JP2007282743A - Ultrasonic probe, manufacturing method for ultrasonic probe, and ultrasonic diagnosing apparatus - Google Patents

Ultrasonic probe, manufacturing method for ultrasonic probe, and ultrasonic diagnosing apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2007282743A
JP2007282743A JP2006111641A JP2006111641A JP2007282743A JP 2007282743 A JP2007282743 A JP 2007282743A JP 2006111641 A JP2006111641 A JP 2006111641A JP 2006111641 A JP2006111641 A JP 2006111641A JP 2007282743 A JP2007282743 A JP 2007282743A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
ultrasonic probe
back material
probe
back face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2006111641A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Ogawa
隆士 小川
Hiroyuki Yomo
浩之 四方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Medical Systems Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2006111641A priority Critical patent/JP2007282743A/en
Publication of JP2007282743A publication Critical patent/JP2007282743A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic probe which sufficiently attenuates an ultrasonic wave by a back face member, and at the same time, has high heat radiating characteristics. <P>SOLUTION: A plurality of ultrasonic oscillators 2 are arranged into one row in the scanning direction with an interval of a groove section 7. Directly under each ultrasonic oscillator 2, the first back face member 5 of a high damping medium is arranged. The second back face member 6 of a high thermal conductor has a protruding section 6a and a recess section 6b. The first back face member 5 is arranged in the recess section 6b, and the protruding section 6a of the second back face member 6 is provided between individual first back face members 5. Thus, directly under each ultrasonic oscillator 2, the first back face member 5 of the high damping medium is set, and directly under the space (groove section 7) of each ultrasonic oscillator 2, the second back face member 6 of the high thermal conductive body is set. As a result, the ultrasonic wave is sufficiently attenuated by the first back face member 5, and this ultrasonic probe enables the heat caused by the vibration of the ultrasonic oscillators 2 to be efficiently emitted by the second back face member 6. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、超音波プローブにて発生する熱を放熱するための技術に関する。   The present invention relates to a technique for radiating heat generated by an ultrasonic probe.

超音波プローブは、所定方向に配列された複数の超音波振動子を備え、その超音波振動子によって超音波の送受信を行う。ここで、超音波振動子が1列に配置された1次元超音波プローブの構成について図13を参照して説明する。図13は、従来技術に係る超音波プローブの概略構成を示す斜視図である。   The ultrasonic probe includes a plurality of ultrasonic transducers arranged in a predetermined direction, and transmits and receives ultrasonic waves using the ultrasonic transducers. Here, a configuration of a one-dimensional ultrasonic probe in which ultrasonic transducers are arranged in one row will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a perspective view showing a schematic configuration of an ultrasonic probe according to the related art.

超音波プローブ100は、走査方向に1列に配列された複数の超音波振動子101を備えている。個々の超音波振動子101の間には溝部105(隙間)が設けられ、複数の超音波振動子101はその溝部105の間隔をあけて走査方向に1列に配列している。超音波振動子101の配列方向に直交する一方の面には、溝部105によって走査方向に分割された音響整合層102が設けられ、反対側の面には背面材104が設けられている。さらに、音響整合層102の上には音響レンズ103が設けられている。なお、音響整合層102が設けられている面が超音波の送受信面となる。   The ultrasonic probe 100 includes a plurality of ultrasonic transducers 101 arranged in a line in the scanning direction. Grooves 105 (gap) are provided between the individual ultrasonic transducers 101, and the plurality of ultrasonic transducers 101 are arranged in a row in the scanning direction with the gaps 105 between them. An acoustic matching layer 102 divided in the scanning direction by a groove 105 is provided on one surface orthogonal to the arrangement direction of the ultrasonic transducers 101, and a back material 104 is provided on the opposite surface. Further, an acoustic lens 103 is provided on the acoustic matching layer 102. Note that the surface on which the acoustic matching layer 102 is provided is an ultrasonic wave transmission / reception surface.

また、図示しないが、超音波振動子101の両面には電極が設置されている。超音波振動子101と音響整合層102との間に設置されている電極はGNDに接続され、超音波振動子101と背面材104との間に設置されている電極は信号の引き出し線に接続される。   Although not shown, electrodes are provided on both surfaces of the ultrasonic transducer 101. An electrode installed between the ultrasonic transducer 101 and the acoustic matching layer 102 is connected to GND, and an electrode installed between the ultrasonic transducer 101 and the back material 104 is connected to a signal lead line. Is done.

超音波振動子101は圧電素子で構成され、例えばチタン酸ジリコン酸鉛Pb(Zr、Ti)O、ニオブ酸リチウム(LiNbO)、チタン酸バリウム(BaTiO)又はチタン酸鉛(PbTiO)などのセラミック材料が用いられる。 The ultrasonic vibrator 101 is composed of a piezoelectric element. For example, lead dilithate titanate Pb (Zr, Ti) O 3 , lithium niobate (LiNbO 3 ), barium titanate (BaTiO 3 ), or lead titanate (PbTiO 3 ). A ceramic material such as is used.

音響整合層102は、超音波振動子101と被検体との音響整合をとるために設けられている。音響整合層102には、エポキシ樹脂やプラスチック材料などが用いられる。なお、説明を簡便にするために図13には1層の音響整合層のみを図示したが、2層以上の音響整合層が設けられている場合もある。   The acoustic matching layer 102 is provided to achieve acoustic matching between the ultrasonic transducer 101 and the subject. For the acoustic matching layer 102, an epoxy resin or a plastic material is used. For simplicity of explanation, only one acoustic matching layer is shown in FIG. 13, but there may be two or more acoustic matching layers.

背面材104は、超音波振動子101から発振された超音波振動や受信時の超音波振動のうち、超音波診断装置の画像抽出にとって必要でない超音波振動成分を減衰吸収する。   The backing material 104 attenuates and absorbs ultrasonic vibration components that are not necessary for image extraction of the ultrasonic diagnostic apparatus among ultrasonic vibrations oscillated from the ultrasonic vibrator 101 and ultrasonic vibrations at the time of reception.

音響レンズ103は、被検体の体表面に接触して超音波の送受信の仲介を行う。この音響レンズ103によって、超音波のレンズ方向(走査方向に直交する方向)における焦点が結ばれる。   The acoustic lens 103 contacts the body surface of the subject and mediates transmission / reception of ultrasonic waves. The acoustic lens 103 focuses the ultrasonic lens in the lens direction (direction orthogonal to the scanning direction).

ところで、超音波振動子101から送信された超音波は、被検体(生体)に照射される他、音響レンズ103や背面材104によって熱に変換される。超音波プローブは生体に接触させて使用するため、安全性を確保することが義務付けられている。例えば、超音波プローブの表面温度(生体接触面の温度)が規制値以下になるように、超音波振動子101に印加する電圧値を設定する必要がある。   By the way, the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transducer 101 is converted into heat by the acoustic lens 103 and the back material 104 in addition to irradiating the subject (living body). Since an ultrasonic probe is used in contact with a living body, it is obliged to ensure safety. For example, it is necessary to set a voltage value to be applied to the ultrasonic transducer 101 so that the surface temperature of the ultrasonic probe (temperature of the living body contact surface) is equal to or lower than a regulation value.

しかしながら、超音波振動子101に印加する電圧を低く抑えると、生体内の深部におけるS/Nが低くなってしまう問題がある。そこで、超音波プローブにて発生した熱を外部に効率良く放出することで、超音波プローブの表面温度の上昇を抑え、それによって、超音波振動子101に印加する電圧を高めようとする試みがなされている。   However, if the voltage applied to the ultrasonic transducer 101 is kept low, there is a problem that the S / N in the deep part of the living body becomes low. Therefore, there is an attempt to suppress the increase in the surface temperature of the ultrasonic probe by efficiently releasing the heat generated by the ultrasonic probe to the outside, thereby increasing the voltage applied to the ultrasonic transducer 101. Has been made.

例えば、超音波プローブで発生した熱を、背面材104を介して超音波プローブのケース、ケーブル、又はヒートシンクに伝えて放熱する手法が考案されている。しかしながら、背面材104は超音波による振動を減衰させるために設けられているため、その目的を達するための減衰率や音響インピーダンスが背面材104に要求される。例えば、PZTを超音波振動子101に用いた場合、減衰率が1.5[dB/(mm・MHz)]以上、音響インピーダンスが1.5[Mrayl]〜8.0[Mrayl]の背面材104を用いる必要がある。   For example, a technique has been devised in which heat generated by an ultrasonic probe is transmitted to the case, cable, or heat sink of the ultrasonic probe via the back material 104 to be dissipated. However, since the backing material 104 is provided to attenuate vibrations caused by ultrasonic waves, the backing material 104 is required to have an attenuation factor and acoustic impedance to achieve the purpose. For example, when PZT is used for the ultrasonic transducer 101, the back material has an attenuation factor of 1.5 [dB / (mm · MHz)] or more and an acoustic impedance of 1.5 [Mrayl] to 8.0 [Mrayl]. 104 must be used.

