において示された素子配列全体がなす形状、例えば圧電振動子１１４の配列における行数と列数の比についても一例に過ぎず、その他の構成を適用することも可能である。また、図３においては、図２において省略された背面材１１８および音響レンズ１０２を図示している。
【００１５】
また、以下の説明において背面材１１８から第１音響整合層１１０へ向かう方向を「前方」と記載し、前方と反対側の方向を「後方」と記載する。また超音波探触子１００における各構成部分（圧電振動子１１４、背面材１１８等）における前方側の面を「前面」と記載し、後方側の面を「背面」と記載する。
【００１６】
以下、第１実施形態にかかる超音波プローブ１０の概略構成について説明する。図１に示すように、超音波プローブ１０は、被検体接触面である音響レンズ１０２を支持するプローブケース１０３と、プローブケース１０３における音響レンズ１０２と反対側に接続されたケーブル１０４とを含んで構成される。また超音波プローブ１０の内部は、図２に示されるように、圧電振動子１１４等を有する超音波探触子１００が設けられている。
【００１７】
図２に例示される本実施形態の超音波探触子１００は、第１音響整合層１１０、第２音響整合層１１１、圧電振動子１１４、背面材１１８等を含んで構成される。また図３の例において、圧電振動子１１４は２次元的に配列されている。また各圧電振動子１１４の前面側に第２音響整合層１１１が設けられている。さらに第２音響整合層１１１における前面側に第１音響整合層１１０が設けられる。また、圧電振動子１１４における背面側には背面材１１８が設けられる。なお、図３のような構造に限らず圧電振動子１１４と背面材１１８との間に中間層、背面基板（共に不図示）を設けてもよい。
【００１８】
〈音響レンズ〉
音響レンズ１０２（図３）は、送受信される超音波を収束してビーム状に整形するものである。音響レンズ１０２の素材としては、音響インピーダンスが生体に近いシリコーンなどが使用される。
【００１９】
＜圧電振動子＞
圧電振動子１１４は、背面電極および前面電極に印加された電圧を超音波パルスに変換する。この超音波パルスは被検体へ送波される。また、圧電振動子１１４は、被検体からの反射波を受け、電圧に変換する。圧電振動子１１４の材料としては、一般にＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛／Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３ ）、ＰＺＮＴ（Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３）単結晶、ＰＭＮＴ（Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３）単結晶等を用いることが可能である。圧電振動子１１４の音響インピーダンスは、例えば３０Ｍｒａｙｌ程度にすることができる。また圧電振動子１１４の厚さを、超音波の波長のλ／４の厚さとすることにより、背面側の影響を受けにくくすることが可能である。なお、図２または図３に示す圧電振動子１１４は単一層によって構成されているが、これは一例であり、複数層の圧電振動子１１４を構成することも可能である。
【００２０】
図２に示されるように本実施形態の一例において、圧電振動子１１４は２次元的に配列されている。この圧電振動子１１４の全素子における、端部側を除いた圧電振動子１１４のうちの一部（例えば図３・１１４ｃ）は、焦電素子１１４ｃとして用いられる。これについての詳細は後述する。
【００２１】
＜音響整合層＞
第１音響整合層１１０および第２音響整合層１１１は、圧電振動子１１４と被検体の間で音響インピーダンスを整合させるものである。そのために第１音響整合層１１０および第２音響整合層１１１は、圧電振動子１１４と音響レンズ１０２の間に配置される（図３参照）。また、音響レンズ１０２と圧電振動子１１４の間には、圧電振動子１１４の前面電極を引き出す配線基板が設けられる場合がある。この第１音響整合層１１０および第２音響整合層１１１には、それぞれ互いに音響インピーダンスの異なる材料が用いられる。例えば第１音響整合層１１０の音響インピーダンスは、例えば４〜７Ｍｒａｙｌ程度である。第２音響整合層１１１の音響インピーダンスは、例えば９〜１５Ｍｒａｙｌ程度である。このような構成によれば圧電振動子１１４と音響レンズ１０２との間で段階的に音響インピーダンスを変化させて、被検体との間で音響的な整合をとることが可能である。また第１音響整合層１１０、第２音響整合層１１１は、圧電振動子１１４の前面電極と当該前面電極から引き出される配線基板との間を導通させるため、導電性を有する材料によって構成されるか、または導通路が形成される。
【００２２】
このような条件を備える第１音響整合層１１０の材料の一例として、例えば、カーボン（等方性黒鉛やグラファイト）を用いることができる。また、第２音響整合層１１１の例として、マシナブルガラス、マシナブルセラミックス、エポキシと酸化金属粉末の混合体、エポキシと金属粉末の混合体などを用いることができる。また第２音響整合層１１１の厚さ（前後方向の長さ）は、例えば１５０μｍ〜２００μｍである。
【００２３】
＜背面材＞
背面材１１８は、超音波パルスの送波の際に超音波の照射方向と反対側（後方）に放射される超音波パルスを吸収し、各圧電振動子１１４の余分な振動を抑える。背面材１１８により、振動時における各圧電振動子１１４の背面からの反射が抑制されるため、超音波パルスの送受信に悪影響を及ぼすことを回避することが可能である。なお、背面材１１８としては、音響減衰、音響インピーダンス等の観点から、ＰＺＴ粉末やタングステン粉末等を含むエポキシ樹脂、ポリ塩化ビニールやフェライト粉末を充填したゴムあるいは多孔質のセラミックにエポキシ等の樹脂を含漬したもの等、任意の材料を用いることができる。背面材１１８の音響インピーダンスは、例えば２Ｍｒａｙｌ〜７Ｍｒａｙｌ程度にすることができる。
【００２４】
＜背面基板＞
図３に示す本実施形態の一例において、背面基板１２０は背面材１１８に埋設されて設けられている。また、この例において背面基板１２０はＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）によって構成される。図３の例において、背面基板１２０の一端は、圧電振動子１１４（焦電素子１１４ｃを含む）の背面に接している。また背面基板１２０は背面材１１８内を後方へ向かって貫通し、かつ他端が背面材１１８から突出される。また背面材１１８から突出された背面基板１２０の他端は、それぞれ送受信回路または温度検出回路等の後段回路まで至る長さを有している。また背面基板１２０には、図示しない配線パターンが設けられている。なお、背面基板１２０に限らず、後段回路と圧電振動子１１４の電極とを針状のリード線を介して接続してもよい。
【００２５】
（焦電素子の配置）
次に、図１〜図４を参照して超音波探触子１００の焦電素子１１４ｃについて説明する。図４は、第１実施形態にかかる超音波プローブ１０の超音波探触子１００を示す概略上面図である。なお、図４において示される超音波探触子１００の圧電振動子１１４の配列数は概念上示されるものである。また図４において示された素子配列全体がなす形状、例えば圧電振動子１１４の配列における行数と列数の比についても一例に過ぎず、その他の構成を適用することも可能である。
【００２６】
図４に示すように、超音波探触子１００において焦電素子１１４ｃを含む圧電振動子１１４は２次元的に配列されている。以下、焦電素子１１４ｃの配置を説明するにあたり、当該配列の端部側に位置する圧電振動子１１４それぞれを「第１の素子１１４ａ」として、それ以外の圧電振動子１１４と区別して記載することがある。同様に、当該配列の中央および中央近傍に位置する圧電振動子１１４それぞれを「第２の素子１１４ｂ」として、それ以外の圧電振動子１１４と区別して記載することがある。さらに、第１の素子１１４ａと第２の素子１１４ｂとの間に位置する圧電振動子１１４それぞれを「第３の素子１１４ｄ」と記載することがある。また、複数の圧電振動子１１４の集合を「圧電振動子群」と記載することがある。この圧電振動子群については、特に範囲を明記しない限り、圧電振動子１１４の集合の全体を示すものとする。また、第２の素子１１４ｂおよび第３の素子１１４ｄは、「第２の素子」の一例に該当する。
【００２７】
本実施形態における焦電素子１１４ｃは、圧電振動子１１４の全配列（圧電振動子群）における端部側以外の位置に配置される。すなわち図４に例示された配列のように、第２の素子１１４ｂおよび第３の素子１１４ｄに属する圧電振動子１１４の一部が、焦電素子１１４ｃとして割り当てられる。また焦電素子１１４ｃは、１以上設けられる。なお、超音波プローブ１０によって送受信される超音波の音響特性へ悪影響を及ぼさない程度において、焦電素子１１４ｃを可能な限り多く設けることにより、後述の温度検出の精度を向上させることができる場合がある。
【００２８】
また、２次元的に配列された圧電振動子１１４のうち、超音波の送信に用いられない素子、すなわち音響的に無効な素子がある場合は、その圧電振動子１１４を焦電素子１１４ｃとすることができる。次に述べる送受信回路と接続される圧電振動子１１４は超音波の送受信に用いられるため、それ以外の素子を温度検出用の回路に接続することで、焦電素子１１４ｃを設けたことによる音響特性への影響を抑制することができる。
【００２９】
（背面基板の種別）
