(57)【要約】【課題】超音波探触子の操作者は、目的とする部位の領域を容易に精度よく診断できる画像を提供する。【解決手段】タイプの違う複数の超音波を送受信する振動子群を備えたトランスデューサと、前記複数の振動子群の内、任意の振動子群を前記トランスデューサの移動により切換えて選択し、測定位置のずれの無い超音波送受信ができる構成にする。【選択図】図１
2009291268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の振動子を一次元もしくは二次元に配置した振動子群をタイプが異なる２つ以上の振動子群として設けたトランスデューサと、
前記トランスデューサを移動可能に保持するための接続保持部とを備えた超音波探触子であって、
前記トランスデューサ側には前記複数の振動子群それぞれに対応した電気的に接続する構成部を、
前記接続保持部側には一組の振動子群が電気的に接続できる構成部を、前記トランスデューサと前記接続保持部と電気的に接続できる位置に配置したことを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
前記トランスデューサの移動によって、前記複数の振動子群の内いずれかが選択されることを特徴とする請求項１記載の超音波探触子。
【請求項３】
前記トランスデューサの移動は、機械若しくは手動により回転、揺動、往復、平行に移動することを特徴とする請求項２記載の超音波探触子。
【請求項４】
前記トランスデューサを移動させる移動手段を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の超音波探触子。
【請求項５】
前記トランスデューサを移動させる指示手段を設けたことを特徴とする請求項４記載の超音波探触子。
【請求項６】
前記指示手段を超音波診断装置本体若しくは超音波探触子に設けたことを特徴とする請求項５記載の超音波探触子。
【請求項７】
前記トランスデューサが固定できるロック機能を設けることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項８】
前記ロック機構は、前記トランスデューサと前記接続保持部の一部に、前記トランスデューサ側には凸形状及び前記接続保持部側には凹形状のロック部、または、前記トランスデューサ側には凹形状及び前記接続保持部側には凸形状のロック部を有することを特徴とする請求項７記載の超音波探触子。
【請求項９】
前記振動子は、周波数、開口形状、フォーカス位置、複数配列する配列方向の形状及び、配列間隔のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の超音波探触子。
【請求項１０】
前記振動子の配列方向の形状は、該直線状、凸状、凹状形状であることを特徴とする請求項９記載の超音波探触子。
【請求項１１】
前記トランスデューサと前記接続保持部の一部には、前記複数の振動子群それぞれのタイプを認識する識別部を有することを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項１２】
請求項１から１１に記載の超音波探触子を備えた超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体などの被検体に当接させて超音波を送信および受信することにより、被検体の診断情報を得るために使用される超音波探触子に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波を人間や動物などの生体の被検体に照射し、被検体内で反射されたエコーを検出して生体内組織の断層像などをモニタに表示することにより、被検体の診断に必要な情報を提供する。このとき、超音波診断装置では、被検体内への超音波の送信と、被検体内からの反射エコーの受信のために、超音波探触子が使用される。
【０００３】
図１０は、従来の超音波探触子の構成の一例を示す部分概略図である。
【０００４】
図１０に示す超音波探触子２２は、被検体（図示せず）との間で超音波を送受信するべく、所定の方向に配列された複数の圧電素子２４(図では凸面状の曲面形状に配列)と、必要に応じて圧電素子２４の被検体側に設けられた１層以上の音響整合層（図示せず）と音響レンズ(図示せず)を含むトランスデューサ２３が筐体２５に抱合され、前記複数の圧電素子２４は、超音波診断装置本体と接続するケーブル２６と接続された構成となっている。
【０００５】
圧電素子２４の前面と背面には、それぞれ図示しない電極が配置され、圧電素子２４との間で電気信号の送受信を行う。
【０００６】
圧電素子２４は、ＰＺＴ系等の圧電セラミック、単結晶、前記材料と高分子を複合した複合圧電体、あるいはＰＶＤＦ等に代表される高分子の圧電体等によって形成され、電圧を超音波に変換して被検体内に送信し、あるいは被検体内で反射したエコーを電気信号に変換して受信する。図示の例では、複数の圧電素子２４が凸面形状に配列されている。このような圧電素子２４の複数個の配列は、電子的に超音波を走査して偏向あるいは集束することができ、いわゆる電子走査を可能とする。
