JP2010273979A - Ultrasonic probe - Google Patents

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Kazuki Higuchi
和樹 樋口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic probe capable of releasing an electrical charge of an ultrasonic oscillation suitably and obtaining an ultrasonic signal with high quality. <P>SOLUTION: The ultrasonic probe 3 involves a probe head 5, a plurality of ultrasonic oscillators 8 arranged on the tip side, a signal cable 4 having a plurality of signal wires 21 which are electrically and severally connected to the plurality of ultrasonic oscillators 8, and a connector 6 of the probe side connected to the body side of the ultrasonic diagnostic device. A plurality of resistances 27 are mounted on the surface of the wiring substrate 23 which is stored in a connector housing 22 of the connector 6 on the probe side. Resistances 27 are respectively and electrically connected to the plurality of signal wires 21 of the signal cable 4, and the electrical charge stored in each ultrasonic oscillator 8 is released. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波診断装置に用いられる超音波プローブに関するものである。   The present invention relates to an ultrasonic probe used in an ultrasonic diagnostic apparatus.

従来、医療分野では、超音波を用いて疾患の検査、診断を行う超音波診断装置が実用化されている。超音波診断装置は、超音波プローブを用いて生体に超音波を送受信して超音波像(例えば、Bモードによる断層画像)を表示させるものであり、患部や胎児などの動きをリアルタイムで見ることができる。   Conventionally, in the medical field, an ultrasonic diagnostic apparatus for inspecting and diagnosing a disease using ultrasonic waves has been put into practical use. An ultrasound diagnostic apparatus is a device that transmits and receives ultrasound to and from an organism using an ultrasound probe to display an ultrasound image (for example, a B-mode tomographic image), and observes the movement of an affected area or fetus in real time. Can do.

この種の超音波診断装置において、検査、診断を適切に行うために、診断部位に応じた複数種類の超音波プローブが用意されている。例えば、腹部の検査にはコンベックスプローブが用いられ、表在組織(甲状腺や頸動脈)の検査にはリニアプローブが用いられ、心臓の検査にはフェイズドアレイプローブが用いられている。このように、複数種類の超音波プローブを着脱自在に構成した超音波診断装置が特許文献1等に開示されている。   In this type of ultrasonic diagnostic apparatus, a plurality of types of ultrasonic probes corresponding to the diagnostic region are prepared in order to appropriately perform examination and diagnosis. For example, a convex probe is used for abdominal examination, a linear probe is used for examination of superficial tissues (thyroid gland and carotid artery), and a phased array probe is used for examination of the heart. Thus, an ultrasonic diagnostic apparatus in which a plurality of types of ultrasonic probes are configured to be detachable is disclosed in Patent Document 1 and the like.

また、各超音波プローブの先端部には、複数の超音波振動子が配列されている。例えば、腹部検査用のコンベックスプローブでは、複数の超音波振動子が扇状に配列されており、表在組織検査用のリニアプローブでは、複数の超音波振動子が直線的に配列されている。そして、高電圧の励起パルスを用いて、各超音波振動子をパルス励起させて各振動子を振動させることにより、振動子から超音波を出力している。   A plurality of ultrasonic transducers are arranged at the tip of each ultrasonic probe. For example, in a convex probe for abdominal examination, a plurality of ultrasonic transducers are arranged in a fan shape, and in a linear probe for superficial tissue examination, a plurality of ultrasonic transducers are arranged linearly. Then, using the high voltage excitation pulse, each ultrasonic transducer is pulse-excited to vibrate each transducer, thereby outputting ultrasonic waves from the transducer.

各超音波振動子は圧電素子からなるため、パルス励起後の超音波振動子には電荷が蓄積される。このため、超音波診断装置における超音波信号の受信回路側には、超音波振動子の電荷を解放するための抵抗が設けられている。   Since each ultrasonic transducer is composed of a piezoelectric element, electric charges are accumulated in the ultrasonic transducer after pulse excitation. For this reason, a resistor for releasing the electric charge of the ultrasonic transducer is provided on the ultrasonic signal receiving circuit side in the ultrasonic diagnostic apparatus.

ところで、電荷解放用の抵抗としては、超音波プローブに用いられる超音波振動子の種類、信号線のケーブルの種類等によって、最適な抵抗値が異なる。この最適な抵抗値は、信号線を通過する超音波信号Sの品質と、超音波信号Sの基準電圧V1への戻り時間t1とのバランスで決定される(図4参照)。   By the way, the optimum resistance value for the electric charge releasing resistance differs depending on the type of ultrasonic transducer used in the ultrasonic probe, the type of signal line cable, and the like. This optimum resistance value is determined by the balance between the quality of the ultrasonic signal S passing through the signal line and the return time t1 of the ultrasonic signal S to the reference voltage V1 (see FIG. 4).

超音波診断装置では、超音波プローブにおける各超音波振動子をパルス励起させるために、高電圧(例えば、±50V〜±100V程度の電圧)の励起パルスが用いられている。受信回路側では、その高電圧の信号が直接入力されると処理回路が壊れるため、電流制限や電圧制限をする保護回路が設けられている。そして、その保護回路を設けることにより、受信回路では、所定電圧以上の信号が除去された状態で超音波信号Sが取り込まれる(図5参照)。   In the ultrasonic diagnostic apparatus, an excitation pulse with a high voltage (for example, a voltage of about ± 50 V to ± 100 V) is used to pulse-excit each ultrasonic transducer in the ultrasonic probe. On the receiving circuit side, since the processing circuit is broken when the high voltage signal is directly inputted, a protection circuit for limiting current and voltage is provided. Then, by providing the protection circuit, the reception circuit takes in the ultrasonic signal S in a state where a signal of a predetermined voltage or higher is removed (see FIG. 5).