次に、図３および図５を参照して超音波プローブ１０における機能および背面基板１２０の種別について説明する。図５は、第１実施形態にかかる超音波診断装置の超音波プローブ１０、および本体部２００を示す概略ブロック図である。図５に示すように、超音波診断装置は、超音波プローブ１０と本体部２００を有する。また超音波プローブ１０は、圧電振動子１１４を含む超音波探触子１００と、送受信回路１２１、温度検出回路１２２と、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２３を含んで構成される。
【００３０】
＜送受信回路＞
送受信回路１２１は、背面基板１２０に設けられた超音波送受信用配線パターン（不図示）を介して圧電振動子１１４と接続されている。送受信回路１２１はＩ／Ｆ１２３を介し、後述の本体部２００から超音波探触子１００の駆動制御にかかる電気信号を受ける。また、送受信回路１２１は、この電気信号に基づき圧電振動子１１４に所定のタイミングで所定の電圧を印加する。すなわち、送受信回路１２１は、背面基板１２０の超音波送信用配線パターンを介して圧電振動子１１４の電極に電圧を印加する。このようにして超音波が被検体に送信される。
【００３１】
また、超音波探触子１００が被検体からの反射波を受けると、圧電振動子１１４が電圧に変換する。送受信回路１２１は、背面基板１２０等を介して、圧電振動子１１４が変換した電圧に基づくエコー信号を受ける。送受信回路１２１はこのエコー信号に所定の処理（遅延加算、増幅等）を行い、さらにＩ／Ｆ１２３を介して本体部２００へエコー信号を送信する。このエコー信号を基に本体部２００は、超音波画像を生成する。
【００３２】
＜温度検出回路−概略＞
温度検出回路１２２は、背面基板１２０に設けられた温度検出用配線パターン（不図示）を介して焦電素子１１４ｃと接続されている。言い換えると、本実施形態においては、温度検出回路１２２と接続された圧電振動子１１４が焦電素子１１４ｃとしての機能を有することになる。なお、温度検出回路１２２を焦電素子１１４ｃの数に応じて設けてもよい。したがって、超音波プローブ１０において温度検出回路１２２が複数設けられる場合もある。
【００３３】
上述のように送受信回路１２１が超音波の送受信制御を繰り返すことにより、超音波プローブ１０が被検体を走査し、被検体内の情報を取得する。圧電振動子１１４は、送受信回路１２１からの印加電圧を超音波に変換するときの内部損失に起因して発熱する。焦電素子１１４ｃは、超音波の送受信を行う圧電振動子１１４の周囲に配置されているため、超音波の送受信にともなって生じる熱を受ける。さらに焦電素子１１４ｃは、この熱（温度変化）により、分極方向に焦電電圧（または焦電電流）を生じる（焦電効果；Ｐｙｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｅｆｆｅｃｔ）。例えば、周囲の圧電振動子１１４によって焦電素子１１４ｃに「ｎ℃」の温度上昇があった場合、焦電素子１１４ｃは焦電効果により、「ｎ℃」の温度変化に対応する焦電電圧に変換する。
【００３４】
焦電素子１１４ｃにより熱から変換された焦電電圧（または焦電電流）に基づく電気信号は、背面基板１２０等における温度検出用配線パターン（不図示）を介して、温度検出回路１２２に送られる。温度検出回路１２２は、焦電素子１１４ｃから受けた焦電電圧（または焦電電流）に基づく電気信号を受け、焦電電圧値または焦電電流値を求める。温度検出回路１２２は、求めた焦電電圧値または焦電電流値に基づき、これらの値から予測される焦電素子１１４ｃ（またはその周囲。以下、同様）の温度変化または温度を求める。
【００３５】
＜温度検出回路−処理例１＞
温度検出回路１２２の構成の一例として、焦電電圧値または焦電電流値と、温度変化とが対応付けられたテーブルを記憶している構成とすることができる。この例において温度検出回路１２２は、焦電素子１１４ｃから焦電電圧または焦電電流に基づく電気信号を受けると、焦電電圧値または焦電電流値を求める。さらに温度検出回路１２２は、テーブルを参照して、求めた焦電電圧値または焦電電流値に対応する温度変化の数値データ（温度上昇値）を取得する。温度検出回路１２２は、このようにして取得した当該数値データを、Ｉ／Ｆ１２３やケーブル１０４を介して本体部２００へ送る。なお、以下において焦電電圧値または焦電電流値を、単に「焦電電圧値等」と記載することがある。
【００３６】
この例において温度検出回路１２２がさらに基準温度のデータを記憶していてもよい。温度検出回路１２２は、テーブルを参照することにより変化した温度の数値データを取得し、さらに基準温度を読み出して、これらを加算する。温度検出回路１２２は、この加算された温度を現在の温度として本体部２００に送る。例えば、基準温度が「３０℃」、温度変化が「＋１０℃」である場合、温度検出回路１２２は「４０℃」を、焦電素子１１４ｃにおける現在の温度、または焦電素子１１４ｃの周囲における現在の温度として本体部２００へ送る。
【００３７】
＜温度検出回路−処理例２＞
また、温度検出回路１２２の他の例としては、温度検出回路１２２が焦電素子１１４ｃから受けた焦電電圧値等の閾値を記憶する構成を採ることも可能である。この例において温度検出回路１２２は、焦電素子１１４ｃから焦電電圧または焦電電流に基づく電気信号を受けると、その電気信号に基づき焦電電圧値等を求める。さらに温度検出回路１２２は、求めた焦電電圧値等と閾値とを比較することにより、焦電電圧値等が閾値に到達したか、または閾値を超えたかについて判断する。この閾値は、焦電電圧値等から予測される焦電素子１１４ｃの温度変化が高くなりすぎないように、予め設定される。つまり温度検出回路１２２は、当該閾値処理により、焦電電圧値等から予測される焦電素子１１４ｃの温度変化が所定範囲内であるかを判断することが可能である。
【００３８】
例えばユーザが、焦電素子１１４ｃの温度上昇の許容範囲を「＋２０℃」とした場合、温度検出回路１２２に記憶される閾値は、「＋２０℃」の温度変化に対応する焦電電圧値等となる。温度検出回路１２２は、焦電素子１１４ｃから受けた焦電電圧値等と、閾値、すなわちこの例における「『＋２０℃』の温度変化に対応する焦電電圧値等」とを比較する。比較の結果、温度検出回路１２２は、焦電電圧値等が閾値に到達したか、または閾値を超えたかについて判断する。言い換えれば、温度検出回路１２２は、焦電素子１１４ｃの温度上昇が「＋２０℃」に到達したか、または「＋２０℃」を超えたかについて判断することになる。さらに温度検出回路１２２はＩ／Ｆ１２３を介して本体部２００へ当該判断結果を送る。
【００３９】
この例において温度検出回路１２２がさらに複数段階の閾値を記憶していてもよい。例えば、第１段階である第１の閾値と、当該第１の閾値が示す温度変化より高い第２段階の温度変化を示す第２の閾値と、当該第２の閾値が示す温度変化よりさらに高い第３段階の温度変化を示す第３の閾値とが設定されていてもよい。つまり、ユーザに注意を促す第１段階に到達したかを示す第１の閾値、ユーザに警告を促す第２段階に到達したかを示す第２の閾値と、許容される温度変化の上限を示す第３の閾値とが設定されていてもよい。この例において、温度検出回路１２２は、比較の結果、求めた焦電電圧値が、上記第１段階の前にあるか、第１〜第３段階のいずれかにあるかを判断する。さらに温度検出回路１２２はＩ／Ｆ１２３を介して本体部２００へ当該判断結果を送る。
【００４０】
一般的に、超音波プローブ１０においては、端部側に位置する圧電振動子１１４よりも、内側にある圧電振動子１１４が超音波の送受信に使用される頻度が高くなる傾向にある。使用される頻度が高い圧電振動子１１４は、より発熱する可能性が高いので、音響レンズ１０２もその圧電振動子１１４の位置に対応する部分の温度が上昇しやすい。この点、本実施形態における超音波プローブ１０においては、圧電振動子群における第２の素子１１４ｂ、第３の素子１１４ｄに属する圧電振動子１１４の一部が焦電素子１１４ｃとして機能する。すなわち、端部側に配列された第１の素子１１４ａ以外の圧電振動子１１４の一部が焦電素子１１４ｃとなる。したがって、より発熱しやすい熱源に近い位置で温度またはそれに関する情報を得ることができるので、超音波プローブ内の温度上昇や、被検体に最も近い音響レンズ１０２の温度上昇を精度よく検知することができる。
【００４１】
（本体部）
次に、図５を参照して超音波プローブ１０と接続される超音波診断装置の本体部２００について説明する。図５に示すように、この実施形態にかかる本体部２００は、制御部２０１と、送信部２０２と、受信部２０３と、信号処理部２０４と、画像生成部２０５と、表示制御部２０６と、ユーザインターフェース２０７とを有する。
【００４２】
＜制御部２０１＞
制御部２０１は、超音波診断装置の各部の動作を制御する。例えば、制御部２０１は、送信部２０２および受信部２０３による超音波の送受信を制御する。
【００４３】
＜送信部２０２＞
送信部２０２は、超音波プローブ１０に電気信号（圧電振動子１１４を駆動させる制御信号（送信信号）等）を供給して所定の焦点にビームフォームした（つまり送信ビームフォームした）超音波を送信させる。すなわち、送信部２０２は当該電気信号をケーブル１０４を介して超音波プローブ１０に送る。超音波プローブ１０は、送信部２０２から受けた電気信号をＩ／Ｆ１２３を介して受け、送受信回路１２１に送る。送受信回路１２１は当該電気信号に所定の処理を施して、圧電振動子１１４の電極に電圧を印加する。
【００４４】
＜受信部２０３＞