【０００７】
このような超音波探触子は、生体のような被検体の診断する領域によって、精度良く診断するために、トランスデューサのタイプを選択して使用している。例えば、腹部などに使用される超音波探触子のトランスデューサのタイプは、診断深さが深いところまでできるように、周波数は低めの２ＭＨｚから４ＭＨｚを使用ししかも広い診断幅を要求されることからトランスデューサは、凸面形状のいわゆるコンベックスタイプが用いられる。一方、頚動脈などの深さが浅い領域を診断する場合には、周波数が高い５ＭＨｚから１０ＭＨｚの範囲を有するトランスデューサが用いられる。このように、トランスデューサは診断領域に応じてタイプを選択して使用している。トランスデューサは１タイプで１つの超音波探触子となっており、タイプを変えるには超音波診断装置本体に接続している超音波探触子のコネクタ部を外して、新規にタイプの違うトランスデューサの超音波探触子を接続しなければならない。
【０００８】
また、体腔内用としては診断によりトランスデューサのタイプを変えて診断する場合、被検体側への負担を軽減する為に、超音波探触子にタイプの違う（例えば周波数）トランスデューサを設けて、切換えして診断できるような構成の超音波探触子が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
また、異なる音場特性及び周波数の複数の振動子を搭載したトランスデューサを回転させながら超音波を送受信し、それら複数の振動子各々の音場特性を補完して浅部から深部まで分解能の高い画像を得る技術が知られている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開２００７−６８９１８号公報
【特許文献２】特開昭５７−３７４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
電子走査型の超音波診断装置は、圧電素子を複数の群にして個々の圧電素子群に一定の遅延時間を与えて駆動し、各圧電素子群から被検体内への超音波の送信と、被検体内からの反射エコーの受信とを行う。このように遅延時間を与えることによって超音波ビームが収束または拡散され、広い視野幅でかつ高分解能の超音波画像を得ることができる。
【００１１】
複数の圧電素子群に一定の遅延時間を与えて超音波画像を得るシステムは、一般的なシステムとして既に知られている。超音波探触子として、生体のような被検体の診断する部位あるいは領域により、それぞれの領域に合わせたタイプの振動子を用いた超音波探触子にしてあり、多くのタイプの振動子が必要になっている。
【００１２】
超音波診断装置及び超音波探触子を用いて診断する医師などは、超音波診断装置に接続して使用する超音波探触子を多くの種類を確保し、診断状況により使い分けている。そのたびに超音波探触子は、超音波診断装置から着脱交換して使用しているのが現状であり、使いにくいことや、多くの種類の超音波探触子を確保するためのコストがかかるなどの課題がある。これらの対策の一つとして、特許文献１のように周波数の異なるトランスデューサを複数設置して切換えて使用する体腔内用タイプの超音波探触子が提案されている。しかしながら、特許文献１のような構成は、周波数の違う振動子群を並べて配置しているため、振動子群を切換えると測定部位がずれてしまうなどの操作性の点で課題がある。また、体腔内用タイプの振動子を並べた構成は、腹部などを診断する為に使用する体表用の超音波探触子に用いるには、大きくなり実用的でないなどの課題もある。
【００１３】
また、特許文献２の様に、周波数の異なる複数の振動子を備え、それらの回転に応じて切り替えスイッチにより使用するトランスデューサを切り替える構成では、一つの周波数に一つのトランスデューサを用いている場合には問題ないが、一つの周波数に複数のトランスデューサを群として備える場合には、トランスデューサの数だけ切り替えスイッチが必要になり、回路規模が大きくなる点で問題がある。
【００１４】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、回路規模を大きくすることなく、また解像度を悪化させず、測定位置のずれを起こさないという問題点を解決した上で、操作性の良い超音波探触子を提供することを目的とする。
【００１５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の超音波探触子は、複数の振動子を一次元もしくは二次元に配置した振動子群を周波数帯域が異なる２つ以上の振動子群として設けたトランスデューサと、前記トランスデューサを移動可能に接続保持部とを備えた超音波探触子であって、前記トランスデューサ側には前記複数の振動子群それぞれに対応した電気的に接続できる構成部を、前記接続保持部側には一組の振動子群が電気接点を、前記トランスデューサと前記接続保持部と電気的に接続できる位置に配置したことを特徴としたものである。
【００１６】
