(57)【要約】【課題】モーター磁石からの漏れ磁束とトランスコイルを流れる電流の相互作用によって生じる電磁力に起因するノイズを低減し、高精細な診断画像を得る。【解決手段】超音波プローブは、アウターローター型の駆動モーターと、超音波素子と、超音波素子の信号伝達を非接触で行う回転トランスと、を備える。超音波素子は、ローターに取り付けられる。回転トランスは、ローターに配置される二次側トランスと、二次側トランスに対向して配置される一次側トランスを有する。一次側トランス及び二次側トランスの少なくとも一方は、トランスコイルの巻線状態を保持するコイル保持部を有する。【選択図】図６
2017046945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウターローター型の駆動モーターと、
対象物に向けて超音波を送信するとともに、前記対象物で反射した超音波を受信する超音波素子と、
前記駆動モーターの回転軸方向端部に配置され、前記超音波素子の信号伝達を非接触で行う回転トランスと、を備え、
前記駆動モーターは、ステーターコア及びモーターコイルを含むステーターと、ローターコア及びモーター磁石を含むローターを有し、
前記超音波素子は、前記ローターに取り付けられ、
前記回転トランスは、前記ローターに配置される二次側トランスと、前記二次側トランスに対向して配置される一次側トランスを有し、
前記一次側トランス及び前記二次側トランスは、それぞれ、トランスコアと、前記トランスコアに配置されるトランスコイルを有し、
前記一次側トランス及び前記二次側トランスの少なくとも一方は、前記トランスコイルの巻線状態を保持するコイル保持部を有することを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
前記トランスコイルを形成する巻線同士の相対位置が変化しな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３】
前記トランスコアと前記トランスコイルの相対位置が変化しないことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記コイル保持部は、前記トランスコアに対して前記トランスコイルを全周にわたって接着することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項５】
前記トランスコアは、前記トランスコイルが配置される溝を有し、
前記コイル保持部は、前記溝に配置された前記トランスコイルを、充填剤によって埋め込むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項６】
前記一次側トランス及び前記二次側トランスの両方が、前記コイル保持部を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項７】
前記回転トランスは、前記一次側トランスと前記二次側トランスが、前記駆動モーターの回転軸方向に対向する平面対向型トランスであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項８】
２つの前記超音波素子を備え、
前記２つの超音波素子に対応する２つの前記回転トランスは、前記駆動モーターの回転軸方向両端部に配置されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項９】
前記２つの回転トランスの巻数は、接続される前記２つの超音波素子の特性に対応して設定されることを特徴とする請求項８に記載の超音波プローブ。
【請求項１０】
前記２つの超音波素子として、高周波用の超音波素子と低周波用の超音波素子を有し、
前記高周波用の超音波素子に対応する前記回転トランスの巻数は、前記低周波用の超音波素子に対応する前記回転トランスの巻数よりも少ないことを特徴とする請求項９に記載の超音波プローブ。
【請求項１１】
前記超音波素子は、圧電板と、超音波の送受信面となる前記圧電板の表面に配置されるグランド電極と、前記圧電板の裏面に配置される信号電極と、を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項１２】
前記グランド電極は、前記ローターに対して電気的に接続されることを特徴とする請求項１１に記載の超音波プローブ。
【請求項１３】
前記駆動モーター、前記超音波素子、及び前記回転トランスは、音響カップリング液が封入されたウィンドウケース内に配置され、
前記ウィンドウケースは、内面に、シールドを有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項１４】