受信部２０３は、超音波プローブ１０からエコー信号を受ける。受信部２０３は、超音波プローブ１０により受信されたエコー信号を受けると、そのエコー信号に適宜処理を行う。例えば、受信部２０３は、そのエコー信号に対して遅延処理を行うことにより、アナログのエコー信号を整相された（つまり受信ビームフォームされた）デジタルのデータに変換する。
【００４５】
受信部２０３は、例えば図示しないプリアンプ回路と、Ａ／Ｄ変換器と、受信遅延回路と、加算器とを有する。プリアンプ回路は、超音波プローブ１０の各超音波振動子から出力されるエコー信号を受信チャンネルごとに増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅されたエコー信号をデジタル信号に変換する。受信遅延回路は、デジタル信号に変換されたエコー信号に、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。加算器は、遅延時間が与えられたエコー信号を加算する。その加算によって、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。受信部２０３から出力される受信信号は、信号処理部２０４に出力される。ただし、超音波プローブ１０により各種信号処理が行われる場合、少なくとも受信部２０３の一部の機能を、超音波プローブ１０の送受信回路１２１が実行する。
【００４６】
＜信号処理部２０４＞
信号処理部２０４はＢモード処理部を有する。Ｂモード処理部は受信信号を受信部２０３から受けて、受信信号の振幅情報の映像化を行う。具体的には、Ｂモード処理部は、受信信号に対してバンドパスフィルタ処理を行い、その後、出力信号の包絡線を検波し、検波されたデータに対して対数変換による圧縮処理を施す。
【００４７】
信号処理部２０４はＣＦＭ（Ｃｏｌｏｒ  Ｆｌｏｗ  Ｍａｐｐｉｎｇ）処理部を有していてもよい。ＣＦＭ処理部は血流情報の映像化を行う。血流情報には、速度、分布、又はパワーなどの情報があり、血流情報は２値化情報として得られる。
【００４８】
信号処理部２０４はドプラ処理部を有していてもよい。ドプラ処理部は受信信号を位相検波することによりドプラ偏移周波数成分を取り出し、ＦＦＴ処理を施すことにより血流速度を表すドプラ周波数分布を生成する。
【００４９】
信号処理部２０４は、信号処理が施された受信信号（超音波ラスタデータ）を画像生成部２０５に出力する。
【００５０】
＜画像生成部２０５＞
画像生成部２０５は、信号処理部２０４から出力された信号処理後の受信信号（超音波ラスタデータ）に基づいて超音波画像データを生成する。画像生成部２０５は、例えばＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｃａｎ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：デジタルスキャンコンバータ）を有する。画像生成部２０５は、走査線の信号列で表される信号処理後の受信信号を、直交座標系で表される画像データに変換する（スキャンコンバージョン処理）。例えば、画像生成部２０５は、Ｂモード処理部によって信号処理が施された受信信号にスキャンコンバージョン処理を施すことにより、被検体の組織の形態を表すＢモード画像データを生成する。画像生成部２０５は、超音波画像データを表示制御部２０６に出力する。
【００５１】
＜表示制御部＞
表示制御部２０６は、超音波画像データを画像生成部２０５から受けて、超音波画像データに基づく超音波画像をユーザインターフェース２０７の表示部に表示させる。また表示制御部２０６は、超音波プローブ１０において温度検出回路１２２が求めた温度の情報、温度変化の情報または温度検出回路１２２の判断結果を受け、超音波画像とともに当該情報をユーザインターフェース２０７の表示部に表示させる。また表示制御部２０６は、当該情報を超音波画像とともに表示させず別途表示させてもよい。また、表示制御部２０６が受けた情報が温度変化または温度に関する数値データであれば、これらの経時変化（グラフ等）を表示させてもよい。
【００５２】
＜ユーザインターフェース＞
ユーザインターフェース２０７は、図示しない表示部と操作部とを含んで構成される。表示部は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）ディスプレイや、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等の任意の形態の表示デバイスによって構成される。表示部は、表示制御部２０６の制御を受けて各種の設定画面（閾値の設定等）、超音波画像や温度検出回路１２２の処理結果等を表示する。
【００５３】
操作部は、キーボード、マウス、トラックボール、ジョイスティック、フットペダル、コントロールパネル等の任意の形態の操作デバイスや入力デバイスによって構成される。制御部２０１は、実施された操作に基づいて操作部が出力する操作信号を受けて、この操作内容に対応する制御や演算を実行する。なお、表示部と操作部とを一体としたタッチパネル式のＬＣＤやペンタブレット等を用いることも可能である。また、操作部は、ネットワークやメディアを介して信号や情報の入力を受ける機能を有していてもよい。
【００５４】
（動作）
次に、この実施形態における超音波診断装置の動作について図６および図７を参照して説明する。図６および図７は、第１実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。なお、以下の説明は本実施形態の一例である。すなわち温度検出回路１２２の処理が、焦電電圧の値に基づき行われるものとして説明する。また、温度検出回路１２２が求めた焦電電圧値に基づき、テーブルを参照して温度変化の数値データを取得する例について説明する。
【００５５】
（ステップ０１）
ユーザにより、ユーザインターフェース２０７を介してスキャン開始の指示がなされると、制御部２０１は、送信部２０２に超音波の送信開始の指示を送る。送信部２０２は、ケーブル１０４を介して超音波プローブ１０に超音波の送信にかかる制御信号を送る。
【００５６】
（ステップ０２）
超音波プローブ１０において送受信回路１２１は、Ｉ／Ｆ１２３を介して本体部２００から超音波の送信にかかる制御信号を受ける。送受信回路１２１は、送受信回路１２１に接続された圧電振動子１１４に対し、本体部２００から受けた制御信号に基づく、所定の走査方式および所定の波形によるパルス電圧を圧電振動子１１４に印加する。これにより圧電振動子１１４の電極には、背面基板１２０を介して送受信回路１２１から受けた電圧が印加される。圧電振動子１１４は、この印加電圧を超音波に変換する。このようにして超音波プローブ１０から超音波が送信される。このとき、圧電振動子１１４の内部損失により温度変化が生じる場合がある。
【００５７】
（ステップ０３）
圧電振動子１１４は、被検体からの反射波を受け電圧に変換する。この電圧に基づく電気信号は、背面基板１２０を介して送受信回路１２１に送られる。送受信回路１２１は、当該電気信号に所定の処理、例えば、遅延、整相加算、フィルタリング、増幅等の任意の処理を行う。さらに送受信回路１２１は、所定の処理を施した当該エコー信号（受信信号）をＩ／Ｆ１２３およびケーブル１０４を介して本体部２００に送る。
【００５８】
ただし、本体部２００の受信部２０３が上記エコー信号の処理を行う構成とする場合、上記処理のうちの少なくとも一部は、送受信回路１２１の代わりに本体部２００の受信部２０３が行う。
【００５９】
（ステップ０４）
温度検出回路１２２は、焦電素子１１４ｃから焦電電圧に基づく電気信号を受けたかについて判断する。すなわち、温度検出回路１２２は電気信号の受信の有無によって焦電素子１１４ｃまたはその周囲に温度変化があったか判断する。
【００６０】
温度検出回路１２２は、温度変化がなかったと判断した場合は（Ｓ０４；Ｎｏ）、Ｓ０２、Ｓ０３の処理と並行してステップ０４の判断を繰り返す。なお、ステップ０４の処理は、説明の便宜上ステップ０３の処理の後に記載したが、実際にはＳ０２、Ｓ０３の処理と並行して行われるものである。
【００６１】
（ステップ０５）
ステップ０２またはステップ０３の時点で、圧電振動子１１４に温度変化が生じていれば、当該温度変化に基づく焦電効果により、その周囲の焦電素子１１４ｃには温度変化に対応する焦電電圧が生じる。この焦電電圧は電気信号として背面基板１２０の温度検出用配線パターンを介して温度検出回路１２２に送られる。温度検出回路１２２は当該電気信号の受信により温度変化があったと判断する（Ｓ０４；Ｙｅｓ）。この場合、温度検出回路１２２は、当該電気信号に基づき、焦電電圧値を求める。
【００６２】
（ステップ０６）
さらに温度検出回路１２２の一例においては、あらかじめ記憶しているテーブルを参照して、求めた焦電電圧値に対応する、温度変化の数値データを取得する。
【００６３】
（ステップ０７）
超音波プローブ１０は、温度検出回路１２２により取得された当該数値データを、Ｉ／Ｆ１２３やケーブル１０４を介して本体部２００へ送る。なお、温度検出回路１２２により温度変化がなかったと判断された場合（Ｓ０４；Ｎｏ）には、この数値データの本体部２００への送信は行われない。
【００６４】
（ステップ０８）
本体部２００は、受信部２０３が受けたエコー信号に信号処理を行い、さらにそのエコー信号に基づいて超音波画像を生成する。さらに超音波画像と数値データを表示制御部２０６に送る。
【００６５】
（ステップ０９）
表示制御部２０６は、超音波プローブ１０において求められた数値データを受け、超音波画像とともに当該情報をユーザインターフェース２０７の表示部に表示させる。
【００６６】
（作用・効果）