プローブ表面から至近距離にある診断部位での反射波の信号は、基準電圧V1に信号電圧が戻る際のなだらかな信号波形の部分S1に含まれている。このため、基準電圧V1への戻り時間t1が長くなると、保護回路によってその信号が除去されてしまうこととなる。従って、電荷解放用の抵抗を設けて、超音波信号の電圧を迅速に落とすことにより、プローブ表面から至近距離にある診断部位の反射波の信号を捕捉するようにしている。   The signal of the reflected wave at the diagnostic site at a close distance from the probe surface is included in the gentle signal waveform portion S1 when the signal voltage returns to the reference voltage V1. For this reason, when the return time t1 to the reference voltage V1 becomes long, the signal is removed by the protection circuit. Therefore, a resistance for releasing the charge is provided, and the reflected wave signal of the diagnostic region at a close distance from the probe surface is captured by quickly dropping the voltage of the ultrasonic signal.

特開2001−104304号公報JP 2001-104304 A

ところが、従来の超音波診断装置において、電荷解放用の抵抗は、装置本体側の受信回路上に配置されていたため、超音波プローブの種類に応じた最適な抵抗値を採用することができなかった。つまり、従来の超音波診断装置では、装着される各種の超音波プローブについてそれぞれの超音波振動子に蓄積される電荷を考慮して、平均的な抵抗値の抵抗を配置していた。   However, in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, since the resistance for releasing the charge is arranged on the receiving circuit on the apparatus main body side, the optimum resistance value according to the type of the ultrasonic probe cannot be adopted. . That is, in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, resistors having an average resistance value are arranged in consideration of electric charges accumulated in the respective ultrasonic transducers for the various ultrasonic probes to be mounted.

また、超音波診断装置において、超音波プローブの種類毎に異なる抵抗値の抵抗を配置し、切り替え回路を設けることによって、装着される超音波プローブの種類に応じた最適な抵抗値の抵抗を信号線に接続する構成も考えられる。この場合、切り替え回路として高圧に耐えうる回路素子を使用する必要があり、部品コストが嵩む。さらに、切り替え回路の部分で信号ロスが生じ、超音波信号の品質が低下してしまうといった問題も生じる。   Also, in the ultrasonic diagnostic apparatus, resistors with different resistance values are arranged for each type of ultrasonic probe, and a switching circuit is provided to signal a resistance with an optimum resistance value according to the type of ultrasonic probe to be mounted. A configuration for connecting to a line is also conceivable. In this case, it is necessary to use a circuit element that can withstand high voltage as the switching circuit, resulting in increased component costs. Furthermore, there is a problem that signal loss occurs in the switching circuit portion and the quality of the ultrasonic signal is degraded.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、超音波振動子の電荷を適切に解放し、品質の高い超音波信号を得ることができる超音波プローブを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic probe capable of appropriately releasing the charge of an ultrasonic transducer and obtaining a high-quality ultrasonic signal. is there.

上記課題を解決するために、手段1に記載の発明は、超音波を送受信し、得られた超音波信号に基づいて超音波像を表示する超音波診断装置に用いられる超音波プローブであって、プローブ本体と、前記プローブ本体の先端側に配列され、パルス励起されることによって振動して超音波を出力するとともに、前記超音波の反射波を受信して電気信号に変換する複数の超音波振動子と、超音波診断装置本体側に設けられた本体側コネクタに接続されるプローブ側コネクタと、前記複数の超音波振動子にそれぞれ電気的に接続され、送受信信号を前記プローブ側コネクタを介して前記超音波診断装置本体側に伝達する複数本の信号線を有する信号ケーブルと、前記複数本の信号線にそれぞれ電気的に接続されることで、パルス励起後における前記複数の超音波振動子の電荷を解放する複数の抵抗とを備えたことを特徴とする超音波プローブをその要旨とする。   In order to solve the above problems, the invention described in means 1 is an ultrasonic probe used in an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives ultrasonic waves and displays an ultrasonic image based on the obtained ultrasonic signals. A plurality of ultrasonic waves that are arranged on the distal end side of the probe main body and that are vibrated by pulse excitation to output ultrasonic waves and receive reflected waves of the ultrasonic waves and convert them into electric signals A transducer, a probe-side connector connected to a body-side connector provided on the ultrasound diagnostic apparatus body side, and an electrical connection to each of the plurality of ultrasound transducers, and transmitting / receiving signals via the probe-side connector A signal cable having a plurality of signal lines to be transmitted to the ultrasonic diagnostic apparatus main body side, and electrically connected to the plurality of signal lines, respectively, so that the pulse excitation after the pulse excitation The ultrasonic probe is characterized in that a plurality of resistors to release the number of charges of the ultrasonic vibrator and the gist thereof.