さらに、本発明の超音波探触子において、前記トランスデューサの移動によって、前記複数の振動子群の内いずれかが選択されることを特徴としたものである。
【００１７】
さらに、本発明の超音波探触子において、前記トランスデューサの移動は、機械若しくは手動により回転、揺動、往復、平行に移動することを特徴としたものである。
【００１８】
さらに、本発明の超音波探触子において、前記トランスデューサを移動させる移動手段を設けたことを特徴としたものである。
【００１９】
さらに、本発明の超音波探触子において、前記トランスデューサが固定できるロック機能を設けることを特徴としたものである。
【００２０】
さらに、本発明の超音波探触子において、前記ロック機構は、前記トランスデューサと前記接続保持部の一部に、前記トランスデューサ側には凸形状及び前記接続保持部側には凹形状のロック部、または、前記トランスデューサ側には凹形状及び前記接続保持部側には凸形状のロック部を有することを特徴としたものである。
【００２１】
さらに、本発明の超音波探触子において、前記振動子は、周波数、開口形状、フォーカス位置、複数配列する配列方向の形状及び、配列間隔のいずれかであることを特徴としたものである。
【００２２】
さらに、本発明の超音波探触子において、前記振動子の配列方向の形状は、該直線状、凸状、凹状形状であることを特徴としたものである。
【００２３】
さらに、本発明の超音波探触子において、前記トランスデューサと前記接続保持部の一部には、前記複数の振動子群それぞれのタイプを認識する識別部を有することを特徴としたものである。
【００２４】
さらに、本発明の超音波診断装置は、請求項１から１１に記載された超音波探触子を備えたことを特徴としたものである。
【００２５】
以上のように、本発明の超音波探触子によれば、小型で、解像度を悪化させず、操作性を向上した超音波探触子を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る超音波探触子の構成を示す概略断面図である。図２は、図１に示す超音波探触子のＡ−Ａ’の断面図である。また、図３は、図１に示す超音波探触子のＢ部拡大断面図である。
【００２７】
図１、図２および図３に示す超音波探触子１は、図３に示すように、超音波を送信および受信する配列された複数の圧電素子１０と、圧電素子１０の背面に設けられる背面負荷材１１と、必要に応じて、圧電素子１０の前面に１層以上の音響整合層１２を設け、さらに音響整合層１２の前面に音響レンズ１３を設ける。以下、この構成を振動子群と呼ぶ。さらに、圧電素子１０の両面には図示していないが電極を設け、図２、３に示すように背面負荷材１１側の図示していない圧電素子１０の電極から取り出した電気端子８を背面負荷材１１の中、若しくは側面を通して取り出された構成をした振動子群３−１になっている。
【００２８】
なお、本実施の形態は、超音波を送受信するのには圧電素子を用いた場合について説明したが、このほか、超音波を送受信できる例えば静電型などのような構成で超音波を送受信できる素子であっても良く、圧電素子に限定するものではない。
【００２９】
このような構成の振動子群が複数円弧状に、ここでは３つのタイプの違う振動子群３−１、３−２、３−３が構成されている。これらの振動子群３−１、３−２、３−３は、筐体６の中に設けられており、図１、２では振動子群３−１が筐体６から覆われていない部分に設置されている構成となっている。前記振動子群３−１の圧電素子１０から取り出した電気端子８は、超音波診断装置本体とコネクタなどを介して接続するケーブル５と電気的に接続されている接続保持部材４に設けた電気端子９と電気的に接続された状態になっている。一方、筐体６に内包されている振動子群３−２、３−３に位置する接続保持部材４の領域には電気端子９は設けられていないため、ケーブル５とは接続されていない状態の構成となっている。このため、超音波を送受信できるのは振動子群３−１のみとなり、この振動子群３−１が被検体である生体に直接接触あるいは間接的に接触させ生体内の診断画像を得て診断できることになる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、選択した振動子群は、超音波診断装置本体とコネクタなどを介して接続するケーブルと直接的に電気的に接続された状態について説明したが、このほか、選択した振動子群は、超音波が送受信できるような状態にできるようにすることが可能な構成、例えばトランスデューサ２とケーブルの間に送受信回路、若しくは性能を向上させる為に必要な回路などの回路を設けた構成、または無線で送受信できるような回路をもうけた間接的な構成であっても同様の効果が得られる。
【００３１】
振動子群３−１、３−２、３−３は、接続保持部材４の円周に沿って回転移動できるような構成にしており、図１に示す振動子群３−１の位置に回転させることにより振動子群３−２、３−３を移動させることができる構成となっている。なお、接続保持部材４は接続しているケーブル５と同様に筐体６などに固定されている。  これら振動子群３−１、３−２、３−３の移動手段は図示していないが、機械的若しくは手動であっても、またモータなどを介して電気的な方法であっても良く、これに限定するものではない。