以上説明した第１実施形態にかかる超音波探触子１００および超音波プローブ１０、ならびにこの超音波プローブを有する超音波診断装置の作用および効果について説明する。
【００６７】
第１実施形態の超音波診断装置では、超音波プローブ１０の圧電振動子群における第２の素子１１４ｂ、第３の素子１１４ｄに属する圧電振動子１１４の一部が焦電素子１１４ｃとして機能する。すなわち、端部側に配列された第１の素子１１４ａ以外の圧電振動子１１４が焦電素子１１４ｃとなる。したがって、より発熱しやすい熱源に近い位置で温度または圧電振動子の温度変化に関する情報を得ることができるので、超音波プローブ内の温度上昇や、被検体に最も近い音響レンズ１０２の温度上昇を精度よく検知することができる。
【００６８】
また、上述の超音波プローブ１０においては、焦電素子１１４ｃとして音響的に無効な素子が割り当てられるので、焦電素子１１４ｃを設けたことによる音響特性への影響を抑制することができる。
【００６９】
（第１変形例）
次に、第１実施形態の第１変形例について図８を参照して説明する。図８は、第１実施形態の第１変形例にかかる超音波プローブ１０の概略上面図である。なお、図８において示される超音波探触子１００の圧電振動子１１４の配列数は概念上示されるものである。また、図８において示された素子配列全体がなす形状、例えば圧電振動子１１４の配列における行数と列数の比についても一例に過ぎず、その他の構成を適用することも可能である。
【００７０】
図４に例示された配列のように、上述の超音波プローブ１０においては、第２の素子１１４ｂおよび第３の素子１１４ｄに属する圧電振動子１１４が、焦電素子１１４ｃとして割り当てられる。つまり圧電振動子群の配列の端部側に属する第１の素子１１４ａ以外の素子（第２の素子１１４ｂ、第３の素子１１４ｄ）の一部が焦電素子１１４ｃとして割り当てられる。しかしながら、焦電素子１１４ｃに割り当てる圧電振動子１１４の位置を、図８に示すように第２の素子１１４ｂの範囲に集中させることも可能である。言い換えれば、圧電振動子群の配列の中央側に位置する圧電振動子１１４を焦電素子１１４ｃとして割り当てることが可能である。なお図８に示すように、この変形例においても、焦電素子１１４ｃは、１以上設けられる。また、第２の素子１１４ｂは、「第２の素子群の配列における中央部」の一例に該当する。
【００７１】
一般的に、超音波によって被検体を走査するとき、圧電振動子群における各圧電振動子１１４のうち、配列の中央側に属する圧電振動子１１４の駆動される頻度が最も高くなる傾向にある。この点、第１変形例の超音波プローブ１０においては、圧電振動子群の配列の中央側に位置する圧電振動子１１４を焦電素子１１４ｃとして割り当てる。したがって、このような構成においては、温度上昇が高くなる傾向が強い部分の温度変化を精度よく検出することができる。
【００７２】
（第２変形例）
次に、第１実施形態の第２変形例について図９および図１０を参照して説明する。図９および図１０は、第１実施形態の第２変形例にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。なお、以下においては、温度検出回路１２２が、焦電電圧値に基づいて処理を行う場合について説明する。また温度検出回路１２２が焦電電圧値等と閾値とを比較することにより、焦電電圧値等が閾値に到達したか、または閾値を超えたかを判断する例について説明する。
【００７３】
（ステップ１１〜１５）
第１実施形態の第２変形例にかかる超音波診断装置においても、超音波プローブ１０への制御信号の送信（Ｓ１１）、超音波の送受信（Ｓ１２、Ｓ１３）、温度変化が有ったかの判断（Ｓ１４）、焦電電圧値の算出（Ｓ１５）までの処理は、第１実施形態のＳ０１〜Ｓ０５までの同様である。したがって、これらの処理については説明を割愛する。
【００７４】
（ステップ１６）
第２変形例における温度検出回路１２２は、あらかじめ記憶している第１の閾値と求めた焦電電圧値等とを比較することにより、焦電電圧値等が第１の閾値に到達したか、または第１の閾値を超えたかについて判断する。ステップ１６の判断の結果、温度検出回路１２２により焦電電圧値が第１の閾値に到達していないと判断された場合（Ｓ１６；Ｎｏ）、超音波プローブ１０は、ステップ１２〜ステップ１５の処理を繰り返す。
【００７５】
（ステップ１７）
ステップ１６の判断の結果、温度検出回路１２２により焦電電圧値が第１の閾値に到達した、または第１の閾値を超えたと判断された場合（Ｓ１６；Ｙｅｓ）、温度検出回路１２２は、あらかじめ記憶している第２の閾値と求めた焦電電圧値とをさらに比較することにより、焦電電圧値が第２の閾値に到達したか、または第２の閾値を超えたかについて判断する。
【００７６】
（ステップ１８）
ステップ１７の判断の結果、温度検出回路１２２により焦電電圧値等が第２の閾値に到達した、または第２の閾値を超えたと判断した場合（Ｓ１７；Ｙｅｓ）、温度検出回路１２２は、あらかじめ記憶している第２の閾値と求めた焦電電圧値等とをさらに比較することにより、焦電電圧値等が第３の閾値に到達したか、または第３の閾値を超えたかについて判断する。
【００７７】
（ステップ１９）
ステップ１７の判断の結果、温度検出回路１２２が焦電電圧値が第２の閾値に到達していないと判断した場合（Ｓ１７；Ｎｏ）、温度検出回路１２２は、温度変化が第１段階、例えばユーザに注意を促す段階に到達していると判断する。
【００７８】
（ステップ２０）
ステップ１８の判断の結果、温度検出回路１２２が焦電電圧値が第３の閾値に到達していないと判断した場合（Ｓ１８；Ｎｏ）、温度検出回路１２２は、温度変化が第２段階、例えばユーザに警告を促す段階に到達していると判断する。
【００７９】
（ステップ２１）
ステップ１８の判断の結果、温度検出回路１２２が焦電電圧値が第３の閾値に到達している、または第３の閾値を超えたと判断した場合（Ｓ１８；Ｙｅｓ）、温度検出回路１２２は、温度変化が第３段階、例えば許容される温度変化の上限に到達または上限を超えたと判断する。
【００８０】
（ステップ２２）
超音波プローブ１０は、温度検出回路１２２のステップ１９、２０または２１の判断結果を、Ｉ／Ｆ１２３やケーブル１０４を介して本体部２００へ送る。なお、温度検出回路１２２により温度変化がなかったと判断された場合（Ｓ１４；Ｎｏ）には、この判断結果の本体部２００への送信は行われない。また、温度検出回路１２２により温度変化が第１段階の前である判断された場合（Ｓ１６；Ｎｏ）にも、この判断結果の本体部２００への送信は行われない。
【００８１】
（ステップ２３）
本体部２００は、受信部２０３が受けたエコー信号に信号処理を行い、さらにそのエコー信号に基づいて超音波画像を生成する。さらに超音波画像と上記ステップ１９、２０または２１の判断結果を表示制御部２０６に送る。
【００８２】
（ステップ２４）
表示制御部２０６は、超音波プローブ１０の温度検出回路１２２による上記ステップ１９、２０または２１の判断結果に基づいて、ユーザに上記段階に応じた警告表示、アラーム等を超音波画像とともに表示、または出力する。
【００８３】
第１実施形態の第２変形例にかかる超音波診断装置においても、端部側に配列された第１の素子１１４ａ以外の圧電振動子１１４が焦電素子１１４ｃとなるので、超音波プローブ内の温度上昇や、被検体に最も近い音響レンズ１０２の温度上昇を精度よく検知することができる。また、焦電素子１１４ｃとして音響的に無効な素子が割り当てられるので、焦電素子１１４ｃを設けたことによる音響特性への影響を抑制することができる。さらに第２変形例においては、焦電電圧値と複数段階の閾値とを比較することにより、超音波探触子１００の温度変化を段階に応じてユーザに認知させる手段を有するので、ユーザが温度変化の状態を容易に把握することが可能である。
【００８４】
（第３変形例）
次に、第１実施形態の第３変形例について説明する。上記説明した超音波探触子１００においては、圧電振動子１１４の背面側に隣接して背面材１１８が設けられている。しかしながら、このような構成に限らず、圧電振動子１１４と背面材１１８との間に中間層を設けてもよい。
【００８５】
中間層は、圧電振動子１１４や背面材１１８より音響インピーダンスが高く構成されるものであり、その厚さ（すなわち超音波の放射方向Ｅにおける長さ）は、例えば超音波探触子１００により放射される超音波の波長の略１／４程度である。また、中間層の材料としては、金、鉛、タングステン、水銀、サファイア等を用いることができる。このような中間層によれば、圧電振動子１１４の背面側に放射される超音波を前面側（音響レンズ１０２側）へ反射させて音響特性の向上を図ることが可能となる。
【００８６】
背面基板１２０における配線パターンは、中間層を介して圧電振動子１１４（焦電素子１１４ｃを含む）における背面電極と導通されている。例えば、中間層の周面または内部を貫通して設けられた導通路を介して配線パターンと背面電極とが電気的に接続される。または、導電性を有する中間層を用いることにより、中間層自体を介して配線パターンと背面電極とが電気的に接続されてもよい。
【００８７】
第１実施形態の第３変形例にかかる超音波診断装置においても、端部側に配列された第１の素子１１４ａ以外の圧電振動子１１４が焦電素子１１４ｃとなるので、超音波プローブ内の温度上昇や、被検体に最も近い音響レンズ１０２の温度上昇を精度よく検知することができる。また、焦電素子１１４ｃとして音響的に無効な素子が割り当てられるので、焦電素子１１４ｃを設けたことによる音響特性への影響を抑制することができる。さらに第３変形例においては、中間層を設ける構成とすることで音響特性への影響を向上させることが可能である。
