CN114159092A - 检查装置和系统、超声波诊断装置、声耦合装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检查装置和系统、超声波诊断装置、声耦合装置及存储介质。实施方式的检查装置具有检测部以及检查部。实施方式的检查装置具有检测部以及检查部。检测部检测由超声波探头发送并通过了与上述超声波探头的声放射面紧贴的声耦合材的超声波反射而通过了上述声耦合材的反射波的波形。检查部基于由上述检测部检测到的波形，检查上述超声波探头的性能。

Description

检查装置和系统、超声波诊断装置、声耦合装置及存储介质

技术领域

本说明书以及附图所公开的实施方式涉及检查装置、检查系统、超声波诊断装置、声耦合装置以及存储介质。

背景技术

在超声波探头的声放射部排列有多个振子。关于超声波探头，例如当长时间使用时，受到振子劣化、使用环境的影响，特性会随时间发生变化。因此，通过定期地检查超声波探头的性能，来确认超声波探头的性能，并确认超声波探头未产生异常。

在确认超声波探头的性能时，以往，例如，通过检查用的夹具固定超声波探头，在超声波探头发送超声波的方向上隔着水等溶剂而设置反射板，并利用使超声波探头朝向该反射板发送的超声波的反射波的波形等。但是，在该方法中，通过夹具固定超声波探头时的对准较困难，难以稳定地进行检查。或者，还存在利用超声波探头发送的超声波由透镜面反射后的反射波来检查超声波探头的性能的技术。但是，在该技术中，有时反射波中包含的噪声较大，难以进行性能的检查。

专利文献1：日本特开平7-178083号公报

发明内容

本说明书以及附图所公开的实施方式要解决的课题在于，能够通过简单的装置高精度地检查超声波探头的性能。但是，本说明书以及附图所公开的实施方式要解决的课题并不限定于上述课题。也能够将与后述的实施方式所示的各构成所带来的各效果对应的课题定位为其他课题。

实施方式的检查装置具有检测部以及检查部。检测部检测由超声波探头发送且通过了与上述超声波探头的声放射面紧贴的声耦合材的超声波反射、并通过了上述声耦合材的反射波的波形。检查部基于由上述检测部检测到的波形，检查上述超声波探头的性能。

附图说明

图1是表示第1实施方式的检查系统1的构成的一例的图。

图2是第1实施方式的超声波探头10的局部放大截面图。

图3是表示由第1实施方式的检查装置100检测的信号波形的时间变化的图。

图4是第1实施方式的未设置声耦合材20的超声波探头10的局部放大截面图。

图5是表示在第1实施方式的超声波探头10未设置声耦合材20的情况下由检查装置100检测的信号波形的时间变化的图。

图6是表示第2实施方式的检查系统2的构成的一例的图。

图7是表示第3实施方式的检查系统3的构成的一例的图。

图8是表示第4实施方式的检查系统4的构成的一例的图。

图9是表示第5实施方式的超声波诊断系统5的构成的一例的图。

符号的说明

1～4：检查系统；5：超声波诊断系统；10：超声波探头；12：振子；14：透镜；16：声放射面；20：声耦合材；30：声耦合装置；32：反射板；34：支承部件；40：声耦合单元；100：检查装置；110、310：收发电路；120、320：处理电路；121、321：检测功能；122、322：检查功能；123、323：显示控制功能；124、324：取得功能；130、330：存储器；131：协议；200：显示器装置；210：IC标签；220：IC标签读取器；300：超声波诊断装置；325：诊断功能；330：存储器。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式的检查装置、检查系统、超声波诊断装置、声耦合装置以及存储介质进行说明。

(第1实施方式)

图1是表示第1实施方式的检查系统1的构成的一例的图。检查系统1例如通过对接收超声波探头10发送的超声波的反射波而检测反射波的波形时的检测精度等进行检查，由此对超声波探头的性能进行检查。检查系统1例如具备声耦合材20、检查装置100以及显示器装置200。