【００３２】
また、本実施の形態では、回転させて移動させる構成について説明したが、この他、揺動、往復及び平行に移動するような移動方法であっても同様の効果を得ることができる。
【００３３】
振動子群３−１、３−２、３−３は、操作者である医師などは、診断したい領域によって正確に精度良く診断するために、振動子群３−１、３−２、３−３のタイプを選択して使用することができるようになる。例えば、図１、２のように振動子群３−１、３−２、３−３の周波数を、それぞれ３ＭＨｚ、５ＭＨｚ、７．５ＭＨｚでコンベックス形状にした３つのタイプにしたとき、診断する深さが深い領域を診断したい場合には、深いところまで超音波断層像が表示できる３ＭＨｚの振動子群３−１を選択して図１、２に示すように、筐体６に覆われていない位置（図１、２では振動子群３−１の位置）に移動させて使用できる。また浅い領域を診断する場合には、周波数の高い７．５ＭＨｚの振動子群３−３を選択し、図１、２に示す振動子群３−１の位置に手動あるいは電気的にモータなどで、ガイド７に沿って回転させて移動して選択し使用できるようにすることが可能になる。したがって、超音波が送受信できる振動子群は、図１に示すように、振動子群３−１の位置に移動したときに可能となるような構成になっており、ほぼ同じ位置でケーブル５と電気的接続を可能にしている。
【００３４】
また、本実施の形態では、周波数の違うタイプ（ここでいう周波数とは中心周波数だけではなく周波数特性を含む）の３タイプの振動子群を搭載したトランスデューサ２について説明したが、この他振動子群の違うタイプとして、開口形状(例えば圧電素子１０を配列する配列間隔若しくは圧電素子１０を配列する方向と直交する方向での幅など)、音響レンズ１３のフォーカス位置、及び圧電素子１０の配列方向の形状などいずれかを変えたタイプの振動子群を２タイプ以上設けた構成にしても同様の効果が得られる。
【００３５】
また、前記圧電素子１０の配列方向の形状は該直線状、凸状(コンベックス)、凹状(コンケーブ)形状などの形状であっても同様の効果が得られる。
【００３６】
また、本実施の形態では、複数の振動子を一次元に配置した構成について説明したが、このほか、複数の振動子を二次元に配置した場合についても同様の効果が得られる。
【００３７】
また、図３に示すように、複数個配列された圧電素子１０を設けた反対側の背面負荷材１１の部分には電気端子８に接続されている複数個の端子部１４を設けており、前記複数個の端子部１４は、振動子群３−１の位置に移動させることによって接続保持部材４に設けられたケーブル５と電気端子９を介して接続されている複数個の端子部１５とが、それぞれ接触して電気的に接続される構成となっている。例えば接触して電気的に接続する構成として、スリップリング方法やブラシでの方法などが挙げられる。
【００３８】
ここで複数個配列された圧電素子１０を設けた反対側の背面負荷材１１の部分には電気端子８に接続されている複数個の端子部１４とケーブル５と電気端子９を介して接続されている複数個の端子部１５の接続は、物理的に接触して電気的に接続されるような構成にした説明をしたが、この他、電気的に接続できる他の方法、例えば物理的に非接触の構成でも電気的に接続できるトランス方法であっても良く、目的とするところは電気的に圧電素子１０から取り出した電気端子８と、ケーブル５と接続されている電気端子９が電気的に接続されるような方法であれば上記方法に限定されるものではない。
【００３９】
また、複数個配列して端子部１４は、トランスデューサ２を移動させて選択したときに全ての振動子群が対応できるように、端子部１５とほぼ同じ間隔で配列されているような構成にする。配列は一列でも複数列あるいは千鳥に配列しても端子部１４と端子部１５が電気的にそれぞれ接続できる構成であれば良い。
【００４０】
また、使用する振動子群を振動子群３−１に移動させて使用するときには、振動子群３−１に設定し使用するときに動いて移動しないように、図４に示すように固定された接続保持部材４に固定されているガイド７の一部に振動子群３−１、３−２、３−３がロックできるようなロック部１６を設けるなどの機構を設ける構成にすると、安定して超音波探触子１を操作することができる。
【００４１】
なお、前記各振動子群３−１、３−２、３−３が振動子群３−１の位置に移動させてロックさせる方法としては、機構的に設ける方法以外にも電気的に行う方法もあり、前記のような方法に限定するものではない。
【００４２】
また、それぞれの振動子群３−１、３−２、３−３から使用したい振動子群を振動子群３−１の位置に移動させることにより、使用できるようになるが、これらそれぞれの振動子群３−１、３−２、３−３はどのようなタイプであるかを超音波診断装置本体に認識させることが必要である。認識する方法として、例えば図５に示している。図５において圧電素子１０から取り出した電気端子８は、端子部１４、１５を介して超音波診断装置本体とコネクタなどを介して接続するケーブル５と電気的に接続されている接続保持部材４に設けた電気端子９と電気的に接続された状態になっている構成に、振動子群３−１、３−２、３−３の背面負荷材１１の一部かそのほかの部分にそれぞれの振動子群のタイプを認識させるために、圧電素子１０に接続されていない認識用に複数の端子を設け、これら端子は、それぞれ振動子群のタイプによって電気的な接続のパターンを変える。