また、背面材104と超音波振動子101との間には電極が設置されているため、背面材104には絶縁性が要求される。従って、背面材104には、ゴムなどに酸化物を混合した絶縁材料が用いられる。しかしながら、これらの絶縁材料の熱伝導率は0.1〜1.0[W/m・K]となっているため、超音波プローブで発生した熱を外部に放出するには熱伝導率が低すぎて、放熱の効率が悪い問題がある。   In addition, since an electrode is provided between the back material 104 and the ultrasonic transducer 101, the back material 104 is required to have insulation. Therefore, an insulating material in which an oxide is mixed with rubber or the like is used for the back material 104. However, since the thermal conductivity of these insulating materials is 0.1 to 1.0 [W / m · K], the thermal conductivity is low to release the heat generated by the ultrasonic probe to the outside. There is a problem that the efficiency of heat radiation is poor.

また、放熱の効率を良くするために、熱伝導率が高い金属を背面材104に用いた場合、音響インピーダンスの整合がとれず、また、導電性を有するといった問題がある。   Further, when a metal having a high thermal conductivity is used for the back material 104 in order to improve the efficiency of heat dissipation, there is a problem in that the acoustic impedance cannot be matched and it has conductivity.

上記の問題を解決するため、背面材の周辺に、金属などの熱伝導率が高い放熱材を設置した超音波プローブや(例えば特許文献1)、背面材内に放熱材を設置した超音波プローブ(例えば特許文献2)が知られている。この従来技術に係る超音波プローブについて図14を参照して説明する。図14は、別の従来技術に係る超音波プローブの概略構成を示す断面図である。図14には、レンズ方向から見た超音波プローブの断面図を示している。   In order to solve the above problem, an ultrasonic probe in which a heat dissipation material such as a metal having a high thermal conductivity is installed around the back material (for example, Patent Document 1), or an ultrasonic probe in which a heat dissipation material is installed in the back material (For example, patent document 2) is known. An ultrasonic probe according to this prior art will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an ultrasonic probe according to another conventional technique. FIG. 14 shows a cross-sectional view of the ultrasonic probe viewed from the lens direction.

この従来技術に係る超音波プローブでは、金属からなる放熱材106が、背面材104の側面であって、音響的に影響が少ないレンズ方向に沿った側面に設置されている。さらに、放熱材107が背面材104内に埋め込まれている。   In the ultrasonic probe according to this prior art, the heat dissipating material 106 made of metal is disposed on the side surface of the back material 104 along the lens direction that has less acoustic influence. Further, a heat dissipation material 107 is embedded in the back material 104.

しかしながら、放熱材106を背面材104の側面に設置しても、超音波プローブの端部に設置されている超音波振動子101から発せられる熱のみしか、高い効率で放出することができず、全体として、効率良く放熱することが困難である。   However, even if the heat dissipating material 106 is installed on the side surface of the back material 104, only the heat generated from the ultrasonic transducer 101 installed at the end of the ultrasonic probe can be released with high efficiency. Overall, it is difficult to dissipate heat efficiently.

また、背面材104によって超音波を減衰させる必要があるため、超音波振動子101の近傍には、金属からなる放熱材107を配置することはできない。従って、背面材104によって超音波を十分に減衰させることができる程度に、放熱材107を超音波振動子101から距離をおいて設置する必要がある。このように超音波振動子101と放熱材107とが離れてしまうため、効率良く放熱することができない問題がある。   Further, since it is necessary to attenuate the ultrasonic wave by the back material 104, the heat dissipating material 107 made of metal cannot be disposed in the vicinity of the ultrasonic transducer 101. Therefore, it is necessary to dispose the heat dissipating material 107 at a distance from the ultrasonic transducer 101 so that the ultrasonic wave can be sufficiently attenuated by the back material 104. Thus, since the ultrasonic transducer | vibrator 101 and the thermal radiation material 107 will leave | separate, there exists a problem which cannot thermally radiate efficiently.

また、背面材104に熱伝導率が高い材料を用いた超音波プローブが知られているが(例えば特許文献3)、材料の入手が困難であり、生産性が悪いといった問題がある。さらに、超音波を十分に減衰させることが困難となっている。   Further, although an ultrasonic probe using a material having high thermal conductivity for the back material 104 is known (for example, Patent Document 3), there is a problem that it is difficult to obtain the material and productivity is poor. Furthermore, it is difficult to sufficiently attenuate the ultrasonic waves.

特開2000−184497号公報JP 2000-184497 A 特開2005−103078号公報JP 2005-103078 A 特開2000−165995号公報JP 2000-165959 A

この発明は上記の問題点を解決するものであり、背面材によって十分に超音波を減衰させることができるとともに、高い放熱特性を有する超音波プローブ、その超音波プローブの製造方法、及びその超音波プローブを備えた超音波診断装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems, and an ultrasonic probe capable of sufficiently attenuating ultrasonic waves with a backing material and having high heat dissipation characteristics, a method for manufacturing the ultrasonic probe, and the ultrasonic wave An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus including a probe.

請求項1に記載の発明は、所定幅の隙間をあけて配列された複数の超音波振動子と、前記超音波振動子の前記配列方向に直交する一方の面に、前記所定幅以下の隙間をあけて設置された、高減衰媒体で構成された第1の背面材と、一部が前記第1の背面材の間に突出するように設置された、熱伝導体で構成された第2の背面材と、を有することを特徴とする超音波プローブである。   According to the first aspect of the present invention, a plurality of ultrasonic transducers arranged with a gap having a predetermined width, and a gap having the predetermined width or less on one surface orthogonal to the arrangement direction of the ultrasonic transducers. A first back member made of a high-attenuation medium, and a second heat conductor made partly so as to protrude between the first back members. An ultrasonic probe comprising: a back material.

請求項3に記載の発明は、所定の間隔をあけて複数の溝部が並列して形成された、熱伝導体で構成された第2の背面材と、前記複数の溝部のぞれぞれに設置された、高減衰媒体で構成された複数の第1の背面材と、前記複数の第1の背面材のぞれぞれの上に設置された複数の超音波振動子と、を有することを特徴とする超音波プローブである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a second back member made of a heat conductor, in which a plurality of groove portions are formed in parallel at predetermined intervals, and each of the plurality of groove portions. A plurality of first back members made of a high-attenuation medium installed, and a plurality of ultrasonic vibrators installed on each of the plurality of first back members. Is an ultrasonic probe characterized by

請求項6に記載の発明は、熱伝導体で構成される第2の背面材に、所定の間隔をあけて複数の溝部を並列して形成する第1の工程と、前記複数の溝部に、高減衰媒体で構成されたゲル状の第1の背面材を流し込んで固める第2の工程と、前記第1の背面材の上に、超音波振動子を設置し、その超音波振動子の上に音響整合層を設置する第3の工程と、前記音響整合層及び前記超音波振動子を、前記所定の間隔の延長線上で、前記所定の間隔以上の幅で分割する第4の工程と、を含むことを特徴とする超音波プローブの製造方法である。   The invention according to claim 6 is a first step of forming a plurality of groove portions in parallel at a predetermined interval on the second back material composed of a heat conductor, and the plurality of groove portions, A second step of pouring and solidifying a gel-like first backing material composed of a high-attenuation medium; an ultrasonic vibrator is installed on the first backing material; And a third step of dividing the acoustic matching layer and the ultrasonic transducer on the extension line of the predetermined interval with a width equal to or greater than the predetermined interval; Is a method for manufacturing an ultrasonic probe.

請求項7に記載の発明は、所定幅の隙間をあけて配列された複数の超音波振動子と、前記超音波振動子の前記配列方向に直交する一方の面に、前記所定幅以下の隙間をあけて設置された、高減衰媒体で構成された第1の背面材と、一部が前記第1の背面材の間に突出するように設置された、熱伝導体で構成された第2の背面材と、を有することを特徴とする超音波プローブと、前記超音波プローブに被検体に対して超音波を送受信させる送受信手段と、前記送受信手段が受信した前記被検体からの反射波に基づいて超音波画像を生成する画像生成手段と、を有することを特徴とする超音波診断装置である。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a plurality of ultrasonic transducers arranged with a gap of a predetermined width, and a gap of the predetermined width or less on one surface orthogonal to the arrangement direction of the ultrasonic transducers. A first back member made of a high-attenuation medium, and a second heat conductor made partly so as to protrude between the first back members. An ultrasonic probe, transmitting / receiving means for transmitting / receiving ultrasonic waves to / from the subject, and reflected waves from the subject received by the transmitting / receiving means. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: an image generation unit configured to generate an ultrasonic image based thereon.