従って、手段1に記載の発明によると、プローブ本体の先端側に複数の超音波振動子が配列されており、信号ケーブルの複数本の信号線が各超音波振動子に接続されている。また、信号ケーブルの各信号線は、プローブ側コネクタを介して本体側コネクタに接続されている。そして、プローブ側コネクタ及び信号線を介して超音波診断装置本体側から各超音波振動子に送信信号が伝達され、その送信信号によって各超音波振動子がパルス励起される。これによって、超音波振動子が振動して超音波が出力される。また、超音波の反射波が超音波振動子で受信され電気信号に変換された後、反射波の受信信号(超音波信号)が各信号線及びプローブ側コネクタを介して超音波診断装置本体に伝達される。そして、超音波診断装置本体では、超音波信号に基づいて、超音波像が生成されて表示される。ここで、パルス励起後の各超音波振動子には電荷が蓄積される。この電荷は、各信号線に接続されている複数の抵抗を介して解放される。本発明において、電荷解放用の抵抗は、従来技術のように超音波診断装置本体側に設けられるのではなく、超音波プローブ側に設けられている。この場合、超音波プローブの種類に応じて各超音波振動子に蓄積される電荷は異なるが、その電荷に対応する適切な抵抗値の抵抗をそれぞれの超音波プローブに設けることができ、各超音波振動子の電荷を速やかに解放することができる。この結果、品質の高い超音波信号を得ることができ、超音波像を正確に表示することができる。   Therefore, according to the invention described in the means 1, a plurality of ultrasonic transducers are arranged on the distal end side of the probe body, and a plurality of signal lines of the signal cable are connected to each ultrasonic transducer. Each signal line of the signal cable is connected to the main body side connector via the probe side connector. A transmission signal is transmitted from the ultrasonic diagnostic apparatus main body side to each ultrasonic transducer via the probe-side connector and signal line, and each ultrasonic transducer is pulse-excited by the transmission signal. As a result, the ultrasonic transducer vibrates and ultrasonic waves are output. In addition, after the reflected ultrasonic wave is received by the ultrasonic transducer and converted into an electrical signal, the received signal (ultrasonic signal) of the reflected wave is sent to the ultrasonic diagnostic apparatus main body via each signal line and the probe-side connector. Communicated. In the ultrasonic diagnostic apparatus main body, an ultrasonic image is generated and displayed based on the ultrasonic signal. Here, electric charges are accumulated in each ultrasonic transducer after pulse excitation. This charge is released through a plurality of resistors connected to each signal line. In the present invention, the charge release resistor is not provided on the ultrasonic diagnostic apparatus main body side as in the prior art, but is provided on the ultrasonic probe side. In this case, the charge accumulated in each ultrasonic transducer differs depending on the type of the ultrasonic probe, but a resistor having an appropriate resistance value corresponding to the charge can be provided in each ultrasonic probe. The electric charge of the sonic transducer can be released quickly. As a result, a high-quality ultrasonic signal can be obtained, and an ultrasonic image can be accurately displayed.

手段2に記載の発明は、手段1において、前記プローブ側コネクタのコネクタハウジング内には配線基板が収容されるとともに、その配線基板上には、前記複数本の信号線の途中にそれぞれ直列に接続された複数のインダクタと、前記複数の抵抗としての複数のチップ抵抗とが表面実装されていることをその要旨とする。   The invention described in means 2 is that, in the means 1, the wiring board is accommodated in the connector housing of the probe-side connector, and is connected in series to the wiring board in the middle of the plurality of signal lines. The gist is that the plurality of inductors and the plurality of chip resistors as the plurality of resistors are surface-mounted.

手段2に記載の発明によれば、プローブ側コネクタのコネクタハウジング内に配線基板が収納され、その配線基板には、複数のインダクタが表面実装されている。複数のインダクタは、各超音波振動子に接続される複数本の信号線の途中にそれぞれ直列に接続されており、各インダクタによってインピーダンスのマッチングが行われる。また、コネクタハウジング内の配線基板には、それらインダクタとともに電荷解放用のチップ抵抗が表面実装される。このようにすると、プローブ本体側にチップ抵抗の搭載スペースを設ける必要がないため、プローブ本体のサイズアップを回避することができる。また、インダクタを表面実装している既存の配線基板に、電荷解放用のチップ抵抗を実装することにより、部品コストの増加を抑えることができる。   According to the invention described in means 2, the wiring board is accommodated in the connector housing of the probe-side connector, and a plurality of inductors are surface-mounted on the wiring board. The plurality of inductors are connected in series in the middle of a plurality of signal lines connected to each ultrasonic transducer, and impedance matching is performed by each inductor. A charge release chip resistor is surface-mounted on the wiring board in the connector housing together with the inductors. In this case, it is not necessary to provide a space for mounting the chip resistor on the probe body side, so that an increase in the size of the probe body can be avoided. Further, by mounting a chip resistor for releasing a charge on an existing wiring board on which an inductor is surface-mounted, an increase in component costs can be suppressed.

手段3に記載の発明は、手段2において、前記複数のチップ抵抗の一端は、前記複数本の信号線において前記複数のインダクタよりも前記超音波診断装置本体側の端子に電気的に接続され、前記複数のチップ抵抗の他端は、前記配線基板における接地パターンに電気的に接続されていることをその要旨とする。   According to the invention described in means 3, in the means 2, one end of the plurality of chip resistors is electrically connected to a terminal on the ultrasonic diagnostic apparatus main body side of the plurality of inductors in the plurality of signal lines, The gist is that the other ends of the plurality of chip resistors are electrically connected to a ground pattern on the wiring board.