前記シールドは、めっき、蒸着、又はスパッタリングにより形成されることを特徴とする請求項１３に記載の超音波プローブ。
【請求項１５】
前記ウィンドウケースを密閉するとともに、プローブケーブルの接地線を介して診断装置本体のグランドに接続されるフレームを有し、
前記シールドは、前記フレームにインサート成形された金属板に電気的に接続されることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の超音波プローブ。
【請求項１６】
請求項１から１５に記載の超音波プローブと、
前記超音波プローブに接続され、前記超音波プローブに駆動信号を供給するとともに、前記超音波プローブからの超音波信号に基づいて診断画像を生成する診断装置本体と、を備え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、メカニカルセクタ走査方式の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】
医療機器の一つとして、超音波を利用して生体内部の組織や器官を可視化して診断する超音波診断装置が知られている。超音波診断装置は、超音波プローブ及び診断装置本体を備える。超音波プローブは、対象物に向けて超音波を送信するとともに、反射した超音波を受信し、電気信号（以下「超音波信号」と称する）に変換して診断装置本体に送信する。診断装置本体は、超音波プローブに駆動信号を供給するとともに、受信した超音波信号に基づいて診断画像（断層画像）を生成し、表示する。
【０００３】
診断画像を得るための走査方式としては、例えば超音波プローブに内蔵される超音波素子（超音波トランスデューサー）を機械的に回転させながら走査するメカニカルセクタ走査方式がある。メカニカルセクタ走査方式の超音波プローブは、超音波素子を回転させるための駆動モーターを備える。超音波素子は、例えばアウターローター型の駆動モーターのローターに取り付けられ、ローターとともに回転する。
【０００４】
また、超音波プローブは、超音波素子から診断装置本体に超音波信号を伝達するための信号伝達経路を有する。通常、信号伝達経路の一部には、回転トランスが適用される（例えば特許文献１、２）。回転トランスを適用することにより、非接触で信号伝達を行うことができるので、信号線によってローターの回転が阻害されるのを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０１０８１号公報
【特許文献２】特開２００２−３４５８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、超音波診断装置においては、ノイズを抑えた高精細な診断画像が要求される。そのため、シールド等の様々なノイズ対策が講じられている。しかしながら、本発明者等がメカニカルセクタ走査方式の超音波プローブを試作したところ、従来のノイズ対策だけでは不十分であり、改善の余地があることが判明した。
【０００７】
そこで、本発明者等は、超音波プローブ内の信号伝達経路の一部を形成する回転トランスに着目し、ノイズを低減すべく鋭意検討を行った。そして、回転トランスを形成するトランスコイルが、モーター磁石から放射される漏れ磁束の影響を受けて、超音波の送受信時に振動することによってノイズが発生していることを突き止め、本発明を完成するに至った。
【０００８】
本発明の目的は、モーター磁石からの漏れ磁束とトランスコイルを流れる電流の相互作用によって生じる電磁力に起因するノイズを低減でき、高精細な診断画像を得ることができる超音波プローブ及び超音波診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る超音波プローブは、アウターローター型の駆動モーターと、
対象物に向けて超音波を送信するとともに、前記対象物で反射した超音波を受信する超音波素子と、
前記駆動モーターの回転軸方向端部に配置され、前記超音波素子の信号伝達を非接触で行う回転トランスと、を備え、
前記駆動モーターは、ステーターコア及びモーターコイルを含むステーターと、ローターコア及びモーター磁石を含むローターを有し、
前記超音波素子は、前記ローターに取り付けられ、
前記回転トランスは、前記ローターに配置される二次側トランスと、前記二次側トランスに対向して配置される一次側トランスを有し、
前記一次側トランス及び前記二次側トランスは、それぞれ、トランスコアと、前記トランスコアに配置されるトランスコイルを有し、
前記一次側トランス及び前記二次側トランスの少なくとも一方は、前記トランスコイルの巻線状態を保持するコイル保持部を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る超音波診断装置は、上記の超音波プローブと、