この発明によると、超音波振動子の一方の面に高減衰媒体を設置し、個々の高減衰媒体の間(個々の超音波振動子の間の直下)に熱伝導体を設置することで、高減衰媒体によって超音波を十分に減衰させることができるとともに、熱伝導体によって超音波振動子の振動に起因して発生する熱を効率良く放熱することが可能となる。   According to the present invention, a high attenuation medium is installed on one surface of the ultrasonic transducer, and a thermal conductor is installed between the individual high attenuation media (directly between the individual ultrasonic transducers). The ultrasonic wave can be sufficiently attenuated by the high attenuation medium, and the heat generated by the vibration of the ultrasonic vibrator can be efficiently radiated by the heat conductor.

[第1の実施の形態]
(構成)
この発明の第1の実施形態に係る超音波プローブの構成について、図1から図3を参照して説明する。図1は、この発明の第1の実施形態に係る超音波プローブの概略構成を示す斜視図である。図2は、図1に示す超音波プローブのII−II断面図である。図2は、レンズ方向(走査方向に直交する方向)から超音波プローブを見た図である。
[First Embodiment]
(Constitution)
The configuration of the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view of the ultrasonic probe shown in FIG. 1 taken along the line II-II. FIG. 2 is a diagram of the ultrasonic probe viewed from the lens direction (direction orthogonal to the scanning direction).

第1の実施形態として、超音波振動子が1列に配列された1次元超音波プローブについて説明する。第1の実施形態に係る超音波プローブ1は、走査方向に1列に配置された複数の超音波振動子2を備えている。個々の超音波振動子2の間には所定幅の溝部7(隙間)が設けられ、複数の超音波振動子2はその溝部7の間隔をあけて走査方向に1列に配列している。超音波振動子2の配列方向に直交する一方の面には、溝部7によって走査方向に分割された音響整合層3が設けられ、反対側の面には第1の背面材5及び第2の背面材6が設けられている。さらに、音響整合層3の上には音響レンズ4が設けられている。第1の実施形態に係る超音波プローブ1では、2種類の背面材(第1の背面材5と第2の背面材6)を設けたことが特徴である。なお、音響整合層3が設けられている面が超音波の送受信面となる。また、説明を簡単にするため、1層の音響整合層3が示されているが、2層以上の音響整合層が設置されていても良い。   As a first embodiment, a one-dimensional ultrasonic probe in which ultrasonic transducers are arranged in one row will be described. The ultrasonic probe 1 according to the first embodiment includes a plurality of ultrasonic transducers 2 arranged in a line in the scanning direction. Grooves 7 (gap) having a predetermined width are provided between the individual ultrasonic transducers 2, and the plurality of ultrasonic transducers 2 are arranged in a line in the scanning direction with the intervals between the groove portions 7. The acoustic matching layer 3 divided in the scanning direction by the grooves 7 is provided on one surface orthogonal to the arrangement direction of the ultrasonic transducers 2, and the first back material 5 and the second back material 5 are provided on the opposite surface. A back material 6 is provided. Furthermore, an acoustic lens 4 is provided on the acoustic matching layer 3. The ultrasonic probe 1 according to the first embodiment is characterized in that two types of back materials (a first back material 5 and a second back material 6) are provided. The surface on which the acoustic matching layer 3 is provided is an ultrasonic wave transmission / reception surface. Further, for simplicity of explanation, one acoustic matching layer 3 is shown, but two or more acoustic matching layers may be provided.

第1の背面材5、第2の背面材6、超音波振動子2、音響整合層3、及び音響レンズ4は、図示しないプローブ筐体(ケース)内に格納されている。このとき、音響レンズ4が超音波プローブの先端側(生体接触面側)に設置されるように、プローブ筐体内に格納される。   The first back material 5, the second back material 6, the ultrasonic transducer 2, the acoustic matching layer 3, and the acoustic lens 4 are housed in a probe housing (case) (not shown). At this time, the acoustic lens 4 is stored in the probe housing so as to be installed on the distal end side (biological contact surface side) of the ultrasonic probe.

第1の背面材5は、超音波の減衰率が高い材料で構成されている。例えば、超音波の減衰率が1.5[dB/(mm・MHz)]以上で、音響インピーダンスが1.5[Mrayl]〜8.0[Mrayl]の材料を用いることが好ましい。具体的には、フェライトゴムやエポキシ樹脂などを第1の背面材5に用いることが好ましい。   The first back member 5 is made of a material having a high ultrasonic attenuation rate. For example, it is preferable to use a material having an ultrasonic attenuation rate of 1.5 [dB / (mm · MHz)] or more and an acoustic impedance of 1.5 [Mrayl] to 8.0 [Mrayl]. Specifically, it is preferable to use ferrite rubber, epoxy resin, or the like for the first backing material 5.

第2の背面材6は、熱伝導率が高い材料で構成されている。例えば、熱伝導率が60[W/m・K]以上の材料を用いることが好ましい。具体的には、Cu(銅)やAl(アルミニウム)などの金属、カーボン、又はグラファイトを第2の背面材6に用いることが好ましい。   The second back material 6 is made of a material having high thermal conductivity. For example, it is preferable to use a material having a thermal conductivity of 60 [W / m · K] or more. Specifically, it is preferable to use a metal such as Cu (copper) or Al (aluminum), carbon, or graphite for the second back material 6.

第1の背面材5は、個々の超音波振動子2の直下に設置されている。つまり、第1の背面材5は、溝部7(隙間)の間隔をあけて走査方向に1列に配列している。また、第2の背面材6は、第1の背面材5と接する面が櫛型状に形成されている。つまり、第1の背面材5と接する面は、凸部6aと凹部6bとが周期的に所定方向に並列して形成されている。そして、第2の背面材6の凹部6b内に第1の背面材5が設置され、個々の第1の背面材5は凹部6bによって囲まれている。また、第2の背面材6の凸部6aは、溝部7(隙間)の直下、つまり、第1の背面材5の間に突出している。その凸部6aは、超音波振動子2の間には設置されておらず、超音波振動子2の直下にも設置されていない。   The first back material 5 is installed immediately below each ultrasonic transducer 2. That is, the first back material 5 is arranged in a line in the scanning direction with an interval between the grooves 7 (gap). In addition, the second back material 6 has a surface in contact with the first back material 5 formed in a comb shape. That is, the surface in contact with the first back material 5 is formed such that the convex portions 6a and the concave portions 6b are periodically arranged in parallel in a predetermined direction. And the 1st back material 5 is installed in the recessed part 6b of the 2nd back material 6, and each 1st back material 5 is surrounded by the recessed part 6b. Further, the convex portion 6 a of the second back material 6 protrudes immediately below the groove portion 7 (gap), that is, between the first back material 5. The convex portion 6 a is not installed between the ultrasonic transducers 2 and is not installed directly under the ultrasonic transducer 2.

なお、この実施形態に係る第2の背面材6は、全ての溝部7の直下に凸部6aが形成されているが、数素子の間隔をあけて凸部6aが形成されていても良い。   In addition, although the convex part 6a is formed in the 2nd back material 6 which concerns on this embodiment directly under all the groove parts 7, the convex part 6a may be formed at intervals of several elements.

また、図示しないが、超音波振動子2の両面には電極が設置されている。超音波振動子2と音響整合層3との間に設置されている電極はGNDに接続され、超音波振動子2と第1の背面材5との間に設置されている電極は信号の引き出し線に接続される。   Although not shown, electrodes are installed on both surfaces of the ultrasonic transducer 2. An electrode installed between the ultrasonic transducer 2 and the acoustic matching layer 3 is connected to the GND, and an electrode installed between the ultrasonic transducer 2 and the first back material 5 extracts a signal. Connected to the line.

なお、超音波振動子2、音響整合層3、及び音響レンズ4は、図10に示した従来技術に係る超音波プローブ100の超音波振動子101、音響整合層102、及び音響レンズ103と同じ材料で構成されて同じ機能を有するため、ここでは説明を省略する。   The ultrasonic transducer 2, the acoustic matching layer 3, and the acoustic lens 4 are the same as the ultrasonic transducer 101, the acoustic matching layer 102, and the acoustic lens 103 of the ultrasonic probe 100 according to the related art shown in FIG. Since it is composed of materials and has the same function, description thereof is omitted here.

(作用及び効果)
上記の構成を有する超音波プローブ1によると、以下に示す好適な作用及び効果を奏することが可能となる。
(Action and effect)
According to the ultrasonic probe 1 having the above-described configuration, the following preferable actions and effects can be achieved.