【００４３】
例えば振動子群３−１のタイプは、図５のように端子の左側３つと右端１つを接続させた構成にするこれらの端子はケーブと接続されケーブル５が超音波診断装置本体に接続されたときに認識できるようにしている。また、振動子群３−２、３−３はタイプ認識用端子１７の接続パターンを変えることによりそれぞれ認識できる。振動子タイプ認識の方法として本実施の形態は接続パターンを変える方法について説明したが、この他、バーコードなどの光で認識する非接触の方法などもあり、認識できる方法はこれらに限定するものではない。
【００４４】
以上のように振動子群３−１の位置に移動させることにより、それぞれのタイプの振動子群を選択して超音波診断装置本体とケーブルを介して超音波の送受信ができるため、診断する医師などの超音波探触子の操作者は、少ない超音波探触子の数で、目的とする部位の領域を精度よく診断できる画像を得ることができる。従来では、例えば周波数が違うタイプの振動子群はそれぞれ超音波探触子として１タイプだけであったため、使用目的に応じて超音波診断装置本体からその都度必要な超音波探触子に交換しなければならないという課題を有していたが、本実施の形態では全くその操作は必要ないため、操作性良好な構成の超音波探触子となっている。
【００４５】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係る超音波探触子の構成を示す概略断面図である。図７は、図６に示す超音波探触子のＡ−Ａ’の断面図である。また、図８は、図６に示す超音波探触子のＢ部拡大断面図である。
【００４６】
図６、図７および図８に示す超音波探触子１は、図８に示すように、超音波を送信および受信する複数の圧電素子１０がほぼ直線状に配列されている。圧電素子１０の背面に設けられる背面負荷材１１と、必要に応じて、圧電素子１０の前面に１層以上の音響整合層１２を設け、さらに音響整合層１２の前面に音響レンズ１３を設ける。更に、圧電素子１０の両面には図示していないが電極を設け、図６、７に示すように背面負荷材１１側の図示していない電極から取り出した電気端子８を背面負荷材１１の中を通し若しくは側面を通して取り出された構成の振動子群３−４の構成になっている。
【００４７】
なお、本実施の形態は、超音波を送受信するのには圧電素子を用いた場合について説明したが、このほか、超音波を送受信できる例えば静電型などのような構成で超音波を送受信できる素子であっても良く、圧電素子に限定するものではない。
【００４８】
ここではタイプの違う２つの振動子群３−４、３−５が構成されている。これらの振動子群３−４、３−５は、筐体６の中に設けられており、図６、７では振動子群３−４が筐体６から覆われていない部分に設置されている構成となっている。前記振動子群３−４の圧電素子１０から取り出した電気端子８は、超音波診断装置本体とコネクタなどを介して接続するケーブル５と電気的に接続されている接続保持部材４に設けた電気端子９と電気的に接続された状態になっている。一方、筐体６に内包されている振動子群３−５に位置する接続保持部材４の領域には電気端子９は設けられていないため、ケーブル５とは接続されていない状態の構成となっている。このため、超音波を送受信できるのは振動子群３−４のみとなり、この振動子群３−４が被検体である生体に直接接触あるいは間接的に接触させ生体内の診断画像を得て診断できることになる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、選択した振動子群は、超音波診断装置本体とコネクタなどを介して接続するケーブルと直接的に電気的に接続された状態について説明したが、このほか、選択した振動子群は、超音波が送受信できるような状態にできるようにすることが可能な構成、例えばトランスデューサ２とケーブルの間に送受信回路、若しくは性能を向上させる為に必要な回路などの回路を設けた構成、または無線で送受信できるような回路をもうけた間接的な構成であっても同様の効果が得られる。
【００５０】
振動子群３−４、３−５は、接続保持部材４に沿って回転移動できるような構成にしており、前記実施の形態１の構成では、複数個配列した圧電素子１０の方向に沿って回転移動できるような構成にしているが、本実施の形態では、複数個配列した圧電素子１０の方向と直交する方向に回転移動する構成にしている。この複数個配列した圧電素子１０がほぼ直線状になっているため、圧電素子１０の配列方向に回転移動させるには超音波探触子１は、回転方向に大きくなり操作性が低下するという課題があるためで、本実施の形態のように圧電素子１０の配列方向と直交する方向に回転移動させることにより、超音波探触子１を小型にで、操作性が良好になるという特徴がある。