従って、手段3に記載の発明によると、複数本の信号線において複数のインダクタよりも超音波診断装置本体側の端子に電荷解放用のチップ抵抗が接続されるので、インダクタによるインピーダンスマッチングに与える影響を抑えることができる。   Therefore, according to the invention described in the means 3, since the chip resistor for releasing the charge is connected to the terminal on the ultrasonic diagnostic apparatus main body rather than the plurality of inductors in the plurality of signal lines, the influence on the impedance matching by the inductor Can be suppressed.

なお、前記チップ抵抗としては、全て同じ抵抗値を有する抵抗を用いてもよい。この場合、超音波プローブの製造コストを抑えることができる。また、製造バラツキにより超音波振動子毎に蓄積される電荷が異なる場合がある。その場合には、前記チップ抵抗として、各超音波振動子の電荷に適した異なる抵抗値を有する抵抗を用いることが好ましい。   As the chip resistor, resistors having the same resistance value may be used. In this case, the manufacturing cost of the ultrasonic probe can be suppressed. In addition, the accumulated charges may be different for each ultrasonic transducer due to manufacturing variations. In that case, it is preferable to use a resistor having a different resistance value suitable for the charge of each ultrasonic transducer as the chip resistor.

以上詳述したように、請求項1〜3に記載の発明によると、超音波振動子の電荷を適切に解放し、品質の高い超音波信号を得ることができる。   As described in detail above, according to the first to third aspects of the invention, it is possible to appropriately release the charges of the ultrasonic transducer and obtain a high-quality ultrasonic signal.

一実施の形態の超音波診断装置を示す正面図。1 is a front view showing an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment. 超音波診断装置の電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electrical constitution of an ultrasonic diagnosing device. 超音波プローブの電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electrical constitution of an ultrasonic probe. パルス励起前後の信号波形を示すタイムチャート。The time chart which shows the signal waveform before and behind pulse excitation. 保護回路の通過後の信号波形を示すタイムチャート。The time chart which shows the signal waveform after passing through a protection circuit.

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図1は、本実施の形態の超音波診断装置1を示す正面図であり、図2は、その超音波診断装置1の電気的構成を示すブロック図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view showing an ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 1.

図1及び図2に示されるように、超音波診断装置1は、超音波診断装置本体2と、その装置本体2に接続される超音波プローブ3とを備えている。詳しくは、超音波プローブ3は、信号ケーブル4と、信号ケーブル4の先端に接続されるプローブヘッド5(プローブ本体)と、信号ケーブル4の基端に設けられるプローブ側コネクタ6とを備える。超音波診断装置本体2にはコネクタ7(本体側コネクタ7)が設けられ、そのコネクタ7には超音波プローブ3のプローブ側コネクタ6が接続されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 includes an ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 and an ultrasonic probe 3 connected to the apparatus main body 2. Specifically, the ultrasonic probe 3 includes a signal cable 4, a probe head 5 (probe main body) connected to the distal end of the signal cable 4, and a probe-side connector 6 provided at the base end of the signal cable 4. The ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 is provided with a connector 7 (main body side connector 7), to which the probe side connector 6 of the ultrasonic probe 3 is connected.

図2に示されるように、超音波プローブ3のプローブヘッド5は、その先端部にて扇状に並べて配列した複数の超音波振動子8を有し、被検査体9に対して先端部を接触させた状態で超音波を送受信する。超音波プローブ3は、例えば、コンベックス式電子走査を行うためのコンベックスプローブであり、5MHzの超音波を扇状に走査する。なお、超音波診断装置1では、コンベックスプローブ以外に、リニアプローブやフェイズドアレイプローブなどの異なる種類の超音波プローブが着脱可能に構成されている。   As shown in FIG. 2, the probe head 5 of the ultrasonic probe 3 has a plurality of ultrasonic transducers 8 arranged in a fan shape at the tip, and the tip is in contact with the object to be inspected 9. Ultrasound is transmitted and received in the state where The ultrasonic probe 3 is, for example, a convex probe for performing convex electronic scanning, and scans a 5 MHz ultrasonic wave in a fan shape. In the ultrasonic diagnostic apparatus 1, different types of ultrasonic probes such as a linear probe and a phased array probe are detachable in addition to the convex probe.

超音波診断装置本体2は、送信回路11、受信回路12、信号処理回路13、画像処理回路14、表示装置15等を備える。   The ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 includes a transmission circuit 11, a reception circuit 12, a signal processing circuit 13, an image processing circuit 14, a display device 15, and the like.

送信回路11は、プローブヘッド5における超音波振動子8の素子数(例えば128素子)に対応した複数の遅延回路(図示略)を含み、各超音波振動子8に応じて遅延させた駆動パルス(送信信号)を送信する。そして、駆動パルスによってプローブヘッド5の各超音波振動子8がパルス励起される。これによって、各超音波振動子8が振動して、所定の照射点で焦点を結ぶように各超音波振動子8から超音波が出力される。   The transmission circuit 11 includes a plurality of delay circuits (not shown) corresponding to the number of elements (for example, 128 elements) of the ultrasonic transducer 8 in the probe head 5, and a drive pulse delayed according to each ultrasonic transducer 8. (Transmission signal) is transmitted. Then, each ultrasonic transducer 8 of the probe head 5 is pulse-excited by the drive pulse. As a result, each ultrasonic transducer 8 vibrates, and ultrasonic waves are output from each ultrasonic transducer 8 so as to focus at a predetermined irradiation point.