例如，在对被检体进行超声波诊断时使用超声波探头10。检查装置100被用于在超声波探头10中未进行超声波诊断时检查超声波探头10的性能。超声波探头10在对被检体进行超声波诊断时，例如基于由超声波诊断装置300(参照图9)输出的驱动信号，对被检体发送超声波以取得被检体内的图像。超声波探头10通过声放射面16接收所发送的超声波的反射波。超声波探头10基于接收到的超声波的反射波来生成反射波信息并发送至超声波诊断装置300。

超声波探头10例如在为了检查性能而被提供时，例如发送与由检查装置100输出的驱动信号相应的超声波。超声波探头10通过声放射面16接收所发送的超声波的反射波。超声波探头10基于接收到的超声波的反射波来生成反射波信息并发送至检查装置100。

图2是第1实施方式的超声波探头10的局部放大截面图。超声波探头10例如具备振子12以及透镜14。振子12具备多个振动元件，各振动元件根据由检查装置100输出的驱动信号进行振动而发送超声波。由振子12发送的超声波通过透镜14。透镜14对所通过的超声波的焦点进行调整。通过了透镜14之后的超声波通过声放射面16发送至外部。声放射面16例如是透镜14的与振子12所接触的面对置的面。

声耦合材20由适合于超声波探头10的检查的材质形成、例如为橡胶制，例如呈大致长方体形状。在检查超声波探头10的性能时，声耦合材20通过Sono Jelly(ソノゼリー；注册商标)等声耦合剂(果冻状的声耦合剂)、粘接剂等粘贴到超声波探头10的声放射面16上，并以紧贴的状态安装于声放射面16。声耦合材20也可以是橡胶制以外的部件，例如也可以是将凝胶状或者液状的声耦合剂封入到袋体中而成的部件。

声耦合材20中的与超声波探头10的声放射面16紧贴的紧贴面和与紧贴面对置的对置面之间的距离(声耦合材20的厚度)，被调整为适合于超声波探头10的检查的距离。由超声波探头10发送的超声波通过声耦合材20，被声耦合材20的对置面反射而成为反射波。声耦合材20的对置面是声耦合材20中的与透镜14所紧贴的面对置的界面。由于声耦合材20与超声波探头10紧贴，因此超声波探头10发送的超声波以及超声波反射后的反射波均通过声耦合材20。

检查装置100例如具备收发电路110、处理电路120以及存储器130。收发电路110例如包括使超声波探头10的振子12振动的驱动电路等。收发电路110根据由处理电路120发送的收发条件，经由缆线L向超声波探头10输出驱动信号。收发电路110取得由超声波探头10输出的反射波信息。收发电路110将所取得的反射波信息转换成数字信号。

处理电路120例如具备检测功能121、检查功能122以及显示控制功能123。处理电路120例如通过硬件处理器执行存储于存储器(存储电路)130的程序来实现这些功能。硬件处理器例如是指CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、特定用途集成电路(Application Specific Integrated Circuit：ASIC)、可编程逻辑器件(例如，简单可编程逻辑器件(Simple Programmable Logic Device：SPLD)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device：CPLD)、以及现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array：FPGA))等电路(circuitry)(以下，相同)。也可以代替在存储器130中存储程序，而构成为在硬件处理器的电路内直接编入程序。在该情况下，硬件处理器通过读出编入电路内的程序并执行来实现功能。硬件处理器并不限定于构成为单个电路，也可以组合多个独立的电路而构成为一个硬件处理器，并实现各功能。此外，也可以将多个构成要素集中到一个硬件处理器来实现各功能。

存储器130例如由RAM(Random Access Memory)、闪存器等半导体存储元件、硬盘、光盘等实现。存储器130例如存储检查超声波探头10的性能时的协议131。协议131是实施超声波探头10的性能检查时的顺序，例如根据超声波探头10、安装于超声波探头10的声耦合材20的种类而不同。这些数据也可以不存储于存储器130(或者在存储器130的基础上)，而存储于检查装置100能够通信的外部存储器。例如，管理外部存储器的云服务器接受读写的请求，由此通过云服务器来控制外部存储器。

检测功能121检测由超声波探头10发送并通过了与超声波探头10的声放射面16紧贴的声耦合材20后的超声波反射且通过了声耦合材20之后的反射波的波形。因此，检测功能121基于由超声波探头10发送的反射波信息，检测超声波探头10接收到的反射波的波形。检测功能121是检测部的一例。