【００５１】
また、他のタイプの振動子群３−５を選択して使用しようとした場合には、振動子群３−４の位置に回転移動させることにより可能な構成となっている。なお、接続保持部材４は接続しているケーブル５と同様に固定されている。この移動は図示していないが、機械的若しくは手動であっても、またモータなどを介して電気的な方法であっても良く、これに限定するものではない。
【００５２】
また、本実施の形態では、回転させて移動させる構成について説明したが、この他、揺動、往復及び平行に移動するような移動手段であっても同様の効果を得ることができる。
【００５３】
振動子群３−４、３−５は、操作者である医師などは、診断したい領域によって正確に精度良く診断するために、振動子群のタイプを選択して使用することができるようになる。例えば、図６、７のように振動子群３−４、３−５は周波数をそれぞれ５ＭＨｚ、７．５ＭＨｚにし、さらにその圧電素子１０の配列間隔をそれぞれ０．３ｍｍと０．２ｍｍでそのチャンネル数を１９２にして直線状に配列した２つのタイプを有した超音波探触子１では、被検体の頚動脈などを超音波画像で診断したい場合、被検体の体形が割りと大きく首が太い場合の頚動脈は、周波数が７．５ＭＨｚの周波数が高い場合には、減衰が大きく良好な頚動脈の超音波画像が得られにくいため周波数の低い５ＭＨｚの振動子群３−４を使用し、また体形がスリムで首が細く頚動脈の被検体には、体表から割りと浅い深さのところにある被検体に対しては周波数の高い７．５ＭＨｚの振動子群３−５を図６、７に示す振動子群３−４の位置に手動あるいは電気的にモータなどでガイド７に沿って回転させて移動して選択して使用する。
【００５４】
このような場合には、本実施の形態のように複数タイプの振動子群を設けてある超音波探触子１を用いることにより、簡単に選択することができ、診断が効率よくできる。したがって、超音波の送受信できるトランスデューサ２は、図６に示すように振動子群３−４に移動したときに可能となるような構成になっており、ほぼ同じ位置でケーブル５と電気的接続を可能にしている。
【００５５】
また、超音波画像の幅（広さ）は、圧電素子１０の間隔とチャンネル数の積、つまり、上記実施例のように圧電素子１０の間隔がそれぞれ０．３ｍｍと０．２ｍｍで１９２チャンネルのとき、超音波画像の幅（広さ）は５７．６ｍｍと３８．４ｍｍとなる。このようにトランスデューサ２のタイプを圧電素子１０の配列間隔とチャンネル数を変えたタイプにしても良い。
【００５６】
また、本実施の形態では、周波数の違うタイプ（ここでいう周波数とは中心周波数だけではなく周波数特性を含む）の２タイプの振動子群を搭載したトランスデューサ２について説明したが、この他、タイプの違う振動子群として、開口形状(例えば圧電素子１０を配列する配列間隔若しくは圧電素子１０を配列する方向と直交する方向での幅など)、音響レンズのフォーカス位置、及び圧電素子１０の配列方向の形状など、いずれかを変えたタイプの振動子群を３タイプ以上設けた構成にしても同様の効果が得られる。
【００５７】
また、前記圧電素子１０の配列方向の形状は該直線状、凸状(コンベックス)、凹状(コンケーブ)形状などの形状であっても同様の効果が得られる。
【００５８】
また、本実施の形態では、複数の振動子を一次元に配置した構成について説明したが、このほか、複数の振動子を二次元に配置した場合についても同様の効果が得られる。
【００５９】
このとき、図８に示すように、複数個配列された圧電素子１０を設けた反対側の背面負荷材１１の部分には電気端子８に接続されている複数個の端子部１４を設けており、前記複数個の端子部１４は、振動子群３−１の位置に移動させることによって接続保持部材４に設けられたケーブル５と電気端子９を介して接続されている複数個の端子部１５とがそれぞれ接触して電気的に接続される構成となっている。例えば、接触して電気的に接続する構成として、スリップリング方法やブラシの方法などが挙げられる。
【００６０】
ここで複数個配列された圧電素子１０を設けた反対側の背面負荷材１１の部分には電気端子８接続されている複数個の端子部１４とケーブル５と電気端子９を介して接続されている複数個の端子部１５の接続は、物理的に接触して電気的に接続されるような構成にした説明をしたが、この他、電気的に接続できる他の方法として例えば、物理的に非接触の構成でも電気的に接続できるトランス方法であっても良く、目的とするところは、電気的に圧電素子１０から取り出した電気端子８とケーブル５と接続されている電気端子９が電気的に接続されるような方法であれば、上記方法に限定されるものではない。
【００６１】
また、複数個配列した端子部１４は、振動子群を移動させて選択したときに全ての振動子群が対応できるように、端子部１５とほぼ同じ間隔で配列されているような構成にする。配列は一列でも複数列あるいは千鳥に配列しても端子部１４と端子部１５が電気的にそれぞれ接続できる構成であれば良い。
【００６２】