受信回路12は、保護回路(例えばダイオードブリッジからなる電流リミッタ)16、図示しない信号増幅回路、A/D変換回路、遅延回路、整相加算回路を含む。受信回路12では、超音波プローブ3における各超音波振動子8で受信された各反射波の受信信号(超音波信号としての反射波信号)が電流リミッタ16を介して取り込まれる。そして、各反射波信号が増幅されかつA/D変換されるとともに、受信指向性を考慮した遅延時間が各反射波信号に付加された後、整相加算される。この加算によって、各超音波振動子8の受信信号の位相差が調整される。   The reception circuit 12 includes a protection circuit (for example, a current limiter formed of a diode bridge) 16, a signal amplification circuit (not shown), an A / D conversion circuit, a delay circuit, and a phasing addition circuit. In the reception circuit 12, a reception signal (reflection wave signal as an ultrasonic signal) of each reflected wave received by each ultrasonic transducer 8 in the ultrasonic probe 3 is taken in via the current limiter 16. Each reflected wave signal is amplified and A / D converted, and a delay time considering reception directivity is added to each reflected wave signal, and then phased and added. By this addition, the phase difference between the reception signals of the ultrasonic transducers 8 is adjusted.

信号処理回路13は、図示しない対数変換回路、包絡線検波回路などを含む。信号処理回路13において、受信回路12で受信された反射波信号が対数変換された後、その信号の包絡線が検波される。そして、信号処理回路13において対数変換、包絡線検波といった信号処理が行われた反射波信号が画像処理回路14に出力される。   The signal processing circuit 13 includes a logarithmic conversion circuit, an envelope detection circuit, and the like (not shown). In the signal processing circuit 13, the reflected wave signal received by the receiving circuit 12 is logarithmically converted, and then the envelope of the signal is detected. Then, a reflected wave signal that has undergone signal processing such as logarithmic conversion and envelope detection in the signal processing circuit 13 is output to the image processing circuit 14.

画像処理回路14は、信号処理回路13から出力される反射波信号に基づいて、画像処理を行い超音波像(Bモード画像)の画像データを生成する。具体的には、画像処理回路14は、反射波信号の振幅(信号強度)に応じた輝度の画像データを生成する。画像処理回路14で生成された画像データは、表示装置15に転送される。そして、その画像データに基づいて、被検査体9の超音波像が白黒の濃淡で表示装置15に表示される。なお、表示装置15は、例えば、LCDやCRTなどのディスプレイであり、被検査体9の超音波像や、各種設定の入力画面を表示するために用いられる。   The image processing circuit 14 performs image processing based on the reflected wave signal output from the signal processing circuit 13 to generate image data of an ultrasonic image (B mode image). Specifically, the image processing circuit 14 generates image data having luminance corresponding to the amplitude (signal intensity) of the reflected wave signal. The image data generated by the image processing circuit 14 is transferred to the display device 15. Based on the image data, an ultrasonic image of the inspection object 9 is displayed on the display device 15 in black and white shades. The display device 15 is, for example, a display such as an LCD or a CRT, and is used to display an ultrasonic image of the inspection object 9 and an input screen for various settings.

次に、本実施の形態における超音波プローブ3の構成について詳述する。   Next, the configuration of the ultrasonic probe 3 in the present embodiment will be described in detail.

図3に示されるように、超音波プローブ3において、プローブヘッド5の先端部に配列された各超音波振動子8には、信号ケーブル4に設けられる複数本の信号線21がそれぞれ電気的に接続されている。また、信号ケーブル4の基端に接続されるプローブ側コネクタ6において、そのコネクタハウジング22内に配線基板23が収納されている。   As shown in FIG. 3, in the ultrasonic probe 3, a plurality of signal lines 21 provided in the signal cable 4 are electrically connected to the ultrasonic transducers 8 arranged at the tip of the probe head 5. It is connected. In the probe-side connector 6 connected to the base end of the signal cable 4, a wiring board 23 is accommodated in the connector housing 22.

配線基板23には、信号ケーブル4の各信号線21に接続される配線パターン24や接地パターン25が設けられるとともに、各配線パターン24を介して各信号線21に直列に接続される複数のインダクタ26が表面実装されている。これらインダクタ26を設けることによって、各信号線21のインピーダンスマッチングが行われ、各信号線21を伝搬する超音波信号の損失(伝送ロス)が低減される。このインピーダンスマッチングを行うための配線基板23は、一般的な超音波プローブで採用される既存の構成であり、通常は、超音波プローブ3の端部となるコネクタハウジング22内に設けられている。   The wiring board 23 is provided with a wiring pattern 24 and a ground pattern 25 connected to each signal line 21 of the signal cable 4, and a plurality of inductors connected in series to each signal line 21 via each wiring pattern 24. 26 is surface mounted. By providing these inductors 26, impedance matching of each signal line 21 is performed, and loss (transmission loss) of the ultrasonic signal propagating through each signal line 21 is reduced. The wiring board 23 for performing impedance matching is an existing configuration adopted in a general ultrasonic probe, and is usually provided in a connector housing 22 that is an end of the ultrasonic probe 3.