第1の実施形態に係る超音波プローブ1によると、音響的に影響しやすい個々の超音波振動子2の直下には、高減衰媒体の第1の背面材5を設置し、熱伝導体の第2の背面材6を設置していないため、音響的に整合がとれて、かつ、超音波を十分に減衰させることが可能となる。さらに、第2の背面材6の一部(凸部6a)を、音響的に影響が少ない第1の背面材5の間に(溝部7の直下に)突出させることで、熱伝導体の第2の背面材6を超音波振動子2の近傍まで近づけることができる。これにより、超音波振動子2の振動に起因する熱を超音波プローブ1の外部に効率良く放熱することが可能となり、高い放熱特性を実現することが可能となる。その結果、超音波プローブ1の表面(生体接触面)の温度を低くすることができるため、送信電圧を高く設定して、S/Nが良い超音波画像を得ることが可能となる。   According to the ultrasonic probe 1 according to the first embodiment, the first backing material 5 of the high attenuation medium is installed immediately below the individual ultrasonic transducers 2 that are likely to be acoustically affected, and the heat conductor Since the second backing material 6 is not installed, acoustic matching can be achieved and the ultrasonic waves can be sufficiently attenuated. Furthermore, by projecting a part of the second back material 6 (the convex portion 6a) between the first back material 5 that has less acoustic influence (directly below the groove portion 7), 2 back material 6 can be brought close to the vicinity of the ultrasonic transducer 2. As a result, it is possible to efficiently dissipate the heat resulting from the vibration of the ultrasonic transducer 2 to the outside of the ultrasonic probe 1 and realize high heat dissipation characteristics. As a result, since the temperature of the surface (biological contact surface) of the ultrasonic probe 1 can be lowered, it is possible to obtain an ultrasonic image with a good S / N by setting the transmission voltage high.

さらに、第1の背面材5及び第2の背面材6には、入手が容易な材料を用いることができるため、超音波プローブの生産性を高めることが可能となる。   Furthermore, since materials that are easily available can be used for the first back member 5 and the second back member 6, it is possible to increase the productivity of the ultrasonic probe.

ここで、第1の背面材5の具体例について説明する。例えば、超音波の周波数を3[MHz]とし、減衰率が5[dB/(mm・MHz)]の第1の背面材5を用い、その第1の背面材5の厚さを4[mm]とすると、この第1の背面材5では、計算上、3×5×4×2=120[dB]、減衰させることができる。従って、100[dB]程度の減衰が必要な場合は、減衰率が5[dB/(mm・MHz)]で厚さが4[mm]程度の第1の背面材5を用いれば良い。   Here, a specific example of the first back material 5 will be described. For example, the frequency of the ultrasonic wave is 3 [MHz], the first backing material 5 having an attenuation factor of 5 [dB / (mm · MHz)] is used, and the thickness of the first backing material 5 is 4 [mm]. ], The first back member 5 can be attenuated by 3 × 5 × 4 × 2 = 120 [dB] in calculation. Therefore, when attenuation of about 100 [dB] is required, the first back material 5 having an attenuation rate of 5 [dB / (mm · MHz)] and a thickness of about 4 [mm] may be used.

(変形例1)
次に、第1の実施形態に係る超音波プローブ1の変形例について、図3を参照して説明する。図3は、この発明の第1の実施形態に係る超音波プローブの変形例の概略構成を示す断面図である。図3は、レンズ方向(走査方向に直交する方向)から超音波プローブを見た図である。
(Modification 1)
Next, a modification of the ultrasonic probe 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a modification of the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view of the ultrasonic probe viewed from the lens direction (direction orthogonal to the scanning direction).

図1及び図2に示す例では、溝部7の直下に設置されている凸部6aの走査方向の幅は、溝部7(隙間)の幅とほぼ等しくなっているが、図3に示す例のように、凸部6aの走査方向の幅が、溝部7(隙間)の幅より狭くなっていても良い。つまり、凸部6aの走査方向の幅は、溝部7の幅以下となっていれば良い。このように、金属などからなる第2の背面材6が、超音波振動子2の直下に存在しないため、第2の背面材6によって音響インピーダンスが不整合になるおそれがない。そして、超音波振動子2の直下に第1の背面材5を設置することで、音響整合を良好にとることができ、さらに、超音波を十分に減衰させることが可能となる。   In the example shown in FIG. 1 and FIG. 2, the width in the scanning direction of the convex part 6a installed immediately below the groove part 7 is substantially equal to the width of the groove part 7 (gap), but in the example shown in FIG. As described above, the width of the projection 6a in the scanning direction may be narrower than the width of the groove 7 (gap). That is, the width in the scanning direction of the convex portion 6a may be equal to or smaller than the width of the groove portion 7. As described above, since the second back material 6 made of metal or the like does not exist directly below the ultrasonic transducer 2, there is no possibility that acoustic impedance is mismatched by the second back material 6. And by installing the 1st back material 5 just under the ultrasonic vibrator 2, acoustic matching can be taken satisfactorily and it becomes possible to fully attenuate an ultrasonic wave.

(変形例2)
次に、第1の実施形態に係る超音波プローブ1の別の変形例について、図4を参照して説明する。図4は、この発明の第1の実施形態に係る超音波プローブの別の変形例の概略構成を示す断面図である。図4は、レンズ方向(走査方向に直交する方向)から超音波プローブを見た図である。
(Modification 2)
Next, another modification of the ultrasonic probe 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of another modification of the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram of the ultrasonic probe viewed from the lens direction (direction orthogonal to the scanning direction).

この変形例2では、凸部6aは溝部7(隙間)まで到達しておらず、個々の第1の背面材は、隣の第1の背面材5と繋がっている。つまり、凸部6aと溝部7(隙間)との間に第1の背面材5が介在していることになる。このように、凸部6aが溝部7まで到達していなくても、個々の第1の背面材5の間に突出しているため、高い放熱特性を実現することができる。   In the second modified example, the convex portion 6 a does not reach the groove portion 7 (gap), and each first back material is connected to the adjacent first back material 5. That is, the first back material 5 is interposed between the convex portion 6a and the groove portion 7 (gap). Thus, even if the convex part 6a does not reach the groove part 7, since it protrudes between each 1st back material 5, a high thermal radiation characteristic is realizable.

(製造方法)
次に、第1の実施形態に係る超音波プローブ1の製造方法について、図5及び図6を参照して説明する。図5は、この発明の第1の実施形態に係る超音波プローブの製造工程を順番に示す断面図である。図6は、この発明の第1の実施形態に係る超音波プローブの背面材の構成を示す上面図である。図5は、レンズ方向(走査方向に直交する方向)から超音波プローブを見た図であり、図6は、送受信方向から第2の背面材6を見た図である。
(Production method)
Next, a method for manufacturing the ultrasonic probe 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a cross-sectional view sequentially illustrating manufacturing steps of the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a top view showing the configuration of the back material of the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view of the ultrasonic probe viewed from the lens direction (direction orthogonal to the scanning direction), and FIG. 6 is a view of the second back material 6 viewed from the transmission / reception direction.

(第1の工程)
まず、第2の背面材6の母材となる板状の高熱伝導体を用意し、図5(a)及び図6に示すように、超音波振動子のピッチと同じ間隔で櫛型状に切削加工して、熱伝導体に、複数の凸部6aと凹部(溝部)6bを所定方向に並列して形成する。この凸部6aと凹部6bが形成された熱伝導体が第2の背面材6になる。
(First step)
First, a plate-like high thermal conductor serving as a base material for the second backing material 6 is prepared, and as shown in FIGS. 5A and 6, in a comb shape at the same interval as the pitch of the ultrasonic transducers. By cutting, a plurality of convex portions 6a and concave portions (groove portions) 6b are formed in the heat conductor in parallel in a predetermined direction. The heat conductor formed with the convex portions 6 a and the concave portions 6 b becomes the second back material 6.

なお、凹部(溝部)6bの走査方向の幅を個々の超音波振動子の走査方向の幅より広くすることで、凸部6aの走査方向の幅は、個々の超音波振動子の間の幅(隙間の幅)より狭くすることができる。これにより、金属などで構成される第2の背面材6と超音波振動子との距離が離れるため、第2の背面材6による音響的な影響を低減することが可能となる。   In addition, by making the width in the scanning direction of the concave portion (groove portion) 6b wider than the width in the scanning direction of each ultrasonic transducer, the width in the scanning direction of the convex portion 6a is the width between the individual ultrasonic transducers. It can be made narrower than (the width of the gap). Thereby, since the distance between the second back material 6 made of metal or the like and the ultrasonic vibrator is increased, it is possible to reduce the acoustic influence of the second back material 6.