また、使用したい振動子群を振動子群３−４の位置に移動させて使用するときには、振動子群３−４に設定し使用するときに動いて移動しないように、固定された接続保持部材４に固定されているガイド７の一部に振動子群３−４、３−５がロックできるようなロック機構を設ける構成にすると、安定して超音波探触子１を操作することができる。
なお、前記各振動子群３−４、３−５が振動子群３−４の位置に移動させてロックさせる方法としては、機構的に設ける方法以外にも電気的に行う方法もあり、前記のような方法に限定するものではない。
【００６３】
また、それぞれの振動子群３−４、３−５から使用するために選択した振動子群を振動子群３−４に移動させることにより、使用できるようになるが、これらそれぞれの振動子群３−４、３−５はどのようなタイプであるかを超音波診断装置本体に認識させることが必要である。この認識する方法として、例えば実施の形態１で説明したように、圧電素子１０から取り出した電気端子８は、端子部１４、１５を介して超音波診断装置本体とコネクタなどを介して接続するケーブル５と電気的に接続されている接続保持部材４に設けた電気端子９と電気的に接続された状態になっている構成にすればよい。振動子群タイプ認識の方法として、接続パターンを変える方法について説明したが、この他、バーコードなどの光で認識する非接触の方法などもあり、認識できる方法はこれらに限定するものではない。
【００６４】
以上のように振動子群３−４の位置に移動させることにより、それぞれのタイプの振動子群を選択して超音波診断装置本体とケーブルを介して超音波の送受信ができる、つまり診断画像を得ることができて診断できるようになる。従来では、例えば周波数が違うタイプの振動子群はそれぞれ超音波探触子として１タイプだけであったため、使用目的に応じて超音波診断装置本体からその都度必要な超音波探触子に交換しなければならないという課題を有していたが、本実施の形態では全くその操作は必要ないため、操作性良好な構成の超音波探触子となっている。
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３に係る超音波探触子及び超音波診断装置の構成を示す概略断面図である。
【００６５】
図９に示す超音波探触子１は、図６、７、８に示すような超音波を送信および受信する複数の圧電素子１０がほぼ直線状に配列されている。圧電素子１０の背面に設けられる背面負荷材１１と、必要に応じて、圧電素子１０の前面に１層以上の音響整合層１２を設け、さらに前記音響整合層１２の前面に音響レンズ１３を設ける。更に、圧電素子１０の両面には図示していないが電極を設け、図６、７に示すように背面負荷材１１側の図示していない電極から取り出した電気端子８を背面負荷材１１の中を通し若しくは側面を通して取り出した構成の振動子群３−４と３−５が構成されており、前記振動子群３−４、３−５はモータ１９と連結体２０で連結されており、モータ１９の回転に対応して振動子群３−４、３−５が回転移動するようになっている。
【００６６】
なお、本実施の形態は、超音波を送受信するのには圧電素子を用いた場合について説明したが、このほか、超音波を送受信できる例えば静電型などのような構成で超音波を送受信できる素子であっても良く、圧電素子に限定するものではない。
【００６７】
このモータ１９には、図示していないがエンコーダのような位置認識できる機能を設けており、これによって使用する振動子群３−４、３−５を選択して使用する位置に移動できるようになっている。モータ１９を制御するために制御線がケーブル５と束になっており、超音波診断装置本体１８の指示手段２１に接続されている。なお、指示手段２１は、超音波診断装置本体１８に搭載される必要は無く、超音波探触子１に設けても良い。一方、例えば選択された振動子群３−４の複数の電気端子８は、図８に示すように端子１４と接続保持部材４に設けた端子１５を介し電気端子９を経由してケーブル５と電気的に接続されており、このケーブル５は超音波診断装置本体１８に接続されている構成となっている。
【００６８】
なお、本実施の形態では、選択した振動子群は、超音波診断装置本体とコネクタなどを介して接続するケーブルと直接的に電気的に接続された状態について説明したが、このほか、選択した振動子群は、超音波が送受信できるような状態にできるようにすることが可能な構成、例えばトランスデューサ２とケーブルの間に送受信回路、若しくは性能を向上させる為に必要な回路などの回路を設けた構成、または無線で送受信できるような回路をもうけた間接的な構成であっても同様の効果が得られる。
【００６９】
このような構成おいて、超音波診断装置１８に接続した超音波探触子１の振動子群３−４のタイプを選択して操作者が使用するとき、超音波診断装置１８に振動子群３−４に選択する操作キーが設けられており、このキーを操作することにより、超音波探触子１のモータ１９が動作してエンコーダで認識した位置の振動子群３−４は、使用する位置に移動する。移動することにより振動子群３−４は、超音波診断装置１８からケーブル５を経由して複数の圧電素子１０に送信されて音響整合層１２、音響レンズ１３から被検体(図示なし)へ超音波が送信される。そして、被検体から反射してきた超音波を再び送信とは逆の経路で受信しケーブル５を経て超音波診断装置１８で受信した信号を処理して診断画像として表示される。