前記超音波プローブに接続され、前記超音波プローブに駆動信号を供給するとともに、前記超音波プローブからの超音波信号に基づいて診断画像を生成する診断装置本体と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、モーター磁石からの漏れ磁束とトランスコイルを流れる電流の相互作用によって生じる電磁力に起因するノイズを低減することができるので、ノイズを抑えた高精細な診断画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る超音波診断装置外観図である。
【図２】超音波プローブの先端部の概略構成を示す図である。
【図３】超音波プローブの先端部の内部構成を示す断面図である。
【図４】超音波プローブの先端部の内部構成を示す断面図である。
【図５】圧電板とトランスコイルの接続状態を示す図である。
【図６】一次側トランスの平面図である。
【図７】トランスコアの斜視図である。
【図８】回転トランスの他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
従来の回転トランスは、トランスコイルがトランスコアに対して強固に固定されるという思想はない。例えば、トランスコアに溝を形成し、この溝にトランスコイルを配置して部分的に接着しているだけでも十分と考えられている。しかしながら、本発明者等が回転トランスを利用したメカニカルセクタ走査方式の超音波プローブを試作したところ、診断画像にノイズが発生することが判明した。そこで、本発明者等は、超音波プローブ内の信号伝達経路の一部を形成する回転トランスに着目し、鋭意検討を行った。そして、回転トランスを形成するトランスコイルが、駆動モーターの磁石から放射される漏れ磁束の影響を受けて、超音波の送受信時に振動することによってノイズが発生していることを突き止めた。本発明の一実施の形態の超音波プローブは、上記知見をもとに完成されたものである。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態に係る超音波診断装置１の観図である。図１に示すように、超音波診断装置１は、超音波プローブ１０及び診断装置本体２０を備える。超音波プローブ１０は、例えば胎児観察のために膣内に挿入される経膣プローブである。超音波プローブ１０は、超音波を送信するとともに、反射した超音波を受信し、超音波信号に変換して診断装置本体２０に送信する。診断装置本体２０は、超音波プローブ１０に駆動信号を供給するとともに、受信した超音波信号に基づいて診断画像を生成し、表示する。
【００１６】
図２は、超音波プローブ１０の先端部の概略構成を示す図である。図３及び図４は、超音波プローブの先端部の内部構成を示す図である。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【００１７】
図２〜図４に示すように、超音波プローブ１０は、超音波素子１１、１２、駆動モーター１３、回転トランス１４、１５、及びプローブケーブル４０等を備える。超音波プローブ１０は、メカニカルセクタ走査方式のプローブである。本実施の形態では、超音波プローブ１０が２個の超音波素子１１、１２を備える場合について説明するが、超音波素子の数は特に制限されない。
【００１８】
超音波プローブ１０において、ハウジング１６１の一端には、ウィンドウケース１６２が取り付けられる。ウィンドウケース１６２の先端部は、例えば球面形状を有する。ハウジング１６１とウィンドウケース１６２の境界には、フレーム１６３が配置される。フレーム１６３は、プローブケーブル４０の接地線に接続される。ハウジング１６１とフレーム１６３の間にはＯリング等のシール部材１６７が介在する。フレーム１６３によって超音波プローブ１０の先端部が密閉状態で区画される。
【００１９】
ウィンドウケース１６２とフレーム１６３で形成される空間１６４に、超音波素子１１、１２、駆動モーター１３、回転トランス１４、１５等が配置される。この空間１６４には、音響カップリング液が封入される。
【００２０】
超音波素子１１、１２は、駆動モーター１３のローター１３Ｒの外周面に取り付けられ、ローター１３Ｒとともに回転する。超音波素子１１、１２における超音波の送受信方向は、ローター１３Ｒの径方向に一致する。複数個の超音波素子を配置する場合は、周方向に沿って均等間隔で配置するのが好ましい。本実施の形態では、ローター１３Ｒに２個の超音波素子１１、１２を配置しているので、超音波素子１１、１２は、駆動モーター１３の回転軸１３２を挟んで対向する。
【００２１】