(第2の工程)
次に、図5(b)に示すように、第2の背面材6の凹部(溝部)6bに、第1の背面材5の母材となるゲル状の高減衰媒体8を流し込み、その高減衰媒体8を固める。そして、厚みと面精度をだすため、高減衰媒体8の上面を削る。これにより、高減衰媒体8内に第2の背面材6の凸部6aが設けられたことになる。
(Second step)
Next, as shown in FIG. 5 (b), a gel-like high attenuation medium 8 serving as a base material of the first backing material 5 is poured into the recess (groove) 6b of the second backing material 6, and the height The damping medium 8 is hardened. Then, in order to increase the thickness and surface accuracy, the upper surface of the high attenuation medium 8 is shaved. As a result, the convex portion 6 a of the second back material 6 is provided in the high attenuation medium 8.

(第3の工程)
次に、図5(c)に示すように、高減衰媒体8の上に板状の超音波振動子9と板状の音響整合層10を設置する。なお、図示しないが、板状の超音波振動子9の上下面に電極を設置する。そして、超音波振動子の分割パターンが形成されたフレキシブル基板(図示しない)を、板状の超音波振動子9の下面に設置された電極(電圧を印加する電極)に接続する。
(Third step)
Next, as shown in FIG. 5C, a plate-like ultrasonic transducer 9 and a plate-like acoustic matching layer 10 are installed on the high attenuation medium 8. Although not shown, electrodes are provided on the upper and lower surfaces of the plate-like ultrasonic transducer 9. Then, a flexible substrate (not shown) on which the divided pattern of the ultrasonic vibrator is formed is connected to an electrode (electrode for applying a voltage) installed on the lower surface of the plate-like ultrasonic vibrator 9.

(第4の工程)
そして、フレキシブル基板の分割パターンに合わせて、板状の音響整合層10、板状の超音波振動子9、及び高減衰媒体8をダイシング加工することで、図5(d)に示すように、音響整合層10、超音波振動子9及び高減衰媒体8を分割する。このとき、音響整合層10、超音波振動子9及び高減衰媒体8を、凸部6aの延長線上で、その凸部6aの走査方向の幅以上の幅で、分割する。これにより、第2の背面材6の凸部6aは、第1の背面材5の間に突出され、さらに、分割によって形成された溝部7(隙間)の走査方向の幅は、第2の背面材6の凸部6aの幅以上となる。
(Fourth process)
Then, by dicing the plate-like acoustic matching layer 10, the plate-like ultrasonic transducer 9, and the high attenuation medium 8 in accordance with the division pattern of the flexible substrate, as shown in FIG. The acoustic matching layer 10, the ultrasonic transducer 9, and the high attenuation medium 8 are divided. At this time, the acoustic matching layer 10, the ultrasonic transducer 9, and the high attenuation medium 8 are divided on the extension line of the convex portion 6a so as to have a width equal to or larger than the width of the convex portion 6a in the scanning direction. Thereby, the convex part 6a of the 2nd back material 6 protrudes between the 1st back materials 5, and also the width | variety of the scanning direction of the groove part 7 (gap) formed by the division | segmentation is 2nd back surface. It becomes more than the width of the convex part 6a of the material 6.

以上の工程を経ることで、第2の背面材6の凸部6aを、個々の超音波振動子2の間(溝部7)の直下に形成することができ、超音波振動子2の直下に第1の背面材5を形成することができる。このように、音響的に影響しやすい超音波振動子2の直下に、高減衰媒体の第1の背面材5のみを形成することができるため、音響的に整合がとれて、かつ、超音波を十分に減衰させることが可能となる。さらに、熱伝導体の第2の背面材6の一部(凸部6a)を、音響的に影響が少ない第1の背面材5の間に(溝部7の直下に)突出させることができるため、第2の背面材6の一部(凸部6a)を超音波振動子2の近傍まで近づけることができ、超音波振動子2の振動に起因する熱を効率良く放出することが可能となる。   By passing through the above process, the convex part 6a of the 2nd back material 6 can be formed right under each ultrasonic transducer | vibrator 2 (groove part 7), and just under the ultrasonic transducer | vibrator 2 A first backing material 5 can be formed. Thus, since only the first backing material 5 of the high attenuation medium can be formed directly below the ultrasonic transducer 2 that is acoustically susceptible, the acoustic matching can be achieved and the ultrasonic wave can be obtained. Can be sufficiently attenuated. Furthermore, part of the second back material 6 (convex portion 6a) of the heat conductor can be protruded between the first back material 5 that is less acoustically affected (directly below the groove portion 7). In addition, a part of the second back material 6 (convex portion 6a) can be brought close to the vicinity of the ultrasonic vibrator 2, and heat resulting from the vibration of the ultrasonic vibrator 2 can be efficiently released. .

そして、超音波振動子2の上面に設置された電極(GNDに接続される電極)に共通電極板(図示しない)を接続し、音響整合層3上に音響レンズ4を設置することで、超音波プローブのヘッド部が作製される。このヘッド部に、ケーブルの信号線を接続し、シールドを結合した後、プローブ筐体(ケース)に格納することで、超音波プローブが作製される。   Then, a common electrode plate (not shown) is connected to an electrode (electrode connected to GND) installed on the upper surface of the ultrasonic transducer 2, and the acoustic lens 4 is installed on the acoustic matching layer 3. The head portion of the acoustic probe is produced. An ultrasonic probe is manufactured by connecting a signal line of a cable to the head part, coupling a shield, and storing the head part in a probe housing (case).

なお、第2の背面材6を、超音波プローブ1と超音波診断装置本体とを接続するためのケーブルや、プローブ筐体(ケース)などに接続し、そのケーブルやプローブ筐体を介して熱を外部に放出しても良い。   The second back material 6 is connected to a cable for connecting the ultrasonic probe 1 and the ultrasonic diagnostic apparatus body, a probe housing (case), and the like, and heat is transmitted through the cable and the probe housing. May be released to the outside.

[第2の実施の形態]
(構成)
この発明の第2の実施形態に係る超音波プローブの構成について、図7から図9を参照して説明する。図7は、この発明の第2の実施形態に係る超音波プローブの概略構成を示す斜視図である。図8は、この発明の第2の実施形態に係る超音波プローブの第2の背面材の構成を示す上面図である。図9は、図8に示す第2の背面材のVIII−VIII断面図である。
[Second Embodiment]
(Constitution)
The configuration of an ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a perspective view showing a schematic configuration of an ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a top view showing the configuration of the second back material of the ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention. 9 is a VIII-VIII cross-sectional view of the second backing material shown in FIG.

第2の実施形態として、超音波振動子が2次元的に配置された2次元超音波プローブについて説明する。第2の実施形態に係る超音波プローブ20は、格子状(マトリックス状)に配置された複数の超音波振動子21を備えている。個々の超音波振動子21の間には、溝部25(隙間)が設けられ、複数の超音波振動子21はその溝部25の間隔をあけて2次元的に配列している。超音波振動子21の一方の面には、溝部25によって分割された音響整合層22が設けられ、反対側の面には第1の背面材23及び第2の背面材24が設けられている。この第2の実施形態に係る超音波プローブ20においても、第1の実施形態に係る超音波プローブ1と同様に、2種類の背面材(第1の背面材23と第2の背面材24)を設けたことが特徴である。なお、音響整合層22が設けられている面が超音波の送受信面となる。また、説明を簡単にするため、1層の音響整合層22を示しているが、2層以上の音響整合層が設置されていても良い。   As a second embodiment, a two-dimensional ultrasonic probe in which ultrasonic transducers are two-dimensionally arranged will be described. The ultrasonic probe 20 according to the second embodiment includes a plurality of ultrasonic transducers 21 arranged in a lattice shape (matrix shape). Grooves 25 (gap) are provided between the individual ultrasonic transducers 21, and the plurality of ultrasonic transducers 21 are two-dimensionally arranged with a gap between the groove portions 25. An acoustic matching layer 22 divided by the groove 25 is provided on one surface of the ultrasonic transducer 21, and a first back material 23 and a second back material 24 are provided on the opposite surface. . Also in the ultrasonic probe 20 according to the second embodiment, two types of back materials (a first back material 23 and a second back material 24) are provided as in the ultrasonic probe 1 according to the first embodiment. It is the feature that provided. The surface on which the acoustic matching layer 22 is provided is an ultrasonic wave transmission / reception surface. Further, for simplicity of explanation, one acoustic matching layer 22 is shown, but two or more acoustic matching layers may be provided.

第1の背面材23は、第1の実施形態における第1の背面材5と同様に、超音波の減衰率が高い材料で構成されている。超音波の減衰率、音響インピーダンス、及び具体的な材料は、第1の背面材5と同じであるため、説明を省略する。   The first back member 23 is made of a material having a high ultrasonic attenuation rate, like the first back member 5 in the first embodiment. The ultrasonic attenuation factor, acoustic impedance, and specific materials are the same as those of the first back material 5, and thus the description thereof is omitted.

第2の背面材24は、第1の実施形態における第2の背面材6と同様に、熱伝導率が高い材料で構成されている。熱伝導率及び具体的な材料は、第2の背面材6と同じであるため、説明を省略する。   Similar to the second back material 6 in the first embodiment, the second back material 24 is made of a material having high thermal conductivity. Since the thermal conductivity and the specific material are the same as those of the second back material 6, the description thereof is omitted.