检查功能122根据存储于存储器130的协议131，使收发电路110对超声波探头10输出驱动信号，以使超声波探头10发送规定波形的超声波。检查功能122检测包含使超声波探头10发送的超声波的波形以及由检测功能121输出的反射波的波形的信号波形，并基于检测到的信号波形来检查超声波探头10的性能。

显示控制功能123使显示器装置200显示图像。显示控制功能123例如使显示器装置200显示由超声波探头10发送的信号波形的图像。显示器装置200例如是液晶显示器。显示器装置200只要能够显示图像即可，例如也可以是投影仪。

图3是表示由第1实施方式的检查装置100检测到的信号波形的时间变化的图。检查功能122例如从由检测功能121检测到的包含初始波形W1和接收波形W2的信号波形中提取接收波形W2。检查功能122基于所提取的信号波形来检查超声波探头10的性能。

检查功能122例如基于接收波形W2的振幅、TOF(Time Of Flight)来检查超声波探头10的性能。检查功能122为，例如，在检查的结果、接收波形W2的振幅小于规定值时，判定为超声波探头10的性能降低。用于检查的规定值，例如根据向超声波探头10输出的驱动信号来确定。检查功能122是检查部的一例。

第1实施方式的检查装置100使超声波探头10发送超声波并且使其接收超声波的反射波来检查超声波探头10的性能。此时，声耦合材20与超声波探头10紧贴。如图2所示，超声波探头10的振子12发送的超声波及其反射波(以下，称作“收发波”)S，除了通过透镜14之外还通过声耦合材20。因此，与不设置声耦合材20的情况相比，收发波S所通过的路径变长设置有声耦合材20的量。

与此相对，例如，假设在超声波探头10未设置声耦合材20的情况。图4是第1实施方式的未设置声耦合材20的超声波探头10的局部放大截面图，图5是表示在第1实施方式的超声波探头10未设置声耦合材20的情况下由检查装置100检测的信号波形的时间变化的图。

例如，在未设置声耦合材20的情况下，从振子12发送的超声波在透镜14的声放射面16反射而成为反射波，振子12接收该反射波。在该情况下，收发波Sh所通过的距离变短。因此，初始波形W1出现的时刻与接收波形W2出现的时刻之间变短，初始波形W1与接收波形W2的分辨能力变低。

另一方面，当对超声波探头10设置声耦合材20而收发波S所通过的路径变长时，从超声波探头10发送超声波到接收反射波为止的时间相应地变长。其结果，在检查功能122检测到的信号波形中，能够增大初始波形W1出现的时刻与接收波形W2出现的时刻之间的时间差，因此能够将初始波形W1与接收波形W2良好地分离。其结果，能够减小接收波中包含的噪声，因此能够高精度地检查超声波探头的性能。

在第1实施方式中，声耦合材20例如通过粘接剂与超声波探头紧贴。因此，例如不需要使用用于支承超声波探头10的夹具、水等溶剂等。因而，能够通过简单的装置来检查超声波探头10的性能。

(第2实施方式)

图6是表示第2实施方式的检查系统2的构成的一例的图。第2实施方式的检查系统2与第1实施方式的不同点在于，具备声耦合装置30。声耦合装置30具备与第1实施方式相同的声耦合材20、以及与声耦合材20紧贴的反射板32。

与第1实施方式相同，声耦合材20紧贴安装于超声波探头10。反射板32紧贴安装于声耦合材20中的与超声波探头10所紧贴的紧贴面对置的对置面。反射板32使由超声波探头10发送的超声波反射而成为在超声波探头的性能检查中利用的反射波。反射板32为刚体，例如为金属制。反射板32也可以为金属制以外的部件，例如为树脂制。

第2实施方式的检查系统2具备声耦合装置30。与第1实施方式的检查系统1相同，声耦合装置30中的声耦合材20紧贴安装于超声波探头10。因此，收发波S所通过的路径变长，能够增大检查装置100进行检查时初始波形W1出现的时刻与接收波形W2出现的时刻之间的时间差，因此能够使S/N比良好。进而，不需要使用用于支承超声波探头10的夹具、水等溶剂等。因而，能够通过简单的装置来检查超声波探头10的性能。