ここでは、一方の超音波素子１１は高周波用（例えば中心周波数：５〜１０ＭＨｚの超音波素子であり、他方の超音波素子１２は低周波用（例えば中心周波数：２．５〜６ＭＨｚ）の超音波素子である。超音波素子１１、１２は、診断目的に応じて切り替えて使用される。
【００２２】
例えば、超音波の減衰が少ない深度の浅い部分を診断する場合には、高解像度の画像を取得することができる高周波用の超音波素子１１が使用される。一方、深度の深い部分を診断する場合には、減衰の影響が少ない低周波用の超音波素子１２が使用される。このように、一本の超音波プローブで、高解像度の診断画像と被検深度の深い診断画像を得ることができる。
【００２３】
なお、複数の超音波素子を設ける場合、これらの中心周波数は同じであってもよい。同じ診断部位を複数の超音波素子で走査することになるので、フレームレートつまり画像の更新速度を向上させる事が可能となるため、動きの速い臓器の画像をリアルタイムに表示する事が可能となる。
【００２４】
超音波素子１１、１２は、生体に接触する側から順に、音響レンズ１１２、音響整合層１１３、圧電板１１１（振動子）、及びバッキング材１１４等を有する。図３では、一方の超音波素子１１の構成要素に付番しているが、他方の超音波素子１２の構造も同様である。音響整合層１１３、圧電板１１１、及びバッキング材１１４は収容ケース１１５に収容され、収容ケース１１５の開口端に音響レンズ１１２が配置される。
【００２５】
圧電板１１１は、送受信面（表面）及び裏面に、電極１１１ｈ、１１１ｃを有する。圧電板１１１は、診断装置本体２０からの駆動電圧（駆動信号）が印加されたときに振動して超音波を発生するとともに、生体内で反射した超音波を受信して電圧（超音波信号）に変換する。
【００２６】
音響レンズ１１２は、超音波を集束させるためのものである。音響整合層１１３は、圧電板１１１と生体の音響インピーダンスの差による超音波の反射を抑制し、生体内に効率よく超音波を伝搬させるためのものである。バッキング材１１４は、圧電板１１１の余分な振動を吸収するためのものである。これらを設けることにより、分解能が向上し、高精細な画像を得ることができる。
【００２７】
圧電板１１１には、生体内で反射した超音波だけでなく、空中又は生体を経由する外部からの電磁波も入射する。これらの電磁波は、診断画像にノイズとして重畳して現れ、高精細な画像を描画する妨げとなる。特に、回転トランス１４、１５を用いて信号伝達を行う場合、超音波素子１１、１２は電気的に浮いた状態となるために、外部の電磁波の影響を受けやすい。
【００２８】
そこで、圧電板１１１の表面に配置される電極１１１ｃをグランド電極（コールド電極）とし、裏面に配置される電極１１１ｈを信号電極（ホット電極）とするのが好ましい（以下「グランド電極１１１ｃ」、「信号電極１１１ｈ」と称する）。図５に示すように、グランド電極１１１ｃ及び信号電極１１１ｈは、それぞれ回転トランス１４（又は回転トランス１５）のトランスコイル３２から延びるリード線１７４ａ、１７４ｂに電気的に接続される。また、グランド電極１１１ｃとリード線１７４ａの接続部分は、ねじ又は導電性の接着剤により、導電性のローターコア１３４に電気的に接続され、接地される。これにより、外部の電磁波によるノイズを低減することができる。
【００２９】
さらに、圧電板１１１のグランド電極１１１ｃは、診断装置本体２０に対して低いインピーダンスで接続されていることが有効である。例えば、導電性の接着剤などを用いてグランド電極１１１ｃをローターコア１３４に電気的に接続することで、グランド電極１１１ｃは、ローター１３Ｒ、回転軸１３２、モーターベース１３１、フレーム１６３、及びプローブケーブル４０を経由して、低インピーダンスで診断装置本体２０のグランドに接続される。
【００３０】
また、外部の電磁波による影響を低減するために、ウィンドウケース１６２には、シールド１６５を設けることが好ましい。シールド１６５は、例えば導電性の薄膜であり、金属箔の貼り付け、導電塗装、めっき、蒸着、又はスパッタリングなどにより形成される。特に、めっき、蒸着、又はスパッタリングにより形成すると、膜厚を薄くすることができ、超音波の伝播へ与える影響を少なくすることができ、好ましい。シールド１６５は、ウィンドウケース１６２の外面又は内面に形成してもよいし、ウィンドウケース１６１に埋め込んでもよい。実使用状態での剥がれや製造上の簡便さなどを考慮すると、シールド１６５は、ウィンドウケース１６２の内面に形成することが好ましい。
【００３１】
シールド１６５は、例えばフレーム１６３にインサート成形された金属板１６６に電気的に接続される。金属板１６６は、例えば導電性材料であるアルミニウムで形成される。これにより、シールド１６５は、金属板１６６、フレーム１６３、及びプローブケーブル４０を経由して、低インピーダンスで診断装置本体２０のグランドに接続される。したがって、外部の電磁波による影響を効果的に低減することができる。