第1の背面材23は、個々の超音波振動子21の直下に設置されている。つまり、第1の背面材23は、溝部25(隙間)の間隔をあけて2次元的に配列している。また、図8及び図9に示すように、第2の背面材24は、第1の背面材23と接する面に、凸部24aと凹部24bが周期的に所定方向に並列して形成されている。そして、第2の背面材24の凹部24b内に第1の背面材23が設置され、個々の第1の背面材23は凹部24bによって囲まれている。また、第2の背面材24の凸部24aは、溝部25(隙間)の直下、つまり、第1の背面材23の間に突出している。その凸部24aは、超音波振動子21の間には設置されておらず、超音波振動子21の直下にも設置されていない。   The first back material 23 is installed directly below each ultrasonic transducer 21. That is, the first back material 23 is two-dimensionally arranged with a gap 25 (gap) therebetween. Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the second backing material 24 has convex portions 24 a and concave portions 24 b periodically formed in parallel in a predetermined direction on the surface in contact with the first backing material 23. Yes. And the 1st back material 23 is installed in the recessed part 24b of the 2nd back material 24, and each 1st back material 23 is enclosed by the recessed part 24b. Further, the convex portion 24 a of the second back material 24 protrudes immediately below the groove 25 (gap), that is, between the first back material 23. The convex portion 24 a is not installed between the ultrasonic transducers 21 and is not installed directly below the ultrasonic transducer 21.

なお、この実施形態に係る第2の背面材24は、全ての溝部25の直下に凸部24aが形成されているが、数素子の間隔をあけて凸部24aが形成されていても良い。   In addition, although the convex part 24a is formed in the 2nd back material 24 which concerns on this embodiment directly under all the groove parts 25, the convex part 24a may be formed at intervals of several elements.

また、図示しないが、超音波振動子21の両面には電極が設置されている。超音波振動子21と音響整合層22との間に設置されている電極はGNDに接続され、超音波振動子21と第1の背面材23との間に設置されている電極は信号の引き出し線に接続される。   Although not shown, electrodes are installed on both surfaces of the ultrasonic transducer 21. The electrode installed between the ultrasonic transducer 21 and the acoustic matching layer 22 is connected to GND, and the electrode installed between the ultrasonic transducer 21 and the first back material 23 is used to extract a signal. Connected to the line.

(作用及び効果)
上記の構成を有する超音波プローブ20によると、以下に示す好適な作用及び効果を奏することが可能となる。
(Action and effect)
According to the ultrasonic probe 20 having the above-described configuration, the following preferable functions and effects can be obtained.

第2の実施形態に係る超音波プローブ20によると、音響的に影響しやすい個々の超音波振動子21の直下には、高減衰媒体の第1の背面材23を設置し、熱伝導体の第2の背面材24を設置していないため、音響的に整合がとれて、かつ、超音波を十分に減衰させることが可能となる。さらに、第2の背面材24の一部(凸部24a)を、音響的に影響が少ない第1の背面材23の間に(溝部25の直下に)突出させることで、熱伝導体の第2の背面材24を超音波振動子21の近傍まで近づけることができる。これにより、超音波振動子21の振動に起因する熱を超音波プローブ20の外部に効率良く放熱することが可能となり、高い放熱特性を実現することが可能となる。その結果、超音波プローブ20の表面(生体接触面)の温度を低くすることができるため、送信電圧を高く設定して、S/Nが良い超音波画像を得ることが可能となる。   According to the ultrasonic probe 20 according to the second embodiment, the first backing material 23 of a high attenuation medium is installed immediately below the individual ultrasonic transducers 21 that are easily affected acoustically, and the heat conductor Since the second back member 24 is not installed, it is possible to achieve acoustic matching and sufficiently attenuate the ultrasonic waves. Furthermore, a part of the second back material 24 (the convex portion 24a) is protruded between the first back material 23 that is less acoustically affected (directly below the groove 25), so that the heat conductor first The two backing materials 24 can be brought close to the vicinity of the ultrasonic transducer 21. As a result, it is possible to efficiently dissipate the heat resulting from the vibration of the ultrasonic transducer 21 to the outside of the ultrasonic probe 20 and realize high heat dissipation characteristics. As a result, since the temperature of the surface (biological contact surface) of the ultrasonic probe 20 can be lowered, it is possible to set the transmission voltage high and obtain an ultrasonic image with good S / N.

さらに、第1の背面材23及び第2の背面材24には、入手が容易な材料を用いることができるため、超音波プローブの生産性を高めることが可能となる。   Furthermore, since materials that are easily available can be used for the first back member 23 and the second back member 24, the productivity of the ultrasonic probe can be increased.

また、図7から図9に示す例では、溝部25の直下に設置されている凸部24aの幅は、溝部25(隙間)の幅とほぼ等しくなっているが、溝部25の幅より狭くなっていても良い。つまり、第2の背面材24の凸部24aの幅は、溝部25の幅以下となっていれば良い。このように、金属などからなる第2の背面材24が、超音波振動子21の直下に存在しないため、第2の背面材24によって音響インピーダンスが不整合になるおそれがない。そして、超音波振動子21の直下に第1の背面材23を設置することで、音響整合を良好にとることができ、さらに、超音波を十分に減衰させることが可能となる。   In the example shown in FIGS. 7 to 9, the width of the convex portion 24 a installed immediately below the groove portion 25 is substantially equal to the width of the groove portion 25 (gap), but is narrower than the width of the groove portion 25. May be. That is, the width of the convex portion 24 a of the second back material 24 only needs to be equal to or smaller than the width of the groove portion 25. As described above, since the second back material 24 made of metal or the like does not exist directly below the ultrasonic transducer 21, there is no possibility that the acoustic impedance is mismatched by the second back material 24. And by installing the 1st back material 23 directly under the ultrasonic transducer | vibrator 21, acoustic matching can be taken favorable and it becomes possible to fully attenuate an ultrasonic wave.

(変形例3)
次に、第2の実施形態に係る超音波プローブ20の別の例について、図10及び図11を参照して説明する。図10は、この発明の第2の実施形態に係る超音波プローブの第2の背面材の構成を示す上面図である。図11は、図10に示す第2の背面材のX−X断面図である。
(Modification 3)
Next, another example of the ultrasonic probe 20 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is a top view showing the configuration of the second back material of the ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention. 11 is an XX cross-sectional view of the second back material shown in FIG.

図7から図9に示す例では、熱伝導体として、矩形状の凹部(溝部)24bが形成された第2の背面材24を用いているが、図10及び図11に示すように、円形状の凹部(溝部)26bと凸部26aが周期的に所定方向に並列して形成された第2の背面材26を用いても良い。そして、第2の背面材26の凹部26bに高減衰媒体を流し込み、板状の超音波振動子及び板状の音響整合層とともにダイシング加工されることで、凹部26bに第1の背面材23を形成する。これにより、第1の背面材23は超音波振動子21の直下に設置され、第2の背面材26の一部(凸部26a)は、超音波振動子21の間(溝部25)の直下、つまり、第1の背面材23の間に突出することになる。   In the example shown in FIGS. 7 to 9, the second backing material 24 having a rectangular recess (groove) 24 b is used as the heat conductor. However, as shown in FIGS. 10 and 11, You may use the 2nd back material 26 in which the shape recessed part (groove part) 26b and the convex part 26a were periodically formed in parallel in the predetermined direction. Then, a high attenuation medium is poured into the concave portion 26b of the second back material 26, and dicing is performed together with the plate-like ultrasonic vibrator and the plate-like acoustic matching layer, whereby the first back material 23 is placed in the concave portion 26b. Form. As a result, the first back material 23 is placed directly under the ultrasonic transducer 21, and a part (the convex portion 26 a) of the second back material 26 is directly under the ultrasonic transducer 21 (the groove portion 25). That is, it protrudes between the first back materials 23.

切削加工においては、矩形状の凹部(溝部)24bよりも円形状の凹部(溝部)26bの方が、容易に形成することができるため、溝の形状を円形状とすることで、超音波プローブの生産性を更に高めることが可能となる。   In the cutting process, since the circular concave portion (groove portion) 26b can be formed more easily than the rectangular concave portion (groove portion) 24b, the ultrasonic probe can be formed by making the groove shape circular. It is possible to further increase the productivity.