【００７０】
また、操作者が振動子群３−５を使用して診断したい場合には、再び超音波診断装置の操作キーで選択して操作すると、前記と同じようにモータ１９が動作して振動子群３−５が回転移動して使用する位置（図では振動子群３−４の位置）に設定される。設定されると操作者は直ちに使用することが可能となる。このように超音波診断装置１８の操作キーを操作するだけで使用したい振動子群を選択でき容易に使用することができる。これは従来超音波探触子１そのものを超音波診断装置１８から切り離して、そして新規に使用したい超音波探触子１を再び接続して使用していたため、わずらわしくまた操作が簡単でなかったという課題に対して、本実施の形態は、超音波探触子１と接続したままの状態で、超音波診断装置本体１８の操作キーで極めて容易に切換えることができ、操作者に対しての負担が極めて少なくなり、しかも超音波探触子１本で診断領域にあった振動子群を選択して使用できるため、精度の高い超音波画像を容易に得ることが可能になるという特徴がある。
【００７１】
また、本実施の形態は、超音波探触子１の振動子群３−４、３−５の選択方法は、超音波診断装置１８の操作キーにより操作できる方法について説明したが、この他、操作するキー若しくは切換えスイッチを、超音波探触子１の一部に設けて操作して振動子群を選択しても同様の効果が得られる。
【００７２】
また、本実施の形態では、周波数の違う２タイプの振動子群を搭載したトランスデューサ２について説明したが、この他振動子群の違うタイプとして、開口形状(例えば圧電素子１０を配列する配列間隔若しくは圧電素子１０を配列する方向と直交する方向での幅など)、音響レンズ１３のフォーカス位置、及び圧電素子１０の配列方向の形状などいずれかを変えたタイプの振動子群を３タイプ以上設けた構成にしても同様の効果が得られる。
【００７３】
また、前記圧電素子１０の配列方向の形状は該直線状、凸状(コンベックス)、凹状(コンケーブ)形状などの形状であっても同様の効果が得られる。
【００７４】
また、本実施の形態では、複数の振動子を一次元に配置した構成について説明したが、このほか、複数の振動子を二次元に配置した場合についても同様の効果が得られる。
【００７５】
また、本実施の形態では、回転させて移動させる構成について説明したが、この他、揺動、往復及び平行に移動するような移動手段であっても同様の効果を得ることができる。
【００７６】
以上のように、超音波診断装置１８の操作キー若しくは超音波探触子の一部に設けた操作キー若しくはスイッチを操作することにより、複数タイプの振動子群を設けてある超音波探触子１は、操作者が選択した振動子群が使用する位置に移動し使用できるようになるため、従来では、例えば周波数が違うタイプの振動子群はそれぞれ超音波探触子として１タイプだけであったため、使用目的に応じて超音波探触子を超音波診断装置本体から着脱していたが、本実施の形態では全くその操作は必要ないため、操作性良好な構成の超音波探触子と超音波診断装置となっている。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明に係る超音波探触子及び超音波診断装置は、容易に操作できかつ診断する部位において目的とする超音波画像を得ることができ、人体などの被検体の超音波診断を行う各種医療分野に好適であり、さらには材料や構造物の内部探傷を目的とする工業分野において利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る超音波探触子の構成を示す部分概略断面図
【図２】図１に示す超音波探触子Ａ−Ａ’平面に沿う断面図
【図３】図１に示す超音波探触子Ｂ拡大断面図
【図４】図２に示す超音波探触子Ｃ拡大断面図
【図５】図１に示す超音波探触子Ｂ拡大一部断面図
【図６】本発明の実施の形態２に係る超音波探触子の一変更例を示す部分概略断面図
【図７】図６に示す超音波探触子Ａ−Ａ’平面に沿う断面図
【図８】図６に示す超音波探触子Ｂ拡大断面図
【図９】本発明の実施の形態３に係る超音波探触子及び超音波診断装置を示す部分概略断面図
【図１０】従来の超音波探触子の概略図
【符号の説明】
【００７９】
１      超音波探触子
２      トランスデューサ
３−１、３−２、３−３、３−４、３−５  振動子群
４      接続保持部材
５      ケーブル
６      筐体
７      ガイド
８，９  電気端子
１０    圧電素子
１１    背面負荷材
１２    音響整合層
１３    音響レンズ
１４、１５    端子部
１６    ロック部
１７    タイプ認識用端子
１８    超音波診断装置
１９    モータ
２０    連結体
２１    指示手段
【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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