さらに、本実施の形態の配線基板23には、複数のインダクタ26に加えて、複数のチップ抵抗27が表面実装されている。これらチップ抵抗27は、パルス励起後の各超音波振動子8に蓄積された電荷を解放する電荷解放用の抵抗であり、各超音波振動子8に対して並列に接続されている。詳しくは、各信号線21の配線パターン24においてインダクタ26よりも装置本体側に設けられた端子28にチップ抵抗27の一端が電気的に接続され、チップ抵抗27の他端は接地パターン25に電気的に接続されている。本実施の形態において、インダクタ26とチップ抵抗27とは、全ての超音波振動子8に対してそれぞれ設けられている。なお、各チップ抵抗27の抵抗値は、超音波振動子8に蓄積される電荷に応じて設定されるものであり、それぞれ同一の抵抗値(例えば、100Ω)となっている。   Furthermore, in addition to the plurality of inductors 26, a plurality of chip resistors 27 are surface-mounted on the wiring board 23 of the present embodiment. These chip resistors 27 are electric charge releasing resistors for releasing electric charges accumulated in the ultrasonic transducers 8 after pulse excitation, and are connected in parallel to the ultrasonic transducers 8. Specifically, in the wiring pattern 24 of each signal line 21, one end of the chip resistor 27 is electrically connected to a terminal 28 provided closer to the device body than the inductor 26, and the other end of the chip resistor 27 is electrically connected to the ground pattern 25. Connected. In the present embodiment, the inductor 26 and the chip resistor 27 are respectively provided for all the ultrasonic transducers 8. The resistance value of each chip resistor 27 is set according to the electric charge accumulated in the ultrasonic transducer 8 and has the same resistance value (for example, 100Ω).

従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。   Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

(1)本実施の形態の超音波プローブ3では、複数の超音波振動子8に接続される複数本の信号線21には電荷解放用の複数のチップ抵抗27がそれぞれ接続されている。超音波プローブ3において、超音波を送信するために各超音波振動子8をパルス励起すると、各超音波振動子8に電荷が蓄積され、その電荷は信号線21及びチップ抵抗27を介して解放される。各チップ抵抗27は、従来技術のように超音波診断装置本体2側に設けられるのではなく、超音波プローブ3側に設けられている。このため、超音波プローブ3の種類に応じた最適な抵抗値の抵抗27を用いることができ、各超音波振動子8の電荷を速やかに解放することができる。この結果、超音波プローブ3を用いて品質の高い超音波信号を得ることができ、その超音波信号に基づいて、表示装置15に超音波像を正確に表示することができる。   (1) In the ultrasonic probe 3 of the present embodiment, a plurality of chip resistors 27 for releasing charges are connected to the plurality of signal lines 21 connected to the plurality of ultrasonic transducers 8, respectively. When each ultrasonic transducer 8 is pulse-excited to transmit ultrasonic waves in the ultrasonic probe 3, charges are accumulated in each ultrasonic transducer 8, and the charges are released via the signal line 21 and the chip resistor 27. Is done. Each chip resistor 27 is provided not on the ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 side as in the prior art but on the ultrasonic probe 3 side. For this reason, the resistor 27 having an optimum resistance value according to the type of the ultrasonic probe 3 can be used, and the charge of each ultrasonic transducer 8 can be released quickly. As a result, a high-quality ultrasonic signal can be obtained using the ultrasonic probe 3, and an ultrasonic image can be accurately displayed on the display device 15 based on the ultrasonic signal.

(2)本実施の形態の超音波プローブ3では、プローブ側コネクタ6のコネクタハウジング22内に収納される配線基板23に、インダクタ26とともにチップ抵抗27が表面実装されている。この場合、プローブヘッド5側にチップ抵抗27の搭載スペースを設ける必要がないため、プローブヘッド5のサイズアップを回避することができる。また、インダクタ26を表面実装している既存の配線基板23に、電荷解放用のチップ抵抗27を表面実装することにより、部品コストも抑えることができる。因みに、プローブ側コネクタ6と本体側コネクタ7との間に、アタッチメント的な中継コネクタを新規に設け、その中継コネクタに収納する配線基板にチップ抵抗27を表面実装するといった手法も考えられる。この場合、コネクタハウジングや配線基板などの部品コストが嵩むことに加えて、コネクタ間の接触抵抗などによって超音波信号の伝送ロスも生じてしまう。これに対して、本実施の形態のようにプローブ側コネクタ6に収納される既存の配線基板23を用いる場合、配線基板23における配線パターンを設計変更して、その配線基板23に比較的に安価なチップ抵抗27を実装すればよい。このようにすれば、部品コストの増加や信号の伝送ロスを抑えることができる。   (2) In the ultrasonic probe 3 of the present embodiment, the chip resistor 27 is surface-mounted together with the inductor 26 on the wiring board 23 housed in the connector housing 22 of the probe-side connector 6. In this case, since it is not necessary to provide a space for mounting the chip resistor 27 on the probe head 5 side, an increase in the size of the probe head 5 can be avoided. Further, by mounting the chip resistor 27 for releasing the charge on the existing wiring board 23 on which the inductor 26 is surface-mounted, the component cost can be reduced. Incidentally, a method of newly providing an attachment-type relay connector between the probe-side connector 6 and the body-side connector 7 and mounting the chip resistor 27 on the wiring board accommodated in the relay connector is conceivable. In this case, in addition to increasing the cost of components such as a connector housing and a wiring board, transmission loss of ultrasonic signals also occurs due to contact resistance between the connectors. On the other hand, when the existing wiring board 23 accommodated in the probe-side connector 6 is used as in the present embodiment, the wiring pattern on the wiring board 23 is redesigned and the wiring board 23 is relatively inexpensive. A simple chip resistor 27 may be mounted. In this way, it is possible to suppress an increase in component costs and signal transmission loss.