第2实施方式的检查系统2中的反射板32为刚体，因此能够使反射板32与超声波探头10之间的相对位置关系稳定。因此，能够容易地将透镜14与反射板32之间的距离、换言之为收发波S所通过的距离保持为一定。因而，能够进行稳定的检查，例如还能够高精度地检查TOF等的详细数据。

(第3实施方式)

图7是表示第3实施方式的检查系统3的构成的一例的图。第3实施方式的检查系统3与第1实施方式的不同点在于，具备声耦合单元40。声耦合单元40具备与第2实施方式相同的声耦合装置30、以及将声耦合装置30中的反射板32支承于超声波探头10的支承部件34。

在支承部件34上固定有反射板32。支承部件34具备与超声波探头10中的收纳振子12的外壳嵌合的嵌合部。嵌合部内侧的形状与超声波探头10中的收纳振子12的外壳的外形大致一致。例如，通过使支承部件34从超声波探头10中的声放射面16侧滑动，由此将支承部件34嵌入于超声波探头10的外壳。通过将支承部件34嵌入于超声波探头10的外壳，由此将反射板32支承于超声波探头10。

第3实施方式的检查系统3具备声耦合装置30。因此，能够减小接收波中包含的噪声，由此能够高精度地检查超声波探头的性能，并且能够通过简单的装置来检查超声波探头10的性能。进而，在第3实施方式的检查系统3中，反射板32通过支承部件34支承于超声波探头10的外壳。因此，能够容易地安装反射板32，并且能够可靠地支承反射板32。

声耦合装置30的支承部件34也可以是其他方式。例如，也可以为，超声波探头10的外壳以及支承部件34中的一方或者双方具备磁铁，不具备磁铁的另一方是金属等，超声波探头10的外壳通过磁力来支承反射板32。或者，也可以为，在超声波探头10的外壳以及支承部件34的双方安装相互嵌合的嵌合部件，使这些嵌合部件嵌合而使超声波探头10的外壳支承反射板32。

(第4实施方式)

图8是表示第4实施方式的检查系统4的构成的一例的图。第4实施方式的检查系统4与第3实施方式的不同点在于，声耦合单元40中设置有IC标签210，超声波探头10中设置有IC标签读取器220。进而，第4实施方式的检查系统4与第3实施方式的不同点在于，在检查装置100的处理电路120中进一步设置有取得功能124，在存储器130中保存有多个第k协议131k(k＝1，2，3，……，n，以下相同)。在不区别是第几个协议的情况下，省略“k”的符号而记载为协议131。

IC标签210例如存储确定声耦合材的确定信息。确定信息例如包含对安装有IC标签210的声耦合材20进行确定的信息、例如声耦合材编号。IC标签读取器220向IC标签210发送读取信号，读取IC标签210所存储的确定信息。声耦合材编号例如在制造声耦合材时决定。超声波探头10将由IC标签读取器220读取的确定信息通过发送提供给检查装置100。IC标签210是存储部的一例。

检查装置100的收发电路110接收超声波探头10发送的确定信息，并输出至取得功能124。取得功能124取得由超声波探头10发送的确定信息所示出的声耦合材编号。检查功能122基于取得功能124取得的声耦合材编号，选择存储于存储器130的多个协议131中的一个第k协议131k。所选择的第k协议131k包含与超声波探头10的声放射面16所紧贴的声耦合材20中的供超声波通过的区域的厚度以及材质相应的检查的顺序。

检查功能122根据所选择的第k协议131k，使收发电路110对超声波探头10输出驱动信号，以使超声波探头10发送规定波形的超声波。取得功能124是取得部的一例，协议131是检查信息的一例。

保存于存储器130的第k协议131k按照每个声耦合材编号包含用于检查安装有该声耦合材的超声波探头10的协议的信息。用于检查安装有声耦合材的超声波探头10的协议，根据该声耦合材的特性(例如，供超声波通过的区域的厚度以及材质)而预先决定并存储于存储器130。