【００３２】
駆動モーター１３は、ステーター１３Ｓ及びローター１３Ｒを有するアウターローター型のモーターである。ステーター１３Ｓは、ステーターコア１３６の周面にモーターコイル１３７が形成された構成を有する。ローター１３Ｒは、ローターコア１３４にモーター磁石（永久磁石）１３５が取り付けられた構成を有する。ステーター１３Ｓ及びローター１３Ｒはモーターベース１３１に取り付けられ、一体的にフレーム１６３に載置される。
【００３３】
モーターベース１３１は、底板１３１ａと底板１３１ａから起立する支持板１３１ｂを有する。モーターベース１３１は、導電性の材料で形成され、フレーム１６３を介して接地される。回転軸１３２は、支持板１３１ｂの上部に固定される。回転軸１３２は、導電性の材料で形成され、モーターベース１３１を介して接地される。
【００３４】
ステーター１３Ｓは回転軸１３２の略中央に固定される。ローター１３Ｒは、ステーター１３Ｓを取り囲むように配置され、ベアリング１３３を介して回転軸１３２に固定される。ローターコア１３４は、回転軸１３２及びモーターベース１３１を介して接地される。
【００３５】
回転トランス１４は、超音波素子１１の信号伝達経路の一部を形成する高周波用のトランスである。回転トランス１５は、超音波素子１２の信号伝達経路の一部を形成する低周波用のトランスである。回転トランス１４、１５は、それぞれ超音波素子１１、１２の中心周波数に適したトランス特性を有する。トランス特性は、例えばトランスコイル３２（図５参照）の巻数によって調整することができる。
【００３６】
回転トランス１４、１５は、駆動モーター１３の軸方向両側に配置されるのが好ましい。これにより、２つの回転トランス１４、１５を駆動モーター１３の軸方向片側に配置する場合に比較して、超音波素子１１の信号伝達経路と超音波素子１２の信号伝達経路との離間距離が大きくなるので、クロストークを低減することができる。この場合、中心周波数が異なる超音波素子１１、又は/及び超音波素子１２を使用して、複数の診断画像を得ることができる。
【００３７】
回転トランス１４、１５は、それぞれ一次側トランス１４１、１５１及び二次側トランス１４２、１５２を有する。一次側トランス１４１、１５１はモーターベース１３１の支持板１３１ｂに固定される。一次側トランス１４１、１５１には、それぞれプローブケーブル４０から引き出された信号線１７２、１７３が接続される。二次側トランス１４２、１５２は駆動モーター１３のローター１３Ｒ（ローターコア１３４の側面）に固定される。二次側トランス１４２、１５２は、それぞれリード線１７４、１７５を介して超音波素子１１、１２に接続される。二次側トランス１４２、１５２は、ローター１３Ｒとともに回転する。
【００３８】
回転トランス１４、１５は、一次側トランス１４１、１５１と二次側トランス１４２、１５２が駆動モーター１３の軸方向に対向する平面対向型であることが好ましい。これにより、軸方向の長さを短くできるので、超音波プローブ１０の小型化を図ることができる。
【００３９】
プローブケーブル４０は、診断装置本体２０に接続されるケーブルであり、駆動モーター１３用のモーター線１７１、超音波素子１１、１２用の信号線１７２、１７３、及び接地線（図示略）を有する。モーター線１７１及び信号線１７２、１７３は、フレーム１６３及びモーターベース１３１の挿通孔を通って、先端部の空間１６４に導入される。
【００４０】
モーター線１７１は、さらに回転軸１３２の挿通孔を通って引き出され、モーターコイル１３７に接続される。信号線１７２、１７３は、それぞれ一次側トランス１４１、１５１に接続される。モーター線１７１及び信号線１７２、１７３が音響カップリング液の中に引き出される部分は、音響カップリング液が外部に漏れ出さないように接着剤などで封止される。
【００４１】
モーター線１７１を介してモーターコイル１３７に電流が流れると、ローター１３Ｒが回転軸１３２を中心に回転する。ローター１３Ｒに固定されている超音波素子１１、１２及び一次側トランス１４１、１５１もローター１３Ｒとともに回転する。超音波信号の伝達は、回転トランス１４、１５を利用することにより非接触で行われるので、超音波素子１１、１２の回転走査が可能となる。
【００４２】