なお、凹部(溝部)26bの中心と超音波振動子21の中心が一致するように、凹部26bを形成することが好ましい。凹部26bには第1の背面材23が設置されるため、第1の背面材23の中心と超音波振動子21の中心が一致し、超音波を効率良く減衰させることができ、第2の背面材26による音響的な影響を抑制することができるからである。   In addition, it is preferable to form the recessed part 26b so that the center of the recessed part (groove part) 26b and the center of the ultrasonic transducer | vibrator 21 may correspond. Since the first back member 23 is installed in the recess 26b, the center of the first back member 23 and the center of the ultrasonic transducer 21 coincide with each other, so that the ultrasonic wave can be attenuated efficiently. It is because the acoustic influence by the back material 26 can be suppressed.

(超音波診断装置)
次に、上述した第1の実施形態に係る超音波プローブ1、又は第2の実施形態に係る超音波プローブ20を備えた超音波診断装置について図12を参照して説明する。図12は、超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。
(Ultrasonic diagnostic equipment)
Next, an ultrasonic diagnostic apparatus including the ultrasonic probe 1 according to the first embodiment described above or the ultrasonic probe 20 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a block diagram showing a schematic configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus.

この超音波診断装置30は、超音波プローブ、送受信部31、信号処理部32、DSC33、画像処理部34、及び表示部35を備えて構成されている。   The ultrasonic diagnostic apparatus 30 includes an ultrasonic probe, a transmission / reception unit 31, a signal processing unit 32, a DSC 33, an image processing unit 34, and a display unit 35.

超音波プローブには、上述した第1の実施形態に係る超音波プローブ1、又は第2の実施形態に係る超音波プローブ20が用いられる。図12に示す例では、超音波プローブ1を示している。   As the ultrasonic probe, the ultrasonic probe 1 according to the first embodiment described above or the ultrasonic probe 20 according to the second embodiment is used. In the example shown in FIG. 12, the ultrasonic probe 1 is shown.

送受信部31は送信部と受信部とからなり、超音波プローブ1に電気信号を供給して超音波を発生させるとともに、超音波プローブ1が受信したエコー信号を受信する。   The transmission / reception unit 31 includes a transmission unit and a reception unit, supplies an electrical signal to the ultrasonic probe 1 to generate an ultrasonic wave, and receives an echo signal received by the ultrasonic probe 1.

信号処理部32は、Bモード処理回路、ドプラ処理回路又はカラーモード処理回路を備えている。送受信部31から出力されたデータはいずれかの処理回路にて所定の処理を施される。Bモード処理回路はエコーの振幅情報の映像化を行い、エコー信号からBモード超音波ラスタデータを生成する。ドプラ処理回路はドプラ偏移周波数成分を取り出し、更にFFT処理等を施して血流情報を有するデータを生成する。カラーモード処理回路は動いている血流情報の映像化を行い、カラー超音波ラスタデータを生成する。血流情報には、速度、分散、パワー等の情報があり、血流情報は2値化情報として得られる。   The signal processing unit 32 includes a B mode processing circuit, a Doppler processing circuit, or a color mode processing circuit. The data output from the transmission / reception unit 31 is subjected to predetermined processing in any processing circuit. The B-mode processing circuit visualizes echo amplitude information and generates B-mode ultrasonic raster data from the echo signal. The Doppler processing circuit extracts the Doppler shift frequency component and further performs FFT processing or the like to generate data having blood flow information. The color mode processing circuit visualizes the moving blood flow information and generates color ultrasonic raster data. Blood flow information includes information such as speed, dispersion, and power, and blood flow information is obtained as binarized information.

DSC33(Digital Scan Converter)は、直交座標系で表される画像を得るために、超音波ラスタデータを直交座標で表されるデータに変換する(スキャンコンバージョン処理)。例えば、Bモード処理回路から出力されたデータに対してスキャンコンバージョン処理が施されると、被検体の組織形状を2次元情報として表す断層像データが生成される。また、DSC33は、断層像データをリサンプリング処理することで、ボクセルデータを生成することもできる。   DSC 33 (Digital Scan Converter) converts ultrasonic raster data into data represented by orthogonal coordinates (scan conversion processing) in order to obtain an image represented by an orthogonal coordinate system. For example, when scan conversion processing is performed on data output from the B-mode processing circuit, tomographic image data representing the tissue shape of the subject as two-dimensional information is generated. The DSC 33 can also generate voxel data by resampling the tomographic image data.

画像処理部34は各種画像処理を行う。例えば、ボクセルデータに対してボリュームレンダリング処理やMPR処理などを行って3次元画像データやMPR画像データ(任意断面の画像データ)などを生成する。なお、信号処理部32、DSC33及び画像処理部34がこの発明の「画像生成手段」に相当する。   The image processing unit 34 performs various image processing. For example, volume rendering processing, MPR processing, or the like is performed on voxel data to generate three-dimensional image data, MPR image data (arbitrary slice image data), or the like. The signal processing unit 32, the DSC 33, and the image processing unit 34 correspond to the “image generation unit” of the present invention.

表示部35は液晶ディスプレイなどのモニタからなり、断層像や3次元画像などが表示される。その他、ジョイスティックなどのポインティングデバイス、スイッチ又はTCS(Touch Command Screen)などの操作部(図示しない)が備えられ、超音波の送受信条件などに関する各種設定が操作者により入力される。   The display unit 35 includes a monitor such as a liquid crystal display and displays a tomographic image, a three-dimensional image, and the like. In addition, a pointing device such as a joystick, an operation unit (not shown) such as a switch or a TCS (Touch Command Screen) is provided, and various settings relating to ultrasonic transmission / reception conditions are input by the operator.

第1の実施形態に係る超音波プローブ1、又は第2の実施形態に係る超音波プローブ20を備えた超音波診断装置30によれば、背面材によって十分に超音波を減衰させることができるとともに、高い放熱特性を実現することができる。このように高い放熱特性を有するため、従来技術によりも超音波の送信出力レベルを高レベルに設定することができ、その結果、S/Nが良い超音波画像を得ることができる。また、超音波の送信出力レベルを高レベルに設定することで、被検体(生体)のより深部まで超音波を送信することができるため、観察可能な領域を広げることが可能となる。   According to the ultrasonic diagnostic apparatus 30 including the ultrasonic probe 1 according to the first embodiment or the ultrasonic probe 20 according to the second embodiment, the ultrasonic wave can be sufficiently attenuated by the back material. High heat dissipation characteristics can be realized. Since it has such a high heat dissipation characteristic, the ultrasonic transmission output level can be set to a high level as compared with the prior art, and as a result, an ultrasonic image with good S / N can be obtained. In addition, by setting the ultrasonic transmission output level to a high level, it is possible to transmit ultrasonic waves to a deeper part of the subject (living body), and thus it is possible to widen an observable region.

この発明の第1の実施形態に係る超音波プローブの概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of an ultrasonic probe according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す超音波プローブのII−II断面図である。It is II-II sectional drawing of the ultrasonic probe shown in FIG. この発明の第1の実施形態に係る超音波プローブの変形例の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the modification of the ultrasonic probe which concerns on 1st Embodiment of this invention. この発明の第1の実施形態に係る超音波プローブの別の変形例の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of another modification of the ultrasonic probe which concerns on 1st Embodiment of this invention. この発明の第1の実施形態に係る超音波プローブの製造工程を順番に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the ultrasonic probe which concerns on 1st Embodiment of this invention in order. この発明の第1の実施形態に係る超音波プローブの背面材の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the back material of the ultrasonic probe which concerns on 1st Embodiment of this invention. この発明の第2の実施形態に係る超音波プローブの概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the ultrasonic probe which concerns on 2nd Embodiment of this invention. この発明の第2の実施形態に係る超音波プローブの第2の背面材の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the 2nd back material of the ultrasonic probe which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図8に示す第2の背面材のVIII−VIII断面図である。It is VIII-VIII sectional drawing of the 2nd back material shown in FIG. この発明の第2の実施形態に係る超音波プローブの第2の背面材の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the 2nd back material of the ultrasonic probe which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図10に示す第2の背面材のX−X断面図である。It is XX sectional drawing of the 2nd back material shown in FIG. 超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of an ultrasound diagnosing device. 従来技術に係る超音波プローブの概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the ultrasonic probe which concerns on a prior art. 別の従来技術に係る超音波プローブの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the ultrasonic probe which concerns on another prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1、20 超音波プローブ
2、21 超音波振動子
3、22 音響整合層
4 音響レンズ
5、23 第1の背面材
6、24、26 第2の背面材
6a、24a、26a 凸部
6b、24b、26b 凹部
7、25 溝部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,20 Ultrasonic probe 2, 21 Ultrasonic transducer 3, 22 Acoustic matching layer 4 Acoustic lens 5, 23 1st back material 6, 24, 26 2nd back material 6a, 24a, 26a Convex part 6b, 24b 26b Recess 7, 25 Groove

Claims (7)