【００８８】
［第２実施形態］
次に、図１１〜図１３を参照して第２実施形態における超音波プローブ１０および超音波探触子１００の概要について説明する。図１１は、第２実施形態にかかる超音波診断装置の超音波プローブ１０および本体部２００を示す概略ブロック図である。なお、第２実施形態については、第１実施形態と異なる部分を主として説明し、その他重複する部分については説明を割愛する。また図１１においては、便宜上、焦電素子１１４ｃが圧電振動子１１４より多く示されているが、実際には多数の圧電振動子１１４のうちの一部が焦電素子１１４ｃとして割り当てられる。
【００８９】
（スイッチ回路）
第２実施形態にかかる超音波プローブ１０においては、背面基板１２０と温度検出回路１２２との間にスイッチ回路１２４が設けられる。例えば図１１に示すようにスイッチ回路１２４において、一方側が温度検出回路１２２に接続され、他方側は各焦電素子１１４ｃのいずれかと接続されている。またスイッチ回路１２４は、図示しない切替制御部を備えており、スイッチ回路１２４において温度検出回路１２２と、焦電素子１１４ｃとを選択的に接続させる制御を行う。
【００９０】
また第２実施形態では、本体部２００においてスイッチ回路１２４の切替制御に関する第１の設定情報があらかじめ設定されている。本体部２００は、超音波プローブ１０におけるスキャン開始の指示とともに、この第１の設定情報をケーブル１０４およびＩ／Ｆ１２３等を介して超音波プローブ１０に送る。超音波の送受信が開始されると、スイッチ回路１２４は、この第１の設定情報に基づいて温度検出回路１２２と、スイッチ回路１２４に接続された焦電素子１１４ｃのいずれかとを接続させる。
【００９１】
この第１の設定情報とは、例えば切替の時間間隔についての情報である。この例においては、あらかじめ第１の設定情報としてスイッチ回路１２４の切替制御を第１の設定情報に基づく時間間隔ごとに行う。一例として第１の設定情報において、スイッチ回路１２４における切替動作を１０秒間隔で行うように設定されている場合、スイッチ回路１２４は、超音波プローブ１０において超音波の送信が開始されると、温度検出回路１２２の接続先となる各焦電素子１１４ｃを１０秒ごとに切替える。また、本体部２００のユーザインターフェース２０７等を介して、この切替制御に関する第１の設定情報を任意に変更する構成としてもよい。
【００９２】
なお、複数素子を１チャンネルとして温度検出回路１２２と接続する場合、スイッチ回路１２４は、温度検出回路１２２と各チャンネルとを選択的に接続する。また、スイッチ回路１２４を複数設ける構成としてもよい。
【００９３】
（温度検出回路）
第１実施形態と同様に焦電素子１１４ｃにより熱から変換された焦電電圧（または焦電電流）に基づく電気信号は、背面基板１２０等における温度検出用配線パターン（不図示）を介して、温度検出回路１２２に送られる。ただし第２実施形態において、温度検出回路１２２は、スイッチ回路１２４と接続されている焦電素子１１４ｃから焦電電圧等に基づく電気信号を受ける。言い換えると、スイッチ回路１２４と接続されている焦電素子１１４ｃ以外の焦電素子１１４ｃが熱を焦電電圧等に変換しても、当該変換された焦電電圧に基づく電気信号は温度検出回路１２２に送られない。
【００９４】
温度検出回路１２２は、そのとき接続されている焦電素子１１４ｃから受けた焦電電圧（または焦電電流）に基づく電気信号を受け、焦電電圧値または焦電電流値を求める。温度検出回路１２２は、求めた焦電電圧値または焦電電流値に基づき、これらの値から予測される焦電素子１１４ｃ（またはその周囲。以下、同様）の温度変化または温度を求める。温度変化の算出等は第１実施形態と同様である。
【００９５】
また、温度検出回路１２２はＩ／Ｆ１２３を介して当該求めた温度変化等の情報を、本体部２００へ送る。さらに温度検出回路１２２は、求めた温度変化等の情報に、接続先の焦電素子１１４ｃの位置情報を付加して送信してもよい。
【００９６】
なお、本実施形態においても温度検出回路１２２が焦電電圧値等と閾値とを比較することにより、焦電電圧値等が閾値に到達したか、または閾値を超えたかを判断する構成を採用することが可能である。ただし、この例についての説明は、第１実施形態と同様であるため説明を割愛する。
【００９７】
（動作）
次に、この実施形態における超音波診断装置の動作について図１２および図１３を参照して説明する。図１２および図１３は、第２実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。なお、以下の説明は本実施形態の一例である。すなわち、温度検出回路１２２の処理が焦電電圧の値に基づき行われるものとして説明する。また、温度検出回路１２２が求めた焦電電圧値に基づき、テーブルを参照して温度変化の数値データを取得する例について説明する。
【００９８】
（ステップ３１）
ユーザにより、ユーザインターフェース２０７を介してスキャン開始の指示がなされると、制御部２０１は、送信部２０２に超音波の送信開始の指示を送る。送信部２０２は、ケーブル１０４を介して超音波プローブ１０に超音波の送信にかかる制御信号を送る。さらに本体部２００は、制御部２０１によってあらかじめ設定された第１の設定情報（切り替え制御の時間情報等）を上記制御信号とあわせて超音波プローブ１０に送る。
【００９９】
（ステップ３２）
超音波プローブ１０において送受信回路１２１は、Ｉ／Ｆ１２３を介して本体部２００から超音波の送信にかかる制御信号を受ける。送受信回路１２１は、制御信号に基づくパルス電圧を圧電振動子１１４に印加する。これにより圧電振動子１１４は、この印加電圧を超音波に変換する。このようにして超音波プローブ１０から超音波が送信される。
【０１００】
（ステップ３３）
圧電振動子１１４は、被検体からの反射波を受けて電圧に変換する。この電圧に基づく電気信号は、背面基板１２０を介して送受信回路１２１に送られる。送受信回路１２１は、当該電気信号に所定の処理を行う。さらに送受信回路１２１は、所定の処理を施した当該エコー信号（受信信号）をＩ／Ｆ１２３およびケーブル１０４を介して本体部２００に送る。ただし、本体部２００の受信部２０３がこれらの処理を行う場合、これらの処理のうちの少なくとも一部は、送受信回路１２１の代わりに受信部２０３が行う。
【０１０１】
（ステップ３４）
温度検出回路１２２は、接続先の焦電素子１１４ｃから焦電電圧に基づく電気信号を受けたかについて判断する。すなわち、温度検出回路１２２は、スイッチ回路１２４を介して選択的に接続された焦電素子１１４ｃからの電気信号の受信の有無によって、当該焦電素子１１４ｃまたはその周囲に温度変化があったか判断する。
【０１０２】
温度検出回路１２２は、接続先の焦電素子１１４ｃに温度変化がなかったと判断した場合は（Ｓ３４；Ｎｏ）、ステップ３２、ステップ３３の処理と並行して、ステップ３４の判断を繰り返す。なおステップ３４の処理は、説明の便宜上、ステップ３３の処理の後に記載したが、実際にはステップ３２、ステップ３３の処理と並行して行われるものである。
【０１０３】
（ステップ３５）
ステップ３２またはステップ３３の時点で、接続先の焦電素子１１４ｃの周囲の圧電振動子１１４に温度変化が生じていれば、当該焦電素子１１４ｃは温度変化に対応する焦電電圧を生じる。この焦電電圧は電気信号として背面基板１２０の温度検出用配線パターンおよびスイッチ回路１２４を介して温度検出回路１２２に送られる。温度検出回路１２２は当該電気信号の受信により温度変化があったと判断する（Ｓ３４；Ｙｅｓ）。この場合、温度検出回路１２２は、当該電気信号に基づき、焦電電圧値を求める。
【０１０４】
（ステップ３６）
さらに温度検出回路１２２の一例においては、あらかじめ記憶しているテーブルを参照して、求めた焦電電圧値に対応する、温度変化の数値データを取得する。
【０１０５】
（ステップ３７）
超音波プローブ１０は、温度検出回路１２２により取得された当該数値データを、接続先の焦電素子１１４ｃの位置情報とともに、Ｉ／Ｆ１２３やケーブル１０４を介して本体部２００へ送る。なお、温度検出回路１２２により温度変化がなかったと判断された場合（Ｓ３４；Ｎｏ）には、この数値データ等の本体部２００への送信は行われない。
【０１０６】
（ステップ３８）
スイッチ回路１２４は、本体部２００から受けた第１の設定情報に基づき、例えば設定された時間が経過したかについて判断する。スイッチ回路１２４は、所定時間が経過していないと判断した場合（Ｓ３８；Ｎｏ）、ステップ３８の当該判断を繰り返す。なお、ステップ３８の判断は、説明の便宜上ステップ３７の処理の後に記載したが、実際にはステップ３２〜ステップ３７の処理と並行して行われるものである。
【０１０７】
（ステップ３９）
スイッチ回路１２４により、所定時間が経過したと判断された場合（Ｓ３８；Ｙｅｓ）、スイッチ回路１２４における切替制御部（不図示）は、それまで接続していた焦電素子１１４ｃとは別の焦電素子１１４ｃに切り替える。これにより、温度検出回路１２２の接続先の焦電素子１１４ｃが変更される。なお、ステップ３９の処理も、実際にはステップ３２〜ステップ３７の処理と並行して行われるものである。
【０１０８】
（作用・効果）
以上説明した第２実施形態にかかる超音波探触子１００および超音波プローブ１０、ならびにこの超音波プローブを有する超音波診断装置の作用および効果について説明する。
【０１０９】