(3)本実施の形態では、配線基板23において、複数のインダクタ26よりも装置本体2側の端子28に電荷解放用のチップ抵抗27が接続されるので、インダクタ26によるインピーダンスマッチングに与える影響を抑えることができる。因みに、超音波プローブ3では、信号ケーブル4のインピーダンスマッチングを行うためにインダクタ26が設けられているが、チップ抵抗27をインダクタ26よりもプローブヘッド5側に接続すると、インダクタ26によるインピーダンスマッチングの効果がなくなってしまう。この場合、インピーダンスマッチングの再調整が必要となってしまうが、本実施の形態のように装置本体2側の端子28にチップ抵抗27を接続することにより、その問題を回避することができる。   (3) In the present embodiment, since the chip resistor 27 for releasing the charge is connected to the terminal 28 closer to the device body 2 than the plurality of inductors 26 in the wiring board 23, the influence on the impedance matching by the inductor 26 is affected. Can be suppressed. Incidentally, in the ultrasonic probe 3, the inductor 26 is provided in order to perform impedance matching of the signal cable 4. However, when the chip resistor 27 is connected to the probe head 5 side rather than the inductor 26, the effect of impedance matching by the inductor 26 is achieved. Will disappear. In this case, the impedance matching needs to be readjusted, but the problem can be avoided by connecting the chip resistor 27 to the terminal 28 on the apparatus body 2 side as in the present embodiment.

(4)本実施の形態の超音波プローブ3では、全ての超音波振動子8に対して電荷解放用の抵抗27が設けられているので、各超音波振動子8に蓄積された電荷を確実に解放することができる。また、複数のチップ抵抗27は、同一の抵抗値を有しているので、抵抗値が異なる抵抗を用いる場合と比較して、超音波プローブ3の製造コストを抑えることができる。   (4) In the ultrasonic probe 3 of the present embodiment, since the charge release resistors 27 are provided for all the ultrasonic transducers 8, the charges accumulated in the ultrasonic transducers 8 can be reliably detected. Can be released to. In addition, since the plurality of chip resistors 27 have the same resistance value, the manufacturing cost of the ultrasonic probe 3 can be reduced as compared with the case where resistors having different resistance values are used.

なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。   In addition, you may change embodiment of this invention as follows.

・上記実施の形態の超音波診断装置1では、受信回路12を保護する保護回路16として電流リミッタを用いるものであったが、電圧リミッタを保護回路として用いてもよい。なおこの場合には、各超音波振動子8に対して直列に接続されるように各チップ抵抗27を配線基板23に実装し、各チップ抵抗27によって、各超音波振動子8に蓄積された電荷の放電スピードを調整する。このように構成しても、超音波プローブ3の種類に応じて、適切な抵抗値の抵抗をそれぞれの超音波プローブ3に設けることができ、各超音波振動子8に蓄積される電荷を速やかに解放することができる。なお、電流リミッタ用チップ抵抗及び電圧リミッタ用チップ抵抗の両方を備えた構成とすることも可能であり、例えばこの場合には後者を前者よりも低抵抗値にすることが好ましい。   In the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of the above embodiment, the current limiter is used as the protection circuit 16 that protects the reception circuit 12, but a voltage limiter may be used as the protection circuit. In this case, each chip resistor 27 is mounted on the wiring board 23 so as to be connected in series to each ultrasonic transducer 8, and is accumulated in each ultrasonic transducer 8 by each chip resistor 27. Adjust the charge discharge speed. Even with this configuration, it is possible to provide each ultrasonic probe 3 with a resistance having an appropriate resistance value according to the type of the ultrasonic probe 3, and to quickly store the charges accumulated in each ultrasonic transducer 8. Can be released to. It is also possible to adopt a configuration including both a current limiter chip resistor and a voltage limiter chip resistor. In this case, for example, the latter is preferably set to a lower resistance value than the former.

・上記実施の形態において、プローブ側コネクタ6に収納される配線基板23に電荷解放用のチップ抵抗27を実装するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、プローブヘッド5のハウジング内に収納される配線基板に、チップ抵抗27を設けてもよい。   In the above embodiment, the chip resistor 27 for releasing the charge is mounted on the wiring board 23 housed in the probe-side connector 6, but the present invention is not limited to this. For example, the chip resistor 27 may be provided on a wiring board accommodated in the housing of the probe head 5.

・上記実施の形態では、電荷解放用の抵抗として、同一の抵抗値を有するチップ抵抗27を用いる構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、製造バラツキによって超音波振動子8毎に蓄積される電荷が異なる場合がある。この場合には、チップ抵抗27として、各超音波振動子8の電荷に応じた異なる抵抗値を有する抵抗を用いてもよい。   In the above embodiment, the chip resistor 27 having the same resistance value is used as the charge release resistor, but the present invention is not limited to this. For example, the charge accumulated for each ultrasonic transducer 8 may vary depending on manufacturing variations. In this case, as the chip resistor 27, a resistor having a different resistance value according to the electric charge of each ultrasonic transducer 8 may be used.

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。   Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the above-described embodiments are listed below.

(1)手段1乃至3のいずれかにおいて、前記超音波診断装置本体側に設けられる受信回路には、保護回路として電流リミッタが設けられており、前記複数の抵抗は、各超音波振動子に対して並列に接続されていることを特徴とする超音波プローブ。   (1) In any one of the means 1 to 3, the receiving circuit provided on the ultrasonic diagnostic apparatus main body side is provided with a current limiter as a protection circuit, and the plurality of resistors are provided in each ultrasonic transducer. An ultrasonic probe characterized by being connected in parallel.