所定幅の隙間をあけて配列された複数の超音波振動子と、
前記超音波振動子の前記配列方向に直交する一方の面に、前記所定幅以下の隙間をあけて設置された、高減衰媒体で構成された第1の背面材と、
一部が前記第1の背面材の間に突出するように設置された、熱伝導体で構成された第2の背面材と、
を有することを特徴とする超音波プローブ。
A plurality of ultrasonic transducers arranged with a gap of a predetermined width;
A first back member made of a high-attenuation medium, disposed on one surface orthogonal to the arrangement direction of the ultrasonic transducers with a gap of the predetermined width or less;
A second backing material made of a heat conductor, a part of which is installed to protrude between the first backing materials;
An ultrasonic probe comprising:
前記第1の背面材は、前記超音波振動子の直下に設置され、
前記第2の背面材の一部は、個々の超音波振動子の間の直下に設置されていることを特徴とする請求項1に記載の超音波プローブ。
The first back material is installed immediately below the ultrasonic transducer,
2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein a part of the second back material is disposed immediately below each ultrasonic transducer.
所定の間隔をあけて複数の溝部が並列して形成された、熱伝導体で構成された第2の背面材と、
前記複数の溝部のそれぞれに設置された、高減衰媒体で構成された複数の第1の背面材と、
前記複数の第1の背面材のぞれぞれの上に設置された複数の超音波振動子と、
を有することを特徴とする超音波プローブ。
A second back member made of a heat conductor, in which a plurality of grooves are formed in parallel at a predetermined interval;
A plurality of first back members made of a high-attenuation medium, installed in each of the plurality of grooves;
A plurality of ultrasonic transducers installed on each of the plurality of first backing materials;
An ultrasonic probe comprising:
前記高減衰媒体は樹脂又はゴムを含んで構成され、
前記熱伝導体は、金属、カーボン、又はグラファイトで構成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の超音波プローブ。
The high attenuation medium includes a resin or rubber,
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the heat conductor is made of metal, carbon, or graphite.
前記高減衰媒体は、超音波の減衰率が1.5[dB/(mm・MHz)]以上で、音響インピーダンスが1.5[Mrayl]〜8.0[Mrayl]の材料で構成され、
前記熱伝導体は、熱伝導率が60[W/m・K]以上の材料で構成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の超音波プローブ。
The high attenuation medium is composed of a material having an ultrasonic attenuation factor of 1.5 [dB / (mm · MHz)] or more and an acoustic impedance of 1.5 [Mrayl] to 8.0 [Mrayl].
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the thermal conductor is made of a material having a thermal conductivity of 60 [W / m · K] or more.
熱伝導体で構成される第2の背面材に、所定の間隔をあけて複数の溝部を並列して形成する第1の工程と、
前記複数の溝部に、高減衰媒体で構成されたゲル状の第1の背面材を流し込んで固める第2の工程と、
前記第1の背面材の上に、超音波振動子を設置し、その超音波振動子の上に音響整合層を設置する第3の工程と、
前記音響整合層及び前記超音波振動子を、前記所定の間隔の延長線上で、前記所定の間隔以上の幅で分割する第4の工程と、
を含むことを特徴とする超音波プローブの製造方法。
A first step of forming a plurality of groove portions in parallel at a predetermined interval on the second back member made of a heat conductor; and
A second step of pouring a gel-like first backing material composed of a high-attenuation medium into the plurality of grooves and solidifying;
A third step of installing an ultrasonic transducer on the first backing material and installing an acoustic matching layer on the ultrasonic transducer;
A fourth step of dividing the acoustic matching layer and the ultrasonic transducer on the extension line of the predetermined interval with a width equal to or greater than the predetermined interval;
The manufacturing method of the ultrasonic probe characterized by including.
所定幅の隙間をあけて配列された複数の超音波振動子と、前記超音波振動子の前記配列方向に直交する一方の面に、前記所定幅以下の隙間をあけて設置された、高減衰媒体で構成された第1の背面材と、一部が前記第1の背面材の間に突出するように設置された、熱伝導体で構成された第2の背面材と、を有することを特徴とする超音波プローブと、
前記超音波プローブに被検体に対して超音波を送受信させる送受信手段と、
前記送受信手段が受信した前記被検体からの反射波に基づいて超音波画像を生成する画像生成手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。
A plurality of ultrasonic transducers arranged with a gap of a predetermined width, and high attenuation that is installed on one surface orthogonal to the arrangement direction of the ultrasonic transducers with a gap of the predetermined width or less. A first back material made of a medium, and a second back material made of a heat conductor, a part of which is installed so as to protrude between the first back material. A characteristic ultrasonic probe; and
Transmitting and receiving means for transmitting and receiving ultrasound to and from the subject to the ultrasound probe;
Image generating means for generating an ultrasonic image based on a reflected wave from the subject received by the transmitting / receiving means;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
JP2006111641A 2006-04-14 2006-04-14 Ultrasonic probe, manufacturing method for ultrasonic probe, and ultrasonic diagnosing apparatus Withdrawn JP2007282743A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006111641A JP2007282743A (en) 2006-04-14 2006-04-14 Ultrasonic probe, manufacturing method for ultrasonic probe, and ultrasonic diagnosing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006111641A JP2007282743A (en) 2006-04-14 2006-04-14 Ultrasonic probe, manufacturing method for ultrasonic probe, and ultrasonic diagnosing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007282743A true JP2007282743A (en) 2007-11-01

Family

ID=38755054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006111641A Withdrawn JP2007282743A (en) 2006-04-14 2006-04-14 Ultrasonic probe, manufacturing method for ultrasonic probe, and ultrasonic diagnosing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007282743A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103181785A (en) * 2012-01-02 2013-07-03 三星麦迪森株式会社 Ultrasound probe and manufacturing method thereof
JP2015510805A (en) * 2012-03-20 2015-04-13 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ Ultrasonic transducer probe assembly
US9642597B2 (en) 2013-12-09 2017-05-09 Samsung Medison Co., Ltd. Ultrasonic diagnostic instrument and manufacturing method thereof
US9799818B2 (en) 2014-03-20 2017-10-24 Fujifilm Corporation Ultrasound probe with heat collecting portion
US9867596B2 (en) 2012-10-31 2018-01-16 Hitachi, Ltd. Ultrasonic probe

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103181785A (en) * 2012-01-02 2013-07-03 三星麦迪森株式会社 Ultrasound probe and manufacturing method thereof
JP2015510805A (en) * 2012-03-20 2015-04-13 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ Ultrasonic transducer probe assembly
US9872669B2 (en) 2012-03-20 2018-01-23 Koninklijke Philips N.V. Ultrasonic matrix array probe with thermally dissipating cable and backing block heat exchange
US10178986B2 (en) 2012-03-20 2019-01-15 Koninklijke Philips N.V. Ultrasonic matrix array probe with thermally dissipating cable and backing block heat exchange
US9867596B2 (en) 2012-10-31 2018-01-16 Hitachi, Ltd. Ultrasonic probe
US9642597B2 (en) 2013-12-09 2017-05-09 Samsung Medison Co., Ltd. Ultrasonic diagnostic instrument and manufacturing method thereof
US9799818B2 (en) 2014-03-20 2017-10-24 Fujifilm Corporation Ultrasound probe with heat collecting portion

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4934300B2 (en) Ultrasonic transducer with enhanced thermal conductivity
KR20140098755A (en) Backing member, ultrasonic probe, and ultrasonic image display apparatus
US20180028159A1 (en) Rearward acoustic diffusion for ultrasound-on-a-chip transducer array
KR20130035213A (en) Ultrasonic probe and ultrasonic display device
EP2401966A1 (en) Ultrasound probe and ultrasound imaging apparatus
KR101031010B1 (en) Pcb and probe therewith
US8378557B2 (en) Thermal transfer and acoustic matching layers for ultrasound transducer
JP5065593B2 (en) Ultrasonic probe and ultrasonic imaging device
JP2011229976A (en) Ultrasonic probe and ultrasonic imaging apparatus
JP2007282743A (en) Ultrasonic probe, manufacturing method for ultrasonic probe, and ultrasonic diagnosing apparatus
JP7463594B2 (en) Ultrasound probe
CN104688267A (en) Ultrasonic diagnostic instrument and manufacturing method thereof
CN103069844B (en) Ultrasonic probe and its diagnostic ultrasound equipment of use
JP2006320415A (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic system
JP4528606B2 (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus
JP2005027752A (en) Piezoelectric vibrator, manufacturing method of piezoelectric vibrator, ultrasonic probe, and ultrasonic diagnostic apparatus
JP2008066972A (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnosis device
JP5828703B2 (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus
JP4619845B2 (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus
JP2012011024A (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus
JP2005323630A (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic equipment
JP2020115940A (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus
JP2002165793A (en) Ultrasonic probe
JP7187165B2 (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic equipment
KR20160096935A (en) Ultrasonic Transducer for Improving Accoustic and Heat Characteristic

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20090213

A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20090707