第２実施形態の超音波診断装置では、超音波プローブ１０の圧電振動子群における第２の素子１１４ｂ、第３の素子１１４ｄに属する圧電振動子１１４の一部が焦電素子１１４ｃとして機能する。すなわち、端部側に配列された第１の素子１１４ａ以外の圧電振動子１１４が焦電素子１１４ｃとなる。したがって、より発熱しやすい熱源に近い位置で温度または圧電振動子の温度変化に関する情報を得ることができるので、超音波プローブ内の温度上昇や、被検体に最も近い音響レンズ１０２の温度上昇を精度よく検知することができる。
【０１１０】
また、第２実施形態の超音波プローブ１０においては、温度検出回路１２２と複数の焦電素子１１４ｃのいずれかを選択的に接続させるスイッチ回路１２４が設けられている。したがって、焦電素子１１４ｃを複数設けても、温度検出処理による温度検出回路１２２にかかる負荷が軽減される。また、焦電素子１１４ｃを複数設けても、温度検出回路１２２が多くなることによって超音波プローブ１０内の構造が複雑化してしまう事態を回避することが可能である。
【０１１１】
また、上述の超音波プローブ１０においては、焦電素子１１４ｃとして音響的に無効な素子が割り当てられるので、焦電素子１１４ｃを設けたことによる音響特性への影響を抑制することができる。
【０１１２】
なお、第１実施形態における第１変形例〜第３変形例は、第２実施形態に適用が可能である。
【０１１３】
［第３実施形態］
次に、図１４〜図１６を参照して第３実施形態における超音波プローブ１０および超音波探触子１００の概要について説明する。図１４は、第３実施形態にかかる超音波診断装置の超音波プローブ１０および本体部２００を示す概略ブロック図である。なお、第３実施形態については、第１実施形態と異なる部分を主として説明し、その他重複する部分については説明を割愛する。また、図１４においては、焦電素子１１４ｃが１つのみ示されているが、実際には焦電素子１１４ｃを複数設けることが可能である。その場合、焦電素子１１４ｃに応じてスイッチ回路１２５を複数設けてもよい。
【０１１４】
（スイッチ回路）
第３実施形態にかかる超音波プローブ１０においては、背面基板１２０と、各回路（送受信回路１２１、温度検出回路１２２）との間にスイッチ回路１２５が設けられる。例えば図１４に示すようにスイッチ回路１２５において、一方側が圧電振動子群におけるいずれかの圧電振動子１１４と接続されており、他方側は温度検出回路１２２または送受信回路１２１のいずれかに選択的に接続されている。またスイッチ回路１２５は、図示しない切替制御部を備えており、スイッチ回路１２５において特定の圧電振動子１１４の接続先を、温度検出回路１２２と焦電素子１１４ｃとのいずれかに選択的に接続させる制御を行う。
【０１１５】
また第３実施形態では、本体部２００においてスイッチ回路１２５の切替制御に関する第２の設定情報があらかじめ設定されている。本体部２００は、超音波プローブ１０におけるスキャン開始の指示とともに、この第２の設定情報をケーブル１０４およびＩ／Ｆ１２３等を介して超音波プローブ１０に送る。超音波の送信が開始されると、スイッチ回路１２５は、この第２の設定情報に基づいて圧電振動子群における特定の圧電振動子１１４と、送受信回路１２１または温度検出回路１２２とを選択的に接続させる。
【０１１６】
すなわち第３実施形態においては、特定の圧電振動子１１４がスイッチ回路１２５に接続されている。また、スイッチ回路１２５の切替制御部により、当該特定の圧電振動子１１４の接続先が、送受信回路１２１または温度検出回路１２２のいずれかに切り替えられる。当該特定の圧電振動子１１４が温度検出回路１２２に接続されているとき、その素子は、焦電素子１１４ｃとして機能する。また当該特定の圧電振動子１１４は、送受信回路１２１に接続されているとき、その素子は、送受信回路１２１から印加電圧を受けて超音波の送受信を行う。
【０１１７】
また第２の設定情報とは、例えば切替の時間間隔についての情報である。この例においては、あらかじめ第２の設定情報としてスイッチ回路１２５の切替制御を第２の設定情報に基づく時間間隔ごとに行う。一例として第２の設定情報において、スイッチ回路１２５における切替動作を１０秒間隔で行うように設定されている場合、スイッチ回路１２５は、超音波プローブ１０において超音波の送信が開始されると、スイッチ回路１２５と接続された圧電振動子１１４の接続先は、１０秒ごとに送受信回路１２１と温度検出回路１２２とに切替わる。
【０１１８】
なお、第２の設定情報において、スイッチ回路１２５の切替制御として送受信回路１２１に接続されている時間より、温度検出回路１２２に接続されている時間を短くするようにしてもよい。すなわちスイッチ回路１２５と接続されている圧電振動子１１４は、スイッチ回路１２５により、３０秒間だけ送受信回路１２１に接続され、３０秒経過後は、温度検出回路１２２に５秒間だけ接続され、以後その制御を繰り返すように設定されていてもよい。また、本体部２００のユーザインターフェース２０７等を介して、この切替制御に関する第２の設定情報を任意に変更する構成としてもよい。
【０１１９】
なお、複数素子を１チャンネルとしてスイッチ回路１２５と接続する場合、スイッチ回路１２５は、１チャンネルに属する素子と、送受信回路１２１または温度検出回路１２２とを選択的に接続する。また、スイッチ回路１２５を複数設ける構成としてもよい。
【０１２０】
（温度検出回路）
第１実施形態と同様に焦電素子１１４ｃにより熱から変換された焦電電圧（または焦電電流）に基づく電気信号は、背面基板１２０等における温度検出用配線パターンおよびスイッチ回路１２５を介して、温度検出回路１２２に送られる。ただし第３実施形態において、温度検出回路１２２はスイッチ回路１２５と接続されているときに圧電振動子１１４（焦電素子１１４ｃ）から焦電電圧等に基づく電気信号を受ける。言い換えると、スイッチ回路１２５と接続された圧電振動子１１４が送受信回路１２１と接続されている場合、焦電素子１１４ｃが熱を焦電電圧等に変換しても、当該変換された焦電電圧に基づく電気信号は温度検出回路１２２に送られない。
【０１２１】
温度検出回路１２２は、そのとき接続されている焦電素子１１４ｃから受けた焦電電圧（または焦電電流）に基づく電気信号を受け、焦電電圧値または焦電電流値を求める。温度検出回路１２２は、求めた焦電電圧値または焦電電流値に基づき、これらの値から予測される焦電素子１１４ｃ（またはその周囲。以下、同様）の温度変化または温度を求める。温度変化の算出等は第１実施形態と同様である。
【０１２２】
また、温度検出回路１２２はＩ／Ｆ１２３を介して当該求めた温度変化等の情報を、本体部２００へ送る。さらに温度検出回路１２２は、求めた温度変化等の情報に、接続先の焦電素子１１４ｃの位置情報を付加して送信してもよい。
【０１２３】
なお、本実施形態においても温度検出回路１２２が焦電電圧値等と閾値とを比較することにより、焦電電圧値等が閾値に到達したか、または閾値を超えたかを判断する構成を採用することが可能である。ただし、この例についての説明は、第１実施形態において該当する説明と同様であるため説明を割愛する。
【０１２４】
（動作）
次に、この実施形態における超音波診断装置の動作について図１５および図１６を参照して説明する。図１５および図１６は、第１実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。なお、以下の説明は本実施形態の一例である。すなわち、温度検出回路１２２の処理が焦電電圧値に基づき行われるものとして説明する。また、温度検出回路１２２が求めた焦電電圧値に基づき、テーブルを参照して温度変化の数値データを取得する例について説明する。
【０１２５】
（ステップ４１）
ユーザにより、ユーザインターフェース２０７を介してスキャン開始の指示がなされると、制御部２０１は、送信部２０２に超音波の送信開始の指示を送る。送信部２０２は、ケーブル１０４を介して超音波プローブ１０に超音波の送信にかかる制御信号を送る。さらに本体部２００は、制御部２０１によってあらかじめ設定された第２の設定情報（切り替え制御の時間情報等）を上記制御信号とあわせて超音波プローブ１０に送る。
【０１２６】
（ステップ４２）
超音波プローブ１０において送受信回路１２１は、Ｉ／Ｆ１２３を介して本体部２００から超音波の送信にかかる制御信号を受ける。送受信回路１２１は、制御信号に基づくパルス電圧を圧電振動子１１４に印加する。これにより圧電振動子１１４は、この印加電圧を超音波に変換する。このようにして超音波プローブ１０から超音波が送信される。
【０１２７】
ここで、スイッチ回路１２５と接続されている圧電振動子１１４それぞれについては、送受信回路１２１と接続されている場合、当該圧電振動子１１４それぞれからも超音波が送信される。当該圧電振動子１１４それぞれが温度検出回路１２２と接続されている場合は、当該圧電振動子１１４にパルス電圧が印加されず、当該圧電振動子１１４は超音波を送信しない。
【０１２８】
（ステップ４３）
圧電振動子１１４は、被検体からの反射波を受けて電圧に変換する。この電圧に基づく電気信号は、背面基板１２０を介して送受信回路１２１に送られる。送受信回路１２１は、当該電気信号に所定の処理を行う。さらに送受信回路１２１は、所定の処理を施した当該エコー信号（受信信号）をＩ／Ｆ１２３およびケーブル１０４を介して本体部２００に送る。ただし、本体部２００の受信部２０３がこれらの処理を行う場合、これらの処理のうちの少なくとも一部は、送受信回路１２１の代わりに受信部２０３が行う。
【０１２９】
（ステップ４４）