超音波プローブ１０において、超音波素子１１、１２から送信された超音波は、空間１６４に充填された音響カップリング液、ウィンドウケース１６２を伝搬し、超音波プローブ１０を接触させた生体内に伝搬する。この超音波は、生体内の音響インピーダンスの異なる境界で反射し、送信時とは逆にウィンドウケース１６２、音響カップリング液を経由して、超音波素子１１、１２に戻る。そして、超音波素子１１、１２で受信された超音波は、超音波信号に変換され、二次側トランス１４２、１５２、１次側トランス１４１、１４２、信号線１７２、１７３を経由して、診断装置本体２０に伝達される。
【００４３】
ここで、超音波プローブ１０のように、回転トランス１４、１５がローター１３Ｒに取り付けられ、モーター磁石１３５の近傍に位置する場合、回転トランス１４、１５は、モーター磁石１３５の漏れ磁束の影響を受ける。具体的には、回転トランス１４、１５のトランスコイル３２（図６参照）には、超音波の送受信時に電流が流れ、このとき、漏れ磁束（磁界）と電流の相互作用により電磁力が発生する。従来の回転トランスのように、トランスコイルがトランスコアに強固に固定されていない場合、前述の電磁力によってトランスコイルが振動し、トランスコイルの振動と漏れ磁束との相互作用で電流が発生する。その結果、診断画像にノイズが発生する恐れがある。
【００４４】
そこで、本実施の形態の超音波プローブ１０は、回転トランス１４、１５において、トランスコイル３２の巻線状態が変化しないようになっている。「トランスコイル３２の巻線状態」とは、トランスコイル３２を形成する巻線同士の位置関係、又はトランスコア３１とトランスコイル３２の位置関係を含む。
【００４５】
図６は、一次側トランス１４１の平面図である。図７は、トランスコア３１の斜視図である。図６には、一次側トランス１４１を例示しているが、一次側トランス１５１及び二次側トランス１４２、１５２も、基本構造は同様である。
【００４６】
図６に示すように、一次側トランス１４１は、円板形のトランスであり、トランスコア３１及びトランスコイル３２を有する。
【００４７】
トランスコア３１は、円環状の底面の外周縁部３１１と内周縁部３１２が突出することにより形成された溝３１３を有する。溝３１３は、トランスコイル３２を収容するコイル収容部である。また、外周縁部３１１には、トランスコイル３２を引き出すための切欠部３１１ａが形成される。切欠部３１１ａは１箇所に形成されていればよいが、これに限らず例えば２カ所に形成されてもよい。
【００４８】
トランスコア３１は、例えばＮｉ−Ｚｎフェライト系材料で形成される。電気信号を効率よく伝達するには、初透磁率と飽和磁束密度の高いコア材料が要求される。このような特性を満たす材料としては、マンガン−フェライト系材料も候補として挙がる。しかし、周波数特性の観点から、Ｎｉ−Ｚｎフェライト系材料が好適である。トランスコア３１をＮｉ−Ｚｎフェライト系材料で形成することにより、医療用の超音波プローブ１０の周波数帯域である１〜１２ＭＨｚにおいて、良好に信号伝達を行うことができる。
【００４９】
トランスコイル３２は、トランスコア３１の内周縁部３１２に巻線（マグネットワイヤー）を所定の巻数で巻回することにより形成される。トランスコイル３２の巻数は、それぞれのトランス（一次側トランス１４１、１５１及び二次側トランス１４２、１５２）に要求されるトランス特性を満たすように適宜調整される。例えば、トランスコイル３２の巻数を増加するとインダクタンスが大きくなり、超音波素子の周波数特性は低周波数側にピークを持つことになる。
【００５０】
なお、製造コストの観点、及び製造時の作業性（取付けミスの防止）の観点から、一次側トランス１４１、１５１及び二次側トランス１４２、１５２を、トランスコイル３２の巻数を含めて、同様の構成としてもよい。
【００５１】
本実施の形態では、トランスコイル３２は、巻線状態が変化しないように、コイル保持部３３によってトランスコア３１に固定される。すなわち、回転トランス１４、１５において、トランスコイル３２を形成する巻線同士の相対位置が変化しない。回転トランス１４、１５において、トランスコア３１とトランスコイル３２の相対位置が変化しないということもできる。これにより、モーター磁石１３５の漏れ磁束とトランスコイル３２を流れる電流の相互作用によって、超音波の送受信時に電磁力が発生しても、トランスコイル３２の巻線状態は変化せず、振動もしない。したがって、超音波プローブ１０において、超音波信号に対応する電流以外の電流、すなわちノイズの原因となる電流が流れることはない。
【００５２】
コイル保持部３３として、例えばエポキシ樹脂等のモールド樹脂を適用できる。トランスコア３１の溝３１３にトランスコイル３２を配置した状態で、モールド樹脂を流し込んで溝３１３を充填することで、全周にわたってトランスコイル３２を溝３１３に対して固定することができる。つまり、トランスコア３１は、トランスコイル３２が配置される溝３１３を有し、コイル保持部３３は、溝３１３に配置されたトランスコイル３２を、充填剤によって埋め込む。この方法によれば、トランスコイル３２の巻線状態に関わらず、確実かつ強固に全周固定することができる。特に、トランスコイル３２が多層巻きの場合に好適である。