第4实施方式的检查系统4具备声耦合装置30。因此，能够减小接收波中包含的噪声，由此能够高精度地检查超声波探头的性能，并且能够通过简单的装置来检查超声波探头10的性能。进而，在第4实施方式的检查系统4中，通过设置于超声波探头10的IC标签读取器220读取存储于IC标签210且确定声耦合材20的声耦合材信息，检查装置100根据与声耦合材20的特性相应的协议来检查超声波探头10的性能。因此，能够根据与安装于超声波探头10的声耦合材20相应的协议进行超声波探头10的检查，能够进行高精度的检查。

而且，通过IC标签读取器220读取存储于IC标签210的声耦合材信息。因此，例如，即使对超声波探头10的性能进行检查的操作人员认错了安装于超声波探头10的声耦合材20，也能够正确地进行检查。

(第5实施方式)

图9是表示第5实施方式的超声波诊断系统5的构成的一例的图。第5实施方式的超声波诊断系统5为，代替上述各实施方式的检查装置100而具备超声波诊断装置300。超声波诊断装置300执行超声波探头10的性能检查、以及使用了超声波探头10的超声波诊断。超声波诊断装置300为，在检查超声波探头10的性能时，执行与在第1实施方式至第4实施方式中说明的检查装置100相同的处理。超声波诊断装置300为，在使用超声波探头10进行超声波诊断时，使超声波探头10朝向被检体发送超声波，并使被检体反射超声波。超声波探头10接收超声波反射后的反射波，生成反射波信息并发送至超声波诊断装置300。超声波诊断装置300基于发送的反射波信息，取得用于诊断的被检体的信息。

超声波诊断装置300例如具备收发电路310、处理电路320以及存储器330。收发电路310具有与第1实施方式的收发电路110相同的构成。处理电路320例如具备检测功能321、检查功能322、显示控制功能323、取得功能324以及诊断功能325。处理电路320例如通过硬件处理器执行存储于存储器330的程序来实现这些功能。也可以构成为，代替在存储器330中存储程序，而在硬件处理器的电路内直接编入程序，也可以将多个构成要素集中到一个硬件处理器来实现各功能。与第4实施方式的存储器130相同，存储器330存储对超声波探头10的性能进行检查时的多个第k协议331k。

检测功能321、检查功能322、显示控制功能323以及取得功能324具有与第4实施方式的检测功能121、检查功能122、显示控制功能123以及取得功能124相同的功能。检测功能321将检测到的反射波的波形既输入至检查功能322又输入至诊断功能325。检查功能322在检查超声波探头10的性能时主要发挥功能，而诊断功能325例如在使用了超声波探头10的超声波诊断的时主要发挥功能。

在进行超声波诊断时，诊断功能325向收发电路310输出收发条件，对收发电路310向超声波探头10输出的发送电压进行控制。诊断功能325使由超声波探头10发送的超声波由被检体反射，并基于反射后的反射波的波形取得用于超声波诊断的被检体的信息。反射波通过检测功能321输出至诊断功能325。诊断功能325基于所取得的被检体的信息，生成向检查者、医生提供的信息并提供。诊断功能325是诊断部的一例。

第5实施方式的超声波诊断系统5具备声耦合装置30。因此，能够减小接收波中包含的噪声，由此能够高精度地检查超声波探头的性能，并且能够通过简单的装置来检查超声波探头10的性能。进而，在第5实施方式的超声波诊断系统5中，通过设置于超声波探头10的IC标签读取器220读取存储于IC标签210且确定声耦合材20的声耦合材信息，超声波诊断装置300根据与声耦合材20的特性相应的协议来检查超声波探头10的性能。因此，能够根据与安装于超声波探头10的声耦合材20相应的协议进行超声波探头10的检查，能够进行高精度的检查。

进而，在第5实施方式的超声波诊断系统5中，超声波诊断装置具备与第4实施方式的检查装置100所具有的检查功能122相同的检查功能322。因此，当对在使用了超声波诊断装置的超声波诊断中使用的超声波探头10的性能进行诊断时，能够省去将超声波探头10从超声波诊断装置重新连接到计测装置的麻烦。因而，例如，即使在实施超声波诊断的检查者、医生等成为实施超声波探头10的性能检查的操作人员的情况下，也能够不需要较多劳力和时间地检查超声波探头10的性能。