温度検出回路１２２は、スイッチ回路１２５により圧電振動子１１４に接続されているかについて判断する。温度検出回路１２２は、スイッチ回路１２５の接続先の圧電振動子１１４と接続されていないと判断した場合は（Ｓ４４；Ｎｏ）、ステップ４２、ステップ４３の処理と並行してステップ４４の判断を繰り返す。
【０１３０】
（ステップ４５）
温度検出回路１２２は、スイッチ回路１２５の接続先の圧電振動子１１４と接続されていると判断した場合（Ｓ４４；Ｙｅｓ）、温度検出回路１２２は、焦電素子１１４ｃとして機能する接続先の圧電振動子１１４から焦電電圧に基づく電気信号を受けたかについて判断する。すなわち、温度検出回路１２２は、焦電素子１１４ｃからの電気信号の受信の有無によって、当該焦電素子１１４ｃまたはその周囲に温度変化があったか判断する。
【０１３１】
温度検出回路１２２は、接続先の焦電素子１１４ｃに温度変化がなかったと判断した場合は（Ｓ４５；Ｎｏ）、ステップ４２、ステップ４３の処理と並行してステップ４４の判断を繰り返す。なお、ステップ４４の処理は、説明の便宜上ステップ４３の処理の後に記載したが、実際にはステップ４２、ステップ４３の処理と並行して行われるものである。
【０１３２】
（ステップ４６）
ステップ４２またはステップ４３の時点で、接続先の焦電素子１１４ｃの周囲の圧電振動子１１４に温度変化が生じていれば、当該焦電素子１１４ｃは温度変化に対応する焦電電圧を生じる。この焦電電圧は電気信号として背面基板１２０の温度検出用配線パターンおよびスイッチ回路１２５を介して温度検出回路１２２に送られる。温度検出回路１２２は当該電気信号の受信により温度変化があったと判断する（Ｓ４５；Ｙｅｓ）。この場合、温度検出回路１２２は、当該電気信号に基づき、焦電電圧値を求める。
【０１３３】
（ステップ４７）
さらに温度検出回路１２２の一例においては、あらかじめ記憶しているテーブルを参照して、求めた焦電電圧値に対応する、温度変化の数値データを取得する。
【０１３４】
（ステップ４８）
超音波プローブ１０は、温度検出回路１２２により取得された当該数値データを、接続先の焦電素子１１４ｃの位置情報とともに、Ｉ／Ｆ１２３やケーブル１０４を介して本体部２００へ送る。あわせて超音波プローブ１０は、送受信回路１２１により処理されたエコー信号を、Ｉ／Ｆ１２３やケーブル１０４を介して本体部２００へ送る。なお、温度検出回路１２２により温度変化がなかったと判断された場合（Ｓ４５；Ｎｏ）には、この数値データの本体部２００への送信は行われない。
【０１３５】
（ステップ４９）
スイッチ回路１２５は、本体部２００から受けた第２の設定情報に基づき、例えば設定された時間が経過したかについて判断する。スイッチ回路１２５は、所定時間が経過していないと判断した場合（Ｓ４９；Ｎｏ）、ステップ４９の当該判断を繰り返す。なお、ステップ４９の判断は、説明の便宜上ステップ４８の処理の後に記載したが、実際にはステップ４２〜ステップ４８の処理と並行して行われるものである。
【０１３６】
（ステップ５０）
スイッチ回路１２５が、所定時間が経過したと判断した場合（Ｓ４９；Ｙｅｓ）、スイッチ回路１２５は、接続されている圧電振動子１１４の接続先を送受信回路１２１に切り替える。これにより、圧電振動子１１４は超音波の送受信を行う素子としてその機能が変更される。なお、ステップ４９の処理も、実際にはＳ４２〜Ｓ４８の処理と並行して行われるものである。
【０１３７】
（ステップ５１）
スイッチ回路１２５に接続されている圧電振動子１１４には、送受信回路１２１からパルス電圧が印加され、当該圧電振動子１１４から超音波が送信される。また送受信回路１２１は、当該圧電振動子１１４が変換した被検体からの反射波に基づくエコー信号を、背面基板１２０およびスイッチ回路１２５を介して受信する。
【０１３８】
本実施形態においては、スイッチ回路１２５の接続先の回路を切り替えることにより、超音波の送受信を行う圧電振動子１１４を、焦電素子１１４ｃとしても機能させる。すなわち、所定時間ごとに当該焦電素子１１４ｃが、超音波の送受信用の圧電振動子１１４として機能するように切り替わる。したがって、圧電振動子群の一部を焦電素子１１４ｃとして機能させたとしても、一時的であるので、音響的な影響を軽減させる事が可能である。
【０１３９】
その結果、圧電振動子群の配列の内側にある圧電振動子１１４を焦電素子１１４ｃと機能させることによる問題、例えば超音波スキャンに支障（グレーティングローブ等）が出てしまう事態を抑制することが可能である。このような構成においては１次元アレイの超音波探触子１００を有する超音波プローブ１０であっても、圧電振動子群の一部を焦電素子１１４ｃとして一時的に機能させることが可能である。
【０１４０】
（作用・効果）
以上説明した第３実施形態にかかる超音波探触子１００および超音波プローブ１０、ならびにこの超音波プローブを有する超音波診断装置の作用および効果について説明する。
【０１４１】
第３実施形態の超音波診断装置では、超音波プローブ１０の圧電振動子群における第２の素子１１４ｂ、第３の素子１１４ｄに属する圧電振動子１１４の一部が焦電素子１１４ｃとして機能する。すなわち、端部側に配列された第１の素子１１４ａ以外の圧電振動子１１４が焦電素子１１４ｃとなる。したがって、より発熱しやすい熱源に近い位置で温度または圧電振動子の温度変化に関する情報を得ることができるので、超音波プローブ内の温度上昇や、被検体に最も近い音響レンズ１０２の温度上昇を精度よく検知することができる。
【０１４２】
なお、第３実施形態における第１変形例〜第３変形例は、第３実施形態に適用が可能である。
【０１４３】
［第４実施形態］
次に、図１７を参照して第４実施形態における超音波プローブ１０および超音波探触子１００の概要について説明する。図１７は、第４実施形態にかかる超音波診断装置の超音波プローブ１０および本体部２００を示す概略ブロック図である。なお、第４実施形態については、第１実施形態と異なる部分を主として説明し、その他重複する部分については説明を割愛する。
【０１４４】
（温度検出回路）
図１７に示すように第４実施形態にかかる超音波プローブ１０においては、温度検出回路２２２が、超音波プローブ１０でなく、本体部２００に設けられる。温度検出回路２２２は、ケーブル１０４および超音波プローブ１０のＩ／Ｆ１２３を介して第２の素子１１４ｂおよび第３の素子１１４ｄの一部と接続されている。本実施形態においては、温度検出回路２２２と接続されている圧電振動子１１４が焦電素子１１４ｃとして機能する。超音波プローブ１０により超音波の送信が開始され、焦電素子１１４ｃに温度変化が生じると、焦電素子１１４ｃは、温度変化に基づいて焦電電圧または焦電電流に変換する。温度検出回路２２２は、超音波プローブ１０のＩ／Ｆ１２３およびケーブル１０４等を介して、焦電電圧等に基づく電気信号を受ける。
【０１４５】
温度検出回路２２２は、当該電気信号に基づいて、温度変化または温度の算出、もしくは閾値処理等を行う。温度検出回路２２２の処理結果は、表示制御部２０６に送られる。この点については、第１実施形態〜第３実施形態における温度検出回路１２２と同様である。
【０１４６】
（表示制御部）
表示制御部２０６は、画像生成部２０５から超音波画像データを受けて、超音波画像データに基づく超音波画像をユーザインターフェース２０７の表示部に表示させる。また表示制御部２０６は、温度検出回路２２２が求めた温度の情報、温度変化の情報または温度検出回路２２２の判断結果を受け、超音波画像とともに当該情報をユーザインターフェース２０７の表示部に表示させる。また表示制御部２０６は、当該情報を超音波画像とともに表示させず別途表示させてもよい。
【０１４７】
（作用・効果）
以上説明した第４実施形態にかかる超音波探触子１００および超音波プローブ１０、ならびにこの超音波プローブを有する超音波診断装置の作用および効果について説明する。
【０１４８】
第４実施形態の超音波診断装置では、超音波プローブ１０の圧電振動子群における第２の素子１１４ｂ、第３の素子１１４ｄに属する圧電振動子１１４の一部が焦電素子１１４ｃとして機能する。すなわち、端部側に配列された第１の素子１１４ａ以外の圧電振動子１１４が焦電素子１１４ｃとなる。したがって、より発熱しやすい熱源に近い位置で温度または圧電振動子の温度変化に関する情報を得ることができるので、超音波プローブ内の温度上昇や、被検体に最も近い音響レンズ１０２の温度上昇を精度よく検知することができる。
【０１４９】
なお、第１実施形態における第１変形例〜第３変形例は、第４実施形態に適用が可能である。また、上記第４実施形態の説明においては第１実施形態を基準としているが、第２実施形態との組み合わせ、第３実施形態との組み合わせによる構成を採ることも可能である。
【０１５０】
（変形例）
次に、第４実施形態の変形例について説明する。この変形例においては第２実施形態のように、焦電素子１１４ｃが複数設けられる。また、本体部２００には、第２実施形態のようなスイッチ回路（不図示）が設けられる。すなわち、このスイッチ回路は、本体部２００の温度検出回路２２２に接続される。またスイッチ回路は、図示しない切替制御部を備えており、複数の焦電素子１１４ｃのうちのいずれかと温度検出回路２２２とを選択的に接続させる制御を行う。例えば、スイッチ回路は、ケーブル１０４およびＩ／Ｆ１２３を介して焦電素子１１４ｃのいずれかと接続されるように切替制御部に制御される。一例として、スイッチ回路は、超音波プローブ１０における焦電素子１１４ｃの１つを指定する。超音波プローブ１０は、Ｉ／Ｆ１２３に接続された各焦電素子１１４ｃのうち、指定された焦電素子１１４ｃから焦電電圧等に基づく電気信号を受け、本体部２００に送る。
【０１５１】