(2)手段1乃至3のいずれかにおいて、前記超音波診断装置本体側に設けられる受信回路には、保護回路として電圧リミッタが設けられており、前記複数の抵抗は、各超音波振動子に対して直列に接続されていることを特徴とする超音波プローブ。   (2) In any one of the means 1 to 3, the receiving circuit provided on the ultrasonic diagnostic apparatus main body side is provided with a voltage limiter as a protection circuit, and the plurality of resistors are connected to each ultrasonic transducer. An ultrasonic probe characterized by being connected in series.

(3)手段1乃至3のいずれかにおいて、前記複数の抵抗は、同じ抵抗値を有することを特徴とする超音波プローブ。   (3) The ultrasonic probe according to any one of the means 1 to 3, wherein the plurality of resistors have the same resistance value.

(4)手段1乃至3のいずれかにおいて、前記複数の抵抗は、異なる抵抗値を有することを特徴とする超音波プローブ。   (4) The ultrasonic probe according to any one of the means 1 to 3, wherein the plurality of resistors have different resistance values.

(5)手段2において、前記複数の超音波振動子における全ての振動子に、前記インダクタと前記抵抗とがそれぞれ設けられていることを特徴とする超音波プローブ。   (5) The ultrasonic probe characterized in that in the means 2, all the transducers in the plurality of ultrasonic transducers are provided with the inductor and the resistor, respectively.

(6)手段1において、前記プローブ本体のハウジング内には配線基板が収納されるとともに、その配線基板に前記複数の抵抗が実装されていることを特徴とする超音波プローブ。   (6) The ultrasonic probe according to claim 1, wherein a wiring board is housed in the housing of the probe body, and the plurality of resistors are mounted on the wiring board.

1…超音波診断装置
2…超音波診断装置本体
3…超音波プローブ
4…信号ケーブル
5…プローブ本体としてのプローブヘッド
6…プローブ側コネクタ
7…本体側コネクタ
8…超音波振動子
21…信号線
22…コネクタハウジング
23…配線基板
25…接地パターン
26…インダクタ
27…チップ抵抗
28…端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic diagnostic apparatus 2 ... Ultrasonic diagnostic apparatus main body 3 ... Ultrasonic probe 4 ... Signal cable 5 ... Probe head as a probe main body 6 ... Probe side connector 7 ... Main body side connector 8 ... Ultrasonic transducer 21 ... Signal line 22 ... Connector housing 23 ... Wiring board 25 ... Grounding pattern 26 ... Inductor 27 ... Chip resistor 28 ... Terminal

Claims (3)

超音波を送受信し、得られた超音波信号に基づいて超音波像を表示する超音波診断装置に用いられる超音波プローブであって、
プローブ本体と、
前記プローブ本体の先端側に配列され、パルス励起されることによって振動して超音波を出力するとともに、前記超音波の反射波を受信して電気信号に変換する複数の超音波振動子と、
超音波診断装置本体側に設けられた本体側コネクタに接続されるプローブ側コネクタと、
前記複数の超音波振動子にそれぞれ電気的に接続され、送受信信号を前記プローブ側コネクタを介して前記超音波診断装置本体側に伝達する複数本の信号線を有する信号ケーブルと、
前記複数本の信号線にそれぞれ電気的に接続されることで、パルス励起後における前記複数の超音波振動子の電荷を解放する複数の抵抗と
を備えたことを特徴とする超音波プローブ。
An ultrasound probe used in an ultrasound diagnostic apparatus that transmits and receives ultrasound and displays an ultrasound image based on the obtained ultrasound signal,
A probe body;
A plurality of ultrasonic transducers arranged on the distal end side of the probe body, oscillating by being pulse-excited and outputting ultrasonic waves, receiving reflected waves of the ultrasonic waves and converting them into electrical signals;
A probe-side connector connected to a main body-side connector provided on the ultrasonic diagnostic apparatus main body side;
A signal cable electrically connected to each of the plurality of ultrasonic transducers and having a plurality of signal lines for transmitting and receiving transmission / reception signals to the ultrasonic diagnostic apparatus main body via the probe-side connector;
An ultrasonic probe comprising: a plurality of resistors that are electrically connected to the plurality of signal lines, respectively, to release charges of the plurality of ultrasonic transducers after pulse excitation.
前記プローブ側コネクタのコネクタハウジング内には配線基板が収容されるとともに、その配線基板上には、前記複数本の信号線の途中にそれぞれ直列に接続された複数のインダクタと、前記複数の抵抗としての複数のチップ抵抗とが表面実装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。   A wiring board is accommodated in the connector housing of the probe-side connector, and on the wiring board, a plurality of inductors connected in series in the middle of the plurality of signal lines, and the plurality of resistors, respectively. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the plurality of chip resistors are surface-mounted. 前記複数のチップ抵抗の一端は、前記複数本の信号線において前記複数のインダクタよりも前記超音波診断装置本体側の端子に電気的に接続され、前記複数のチップ抵抗の他端は、前記配線基板における接地パターンに電気的に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の超音波プローブ。   One end of the plurality of chip resistors is electrically connected to a terminal on the ultrasonic diagnostic apparatus main body side with respect to the plurality of inductors in the plurality of signal lines, and the other end of the plurality of chip resistors is connected to the wiring The ultrasonic probe according to claim 2, wherein the ultrasonic probe is electrically connected to a ground pattern on the substrate.
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