【００５３】
また例えば、コイル保持部３３としては、接着剤又は両面テープを適用できる。トランスコア３２の溝３１３の全周に接着剤を塗布又は両面テープを貼着して、その上にトランスコイル３２を配置することで、全周にわたって固定することができる。つまり、コイル保持部３３は、トランスコア３１に対してトランスコイル３２を全周にわたって接着する。トランスコイル３２が一層巻きの場合は、この方法により容易に全周固定することができる。トランスコイル３２が多層巻きの場合は、予め巻線同士を融着または接着剤で接着してトランスコイル３２を一体化しておけばよい。
【００５４】
なお、コイル保持部３３として接着剤又は両面テープを適用する場合、溝３１３の全周に連続して接着剤を塗布又は両面テープを貼着するのではなく、トランスコイル３２の巻線状態が変化しない程度に、溝３１３の全周に断続的に接着剤を塗布又は両面テープを貼着するようにしてもよい。
【００５５】
このように、超音波プローブ１０は、アウターローター型の駆動モーター１３と、対象物に向けて超音波を送信するとともに、対象物で反射した超音波を受信する超音波素子１１、１２と、駆動モーター１３の回転軸方向端部に配置され、超音波素子１１、１２の信号伝達を非接触で行う回転トランス１４、１５と、を備える。駆動モーター１３は、ステーターコア１３６及びモーターコイル１３７を含むステーター１３Ｓと、ローターコア１３４及びモーター磁石１３５を含むローター１３Ｒを有する。超音波素子１１、１２は、ローター１３Ｒに取り付けられる。回転トランス１４、１５は、ローター１３Ｒに配置される二次側トランス１４２、１５２と、二次側トランス１４２、１５２に対向して配置される一次側トランス１４１、１５１を有する。一次側トランス１４１、１５１及び二次側トランス１４２、１５２は、それぞれ、トランスコア３１と、トランスコア３１に配置されるトランスコイル３２を有する。一次側トランス１４１、１５１及び二次側トランス１４２、１５２は、トランスコイル３２の巻線状態を保持するコイル保持部３３を有する。
【００５６】
また、超音波診断装置１は、上記の超音波プローブ１０と、超音波プローブ１０に接続され、超音波プローブ１０に駆動信号を供給するとともに、超音波プローブ１０からの超音波信号に基づいて診断画像を生成する診断装置本体２０と、を備える。
【００５７】
超音波プローブ１０によれば、モーター磁石１３５からの漏れ磁束とトランスコイル３２を流れる電流の相互作用によって生じる電磁力に起因するノイズを低減することができる。したがって、超音波プローブ１０を備える超音波診断装置１において、ノイズを抑えた高精細な診断画像を得ることができる。
【００５８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００５９】
例えば、一次側トランス１４１、１５１及び二次側トランス１４２、１５２のすべてがコイル保持部３３を有し、巻線状態が変化しないことが好ましいが、少なくとも一つのトランスがコイル保持部３３を有していれば、従来構造に比較して、診断画像におけるノイズを低減することができる。
【００６０】
また、図８に示すように、回転トランス１４、１５として、同軸形のトランスを適用してもよい。この場合、一次側トランス１４１、１５１が径方向内側に位置するようにモーターベース１３１に固定され、二次側トランス１４２、１５２が径方向外側に位置するようにローター１３Ｒに固定される。一次側トランス１４１、１５１と二次側トランス１４２、１５２のトランスコイル３２は、径方向に対向する。
【００６１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６２】
１  超音波診断装置
１０  超音波プローブ
１１、１２  超音波素子
１３  駆動モーター
１３Ｓ  ステーター
１３Ｒ  ローター
１３１  モーターベース
１３２  回転軸
１３３  ベアリング
１３４  ローターコア
１３５  モーター磁石
１３６  ステーターコア
１３７  モーターコイル
１４、１５  回転トランス
１４１、１５１  一次側トランス
１４２、１５２  二次側トランス
２０  診断装置本体
３１  トランスコア
３２  トランスコイル
３３  コイル保持部
４０  プローブケーブル
【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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