この変形例においても、より発熱しやすい熱源に近い位置で温度または圧電振動子の温度変化に関する情報を得ることができるので、超音波プローブ内の温度上昇や、被検体に最も近い音響レンズ１０２の温度上昇を精度よく検知することができる。
【０１５２】
また、焦電素子１１４ｃを複数設けても、焦電素子１１４ｃのいずれかと温度検出回路２２２とを選択的に接続するので、温度検出処理による温度検出回路２２２にかかる負荷が軽減される。また、焦電素子１１４ｃを複数設けても、温度検出回路１２２が多くなることによって超音波プローブ１０内の構造が複雑化してしまう事態を回避することが可能である。
【０１５３】
［第５実施形態］
次に、図１８および図１９を参照して第５実施形態における超音波プローブ１０および超音波探触子１００の概要について説明する。なお、第５実施形態については、第１実施形態〜第４実施形態と異なる部分を主として説明し、その他重複する部分については説明を割愛する。
【０１５４】
（制御部）
第５実施形態にかかる本体部２００は、温度検出回路１２２（または温度検出回路２２２／以下同じ）から、温度の情報、温度変化の情報または温度検出回路２２２の判断結果を受ける。一例として制御部２０１が温度変化の情報を受ける場合について説明する。制御部２０１はあらかじめ温度変化の閾値を記憶している。この閾値は、温度変化の許容範囲の上限値等に基づいて設定される。例えばユーザが温度上昇の許容範囲を「＋２０℃」と設定した場合、制御部２０１には、温度検出回路１２２から受信する温度変化の数値データの閾値として「＋２０℃」があらかじめ記憶される。
【０１５５】
制御部２０１は、超音波プローブ１０におけるＩ／Ｆ１２３およびケーブル１０４等を介して温度検出回路１２２から受けた温度変化の情報を受け、上記閾値と比較する。比較の結果、制御部２０１により、温度変化が閾値に到達した、または閾値を超えたと判断された場合、送信部２０２に超音波の送受信の停止指示を送る。送信部２０２は、当該指示に基づき超音波プローブ１０における超音波の送信にかかる制御信号の送信を停止する。
【０１５６】
なお、制御部２０１の他の例として、制御部２０１は、超音波プローブ１０におけるＩ／Ｆ１２３およびケーブル１０４等を介して温度検出回路１２２から、温度検出回路１２２による判断結果を受ける。判断結果の例としては、温度検出回路１２２により焦電素子１１４ｃの温度変化が閾値に到達したまたは閾値を超えたことを示す判断結果等が該当する。
【０１５７】
制御部２０１は、例えば温度変化が閾値に到達したこと、または閾値を超えたことを示す判断結果を受け、送信部２０２に超音波の送受信の停止指示を送る。送信部２０２は、当該指示に基づき超音波プローブ１０における超音波の送信にかかる制御信号の送信を停止する。
【０１５８】
（動作）
次に、図１８〜図１９を参照して、本実施形態にかかる超音波診断装置の動作について説明する。図１８および図１９は、第５実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。なお、以下の説明は本実施形態の一例である。すなわち、温度検出回路１２２の処理が焦電電圧値に基づき行われるものとして説明する。また、温度検出回路１２２が求めた焦電電圧値に基づき、テーブルを参照して温度変化の数値データを取得する例について説明する。
【０１５９】
（ステップ６１〜６７）
第５実施形態にかかる超音波診断装置においても、超音波プローブ１０への制御信号の送信（Ｓ６１）、超音波の送受信（Ｓ６２、Ｓ６３）、温度変化が有ったかの判断（Ｓ６４）、焦電電圧値の算出（Ｓ６５）、温度変化の数値データの取得（Ｓ６６）、数値データおよびエコー信号の送信（Ｓ６７）までの処理は、第１実施形態のＳ０１〜Ｓ０７までの同様である。したがって、これらの処理については説明を割愛する。
【０１６０】
（ステップ６８）
制御部２０１は、超音波プローブ１０のＩ／Ｆ１２３およびケーブル１０４等を介して温度検出回路１２２から受けた温度変化の数値データと、設定された閾値を比較する。制御部２０１はこの比較により、温度変化が閾値に到達したか、または温度変化が閾値を超えたかについて判断する。制御部２０１は、閾値に到達していない（または超えていない）と判断した場合（Ｓ６８；Ｎｏ）、ステップ６８の当該判断を繰り返す。なお、ステップ６８の判断は、説明の便宜上ステップ６７の処理の後に記載したが、実際にはステップ６２〜ステップ６７の処理と並行して行われるものである。
【０１６１】
（ステップ６９）
制御部２０１は、閾値に到達した（または超えた）と判断した場合（Ｓ６８；Ｙｅｓ）、制御部２０１は、送信部２０２に超音波の送信停止の指示を送る。送信部２０２は、超音波プローブ１０への超音波の送信信号の送信を停止する。
【０１６２】
（作用・効果）
以上説明した第５実施形態にかかる超音波探触子１００および超音波プローブ１０、ならびにこの超音波プローブを有する超音波診断装置の作用および効果について説明する。
【０１６３】
第５実施形態の超音波診断装置では、超音波プローブ１０の圧電振動子群における第２の素子１１４ｂ、第３の素子１１４ｄに属する圧電振動子１１４の一部が焦電素子１１４ｃとして機能する。すなわち、端部側に配列された第１の素子１１４ａ以外の圧電振動子１１４が焦電素子１１４ｃとなる。したがって、より発熱しやすい熱源に近い位置で温度または圧電振動子の温度変化に関する情報を得ることができるので、超音波プローブ内の温度上昇や、被検体に最も近い音響レンズ１０２の温度上昇を精度よく検知することができる。
【０１６４】
さらに、第５実施形態においては、焦電素子１１４ｃまたは焦電素子１１４ｃの周囲の圧電振動子１１４の温度変化に応じて超音波の送信を停止させる。すなわち、超音波プローブ１０の音響レンズ１０２の過度な温度上昇が生じると、温度上昇の要因となる圧電振動子１１４の駆動を停止させる。したがって、被検体との接触部分である音響レンズ１０２が高温となった状態で当該部分を接触し続ける事態を回避することが可能となる。
【０１６５】
なお、第１実施形態における第１変形例〜第３変形例は、第５実施形態に適用が可能である。また、上記第５実施形態の説明においては第１実施形態を基準としているが、第２実施形態〜第４実施形態のいずれかとの組み合わせによる構成を採ることも可能である。
【０１６６】
例えば、制御部２０１が本体部２００の温度検出回路２２２からの情報に基づき、送信部２０２に超音波の送信停止の指示を送るための判断を行ってもよい。
【０１６７】
（変形例）
次に、第５実施形態における変形例について説明する。上記第５実施形態においては、本体部２００の制御部２０１が、超音波プローブ１０の温度変化に応じて超音波プローブ１０による超音波の送信を停止させる構成である。しかしながらこれに限らず、例えば次のような構成を採ることが可能である。制御部２０１は、温度変化の閾値とともに、閾値に到達した（または閾値を超えた）ときに、圧電振動子１１４に印加する電圧値を所定値だけ下げるための設定値を記憶している。
【０１６８】
この変形例においても制御部２０１は、温度検出回路１２２から温度変化の数値データを受ける。また制御部２０１は、温度変化が閾値に到達した（または閾値を超えた）かについて判断する。制御部２０１は温度変化が閾値に到達した（または閾値を超えた）と判断すると、送信部２０２に印加電圧の変更指示を送る。送信部２０２は、当該指示を受け、超音波プローブ１０に送信する送信指示に関する信号を変更し、圧電振動子１１４に印加する電圧値を所定値だけ下げる。
【０１６９】
なおこの変形例においても、制御部２０１が本体部２００の温度検出回路２２２からの情報に基づき、送信部２０２に超音波の印加電圧の変更指示を送るための判断を行ってもよい。
【０１７０】
また、制御部２０１の変形例の他の例として、次のような構成を採ることが可能である。制御部２０１は温度変化が閾値に到達した（または閾値を超えた）と判断すると、送信部２０２に圧電振動子１１４を駆動するための信号の波形の変更指示を送る。送信部２０２は、当該指示を受け、超音波プローブ１０に送信する送信指示に関する信号を変更し、圧電振動子１１４を駆動するための信号の波形を指示に応じて変更する。
【０１７１】
なおこの変形例の他の例においても、制御部２０１が本体部２００の温度検出回路２２２からの情報に基づき、送信部２０２に圧電振動子１１４を駆動するための信号の波形の変更指示を送るための判断を行ってもよい。
【０１７２】
この発明の実施形態を説明したが、上記の実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７３】
１０    超音波プローブ
１００  超音波探触子
１０２  音響レンズ
１０３  プローブケース
１０４  ケーブル
１１０  第１音響整合層
１１１  第２音響整合層
１１４  圧電振動子
１１４ａ  第１の素子
１１４ｂ  第２の素子
１１４ｃ  焦電素子
１１４ｄ  第３の素子
１１６  中間層
１１８  背面材
１２０  背面基板
１２１  送受信回路
１２２  温度検出回路
１２３  Ｉ／Ｆ
１２４  スイッチ回路
１２５  スイッチ回路
２００  本体部
２０１  制御部
２０２  送信部
２０３  受信部
２０４  信号処理部
２０５  画像生成部
２０６  表示制御部
２０７  ユーザインターフェース
２２２  温度検出回路
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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