在上述各实施方式中，能够通过检查装置100检查性能的超声波探头10仅为特定的种类，但也可以通过检查装置100检查多个种类的超声波探头10。在该情况下，检查装置100也可以预先存储与多个超声波探头10分别相应的协议，并根据与由超声波探头10提供的确定超声波探头的探头确定信息相应的协议来检查超声波探头10的性能。

在第4实施方式的检查系统4以及第5实施方式的超声波诊断系统5中，IC标签读取器220设置于超声波探头10，但IC标签读取器220也可以设置在超声波探头10以外。IC标签读取器220例如也可以设置于检查装置100、超声波诊断装置300。在该情况下，在进行超声波探头10的检查的情况下，也可以使设置于声耦合材20的IC标签210接近设置于检查装置100或者超声波诊断装置300的IC标签读取器220，使IC标签读取器220读取存储于IC标签210的声耦合材信息。

根据以上说明的至少一个实施方式，具有：检测部，检测由超声波探头发送并通过了与上述超声波探头的声放射面紧贴的声耦合材之后的超声波反射而通过了上述声耦合材的反射波的波形；以及检查部，基于由上述检测部检测到的波形，检查上述超声波探头的性能，由此能够通过简单的装置高精度地检查超声波探头的性能。

对几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图对发明的范围进行限定。这些实施方式能够以其他各种方式加以实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中，并且包含于专利请求范围所记载的发明和与其等同的范围中。此外，上述各实施方式能够相互组合来实施。

Claims (12)

1.一种检查装置，具备：

检测部，检测由超声波探头发送并通过了与上述超声波探头的声放射面紧贴的声耦合材的超声波反射、并通过了上述声耦合材的反射波的波形；以及

检查部，基于由上述检测部检测到的波形，检查上述超声波探头的性能。

2.根据权利要求1所述的检查装置，其中，

上述检测部检测由上述声耦合材中的与上述超声波探头所紧贴的面对置的界面反射的上述反射波的波形。

3.根据权利要求1所述的检查装置，其中，

上述检测部检测由反射板反射的上述反射波的波形，该反射板安装于上述声耦合材中的与上述超声波探头所紧贴的面对置的对置面。

4.根据权利要求3所述的检查装置，其中，

上述检测部检测由反射板反射的上述反射波的波形，该反射板由支承于上述超声波探头的支承部件支承。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的检查装置，其中，

上述检查装置还具备取得部，该取得部取得与检查的顺序相关的检查信息，该检查的顺序是与上述超声波探头的声放射面所紧贴的上述声耦合材中的供上述超声波通过的区域的厚度以及材质相应的检查顺序，

上述检查部基于上述检查信息来检查上述超声波探头的性能。

6.一种检查系统，具备：

权利要求1、2、4中任一项所述的检查装置；以及

与上述超声波探头紧贴的上述声耦合材。

7.一种检查系统，具备：

权利要求3所述的检查装置；

与上述超声波探头紧贴的上述声耦合材；以及

与上述声耦合材紧贴的上述反射板。

8.一种超声波诊断装置，具备：

权利要求1至4中任一项所述的检查装置；以及

诊断部，使由上述超声波探头发送的超声波由被检体反射，并基于反射后的反射波取得被检体的信息。

9.一种声耦合装置，具备：

声耦合材，与超声波探头紧贴；以及

反射板，安装于上述声耦合材，使由上述超声波探头发送的超声波反射而成为在超声波探头的性能检查中利用的反射波。

10.根据权利要求9所述的声耦合装置，其中，

还具备将上述反射板支承于上述超声波探头的支承部件。

11.一种声耦合装置，具备：

声耦合材，与超声波探头紧贴；以及

存储部，存储确定上述声耦合材且向权利要求4所述的上述检查装置提供的确定信息。

12.一种存储介质，存储有程序，其中，

上述程序使检查装置的计算机执行：

检测由超声波探头发送并通过了与上述超声波探头的声放射面紧贴的声耦合材的超声波反射、并通过了上述声耦合材的反射波的波形；以及

基于检测到的上述波形，检查上述超声波探头的性能。

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